幻灯片 1第五章 细胞的能量供应和利用
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幻灯片 2重温生物学术语，让你的答题更规范、更专业、更能打动阅卷老师！
主要：酶，ATP，细胞呼吸，有氧呼吸，无氧呼吸，光合作用，光反应阶段，暗反应阶段，化能合成作用
次要：溴麝香草酚蓝水溶液，重铬酸钾溶液，酶的特性，细胞代谢，活化能，酶活性，高能磷酸键，同位素标记法
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幻灯片 3----
幻灯片 4
读读教材基础
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幻灯片 5一、酶在细胞代谢中的作用
1．细胞代谢：细胞中各种________的统称，是细胞生命活动的基础。
2．酶的作用机理
(1)活化能：分子从________转变为容易发生化学反应的________状态所需要的能量。
(2)作用机理：降低化学反应的________。
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幻灯片 6二、酶的本质
1．探索历程
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幻灯片 72．酶的本质：酶是________产生的具有________作用的有机物，绝大多数是________，少数是________。
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幻灯片 81．活细胞内，酶合成的场所在哪儿？
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幻灯片 9三、酶的特性
1．高效性
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幻灯片 102．专一性：每一种酶只能催化________化学反应。
3．酶的作用条件较温和：过酸、过碱或温度过高，都会使酶的________遭到破坏，使酶永久失活；而在低温下，酶的活性________ ，但不会失活。
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幻灯片 112．哪种酶能使脂肪酶水解？
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幻灯片 12一、1.化学反应 2.(1)常态 活跃 (2)活化能
二、1.活酵母细胞 蛋白质 少数RNA 2.活细胞 催化 蛋白质 RNA
三、1.过氧化氢酶 无机催化剂 2.一种或一类 3.空间结构 明显降低
[想一想] 1.提示：主要在核糖体上，少数酶在细胞核、线粒体、叶绿体内转录形成。
2．提示：脂肪酶的本质是蛋白质，由于酶具专一性，因此催化脂肪酶水解的是蛋白酶。
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幻灯片 131．教材78～79页实验及控制变量：1～4号试管中，自变量是什么？因变量是什么？无关变量呢？实验组和对照组是？
提示： 自变量为“加热”、“Fe3＋”和“H2O2酶”；因变量：产生气泡的数量及速度；无关变量：H2O2的量及浓度、肝脏研磨液的新鲜程度；实验组为2、3、4号试管，对照组为1号试管。
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幻灯片 142．根据教材81页[关于酶本质的探索]，完成82页基础题第1题。(生物史方面的考查)
3．教材85页中间小字部分——不同生物酶的最适pH、温度及酶失活问题。
4．教材86页中二拓展题。
5．教材87页酶的实践应用。
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幻灯片 15答案：蛋白质 RNA 活化能 高效性 专一性
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幻灯片 16
研研核心要点
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幻灯片 171．酶的本质及生理功能
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幻灯片 214．酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解
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幻灯片 22(1)实验过程中的理论分析：
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幻灯片 23(2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能，缩短反应达到平衡点的时间，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。
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幻灯片 24(1)正确理解酶的作用：酶只能提高化学反应速率，缩短化学反应达到平衡所需要的时间，不能改变反应结果(即不能使反应的产物增加)。
(2)酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作用，如细胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶。
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幻灯片 25[师说·一语破天机]
本考点高考命题多以选择题形式出现，命题时往往联系不同章节涉及的具体酶促反应，或者给以文字、图表信息考查学生分析问题和解决问题能力。
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幻灯片 26[选题·典型中选秀]
例1：[2012·海南高考，4]下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是( )
A．淀粉酶溶液中加入强酸
B．淀粉酶溶液中加入蛋白酶
C．淀粉酶溶液中加入淀粉溶液
D．淀粉酶经高温烘干制成粉剂
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幻灯片 27[破题·分层揭秘密]
(一)明确解题思路
温度、pH都会影响酶活性，A、D不正确；淀粉酶的化学本质为蛋白质，蛋白酶会将其水解，从而使其活性发生改变，B不正确；淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后，淀粉被水解，但是淀粉酶在反应前后结构和活性不变，C正确。
(二)完美答案[C]
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幻灯片 281．表示酶高效性的曲线
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幻灯片 29(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。
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幻灯片 302．表示酶专一性的曲线
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幻灯片 31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，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。
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幻灯片 323．影响酶促反应的因素
(1)温度和pH
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幻灯片 33①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。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
③从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
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幻灯片 34(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
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幻灯片 35①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
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幻灯片 36 作用机理由于影响因素不同而不同
(1)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；
(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。
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幻灯片 37[师说·一语破天机]
以曲线图表形式综合考查考生对酶的特性的理解能力及探究影响酶活性的因素(温度、pH等)是命题专家最常用的命题手段，应重视！
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幻灯片 38[选题·典型中选秀]
例2：[2011·海南高考]某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( )
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幻灯片 39A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
[破题·分层揭秘密]
(一)抓住题眼
坐标曲线纵坐标为反应物浓度。
(二)解题关键
酶加快反应速率，缩短达到反应平衡点的时间。
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幻灯片 40(三)明确解题思路
当反应进行到t时加入催化该反应的酶，由于酶的高效性，将促进化学反应的快速进行，反应物浓度迅速降低，最后反应物浓度降为0。
(四)完美答案[D]
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幻灯片 41(五)同类互动探究
(1)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶活性降低了吗？
提示：不是。
分析：因为随着反应物浓度的降低，反应速率逐渐减慢，但酶的活性保持不变。
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幻灯片 42(2)若将纵坐标改为生成物的量，其曲线变化趋势会改变吗？
提示：会改变。
分析：其应该先呈快速增长，然后缓慢增长，最后达到相对稳定。
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幻灯片 43(六)同类变式训练
[原创题]请你解读与酶有关的图示、曲线：
(1)图1和图2是与酶的特性相关的图示，请回答下列问题。
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幻灯片 44图1和图2分别表示了酶具有________。洗衣粉中加入的A之所以能够耐酸碱、忍受表面活性剂和较高温度，是因为它是通过________精心设计改造生产出来的；控制其合成的直接模板主要分布在细胞的________ 中。
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幻灯片 45(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线，请分析回答：当pH从5上升到7，酶活性的变化过程是________；
从图示曲线我们还可以得出的结论是________。
(3)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线，请分析回答：
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幻灯片 46图4中A点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是________。从图5可以得出的结论是：在底物足量条件下，________。
答案：(1)高效性和专一性(特异性) 蛋白质工程 细胞质
(2)先上升后下降 随着pH的变化酶的最适温度不变(温度影响酶活性) (3)酶的浓度(数量)和活性 酶促反应速率与酶浓度呈正相关
解析：洗衣粉中的A指酶，是蛋白质工程的产物。除了pH以外，温度等其他因素也能影响酶的活性。
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幻灯片 47
说说生物实验
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幻灯片 48【选题·热考秀】
[2009·全国Ⅱ改编]请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
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幻灯片 49实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
(1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。
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幻灯片 50(2)实验步骤
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②______________________________________________。
③______________________________________________。
④_____________________________________________。
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幻灯片 51(3)结果预测：___________________________________。
(4)结论：______________________________________。
(5)在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是________________________________________________________________________。
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幻灯片 52[分析] 酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在50～65℃水浴条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试管，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。
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幻灯片 53混合均匀后37℃恒温水浴一段时间，然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还原糖。哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为37℃，当将水浴锅的温度由37℃降至20℃时，酶的活性会降低，分解速率减慢，产生的还原糖少，从而使出现砖红色试管中的颜色浅。
[标准答案](1)
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幻灯片 54(2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间 ③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，50～65℃水浴一段时间 ④观察实验现象并记录实验结果 (3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管， 以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀 (4)酶的催化作用具有专一性
(5)20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
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幻灯片 55【备考·角度说】
No.1 角度：温度对酶活性的影响
1．原理解读
②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
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幻灯片 56----
幻灯片 573．实验设计程序
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幻灯片 58 本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。
归纳 不同温度对酶的活性和结构的影响
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幻灯片 59No.2 角度：pH对酶活性的影响
1．原理解读
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幻灯片 60 解读 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。
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幻灯片 61
看看考场答卷
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幻灯片 62[选题·来自阅卷现场]
[2012·天津理综，7]生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质－DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。
←信息1
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幻灯片 63
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幻灯片 64
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幻灯片 65A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA
B．用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C．通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位
D．将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟
[标准答案] (1)磷酸二酯键 肽键 (2)专一 (3)限制性核酸内切酶 (4)启动子 (5) ACD
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幻灯片 66[一览·名师语录]
本题围绕分子间的特异性结合的性质，综合考查了基因工程、基因结构、酶的作用特性等知识。该题较基本，主要考查对教材的熟悉程度及对生物术语的规范运用，例如本题中“启动子”“磷酸二酯键”等都是较易出错的术语。
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幻灯片 67[审题·抓关键词]
信息1 可知DNA酶水解掉了非结合区DNA片段，因此其作用部位应为磷酸二酯键，蛋白酶水解蛋白质，断裂了肽键，这两种酶均具有专一性。
信息2 构建重组质粒需用限制性核酸内切酶识别特定核苷酸序列并切割。
信息3 RNA聚合酶需要与基因的启动子结合，催化基因转录形成RNA。
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幻灯片 68信息4 结合选项分析可知，蛋白酶能特异性水解蛋白质；分子杂交手段也是利用各物质分子结合的特异性；抑制成熟基因转录出的mRNA与催化成熟酶基因的mRNA碱基互补结合，也具有特异性；光合色素易溶于有机溶剂，与酒精并不是特异性溶解。
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幻灯片 69[答题·名师批阅]
批注1 因没掌握DNA的结构导致错答。
批注2 审题不清没有注意到“酶的识别序列”，误认为构建重组质粒需要的酶都需答上。
批注3 因不理解RNA聚合酶的作用机理，导致错答。
批注4 没有理解“分子特异性结合”的含义，误认为色素溶于无水乙醇也具有特异性。
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幻灯片 70
随堂对点练习
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幻灯片 711.[2012·江苏高考，16]下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是( )
A．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度
B．实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
C．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D．衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果
答案：B
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幻灯片 72解析：酶的活性受温度的影响，高温使酶变性失活，A错；实验的因变量是洗涤效果，其可观测指标可以是污渍残留程度，B正确；酶的活性受pH的影响，只有最适pH时，酶的活性最高，加酶洗衣粉的洗涤效果才最好，C错；衣物质地对去污也有重要的影响，而酶的作用效率与量有关，D错。
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幻灯片 732．[2011·课标全国，2]甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示。下列分析错误的是( )
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幻灯片 74A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶是不可能具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
答案：B
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幻灯片 75解析：本题考查酶的化学本质以及酶的特性，意在考查考生对图表的判断分析能力。酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降，故甲酶的本质不是蛋白质，有可能是RNA；而乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。
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幻灯片 763．[2011·天津高考，1]下列有关酶的叙述正确的是( )
A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C．在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸
答案：C
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幻灯片 77解析：本题综合考查酶的化学本质、作用原理、专一性和在现代生物科技中的应用等，意在考查考生的理解能力，要求考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系。酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸是DNA的基本组成单位，A错误；酶只能通过降低反应物的活化能来提高化学反应速率，不能为反应物提供能量，B错误；胰蛋白酶可以促进细胞之间的粘连物质水解，使细胞分散开，C正确；DNA连接酶可以催化五碳糖和磷酸之间形成磷酸二酯键，D错误。
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幻灯片 784. [2012·大纲全国，33]某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。
③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。
④取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。
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幻灯片 79⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
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幻灯片 80答案：(1)③中70℃应改为37℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃(其他合理答案也可)
(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在水浴加热条件下斐林试剂与还原糖反应显色(其他合理答案也可)
解析：(1)唾液淀粉酶的最适温度为37℃，70℃环境中该酶将失活。(2)斐林试剂与还原糖在水浴共热条件下，才产生砖红色沉淀。
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幻灯片 815. [2012·福建高考，26－Ⅰ]大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。
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幻灯片 82(1)查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下。三种蛋白酶催化效率最高的是________。
(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～18℃之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。
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幻灯片 83 ①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是________，可用________试剂鉴定。
②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在________。
③为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于________中以保持恒温。单位时间内________可以表示蛋白酶催化效率的高低。
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幻灯片 84④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？________。理由是______________________________。
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幻灯片 85 (3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低________的比例，以减少对海洋的污染。
答案：(1)幽门盲囊蛋白酶 (2)①蛋白质 双缩脲 ②2和8 ③水浴 底物消耗量(或产物生成量) ④不能 据图可知酶活性随温度提高逐步升高，酶活性峰值未出现 (3)淀粉、脂肪
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幻灯片 86解析：本题以实验题的形式考查酶的特性及影响因素等酶的相关知识。(1)考查考生识图能力，横坐标表示pH，纵坐标表示酶活性，由图可知在pH＝8时幽门盲囊蛋白酶的活性最高，那么催化效率也最高。(2)根据酶的专一性，干酪素可被大菱鲆蛋白酶催化分解可知干酪素是蛋白质，可用双缩脲试剂鉴定；在研究温度对酶活性的影响的实验中，为了使实验效果更加明显，pH应调至最适pH，胃蛋白酶最适pH为2，幽门盲囊蛋白酶最适pH为8；为了方便和准确的控制实验温度，应将试管置于水浴中；
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幻灯片 87如果酶的活性高，即催化效率高，那么在单位时间内消耗的底物量就多，且产物的生成量也多。在最适温度之前酶的活性随温度提高逐步升高，超过最适温度之后酶的活性随温度提高逐步下降，而图中酶活性随温度提高逐步升高，酶活性峰值未出现，所以不能判断大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃间；大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，如果饲料中含有大量的淀粉和脂肪就不能分解，就会直接排放到海洋里，使得海洋里的有机质增加，从而使海洋受污染。
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幻灯片 88----
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