(共71张PPT)
第1节 降低化学反应活化能的酶
第2课时 酶的特性和影响酶活性的条件
第5章 细胞的能量供应和利用
本节反思
课堂小结
必备知识·自主预习储备
01
无机催化剂
细胞代谢
一种或一类
淀粉
斐林
斐林
无砖红色沉淀
一种或一类
细胞代谢
g
h
a
c、d、f
化学反应
酶所催化某一化学反应
的速率
温度
酶活性
淀粉酶
碘液
溶液的颜色及深浅
pH
酶活性
过氧化氢酶
相同时间内气泡产生的数目
关键能力·重难探究达成
02
核心点一
核心点二
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
浅仰芹
我仰
h
团结守纪勤学春
b
a
0
反应时间
实验验证
高效性：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高
酶的特性
专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应
曲线分析
需要温和的条件：在最适宜的温度和pH下，
酶的活性最高。温度和H偏高或者偏低，酶
的活性都会明显降低第2课时 酶的特性和影响酶活性的条件
说明酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 1．生命观念——利用结构和功能观，说出酶的专一性。2．科学思维——明确酶的高效性和酶的活性受温度和pH影响。3．科学探究——通过合理设计探究温度、pH对酶活性影响的实验步骤，规范实施实验，探究影响规律。
一、酶的特性
1．高效性
(1)含义：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)意义：使细胞代谢快速进行。
2．专一性
(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(2)实验验证方案
(3)实验结论：一种酶只能催化一种或一类反应。
(4)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
3．酶的作用条件较温和
图1 图2
(1)酶促反应对应最适温度和pH的点分别是g和h。
(2)酶的活性较低，空间结构稳定，酶的活性可恢复的点是a。
(3)空间结构遭到破坏，酶永久失活不可恢复的点是c、d、f。
二、影响酶活性的条件
1．酶活性：酶催化特定化学反应的能力。
2．酶活性的表示方法：一定条件下，酶所催化某一化学反应的速率。
3．探究温度对酶活性的影响
(1)本实验的自变量：温度，因变量：酶活性。
(2)物质：反应物—淀粉；酶—淀粉酶。
(3)检测试剂：碘液。
(4)实验的观察指标：溶液的颜色及深浅。
4．探究pH对酶活性的影响
(1)本实验的自变量：pH，因变量：酶活性。
(2)物质：反应物—过氧化氢；酶—过氧化氢酶。
(3)实验的观察指标：相同时间内气泡产生的数目。
问题：探究温度对酶活性的影响时，能否选择H2O2和H2O2酶，为什么？
提示：不能。H2O2在高温条件下加快分解，实验中的自变量不唯一，影响实验结果的分析。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ( )
2．高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质不同。 ( )
3．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将逐渐增强。 ( )
4．如果以淀粉为底物，以淀粉酶为催化剂探究温度影响酶活性的实验，则酶促反应的速率既可以用淀粉的分解速率表示，也可以用淀粉水解产物的生成速率表示。 ( )
5．pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉，原因是酸能促进淀粉水解。 ( )
6．探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行。 ( )
提示：1．√ 2．√
3．× 胃蛋白酶在pH为10时，空间结构已遭到破坏，因此降低pH不会使胃蛋白酶的活性再增强。
4．√ 5．√ 6．√
酶的特性及相关实验的设计和分析
1．酶的高效性实验验证
(1)实验设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。
(2)实验设计方案
项目 实验组 对照组
材料 等量的同一种底物
试剂 与底物相对应的酶溶液(如生物材料研磨液) 等量的无机催化剂
现象 反应速率很快，或反应用时短 反应速率缓慢，或反应用时长
结论 酶具有高效性
2.酶的专一性实验设计
(1)实验原理
①淀粉、蔗糖均为非还原糖，不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。
②淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖，但不能催化蔗糖水解。
(2)实验设计方案
步骤 1 淀粉＋淀粉酶 蔗糖＋淀粉酶
2 等量斐林试剂，水浴加热相同时间
现象 出现砖红色沉淀 无颜色变化
结论 酶具有专一性
(3)特别提醒
①本实验不能用碘液进行检测，因为碘液无法检测蔗糖是否水解。
②验证酶的专一性还可以底物相同使用酶不同，如利用淀粉和淀粉酶、淀粉和蔗糖酶两组实验进行验证。
3．探究不同温度对酶活性的影响
(1)实验原理：淀粉遇碘变蓝，根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量，从而判断不同温度下酶的活性。
(2)实验过程
试管步骤 1 1′ 2 2′ 3 3′
淀粉溶液 2 mL / 2 mL / 2 mL /
淀粉酶溶液 / 1 mL / 1 mL / 1 mL
不同温度下处理5 min 0 ℃ 60 ℃ 100 ℃
将同一温度下的两种物质混合后保温5 min
滴加碘液 1滴 1滴 1滴
结果(现象) 变蓝 不变蓝 变蓝
(3)实验结论：酶的催化作用需要在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性。
(4)特别提醒
①本实验不能以H2O2为材料，因为温度会影响H2O2的分解。
②不可使用斐林试剂鉴定实验结果，因其使用过程中会改变温度(自变量)。
4．探究pH对酶活性的影响
(1)实验原理：过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水，根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。
(2)实验过程
①取8支洁净的试管并编号，分别加入等量新鲜的肝脏研磨液。
②用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)。
③分别滴加等量的过氧化氢溶液并摇匀。
④用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。
(3)实验结论：酶发挥催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。
(4)特别提醒
①不宜选用淀粉溶液作材料，酸性条件下，淀粉会水解。
②不宜选用斐林试剂检测，酸性条件下Cu(OH)2会发生反应。
“梯度法”探究酶的最适温度或最适pH
(1)设计思路
底物t1温度(或pH1)下＋酶t1温度(或pH1)下
底物t2温度(或pH2)下＋酶t2温度(或pH2)下
底物tn温度(或pHn)下＋酶tn温度(或pHn)下
(2)设计方案
1．某同学进行了下列有关酶的实验，下列叙述错误的是( )
甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液→用斐林试剂检测→出现砖红色沉淀
乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液→用斐林试剂检测→不出现砖红色沉淀
丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→用斐林试剂检测→？
A．该实验可用来验证酶的专一性
B．丙组的实验结果是“出现砖红色沉淀”
C．三组的实验结果都可用碘液进行检验
D．实验的自变量是底物的种类和酶的种类
C [碘液只能检验淀粉，不能检验蔗糖。]
2．某校生物兴趣小组为探究影响酶活性的因素而设计了以下实验方案。请分析后回答下列问题：
试管 底物和试剂 实验条件
甲 1 cm3的蛋白块＋4 mL胃蛋白酶溶液 37 ℃水浴
乙 1 cm3的蛋白块＋4 mL胃蛋白酶溶液 70 ℃水浴
丙 1 cm3的蛋白块＋4 mL胃蛋白酶溶液 0 ℃水浴
(1)该实验中，pH属于________变量，所以三支试管的pH应________。
(2)探究胃蛋白酶活性的观测指标是________________________________________________________________________。
(3)如将实验的材料换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？________(填“是”或“否”)，理由是____________________________________
_______________________________________________________________。
(4)若某同学直接选用双缩脲试剂来检测实验结果，你认为是否合理？________(填“是”或“否”)，理由是_________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)本实验探究的是温度对胃蛋白酶的影响，温度是自变量，pH是无关变量，无关变量应保持适宜且相同。(2)本实验观察的指标是相同时间内蛋白块的变化或蛋白块完全消失所用的时间。(3)H2O2在加热的情况下分解加快，因此不宜用H2O2酶来探究温度对酶活性的影响。(4)胃蛋白酶和蛋白块都是蛋白质，不宜用双缩脲试剂检测。
[答案] (1)无关 适宜且相同(或维持在pH＝1.5左右)
(2)相同的时间内蛋白块体积的变化(蛋白块完全消失所用的时间)
(3)否 H2O2在加热的条件下会分解
(4)否 胃蛋白酶本身是蛋白质，也会与双缩脲试剂反应出现紫色现象
关于酶的相关实验设计技巧
(1)验证某种酶的化学本质是蛋白质：蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应。
(2)验证或探究酶具有高效性：应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照实验。
(3)验证或探究酶具有专一性：应设置同一种酶对不同底物反应的催化效果的对照实验或设置不同的酶对同一底物反应的催化效果的对照实验。
(4)验证或探究温度(pH)对酶活性的影响：自变量是温度(pH)，应设置具有一定梯度的多个不同温度(pH)条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低温(低pH)、最适温度(最适pH)、高温(高pH)”三个指标。
酶的相关曲线分析
1．与酶有关的曲线解读
项目 曲线 解读
酶的高效性 ①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高；②酶只能改变反应速率，不改变生成物的量
酶的专一性 酶A对反应物A有催化作用，对反应物B没有催化作用，说明酶的催化作用具有专一性
酶的活性 甲乙 在一定的温度(pH)范围内，随着温度(pH)升高，酶的活性增大；在最适温度(pH)时，酶的活性最大；超过最适温度(pH)后，随温度(pH)的升高，酶的活性逐渐减小
反应物浓度对酶促反应速率的影响 在其他条件适宜且酶量一定的条件下，酶促反应速率随反应物浓度的增大而加快，当反应物浓度达到一定值时，所有的酶与反应物结合，酶促反应速率达到最大，再继续增大反应物浓度，酶促反应速率不再增加
酶浓度对酶促反应速率的影响 在反应物充足且其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关
2．温度和pH共同作用对酶活性的影响
(1)曲线
(2)要素解读
①反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。
②反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。
酶浓度和底物浓度对反应速率的影响和温度、pH对反应速率的影响，本质上有什么不同？
提示：温度、pH通过影响酶活性影响反应速率；酶浓度、底物浓度通过影响酶与底物的接触面积影响酶促反应速率。
3．如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应时反应物的量和反应时间的关系，以下关于此图的解读，正确的是( )
A．a、b、c表示温度，则一定是a>b>c
B．a、b、c表示pH，则c>b>a
C．a、b、c表示酶的浓度，则a>b>c
D．a、b、c表示温度，则不可能是c>b>a
C [从题图可见，a条件下反应速度最快，b次之，c最慢，所以若a、b、c表示温度，则不一定是a>b>c，只能说明在这三个温度中，a比b和c更适合而已，A、D错误；同理若a、b、c表示pH，也不能说明三者的大小关系，只能说明a比b和c更适合，B错误；若a、b、c表示酶的浓度，则说明a>b>c，C正确。]
4．如图表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是( )
A．形成曲线c的原因可能是B点时酶量增加
B．限制曲线b的AB段反应速率的主要因素为酶的数量
C．酶催化反应的原因是为反应提供了活化能
D．若适当升高温度，重复该实验，图中A点位置将上升
A [B点时制约反应速率的因素是酶的浓度，此时若增加酶量反应速率将增大，如曲线c，A正确；限制曲线b的AB段反应速率的主要因素是反应物浓度，B错误；酶催化反应的原因是降低反应所需的活化能，C错误；曲线是在最适温度下测定的反应物浓度与酶促反应速率的关系，若在适当升高温度条件下重复该实验，酶的活性降低，反应速率降低，故图中A点位置将下降，D错误。]
“三步”分析酶促反应曲线
(1)识标：理解图中纵坐标和横坐标的含义，一般横坐标表示温度、pH、反应时间等，纵坐标表示反应速率。
(2)明点：分析图中起止点、最高点的含义，一般起点为零，最高点表示最适pH或温度，酶的活性最大，止点表示酶的活性为零或生成物的量最大。
(3)析图：根据原理判断曲线的变化情况，具体看曲线上升或下降趋势，从而确定酶促反应速率的变化趋势。
下面请看某工厂生产的一种加酶洗衣粉包装袋的使用说明书
XX牌加酶洗衣粉
成分：碱性蛋白酶等
用法：洗涤前先将衣物浸于含适量洗衣粉的水内数分钟。使用温水效果更佳。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后洗净双手。
通过对加酶洗衣粉包装袋的使用说明书中的内容分析知：加酶洗衣粉的使用方法及注意事项，由此形成科学思维的学科素养。
(1)使用说明中为什么强调丝质及羊毛衣料不能用该洗衣粉洗涤？(科学思维)
提示：丝质、毛织物中主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉含有生物催化剂——酶，可以催化蛋白质的分解，容易毁坏衣物。
(2)加酶洗衣粉洗涤时宜用温水，热水或冷水是否可以？为什么？(科学思维)
提示：均不可以。低温会抑制酶的活性，使酶的催化效率降低，达不到理想的洗涤效果；高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，同样达不到理想的洗涤效果。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
结论语句(1)无机催化剂催化的化学反应范围比较广。但一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。(3)无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。但酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。(4)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活 。在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。(5)酶制剂适宜在低温下保存。
1．为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是( )
实验编号 探究课题 选用材料与试剂
① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
② 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③ pH对酶活性的影响 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④ pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A.实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
B [过氧化氢受热会分解，不宜用作探究温度对酶活性影响的实验的底物，一般用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响，A错误；淀粉遇碘变蓝，如果淀粉全部分解，则遇碘不会发生颜色变化，B正确；酶具有专一性，淀粉在蔗糖酶的作用下不会分解，C错误；淀粉在淀粉酶的作用下发生水解，在酸的作用下同样发生水解，故研究pH对酶活性的影响不能选用淀粉作为底物，一般用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，D错误。]
2．如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应生成物的量与反应时间的关系，则处理条件不可能是 ( )
A．温度不同 B．pH不同
C．酶量不同 D．反应底物的量不同
D [温度能影响酶促反应速率，所以三条曲线的差异可能是由温度不同造成的，A正确；pH能影响酶促反应速率，所以三条曲线的差异可能是由pH不同造成的，B正确；酶的数量能影响酶促反应速率，所以三条曲线的差异可能是由酶制剂的量不同造成的，C正确；反应底物的量不同时，化学反应的平衡点不同，而题图中三条曲线的平衡点相同，说明三条曲线的差异不是由反应底物的量不同造成的，D错误。]
3．胃蛋白酶在pH由2上升到10的过程中，其活性变化情况为( )
A B C D
C [胃蛋白酶的最适pH是1.5，当pH逐渐升高时，胃蛋白酶的活性逐渐降低，且在pH为10的溶液中，由于碱性过大而使胃蛋白酶失去活性。因此，将溶液pH由2上升到10的过程中，胃蛋白酶的活性逐渐降低直至为0，故选C。]
4．“果酒放久了易产生沉淀”，只要加入少量蛋白酶后就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明( )
A．酶的化学成分是蛋白质
B．酶的催化作用具有专一性
C．酶的催化作用受环境影响
D．酒中的这种沉淀是氨基酸
B [在果酒的沉淀中含有蛋白质，加入蛋白酶可使蛋白质水解，而其他酶则不能水解蛋白质，体现了酶的专一性。]
5．酶是细胞代谢正常进行的必要条件之一。某生物兴趣小组进行了以下有关酶的探究实验。请回答相关问题：
实验甲：探究温度对酶活性的影响。
实验乙：探究pH对酶活性的影响。
实验丙的实验流程及现象
A组：淀粉＋蔗糖酶→斐林试剂鉴定→不出现砖红色沉淀
B组：蔗糖＋蔗糖酶→斐林试剂鉴定→出现砖红色沉淀
(1)实验室有过氧化氢酶与唾液淀粉酶，可提供给兴趣小组进行实验甲、乙的探究，实验乙应该选择的酶是________， 与无机催化剂相比，该酶________________，因而催化效率更高。
(2)实验甲、乙共同的无关变量是_______________等(答出两点)。
(3)实验丙的实验目的是________________。有同学认为，实验结果检测时，除了上述检测方法之外，也可以选择碘液作为检测试剂，你是否同意该同学观点，并说明理由：___________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)实验乙的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是pH，由于淀粉在酸性条件下水解，对实验结果造成干扰，所以应选择过氧化氢酶，而不选择唾液淀粉酶。与无机催化剂相比，过氧化氢酶催化效率更高的原因是酶能更加显著地降低化学反应的活化能，具有高效性。
(2)根据以上分析可知，实验甲的自变量是温度，实验乙的自变量是pH，两个实验的无关变量包括酶浓度、反应时间、底物浓度等，在实验中，要保证无关变量相同且适宜。
(3)根据以上分析可知，实验丙证明了酶具有专一性，因此实验丙的实验目的是验证酶具有专一性；不同意该同学用碘液作为实验丙检测试剂的观点，因为蔗糖及水解产物均与碘液没有显色反应，因此不能用碘液检测蔗糖是否水解。
[答案] (1)过氧化氢酶 能更加显著地降低化学反应的活化能
(2)酶浓度、底物浓度(反应时间等)
(3)验证酶具有专一性 不同意，蔗糖及水解产物均与碘液没有显色反应，因此不能用碘液检测蔗糖是否水解(或碘液不能检测蔗糖是否水解)
13/13课时分层作业(16) 酶的特性和影响酶活性的条件
题组一 酶的特性及相关实验设计
1．在一块含有淀粉的琼脂块的四个固定位置，分别用不同方法处理，如下图所示，将上述实验装置放入37 ℃恒温箱中，保温处理24小时后，用碘液冲浸该琼脂块，可见1、2、3组出现蓝色斑块，下列有关叙述错误的是( )
A．第1、2、4组说明酶的作用受pH、温度的影响
B．第2组出现蓝色的原因是高温破坏了酶的空间结构
C．第3、4组说明酶具有专一性
D．本实验说明酶的催化效率极高
D [第1组唾液与酸混合、第2组煮沸唾液均导致唾液淀粉酶因空间结构破坏而失活，与第4组进行对照，可说明酶的作用受pH和温度的影响，A、B正确；第3组变蓝，说明蔗糖酶不能催化淀粉水解，第4组不变蓝说明淀粉被唾液淀粉酶分解了，第3、4组对照可说明酶具有专一性，C正确；与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，本实验没有用无机催化剂作对照，D错误。]
2．探究温度对酶活性影响的实验，需进行如下步骤：
①取3支试管，编号并分别注入2 mL淀粉溶液
②观察实验现象
③向各试管滴1滴碘液
④向各试管注入1 mL唾液并摇匀，并在各自的温度下静置5 min
⑤将3支试管分别放在37 ℃的温水、沸水和冰块中维持温度5 min
最合理的实验顺序应为( )
A．①→②→③→④→⑤ B．①→③→②→④→⑤
C．①→④→⑤→③→② D．①→⑤→④→③→②
D [探究温度对酶活性影响的实验中，第一步，先取3支试管，编号并分别注入2 mL淀粉溶液；第二步，将淀粉溶液在相应的温度下保持一段时间，即将3支试管分别放在37 ℃的温水、沸水和冰块中维持温度5 min；第三步，加入酶，即向各试管注入1 mL唾液并摇匀，在各自的温度下静置一段时间，让酶与底物充分接触；第四步，淀粉用碘液鉴定，即反应后向各试管滴1滴碘液；最后，观察实验现象，得出结论。故D正确。]
3．下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是( )
A．验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类
B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C．探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度
D．探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组
C [酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，验证酶的专一性时，自变量是不同的底物或不同的酶，A错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应所需要的活化能的作用更显著，所以验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类(即酶和无机催化剂)，不是酶的浓度，B错误；酶的活性受温度的影响，每一种酶都有其最适温度，温度过高或过低都会使酶的活性降低，温度过高甚至会使酶失去活性，探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，C正确；酶的活性受pH的影响，每一种酶都有其最适pH，pH过高或过低都会使酶的活性降低，甚至失去活性，探究酶催化作用的最适pH时，设置的pH梯度要小，甚至要进行预实验，不能只设置过酸、过碱、中性三组，因为这三组可能都不是最适pH，D错误。]
4．下列图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果，其中有关叙述正确的是( )
试管Ⅰ 试管Ⅱ 试管Ⅲ
某酶 2 mL 2 mL 2 mL
pH 8 8 7
温度 60 ℃ 40 ℃ 40 ℃
反应物 2 mL 2 mL 2 mL
A．甲物质抑制该酶的活性
B．该酶比较适合在40 ℃的环境下起作用
C．该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境高
D．该酶在作用35 min后便失去活性
B [试管Ⅱ和试管Ⅲ随着反应时间的增加，反应物的含量逐渐减少，说明甲物质对酶没有抑制作用，A错误；试管Ⅰ和试管Ⅱ的条件区别：Ⅰ温度为60 ℃，Ⅱ温度为40 ℃，由题图结果可以看出，试管Ⅰ底物没有分解，试管Ⅱ底物彻底分解，所以该酶比较适合在40 ℃环境下起作用，B正确；试管Ⅱ与试管Ⅲ条件区别：试管Ⅱ呈弱碱性，试管Ⅲ呈中性，由题图结果可看出试管Ⅱ底物分解彻底时所用时间短，所以该酶在弱碱环境中比中性环境中活性高，C错误；题图中曲线表示在35 min后底物被彻底分解，酶的活性并没有受到影响，D错误。]
5．甲、乙两支洁净的试管，分别注入3 mL淀粉糊，然后在甲试管中注入2 mL新鲜的小麦淀粉酶滤液，在乙试管中注入2 mL清水。振荡两支试管，将其下半部浸在35 ℃左右的温水中，约5 min，然后同时取出两试管，分别滴入1滴碘液。如图所示，请回答：
(1)两试管中的现象：甲____________________________________________；
乙_____________________________________________________________。
(2)该实验证明了酶的________作用，酶之所以具有这样的作用是因为________________________________________________________________________。
(3)实验过程为什么要恒温35 ℃？________________。
(4)几位同学在探索pH对α 淀粉酶活性的影响时，设计的实验方案如下。其中操作顺序最合理的是( )
①在三个试管中各加入可溶性淀粉溶液2 mL
②在三个试管中各加入新鲜的α 淀粉酶溶液1 mL
③置于适宜温度下保温5 min
④分别置于100 ℃、60 ℃、0 ℃环境中保温5 min
⑤加入斐林试剂后，水浴加热，观察现象
⑥将试管中溶液的pH分别调到3、7、11，保持5 min
A．①④②③⑤ B．①⑥④②⑤
C．①②⑥③⑤ D．②⑥①③⑤
(5)与无机催化剂相比，酶具有的特性是________；________；________。
[解析] (1)淀粉遇碘变蓝。依题意可知，甲试管中含有淀粉酶，淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，乙试管中没有淀粉酶，其中的淀粉不能被水解，因此在甲、乙试管中分别滴入1滴碘液后，甲试管不变蓝(或无现象或出现较浅蓝色)，乙试管变蓝(或出现较深蓝色)。(2)该实验证明了酶的催化作用。酶具有催化作用的原因是酶能降低化学反应的活化能。(3)35 ℃是小麦淀粉酶的最适温度，实验过程恒温35 ℃的目的是使酶的活性最高(提供酶的最适温度)。(4)探究pH对α 淀粉酶活性的影响，自变量是pH。由于酶具有高效性，因此在进行实验时，应先使酶溶液达到实验pH后再和底物溶液混合，以免对实验结果产生干扰。将不同pH的酶溶液和底物溶液混合后，在适宜温度下维持一定时间，以保证酶有足够的时间催化化学反应。最后向试管中滴加斐林试剂，通过检测产物(还原糖)的产生量的多少来判断酶的活性。综上分析，实验操作顺序最合理的是②⑥①③⑤，D正确。(5)与无机催化剂相比，酶具有的特性是高效性、专一性、作用条件较温和。
[答案] (1)不变蓝(或无现象或出现较浅蓝色) 变蓝(或出现较深蓝色) (2)催化 酶能降低化学反应的活化能 (3)使酶的活性最高(提供酶的最适温度) (4)D (5)高效性 专一性 作用条件较温和
题组二 酶的相关曲线
6．如图表示胃蛋白酶活性与温度、pH之间的关系，以下叙述正确的是( )
A．该胃蛋白酶最适pH是3.0
B．胃蛋白酶的活性受温度和pH的影响
C．据图无法推断胃蛋白酶的最适温度
D．随着pH的升高，酶的活性逐渐降低
B [由题图知，在温度相同，pH分别为2.0、2.5、3.0的条件下，胃蛋白酶的催化反应速率不同，其中在pH为2.5时酶的催化反应速率最强，说明该胃蛋白酶的最适pH在2.5左右，A错误；当pH一定、温度不同时，胃蛋白酶的活性不同，当温度一定、pH不同时，胃蛋白酶的活性也不同，说明胃蛋白酶的活性受温度和pH的影响，B正确；据图可推断出胃蛋白酶的最适温度为37 ℃，C错误；由题图知，温度一定时，在最适pH前随着pH的升高，酶的活性逐渐升高，超过最适pH后随pH的升高，酶的活性逐渐降低，D错误。]
7．如图所示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线，据图分析下列叙述错误的是( )
A．影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度
B．影响BC段反应速率的主要限制因素可能是酶量
C．温度导致曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同
D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37 ℃
D [图中有温度和底物浓度两个影响反应速率的因素。曲线Ⅰ在达到饱和点前(AB段)限制因素是横坐标表示的因素——底物浓度。达到饱和点后的限制因素是底物浓度以外的因素，如温度、酶的数量等。曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同是由温度不同造成的。曲线Ⅰ表示的温度仅比另外两种温度更适宜，但不一定是最适温度。]
8．在不同温度和pH组合下对酶的作用进行研究，下列符合下图的含义的是( )
A．随pH从5升到7，酶的最适温度不变
B．随pH从5升到7，酶的活性逐渐降低
C．温度由O～A变化过程中，酶的活性逐渐降低
D．该酶的最适pH为7
A [由图可看出，纵坐标为反应物的剩余量，该值越小，说明酶的活性越高。随pH从5升到7，均在温度为A时反应速率最快，说明酶的最适温度不变，A正确；图中pH为6时，酶的活性最高，随pH从5升高到7，酶的活性先升高后降低，B、D错误；温度由O～A变化过程中，酶的活性逐渐上升，C错误。]
9．下图中图甲为某兴趣小组利用两种微生物分泌的纤维素酶进行相关研究的结果，图乙为50 ℃时酶B催化纤维素分解随时间变化的曲线。请回答下列问题：
甲
乙
(1)据图甲分析，酶A和酶B中________受高温条件的影响更大。高温条件下，酶容易失活，其原因是高温使酶__________________。
(2)酶A和酶B能够将纤维素最终分解成________，该产物可与________试剂在加热时生成砖红色沉淀。
(3)若改用等量的酶A进行图乙对应的实验，请在图乙中画出底物浓度随时间变化的大致曲线。
[解析] (1)图甲结果显示，受高温条件的影响更大的酶是酶A，高温条件下，酶容易失活，其原因是高温使酶的空间结构被破坏。(2)酶A和酶B能够将纤维素分解成葡萄糖，葡萄糖是还原糖，可与斐林试剂在加热时生成砖红色沉淀。(3)50 ℃时酶A活性大于酶B，故底物的浓度下降速率大于酶B。
[答案] (1)酶A 空间结构被破坏而失活 (2)葡萄糖 斐林 (3)见下图。
10．如图表示胰蛋白酶在不同条件下催化某种物质反应速率的变化曲线，请据图回答：
(1)该酶作用的底物是________，酶与无机催化剂相比，具有________性。
(2)图中AB段和BC段影响酶促反应速率的主要限制因素分别是________和________。
(3)Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率慢，这是因为________________________
___________________________________________________________________。
(4)温度过高使酶的活性降低，同时会使酶的________遭到破坏，使酶永久________。
[解析] (1)由于酶具有专一性，该酶(胰蛋白酶)作用的底物是蛋白质；与无机催化剂相比，酶具有高效性。(2)从曲线图可看出，AB段酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，由此可知，此段的限制因素是底物浓度；BC段酶促反应速率不随底物浓度增加而变化，且此时温度为37 ℃，为最适温度，由此可知，此段的限制因素应是酶浓度。(3)Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率慢，这是因为温度较低，酶活性较低。(4)温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，从而使酶永久失活。
[答案] (1)蛋白质 高效 (2)底物浓度 酶浓度 (3)温度较低，酶活性较低 (4)空间结构 失活
11．某兴趣小组为了探究温度对酶活性的影响，用打孔器获取新鲜的厚度为5 mm的三片土豆，进行了以下实验。有关叙述错误的是 ( )
实验步骤 土豆片A 土豆片B 土豆片C
①处理 静置 煮熟后冷却 冰冻
②滴加质量分数为3%的H2O2 1滴 1滴 1滴
③观察实验现象 产生大量气泡 几乎不产生气泡 产生少量气泡
A．土豆片的厚度大小是该实验的自变量
B．新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶
C．高温和低温都能影响过氧化氢酶活性
D．定性实验无法确定过氧化氢酶的最适温度
A [根据题干信息和表格分析可知，该实验的自变量是温度，而土豆片的厚度都是5 mm，为无关变量，A错误；由三组实验现象可知，新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶，B正确；实验A与B、C比较说明，高温和低温都能影响过氧化氢酶活性，C正确；定性实验是为了判断某种因素是否存在，因此无法确定过氧化氢酶的最适温度，D正确。]
12．如图是化合物P对淀粉酶活性影响的曲线图，有关叙述不正确的是 ( )
A．若温度不断升高，则A点持续上移
B．曲线①是对照组
C．在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率
D．化合物P抑制该酶的活性
A [超过最适温度后，若温度继续升高，则酶活性会降低甚至变性失活，A点下移，A错误；由题图可知，曲线①是对照组，曲线②是实验组，B正确；由题图曲线可知，在一定的范围内，随着底物浓度升高，酶促反应速率增大，C正确；由题图分析可知，化合物P抑制酶活性，D正确。]
13．图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中不正确的是 ( )
甲 乙
A．T0表示淀粉酶催化反应的最适温度
B．图甲中，Ta、Tb时淀粉酶的催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别
C．图乙中Tb到Tc的曲线表明随温度的升高，麦芽糖积累量不再增加，酶的活性已达到最大
D．图乙中A点对应的温度为T0
C [T0表示淀粉酶催化反应的最适温度，此时反应速率最快，对应图乙中A点的速率。图甲中，Ta、Tb时淀粉酶的催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别，Ta温度低，酶活性低，但是不破坏酶结构，Tb温度过高，酶结构被破坏，变性失活。图乙中Tb到Tc时，酶已在高温条件下失活。]
14. 小张查阅资料得知，α 淀粉酶的最适温度是55 ℃。下表是他为此进行的验证实验，但因各组结果相同而不能达到实验目的。以下改进措施中可行的是( )
试管 实验温度 3%淀粉溶液 1%α 淀粉酶溶液 1 min后碘液检测
1 50 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黄色
2 55 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黄色
3 60 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黄色
A．将实验温度改为0 ℃、55 ℃、100 ℃
B．将淀粉溶液体积改为4 mL
C．将α 淀粉酶溶液浓度改为2%
D．将碘液改为斐林试剂
B [验证α 淀粉酶的最适温度是55 ℃，如果将实验温度设置为0 ℃、55 ℃、100 ℃，因为温度梯度过大，实验结果不能说明酶的最适温度就是55 ℃，A错误；分析实验结果可知，三组实验反应一段时间后，滴加碘液都不变蓝色，说明淀粉都完全水解，因此可以通过增加淀粉溶液的浓度、减小酶的浓度或用量、缩短反应时间进行改进，B正确；若将α 淀粉酶溶液浓度改为2%，淀粉会在更短时间内完全水解，滴加碘液都不变蓝色，C错误；斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会破坏设置的温度条件，D错误。]
15．如图中实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响，先将酶和乳汁分别加入2个试管，然后将两个试管放入同一水浴环境中持续15 min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验，记录在不同温度下凝乳所需要的时间，结果如表：
装置 A B C D E F
水浴温度(℃) 10 20 30 40 50 60
凝乳时间(min) 很长 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝固
(1)解释以下两种处理对实验结果的影响。
①将装置A中的混合物加温至40 ℃，乳汁凝固时间将________，原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②将装置F中的混合物冷却至40 ℃，则实验结果为________，原因是________________，将温度降至40 ℃时不会恢复活性。
(2)若将酶和乳汁先混合再进行F组实验，实验结果会不准确，原因_____
___________________________________________________________________。
(3)根据表格简要写出探究该酶催化作用的最适温度的实验思路：________
___________________________________________________________________。
[答案] (1)①明显缩短 40 ℃时凝乳酶活性高，乳汁凝固时间最短 ②乳汁不能凝固 60 ℃时凝乳酶已失活 (2)酶具有高效性；若将酶和乳汁先混合再进行F实验，会发生凝固反应 (3)在30 ℃～50 ℃范围内设置更小的温度梯度，其他条件不变重新进行实验；凝乳时间最短对应的温度接近最适温度
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