第2课时 酶的催化功能受多种条件的影响
知识点一 pH对酶催化功能的影响
1.如图是在最适温度下,pH对某种过氧化氢酶活性影响的曲线,下列叙述错误的是( )
A.该酶的最适pH范围比较宽
B.过酸或过碱条件下该酶都可能失去活性
C.该酶的活性可达到100%,可以说明酶具有高效性
D.若升高温度,该酶的最高活性会降低
2.图甲表示pH对人体肠淀粉酶、唾液淀粉酶、胃蛋白酶催化效率的影响;图乙用来描述酶的作用机理,其中a代表底物,b代表酶。下列叙述正确的是( )
A.图甲的曲线Ⅱ可能是人体胃蛋白酶
B.图甲表明各种酶对pH适应范围很广
C.图乙中a和b可分别表示淀粉和蛋白质
D.图乙中a和b可分别表示淀粉和蛋白酶
3.(2024·浙江永嘉中学高一期中)某兴趣小组进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
pH 5.0 6.0 7.0 8.0
收集到气体 体积/mL 0.5 min 6.5 7.6 8.3 8.0
1 min 9.5 11.3 12.3 11.6
A.过氧化氢酶在动物肝脏细胞和血细胞中浓度高
B.过氧化氢与过氧化氢酶溶液混合后再添加pH缓冲液
C.实验过程中各组过氧化氢酶的含量和活性要保持相同
D.由表中数据可说明过氧化氢酶的最适pH在7.0~8.0之间
知识点二 温度和某些化合物对酶催化功能的影响
(2024·浙江浙南名校联盟高一联考)阅读下列材料,完成以下4~5小题。
我国茶叶制作历史悠久,茶叶品种繁多。绿茶是由新鲜茶叶放在铁锅里加热快炒(俗称“杀青”),再进行揉捻、干燥等工序制作而成,茶叶保持绿色。与绿茶相比,红茶制作不需要经过杀青,制作工序是新鲜茶叶→脱水→揉捻→发酵→干燥,在发酵时细胞中的茶多酚和单宁会被多酚氧化酶催化生成红褐色制得红茶。
4.若要探究多酚氧化酶活性的最适温度,下列叙述正确的是( )
A.多酚氧化酶活性可用一定条件下该酶催化茶多酚和单宁的速率来表示
B.应将酶与底物先混合再置于不同温度下保温
C.随着温度升高,多酚氧化酶的催化活性逐渐升高
D.多酚氧化酶活性的最适温度也是长期保存该酶的最佳温度
5.为了研究温度对多酚氧化酶酶促反应的影响,某实验底物量充足,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.在t1时,80 ℃条件下酶降低反应活化能的幅度比40 ℃大
B.多酚氧化酶催化反应中,酶的形状不发生改变
C.40 ℃条件下,t1~t3期间,多酚氧化酶的酶促反应速率逐渐增大
D.60 ℃条件下,多酚氧化酶t1时的活性比t2时的强
6.(2024·浙江永嘉中学高一期中)如图为最适温度、最适pH下某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系图,有关叙述正确的是( )
A.若在A点增加酶的浓度,反应速率会加快
B.若在B点提高温度,反应速率会降低
C.若在C点增加反应物浓度,反应速率会加快
D.若在C点提高pH,反应速率会加快
7.(2024·浙江嘉兴高一月考)下表为某同学探究不同温度下淀粉酶和蔗糖酶对淀粉水解作用的实验设计,下列叙述正确的是( )
试管编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
2 mL 3%淀粉溶液 + + + + + +
1 mL 2%蔗糖酶溶液 - - - + + +
1 mL 2%淀粉酶溶液 + + + - - -
反应温度/℃ 40 60 80 40 60 80
2 mL本尼迪特试剂 + + + + + +
注:“+”表示有,“-”表示无。
A.本尼迪特试剂使用需要热水浴加热,会影响实验结果的准确性
B.若①中红黄色沉淀最明显,说明40 ℃是淀粉酶水解的最适温度
C.若④⑤⑥试管中未出现红黄色沉淀,原因是蔗糖酶水解淀粉产生非还原糖
D.该实验可说明,淀粉酶对淀粉的水解、蔗糖酶对蔗糖的水解具有专一性
8.在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时,得到如下表结果。下列分析错误的是( )
金属离子/(mmol·L-1) 相对活性/%
对照组 100
Mn2+ 123
Co2+ 79
Mg2+ 74
A.Mn2+降低了反应过程的活化能
B.Co2+或Mg2+可能导致酶空间结构的改变使其活性降低
C.不同离子对酶的活性有提高或降低作用
D.该水解酶的用量是实验的无关变量
9.(2024·浙江“七彩阳光”高一联考)凝乳酶能催化乳汁凝固,常用于奶酪的生产。某同学对凝乳酶进行了相关探究,实验步骤如下:
①取若干试管,分为A、B、C、D、E、F六组,每组两支试管,其中一支试管放入2 mL凝乳酶,另一支试管放入2 mL牛乳汁。
②将六组试管分别置于不同温度的水浴箱中保温15 min。
③将每组试管中的凝乳酶和乳汁混合均匀后在原温度条件下继续水浴,记录凝乳所需的时间,结果如表所示。
组别 A B C D E F
水浴温度/℃ 10 20 30 40 50 60
凝乳时间/min 不凝 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝
请回答下列问题:
(1)请为本实验写一个实验名称:探究 对 的影响。
(2)本实验中各组所加凝乳酶量和乳汁量属于 变量。实验结果中,凝乳所需要的时间越短,表明凝乳酶的活性越 (填“高”或“低”)。
(3)若将F组的温度逐渐冷却至 40 ℃,乳汁将 (填“会”或 “不会”)凝固,原因是 。
(4)除了温度、pH外,影响酶活性的因素还有
(至少写两点)。
(5)此次多余的凝乳酶需保存以便下次使用,需冷藏保存的原因是
。
(6)有同学质疑上述实验方案的设计缺少对照实验,你是否同意该同学观点? ,请阐明理由:
。
10.(2024·浙江杭州高一期中)如图所示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线,下列据图叙述错误的是( )
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子可能是酶量
C.温度导致了曲线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 ℃
11.(2024·浙江台州高一期末)酶的激活剂和抑制剂会影响酶的活性。为研究Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,在37 ℃、适宜pH等条件下,用蒸馏水和0.3%NaCl溶液进行实验得到如下图所示结果(已知Na+几乎不影响该反应)。下列叙述错误的是( )
A.乙组起对照作用
B.实验的观测指标是淀粉的水解速率
C.一定浓度的Cl-是酶的激活剂
D.若温度提高至60 ℃,两曲线的最高点均上移
12.(2024·浙江浙南名校联盟高一联考)漆酶在降解染料、造纸、食品等方面有重要作用。研究人员在温度梯度都为10 ℃,其他条件适宜的情况下,对漆酶的最适温度和温度稳定性(将纯化后的酶液在不同温度下保温1 h后,在最适温度条件下测酶活性)进行了测定,测定结果如下图所示。据图分析,正确的是( )
A.漆酶宜在60 ℃下保存
B.该漆酶最适温度是60 ℃
C.酶的最适温度和温度稳定性的测定条件相同
D.若该酶促反应需1.5 h后完成,则工业发酵温度需控制在60 ℃以下
13.(2022·广东高考13题)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58
⑤ 5 + 40 30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃,最适pH为9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
14.(2024·浙江杭州高一月考)酶能通过降低化学反应的活化能起到加快反应速率的作用。然而酶的活性受到了多种因素的影响,因此探究酶能起到良好催化作用的适宜环境是发挥酶功能、为人类生产生活服务的前提。某研究
小组探究了pH、温度对唾液淀粉酶活性的影响,并根据结果绘制了如图所示的曲线。据此回答下列问题:
(1)据图分析,与b点相比,限制d点反应速率的因素是 ,限制c点反应速率的因素是 。
(2)理论上,若分别在pH为5、7、9时测定酶的最适温度,得到的结果 (填“相同”或“不同”)。若将酶从50 ℃的环境换为35 ℃的环境,酶活性 ,原因是 。
(3)已知重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有影响。现有以下试剂和器材可供选择:可溶性淀粉溶液,唾液淀粉酶溶液,蒸馏水,含Cd2+的溶液,碘液,试管若干、水浴锅。唾液淀粉酶的最适pH为37 ℃左右,据此回答下列问题。(要求:反应在酶的最适温度下进行)
实验设计:
①实验的自变量为 ,无关变量有
(至少写出两点)。
②如何操作才能确保酶在最适温度下发挥作用
。
③预测实验结果并得出实验结论:
。
第2课时 酶的催化功能受多种条件的影响
1.C 分析曲线图可以看出,该酶在pH为6~11时,酶的活性是一样高的,所以该酶的最适pH范围比较宽,A正确;过酸或过碱都会改变酶的空间结构,导致酶活性丧失,B正确;酶的高效性表现在酶与无机催化剂相比,酶降低活化能的效果更显著,C错误;该反应是在最适温度下进行的,升高温度会使酶的空间结构改变,酶活性降低甚至失活,D正确。
2.C 人体胃蛋白酶适宜pH偏酸性,故最可能为图甲的曲线Ⅰ,A错误;图甲表明各种酶对pH适应范围较窄,B错误;图乙中a和b可分别表示淀粉和淀粉酶(本质是蛋白质),C正确;由于酶具有专一性,因此图乙中a和b不可表示淀粉和蛋白酶,D错误。
3.A 过氧化氢酶在动物肝脏细胞和血细胞中浓度高,A正确;实验步骤设计中应该先调节过氧化氢酶溶液pH,再与过氧化氢溶液混合,B错误;酶的含量属于无关变量,应该相同而且适宜,但酶的活性属于因变量,各组酶活性不同,C错误;表中数据可说明与pH6.0相比,pH8.0时收集到的气体体积稍微多一点,但都没有pH为7.0时收集得多,因而可推测,过氧化氢酶的最适pH在6.0~8.0之间,D错误。
4.A 酶活性可以用酶促反应速率来衡量,故多酚氧化酶活性可用一定条件下该酶催化茶多酚和单宁的速率来表示,A正确;为了保证混合时酶与底物的温度是相同的,故应将酶与底物先置于各自所对应的温度下保温相同时间后再混合,B错误;未达到最适温度之前,随着温度升高,多酚氧化酶的催化活性逐渐升高,但超过最适温度后,随着温度升高,多酚氧化酶的催化活性逐渐下降,C错误;最适温度时多酚氧化酶活性最高,而在低温条件下酶活性较低,故适合在低温条件下长期保存该酶,D错误。
5.D 在t1时,80 ℃条件下产物的量不再增加,说明酶已失活,A错误;多酚氧化酶催化反应中会与底物结合,使酶的形状发生改变,B错误;40 ℃条件下,t1~t3期间,产物的量等比例上升,说明多酚氧化酶的酶促反应速率不变,C错误;底物充足时,60 ℃条件下,t1时产物的量增加速率比t2时快,说明多酚氧化酶t1时的活性比t2时的强,D正确。
6.B A点时限制反应速率的因素是反应物浓度,故若在A点增加酶的浓度,反应速率不会加快,A错误;该图是在最适温度下反应物的浓度与反应速率的关系,所以再提高反应温度,酶的活性会降低,反应速率会减慢,B正确;曲线BC段随反应物浓度的增加,催化速率不变,所以在C点增加反应物浓度,反应速率不变,C错误;如图为最适pH下某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系图,若在C点提高pH,酶活性降低,反应速率变慢,D错误。
7.A 由于本尼迪特试剂使用时需要加热,因此不适于在探究温度对酶活性影响的实验中对因变量进行检测,A正确;若①中红黄色沉淀最明显,说明40 ℃下淀粉酶的活性较高,但未必是最适温度,B错误;蔗糖酶不能水解淀粉,C错误;该实验说明淀粉酶能催化淀粉的水解,而蔗糖酶不能催化淀粉的水解,说明酶具有专一性,D错误。
8.A Mn2+影响酶的活性,但Mn2+本身不能降低反应过程的活化能,A错误。
9.(1)温度 凝乳酶活性(或凝乳时间) (2)无关 高 (3)不会 高温使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活 (4)有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂、酶的抑制剂 (5)低温暂时抑制酶的活性,但酶的空间结构稳定,在适宜温度下酶的活性可恢复 (6)不同意 上述实验方案中各组之间属于相互对照实验
解析:(1)分析实验可知,实验的自变量为温度,因变量为凝乳时间或凝乳酶活性,故本实验的实验名称为:探究温度对凝乳时间或凝乳酶活性的影响。(2)实验需要遵循无关变量一致原则,本实验中各组所加凝乳酶量和乳汁量都一致,可见本实验中各组所加凝乳酶量和乳汁量属于无关变量。分析题表可知,温度为10 ℃~40 ℃时,随着温度的升高,凝乳时间逐渐变短;酶的活性越高,反应速率越快,因此凝乳所需要的时间越短,表明凝乳酶的活性越高。(3)题表中F组不凝,说明酶失活了,高温使酶的活性发生不可逆的失活,所以将F组的温度逐渐冷却至40℃,乳汁仍然不能形成凝固状态。(4)影响酶活性的因素有温度、pH、某些化合物如有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂、酶的抑制剂等。(5)低温会使酶的活性降低,但不会破坏酶的分子结构,当温度适宜时,酶的催化作用可以恢复。所以,酶一般在较低温度条件下保存。(6)对照实验分为空白对照、相互对照、自身对照、条件对照等;相互对照:指不另设空白对照,而是设有几个实验组相互对比来进行研究,如不同温度对果胶酶活性的影响,选取了多个系列梯度温度进行处理,它们之间成为相互对照关系。有同学质疑题述实验方案的设计缺少对照实验,这种观点是错误的,故不同意该同学的观点,本实验选取了多个系列梯度温度进行处理,它们之间成为相互对照关系,本实验属于相互对照实验。
10.D AB段随着底物浓度的增大,反应速率逐渐增强,影响AB段的主要因素是底物浓度,A正确;BC段底物浓度不断增加,但是反应速率不变,此时限制因素可能是酶量,B正确;曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的变量是温度,温度不同,反应速率不同,曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同主要是因为温度的影响,C正确;测定最适温度还需要在37 ℃左右设置一系列温度梯度来进行检测,最适温度不一定是37 ℃,D错误。
11.D 本实验目的是研究Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,乙组是蒸馏水组,起对照作用,A正确;该实验是探究Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,唾液淀粉酶可以催化淀粉水解,其活性高低可以用淀粉水解速率来表示,故该实验的观测指标是淀粉的水解速率,B正确;一定浓度的Cl-处理后,淀粉水解速率升高,唾液淀粉酶活性升高,说明一定浓度的Cl-是酶的激活剂,C正确;由于本实验是在最适温度下进行的,故若温度提高至60 ℃,酶活性降低,则两曲线的最高点均下降,D错误。
12.D 低温下酶的活性较低,温度升高后酶活性可以恢复,因此酶一般在低温条件下保存,A错误;由图可知,60 ℃时相对酶活性最大,但由于温度梯度太大,因此不能说明漆酶最适温度是60 ℃,B错误;研究人员在温度梯度都为10 ℃,其他条件适宜的情况下,测定漆酶的最适温度,将纯化后的酶液在不同温度下保温1 h后,在最适温度条件下测酶活性(温度稳定性),二者测定条件不同,C错误;在温度达到60 ℃后,酶保温1 h后相对酶活性为0,而该酶促反应需1.5 h后完成,因此工业发酵温度需控制在60 ℃以下,D正确。
13.C 分析表格可知,降解率越大说明该酶的活性越高,②组酶活性最高,此时pH为9,添加CaCl2,温度为70 ℃,③组没有添加CaCl2,pH为9,温度为70 ℃,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;分析①、②组可知,除了温度以外,pH相同且都添加CaCl2,说明①、②组的自变量为温度,B正确;②组酶活性最高,此时pH为9,温度为70 ℃,由于温度梯度和pH梯度都较大,不能说明该酶催化反应的最适温度为70 ℃,最适pH为9,C错误;该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,若要确定该酶能否水解其他反应物,还需补充实验,D正确。
14.(1)pH pH和温度 (2)相同 不变 酶在50 ℃的环境下,空间结构遭到永久破坏,已经失活 (3)①是否含有重金属Cd2+ 可溶性淀粉溶液含量、唾液淀粉酶溶液含量、温度、pH等 ②将唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别分装在若干支试管后,在水浴锅同时保温到37 ℃,再两两进行混合 ③若加入Cd2+的实验组,加入碘液后呈现的蓝色较加入等量蒸馏水的对照组呈现的蓝色深,则重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有抑制作用;反之则重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有促进作用
解析:(1)与b点相比,限制d点(两者的温度相同)反应速率的因素是pH的不同,限制c点反应速率的因素是温度和pH。(2)理论上,不同pH不影响酶的最适温度,故若分别在pH为5、7、9时测定酶的最适温度,得到的结果相同。若将酶从50 ℃的环境换为35 ℃的环境,由图可知,酶在50℃的环境下,空间结构已经遭到永久破坏,酶已经失活,故即使温度改变,酶活性依然不变。(3)①该实验的目的是探究重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性的影响,所以该实验的自变量为是否有Cd2+,且该实验所用酶为唾液淀粉酶,底物为可溶性淀粉,那么无关变量就有可溶性淀粉溶液含量、唾液淀粉酶溶液含量、温度、pH等。②由于实验环境并不为37 ℃,所以为了让酶和底物在最适温度37 ℃下进行反应,需要将唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别分装在若干支试管后,在水浴锅同时保温到37 ℃,再两两进行混合。③重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有影响,可能是抑制作用,也可能是促进作用。而碘液是来检测淀粉的含量,可以用来反映淀粉水解的水平,故若加入Cd2+的实验组,加入碘液后呈现的蓝色较加入等量蒸馏水的对照组呈现的蓝色深,则重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有抑制作用;反之则重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有促进作用。
5 / 5第2课时 酶的催化功能受多种条件的影响
导学 聚焦 1.探究pH对过氧化氢酶的影响。 2.探究影响酶催化功能的因素。 3.学会分析和处理实验数据
知识点(一) pH对酶催化功能的影响
1.pH对酶催化功能的影响
(1)酶通常 才起作用,而且在某一pH下作用 。
(2)pH对酶作用影响的典型曲线
(3)最适的pH范围可能很窄,也可能较宽,这取决于不同酶的 。
2.探究pH对过氧化氢酶的影响
3.判断下列相关表述的正误
(1)在探究pH对酶活性影响时,温度属于无关变量,各组均应处于0 ℃,以排除温度对酶活性的影响。( )
(2)过酸或过碱均能破坏酶的结构使其失去活性。( )
(3)不同酶,其最适pH不同。( )
(4)每次实验后,先用水充分冲洗反应小室,然后用相应缓冲液再冲洗一遍。( )
探讨 探究pH对酶活性的影响,提高实验探究能力
1.人体内的酶只能在很窄的pH范围内发挥作用。下图表示的是不同pH对胃蛋白酶和胰蛋白酶所催化的化学反应速率的影响。请据图分析回答下列问题:
(1)胃蛋白酶和胰蛋白酶发挥作用的pH范围一致吗?这是由什么因素决定的?
(2)当pH为多少时胃蛋白酶的催化作用最强?
2.下图为探究pH影响过氧化氢酶活性的实验装置,请思考并回答下列问题:
(1)本实验中,对量筒的操作有什么要求?
(2)本实验的自变量是什么?如何对其控制?
(3)本实验的因变量是什么?如何对其进行观测?
(4)在将各次实验的反应小室内的过氧化氢溶液旋转180°前,要把过氧化氢溶液先与缓冲液混合,二者能颠倒顺序吗?并说明理由。
(5)能否利用该实验的试剂、材料、装置等探究不同温度对酶促反应速率的影响?并说明理由。
探究pH对过氧化氢酶的影响实验的几点提醒
(1)本实验的自变量为pH,为观察pH的改变对酶活性的影响,应该设置具有一定梯度的多组不同的pH条件。
(2)本实验的检测指标为气体产生量的多少,以此反映酶活性的高低。故将量筒灌满水倒置于水槽中,排出量筒内的空气,保证收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。
(3)本实验宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让酶与反应物接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。
1.(2024·浙江温州平阳中学高一期中)图示为关于“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”活动的装置图,下列表述与实验实际不相符的是( )
A.反应结束时收集的气体体积是本实验的检测指标
B.本实验所用的过氧化氢酶不可用于探究酶活性受温度的影响
C.不同的pH条件下,一定时间内收集到的产物的量可能相同
D.每组实验结束后用清水反复冲洗装置,再用相应缓冲液冲洗后进行下一组实验
2.某同学进行“探究pH对过氧化氢酶的影响”的实验,实验结果如表所示。据表分析下列叙述正确的是( )
缓冲液 pH 5.0 pH 6.0 pH 7.0 pH 8.0
收集的 气体体 积/mL 0.5 min a1 b1 c1 d1
1 min a2 b2 c2 d2
A.该实验不需设置空白对照组
B.该实验的无关变量包括温度、酶的活性
C.若d1最小,说明pH为8.0时抑制过氧化氢分解
D.1 min时收集的气体体积均不相同
知识点(二) 温度和某些化合物对酶催化功能的影响
1.温度对酶催化功能的影响
(1)酶促反应都有一个 ,在此温度以上或以下,酶活性 。
(2)温度对酶促反应两方面的影响
①温度升高,反应物分子具有的能量 ,反应速率 ,如图中 曲线。
②酶是蛋白质,酶分子本身会随温度的升高而发生 改变,导致热变性。温度升得越高,酶变性的速率 ,升到一定温度,酶将 ,如图中 曲线。
③两个作用叠加在一起,使得酶所催化的反应表现出 ,如图中 曲线。
(3)低温会使酶的活性 ,但不会破坏酶的 ,当温度适宜时,酶的催化作用 。
2.某些化合物对酶催化功能的影响
有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。
3.判断下列相关表述的正误
(1)高温、低温都使酶活性降低,二者的作用实质不同。( )
(2)温度升高,反应物分子具有的能量增加,反应速率一定加快。( )
(3)酶活性最高时的温度适合酶的保存。 ( )
(4)某物质与酶结合后会改变酶的空间结构,则该物质会使酶的活性降低。 ( )
探讨 探究温度和某些化合物对酶催化功能的影响,提高理解能力
1.如图甲、乙、丙表示的是温度、pH对酶促反应速率的影响,请据图分析:
(1)甲、乙图中A、B、C、D所对应的酶促反应速率都很低,分析其原因。
(2)温度和pH是如何影响酶促反应速率的?
(3)据丙图所示结果,你能得出什么结论?
2.加酶洗衣粉普遍受到人们的欢迎,是因为其中添加了多种酶制剂,不仅可以有效地清除衣物上的污渍,而且酶制剂及其分解产物容易被微生物分解,减少了对环境的污染。
(1)使用洗衣机洗涤等量衣物时,水量相同,使用的加酶洗衣粉量不同,则洗净衣物所用的时间不同,这说明 会影响酶催化反应的速率。
(2)洗涤沾有重度污渍的衣物时,需要搅拌衣物,目的是
;
在冬季需要使用温水洗涤衣物,其中的道理是
。
(3)该洗衣粉“适用于棉、麻、化纤以及混纺等衣物”,不能用于洗涤“丝质或毛料衣物”,为什么?
1.温度对酶活性影响实验的两个提醒
(1)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂“宜”选用碘-碘化钾溶液,“不宜”选用本尼迪特试剂,因为用本尼迪特试剂鉴定时需热水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
(2)在探究温度对酶活性的影响时,“宜”保证酶的最适pH(排除pH干扰),且将酶和底物分别保温(实验要求的温度)后,再混合继续保温,“不宜”在未分别保温前就让反应物与酶接触。
2.有关影响酶促反应速率因素的3个易错点
(1)酶催化反应时,最适温度和最适pH不会相互影响。
(2)酶量的增加会提高酶促反应的速率,但不会改变化学反应的平衡点;适当增加反应物浓度,提高反应速率的同时,生成物的量也增加。
(3)不同因素影响酶促反应速率的本质不同
①温度和pH是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的;
②底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。
3.竞争性抑制剂的抑制作用会因底物浓度的增加而减弱,而非竞争性抑制剂的抑制作用不会因为底物浓度的增加而改变
1.(2024·浙江诸暨中学高一月考)温度是影响酶促反应速率的重要因素,如图是温度对甲、乙两种酶活性的影响,下列叙述错误的是( )
A.如果甲酶是蛋白酶,那么乙酶可能是它的底物
B.在乙酶最适温度时,甲酶已失活
C.乙酶保持活性的温度范围大于甲酶
D.随着温度的升高,两种酶的热变性速率均表现出先减小后增加的趋势
2.(2024·浙江温州第二高级中学高一期中)某兴趣小组探究不同浓度的重金属(氯化汞)对人体唾液淀粉酶活性的影响,在室温15 ℃下进行实验,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
组别 1 2 3 4 5 6 7
氯化汞浓度/ (mmol·L-1) 0 0.001 0.01 0.1 1 10 100
酶相对活性 /% 100.0 96.2 83.1 52.3 15.4 25.4 0.0
A.由表可知,第6组的氯化汞浓度配制可能有误
B.一定浓度的氯化汞可使唾液淀粉酶完全失活
C.酶的活性可用单位时间单位质量的酶催化水解淀粉的量表示
D.15 ℃条件下第1组酶相对活性为100%,说明15 ℃是唾液淀粉酶的最适温度
(1)高温、过酸、过碱等条件下,酶失活后即使给予适宜的条件,活性仍不能够恢复正常,原因是
。
(2)人发烧时不想吃东西,原因是 。
(3)若要测定酶液分别在40 ℃、50 ℃、 60 ℃温度下保存2小时后的酶活性变化,实验思路是
。
1.在测定胃蛋白酶活性时,将溶液pH由10降到2的过程中,胃蛋白酶的活性将( )
A.不断上升 B.先降后升
C.先升后降 D.没有变化
(2024·浙江平湖中学高一期中)阅读下列材料,完成下面2~3小题。
乳糖酶可催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖。为研究某因素对酶促反应速率的影响,研究小组利用乳糖酶和乳糖进行实验,结果如下表。
组别 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
乳糖浓度 10% 10% 10% 10% 10% 10%
乳糖酶浓度 0% 1% 2% 4% 16% 8%
反应速率 (g半乳糖/min) 0 25 50 100 200 200
2.下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.实验目的是验证乳糖酶具有专一性
B.组③反应速率大于组②,是因为组③温度更适宜
C.组⑤反应速率等于组⑥,是因为组⑥部分酶失活
D.实验结果表明反应速率与乳糖酶浓度有关
3.若要提高实验中组⑥的反应速率,下列方法中有效的是( )
A.添加乳糖酶 B.延长反应时间
C.添加乳糖 D.添加葡萄糖
4.将1 mL 5%人的胃液溶液倒入装有10 mL蛋白质胶体的试管内,置于25 ℃的温水中水浴,研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是( )
A.把实验温度提高到37 ℃
B.在试管内再加入1 mL 5%胃液溶液
C.将pH由2调节为7
D.在试管内再加入1 mL唾液
5.(2024·浙江钱塘联盟高一联考)酶的催化作用受许多因素的影响,如图是探究pH对过氧化氢酶影响的实验装置。
实验材料:2支编号A、B的注射器(除去针头),硅胶管,镊子,缓冲液(pH5.0、pH6.0、pH7.0、pH8.0),3%H2O2溶液,猪肝溶液,滤纸片等。
实验步骤:
①拉出A注射器的活塞,用镊子将已用鲜肝液浸泡过的滤纸片贴到活塞的顶端,然后将活塞塞入注射器中,使带有滤纸小圆片的活塞与注射器底部接触。
②用A注射器吸取2 mL pH 5.0的缓冲液,B注射器吸取2 mL 3%H2O2溶液。
③如图用硅胶管连接A、B注射器,再将B注射器中的液体迅速推入A注射器,同时开始计时(保持B注射器的活塞顶端始终与针筒底部接触)。
④每隔5 s读取A注射器中活塞移动的刻度1次,记录结果,直到活塞不再移动。
⑤用该装置重复pH6.0、pH7.0、pH8.0的上述实验,记录结果。
请回答以下问题:
(1)实验步骤②中,A、B注射器吸取的液体能否互换: ,理由是
。
(2)步骤⑤重复实验时为了防止不同组别相互影响,需要对实验装置反复冲洗,对A装置应该先用 充分冲洗,然后用相应的 再冲洗一遍。
(3)预测本实验pH7.0的组别中,随反应时间的延长,反应速率会 ,原因是 。
(4)若已知该实验所用H2O2酶的最适pH为7.0,则pH为8.0的组别最终产生的氧气量 (填“小于”“等于”或“大于”)pH为7.0的组别;若要保存该酶,上述四个pH缓冲液中,应该选择pH为 的缓冲液进行保存。
(5)H2O2酶发挥催化作用的原理是 ,所以在催化H2O2水解过程中,使反应极易进行。
第2课时 酶的催化功能受多种条件的影响
【核心要点·巧突破】
知识点(一)
自主学习
1.(1)在一定pH范围内 最强 (3)特性
2. pH缓冲液 催化活性 大小相同 2片
pH5.0 翻转 重复上述 气体量 最多
⑩最强
3.(1)× 提示:在探究pH对酶活性影响时,温度属于无关变量,应处于相同且适宜状态,因此各组温度均应设定为该酶的最适温度。
(2)√ (3)√ (4)√
互动探究
1.(1)提示:不一致;不同酶的特性。
(2)提示:pH=1.9时。
2.(1)提示:量筒中的水要灌满,且不能产生气泡,否则会影响后面气体体积的测量。
(2)提示:不同的pH;不同pH的缓冲液。
(3)提示:过氧化氢的分解速率;相同的适宜时间内量筒内收集到的气体的量。
(4)提示:不能。若颠倒顺序,底物会在未调好pH的情况下就在酶的作用下发生反应,影响实验的准确性。因此,必须先将底物置于预设环境下,再与酶混合。
(5)提示:不能。因过氧化氢的分解受温度影响较大,若温度升高,过氧化氢分解反应速率明显加快,这样实验的变量不唯一。
学以致用
1.A 反应结束时收集的气体为氧气,因为实验过程中底物的体积和浓度作为无关变量,应该保持相同且适宜,因此反应结束后,管中气体的体积各组都是相同的,因此不能作为本实验的检测指标,A错误;过氧化氢在温度较高时易分解,故本实验所用的过氧化氢酶不可用于探究酶活性受温度的影响,B正确;不同的pH条件下,一定时间内收集到的产物的量可能相同,因为在最适pH的两侧存在两个pH浓度,对实验结果的影响是相同的,C正确;探究pH 对酶的影响时,每组实验前先用水充分冲洗反应小室,再用相应缓冲液冲洗,以免上一组的pH影响下一组的实验结果,D正确。
2.A 该实验各不同pH组别之间相互对照,无需设置空白对照组,A正确;在探究pH对过氧化氢酶的影响实验中,自变量是不同的pH,因变量是酶的活性,检测指标是单位时间内收集的气体体积,B错误;若d1最小,则可说明pH为8.0时酶的活性最低,促进过氧化氢分解的速率最小,C错误;pH过高或过低都会使过氧化氢酶变性失活,低于或高于最适pH时,可能会产生相同的效果,因此1 min时收集的气体体积可能相同,D错误。
知识点(二)
自主学习
1.(1)最适温度 均会下降 (2)①增加 加快 a ②空间结构 越快 完全失去活性 b ③最适温度 c (3)降低 分子结构 可以恢复
3.(1)√
(2)×
(3)× 提示:低温下酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,适合保存。
(4)× 提示:酶的空间结构发生改变,有可能更适合与底物结合,则酶活性升高;也有可能不适合与底物结合,则活性下降;底物与酶结合也会改变酶的空间结构,但底物不影响酶的活性。
互动探究
1.(1)提示:B(高温)、C(过酸)、D(过碱)破坏了酶的空间结构,使酶永久失活,A(低温)抑制了酶的活性。
(2)提示:温度和pH通过影响酶活性来影响酶促反应速率。
(3)提示:反应溶液pH的变化不会影响酶促反应的最适温度;反应物溶液温度的变化不影响酶作用的最适pH。
2.(1)提示:酶浓度
(2)提示:使酶与污渍充分接触 温水接近酶的最适温度
(3)提示:因为该洗衣粉中含有蛋白酶。丝质或毛料衣物中的蛋白质容易被蛋白酶催化水解,使丝质或毛料衣物受到损害,而棉、麻、化纤及混纺等衣物的主要成分不是蛋白质。
学以致用
1.D 乙酶的成分可能是蛋白质,蛋白质是蛋白酶的底物,A正确;由题图可知,乙酶的最适温度大约为55 ℃,而甲酶在50 ℃时已失活,B正确;由题图可知,乙酶保持活性的温度范围大概在10~70 ℃,而甲酶保持活性的温度范围大概在5~50 ℃,故乙酶保持活性的温度范围大于甲酶,C正确;在一定范围内,酶活性随温度的升高而增强,超过最适温度,酶会因温度过高而发生热变性,且随着温度的增加,热变性速率一直在增加,D错误。
2.D 本实验目的是探究不同浓度的重金属(氯化汞)对人体唾液淀粉酶活性的影响,实验的自变量是不同的氯化汞浓度,图示表格数据显示,氯化汞可抑制酶活性,且在实验浓度范围内氯化汞浓度越大,抑制作用越大,据此可知,第6组的氯化汞浓度配制可能有误,A正确;氯化汞浓度是100 mmol·L-1时,酶相对活性是0,说明一定浓度的氯化汞可使唾液淀粉酶完全失活,B正确;酶活性是指酶催化一定化学反应的能力,该实验中酶的活性可用单位时间单位质量的酶催化水解淀粉的量表示,C正确;15 ℃条件下第1组酶相对活性为100%,但由于本实验只有15 ℃一个温度,故不能得出15 ℃是唾液淀粉酶的最适温度的结论,D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
(1)提示:高温、过酸、过碱等条件都会导致酶空间结构被破坏,使酶永久失活
(2)提示:体温升高导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化缓慢
(3)提示:设置三组实验,每组加入等量脂肪(橄榄油),分别加入在40 ℃、50 ℃、60 ℃温度下保存2小时后的脂肪酶,其他条件适宜相同,一定时间后测量各组酶活性(测量各组底物剩余量等)
课堂演练
1.D 胃蛋白酶的最适pH是2左右,当该酶处在pH为10的溶液中,由于碱性过大而失去活性。因此,将溶液pH由10降到2的过程中,胃蛋白酶活性不发生变化,D正确。
2.D 实验中乳糖浓度不变,实验的自变量是乳糖酶浓度,因变量是反应速率,本实验验证的是酶的浓度对反应速率的影响,A错误;组③反应速率大于组②,是由于组③的乳糖酶浓度比组②的乳糖酶浓度高,因此组③反应的速率大于组②,B错误;组⑤反应速率等于组⑥,是由于组⑤的乳糖浓度与组⑥的乳糖浓度相同,乳糖浓度有限致使乳糖酶浓度增加反应速率不变,C错误;实验中乳糖浓度不变,实验的自变量是乳糖酶浓度,因变量是反应速率;由表格数据可知,在一定范围内随着乳糖酶浓度升高,反应速率不断增加,由此表明反应速率与酶的浓度有关,D正确。
3.C 由分析可知,乳糖酶浓度增加到一定程度后反应速率不再增加,是因为乳糖浓度有限,所以想要提高实验中组⑥的反应速率,应增加组⑥乳糖的浓度,C正确。
4.A 由于人体温度接近37 ℃,因此该温度条件下人体内的酶活性较高,将温度由25 ℃提高到37 ℃,胃蛋白酶的活性会升高,A正确;在试管内再加入1 mL 5%的胃液溶液,胃蛋白酶的活性不会升高,B错误;胃蛋白酶的最适pH是2左右,如果将pH由2调节为7,酶的活性会急剧下降,C错误;在试管内再加入1 mL唾液,溶液pH会升高,胃蛋白酶活性降低,D错误。
5.(1)不能 酶具有高效性,互换后酶未达到预定的pH就已经与底物发生反应 (2)清水 缓冲液 (3)逐渐下降 底物逐渐消耗完 (4)等于 7.0 (5)降低反应所需的活化能
解析:(1)该实验是探究pH对酶活性的影响,即实验的自变量为溶液的酸碱度(pH),原实验设置了反应在准确的pH条件进行及有利于控制反应开始时间,若A和B液体互换,酶与过氧化氢在设置相应的pH之前就已开始反应,造成实验结果不准确。(2)A装置中有酶,为了防止不同组别相互影响,用清水充分冲洗后再用相应的缓冲液冲洗,防止实验结果不准确。(3)底物的量是有限的,随着反应时间延长,底物逐渐消耗完,反应速率会下降。(4)底物的量是相同的,酶改变化学反应速率,但是不改变化学反应平衡点,则pH为8.0的组别最终产生的氧气量与pH为7.0的组别相等。保存酶应该在最适pH,防止酶变性,故应该选择pH为7.0的缓冲液。(5)酶可以降低化学反应所需的活化能,故而发挥催化作用。
8 / 8(共103张PPT)
第2课时
酶的催化功能受多种条件的影响
导学 聚焦 1.探究pH对过氧化氢酶的影响。
2.探究影响酶催化功能的因素。
3.学会分析和处理实验数据
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
目录
CONTENTS
课时训练·提素能
03
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点(一) pH对酶催化功能的影响
1. pH对酶催化功能的影响
(1)酶通常 才起作用,而且在某一pH下作
用 。
在一定pH范围内
最强
(2)pH对酶作用影响的典型曲线
(3)最适的pH范围可能很窄,也可能较宽,这取决于不同酶
的 。
特性
2. 探究pH对过氧化氢酶的影响
3. 判断下列相关表述的正误
(1)在探究pH对酶活性影响时,温度属于无关变量,各组均应处
于0 ℃,以排除温度对酶活性的影响。 ( × )
提示:在探究pH对酶活性影响时,温度属于无关变量,应
处于相同且适宜状态,因此各组温度均应设定为该酶的最
适温度。
(2)过酸或过碱均能破坏酶的结构使其失去活性。 ( √ )
(3)不同酶,其最适pH不同。 ( √ )
(4)每次实验后,先用水充分冲洗反应小室,然后用相应缓冲液
再冲洗一遍。 ( √ )
×
√
√
√
探讨 探究pH对酶活性的影响,提高实验探究能力
1. 人体内的酶只能在很窄的pH范围内发挥作用。下图表示的是不同
pH对胃蛋白酶和胰蛋白酶所催化的化学反应速率的影响。请据图
分析回答下列问题:
(1)胃蛋白酶和胰蛋白酶发挥作用的pH范围一致吗?这是由什么
因素决定的?
提示:不一致;不同酶的特性。
(2)当pH为多少时胃蛋白酶的催化作用最强?
提示:pH=1.9时。
2. 下图为探究pH影响过氧化氢酶活性的实验装置,请思考并回答下
列问题:
(1)本实验中,对量筒的操作有什么要求?
提示:量筒中的水要灌满,且不能产生气泡,否则会影响后
面气体体积的测量。
(2)本实验的自变量是什么?如何对其控制?
提示:不同的pH;不同pH的缓冲液。
(3)本实验的因变量是什么?如何对其进行观测?
提示:过氧化氢的分解速率;相同的适宜时间内量筒内收集
到的气体的量。
(4)在将各次实验的反应小室内的过氧化氢溶液旋转180°前,要
把过氧化氢溶液先与缓冲液混合,二者能颠倒顺序吗?并说
明理由。
提示:不能。若颠倒顺序,底物会在未调好pH的情况下就在
酶的作用下发生反应,影响实验的准确性。因此,必须先将
底物置于预设环境下,再与酶混合。
(5)能否利用该实验的试剂、材料、装置等探究不同温度对酶促
反应速率的影响?并说明理由。
提示:不能。因过氧化氢的分解受温度影响较大,若温度
升高,过氧化氢分解反应速率明显加快,这样实验的变量
不唯一。
探究pH对过氧化氢酶的影响实验的几点提醒
(1)本实验的自变量为pH,为观察pH的改变对酶活性的影响,应该
设置具有一定梯度的多组不同的pH条件。
(2)本实验的检测指标为气体产生量的多少,以此反映酶活性的高
低。故将量筒灌满水倒置于水槽中,排出量筒内的空气,保证
收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。
(3)本实验宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的
pH调至实验要求的pH后再让酶与反应物接触,不宜在未达到预
设pH前,让反应物与酶接触。
1. (2024·浙江温州平阳中学高一期中)图示为关于“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”活动的装置图,下列表述与实验实际不相符的是( )
A. 反应结束时收集的气体体积是本实验的检测指标
B. 本实验所用的过氧化氢酶不可用于探究酶活性受温度的影响
C. 不同的pH条件下,一定时间内收集到的产物的量可能相同
D. 每组实验结束后用清水反复冲洗装置,再用相应缓冲液冲洗后进
行下一组实验
解析: 反应结束时收集的气体为氧气,因为实验过程中底物的
体积和浓度作为无关变量,应该保持相同且适宜,因此反应结束
后,管中气体的体积各组都是相同的,因此不能作为本实验的检测
指标,A错误;过氧化氢在温度较高时易分解,故本实验所用的过
氧化氢酶不可用于探究酶活性受温度的影响,B正确;不同的pH条
件下,一定时间内收集到的产物的量可能相同,因为在最适pH的
两侧存在两个pH浓度,对实验结果的影响是相同的,C正确;探究
pH 对酶的影响时,每组实验前先用水充分冲洗反应小室,再用相
应缓冲液冲洗,以免上一组的pH影响下一组的实验结果,D正确。
2. 某同学进行“探究pH对过氧化氢酶的影响”的实验,实验结果如
表所示。据表分析下列叙述正确的是( )
缓冲液 pH 5.0 pH 6.0 pH 7.0 pH 8.0
收集的气体体积/mL 0.5 min a1 b1 c1 d1
1 min a2 b2 c2 d2
A. 该实验不需设置空白对照组
B. 该实验的无关变量包括温度、酶的活性
C. 若 d1最小,说明pH为8.0时抑制过氧化氢分解
D. 1 min时收集的气体体积均不相同
解析: 该实验各不同pH组别之间相互对照,无需设置空白对照
组,A正确;在探究pH对过氧化氢酶的影响实验中,自变量是不同
的pH,因变量是酶的活性,检测指标是单位时间内收集的气体体
积,B错误;若 d1最小,则可说明pH为8.0时酶的活性最低,促进
过氧化氢分解的速率最小,C错误;pH过高或过低都会使过氧化氢
酶变性失活,低于或高于最适pH时,可能会产生相同的效果,因
此1 min时收集的气体体积可能相同,D错误。
知识点(二) 温度和某些化合物对酶催化功能的影响
1. 温度对酶催化功能的影响
(1)酶促反应都有一个 ,在此温度以上或以下,酶
活性 。
最适温度
均会下降
(2)温度对酶促反应两方面的影响
①温度升高,反应物分子具有的能量 ,反应速
率 ,如图中 曲线。
增加
加快
a
②酶是蛋白质,酶分子本身会随温度的升高而发生
改变,导致热变性。温度升得越高,酶变性的速率
,升到一定温度,酶将 ,如图中
曲线。
③两个作用叠加在一起,使得酶所催化的反应表现出
,如图中 曲线。
空间结
构
越
快
完全失去活性
b
最适
温度
c
(3)低温会使酶的活性 ,但不会破坏酶的
,当温度适宜时,酶的催化作用 。
降低
分子结
构
可以恢复
2. 某些化合物对酶催化功能的影响
有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的
活性。
3. 判断下列相关表述的正误
(1)高温、低温都使酶活性降低,二者的作用实质不同。
( √ )
(2)温度升高,反应物分子具有的能量增加,反应速率一定加
快。 ( × )
(3)酶活性最高时的温度适合酶的保存。 ( × )
提示:低温下酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,适合
保存。
√
×
×
(4)某物质与酶结合后会改变酶的空间结构,则该物质会使酶的
活性降低。 ( × )
提示:酶的空间结构发生改变,有可能更适合与底物结
合,则酶活性升高;也有可能不适合与底物结合,则活性
下降;底物与酶结合也会改变酶的空间结构,但底物不影
响酶的活性。
×
探讨 探究温度和某些化合物对酶催化功能的影响,提高理解能力
1. 如图甲、乙、丙表示的是温度、pH对酶促反应速率的影响,请据
图分析:
(1)甲、乙图中A、B、C、D所对应的酶促反应速率都很低,分
析其原因。
提示:B(高温)、C(过酸)、D(过碱)破坏了酶的空间
结构,使酶永久失活,A(低温)抑制了酶的活性。
(2)温度和pH是如何影响酶促反应速率的?
提示:温度和pH通过影响酶活性来影响酶促反应速率。
(3)据丙图所示结果,你能得出什么结论?
提示:反应溶液pH的变化不会影响酶促反应的最适温度;反
应物溶液温度的变化不影响酶作用的最适pH。
2. 加酶洗衣粉普遍受到人们的欢迎,是因为其中添加了多种酶制剂,
不仅可以有效地清除衣物上的污渍,而且酶制剂及其分解产物容易
被微生物分解,减少了对环境的污染。
(1)使用洗衣机洗涤等量衣物时,水量相同,使用的加酶洗衣粉
量不同,则洗净衣物所用的时间不同,这说明 会影响酶
催化反应的速率。
提示:酶浓度
(2)洗涤沾有重度污渍的衣物时,需要搅拌衣物,目的是 ;
在冬季需要使用温水洗涤衣物,其中的道理是 。
提示:使酶与污渍充分接触 温水接近酶的最适温度
(3)该洗衣粉“适用于棉、麻、化纤以及混纺等衣物”,不能用
于洗涤“丝质或毛料衣物”,为什么?
提示:因为该洗衣粉中含有蛋白酶。丝质或毛料衣物中的蛋
白质容易被蛋白酶催化水解,使丝质或毛料衣物受到损害,
而棉、麻、化纤及混纺等衣物的主要成分不是蛋白质。
1. 温度对酶活性影响实验的两个提醒
(1)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的
试剂“宜”选用碘-碘化钾溶液,“不宜”选用本尼迪特试
剂,因为用本尼迪特试剂鉴定时需热水浴加热,而该实验中
需严格控制温度。
(2)在探究温度对酶活性的影响时,“宜”保证酶的最适pH(排
除pH干扰),且将酶和底物分别保温(实验要求的温度)
后,再混合继续保温,“不宜”在未分别保温前就让反应物
与酶接触。
2. 有关影响酶促反应速率因素的3个易错点
(1)酶催化反应时,最适温度和最适pH不会相互影响。
(2)酶量的增加会提高酶促反应的速率,但不会改变化学反应的
平衡点;适当增加反应物浓度,提高反应速率的同时,生成
物的量也增加。
(3)不同因素影响酶促反应速率的本质不同
①温度和pH是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的;
②底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促
反应速率的,并不影响酶的活性。
3. 竞争性抑制剂的抑制作用会因底物浓度的增加而减弱,而非竞争性
抑制剂的抑制作用不会因为底物浓度的增加而改变
1. (2024·浙江诸暨中学高一月考)温度是影响酶促反应速率的重要
因素,如图是温度对甲、乙两种酶活性的影响,下列叙述错误的是
( )
A. 如果甲酶是蛋白酶,那么乙酶可能是它的底物
B. 在乙酶最适温度时,甲酶已失活
C. 乙酶保持活性的温度范围大于甲酶
D. 随着温度的升高,两种酶的热变性速
率均表现出先减小后增加的趋势
解析: 乙酶的成分可能是蛋白质,蛋白质是蛋白酶的底物,A
正确;由题图可知,乙酶的最适温度大约为55 ℃,而甲酶在50 ℃
时已失活,B正确;由题图可知,乙酶保持活性的温度范围大概在
10~70 ℃,而甲酶保持活性的温度范围大概在5~50 ℃,故乙酶保
持活性的温度范围大于甲酶,C正确;在一定范围内,酶活性随温
度的升高而增强,超过最适温度,酶会因温度过高而发生热变性,
且随着温度的增加,热变性速率一直在增加,D错误。
2. (2024·浙江温州第二高级中学高一期中)某兴趣小组探究不同浓
度的重金属(氯化汞)对人体唾液淀粉酶活性的影响,在室温15
℃下进行实验,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
组别 1 2 3 4 5 6 7
氯化汞浓度/ (mmol·L-1) 0 0.001 0.01 0.1 1 10 100
酶相对活性 /% 100.0 96.2 83.1 52.3 15.4 25.4 0.0
A. 由表可知,第6组的氯化汞浓度配制可能有误
B. 一定浓度的氯化汞可使唾液淀粉酶完全失活
C. 酶的活性可用单位时间单位质量的酶催化水解淀粉的量表示
D. 15 ℃条件下第1组酶相对活性为100%,说明15 ℃是唾液淀粉酶的
最适温度
解析: 本实验目的是探究不同浓度的重金属(氯化汞)对人体
唾液淀粉酶活性的影响,实验的自变量是不同的氯化汞浓度,图示
表格数据显示,氯化汞可抑制酶活性,且在实验浓度范围内氯化汞
浓度越大,抑制作用越大,据此可知,第6组的氯化汞浓度配制可
能有误,A正确;氯化汞浓度是100 mmol·L-1时,酶相对活性是
0,说明一定浓度的氯化汞可使唾液淀粉酶完全失活,B正确;酶
活性是指酶催化一定化学反应的能力,该实验中酶的活性可用单位
时间单位质量的酶催化水解淀粉的量表示,C正确;15 ℃条件下第
1组酶相对活性为100%,但由于本实验只有15 ℃一个温度,故不
能得出15 ℃是唾液淀粉酶的最适温度的结论,D错误。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
(1)高温、过酸、过碱等条件下,酶失活后即使给予适宜的条件,
活性仍不能够恢复正常,原因是 。
提示:高温、过酸、过碱等条件都会导致酶空间结构被破坏,
使酶永久失活
(2)人发烧时不想吃东西,原因是 。
提示:体温升高导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化
缓慢
(3)若要测定酶液分别在40 ℃、50 ℃、 60 ℃温度下保存2小时后的
酶活性变化,实验思路是 。
提示:设置三组实验,每组加入等量脂肪(橄榄油),分别加
入在40 ℃、50 ℃、60 ℃温度下保存2小时后的脂肪酶,其他条
件适宜相同,一定时间后测量各组酶活性(测量各组底物剩余
量等)
1. 在测定胃蛋白酶活性时,将溶液pH由10降到2的过程中,胃蛋白酶
的活性将( )
A. 不断上升 B. 先降后升
C. 先升后降 D. 没有变化
解析: 胃蛋白酶的最适pH是2左右,当该酶处在pH为10的溶液
中,由于碱性过大而失去活性。因此,将溶液pH由10降到2的过程
中,胃蛋白酶活性不发生变化,D正确。
(2024·浙江平湖中学高一期中)阅读下列材料,完成下面2~3
小题。
乳糖酶可催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖。为研究某因素对酶
促反应速率的影响,研究小组利用乳糖酶和乳糖进行实验,结果如
下表。
组别 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
乳糖浓度 10% 10% 10% 10% 10% 10%
乳糖酶浓度 0% 1% 2% 4% 16% 8%
反应速率(g半乳糖/min) 0 25 50 100 200 200
2. 下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A. 实验目的是验证乳糖酶具有专一性
B. 组③反应速率大于组②,是因为组③温度更适宜
C. 组⑤反应速率等于组⑥,是因为组⑥部分酶失活
D. 实验结果表明反应速率与乳糖酶浓度有关
解析: 实验中乳糖浓度不变,实验的自变量是乳糖酶浓度,因
变量是反应速率,本实验验证的是酶的浓度对反应速率的影响,A
错误;组③反应速率大于组②,是由于组③的乳糖酶浓度比组②的
乳糖酶浓度高,因此组③反应的速率大于组②,B错误;组⑤反应
速率等于组⑥,是由于组⑤的乳糖浓度与组⑥的乳糖浓度相同,乳
糖浓度有限致使乳糖酶浓度增加反应速率不变,C错误;实验中乳
糖浓度不变,实验的自变量是乳糖酶浓度,因变量是反应速率;由
表格数据可知,在一定范围内随着乳糖酶浓度升高,反应速率不断
增加,由此表明反应速率与酶的浓度有关,D正确。
3. 若要提高实验中组⑥的反应速率,下列方法中有效的是( )
A. 添加乳糖酶 B. 延长反应时间
C. 添加乳糖 D. 添加葡萄糖
解析: 由分析可知,乳糖酶浓度增加到一定程度后反应速率不
再增加,是因为乳糖浓度有限,所以想要提高实验中组⑥的反应速
率,应增加组⑥乳糖的浓度,C正确。
4. 将1 mL 5%人的胃液溶液倒入装有10 mL蛋白质胶体的试管内,置
于25 ℃的温水中水浴,研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法
中能提高酶活性的是( )
A. 把实验温度提高到37 ℃
B. 在试管内再加入1 mL 5%胃液溶液
C. 将pH由2调节为7
D. 在试管内再加入1 mL唾液
解析: 由于人体温度接近37 ℃,因此该温度条件下人体内的酶
活性较高,将温度由25 ℃提高到37 ℃,胃蛋白酶的活性会升高,
A正确;在试管内再加入1 mL 5%的胃液溶液,胃蛋白酶的活性不
会升高,B错误;胃蛋白酶的最适pH是2左右,如果将pH由2调节为
7,酶的活性会急剧下降,C错误;在试管内再加入1 mL唾液,溶
液pH会升高,胃蛋白酶活性降低,D错误。
5. (2024·浙江钱塘联盟高一联考)酶的催化作用受许多因素的影
响,如图是探究pH对过氧化氢酶影响的实验装置。
实验材料:2支编号A、B的注射器(除去针头),硅胶管,镊子,
缓冲液(pH5.0、pH6.0、pH7.0、pH8.0),3%H2O2溶液,猪肝
溶液,滤纸片等。
实验步骤:
①拉出A注射器的活塞,用镊子将已用鲜肝液浸泡过的滤纸片贴到
活塞的顶端,然后将活塞塞入注射器中,使带有滤纸小圆片的活塞
与注射器底部接触。
②用A注射器吸取2 mL pH 5.0的缓冲液,B注射器吸取2 mL 3%
H2O2溶液。
③如图用硅胶管连接A、B注射器,再将B注射器中的液体迅速推入
A注射器,同时开始计时(保持B注射器的活塞顶端始终与针筒底
部接触)。
④每隔5 s读取A注射器中活塞移动的刻度1次,记录结果,直到活
塞不再移动。
⑤用该装置重复pH6.0、pH7.0、pH8.0的上述实验,记录结果。
请回答以下问题:
(1)实验步骤②中,A、B注射器吸取的液体能否互换: ,
理由是
。
解析:该实验是探究pH对酶活性的影响,即实验的自变量为溶液的酸碱度(pH),原实验设置了反应在准确的pH条件进行及有利于控制反应开始时间,若A和B液体互换,酶与过氧化氢在设置相应的pH之前就已开始反应,造成实验结果不准确。
不能
酶具有高效性,互换后酶未达到预定的pH就已经与底
物发生反应
(2)步骤⑤重复实验时为了防止不同组别相互影响,需要对实验
装置反复冲洗,对A装置应该先用 充分冲洗,然后用相
应的 再冲洗一遍。
解析:A装置中有酶,为了防止不同组别相互影响,用清水充分冲洗后再用相应的缓冲液冲洗,防止实验结果不准确。
清水
缓冲液
(3)预测本实验pH7.0的组别中,随反应时间的延长,反应速率
会 ,原因是 。
解析:底物的量是有限的,随着反应时间延长,底物逐渐消耗完,反应速率会下降。
逐渐下降
底物逐渐消耗完
(4)若已知该实验所用H2O2酶的最适pH为7.0,则pH为8.0的组别
最终产生的氧气量 (填“小于”“等于”或“大
于”)pH为7.0的组别;若要保存该酶,上述四个pH缓冲液
中,应该选择pH为 的缓冲液进行保存。
解析:底物的量是相同的,酶改变化学反应速率,但是不改变化学反应平衡点,则pH为8.0的组别最终产生的氧气量与pH为7.0的组别相等。保存酶应该在最适pH,防止酶变性,故应该选择pH为7.0的缓冲液。
等于
7.0
(5)H2O2酶发挥催化作用的原理是 ,所
以在催化H2O2水解过程中,使反应极易进行。
解析:酶可以降低化学反应所需的活化能,故而发挥催化作用。
降低反应所需的活化能
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 pH对酶催化功能的影响
1. 如图是在最适温度下,pH对某种过氧化氢酶活性影响的曲线,下
列叙述错误的是( )
A. 该酶的最适pH范围比较宽
B. 过酸或过碱条件下该酶都
可能失去活性
C. 该酶的活性可达到100%,
可以说明酶具有高效性
D. 若升高温度,该酶的最高活性会降低
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解析: 分析曲线图可以看出,该酶在pH为6~11时,酶的活性
是一样高的,所以该酶的最适pH范围比较宽,A正确;过酸或过碱
都会改变酶的空间结构,导致酶活性丧失,B正确;酶的高效性表
现在酶与无机催化剂相比,酶降低活化能的效果更显著,C错误;
该反应是在最适温度下进行的,升高温度会使酶的空间结构改变,
酶活性降低甚至失活,D正确。
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2. 图甲表示pH对人体肠淀粉酶、唾液淀粉酶、胃蛋白酶催化效率的
影响;图乙用来描述酶的作用机理,其中a代表底物,b代表酶。下
列叙述正确的是( )
A. 图甲的曲线Ⅱ可能是人体胃蛋白酶
B. 图甲表明各种酶对pH适应范围很广
C. 图乙中a和b可分别表示淀粉和蛋白质
D. 图乙中a和b可分别表示淀粉和蛋白酶
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解析: 人体胃蛋白酶适宜pH偏酸性,故最可能为图甲的曲线
Ⅰ,A错误;图甲表明各种酶对pH适应范围较窄,B错误;图乙中a
和b可分别表示淀粉和淀粉酶(本质是蛋白质),C正确;由于酶
具有专一性,因此图乙中a和b不可表示淀粉和蛋白酶,D错误。
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3. (2024·浙江永嘉中学高一期中)某兴趣小组进行了“探究pH对过
氧化氢酶的影响”实验,结果如下表所示。下列叙述正确的是
( )
pH 5.0 6.0 7.0 8.0
收集到气体体积/mL 0.5 min 6.5 7.6 8.3 8.0
1 min 9.5 11.3 12.3 11.6
A. 过氧化氢酶在动物肝脏细胞和血细胞中浓度高
B. 过氧化氢与过氧化氢酶溶液混合后再添加pH缓冲液
C. 实验过程中各组过氧化氢酶的含量和活性要保持相同
D. 由表中数据可说明过氧化氢酶的最适pH在7.0~8.0之间
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解析: 过氧化氢酶在动物肝脏细胞和血细胞中浓度高,A正
确;实验步骤设计中应该先调节过氧化氢酶溶液pH,再与过氧化
氢溶液混合,B错误;酶的含量属于无关变量,应该相同而且适
宜,但酶的活性属于因变量,各组酶活性不同,C错误;表中数据
可说明与pH6.0相比,pH8.0时收集到的气体体积稍微多一点,但
都没有pH为7.0时收集得多,因而可推测,过氧化氢酶的最适pH在
6.0~8.0之间,D错误。
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知识点二 温度和某些化合物对酶催化功能的影响
(2024·浙江浙南名校联盟高一联考)阅读下列材料,完成以下4~5
小题。
我国茶叶制作历史悠久,茶叶品种繁多。绿茶是由新鲜茶叶放在
铁锅里加热快炒(俗称“杀青”),再进行揉捻、干燥等工序制作而
成,茶叶保持绿色。与绿茶相比,红茶制作不需要经过杀青,制作工
序是新鲜茶叶→脱水→揉捻→发酵→干燥,在发酵时细胞中的茶多酚
和单宁会被多酚氧化酶催化生成红褐色制得红茶。
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4. 若要探究多酚氧化酶活性的最适温度,下列叙述正确的是( )
A. 多酚氧化酶活性可用一定条件下该酶催化茶多酚和单宁的速率来
表示
B. 应将酶与底物先混合再置于不同温度下保温
C. 随着温度升高,多酚氧化酶的催化活性逐渐升高
D. 多酚氧化酶活性的最适温度也是长期保存该酶的最佳温度
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解析: 酶活性可以用酶促反应速率来衡量,故多酚氧化酶活性
可用一定条件下该酶催化茶多酚和单宁的速率来表示,A正确;为
了保证混合时酶与底物的温度是相同的,故应将酶与底物先置于各
自所对应的温度下保温相同时间后再混合,B错误;未达到最适温
度之前,随着温度升高,多酚氧化酶的催化活性逐渐升高,但超过
最适温度后,随着温度升高,多酚氧化酶的催化活性逐渐下降,C
错误;最适温度时多酚氧化酶活性最高,而在低温条件下酶活性较
低,故适合在低温条件下长期保存该酶,D错误。
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5. 为了研究温度对多酚氧化酶酶促反应的影响,某实验底物量充足,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 在t1时,80 ℃条件下酶降低反应活化能的幅度比40 ℃大
B. 多酚氧化酶催化反应中,酶的形状不发生改变
C. 40 ℃条件下,t1~t3期间,多酚氧化酶的酶促反应速率逐渐增大
D. 60 ℃条件下,多酚氧化酶t1时的活性比t2时的强
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解析: 在t1时,80 ℃条件下产物的量不再增加,说明酶已失
活,A错误;多酚氧化酶催化反应中会与底物结合,使酶的形状发
生改变,B错误;40 ℃条件下,t1~t3期间,产物的量等比例上
升,说明多酚氧化酶的酶促反应速率不变,C错误;底物充足时,
60 ℃条件下,t1时产物的量增加速率比t2时快,说明多酚氧化酶t1时
的活性比t2时的强,D正确。
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6. (2024·浙江永嘉中学高一期中)如图为最适温度、最适pH下某种
酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系图,有关叙述正确的是
( )
A. 若在A点增加酶的浓度,反应速率会加快
B. 若在B点提高温度,反应速率会降低
C. 若在C点增加反应物浓度,反应速率会加快
D. 若在C点提高pH,反应速率会加快
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解析: A点时限制反应速率的因素是反应物浓度,故若在A点增
加酶的浓度,反应速率不会加快,A错误;该图是在最适温度下反
应物的浓度与反应速率的关系,所以再提高反应温度,酶的活性会
降低,反应速率会减慢,B正确;曲线BC段随反应物浓度的增加,
催化速率不变,所以在C点增加反应物浓度,反应速率不变,C错
误;如图为最适pH下某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的
关系图,若在C点提高pH,酶活性降低,反应速率变慢,D错误。
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7. (2024·浙江嘉兴高一月考)下表为某同学探究不同温度下淀粉酶
和蔗糖酶对淀粉水解作用的实验设计,下列叙述正确的是( )
试管编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
2 mL 3%淀粉溶液 + + + + + +
1 mL 2%蔗糖酶溶液 - - - + + +
1 mL 2%淀粉酶溶液 + + + - - -
反应温度/℃ 40 60 80 40 60 80
2 mL本尼迪特试剂 + + + + + +
注:“+”表示有,“-”表示无。
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A. 本尼迪特试剂使用需要热水浴加热,会影响实验结果的准确性
B. 若①中红黄色沉淀最明显,说明40 ℃是淀粉酶水解的最适温度
C. 若④⑤⑥试管中未出现红黄色沉淀,原因是蔗糖酶水解淀粉产生
非还原糖
D. 该实验可说明,淀粉酶对淀粉的水解、蔗糖酶对蔗糖的水解具有
专一性
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解析: 由于本尼迪特试剂使用时需要加热,因此不适于在探究
温度对酶活性影响的实验中对因变量进行检测,A正确;若①中红
黄色沉淀最明显,说明40 ℃下淀粉酶的活性较高,但未必是最适
温度,B错误;蔗糖酶不能水解淀粉,C错误;该实验说明淀粉酶
能催化淀粉的水解,而蔗糖酶不能催化淀粉的水解,说明酶具有专
一性,D错误。
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8. 在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时,得到如下表结果。下列分析错误的是( )
金属离子/(mmol·L-1) 相对活性/%
对照组 100
Mn2+ 123
Co2+ 79
Mg2+ 74
A. Mn2+降低了反应过程的活化能
B. Co2+或Mg2+可能导致酶空间结构的改变使其活性降低
C. 不同离子对酶的活性有提高或降低作用
D. 该水解酶的用量是实验的无关变量
解析: Mn2+影响酶的活性,但Mn2+本身不能降低反应过程的
活化能,A错误。
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9. (2024·浙江“七彩阳光”高一联考)凝乳酶能催化乳汁凝固,
常用于奶酪的生产。某同学对凝乳酶进行了相关探究,实验步
骤如下:
①取若干试管,分为A、B、C、D、E、F六组,每组两支试管,其
中一支试管放入2 mL凝乳酶,另一支试管放入2 mL牛乳汁。
②将六组试管分别置于不同温度的水浴箱中保温15 min。
③将每组试管中的凝乳酶和乳汁混合均匀后在原温度条件下继续水
浴,记录凝乳所需的时间,结果如表所示。
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组别 A B C D E F
水浴温度/℃ 10 20 30 40 50 60
凝乳时间/min 不凝 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝
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(1)请为本实验写一个实验名称:探究 对
的影响。
解析:分析实验可知,实验的自变量为温度,因变量为凝乳时间或凝乳酶活性,故本实验的实验名称为:探究温度对凝乳时间或凝乳酶活性的影响。
温度
凝乳酶活性(或
凝乳时间)
请回答下列问题:
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(2)本实验中各组所加凝乳酶量和乳汁量属于 变量。实验
结果中,凝乳所需要的时间越短,表明凝乳酶的活性越
(填“高”或“低”)。
解析:实验需要遵循无关变量一致原则,本实验中各组所加凝乳酶量和乳汁量都一致,可见本实验中各组所加凝乳酶量和乳汁量属于无关变量。分析题表可知,温度为10 ℃~40 ℃时,随着温度的升高,凝乳时间逐渐变短;酶的活性越高,反应速率越快,因此凝乳所需要的时间越短,表明凝乳酶的活性越高。
无关
高
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(3)若将F组的温度逐渐冷却至 40 ℃,乳汁将 (填“会”
或 “不会”)凝固,原因是
。
解析:题表中F组不凝,说明酶失活了,高温使酶的活性发生不可逆的失活,所以将F组的温度逐渐冷却至40℃,乳汁仍然不能形成凝固状态。
不会
高温使酶的空间结构遭到破坏,
使酶永久失活
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(4)除了温度、pH外,影响酶活性的因素还有
(至少写两点)。
解析:影响酶活性的因素有温度、pH、某些化合物如有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂、酶的抑制剂等。
有机溶剂、重金属
离子、酶的激活剂、酶的抑制剂
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(5)此次多余的凝乳酶需保存以便下次使用,需冷藏保存的原因
是
。
解析:低温会使酶的活性降低,但不会破坏酶的分子结
构,当温度适宜时,酶的催化作用可以恢复。所以,酶一般
在较低温度条件下保存。
低温暂时抑制酶的活性,但酶的空间结构稳定,在适宜温
度下酶的活性可恢复
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(6)有同学质疑上述实验方案的设计缺少对照实验,你是否同意
该同学观点? ,请阐明理由:
。
不同意
上述实验方案中各组
之间属于相互对照实验
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解析:对照实验分为空白对照、相互对照、自身对照、条件对照等;相互对照:指不另设空白对照,而是设有几个实验组相互对比来进行研究,如不同温度对果胶酶活性的影响,选取了多个系列梯度温度进行处理,它们之间成为相互对照关系。有同学质疑题述实验方案的设计缺少对照实验,这种观点是错误的,故不同意该同学的观点,本实验选取了多个系列梯度温度进行处理,它们之间成为相互对照关系,本实验属于相互对照实验。
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10. (2024·浙江杭州高一期中)如图所示在不同条件下的酶促反应速
率变化曲线,下列据图叙述错误的是( )
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子可能是酶量
C. 温度导致了曲线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 ℃
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解析: AB段随着底物浓度的增大,反应速率逐渐增强,影响
AB段的主要因素是底物浓度,A正确;BC段底物浓度不断增加,
但是反应速率不变,此时限制因素可能是酶量,B正确;曲线Ⅰ和
曲线Ⅱ的变量是温度,温度不同,反应速率不同,曲线Ⅰ和Ⅱ的反应
速率不同主要是因为温度的影响,C正确;测定最适温度还需要
在37 ℃左右设置一系列温度梯度来进行检测,最适温度不一定是
37 ℃,D错误。
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11. (2024·浙江台州高一期末)酶的激活剂和抑制剂会影响酶的活
性。为研究Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,在37 ℃、适宜pH等条
件下,用蒸馏水和0.3%NaCl溶液进行实验得到如下图所示结果
(已知Na+几乎不影响该反应)。下列叙述错误的是( )
A. 乙组起对照作用
B. 实验的观测指标是淀粉的水解速率
C. 一定浓度的Cl-是酶的激活剂
D. 若温度提高至60 ℃,两曲线的最高点均上移
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解析: 本实验目的是研究Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,乙组
是蒸馏水组,起对照作用,A正确;该实验是探究Cl-对唾液淀粉
酶活性的影响,唾液淀粉酶可以催化淀粉水解,其活性高低可以
用淀粉水解速率来表示,故该实验的观测指标是淀粉的水解速
率,B正确;一定浓度的Cl-处理后,淀粉水解速率升高,唾液淀
粉酶活性升高,说明一定浓度的Cl-是酶的激活剂,C正确;由于
本实验是在最适温度下进行的,故若温度提高至60 ℃,酶活性降
低,则两曲线的最高点均下降,D错误。
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12. (2024·浙江浙南名校联盟高一联考)漆酶在降解染料、造纸、食
品等方面有重要作用。研究人员在温度梯度都为10 ℃,其他条件
适宜的情况下,对漆酶的最适温度和温度稳定性(将纯化后的酶
液在不同温度下保温1 h后,在最适温度条件下测酶活性)进行了
测定,测定结果如下图所示。据图分析,正确的是( )
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A. 漆酶宜在60 ℃下保存
B. 该漆酶最适温度是60 ℃
C. 酶的最适温度和温度稳定性的测定条件相同
D. 若该酶促反应需1.5 h后完成,则工业发酵温度需控制在60 ℃以下
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解析: 低温下酶的活性较低,温度升高后酶活性可以恢复,
因此酶一般在低温条件下保存,A错误;由图可知,60 ℃时相对
酶活性最大,但由于温度梯度太大,因此不能说明漆酶最适温度
是60 ℃,B错误;研究人员在温度梯度都为10 ℃,其他条件适宜
的情况下,测定漆酶的最适温度,将纯化后的酶液在不同温度下
保温1 h后,在最适温度条件下测酶活性(温度稳定性),二者测
定条件不同,C错误;在温度达到60 ℃后,酶保温1 h后相对酶活
性为0,而该酶促反应需1.5 h后完成,因此工业发酵温度需控制
在60 ℃以下,D正确。
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13. (2022·广东高考13题)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展
初步研究,结果见表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58
⑤ 5 + 40 30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
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A. 该酶的催化活性依赖于CaCl2
B. 结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C. 该酶催化反应的最适温度为70 ℃,最适pH为9
D. 尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
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解析: 分析表格可知,降解率越大说明该酶的活性越高,②
组酶活性最高,此时pH为9,添加CaCl2,温度为70 ℃,③组没有
添加CaCl2,pH为9,温度为70 ℃,降解率为0,说明该酶的催化
活性依赖于CaCl2,A正确;分析①、②组可知,除了温度以外,
pH相同且都添加CaCl2,说明①、②组的自变量为温度,B正确;
②组酶活性最高,此时pH为9,温度为70 ℃,由于温度梯度和pH
梯度都较大,不能说明该酶催化反应的最适温度为70 ℃,最适pH
为9,C错误;该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,若要确定该酶能否
水解其他反应物,还需补充实验,D正确。
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14. (2024·浙江杭州高一月考)酶能通过降低化学反应的活化能起到
加快反应速率的作用。然而酶的活性受到了多种因素的影响,因
此探究酶能起到良好催化作用的适宜环境是发挥酶功能、为人类
生产生活服务的前提。某研究小组探究了pH、温度对唾液淀粉酶
活性的影响,并根据结果绘制了如图所示的曲线。据此回答下列
问题:
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(1)据图分析,与b点相比,限制d点反应速率的因素是 ,限
制c点反应速率的因素是 。
解析:与b点相比,限制d点(两者的温度相同)反应速率的因素是pH的不同,限制c点反应速率的因素是温度和pH。
pH
pH和温度
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(2)理论上,若分别在pH为5、7、9时测定酶的最适温度,得到
的结果 (填“相同”或“不同”)。若将酶从50 ℃的
环境换为35 ℃的环境,酶活性 ,原因是
。
相同
不变
酶在50 ℃的
环境下,空间结构遭到永久破坏,已经失活
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解析:理论上,不同pH不影响酶的最适温度,故若分别在pH为5、7、9时测定酶的最适温度,得到的结果相同。若将酶从50 ℃的环境换为35 ℃的环境,由图可知,酶在50℃的环境下,空间结构已经遭到永久破坏,酶已经失活,故即使温度改变,酶活性依然不变。
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(3)已知重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有影响。现有以下试剂
和器材可供选择:可溶性淀粉溶液,唾液淀粉酶溶液,蒸馏
水,含Cd2+的溶液,碘液,试管若干、水浴锅。唾液淀粉
酶的最适pH为37 ℃左右,据此回答下列问题。(要求:反
应在酶的最适温度下进行)
实验设计:
①实验的自变量为 ,无关变量有
(至少写出两点)。
是否含有重金属Cd2+
可
溶性淀粉溶液含量、唾液淀粉酶溶液含量、温度、pH等
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②如何操作才能确保酶在最适温度下发挥作用
。
③预测实验结果并得出实验结论:
。
将唾液淀粉
酶溶液和可溶性淀粉溶液分别分装在若干支试管后,在水浴
锅同时保温到37 ℃,再两两进行混合
若加入Cd2+的实验组,
加入碘液后呈现的蓝色较加入等量蒸馏水的对照组呈现的蓝
色深,则重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有抑制作用;反之
则重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有促进作用
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解析:①该实验的目的是探究重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性
的影响,所以该实验的自变量为是否有Cd2+,且该实验所用酶为唾液淀粉酶,底物为可溶性淀粉,那么无关变量就有可溶性淀粉溶液含量、唾液淀粉酶溶液含量、温度、pH等。
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②由于实验环境并不为37 ℃,所以为了让酶和底物在最适温度37 ℃
下进行反应,需要将唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别分装在若
干支试管后,在水浴锅同时保温到37 ℃,再两两进行混合。③重金属
Cd2+对唾液淀粉酶活性有影响,可能是抑制作用,也可能是促进作用。
而碘液是来检测淀粉的含量,可以用来反映淀粉水解的水平,故若加
入Cd2+的实验组,加入碘液后呈现的蓝色较加入等量蒸馏水的对照组
呈现的蓝色深,则重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有抑制作用;反之则
重金属Cd2+对唾液淀粉酶活性有促进作用。
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