酶的本质特性及相关实验探究

酶一、酶的本质：酶是由活细胞产生的具有催化活性和高度选择性的特殊蛋白质。

按其组成的不同，将酶分成单纯蛋白质和结合蛋白质两大类。

例如，大多数水解酶属单纯由蛋白质组成的酶; 黄素单核苷酸酶则属由酶蛋白和辅助因子组成的结合蛋白酶。

结合蛋白质中的酶蛋白为蛋白质部分，辅助因子为非蛋白质部分，两者结合成全酶，只有全酶才有催化活性二、酶的形态结构所有的酶都含有C、H、O、N四种元素。

按照酶的化学组成可将酶分为单纯酶和复合酶两类。

单纯酶分子中只有氨基酸残基组成的肽链。

结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子、铁卟啉或含B 族维生素的小分子有机物。

结合酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分统称为辅助因子（cofactor），两者一起组成全酶；只有全酶才有催化活性，如果两者分开则酶活力消失。

非蛋白质部分如铁卟啉或含B族维生素的化合物若与酶蛋白以共价键相连的称为辅基（prosthetic group），用透析或超滤等方法不能使它们与酶蛋白分开；反之两者以非共价键相连的称为辅酶（coenzyme），可用上述方法把两者分开。

辅助因子有两大类，一类是金属离子，且常为辅基，起传递电子的作用；另一类是小分子有机化合物，主要起传递氢原子、电子或某些化学基团的作用。

结合酶中的金属离子有多方面功能，它们可能是酶活性中心的组成成分；有的可能在稳定酶分子的构象上起作用；有的可能作为桥梁使酶与底物相连接。

辅酶与辅基在催化反应中作为氢（H+和e）或某些化学基团的载体，起传递氢或化学基团的作用。

体内酶的种类很多，但酶的辅助因子种类并不多，常见到几种酶均用某种相同的金属离子作为辅助因子的例子，同样的情况亦见于辅酶与辅基，如3-磷酸甘油醛脱氢酶和乳酸脱氢酶均以NAD+作为辅酶。

酶催化反应的特异性决定于酶蛋白部分，而辅酶与辅基的作用是参与具体的反应过程中氢（H+和e）及一些特殊化学基团的运载。

酶属生物大分子，分子质量至少在1万以上，大的可达百万。

必修部分模块一第三单元细胞的能量供应和利用第1讲酶的本质、特性及相关实验探究一、单项选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)1．(2019·广东高三开学考试)下列有关生物体内酶和激素的叙述，正确的是(B)A．所有的酶和激素都是在核糖体中合成的B．某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的C．两者都是细胞的结构组成成分，都不能提供能量D．一种酶只催化一种物质的反应，一种激素只作用于一种靶细胞[解析]蛋白质类物质在核糖体上合成，少数酶的化学本质是RNA，部分激素的化学本质是脂质，如性激素，RNA和脂质不是在核糖体中合成的，A错误；某些激素的调节作用可通过激活酶的活性实现，B 正确；激素在细胞之间传递信息，胞外酶和激素不是细胞结构的组成部分，C错误；一种酶只催化一种或一类物质的反应，一种激素可作用于多种靶细胞，如胰岛素几乎可作用于全身所有细胞，D错误。

故选B。

2．(2019·湖北高三开学考试)研究发现：酶可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。

研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验，下列相关说法错误的是(D)A．①过程会改变蛋白质的空间结构B．蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解C．处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可以证明酶具有高效性D．将盐酸与蛋白酶溶液和蛋白块混合，可以准确地测定pH对蛋白酶活性的影响[解析]加热使蛋白质变性，蛋白质的空间结果会发生改变，A正确；蛋白质加热后变性，空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，B正确；处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可以证明酶具有高效性，C正确；强酸可导致蛋白酶变性失活，同时酸和蛋白酶都可以使蛋白质水解，故不能准确地测定pH对蛋白酶活性的影响，D错误。

故选D。

3．(2019·陕西高三月考)下列有关叙述不正确的是(C)A．在pH 4 ～8条件下，木瓜蛋白酶的活力基本不受pH的影响B．大多数酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应C．同一生物体各种酶催化反应的条件一定相同D．pH过低或过高都会导致蛋白酶变性失活[解析]据图可知，在pH 4 ～8范围内，木瓜蛋白酶的相对活力基本不变，说明其活力基本不受pH 的影响，A正确；大多数酶的化学本质是蛋白质，能与双缩脲试剂发生紫色反应，B正确；同一生物体各种酶催化反应的条件不一定相同，如胃蛋白酶和胰蛋白酶，C错误；pH过低或过高都会破坏蛋白质的空间结构，导致蛋白酶变性失活，D正确。

高中生物关于酶的实验酶是生物体内一类具有生物催化作用的蛋白质，对于高中生物学习而言，了解酶的性质和作用具有重要意义。

以下是一份关于酶的实验文档，旨在帮助高中生更好地掌握酶的相关知识。

一、实验目的1.了解酶的特性和作用机理；2.掌握酶的催化效率及其影响因素；3.培养学生的实验操作能力和观察能力。

二、实验原理酶是一种具有高效、专一、可逆等特性的生物催化剂，能显著降低化学反应的活化能。

酶的活性受温度、pH值等因素的影响。

三、实验材料与仪器1.材料：新鲜肝脏、过氧化氢溶液、碘液、淀粉溶液、唾液、蔗糖溶液等。

2.仪器：烧杯、量筒、滴定管、试管、温度计、磁力搅拌器等。

四、实验步骤1.酶的提取（1）将新鲜肝脏洗净，剪碎，放入烧杯中；（2）加入适量生理盐水，用玻璃棒搅拌，使肝细胞破裂；（3）用纱布过滤，收集滤液，备用。

2.过氧化氢酶活性测定（1）取3支试管，分别加入2mL过氧化氢溶液；（2）向1号试管中加入2滴提取的肝酶液，2号试管中加入2滴唾液，3号试管中加入2滴蒸馏水；（3）观察各试管中气泡产生的速度，记录实验结果。

3.淀粉酶活性测定（1）取3支试管，分别加入2mL淀粉溶液；（2）向1号试管中加入2滴提取的肝酶液，2号试管中加入2滴唾液，3号试管中加入2滴蒸馏水；（3）将各试管放入热水中加热，观察各试管中淀粉消失的速度，记录实验结果。

4.蔗糖酶活性测定（1）取3支试管，分别加入2mL蔗糖溶液；（2）向1号试管中加入2滴提取的肝酶液，2号试管中加入2滴唾液，3号试管中加入2滴蒸馏水；（3）将各试管放入热水中加热，观察各试管中蔗糖消失的速度，记录实验结果。

五、实验结果与分析1.过氧化氢酶活性测定：1号试管中气泡产生速度最快，说明肝酶液中含有过氧化氢酶，具有催化分解过氧化氢的作用。

2.淀粉酶活性测定：1号试管中淀粉消失速度最快，说明肝酶液中含有淀粉酶，具有催化分解淀粉的作用。

3.蔗糖酶活性测定：1号试管中蔗糖消失速度最快，说明肝酶液中含有蔗糖酶，具有催化分解蔗糖的作用。

酶的本质与特性被分解；实验组：反应物+等量的相应酶溶液检测反应物被分解。

•2．酶的专一性实验搽究此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。

•(1)设计思路一：换反应物不换酶•实验组：反应物+相应酶溶液检测反应物被分解；•对照组：另一反应物+等量相同酶溶液检测反应物不被分解。

•(2)设计思路二：换酶不换反应物•实验组：反应物+相应酶溶液检测反应物被分解；•对照组：相同反应物+等量另一种酶溶液检测反应物不被分解。

•3．酶的高效性实验探究•对照组：反应物+无机催化剂检测底物分解速率；•实验组：反应物+等量酶溶液检测底物分解速率。

•实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。

•4．酶作用的适宜条件的探究•(1)最适温度的探究实验原理•①淀粉+淀粉酶——麦芽糖；麦芽糖+斐林试剂—一产生砖红色沉淀；淀粉+碘——蓝色。

•②温度影响淀粉酶活性，从而影响淀粉的分解，滴加碘液后，根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况，进而推断出酶活性变化。

•(2)最适pH的探究实验原理•①2H202+过氧化氢酶——2H2O+O2•②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速度，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成速度的快慢。

•(3)实验探究思路•①最适温度的探究思路••②最适pH的探究思路•2、易错点拨：（1）在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶置于不同环境条件下（加清水、加氢氧化钠、加盐酸），然后再加入反应物。

不能把酶加入反应物在酶的作用下先发生水解。

（2）在酶的最适温度探究实验中，酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。

若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，检测的试剂宜先用碘液，不应该选用斐林试剂。

因选用斐林试剂需热水浴加热，而该实验中需严格控制温度。

•知识拓展：••1、利用酶的专一性也可探究某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA：将某种酶用蛋白酶或核糖核酸酶处理，根据处理后的酶液是否还有催化作用予以判断。

认识酶的实验报告一、实验目的本实验旨在通过探究酶的性质和功能，加深对酶作用的认识，并进一步了解酶的作用机制。

二、实验原理1. 酶的定义：酶是一种能够加速生物体内生物化学反应速率的蛋白质。

2. 酶的特性：酶具有专一性、高效性和可逆性。

3. 酶促反应：酶与底物发生特异性结合，形成酶底物复合物，通过酶的催化作用，反应速率得到加快。

三、实验步骤1. 实验材料准备：酶溶液、底物溶液、试管、试管架、试管夹、显色剂等。

2. 实验步骤：- 步骤一：取两支试管，分别加入相同体积的酶溶液和底物溶液，并将其放入不同的试管架中。

- 步骤二：将试管架放入恒温槽中，保持温度恒定。

- 步骤三：同时开始计时器，并在不同的时间点分别取出试管，加入显色剂。

- 步骤四：观察试管中颜色的变化，并记录下时间和变化情况。

四、实验结果根据实验过程中记录的数据计算得出的结果如下表所示：时间（秒）试管一颜色变化试管二颜色变化0 无变化无变化10 逐渐变淡无变化20 变得非常浅逐渐变淡30 几乎透明变得非常浅40 透明透明50 透明透明60 透明透明五、实验讨论通过实验我们可以得出以下结论：1. 酶的作用是加速生物体内生物化学反应的速率，同时具有专一性、高效性和可逆性。

2. 本实验中，试管中的酶溶液通过与底物的特异性结合，催化反应，使底物的颜色变淡或透明。

3. 随着时间的增加，试管一和试管二中的底物都逐渐变淡或透明，说明酶的催化作用随时间的增加而增强。

六、实验总结通过本次实验，我们更加深入地理解了酶的性质和功能。

酶作为生物体内的催化剂，在代谢和生产过程中起着非常重要的作用。

同时，我们也学会了如何进行酶的活性检测实验，通过观察底物的变化情况来评估酶的催化效果。

然而，本次实验的结果可能受到实验条件的限制，如实验温度、酶浓度等因素。

因此，在今后的实验中，我们应该更加精确地控制实验条件，以获取更准确的实验结果。

总之，通过认识酶的实验，我们进一步了解了酶的作用机制，提高了对酶的认识和理解，并为今后的研究和应用提供了基础。

新人教生物必修一（学案+练习）酶的本质、作用和特性1．酶本质的探索历程(连线)2．酶的本质及作用化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核细胞)来源一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外生理功能催化作用①为有酶催化的反应曲线；②为没有催化剂的反应曲线；③为有无机催化剂催化的反应曲线。

4．酶的催化特性(连线)5．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程。

向4支试管中分别加入2mL过氧化氢溶液(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。

6．淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验原理。

①淀粉和蔗糖都是非还原糖，葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原糖。

②斐林试剂能鉴定溶液中有无还原糖。

③淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖，不能催化蔗糖水解。

(2)实验步骤。

有专一性。

1．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。

( × ) 2．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。

( √ ) 3．酶提供了反应过程中所必需的活化能。

( × ) 4．酶活性的发挥离不开其特定的结构。

( √ )5．同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同。

( × ) 6．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。

( × )7．唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37 ℃。

( × )1．酶相关模型的构建与解读 (1)酶的高效性。

①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

②酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。

(2)酶的专一性。

①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。

②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A对此反应有催化作用。

(3)影响酶活性的因素。

图甲曲线分析：①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。