一、酶的特性及原因[連一連]
二、酶的活性及影響因素
1．酶活性
(1)概念：酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力。
(2)主要影響因素：溫度、pH等。
2．溫度和pH對(duì)酶活性的影響
3.溫度和pH共同作用對(duì)酶活性的影響
(1)反應(yīng)溶液中pH的變化不影響酶作用的最適溫度。
(2)反應(yīng)溶液中溫度的變化不影響酶作用的最適pH。
(1)酶的專一性是指一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)。( × )
(2)過酸或過堿，溫度過高或過低都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。(×)
(3)探究酶催化作用的最適pH時(shí)，應(yīng)設(shè)置過酸、過堿、中性三組。( × )
(4)反應(yīng)底物的濃度越大，酶的活性越高。( × )
知識(shí)點(diǎn)一 酶特性的曲線及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
1．以曲線形式反映酶的高效性和專一性
(1)表示酶高效性的曲線
①催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。
②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。
③酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。
(2)表示酶專一性的曲線
①加入酶B的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同，說明酶B對(duì)此反應(yīng)無催化作用，說明酶具有專一性。
②一定范圍內(nèi)加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快。
2．酶特性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
(1)酶高效性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
①實(shí)驗(yàn)組：底物＋生物催化劑(酶)→底物分解速率(或產(chǎn)物生成的速率)
②對(duì)照組：底物＋無機(jī)催化劑→底物分解速率(或產(chǎn)物生成的速率)
說明：實(shí)驗(yàn)組是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組，對(duì)照組也稱控制組，對(duì)實(shí)驗(yàn)假設(shè)而言，是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組不是固定不變的，具體哪個(gè)作為實(shí)驗(yàn)組，哪個(gè)作為對(duì)照組，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治雠袛唷?br>(2)酶專一性的實(shí)驗(yàn)分析
①eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(實(shí)驗(yàn)組：底物A＋相應(yīng)酶液A\(――→,\s\up9(檢測(cè)))底物被分解,對(duì)照組：另一底物B＋相同酶液A\(――→,\s\up9(檢測(cè)))底物沒被分解))
②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(實(shí)驗(yàn)組：底物A＋相應(yīng)酶液A\(――→,\s\up9(檢測(cè)))底物被分解,對(duì)照組：相同底物A＋另一酶液B\(――→,\s\up9(檢測(cè)))底物沒被分解))
發(fā)展素養(yǎng)
1．你能從分子結(jié)構(gòu)的角度闡釋酶具有專一性的原因嗎？(科學(xué)思維——水平三)
提示：每種酶都有特定的空間結(jié)構(gòu)，酶催化反應(yīng)時(shí)，酶分子首先與底物分子結(jié)合。但酶分子能否與底物分子結(jié)合，取決于酶分子的活性部位與底物分子在空間構(gòu)象上是否對(duì)應(yīng)，如下圖：
2．洗衣服使用加酶洗衣粉時(shí)，用沸水浸泡，去污效果是否更好？為什么？(社會(huì)責(zé)任——水平二)
提示：不是。加酶洗衣粉中有蛋白酶、脂肪酶等多種酶，用沸水浸泡會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)而使酶失活，去污能力反而下降。
1. (2020·合肥六校聯(lián)考)如圖為酶與底物結(jié)合示意圖，下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A．酶的形狀在催化過程中會(huì)發(fā)生改變
B．底物與酶特定部位的結(jié)合具有專一性
C．此圖可表示一分子蔗糖經(jīng)酶催化后產(chǎn)生兩分子葡萄糖的過程
D．圖示過程能夠保證酶保持較高的催化活性
解析：選C。一分子蔗糖經(jīng)酶催化后產(chǎn)生一分子葡萄糖和一分子果糖，C錯(cuò)誤。
2．已知淀粉酶可以把淀粉水解為麥芽糖等物質(zhì)，蛋白酶可以把蛋白質(zhì)水解為多肽。某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)中所涉及的酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì))探究有關(guān)性質(zhì)，下列分析錯(cuò)誤的是( )
A．該實(shí)驗(yàn)的目的之一是研究酶之間的相互影響
B．該實(shí)驗(yàn)有多組對(duì)照，如1號(hào)和3號(hào)試管，2號(hào)和4號(hào)試管
C．為了遵循等量原則，實(shí)驗(yàn)過程中，1號(hào)、2號(hào)試管加入的蒸餾水的體積相同
D．①處預(yù)期的顏色變化為藍(lán)色，②處不會(huì)發(fā)生顏色變化
解析：選D。由表格實(shí)驗(yàn)處理可以看出：該實(shí)驗(yàn)中3號(hào)、4號(hào)試管中加入淀粉酶溶液和蛋白酶溶液的等量混合液，則實(shí)驗(yàn)的目的之一是研究酶之間的相互影響，A正確。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循單一變量原則，可推出1號(hào)和3號(hào)試管形成對(duì)照，2號(hào)和4號(hào)試管形成對(duì)照，B正確。根據(jù)等量原則，實(shí)驗(yàn)過程中，1號(hào)、2號(hào)試管各加入2 mL蒸餾水的目的是保證各試管中液體的體積相同，防止液體體積的差異影響顏色的變化，C正確。3號(hào)試管中淀粉酶被蛋白酶分解，淀粉沒有被水解，遇碘液變藍(lán)；蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，故4號(hào)試管中加入雙縮脲試劑后反應(yīng)呈紫色，D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)二 探究影響酶活性的條件
1．實(shí)驗(yàn)思路
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(底物＋t1（或pH1）＋酶液,底物＋t2（或pH2）＋酶液, ? ? ?,底物＋tn（或pHn）＋酶液))eq \(――→,\s\up9(檢測(cè)))eq \x(底物分解速率或剩余量)
2．實(shí)例分析
[溫馨提醒] (1)酶催化反應(yīng)時(shí)，最適溫度和最適pH不會(huì)相互影響。
(2)酶量的增加會(huì)提高酶促反應(yīng)的速率，但不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)；適當(dāng)增加反應(yīng)物濃度，既改變了反應(yīng)速率，也改變了反應(yīng)的進(jìn)程。
(3)不同因素影響酶促反應(yīng)速率的機(jī)理不同。
①溫度和pH是通過影響酶的活性而影響酶促反應(yīng)速率的。
②底物濃度和酶濃度是通過影響酶與底物的接觸而影響酶促反應(yīng)速率，并不影響酶的活性。
(4)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測(cè)底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。
(5)在探究酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)中，不宜選擇過氧化氫和過氧化氫酶作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)檫^氧化氫在常溫常壓時(shí)就能分解，加熱條件下分解會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(6)在探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，需要保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸，不宜在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。
發(fā)展素養(yǎng)
1．某加酶洗衣粉的成分中標(biāo)明含有淀粉酶和蛋白酶，若衣服不小心被染上油滴，用上述洗衣粉洗衣的效果如何？為什么？(科學(xué)思維——水平二)
提示：無效果。根據(jù)酶的專一性分析，蛋白酶和淀粉酶分解蛋白質(zhì)和淀粉，而油滴的主要成分是脂肪，上述酶無法將其分解，故無效果。
2．在使用相關(guān)酶的時(shí)候，往往需要先測(cè)定該酶的最適溫度和pH，測(cè)定時(shí)加入試劑的先后順序是怎樣的？(科學(xué)探究——水平三)
提示：在測(cè)定酶的最適溫度或pH的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先分別控制酶和底物的溫度或pH，再將酶與底物混合，而不能顛倒，否則酶會(huì)在調(diào)節(jié)溫度或pH的過程中，先將底物分解，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
1．(2020·安徽巢湖高一期末)某生物興趣小組欲探究溫度對(duì)酶活性的影響。假如你是該小組的一員，成員們一致推選你完成設(shè)計(jì)思路。(要求：實(shí)驗(yàn)分5組進(jìn)行)
可供選擇的材料與試劑：①豬肝研磨液、唾液、過氧化氫、淀粉；②斐林試劑、碘液。
可供選擇的溫度：12 ℃、17 ℃、22 ℃、27 ℃、32 ℃、37 ℃、42 ℃、47 ℃、52 ℃、57 ℃。(其他條件均滿足要求)
(1)選擇的一組材料是唾液和淀粉，不選豬肝研磨液和過氧化氫這一組材料的理由是______________________________________________________。
(2)溫度設(shè)置最科學(xué)合理的一組是________。
A．12 ℃、17 ℃、22 ℃、27 ℃、37 ℃
B．17 ℃、27 ℃、37 ℃、47 ℃、57 ℃
C．17 ℃、22 ℃、27 ℃、37 ℃、47 ℃
D．22 ℃、27 ℃、32 ℃、37 ℃、42 ℃
(3)該實(shí)驗(yàn)過程中，恒溫處理與混合反應(yīng)物的先后順序是________________。
(4)適合用于該實(shí)驗(yàn)檢測(cè)酶活性的試劑是_________________。
(5)該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照屬于________。
A．空白對(duì)照 B．前后對(duì)照
C．相互對(duì)照 D．條件對(duì)照
答案：(1)過氧化氫在一定溫度條件下也會(huì)分解，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (2)B (3)先恒溫處理再混合反應(yīng)物 (4)碘液 (5)C
2．(2020·山東德州高一期末)為探究pH對(duì)蛋白酶活性的影響，某小組進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題：
(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是__________，因變量的檢測(cè)指標(biāo)是____________，主要的無關(guān)變量是_________________________________________。
(2)與無機(jī)催化劑相比，蛋白酶催化效率更高的原因是_______________。檢驗(yàn)蛋白質(zhì)是否被蛋白酶完全水解，________(填“能”或“不能”)用雙縮脲試劑，原因是___________________________________________________。
(3)由圖可知，該蛋白酶最適pH約是____________________，若pH由13降到7，蛋白質(zhì)剩余量____________________(填“減少”“增多”或“不變”)，理由是__________________________________________________________。
答案：(1)pH 1 h后蛋白質(zhì)剩余量 溫度(答出蛋白酶的濃度、試管大小等不可)
(2)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著 不能 蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，會(huì)與該試劑發(fā)生顏色反應(yīng)
(3)7 不變 在pH為13時(shí)，蛋白酶已失去活性
[隨堂檢測(cè)]
1．紡織工業(yè)上的退漿工序通常有兩類：化學(xué)法和加酶法?；瘜W(xué)法，需要7～9 g/L的NaOH溶液，在70～80 ℃條件下作用12 h，退漿率僅為50%～60%；而加酶法，用少量細(xì)菌淀粉酶在適宜的條件下，只需作用5 min，退漿率即可達(dá)到98%，這一事實(shí)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(wěn)定性
解析：選B?；瘜W(xué)法作用12 h，退漿率僅為50%～60%，而加酶法僅需 5 min，退漿率能達(dá)到98%，可見酶具有高效性。
2．在各小型圓底燒瓶內(nèi)盛等量的H2O2，并向各瓶中迅速加入等量如下圖所示的相應(yīng)的物質(zhì)，燒瓶口緊包著一個(gè)小氣球，使燒瓶沉于燒杯底部的同一位置(瓶內(nèi)有氣體產(chǎn)生，燒瓶即可浮起)。下列相關(guān)分析正確的是( )
A．圖甲中的燒瓶最先浮起
B．肝臟研磨液中的過氧化氫酶和Fe3＋的作用機(jī)理不同
C．圖丁中，沉入底部的燒瓶不能浮起
D．圖乙與圖丙對(duì)比，可說明酶具有高效性
答案：D
3．(原創(chuàng))對(duì)化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)的酶而言，下圖符合其催化反應(yīng)變化規(guī)律的曲線應(yīng)是( )
解析：選D。酶的活性在最適溫度前隨溫度的升高而升高，超過最適溫度后，隨溫度的升高酶活性降低，直至變性失活，故A項(xiàng)所示是溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系曲線，A不符合題意；酶的活性在超過最適pH后，隨著pH的升高，酶活性逐漸降低，甚至失活，其反應(yīng)速率也降低，B不符合題意；底物的量一定，酶濃度較低時(shí)，酶濃度越高的化學(xué)反應(yīng)速率越快，因此酶量為2X時(shí)的反應(yīng)速率大于酶量為X時(shí)的反應(yīng)速率，所以兩條曲線中的產(chǎn)物量在開始時(shí)不能重疊，而最后產(chǎn)物量相等，故曲線最后應(yīng)重疊，C不符合題意；在酶的量一定時(shí)，隨著底物濃度的升高，酶促反應(yīng)速率逐漸加快，當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值后，由于酶的數(shù)量有限，隨著底物濃度的升高，酶促反應(yīng)速率不再改變，D符合題意。
4．下圖為不同條件下同種酶促反應(yīng)速率的變化曲線，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．影響AB段反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度
B．影響B(tài)C段反應(yīng)速率的主要限制因素是酶量
C．溫度導(dǎo)致酶促反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的速率不同
D．曲線Ⅰ顯示，該酶促反應(yīng)的最適溫度為37 ℃
解析：選D。由題圖可以看出，在AB段，隨著底物濃度的升高，反應(yīng)速率不斷增加，限制反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度，A正確；在BC段，隨著底物濃度的升高，反應(yīng)速率不再增加，限制反應(yīng)速率的主要因素不再是底物濃度，而是酶量，B正確；曲線Ⅰ和Ⅱ的反應(yīng)溫度不一樣，曲線的差異是由溫度的差異引起的，C正確；只根據(jù)37 ℃、25 ℃時(shí)的酶促反應(yīng)速率，無法確定該酶作用的最適溫度，D錯(cuò)誤。
5．將1 mL體積分?jǐn)?shù)為5%人的胃液稀釋液倒入裝有10 mL蛋白質(zhì)膠體的試管內(nèi)，置于25 ℃的溫水中水浴，研究其對(duì)蛋白質(zhì)的消化情況。下列各方法中能提高酶活性的是( )
A．在試管內(nèi)再加入1 mL體積分?jǐn)?shù)為5%的胃液稀釋液
B．把實(shí)驗(yàn)溫度提高到37 ℃
C．將pH由2調(diào)為7
D．在試管內(nèi)加入1 mL唾液
解析：選B。在試管內(nèi)再加入1 mL體積分?jǐn)?shù)為5%的胃液稀釋液，胃蛋白酶的活性不變。人體的溫度在37 ℃左右，該溫度下胃蛋白酶的活性最高，把實(shí)驗(yàn)溫度由 25 ℃ 提高到37 ℃，胃蛋白酶的活性會(huì)升高。胃蛋白酶的最適pH為1.5，將pH由2調(diào)為7的過程中，胃蛋白酶的活性會(huì)降低。在試管內(nèi)加入1 mL唾液，溶液pH會(huì)升高，胃蛋白酶活性降低。
6．現(xiàn)有兩種淀粉酶A與B，某生物興趣小組為探究不同溫度條件下這兩種淀粉酶的活性，設(shè)計(jì)如下探究實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)各組淀粉剩余量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下圖所示。分析回答下列問題：
(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是____________和____________。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，酶B在______ ℃條件時(shí)活性較高。
(3)本實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苡渺沉衷噭z測(cè)生成物麥芽糖的含量來表示？
____________，理由是____________________________________________。
(4)若要進(jìn)一步探究酶B的最適溫度，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要思路應(yīng)是在________ ℃之間設(shè)立較小等溫度梯度的分組實(shí)驗(yàn)，按上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果得出結(jié)論。
解析：(1)自變量是在實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的量，根據(jù)表格可以看出本實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)自變量，即酶的種類和溫度。(2)酶B在40 ℃條件時(shí)淀粉剩余量較少，所以酶B在40 ℃條件時(shí)活性較高。(3)因?yàn)橛渺沉衷噭┬杷〖訜幔訜嵋矔?huì)對(duì)酶的活性產(chǎn)生影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠，所以不能用斐林試劑檢測(cè)生成物麥芽糖的含量來表示。(4)要進(jìn)一步探究酶B的最適溫度，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要思路應(yīng)是設(shè)計(jì)更多的溫度梯度，分別測(cè)量淀粉的分解情況，即在30～50 ℃之間設(shè)立較小等溫度梯度的分組實(shí)驗(yàn)，按上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果得出結(jié)論。
答案：(1)溫度 酶的種類 (2)40
(3)不能 斐林試劑檢測(cè)時(shí)需水浴加熱，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度發(fā)生改變，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (4)30～50
[課時(shí)作業(yè)]
A 合格性考試
1．下列關(guān)于酶特性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的敘述，正確的是( )
A．驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，自變量只能是酶的種類
B．驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，自變量是酶的濃度
C．探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，自變量是溫度
D．探究酶催化作用的最適溫度時(shí)，應(yīng)設(shè)置0 ℃、37 ℃、60 ℃三組
解析：選C。驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，自變量可以是反應(yīng)物的種類或酶的種類。驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，自變量是催化劑的種類。探究酶催化作用的最適溫度時(shí)，應(yīng)設(shè)置多組不同溫度的實(shí)驗(yàn)組，使實(shí)驗(yàn)盡可能精確。
2．為驗(yàn)證酶的高效性，進(jìn)行下圖所示的實(shí)驗(yàn)，以下敘述正確的是( )
A．加氯化鐵的試管必須加熱處理
B．兩試管加入催化劑的分子數(shù)相同
C．兩試管加入過氧化氫量不同
D．反應(yīng)完成后，兩試管中產(chǎn)物總量相同
解析：選D。本題考查驗(yàn)證酶高效性實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，屬于理解分析層次的考查。過氧化氫與FeCl3和過氧化氫酶的催化反應(yīng)都在常溫下進(jìn)行，A錯(cuò)誤；兩試管中加入FeCl3和加入過氧化氫酶的滴數(shù)相同，但兩種催化劑的分子數(shù)不一定相同，B錯(cuò)誤；兩試管中加入的過氧化氫量相同，C錯(cuò)誤；兩種催化劑都不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，因此反應(yīng)完成后，兩試管中產(chǎn)物總量相同，D正確。
3．下圖曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下，反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是( )
A．增大pH，重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，A、B點(diǎn)位置都不變
B．酶量增加后，圖示反應(yīng)速率可用曲線a表示
C．反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素
D．B點(diǎn)后，升高溫度，酶活性增加，曲線將呈現(xiàn)c所示變化
解析：選C。題干中提出“曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下”，因此如果增大pH，酶的活性會(huì)下降，A、B點(diǎn)位置都會(huì)下移，A錯(cuò)誤；增加酶量后，反應(yīng)速率會(huì)加快，且達(dá)到最大反應(yīng)速率時(shí)反應(yīng)物濃度也會(huì)增大，反應(yīng)速率不可用曲線a表示，B錯(cuò)誤；從圖中可以看出，在曲線AB段反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度呈正相關(guān)，因此反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素，C正確；由題意知，曲線b是在最適溫度條件下進(jìn)行的，如果升高溫度，酶活性將會(huì)下降，不會(huì)呈現(xiàn)曲線c所示變化，D錯(cuò)誤。
4．(2020·湖南師大附中高一期末)過氧化氫對(duì)人類具有致癌危險(xiǎn)性，但是我們的人體卻沒有受到過氧化氫的“威脅”，原因是我們?nèi)梭w能產(chǎn)生過氧化氫酶并及時(shí)把其分解成水和O2。下圖是某興趣小組在過氧化氫酶的最適溫度條件下，探究其他因素對(duì)過氧化氫分解的影響的實(shí)驗(yàn)中所繪制的曲線圖。下列相關(guān)說法中不正確的是( )
A．圖①所代表的實(shí)驗(yàn)中，自變量是過氧化氫酶和FeCl3
B．圖①可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是過氧化氫酶具有高效性
C．圖②中限制AB段O2產(chǎn)生速率的因素是H2O2的濃度
D．提高溫度能使圖②中C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2O2濃度下O2產(chǎn)生速率增大
答案：D
5．先將酶和乳汁分別放入兩試管中，將兩試管放入同一水浴環(huán)境中保溫15 min，再將酶和乳汁倒入同一試管中混合，保溫并記錄凝乳所需要的時(shí)間。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，記錄在不同溫度下凝乳所需要的時(shí)間，結(jié)果如下表。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．該實(shí)驗(yàn)說明酶的活性受溫度的影響，40 ℃左右是凝乳酶比較適宜的溫度
B．將裝置A內(nèi)的混合物加熱到40 ℃會(huì)發(fā)生乳汁凝固
C．必須先將酶和乳汁分別保溫一段時(shí)間，再倒入同一試管中混合，然后保溫并記錄乳汁凝固所需要的時(shí)間
D．將裝置F內(nèi)的混合物降溫到40 ℃就會(huì)發(fā)生乳汁凝固
解析：選D。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在不同溫度下乳汁凝固的情況或凝固的時(shí)間不同，說明酶的活性受到溫度的影響，其中在40 ℃時(shí)凝乳所需要的時(shí)間最短，說明40 ℃左右是凝乳酶比較適宜的溫度，A正確；由于A裝置溫度低，酶活性降低，若升溫到40 ℃，酶的活性升高，會(huì)發(fā)生乳汁凝固，B正確；若將酶和乳汁倒入同一試管中混合后再保溫，在達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度之前，已經(jīng)發(fā)生了反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以必須先將酶和乳汁分別保溫一段時(shí)間，再倒入同一試管中混合，然后保溫并記錄乳汁凝固所需要的時(shí)間，C正確；分析裝置F可知，60 ℃時(shí)該酶不能使乳汁凝固，說明60 ℃已經(jīng)使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而失去活性，再降溫到40 ℃酶的活性不會(huì)恢復(fù)，不發(fā)生乳汁凝固，D錯(cuò)誤。
6．目前已發(fā)現(xiàn)的酶有8 000多種，它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)。分析回答下列問題：
(1)無機(jī)催化劑與酶的相同點(diǎn)：具有________作用。
(2)無機(jī)催化劑與酶的不同點(diǎn)：無機(jī)催化劑不具有__________，其催化化學(xué)反應(yīng)的范圍比較廣，例如，酸既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。
答案：(1)催化 (2)專一性
7．已知α-淀粉酶的最適溫度為60 ℃，某同學(xué)為了探究pH對(duì)α-淀粉酶活性的影響，在35 ℃和45 ℃兩個(gè)溫度條件下分別設(shè)置了7支試管，每支試管中均加入4 mL淀粉溶液(淀粉的初始含量為y0 g)，然后加入緩沖液，設(shè)置pH分別為1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0、13.0，再加入2 mL α-淀粉酶溶液，反應(yīng)3 min后迅速在每支試管中同時(shí)加入足量的NaOH溶液，測(cè)定每支試管中淀粉的剩余量，得到如圖所示的曲線。請(qǐng)回答下列問題：
(1)反應(yīng)3 min后迅速加入足量的NaOH溶液的目的是_________________。該同學(xué)認(rèn)為反應(yīng)時(shí)間過長或加入的淀粉量少都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，其依據(jù)是酶的催化具有__________的特點(diǎn)。
(2)分析圖中數(shù)據(jù)可知，實(shí)線部分表示在溫度為______條件下測(cè)定的結(jié)果；使α-淀粉酶完全失活的pH范圍為__________；圖中a點(diǎn)限制酶促反應(yīng)速率的外界因素主要是________。
(3)若該同學(xué)在某pH條件下測(cè)定淀粉的剩余量為 y1 g，則用淀粉的消耗速率表示該條件下酶促反應(yīng)速率為 __________g/min。
答案：(1)使酶瞬間失活，以控制反應(yīng)時(shí)間 高效性
(2)45 ℃ pH＜1或pH＞13 溫度
(3)eq \f(y0－y1,3)
B 等級(jí)性考試
8．下圖曲線表示在不同條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過程，下列分析不正確的是( )
A．1、2、3反應(yīng)所需要的活化能分別是D－A、C－A、B－A
B．若條件為是否加催化劑及催化劑的種類，則1、2、3分別是不加催化劑、加無機(jī)催化劑、加酶的反應(yīng)
C．若反應(yīng)條件為酶促反應(yīng)所處的pH不同，1、2、3反應(yīng)條件可能是pH1＞pH2＞pH3
D．若條件為酶促反應(yīng)所處溫度(T)不同，1、2、3反應(yīng)條件一定是T1＞T3＞T2
解析：選D。1、2、3反應(yīng)所需要的活化能分別是D－A、C－A、B－A，A正確；若條件為是否加催化劑及催化劑的種類，則1、2、3分別是不加催化劑、加無機(jī)催化劑、加酶的反應(yīng)，B正確；若反應(yīng)條件為酶促反應(yīng)所處的pH不同，1、2、3反應(yīng)的條件可能是pH1＞pH2＞pH3 ，C正確；若條件為酶促反應(yīng)所處溫度(T)不同，1、2、3反應(yīng)的條件不一定是T1＞T3＞T2，D錯(cuò)誤。
9．某同學(xué)查閱資料得知，α-淀粉酶的最適溫度是55 ℃。下表是他為此進(jìn)行的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，但因各組結(jié)果相同而不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｒ韵赂倪M(jìn)措施中合理的是( )
注：溶液呈棕黃色即表示沒有檢測(cè)出淀粉。
A．適當(dāng)增加3%淀粉溶液的體積
B．適當(dāng)提高α-淀粉酶溶液的濃度
C．將實(shí)驗(yàn)溫度改為0 ℃、55 ℃、100 ℃
D．將檢測(cè)試劑碘液改為斐林試劑
解析：選A。試管1、2、3沒能成功，是因?yàn)樗玫矸哿窟^少或酶量較多，酶具有高效性，故在45 ℃、55 ℃、65 ℃條件下都沒有淀粉剩余，可以增加淀粉量或減少酶量，重新設(shè)置實(shí)驗(yàn)，A合理，B不合理；驗(yàn)證α-淀粉酶的最適溫度是55 ℃，將實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置為0 ℃、55 ℃、100 ℃，因?yàn)闇囟忍荻冗^大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說明酶的最適溫度就是55 ℃，C不合理；斐林試劑檢測(cè)還原糖需要水浴加熱，會(huì)破壞設(shè)置的溫度條件，D不合理。
10．利用植物酯酶法快速檢測(cè)農(nóng)藥殘留比傳統(tǒng)儀器分析更快捷、方便，而且準(zhǔn)確度高，更適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。下圖甲、乙分別是測(cè)得的三種大豆酯酶的最適溫度和最適pH，下列敘述不正確的是( )
A．溫度達(dá)60 ℃時(shí)酶1的空間結(jié)構(gòu)被破壞
B．三種酶相比，酶1對(duì)溫度的變化最敏感
C．由圖乙可知，酶1、酶3的最適pH相同
D．溫度為30 ℃，pH為6.0時(shí)酶2的活性最強(qiáng)
解析：選B。分析圖甲可知，溫度達(dá)到60 ℃時(shí)，酶1已經(jīng)失活，此時(shí)酶1的空間結(jié)構(gòu)被破壞，A正確；比較圖甲三條曲線，酶3在50 ℃時(shí)已經(jīng)失活，所以酶3對(duì)溫度最敏感，B錯(cuò)誤；由圖乙可知，酶1和酶3活性最大時(shí)的pH是一樣的，也就是兩種酶的最適pH是一樣的，C正確；酶2的最適溫度和最適pH大約分別為32 ℃、6.0，D正確。
11．從豬的唾液、胰液和新鮮肝臟細(xì)胞中分別提取到酶E1、E2、E3，它們與三種物質(zhì)混合后的情況如下表1，S3與E3混合后產(chǎn)生較多氣泡，產(chǎn)生的氣體能使帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃。下表2為有關(guān)的顏色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。據(jù)表回答(表中“＋”表示有反應(yīng)，“－”表示無反應(yīng))：
表1
表2
(1)依據(jù)表中的信息，可以說明酶具有的特性是________，E2是________酶。
(2)在酶E1、E2、E3中，不能用于探究溫度對(duì)酶活性影響的是________，理由是_______________________________________________________________。
(3)表2試管4、5、6中液體均能與雙縮脲試劑反應(yīng)的原因是_________________________________________________________________。
解析：(1)首先從表2第1、2試管中的現(xiàn)象可以看出，S1和S2的化學(xué)本質(zhì)分別是淀粉和蛋白質(zhì)，再結(jié)合表1中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可知E1是淀粉酶、E2是蛋白酶(或胰蛋白酶)，又因?yàn)镾3與E3混合后產(chǎn)生較多氣泡，產(chǎn)生的氣體能使帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃，所以E3是過氧化氫酶。(2)由于溫度會(huì)影響過氧化氫的分解，不能分清過氧化氫分解速率的變化是由溫度變化引起的，還是由酶的作用引起的，所以E3不能用于探究溫度對(duì)酶活性的影響。(3)由于酶E1、E2、E3均為蛋白質(zhì)，且酶在反應(yīng)前后質(zhì)和量都不變，所以表2試管4、5、6中液體均能與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)。
答案： (1)專一性(特異性) 蛋白(或胰蛋白) (2)E3 溫度會(huì)影響過氧化氫的分解，不能分清過氧化氫分解速率的變化是由溫度變化引起的，還是由酶的作用引起的(或溫度也會(huì)影響過氧化氫的分解，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾) (3)酶E1、E2、E3均為蛋白質(zhì)
課標(biāo)要求
核心素養(yǎng)
素養(yǎng)對(duì)接
素養(yǎng)水平
1.闡明酶的高效性、專一性和作用條件較溫和的特性。
2．探究酶催化的專一性及影響酶活性的條件。
科學(xué)思維：構(gòu)建溫度、pH和底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率影響的模型。
水平三
科學(xué)探究：通過探究“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用”“影響酶活性的條件”發(fā)展科學(xué)探究能力。
水平三
條件
酶活性
溫度
pH
最高
最適
最適
失活
過高
過高或過低
對(duì)應(yīng)曲線
試管
1
2
3
4
加
入
的
物
質(zhì)
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉溶液
2 mL
2 mL
2 mL
2 mL
淀粉酶溶液
2 mL
2 mL
淀粉酶溶液＋蛋白酶溶液(等量混合)
4 mL
4 mL
蒸餾水
2 mL
2 mL
碘液
2滴

2滴
雙縮脲試劑
2 mL
2 mL
預(yù)期顏色變化
不變藍(lán)
紫色
①
②
課題名稱
用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響
用過氧化氫酶探究pH對(duì)酶活性的影響
實(shí)驗(yàn)材料
淀粉溶液、唾液淀粉酶
肝臟研磨液、過氧化氫溶液
自變量
溫度
pH
自變量的設(shè)置方法
分別用37 ℃的水、熱水、冰水處理
分別用蒸餾水、HCl溶液、NaOH溶液處理
因變量
酶活性
酶活性
因變量的觀察指標(biāo)
加碘液后溶液顏色變化的深淺
氧氣產(chǎn)生的速率
無關(guān)變量
pH相同且適宜等
溫度相同且適宜等
核心知識(shí)小結(jié)
[要點(diǎn)回眸]
[答題必備]
酶的特性包括高效性、專一性和作用條件較溫和。
酶具有高效性的原因：與無機(jī)催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著。
過酸、過堿或溫度過高，都會(huì)使酶因空間結(jié)構(gòu)破壞而失活。
在低溫條件下，酶的活性低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并未失活，在適宜溫度下酶的活性可恢復(fù)。
1
2
3
4
5
6
7
8
Ⅰ.設(shè)置水浴缸溫度/℃
20
30
40
50
20
30
40
50
Ⅱ.取8支試管各加入淀粉溶液10 mL，分別保溫5 min
Ⅲ.另取8支試管各加入等量淀粉酶溶液，分別保溫5 min
酶A
酶A
酶A
酶A
酶B
酶B
酶B
酶B
Ⅳ.將同組兩個(gè)試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻，保溫5 min
裝置
A
B
C
D
E
F
水溫t/℃
10
20
30
40
50
60
凝乳時(shí)間/min
不凝固
7.0
4.0
1.5
4.0
不凝固
試管
實(shí)驗(yàn)
溫度
3%淀粉
溶液
2%α-淀粉
酶溶液
1 min后
碘液檢測(cè)
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
酶
物質(zhì)
E1
E2
E3
S1
＋
－
－
S2
－
＋
－
S3
－
－
＋
試管
物質(zhì)
碘液
斐林試劑
雙縮脲試劑
1
S1
＋
－
－
2
S2
－
－
＋
3
S3
－
－
－
4
S1＋E1
－
＋
＋
5
S2＋E2
－
－
＋
6
S3＋E3
－
－
＋

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