資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高一生物（2019人教版）必修1同步教案
5.1　降低化學反應活化能的酶
第2課時　酶的特性和影響酶活性的因素
學習目標 素養目標
1．闡明酶的高效性、專一性和作用條件較溫和。 2．通過探究“影響酶活性的條件”，培養科學探究能力 1．科學思維——構建溫度、pH和底物濃度對酶促反應速率影響的模型。 2．科學探究——通過探究“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”“影響酶活性的條件”，培養科學探究能力。
分點突破(一)　酶的特性
基礎·
1．酶的高效性
(1)含義：與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。
(2)意義：使細胞代謝快速進行。
2．酶的專一性
(1)含義：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。
(2)鎖鑰模型
圖中A表示_酶__，B表示被酶催化的底物，E和F表示催化后的產物，而C和D則表示不能被該酶催化的物質。
(3)意義：使細胞代謝有條不紊地進行。
3．作用條件較溫和
高溫、過酸、過堿會使酶失活。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．酶是各種疾病的克星：醫學科研證實，許多疾病是由于酶的攝入量不足或失酶過多所造成的。當人體內缺少抗氧化酶時，將引起皮膚色斑、貧血等多種疾病；超氧化物歧化酶(SOD)具有抗衰老和防治癌癥的功效；過氧化氫酶能分解細胞內產生的H2O2；當消化不良時，可吃一種多酶片，它的主要成分是胃蛋白酶、胰酶和淀粉酶，能將所攝取的蛋白質、脂肪和淀粉分解為基本單位而被胃腸所吸收。探究回答下列問題：
(1)人體內酶不足時，能否直接通過口服酶制劑來補充？為什么？
提示：不能。酶是大分子，不能直接被吸收。
(2)多酶片在服用時，外面要包上一層糖衣，為什么？
提示：防止胃蛋白酶水解多酶片中的各種酶，防止胃酸使多酶片中的酶失活。
2．許多加酶洗衣粉標有“請勿用60 ℃以上的熱水，以免洗衣粉失效”。你能說出其中的理論依據嗎？
提示：溫度過高會影響酶的活性，甚至酶會因高溫變性而失活。
二、在“系統思維”中提能
酶與無機催化劑的比較
酶 無機催化劑
不同點 酶具有高效性、專一性、作用條件較溫和等特性 不具有專一性，催化的化學反應范圍比較廣
相同點 改變化學反應速率，本身幾乎不被消耗
只催化已存在的化學反應
降低活化能，使化學反應速率加快
應用·
1．如圖表示酶促反應，該圖能體現酶的(　　)
A．專一性 B．易受溫度影響
C．高效性 D．易受酸堿度影響
解析：A　從圖解可以看出甲是酶，甲酶只能催化乙分解為丙和丁，而對戊不起作用，說明酶的催化具有專一性。
2．紡織工業上的褪漿工序通常有兩類：化學法和加酶法。化學法，需要7～9 g/L的NaOH溶液，在70～80 ℃條件下作用12 h，褪漿率僅為50%～60%；而加酶法，用少量細菌淀粉酶在適宜的條件下，只需作用5 min，褪漿率即可達到98%，這一事實說明(　　)
A．酶具有多樣性 B．酶具有高效性
C．酶具有專一性 D．酶具有穩定性
解析：B　化學法作用12 h，褪漿率僅為50%～60%，而加酶法僅需5 min，褪漿率能達到98%，可見酶具有高效性。
分點突破(二)　影響酶活性的因素
基礎·
1．酶活性
(1)概念：酶催化特定化學反應的能力。
(2)主要影響因素：溫度、pH等。
2．溫度和pH對酶活性的影響
酶活性 條件
溫度 pH
最高 最適 最適
失活 過高 過高或過低
對應曲線
3．溫度和pH共同作用對酶活性的影響
(1)反應溶液中pH的變化不影響酶作用的最適溫度。
(2)反應溶液中溫度的變化不影響酶作用的最適pH。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．酶濃度和底物濃度對反應速率的影響和溫度、pH對反應速率的影響，本質上有什么不同？
提示：溫度、pH通過影響酶活性影響反應速率；酶濃度、底物濃度通過影響酶與底物的接觸面積影響酶促反應速率。
2．圖示表示抑制酶活性的兩個模型(模型A中的抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而降低酶對底物的催化效應；模型B中的抑制劑和酶活性位點以外的其他位點結合，能改變酶的構型，使酶不能與底物結合，從而使酶失去催化活性)。研究發現精氨酸能降低酶B的活性。
現探究精氨酸降低酶B活性的作用方式屬于模型A還是模型B。
(1)寫出采取的實驗思路。
提示：實驗思路大致是在酶量一定且底物濃度合適并使酶活性充分發揮的反應體系中加入精氨酸，同時不斷提高底物濃度，觀察酶促反應速率變化。
(2)寫出預測實驗結果和實驗結論。
提示：如果酶促反應速率能恢復，則說明精氨酸降低酶活性的作用方式屬于模型A；如果酶促反應速率不能恢復，則說明精氨酸降低酶活性的作用方式屬于模型B。
二、在“系統思維”中提能
與酶有關的曲線解讀
比較項目 曲線 解讀
酶的高效性 ①與無機催化劑相比，酶的催化效率更高； ②酶只能改變反應速率，不改變生成物的量
酶的專一性 酶A對反應物A有催化作用，對反應物B沒有催化作用，說明酶的催化作用具有專一性
酶的活性 在一定的溫度(pH)范圍內，隨著溫度(pH)升高，酶的活性增大；在最適溫度(pH)時，酶的活性最大；超過最適溫度(pH)后，隨溫度(pH)的升高，酶的活性逐漸減小
反應物濃度對酶促反應速率的影響 在其他條件適宜且酶量一定的條件下，酶促反應速率隨反應物濃度的增大而加快，當反應物濃度達到一定值時，所有的酶與反應物結合，酶促反應速率達到最大，再繼續增大反應物濃度，酶促反應速率不再增加
酶濃度對酶促反應速率的影響 在反應物充足且其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度呈正相關
應用·
1．(2021·江蘇無錫高一期末)如圖為某同學在探究酶活性的影響因素時，根據實驗結果繪制的柱狀圖。相關敘述錯誤的是(　　)
A．該實驗的自變量為溫度
B．起始H2O2的量為該實驗的無關變量
C．該實驗的速率也可以用1min內O2的產生量表示
D．100 ℃時H2O2剩余量最少，說明100 ℃時酶活性最高
解析：D　該實驗的自變量為溫度，因變量為酶活性，A正確；自變量為溫度，起始H2O2的量、酶的用量等均為該實驗的無關變量，B正確；反應速率可用單位時間內產物的生成量，也可用單位時間內反應物的減少量，故該實驗的速率也可以用1min內O2的產生量表示，C正確；100 ℃時H2O2剩余量最少，不能說明此時酶活性最高，因為高溫也會促進H2O2分解，D錯誤。
2．用某種酶進行有關實驗的結果如圖所示，下列有關說法錯誤的是(　　)
A．該酶的最適催化溫度不確定
B．圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶
C．由圖4實驗結果可知酶具有高效性
D．由圖3實驗結果可知Cl－是酶的激活劑
解析：C　分析題圖1只能說明在這三個溫度中，30 ℃比較適宜，溫度梯度大，測不出最適溫度，A正確；圖2顯示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1．5，由圖4可知，該酶為麥芽糖酶，B正確；圖4說明酶具有專一性，C錯誤；圖3能說明Cl－是酶的激活劑，Cu2＋是酶的抑制劑，D正確。
3．某同學查閱資料得知，α 淀粉酶的最適溫度是55 ℃。如表是他為此進行的驗證實驗，但因各組結果相同而不能達到實驗目的。以下改進措施中可行的是(　　)
試管 實驗溫度 3%的淀粉溶液 2%的α 淀粉酶溶液 1 min后碘液檢測
1 45 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黃色
2 55 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黃色
3 65 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黃色
注：溶液呈棕黃色即表示沒有檢測出淀粉。
A．適當增加3%的淀粉溶液的體積
B．適當提高α 淀粉酶溶液的濃度
C．將實驗溫度改為0 ℃、55 ℃、100 ℃
D．將檢測試劑碘液改為斐林試劑
解析：A　試管1、2、3沒能成功，是因為所用淀粉量過少，或者酶量較多，酶具有高效性，故在45 ℃、55 ℃、65 ℃條件下都沒有淀粉剩余，可以增加淀粉量或者減少酶量，重新設置實驗，A正確，B錯誤；驗證α 淀粉酶的最適溫度是55 ℃，將實驗溫度設置為0 ℃、55 ℃、100 ℃，因為溫度梯度過大，實驗結果不能說明酶的最適溫度就是55 ℃，C錯誤；斐林試劑檢測還原糖需要水浴加熱，會破壞設置的溫度條件，D錯誤。
網絡構建(一圖串盡主干知識)
微專題培優(三)　有關酶特性的實驗分析
一、酶特性的實驗分析
1．酶高效性的實驗分析
(1)思路
①實驗組：底物＋生物催化劑（酶）→底物分解速率（或產物形成的速率）。
②對照組：底物＋無機催化劑→底物分解速率（或產物形成的速率）。
(2)實例
①實驗組：過氧化氫＋過氧化氫酶→水＋氧氣。
②對照組：氧化氫＋氯化鐵→水＋氧氣。
2．酶專一性的實驗分析
(1)思路
①
②
(2)實例：驗證淀粉酶具有專一性
步驟 1 淀粉＋淀粉酶 蔗糖＋淀粉酶
2 等量斐林試劑，水浴加熱相同時間
現象 出現磚紅色沉淀 無顏色變化
結論 酶具有專一性
[針對訓練]
1．(2021·江蘇常州高一期末)若“＋”代表加入適量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙代表試管標號，下列分析錯誤的是(　　)
試管溶液 蔗糖溶液 淀粉溶液 唾液淀粉酶溶液
甲 ＋ － ＋
乙 － ＋ ＋
A.蔗糖和淀粉屬于非還原糖
B．結果可用碘液來檢驗
C．溶液的濃度屬于無關變量
D．證明了酶的作用具有專一性
解析：B　蔗糖和淀粉屬于非還原糖，前者是二糖，后者是多糖，A正確；結果不可用碘液來檢驗，因為蔗糖及其水解產物都不能與碘液發生顏色反應，因此無法做出判斷，B錯誤；實驗中的自變量是底物的種類，因變量是是否發生反應，而溶液的濃度屬于無關變量，C正確；根據題意分析可知，圖中可知按照同酶異底的思路設計實驗，驗證酶的專一性，D正確。
2．下列實驗最能說明酶具有高效性的是(　　)
A．將FeCl3溶液和肝臟研磨液分別加入盛有等量的H2O2溶液的甲、乙兩支試管中，乙試管中釋放氧氣的速率遠遠大于甲試管
B．將10%的淀粉酶和稀釋10倍的淀粉酶分別加入盛有等量1%的淀粉溶液的甲、乙兩支試管，淀粉分解的速率基本相等
C．將等量的人的唾液淀粉酶和萌發的小麥種子中的淀粉酶分別加入盛有等量1%的淀粉溶液的甲、乙兩支試管中，發現甲試管中分解淀粉的速度比乙試管中的快
D．將等量的淀粉酶液分別加入盛有等量1%的淀粉溶液的甲、乙兩支試管中，甲、乙分別保溫在10 ℃和30 ℃條件下，結果乙試管中淀粉分解的速度快于甲
解析：A　酶具有高效性，是指在適宜條件下，酶的催化效率比無機催化劑高。
二、探究影響酶活性的因素分析及實驗注意事項
1．探究不同溫度對酶活性的影響
(1)實驗原理：淀粉遇碘變藍，根據不同溫度下相同時間內反應后的溶液是否出現藍色以及藍色的深淺可以判斷淀粉被水解的量，從而判斷不同溫度下酶的活性。
(2)實驗過程
步驟 試管
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
不同溫度下處理5 min 0 ℃ 60 ℃ 100 ℃
將同一溫度下的兩種物質混合后保溫5 min
滴加碘液 1滴 1滴 1滴
結果(現象) 變藍 不變藍 變藍
(3)實驗結論：酶的催化作用需要在適宜的溫度下進行，溫度過高或過低都會影響酶的活性。
2．探究pH對酶活性的影響
(1)實驗原理：過氧化氫可在過氧化氫酶的作用下分解產生氧氣和水，根據不同pH下氣泡產生的快慢可判斷過氧化氫酶的活性。
(2)實驗過程
①取8支潔凈的試管并編號，分別加入等量新鮮的肝臟研磨液。
②用鹽酸或NaOH溶液調整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)。
③分別滴加等量的過氧化氫溶液并搖勻。
④用點燃但無火焰的衛生香來檢測氧氣的生成情況。
(3)實驗結論：酶發揮催化作用需要適宜的pH，pH偏高或偏低都會影響酶的活性。
3．實驗注意事項
(1)在探究溫度影響酶活性的實驗中，不宜選用H2O2溶液，原因是H2O2的分解容易受溫度影響，溫度越高，H2O2分解越快。
(2)在探究pH影響酶活性的實驗中，不宜選用淀粉溶液，原因是酸性或堿性溶液均會使淀粉水解。
(3)在探究溫度影響酶活性的實驗中，選取淀粉和淀粉酶，一般用碘液檢測實驗結果，不宜選用斐林試劑檢驗，原因是使用斐林試劑檢測需要加熱，實驗步驟較為繁瑣，且可能影響實驗的自變量。
[針對訓練]
3．取三支試管分別加入等量淀粉酶溶液，編號為甲、乙、丙組，并分別調整到0 ℃、25 ℃、100 ℃，然后每支試管中加入溫度分別為0 ℃、25 ℃、100 ℃的等量淀粉溶液，保持各組溫度5 min后，繼續進行實驗。下列關于該實驗的說法合理的是(　　)
A．若向三支試管中各加入等量的碘液，試管內液體顏色都有可能出現藍色
B．若向三支試管中各加入等量的斐林試劑，水浴加熱一段時間，試管都不出現磚紅色沉淀
C．該實驗的對照組是甲組，實驗組是乙、丙組
D．只要在0 ℃和100 ℃之間每隔20 ℃設置一個實驗組，就可確定該反應的最適溫度
解析：A　甲試管和丙試管中的溫度過低和過高，所以酶活性很低或失活，其中的淀粉沒有被完全催化水解，所以仍有淀粉存在；乙試管溫度較低，酶活性也不高，同理也可能會有未被水解的淀粉存在，所以三支試管加入碘液后都有可能出現藍色。
4．如圖是某課外活動小組探究pH對唾液淀粉酶活性影響時繪制的實驗結果圖(實驗中用鹽酸創設酸性條件，鹽酸能催化淀粉水解)。下列有關敘述正確的是(　　)
A．在適宜條件下，與鹽酸相比，淀粉酶催化作用更顯著
B．pH為1時有淀粉水解，說明過酸條件下酶沒有失活
C．pH為3時酶的活性等于pH為9時酶的活性
D．根據實驗結果可推測出淀粉酶的最適pH為7
解析：A　酶具有高效性，在適宜條件下，淀粉酶催化作用比鹽酸更顯著，A正確；過酸條件下酶失活，pH為1時有淀粉水解是鹽酸催化的結果，B錯誤；pH為3時淀粉水解有鹽酸的作用，不能說明此時酶的活性等于pH為9時酶的活性，C錯誤；根據實驗結果只能推測，在現有的數據中pH為7時淀粉酶的催化效率最高，D錯誤。
[應用體驗]
1．(2022·北京高一檢測)在生產啤酒時，麥芽中的多酚氧化酶(PPO)會降低啤酒質量。pH和溫度對PPO活性影響的曲線如圖所示。下列分析正確的是(　　)
A．PPO能降低化學反應的活化能
B．PPO的最適溫度為80 ℃
C．制備啤酒的最適pH為8.4
D．90 ℃高溫下，PPO因空間結構被破壞永久失活
解析：A　酶的作用機理是降低化學反應的活化能，故麥芽中的多酚氧化酶(PPO)能降低化學反應的活化能，A正確；由題圖中3條曲線對比可知，該酶的最適溫度在80 ℃左右，但不一定為80 ℃，B錯誤；該酶會降低啤酒的質量，因此釀酒時應降低該酶的活性，而pH為8.4時，該酶的活性最高，C錯誤；由題圖可知，90 ℃時PPO仍有活性，故PPO的空間結構沒有被破壞，D錯誤。
2．如圖表示在最適溫度條件下，一定量麥芽糖酶的催化速率與麥芽糖量的關系。有關敘述正確的是(　　)
A．B點時，限制麥芽糖酶活性的因素主要是溫度
B．如果溫度上升5 ℃，B點向上方移動
C．本實驗不能用斐林試劑檢測麥芽糖的分解情況
D．BC段的催化速率只受酶活性的影響
解析：C　題圖表示在最適溫度條件下，一定量麥芽糖酶的催化速率與麥芽糖量的關系，故B點時，限制麥芽糖酶活性的因素一定不是溫度，A錯誤；題圖表示在最適溫度條件下，一定量麥芽糖酶的催化速率與麥芽糖量的關系，如果溫度上升5 ℃，酶活性會下降，B點應向下方移動，B錯誤；麥芽糖屬于還原糖，麥芽糖水解產生的葡萄糖仍然是還原糖，因此不能用斐林試劑檢測麥芽糖的分解情況，C正確；因受酶數量和酶活性等因素的限制，BC段的催化速率不再增加，D錯誤。
3．(2021·浙江寧波高一期末)下列有關探究酶的特性的實驗設計，合理的是(　　)
實驗編號 探究課題 選用材料與試劑
① 酶的專一性 淀粉溶液、蔗糖溶液、蔗糖酶溶液、碘液
② 溫度對酶活性的影響 淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③ 酶的高效性 氯化鐵溶液、豬肝研磨液、H2O2溶液、衛生香
④ pH對酶活性的影響 淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑
A．實驗①②④ B．實驗①③④
C．實驗②③ D．實驗②④
解析：C　用淀粉酶、淀粉、蔗糖酶探究酶的專一性實驗不可以用碘液檢測，因為實驗組和對照組實驗現象相同，不能說明淀粉酶對蔗糖是否起作用，所以該實驗應用斐林試劑進行檢測，①錯誤；探究溫度對酶活性的影響可用新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，最后用碘液檢測是否有淀粉剩余，②正確；H2O2溶液、新鮮豬肝研磨液和氯化鐵溶液可用于探究酶的高效性，③正確；探究pH對酶活性的影響實驗中不能用可溶性淀粉溶液，因為酸性條件下可溶性淀粉溶液會水解，④錯誤。故符合題意的有②③，C正確。
4．為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置甲、乙、丙三組實驗，各組溫度條件均不同，其他條件相同且適宜。測定各組在不同反應時間內的產物濃度，結果如圖。以下分析正確的是(　　)
A.在t時刻之后，甲組曲線不再上升，是由于受到酶數量的限制
B．在t時刻降低丙組溫度，將使丙組酶的活性提高，曲線上升
C．若甲組溫度低于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能高于乙組溫度
D．若甲組溫度高于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能高于甲組溫度
解析：C　在t時刻之后，甲組曲線不再上升，即產物濃度不發生變化，是由于受到底物濃度的限制；出現丙組曲線的原因可能是溫度過高導致酶的活性喪失，如果在t時刻降低丙組的反應溫度，酶的活性不能恢復，曲線不發生變化；圖中甲組酶的活性大于乙組酶的活性，若甲組溫度低于乙組，說明乙組的實驗溫度超過了酶的最適溫度；若甲組溫度高于乙組溫度，則酶的最適溫度可能高于甲組溫度。
5．酶是活細胞產生的一類具有催化能力的有機物。請據圖回答：
(1)圖甲為酶催化反應過程模式圖，假如在②一定的情況下，適當提高①的濃度，能否提高最終產物量？____________。
(2)據圖乙分析，理論上，若分別在pH 為 6、7、8 時測定酶的最適溫度，得到的結果________(填“相同”或“不同”)。
(3)某同學在條件適宜的情況下做酶的相關實驗時，先取A、B 兩支潔凈的試管，A試管加入5 mL的淀粉溶液，B試管加入 5 mL的蔗糖溶液，再分別滴加適量且等量的淀粉酶溶液，一段時間后用____________試劑檢測。 本實驗的目的是驗證酶的____________(填酶的特性), 實驗預期的結果是_______________________________。
解析：(1)酶在反應中起催化作用，反應前后性質不變，圖甲為酶催化反應過程模式圖，圖中代表酶分子的是①。在②底物充足且一定的情況下，適當提高①酶的濃度，可提高該反應速率，但不能提高最終產物量。(2)由圖乙可知無論pH為6、7還是8的條件下，酶促反應速率的最大值對應的溫度都是同一溫度，即不同pH下最適溫度不變。(3)某同學在條件適宜的情況下做酶的相關實驗時，先取A、B兩支潔凈的試管，A試管加入5mL的淀粉溶液，B試管加入5mL的蔗糖溶液，再分別滴加適量且等量的淀粉酶溶液，一段時間后用斐林試劑檢測。該同學實驗的目的是驗證酶的專一性，預期結果是A試管出現磚紅色沉淀，B試管不出現磚紅色沉淀。
答案：(1)不能　(2)相同　(3)斐林　專一性　A試管出現磚紅色沉淀，B試管不出現磚紅色沉淀(或呈現藍色)
[課時跟蹤檢測]
[基礎鞏固練]
知識點一　酶的特性
1．下列與酶相關實驗的敘述中，正確的是(　　)
A．探究酶的高效性時，自變量可以是酶的種類
B．探究淀粉酶的專一性時，自變量只能是酶的種類
C．探究pH對酶活性的影響時，自變量不止一種
D．探究溫度對酶活性的影響時，因變量不止一種
解析：D　探究酶的高效性，自變量是催化劑的種類；探究淀粉酶的專一性，自變量可以是底物種類；探究pH對酶活性的影響時，自變量只有pH；探究溫度對酶活性的影響時，因變量可以是產物的生成速率或底物的消耗速率。
2．(2022·浙江杭州高一月考)下列有關酶的特性及相關實驗的敘述，正確的是(　　)
A．pH過高或過低以及溫度過高或過低都能使酶變性失活
B．在研究溫度影響淀粉酶活性實驗中，可以用斐林試劑檢測實驗結果
C．在研究溫度影響酶活性實驗中，不宜選擇過氧化氫酶作為研究對象
D．與無機催化劑相比，酶提高化學反應活化能的作用更明顯，因而酶催化效率更高
解析：C　溫度過低不會使酶變性失活；利用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，故探究溫度影響淀粉酶活性的實驗中不能用斐林試劑檢測；過氧化氫分解受溫度影響，所以在研究溫度影響酶活性實驗中，不宜選擇過氧化氫酶作為研究對象；與無機催化劑相比，酶降低反應活化能的作用更明顯，因而酶催化效率更高。
3．某一不可逆化學反應(S→P＋W)在無酶和有酶催化時均可以進行。當該反應在無酶條件下進行到時間t時，向反應液中加入催化該反應的酶。圖中能正確表示加酶后反應物濃度隨反應時間變化趨勢的曲線是(　　)
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：D　加入酶后，反應速率加快，所以反應物濃度下降速度增大，由于該反應是不可逆反應，所以最后反應物都消耗完。
4．為了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某同學設計了兩組實驗，如圖所示。在37 ℃水浴中保溫一段時間后，1、2號試管中加入適量雙縮脲試劑，3、4號試管中不加任何試劑，下列實驗能達到目的的是(　　)
A．實驗② B．實驗①、實驗②都能
C．實驗① D．實驗①、實驗②都不能
解析：A　雙縮脲試劑檢測的是蛋白質，蛋白酶也是蛋白質，故實驗①無法從化學特性上達到目的，只能考慮物理特性，如蛋白塊的變小或消失，實驗②可達到實驗目的。
5．甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如圖所示。下列分析錯誤的是(　　)
A．甲酶能夠抗該種蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化學本質為蛋白質
D．乙酶活性的改變是因為其分子結構的改變
解析：B　分析曲線可知，甲酶在蛋白酶的作用下，酶活性不改變，說明甲酶能夠抗該種蛋白酶降解，其化學本質不是蛋白質，應是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，說明該種蛋白酶能改變其分子結構，所以乙酶的化學本質是蛋白質。
知識點二　酶的作用條件較溫和
6．(2021·江蘇常州高一期末)如圖表示唾液淀粉酶在不同條件下的酶促反應速率變化曲線，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．酶促反應Ⅰ和Ⅱ的速率不同是因為溫度不同
B．影響BC段反應速率的主要限制因素是酶量
C．曲線Ⅰ顯示，該酶促反應的最適溫度為37 ℃
D．影響AB段反應速率的主要因素是底物的濃度
解析：C　 導致酶促反應Ⅰ和Ⅱ的速率不同的因素是溫度，A正確；BC段表示在該溫度下，隨著底物濃度的增加，反應速率不再增加，此時的限制因素是酶的數量，B正確；該實驗不能判斷該酶促反應的最適溫度為37 ℃，C錯誤；AB段隨著底物的濃度增加，酶促反應速率加快，說明此時的主要限制因素是底物濃度，D正確。
7．如圖表示酶的活性受溫度影響的曲線，下列有關分析錯誤的是(　　)
A.圖中a和c點酶的結構相同
B．b點表示酶的最大活性
C．d點表示該酶的最適溫度
D．同一種酶在不同溫度下可以具有相同的催化效率
解析：A　低溫能抑制酶的活性，但不會使酶的結構發生改變；高溫能改變酶的空間結構，甚至使其變性失活，故a、c兩點酶的結構不同；b點是曲線的最高點，表示該酶的最大活性；d點位于橫坐標上，表示該酶的最適溫度；由圖可以看出，a、c兩點對應的溫度不同，但酶的活性相同。
8．酶是生物催化劑，其作用受pH等因素的影響。下列敘述錯誤的是(　　)
A．酶分子有一定的形狀，其形狀與底物的結合無關
B．絕大多數酶是蛋白質，其作用的強弱可用酶活性表示
C．麥芽糖酶能催化麥芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解
D．將胃蛋白酶加入到pH為10的溶液中，其空間結構會改變
解析：A　酶具有一定可變的幾何形狀，酶的活性部位與底物結合時形狀發生改變，發揮催化作用，作用完成后恢復原狀，故其形狀與底物的結合有關；酶的本質絕大多數是蛋白質，少數是RNA，其催化作用的強弱可以用酶活性來表示；酶具有專一性，麥芽糖酶可以催化麥芽糖水解，不能催化蔗糖水解；酶在過酸或過堿的溶液中會變性失活，胃蛋白酶的最適pH為1．5，加入pH為10的溶液中會使酶變性，空間結構發生改變。
9．(2021·江蘇連云港高一期末)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖。下列敘述錯誤的是(　　)
A．40 ℃是該酶的最適溫度
B．B組T以后產物濃度不再增加的原因是底物被耗盡
C．通過C組可以看出，該酶在60 ℃時失活
D．若A組增加反應物濃度，T對應的數值會提高
解析：A　分析曲線圖可知在B組(40 ℃)，反應到達化學平衡所需要的時間最短，故三個溫度(20 ℃、40 ℃、60 ℃)條件下，40 ℃時該酶的活性最高，說明該酶的最適溫度是40 ℃左右，但不一定是40 ℃，A錯誤；B組T以后產物濃度不再增加的原因是底物被耗盡，B正確；C組為60 ℃條件下溫度對某種酶活性的影響曲線，由圖可知，產物濃度最后沒有達到A組和B組的產物濃度，說明高溫下酶已經失活，C正確；若A組增加反應物濃度，則底物完全分解產生更多的產物需要的時間會延長，所以T對應的數值會提高，D正確。
[素養提升練]
10．(多選)(2021·浙江溫州高一期末)圖甲表示蔗糖酶催化蔗糖水解的模型，圖乙表示在最適溫度下，蔗糖酶的催化速率與蔗糖濃度的關系。下列敘述中正確的是(　　)
A．該模型能解釋酶的催化具有專一性，其中a代表蔗糖酶
B．限制F～G段上升的原因是溫度
C．如果溫度升高或降低5 ℃，F點都將下移
D．可用斐林試劑檢測蔗糖酶是否將蔗糖催化分解
解析：ACD　圖甲中a在反應前后沒有變化，所以a表示的是蔗糖酶，b表示的是蔗糖，c和d表示的是蔗糖水解的產物，該模型可以解釋酶的專一性；圖乙中催化速率達到最大時，限制因素是酶的數量，溫度已是最適溫度；由于圖乙是在最適溫度下測得的結果，所以溫度如果升高或降低，其最大的催化速率均會降低；由于蔗糖不是還原糖，其水解產物屬于還原糖，所以能用斐林試劑檢測蔗糖是否被水解。
11．(多選)將1 mL體積分數為5%的胃液稀釋液倒入裝有10 mL蛋白質膠體的試管內，置于25 ℃的溫水中水浴，研究其對蛋白質的消化情況。下列各方法中能提高酶活性的是(　　)
A．向試管內再加入1 mL體積分數為5%的胃液稀釋液
B．把實驗溫度提高到37 ℃
C．將pH由3調為1．5
D．向試管內加入1 mL唾液
解析：BC　酶具有高效性，向試管內再加入1 mL體積分數為5%的胃液稀釋液，胃蛋白酶的活性不變，A錯誤；人體的溫度在37 ℃左右，該溫度下胃蛋白酶的活性最高，把實驗溫度由25 ℃提高到37 ℃，胃蛋白酶的活性會升高，B正確；胃蛋白酶的最適pH為1．5，將pH由3調為1．5，胃蛋白酶的活性會提高，C正確；向試管內加入1 mL唾液，溶液pH會升高，胃蛋白酶活性降低，D錯誤。
12．(多選)(2021·江蘇南通高一期末)某課外興趣小組用如圖實驗裝置驗證酶的高效性，相關敘述正確的是(　　)
A．兩個裝置中的過氧化氫要等量且不宜過多
B．需同時擠捏兩支滴管的膠頭，讓肝臟液和 FeCl3同時注入兩支試管(一側開口)中
C．新鮮肝臟液中的過氧化氫酶、FeCl3都可以催化過氧化氫分解成水和氧氣
D．左邊移液管內紅色液體上升的速度比右邊快，最終液面比右邊高
解析：ABC　過氧化氫的量屬于無關變量，無關變量要保持相同且適宜，故兩個裝置中的過氧化氫要等量且不宜過多，A正確；需同時擠捏兩支滴管的膠頭，讓肝臟液和 FeCl3同時注入兩支試管(一側開口)中，保證催化劑同時起作用，B正確；新鮮肝臟液中的過氧化氫酶、FeCl3都可以催化過氧化氫分解成水和氧氣，C正確；左邊移液管內紅色液體上升的速度比右邊快，由于過氧化氫的量相等，產生的氧氣一樣多，最終兩側移液管中的液面等高，D錯誤。
13．取甲、乙兩支潔凈的試管，分別注入3 mL淀粉糊，然后在甲試管中注入2mL新鮮的小麥淀粉酶濾液，在乙試管中加入2 mL清水。振蕩兩支試管，將其下半部浸在35 ℃的溫水中，約5分鐘，然后同時取出兩試管，分別滴入1滴碘液，請回答：
(1)兩試管中的現象：甲________________，乙______________。
(2)該實驗證明了酶的_________________________________________________________
_________________________。
(3)實驗過程保持恒溫35 ℃的原因是________________________________。
(4)若要驗證溫度對酶活性的影響，可設計試管丙，丙試管中的成分應和__________試管內相同，并將該試管放入______________中，該試管內最后顏色變化是____________。
(5)一般不用過氧化氫探究溫度對酶活性的影響，原因是______________________。
解析：(1)由題意分析可知，甲試管中的淀粉被水解，加入碘液后無明顯變化(不變藍)，乙試管中的淀粉不能被水解，加入碘液后會變藍。(2)該實驗中的甲試管與乙試管對照，證明淀粉酶具有催化作用，能催化淀粉的水解。(3)小麥淀粉酶在35 ℃時活性較高，因此實驗過程要恒溫35 ℃以便提供酶催化作用的最適溫度條件。(4)若要驗證溫度對酶活性的影響，實驗的自變量是溫度，可設計試管丙，丙試管中的成分應和甲試管內相同，并將該試管放入沸水或冰水中，通過檢測淀粉是否被水解來檢測酶在不同溫度下的活性。由于高溫使酶失活，低溫降低酶活性，使得淀粉酶無法水解淀粉，該試管內最后顏色變化是變藍。(5)由于過氧化氫受熱易分解，溫度越高，過氧化氫分解越快，因此一般不用過氧化氫探究溫度對酶活性的影響。
答案：(1)無明顯變化(不變藍)　 變藍　 (2)催化作用　(3)提供酶催化作用的最適溫度條件　(4)甲　沸水或冰水　變藍　(5)過氧化氫受熱易分解，溫度越高，過氧化氫分解越快
14．圖A、B、C依次表示在酶濃度一定時，反應速率和反應物濃度、溫度、pH的關系。請據圖回答下列問題：
(1)圖A中，當反應物達到某一濃度時，反應速率不再增大，其原因是________________
_____________________________________________________。
(2)圖B中，M點所對應的溫度稱為______________________________________________
_____________________________________。
(3)圖B中，M點到N點的曲線急劇下降，其原因是_________________________________
________________________________。
(4)將裝有酶(最適溫度為37 ℃)與反應物的甲、乙兩支試管分別放入12 ℃和75 ℃的水浴鍋中，20min后取出，轉入37℃的水浴鍋中保溫，兩試管內的反應情況分別是：甲________
________，乙_________________。
(5)圖C表示了________催化反應速率隨pH的變化曲線。
A．唾液淀粉酶 B．胃蛋白酶
C．胰蛋白酶 D．植物淀粉酶
解析：(1)圖A中，當反應物在低濃度范圍內增加時，反應速率增大；當反應物達到某一濃度后，反應速率不再變化。這是因為雖然酶具有高效性，但它的催化能力是有一定限度的，當所有的酶都發揮了最高催化效率后，反應物濃度再增加，反應速率也不會增大。(2)圖B中，M點對應的酶的催化效率最高，說明它對應的溫度就是酶促反應的最適溫度。(3)圖B中，從M點到N點，由于溫度逐漸升高，酶的分子結構逐漸被破壞，從而使酶活性降低，反應速率減小。(4)因為甲試管的溫度較低，所以酶的活性較低，反應速率較小，當轉入37℃的水浴鍋中保溫后，其反應速率會迅速增大。在75℃的高溫下，乙試管中酶的分子結構被破壞，酶喪失活性，即使轉入37℃的水浴鍋中保溫，酶的活性也不能恢復，不再催化反應。(5)圖C中，酶的最適pH為弱堿性，唾液淀粉酶和植物淀粉酶的最適pH近于中性，胃蛋白酶的最適pH為強酸性，只有胰蛋白酶的最適pH為弱堿性。
答案：(1)受反應中酶濃度的限制　(2)酶促反應的最適溫度　(3)溫度升高，酶分子結構逐漸被破壞，活性降低　(4)反應速率加快　無催化反應　(5)C
15．閱讀材料，回答有關問題：
飲茶對防輻射、抗癌癥有很大的益處。茶葉中的茶多酚可以減輕輻射對人體的危害，對造血功能有顯著的保護作用。茶多酚是茶樹葉肉細胞內的一種植物堿，可以在氧化酶的作用下被氧化，氧化的茶多酚使茶葉變紅。根據這一原理，人們制作出了綠茶、紅茶、烏龍茶等品種的茶葉。
(1)茶多酚最可能存在于植物葉肉細胞的________(填細胞器)內。(2)在制作綠茶的工藝中，有一道工序是迅速將溫度提高到70℃左右，目的是________________________________
__________________________________________________，從而保持茶葉鮮綠的顏色。
(3)在制作紅茶時，需將茶葉保持在30～40℃范圍內發酵一段時間，其原理是_________
_____________________________________________________，從而使茶葉變為紅褐色，即為紅茶。
(4)烏龍茶是一種半發酵的茶，即茶葉邊緣為紅色，中間為綠色，試推測制作烏龍茶的大致思路。______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)茶多酚作為一種植物堿，存在于細胞的“倉庫”——液泡之中。(2)制作綠茶時，迅速提高溫度的目的是使氧化酶變性失活，使茶葉不至于因茶多酚氧化而變色。(3)制作紅茶時，需增強氧化酶活性，使茶多酚氧化變為紅色。(4)根據上述分析，烏龍茶茶葉邊緣為紅色，中間為綠色，因此制作過程中應通過某種手段提高茶葉邊緣的氧化酶的活性，使茶多酚氧化變紅，而使中間部分氧化酶失活。
答案：(1)液泡　(2)通過高溫使氧化酶變性失活　(3)氧化酶在此溫度范圍內活性最高，催化茶多酚充分氧化　(4)通過某種手段提高茶葉邊緣的氧化酶的活性，使茶多酚氧化變紅，而使中間部分氧化酶失活

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