赢在起点高考生物第一轮复习学案降低化学反应活化能的酶 22页

学案 11 降低化学反应活化能的酶 考纲要求: 1.酶在代谢中的作用(Ⅱ) 2.探究影响酶活性的因素 复习要求： 1.酶的本质、催化特性的实验探究 2.探究影响酶活性的因素，学会分析相关的曲线 基础自查 一.酶的作用和本质 1.酶在细胞代谢中的作用 (1)细胞代谢： ，是细胞生命活动的基础。 (2)活化能： 所需要的 能量。 (3)酶的作用机理： ，且与无机催化剂相比， 酶 。 2.酶的本质：酶是 有机物，其中绝 大多数是________，少数是________。 3.关于实验变量 (1)变量：实验过程中可以变化的因素。 (2)自变量： (3)因变量： (4)无关变量： 可变因素。 4.对照实验：除了 以外，其余因素都________的 实验。它一般要设置________和________。 二、酶的特性 1.高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的 107～1013 倍。 2.专一性： 3.作用条件较温和 (1) 。 (2) 。 课堂深化探究 一. 酶的本质、作用及其实验验证 问题:为什么说酶是细胞代谢所必需的？如何设计实验来加以验证酶的特性？ 1.酶的本质及生理功能 化学本质 合成原料 合成场所 来源 作用场所 生理功能 作用原理 2.与酶有关的实验设计思路 （1）验证蛋白酶是蛋白质 实验组： 对照组： 观察标准： （2）验证酶具有催化功能（以 H2O2 溶液为实验材料） 实验组： 对照组： 观察标准： （3）验证淀粉酶的专一性 实验组： 对照组： 观察标准： （4）验证 H2O2 酶具有高效性 实验组： 对照组： 观察标准： （5）探究酶的适宜温度 设计思路： 观察标准： （6）探究酶的最适 PH 设计思路： H2O2 酶＋ ＋H2O2 溶液 H2O2 酶＋ ＋H2O2 溶液 ⋮ ⋮ ⋮ H2O2 酶＋ ＋H2O2 溶液 → 观察标准： 特别提醒： 实验名称 实验组 对照组 实验组衡量标准 验证酶是蛋白质 待 测 酶 液 ＋ 双 缩脲试剂 已知蛋白液＋双缩脲试剂 是否出现紫色 验 证 酶 具 有 催化作用 底物＋相应酶液 底物＋等量蒸馏水 底物是否被分解 验证酶的专 一性 底物＋相应酶液 另一底物＋相同酶液 底物是否被分解 验 证 酶 具 有 高效性 底物＋相应酶液 底物＋无机催化剂 底物分解速度 探 索 酶 的 适 宜温度(或 pH) 温度(或 pH)梯度下的同一温度 (或 pH)处理后的底物和酶混合 底物的分解速度 或底物的剩余量 二.与酶有关的曲线分析 问题：下列四组图像是与酶有关的曲线，请分析各组曲线的含义 1.表示酶高效性的曲线 分析： 2.表示酶专一性的曲线 分析; 3.影响酶活性的曲线 分析： 4.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 分析： 对应训练 1.(2012·长春调研)下列关于酶的叙述，不正确的是 ( ) A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质 B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶 C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的效果显著 D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 2.将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会( ) A.提高淀粉酶活性 B.改变可溶性糖分子结构 C.防止玉米粒发芽 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶 3.(2012·临沂模拟)设计证明生物酶具有催化性、特异性、高效性实验，选用的对照条件 分别是 ( ) A.化学催化剂，同一物质，自然条件 B.自然条件，不同物质，化学催化剂 C.自然条件，同一物质，化学催化剂 D.化学催化剂，不同物质，自然条件 4.(2011·徐州模拟)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℃ 实验探究 已知淀粉酶可以水解淀粉为麦芽糖，蛋白酶可以水解蛋白质为多肽。为了研究酶之间的 相互影响，某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶其化学本质都是蛋白质)，请分析回答： 试管号 加入的物质 1 2 3 4 质量分数为 1%的淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 淀粉酶＋蛋白酶(等量混合) 4 mL 4 mL 蒸馏水 2 mL 2 mL 碘液 2 滴 2 滴 双缩脲试剂 2 mL 2 mL 预期颜色变化 不变蓝 紫色 ① ② (1)该实验所依据的两个颜色变化原理是：a____；b.___。 (2)请简述双缩脲试剂的使用方法_________________。 (3) 实 验 过 程 中 ， 试 管 1 、 2 还 要 分 别 加 入 2 mL 的 蒸 馏 水 ， 其 目 的 是 ___________________________________________。 (4)①处预期的颜色变化为________，理由是__________。 限时训练 题组一 酶的本质及作用 1.下列有关酶的叙述中，正确的是( ) A.合成 ATP 与分解 ATP 的酶相同 B.酶只能在细胞内起催化作用 C.高温和低温都会使酶永久失活 D.酶在 4℃左右时空间结构保持稳定 2.(2012·黄山模拟)下表代表胃、小肠中有关消化液的成分及部分酶的最适 pH，下列说 法错误的是( ) 器官 消化液名称 pH 消化液成分 胃 胃液 1～2 胃酸(HCl)、胃蛋白酶(最适 pH 1.8 左右) 小肠 肠液、胆汁、 胰液 7～8 NaHCO3，胆盐，多种酶如蛋白酶、脂 肪酶、淀粉酶等(最适 pH 8.0 左右) A.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 B.与无机催化剂比较，酶具有高效性、专一性，且需要适宜条件 C.胃液中的胃蛋白酶会随着胃的排空进入小肠，胃蛋白酶进入小肠后，能将蛋白质分解 D.胃液中有大量的胃酸(HCl)，它随胃的排空进入小肠后不会破坏小肠中酶的活性 3.(2012·亳州模拟)多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片 剂是糖衣片，这样制作的目的是( ) A.补充体内糖类物质的供给 B.防止胃液的消化作用 C.经唾液的消化作用后即可迅速起作用 D.使其中各种酶缓慢地释放 4.下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E 表示酶 降低的活化能。正确的图解是( ) 题组二 酶的特性及影响酶促反应的因素 6.如图表示在某 pH 范围内酶 A 和酶 B 所催化的反应速率的变化情况，下列有关说法正 确的是 A.酶 B 比酶 A 活跃 B.酶 A 存在于唾液中 C.酶 B 的最适 pH 是 1.8 D.pH 为 5 时，两种酶催化的反应速率相等 7..某同学研究温度和 pH 对某酶促反应速率的影响，得到如图的曲线。下列分析正确的 是 ( ) A.该酶催化反应的最适温度为 35℃左右，最适 pH 为 8 B.当 pH 为 8 时，影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度 C.随 pH 升高，该酶催化反应的最适温度也逐渐升高 D.当 pH 为任何一固定值时，实验结果都可以证明温度对反应速率的影响 题组三 应用提升 8.下列描述正确的是 （ ） 序 号 实验名称 实验变量 (自变量) 反应变量 (因变量) 观测指标 ① 比 较 过 氧 化 氢酶和 Fe3 ＋ 的催 化效率 鲜猪肝研磨 液、Fe3＋ 过氧化氢分 解反应速率 点燃但无火焰的卫生 香燃烧的猛烈程度或气泡 产生速率 ② 探 索 淀 粉 酶 对淀粉和蔗糖的 水解作用 淀粉、蔗糖 淀粉、蔗糖 的水解反应是否 发生 加斐林试剂水浴加热， 有无砖红色(沉淀)出现 ③ 温 度 对 酶 活 性的影响 温度(60℃热 水、沸水、冰块) 淀粉水 解程度 加碘后溶液 颜色的变化 ④ 观 察 植 物 细 胞的质壁分离与 复原 质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗 糖 溶液 原生质层与 细胞壁分离 原生质层与 细胞壁间 隙的大小 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④ 9.以下是有关酶的两个实验，根据表格内容分析回答下列问题： 表 1 操作步骤 操作方法 试管 A 试管 B 试管 C 1 加淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 温度处理 60℃ 100℃ 0℃ 3 加淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 4 加碘液 2 滴 2 滴 2 滴 表 2 操作步骤 操作方法 试管 A 试管 B 1 加淀粉溶液 2 mL 2 加蔗糖溶液 2 mL 3 加斐林试剂甲 2 mL 2 mL 4 加斐林试剂乙 数滴 数滴 5 加淀粉酶溶液 1 mL 1 mL (1)表 1 为探究________________的实验。 (2)该实验把温度处理改为 pH 分别为 5、7、9 能否用于 探究 pH 对酶活性的影响，为什么？______________。 (3)表 2 为探究________________的实验。 (4)请修正表 2 操作步骤中的错误：________________。 10.生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40℃～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在100℃ 仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度 对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。 (1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑__________、__________及__________ 等因素。 (2)在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测。两种试剂各与何种物质反应生色？ 检测的是底物还是产物？ (3)假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 普通淀粉酶相对活性/% 6 25 43 67 83 65 22 2 0 0 耐热淀粉酶相对活性/% 6 15 25 48 76 92 100 98 82 65 高考真题体验 1（2013 新课标卷 II，6）关于酶的叙述，错误的是 A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物 2(2013 安徽卷，2 )细胞代谢受酶的调节和控制。下列叙述正确的是 A.激素都是通过影响细胞内酶活性来调节细胞代谢 B.代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速度 C.同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同 D.对于一个细胞来说，酶的总类和数量不会发生变化 3(2013 四川卷，4)下列实验所采取的的措施，不涉及“ 降低化学反应活化能”原理的（ ） A.利用果胶酶提高水果的出汁率 B.滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解 C.滴加 FeCl3 溶液提高过氧化氢的分解速率 D.利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率 4（2013 江苏卷，23)为了探究温度、pH 对酶活性的影响，下列实验设计不合理．．．的是（多 选） 试验编号 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 5（2013 海南卷，3)关于温度对酶活性影响的叙述，错误的是 A.不同酶的最适温度可能相同 B.随着温度降低，酶促反应得活化能下降 C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果 6（2013 上海卷，29)已知酶催化水解的反应时间和产物生成量的关系如图 11。那么，在 反应过程中酶·底物复合物浓度变化曲线正确的是（ ） 7.（2012 福建卷）26.（28 分）回答下列问题 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的蛋白 酶的活性进行研究。 （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。 ①探究试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胃蛋白酶实验组合幽门盲囊蛋白酶实验 组的 pH 应分别控制在_________________。 ③为了控制试验温度，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 率高低。 ④实验结果如图 2，据此能否确认该假设成立？___________。理由是： ________________________________________________________。 8.（2012 广东卷）食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用 范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知： （1）pH 对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图 12 可知，_________更适宜作为食品添 加剂，理由是________。蛋白酶的活力可用________的量来表示。 （2）该蛋白酶的提取工艺流程如下： 兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液 pH 进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度 在 0.02-0.06mol/L 范围内，酶活力较高；提取液 pH 在 6.0-8.0 范围内，酶活力较高。他们认 为，要进一步提高粗酶制剂的美活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液 pH 进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。 9.（2012 全国卷大纲版）（注意：在试题卷上作答无效）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、E5 支使观众分别加入 pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0 的适宜浓度缓冲 液 5ml，再分别加入质量分数为 1%的淀粉液 1ml。 ②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液 1ml，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 2ml，摇匀。 ⑤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） 。 10.(2011·全国卷，31)某同学从温度为 55～65 ℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌， 并从该细菌中提取了脂肪酶。回答下列问题。 (1)测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________ 溶液以维持其酸碱度稳定。 (2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶 的化学本质为________。 (3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。 11.(2011·江苏卷，31)为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响，研究者设计并进 行了相关实验，实验步骤及结果如下： ①鲈鱼的驯养：将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养 14 d，用普通饲料投 喂，备用。 ②饲料的配制：在每千克普通饲料中添加 200 mg 植酸酶，配制成加酶饲料；并将普通 饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒，烘干后储存。 ③鲈鱼的饲养：挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组，放养于规格相同的浮式海水 网箱中，放养密度为 60 尾/箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料，给实验组的鲈鱼 同时投喂等量加酶饲料。 ④称重并记录：投喂 8 周后，从每个网箱中随机取 20 尾鲈鱼称重。结果显示，对照组、 实验组鱼体平均增重率分别为 859.3% 、947.2%。 ⑤制备鲈鱼肠道中消化酶样品，并分别测定消化酶的活性，结果如下表。 蛋白酶活性( U/mg) 脂肪酶活性( U/mg) 淀粉酶活性( U/mg) 对照组 1.09 0.08 0.12 实验组 1.71 0.10 0.13 根据上述实验，回答下列问题。 (1)步骤①中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是___________________ ________；实验前的驯养是为了_______________________________。 (2)步骤②中将配制好的饲料进行烘干要特别注意___________________________，其原 因是______________________________________________________________________。 (3)步骤③中还应控制好的无关变量主要有____________________________。 (4)本实验得出的初步结论是________________________________________。 (5)推测鲈鱼的食性并说明理由：_________________________________________。 12.判断正误 (1)(2010·山东高考理综－A)溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的( )。 (2)(2010·江苏卷－D)某种蛋白酶是由 129 个 氨基酸脱水缩合形成的蛋白质。用含该蛋 白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好( )。 (3)(2009·上海生命科学－D)将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这 是因为加热会破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶( )。 13.(2011·新课标卷)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右 图所示。下列分析错误的是( )。 A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 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 14.(2009·宁夏，2)右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是 ( )。 A.当反应温度由 t2 调到最适温度时酶活性下降 B.当反应温度由 t1 调到最适温度时酶活性上升 C.酶活性在 t2 时比 t1 高，故 t2 时更适合酶的保存 D.酶活性在 t1 时比 t2 低，表明 t1 时酶的空间结构破坏更严重 15.(2010·海南生物，22)为探究 NaCl 和 CuSO4 对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了 实验，实验步骤和结果见下表。请回答问题。 试管编号 实验步骤 1 2 3 4 1%的 NaCl 溶液/mL 1 1%的 CuSO4 溶液/mL 1 1%的 Na2SO4 溶液/mL 1 蒸馏水/mL [来源:学科网] 1 pH 为 6.8 的缓冲液/mL 1 1 1 1 1%的淀粉溶液/mL 1 1 1 1 唾液淀粉酶溶液/mL 1 1 1 1 各试管放入 37 ℃恒温水浴保温适宜时间 取出试管，加入 1%的碘溶液 0.1 mL 观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色 (1)实验中加入缓冲液的作用是_________________________________。 (2)分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是________________，其中对酶活性有 抑制作用的离子是________，对酶活性有促进作用的离子是________。 (3)该实验中设置 4 号试管的目的是________________；设置 3 号试管的目的是 ________________。 (4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1～4 号试管中的颜色依次是 ________、________、________、________。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前 不能加入斐林试剂，其原因是_____________________________________________。 16.(2009·全国Ⅰ，32)已知 2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中 O2 的生成速 度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断 H2O2 分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具 设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实 验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的 H2O2 溶液，蒸馏水，3.5% FeCl3 溶液，0.01%牛过氧化氢 酶溶液，恒温水浴锅，试管。 (1)实验步骤： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 (2)实验结果预测及结论： 整个实验中，不同处理的试管中 O2 的释放速度从快到慢依次是： ________________________________________________________________________。 由此可得出的结论是_____________________________________。 (3)如果仅将实验中的恒温水浴改为 80 ℃，重做上述实验，O2 释放的速度最快的是 _______，原因是__________________________________________________。 学案 11 降低化学反应活化能的酶 答案与解析 基础自查 一.酶的作用和本质 1.酶在细胞代谢中的作用 (1)细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的化学反应的统称，是细胞生命活动的基础。 (2)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 (3)酶的作用机理：降低化学反应的活化能，且与无机催化剂相比，酶降低活化能的作 用更显著，催化效率更高。 2.酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数 是 RNA。 3.实验变量 (2)自变量：人为改变的变量。 (3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。 (4)无关变量：除自变量外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。 4.对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。它一般要设置对照组和 实验组。 二、酶的特性 1.高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的 107～1013 倍。 2.专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 3.作用条件较温和 (1)最适 pH 和温度下，酶活性最高，温度和 pH 偏高或偏低，酶活性都会明显降低。 (2)过酸、过碱或高温下，酶失活。 课堂深化探究 一.1 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是 RNA 合成原料 氨基酸[来源:学科网] 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 细胞核 生理作用 生物催化作用 来源 一般来说，活细胞都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体外均可 2.与酶有关的实验设计思路 （1）酶是蛋白质的验证实验(利用双缩脲试剂) 实验组：待测酶液＋双缩脲试剂―→是否出现紫色反应 对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂―→紫色反应 通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质；不出现紫色，则该酶 液的化学本质不是蛋白质。 （2）酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析[来源:学科网] 实验组：底物＋相应酶液――→ 检测 底物是否被分解 对照组：底物＋等量蒸馏水――→ 检测 底物不被分解 根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有 催化作用。 （3） 错误!还原糖＋斐林试剂―→砖红色沉淀 用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判 定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而验证酶的专一性。 （4） 实验组：H2O2+鲜猪肝研磨液、 对照组 H2O2+Fe3+ 因变量：过氧化氢分解反应速率，观测指标：点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度或 气泡产生速率。 （5）是否出现蓝色及蓝色的深浅 是否出现蓝色及蓝色深浅 （6）pH1 pH2 pHn 检测 O2 产生的多少和速率或卫生香燃烧情况 二.与酶有关的曲线分析 1.表示酶高效性的曲线 (1)催化剂可加快化学反应速率，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时间，不改变化学反应的平衡点。 (3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。 2.表示酶专一性的曲线 加入酶 B 的反应速率与无酶 A 或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶 A 的反应 速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶 B 对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。 3.影响酶活性的曲线 (1)甲、乙曲线表明： 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。 ②过酸、过碱、高温都会使酶失活，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。 (2)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。 4.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 (1)在其他条件适宜，酶量一定条件下，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)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 对应训练 1. 【解析】：脂肪酶的本质属于蛋白质，水解它的酶是蛋白酶。 【答案】：B 2. 【解析】：刚采摘的甜玉米内含有将可溶性糖转化为淀粉的酶，这些酶可将可溶性 糖转化为淀粉使其失去甜味，经沸水高温处理使酶失活可保持甜味。 【答案】：D 3.【解析】：证明酶具有催化性，自变量是有无酶，对照条件是自然条件。证明酶的特 异性，看一种酶能否分解不同的物质，对照条件是不同物质。证明酶的高效性，是酶与化学 催化剂对照。 【答案】：B 4. 【解析】： 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。 【答案】：D 实验探究 【解析】：(1)淀粉遇碘液变蓝色，蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。 (2)双缩脲试剂使用方法：双缩脲试剂 A 液与双缩脲试剂 B 液要分开使用，双缩脲试剂 B 液加入要少量，若过多，溶液颜色会变成蓝色而不是紫色。 (3)实验设计要遵循等量原则，以避免加入量不同对实验结果的干扰。 (4)据表格分析，3 号试管中，因淀粉酶的化学本质是蛋白质，和蛋白酶混合之后，被蛋 白酶催化水解而丧失催化淀粉水解功能，因此 3 号试管中，淀粉依然存在，故加入碘液后呈 蓝色。 【答案】：(1)淀粉遇碘液变蓝色 蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应 (2)先向试管中 注入双缩脲试剂 A 液 1 mL，摇匀；再向试管中注入双缩脲试剂 B 液 4 滴，摇匀；最后观察 试管内的颜色变化 (3)保证各试管中液体的体积相同，防止液体体积的差异影响对颜色的 观察 (4)蓝色 淀粉酶被蛋白酶分解，淀粉没有被水解 限时训练 1.【解析】选 D。合成 ATP 和分解 ATP 的酶分别是 ATP 合成酶和 ATP 水解酶；酶在 细胞内、外均可以发挥作用；高温会使酶变性永久失活，低温则不会；酶在 4℃左右时空间结构保持稳定。 2.【解析】选 C。酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物；与无机催化剂比 较，酶具有高效性、专一性，且作用条件较温和；胃液中的胃蛋白酶会随着胃的排空进入小 肠，但小肠的 pH 较高，胃蛋白酶失去活性，因而胃蛋白酶进入小肠后，不能将蛋白质分解， 胃液中有大量的胃酸(HCl)，它随胃的排空进入小肠后，会被小肠中的 NaHCO3 中和，因而 不会破坏小肠中酶的活性。 3. 【解析】选 B。胃液中仅含有胃蛋白酶，仅对食物中的蛋白质有消化作用，多酶片 外层是糖包衣，胃液对其不起作用，从而防止了多酶片中的酶(蛋白质)在胃内被胃蛋白酶分 解，能使其随着胃的排空进入小肠中，发挥其辅助消化食物的作用。 4.C 活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。酶可 以降低活化能，使反应更容易进行。 题组二 酶的特性及影响酶促反应的因素 6. 【解析】：在不同的 pH 环境下两种酶的活性不同，酶 B 的最适 pH 是 6，pH 是 5 时两种酶催化的反应速率相等。唾液近中性，酶 A 不可能存在于唾液中。 【答案】：D 7. 【解析】：分析曲线，无论在哪种温度条件下，当 pH＝8 时，反应速率都最大，故 该酶的最适 pH 为 8；由图示在一定 pH 的范围内，随 pH 升高，35℃时酶催化反应的速率都 最大，故该酶的最适温度是 35℃左右。当 pH 为 8 时，影响反应速率的主要因素是温度而不 是底物浓度和酶浓度；从四条曲线的两端可见，当 pH 过高或过低时，四种曲线会重叠，即 不同温度下的反应速率相同，此时无法证明温度对反应速率的影响。 【答案】：A 题组三 应用提升 8. 【解析】：植物细胞的质壁分离与复原实验中，自变量是 0.3 g/mol 的蔗糖溶液和清 水。反应变量为质壁分离与复原。 【答案】：A 9. 【答案】：(1)酶的活性受温度影响 (2)不能，因为氢氧化钠与碘液反应，不能在碱性条件下用碘液对淀粉进行鉴定 (3)酶的专一性 (4)斐林试剂甲和乙要等量混合后使用 应先加酶溶液后加斐林试剂 加斐林试剂后要 水浴加热 10. 【答案】： (1)pH 酶浓度 底物浓度 产物浓度(任选三项作答) (2)碘液与淀粉反应生色，检测的是底物。斐林试剂与还原糖反应生色，检测的是产物。 (3) 高考真题体验 1【答案】B 【解析】有些酶是生命活动所必须，比如呼吸作用有关的酶，那么在分化程度不同的细 胞中都存在，A 正确；导致酶空间结构发生破坏变形的因素有：过酸、过碱、高温等，低温 只能降低酶的活性，不会破坏结构，B 错误；酶的作用实质即为降低反应所需活化能从而提 高反应速率，C 正确；酶是蛋白质或者 RNA，本身是催化剂，也可作为底物被蛋白酶或者 RNA 酶降解，D 正确。 2【答案】B 【解析】激素不都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢的，激素作用的机理各不 相同，有的作用于细胞膜，改变细胞膜的通透性或者改变膜的蛋白质含量等；有的作用于细 胞核，影响基因的表达等。有的在细胞质中通过改变酶活性来调节细胞代谢例如：抗利尿激 素，A 错误；代谢终产物可以通过反馈来调节相关酶活性，进而调节代谢速率，B 正确；同 一个体各种体细胞中的酶的种类也不尽相同， C 错误；对于一个细胞来说，酶的种类和数 量会发生变化，例如：细胞衰老，D 错误。 3【答案】D 【命题思路】本题考察《分子与细胞》中的催化剂催化原理“降低化学反应的活化能” 的理解能力，属于基础立意题 【解析】酶和无机催化剂都有催化作用，都能降低反应的活化能，选项 A 用了果胶酶， B 用了过氧化氢酶，C 用了无机催化剂，只有 D 选项中没有使用任何催化剂，水浴加热只 是提高了分子的热运动没有降低反应的活化能，故选 D 4【答案】ACD 【解析】过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响；溶液的 PH 会 影响淀粉的水解，并且碘液可与碱反应，婓林试剂可与酸反应，不宜用淀粉酶探究 PH 对酶 活性的影响；因此一般用过氧化氢酶探究 PH 对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性 的影响，综上答案为 ACD。 5【答案】B 【解析】不同酶的最适温度可能相同，也可能不同，A 项正确；在低于最适温度范围内， 随着温度的降低，酶活性减弱，降低活化能的能力减弱，但反应发生所需要的活化能没有降 低，B 项错误；酶制剂适于在低温（0~4℃）条件下保存，酶活性最高时所对应的温度不适 于保存，C 项正确；高温破坏了酶的空间结构，致使酶活性丧失，D 项正确。 6【答案】：B 7. 【答案】 （1）幽门盲囊蛋白酶 （2）①蛋白质 双缩脲试剂 ②2 8 ③恒温箱 底物消耗量（或产物生成量） ④ 不能 在 15℃～18℃范围内，随着温度的升高，酶活性一直在增强，没有出现下降的拐点， 所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度 （3）、淀粉和脂肪 【解析】（1）、从图一可知，三种蛋白酶在各自最适 PH 值下，幽门盲囊蛋白酶对应 的酶活性值最大，所以催化效率最高； （2）、①酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，干酪素为蛋白质类化合物， 可用双缩脲试剂检测； ②要验证大菱鲆蛋白酶的最适温度，要遵循单一变量、对照、重复等原则，并控制其他 无关变量相同，由题意可知，此实验温度为自变量，PH 值等为无关变量，为了得到准确的 结果，PH 应与相对应的蛋白酶的最适值，由图 1 可知，胃蛋白酶最适 PH 值为 2，幽门盲 囊蛋白酶最适 PH 值为 8； ③为了控制温度保持不变，底物和酶都应放在恒温箱中保温，酶的催化效率可以用单位 时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示； ④由图 2 可以看出，当温度从 15℃～18℃梯度变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶 的活性一直在增强，没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在 15℃ 到 18℃； （3）、大菱鲆消化道内淀粉酶和脂肪酶少，对淀粉和脂肪的消化存在障碍，所以在人 工投放饲料时要减少淀粉和脂肪的比例； 【试题点评】本题主要考查酶的相关知识。涉及酶的本质、检测和影响酶活性的因素等。 形式上与实验和曲线分析相结合。实验主要是考查探究实验中无关变量的处理、因变量的观 测、实验结果和结论的处理、曲线的分析等。这对学生生物学实验能力有较高的要求。 8. 【答案】（1）木瓜蛋白酶 由图可以看出，木瓜蛋白酶的活性不随 PH 的变化而 变化 单位时间内 底物消耗（产物产生） （2）课题：探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适 PH 单位时间 内底物的消耗 量 提取液的 PH[来源:Z_xx_k.Com] 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 酶 保 护 剂 的 浓度 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 【解析】（1）审题结合图形和文字，在题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范 围广”所以选择的食品添加剂应该有广的酸碱适应范围，从图形中，我们可以看出木瓜蛋白 酶的适应范围最广，所以可以选作食品添加剂。酶的活力，我们一般用酶催化的底物消耗量 或者底物生成量来表示。 （2）实验设计，我们应该明确实验目的，这里的实验目的是为了探究酶保护剂的最适 浓度和提取液的 PH 值，所以我们可以将酶保护剂的浓度和提取液的 PH 值作为自变量，因 变量为单位时间内底物的消耗量。 9.【解析】唾液淀粉酶的最适温度为 37℃，在 70℃时，由于高温使酶失去活性，干扰 了 PH 对人唾液淀粉酶活性的影响。斐林试剂应在沸水浴中参与反应。 【答案】⑴③更正：将 5 支试管放入 37℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。理由： 唾液淀粉酶的最适温度为 37℃，在 70℃时，由于高温使酶失去活性，干扰了 PH 对人唾液 淀粉酶活性的影响。 ⑵④更正：取出各试管，分别加入斐林试剂 2mL，摇匀，将这些试管放出盛有开水的 大烧杯中，用酒精灯加热煮沸 2min(分）左右。理由：斐林试剂应在沸水浴中参与反应。 10. 【解析】 考查酶的相关知识及实验设计思路。 (1)测定脂肪酶活性应选择脂肪作为该酶作用的物质，反应液中应加入缓冲溶液以维持 其酸碱度稳定。 (2)能与双缩脲试剂反应液呈紫色，则说明该酶的化学本质为蛋白质。 (3)明确要求写出的是 “实验思路”而不是实验步骤。 【答案】 (1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质 (3)在一定温度范围内(包括55～65 ℃)设置温度， 分别测量酶活性，若所测数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。 否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值 11. 【解析】 (1)因该实验的观察指标是鱼体的增重量，而成体鱼增重较慢，实验结果 不明显。实验前，将鲈鱼放在网箱中驯养是为了让鲈鱼适应实验养殖环境，从而减小环境对 鲈鱼的影响。(2)植酸酶为蛋白质，高温会使其失去活性，因此烘干处理时需要注意温度不 要过高。(3)除植酸酶外，影响鲈鱼增重的外界环境因子还有水体温度、盐度和溶解氧等， 根据实验设计的单一变量原则，实验过程中需要控制这些无关变量。(4)因实验组的平均增 重高于对照组的平均增重，可初步得出添加植酸酶的饲料可促进鱼体生长的结论。(5)因动 物蛋白质含量多，肉食性动物的消化酶中的蛋白酶活性应比脂肪酶或淀粉酶活性高。根据表 格数据可知，鲈鱼的蛋白酶的活性高于其他两种消化酶的活性，因此鲈鱼应为肉食性动物。 【答案】 (1)成体生长缓慢，实验效果不明显 让鲈鱼适应实验养殖环境 (2)温度不 能过高 高温会使植酸酶变性而失去活性 (3)水温、盐度和溶解氧等 (4)添加植酸酶的饲 料促进鲈鱼幼体的生长；植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的 活性影响较小 (5)肉食性，其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶 12. 【答案】 (1)√ (2)× (3)√ 13. 【解析】 考查酶的本质。首先需要了解大部分酶的本质是蛋白质，少量的酶是 RNA，用蛋白酶处理后，乙酶活性降低，说明乙酶的成分是蛋白质，被蛋白酶处理后被分 解，而甲酶不变，则说明甲酶可能成分是 RNA 或者能够抗这种蛋白酶的降解。 【答案】 B 14. 【解析】 酶的活性受温度的影响，温度过低，酶的活性受到抑制；在一定范围内， 随温度升高，酶的活性增强；达到最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度后，随温度升 高，酶的活性逐渐减弱；温度过高，酶将失去活性。 【答案】 B 15. 【解析】 本题考查外界因素对酶活性的影响。加入缓冲液是防止加入的物质及反 应前后对反应液 pH 的影响，从而维持 pH 的稳定。从表格来看，Na2SO4 对酶的影响不大， 而加入 NaCl、CuSO4 与对照组相比，对酶都有影响。对照组是加入蒸馏水的第四组，影响 程度通过加入碘液后的颜色变化来体现，颜色变浅的为抑制酶的活性，颜色变深的为促进酶 的活性。加入斐林试剂后，再加热时酶的活性越高，生成还原糖越多，生成砖红色沉淀颜色 越深。 【答案】 (1)维持反应液中 pH 的稳定(其他合理答案也可) (2)Cl－和 Cu2＋ Cu2＋ Cl － (3)对照 确定 Na＋和 SO 2－ 4 对唾液淀粉酶催化活性是否有影响 (4)深砖红色 无砖红色 浅砖红色 浅砖红色 斐林试剂中含有 Cu2＋，其可抑制唾液淀粉酶的活性 方法技巧 解答实验题的一般技巧和程序 (1)解题之前首先要明确实验目的，并从实验目的或实验名称中分析出实验的自变量、 因变量，实验结果的描述要围绕不同实验的“观测指标”进行，实验结论的描述要围绕自变量 与因变量的关系进行。 (2)与酶有关的实验考点主要落在“酶进行催化反应的条件”“自变量设置是否合理”“观察 指标选择是否合理”“实验操作是否科学”等几个点上。 (3)实验题的解答尽量避免“边读试题边落笔”，应将试题信息通读后再逐一完成具体问 题，这样更具准确性。 (4)实验材料和仪器对设计实验步骤有启示作用，解题时应给予关注。 16. 【解析】 (1)要验证过氧化氢酶具有催化作用，需将有无过氧化氢酶设置为单一变 量进行对照实验。而验证过氧化氢酶具有高效性，则需要将催化剂的种类(即：催化剂为过 氧化氢酶或 Fe3＋)设置为单一变量进行对照实验。(2)与 Fe3＋相比，酶具有高效性，所以不同 处理的试管中释放 O2 的速度从快到慢依次是：加酶溶液的试管，加 FeCl3 溶液的试管、加 蒸馏水的试管。(3)因 80 ℃的高温环境中，酶因失活而失去催化作用，而 FeCl3 催化作用加 快，故加 FeCl3 溶液的试管 O2 释放速度最快。而另两支试管 O2 释放速度无明显差异。 【答案】 (1)①取 3 支试管，各加入等量且适量的 H2O2 溶液，放入 37 ℃恒温水浴锅 中保温适当时间 ②分别向上述 3 支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3 溶液和过氧化氢 酶溶液 ③观察各管中释放气泡的快慢 (2)加酶溶液的试管、加 FeCl3 溶液的试管、加蒸馏 水的试管 酶具有催化作用和高效性 (3)加 FeCl3 溶液的试管 在此温度下，FeCl3 催化作 用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性