【生物】2020届一轮复习苏教版降低化学反应活化能的酶学案 17页

‎2020届 一轮复习 苏教版 降低化学反应活化能的酶 学案 ‎ ‎ ‎ ‎[思维导图·成一统]‎ ‎[基础速练·固根基]‎ ‎1．判断下列有关酶本质和作用叙述的正误 ‎(1)酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质(×)‎ ‎(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(×)‎ ‎(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(×)‎ ‎(4)酶提供了反应过程所必需的活化能(×)‎ ‎(5)随着温度降低，酶促反应的活化能下降(×)‎ ‎(6)酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用(×)‎ ‎(7)酶活性的发挥离不开其特定的结构(√)‎ ‎2．判断下列有关酶特性叙述的正误 ‎(1)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化(×)‎ ‎(2)不同酶的最适温度可能相同(√)‎ ‎(3)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性(×)‎ ‎(4)酶活性最高时的温度不适合酶的保存(√)‎ ‎(5)人体在发热感冒时，常出现厌食恶心现象，这与人体内酶的活性有关，说明酶活性的发挥离不开适宜的温度等(√)‎ ‎(6)在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入双缩脲试剂，由于蛋清液中的蛋白质被分解，因此不再发生紫色反应(×)‎ ‎3．连线酶的特性和原理 ‎[题组练透·过考点]‎ 题组一　考查酶的本质 ‎1．(2015·海南高考)关于人体内激素和酶的叙述，错误的是(　　)‎ A．激素的化学本质都是蛋白质 B．高效性是酶的重要特性之一 C．酶可以降低化学反应的活化能 D．激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢 解析：选A　一些激素的化学本质是蛋白质，一些激素的化学本质不是蛋白质，如性激素的化学本质是固醇；酶具有高效性、专一性等特点；酶通过降低化学反应的活化能提高反应速率；激素通过与靶细胞结合传递信息，影响靶细胞的代谢活动。‎ ‎2．(2014·福建高考)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是(　　)‎ A．蛋白酶　　　　　 B．RNA聚合酶 C．RNA D．逆转录酶 解析：选C　核糖体由rRNA和蛋白质组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体为rRNA，而催化核糖体内氨基酸脱水缩合反应的物质是酶，由此可推测该酶的化学本质是RNA。‎ ‎3.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 解析：选B　分析曲线可知，甲酶在蛋白酶的作用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。‎ ‎[归纳拓展]　正确理解酶的本质 ‎(1)辨析有关酶的六种说法：‎ 项目 错误说法 正确理解 产生 场所 具有分泌功能的细胞才能产生 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)‎ 化学 本质 蛋白质 有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)‎ 作用 场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 温度 影响 低温和高温均使酶变性失活 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 酶只起催化作用 来源 有的可来源于食物等 酶只在生物体内合成 ‎(2)酶与激素的比较：‎ 区别 产生 化学本质 作用机制 激素 内分泌 细胞　‎ 蛋白质、多肽、固醇、单胺等 作为信号分子作用于相应的靶细胞，并在发挥作用后被灭活 酶 所有的 活细胞 绝大多数为蛋白质，少数为RNA 作为催化剂降低反应的活化能，在化学反应的前后，其质量与化学性质均不发生改变 相同点 都具有微量、高效的特点，也都具有一定的特异性 题组二　考查酶的作用原理及特性 ‎4．(2015·江苏高考)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)‎ A．发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性 B．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用 C．用果胶酶澄清果汁时，温度越低澄清速度越快 D．洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性 解析：选B　发烧时食欲减退是因为消化酶的活性降低而不是失活。正常情况下人体内胰蛋白酶发挥作用的场所是小肠，口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。酶的活性受温度影响，低温时果胶酶的活性降低，不利于果胶酶发挥作用。加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶，加白醋会降低碱性蛋白酶的活性。‎ ‎5.将A、B两种物质混合，T1‎ 时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是(　　)‎ A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能 B．该体系中酶促反应速率先快后慢 C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的 D．适当降低反应温度，T2值增大 解析：选C　加入酶C后A浓度降低，B浓度升高，说明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能；随着反应的进行，底物A浓度由大变小，酶促反应速率先快后慢；T2后B增加缓慢是由底物A不足导致的；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2值增大。‎ ‎[归纳拓展]　酶的作用原理分析及具有专一性的物质归纳 ‎(1)酶的作用原理：‎ 酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，结合4题图分析如下：‎ ‎①图中ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。‎ ‎②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。‎ ‎(2)具有专一性的五类物质归纳：‎ 酶 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子 载体 某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础 激素 激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体 tRNA tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 抗体 一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合 ‎[师说考点·解疑难]‎ ‎1．酶的高效性曲线及分析 ‎(1)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的时间，不改变化学反应的平衡点 ‎(3)酶只能催化已存在的化学反应 ‎2.酶的专一性曲线及分析 ‎(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时的变化是明显加快，说明酶A能催化该反应 ‎(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化该反应 ‎3．温度和pH对酶活性的影响曲线及分析 ‎(1)在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都将减弱 ‎(2)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 ‎(3)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，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 ‎(4)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速率的影响及分析 ‎(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加 ‎(2)乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比 ‎[研透考情·备高考]‎ 考向一　酶的高效性与专一性的曲线分析 ‎1．某生物小组用某种酶进行了三组实验，有关实验的结果如下图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶 B．三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性 C．通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近30 ℃、pH＝7‎ D．pH＝5或温度为20 ℃条件下酶活性下降的原因相同 解析：选C　图3中，麦芽糖的含量减少，蔗糖保持不变，说明该实验研究的酶是麦芽糖酶。酶具有高效性是酶与无机催化剂相比，图示中并没有进行此实验。图1中温度为30 ℃时，达到反应平衡点所用的时间最短，说明此温度最接近最适温度。图2中pH＝7时，底物剩余量最少，说明底物被分解的最多，因此，该种酶活性最大时的条件接近30 ℃、pH＝7。20 ℃时只是抑制酶的活性，而pH＝5时可能使酶变性失去活性。‎ 考向二　影响酶活性的因素曲线分析 ‎2．(2019·南京模拟)某同学探究温度、pH、底物浓度与酶促反应速率的关系，绘制出如下曲线图。有关叙述正确的是(　　)‎ A．图1中，A点与B点限制酶促反应速率的因素相同 B．图2中，D点与F点酶的空间结构都被破坏且不能恢复 C．图3中，G点时将对应相关因素调至最适，酶促反应速率不能同步升高 D．图1、图2、图3中相关因素依次是底物浓度、pH、温度 解析：选C　图1中相关因素为底物浓度，A点限制酶促反应速率的因素是底物浓度，B点限制酶促反应速率的因素是酶的数量等其他因素；图2中相关因素为温度，D点酶的空间结构没有被破坏，F点酶的空间结构被破坏且不能恢复；图3中相关因素为pH，G点时pH过低，酶的空间结构发生改变，再调至最适pH，酶促反应速率也不能同步升高。‎ ‎3.为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：‎ ‎(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。‎ ‎(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会________。‎ ‎(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是______________________________________。‎ ‎(4)生物体内酶的化学本质是___________________________________________，其特性有________________________________________________________________________(答出两点即可)。‎ 解析：(1)在60 ℃条件下，反应的最终产物浓度比20 ℃和40 ℃条件下小很多，说明酶在60 ℃条件下最终失活。20 ℃与40 ℃条件下相比，40 ℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40 ℃条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高10 ℃变成30 ℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 ℃条件下的该酶活性大于20 ℃条件下的，因此A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度过高导致t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。‎ 答案：(1)B　(2)加快　(3)不变　60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加 (4)蛋白质或RNA　高效性和专一性(其他合理答案也可)‎ ‎[方法规律]　“四看法”分析酶促反应曲线 ‎ ‎[分点突破·精细研]‎ 题型一　酶催化作用的验证实验 ‎1．(2016·江苏高考)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表(单位：mL)。下列相关叙述正确的是(　　)‎ 管号 ‎1%焦性 没食子酸 ‎2%H2O2‎ 缓冲液 过氧化 物酶溶 液 白菜梗 提取液 煮沸冷却 后的白菜 梗提取液 ‎1‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ A.1号管为对照组，其余不都是实验组 B．2号管为对照组，其余都为实验组 C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶 解析：选A　根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗提取液的3号管为实验组，1号、2号和4号管都为对照组；若3号管显橙红色，还需要与2号管、4号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶；若4号管不显橙红色，可能是因为高温使过氧化物酶失活，而不能证明白菜梗中不存在过氧化物酶。‎ ‎[归纳拓展]　酶催化作用的验证实验设计 设计 思路 实验 变量 自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解 结果 分析 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 题型二　酶本质的验证实验 ‎2．下列能够证明某种酶的化学本质是RNA的实验设计组合是(　　)‎ 组别 实验处理 ‎①‎ 待测酶液＋吡罗红染液→是否呈现红色 ‎②‎ 待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色 ‎③‎ 已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色 ‎④‎ 已知蛋白液＋双缩脲试剂→紫色反应 A．①④　　　　　　　　　 B．②③‎ C．①③ D．②④‎ 解析：选C　对于酶本质的验证，需要设置对照，即①③组，此外检测RNA利用吡罗红染液。‎ ‎[归纳拓展]　试剂检测法——鉴定酶的本质 ‎(1)设计思路：‎ 从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或RNA的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应而RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案即可。‎ ‎(2)设计方案：‎ 题型三　酶催化特性的探究实验 ‎3．已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解的速率。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，预测实验结果并得出结论。请回答问题：‎ 实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、新鲜的质量分数为0.01%的过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管若干。‎ ‎(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的释放速率从快到慢依次是________________________________________________________________________。‎ 由此可得出的结论是_________________________________________。‎ ‎(3)如果仅将实验中的恒温水浴的温度改为80 ℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是________________________________________________________________________，‎ 原因是_________________________________________________________。‎ 解析：该实验有两个目的：一是验证酶具有催化作用，可通过设置有酶和无酶的两组实验进行研究；二是验证酶具有高效性，可通过比较酶与无机催化剂的催化效率来实现。因此，本实验需要设置3组：H2O2溶液＋蒸馏水、H2O2溶液＋过氧化氢酶溶液、H2O2溶液＋FeCl3溶液。由于该实验属于验证性实验，所以实验结果是确定的，即加酶的一组中O2‎ 释放速率最快，加FeCl3溶液的一组次之，加蒸馏水的一组最慢。高温使过氧化氢酶变性失活，故经80 ℃处理后，加有FeCl3溶液的试管中O2释放速率最快。‎ 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支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液　③观察各试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，过氧化氢酶已变性失活 ‎[归纳拓展]　对比法——验证酶的高效性 ‎(1)设计思路：‎ 验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。‎ ‎(2)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 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 ‎(3)实验操作：‎ ‎4．请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计，补充实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题：‎ 实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂，试管，37 ℃恒温水浴锅，沸水浴锅。‎ ‎(1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。‎ ‎　 　溶液 试管　 　‎ 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉 酶溶液 甲 ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎(2)实验步骤：‎ ‎①按照上表中的设计，取试管、加溶液。‎ ‎②________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎④_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)结果预测： ______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)结论： __________________________________________________________。‎ ‎(5)在上述实验中，如果仅将37 ℃恒温水浴锅的温度调到20 ℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色沉淀的试管中的颜色会比37 ℃时的浅，其原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)对照试管甲，易知试管乙中要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液；试管丙和试管丁就应该分别是试管甲和试管乙的对照实验。(2)根据步骤①的提示和题干所给的材料及用具，可以推出接下来要做的是“恒温反应”，并利用斐林试剂检测实验结果，观察实验现象和记录实验结果。(3)(4)根据实验设计，试管甲和试管乙中的反应能够进行，会出现砖红色沉淀；其他试管中的反应不能进行，不会出现砖红色沉淀，因此，可得出“酶的催化作用具有专一性”这一结论。(5)因为酶的活性受温度影响，20 ℃低于酶的最适温度，酶的活性较低，产生的还原糖较少，因此，产生砖红色沉淀的试管中的颜色比37 ℃时的浅。‎ 答案：(1)如下表：‎ ‎　 　溶液 试管　 　‎ 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉 酶溶液 甲 ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ 乙 ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ 丙 ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎＋‎ 丁 ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎(2)②将各试管中溶液放在37 ℃恒温水浴锅中一段时间后再按上表分别混匀，放入37 ℃恒温水浴锅中保温一段时间 ‎③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，在热水浴中处理一段时间　④观察实验现象并记录实验结果　(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀　(4)酶的催化作用具有专一性　(5)20 ℃低于酶的最适温度，酶活性低，产生的还原糖少 ‎[归纳拓展]　对比法——验证酶的专一性 ‎(1)设计思路：‎ 验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。‎ ‎(2)设计方案：‎ 项 目 方案一 方案二 实验组 对照组 实验组 对照组 材 料 底物相同(等量)‎ 与酶相对 应的底物 另外一 种底物 试剂 与底物相 对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量)‎ 现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应 结论 酶具有专一性 酶具有专一性 ‎(3)实验操作：‎ ‎5．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。‎ 解析：(1)脂肪酶的活性以其单位时间内分解脂肪量为指标，因酶需要适宜的pH，故反应液中应加入缓冲溶液。(2)该酶遇双缩脲试剂呈紫色，说明该酶的化学本质是蛋白质。(3)要测定该酶催化作用的最适温度，一般采用预实验，需在一定温度范围内设置温度梯度，对比不同温度下测得的酶活性，若不能测出峰值，则需扩大温度范围，继续实验。‎ 答案：(1)脂肪　缓冲　(2)蛋白质　(3)在一定温度范围(包括55～65 ℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，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。‎ ‎[归纳拓展]　梯度法——探究酶的最适温度和最适pH ‎(1)设计思路：‎ 组别编号 ‎1‎ ‎2‎ ‎…‎ n 实验材料 等量的同种底物 温度(pH)‎ T1(a1)‎ T2(a2)‎ ‎…‎ Tn(an)‎ 衡量指标 相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少 实验结论 生成物量最多的一组，或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)‎ ‎(2)实验操作：‎ ‎①探究酶的最适温度：‎ ‎　 　　　　　　　 ‎　　 ↓　　　　　　　↓‎ ‎　　　　　　 ↓‎ ‎　　　　　　 ↓‎ ‎　　　　　　 ↓‎ 滴加碘液，观察颜色变化 ‎②探究酶的最适pH：‎ O2的产生速率 ‎[提醒]　探究酶活性实验中的“三宜”与“四不宜”‎ ‎(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。‎ ‎(2)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”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。‎ ‎(3)在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。‎ ‎(4)在探究pH对酶活性影响时，“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后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。‎ ‎[冲关集训·能力通]‎ ‎1．下列有关酶的实验设计思路正确的是(　　)‎ A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 B．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性 C．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响 解析：选B　可以利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂验证酶的专一性，但不能用碘液，因为蔗糖是否水解无法判断。过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液可以研究酶的高效性。过氧化氢的分解受温度的影响，所以不能用其探究温度对过氧化氢酶的影响。利用胃蛋白酶、蛋清验证pH对酶活性的影响时，pH应分别设置为1、2、3，因为胃蛋白酶的最适pH约为2，如果从3开始胃蛋白酶可能已经失活。‎ ‎2．为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是(　　)‎ 组别 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ 酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 反应物 蛋白质 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖 A.①和③对比，用双缩脲试剂检测 B．②和④对比，用碘液检测 C．④和⑤对比，用斐林试剂检测 D．③和④对比，用斐林试剂检测 解析：选B　①和③中蛋白酶和淀粉酶均是蛋白质，不能用双缩脲试剂检测；蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，所以②和④对比，可用碘液检测；淀粉酶能催化淀粉水解，产生还原糖，淀粉酶虽不能催化麦芽糖水解，但麦芽糖为还原糖，所以④和⑤均能与斐林试剂反应，形成砖红色沉淀；蛋白质及其水解产物均不能与斐林试剂反应。‎ ‎3．下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果(“＋”的多少，代表颜色深浅)，下列说法错误的是(　　)‎ 试管 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 纤维素悬液(mL)‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ 纤维素酶液(mL)‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎1‎ 反应温度(℃)‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ 斐林试剂(mL)‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ 砖红色深浅 ‎＋＋‎ ‎＋＋＋‎ ‎＋‎ A．该实验的自变量为温度 B．该实验检测的因变量是还原糖的生成量 C．纤维素被水解成了还原糖 D．该纤维素酶的最适温度为40 ℃‎ 解析：选D　由表中数据可知，温度是人为改变的变量，称为自变量。还原糖生成量通过颜色深浅体现出来，这与温度不同有关，是因变量。溶液中出现砖红色沉淀是因为纤维素被水解成了还原糖。②与①③组的温度相比，40 ℃较适宜，但实际上该纤维素酶最适温度可能低于或高于40 ℃，通过本实验只能说明该纤维素酶的最适温度在40 ℃左右。‎ ‎4.某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到右图结果。下列分析错误的是(　　)‎ A．Mn2＋降低了相应化学反应过程所必需的活化能 B．Co2＋或Mg2＋可能导致酶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：选A　从图中可以看出，Mn2＋只是提高了某水解酶活性，但并不能降低反应过程所必需的活化能；Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使某水解酶活性降低；从图中可以看出，有的离子可以提高酶的活性，有的离子可以降低酶的活性；不同金属离子是实验的自变量，该水解酶的活性是实验的因变量，该水解酶的用量是实验的无关变量。‎ ‎5．为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂。对实验现象的预测正确的是(　　)‎ A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失 B．甲中溶液呈紫色、乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失 C．甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失 D．甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失 解析：选C　蛋白质在蛋白酶的作用下水解成多肽，且蛋白酶本身也为蛋白质，由于蛋白质和多肽均能与双缩脲试剂反应，所以甲、乙溶液呈紫色；丙中蛋白块被分泌液中的蛋白酶水解而消失，丁因无蛋白酶而不发生水解。‎ ‎[课堂巩固练—小试身手]‎ ‎1．下列有关酶的叙述，错误的是(　　)‎ A．酶可以由C、H、O、N、P组成 B．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 C．酶具有催化作用是因为酶能给化学反应提供能量 D．一种酶能催化一种或一类化学反应 解析：选C　绝大多数的酶是蛋白质，少量的酶是RNA，因此有的酶的组成元素是C、H、O、N、P，且酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸；酶具有催化作用是因为酶可以降低化学反应所需的活化能。‎ ‎2.(2019·扬州学测模拟)某同学在进行某一酶促反应实验时，第一次实验测得产物生成量随时间变化情况如图中曲线a所示，第二次实验仅对第一次实验中的条件进行了一处调整，实验结果如曲线b所示。该同学改变的条件可能是(　　)‎ A．改变了酶的种类　　　 B．改变了酶的用量 C．改变了底物浓度 D．改变了反应温度 解析：选C　改变酶的种类，可能使反应不能进行下去。改变酶的量和反应温度，不改变生成物的量。只有改变底物浓度，即反应物的量，才影响生成物的量。‎ ‎3.如图表示在最适温度和pH条件下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。结合影响酶催化反应速率的因素分析，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．若在a点提高反应温度，反应速率会加快 B．若在b点增加酶的浓度，反应速率不会加快 C．若在c点增加反应物浓度，反应速率将加快 D．反应物浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素 解析：选D　由于该图是在最适温度下绘制的，因此改变温度会使酶活性降低，反应速率变慢；b点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快，说明反应物浓度不是限制因素，可能受酶浓度的限制，因此当在b点及以后提高酶的浓度，反应速率加快，提高反应物浓度，反应速率不会变化；从曲线图可知，a点后b点前，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，说明此时的主要限制因素是反应物浓度。‎ ‎4．(2013·江苏高考，多选)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(　　)‎ 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 解析：选ACD　过氧化氢受热易分解，不宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，实验①不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故实验③不合理；斐林试剂呈碱性，能与酸性物质发生反应，不适合用于探究pH对酶活性的影响，故实验④不合理。‎ ‎ ‎