2019-2020学年新教材素养突破人教版生物必修第一册讲义练习：第五章 细胞的能量供应和利用 5-1-2

2019-2020学年新教材素养突破人教版生物必修第一册讲义练习：第五章 细胞的能量供应和利用 5-1-2

第 2 课时 酶的特性 课前自主预习案 一、酶的高效性和专一性 1．高效性 (1)含义：酶的催化效率大约是无机催 化剂的 107～1013 倍。 (2)意义：使细胞代谢快速进行。 2．专一性 (1)含义：每一种酶只能催化一种或一 类化学反应。 (2)意义：使细胞代谢有条不紊地进 行。 二、酶的作用条件较温和 1．酶活性 (1)含义：酶对化学反应的催化效率。 (2)影响酶活性的主要因素：温度和 pH。酶所催化的化学反应一般是在比较 温和的条件下进行的。在最适宜的温度和 pH 条件下，酶的活性最高；温度和 pH 偏 高或偏低，酶的活性都会明显降低；过酸、 过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到 破坏，使酶永久失活不再恢复活性。低温 可使酶的活性明显下降，但在适宜的条件 下活性可以恢复，因此酶适于低温下保 存。 2．探究影响酶活性的条件 阅读教材 P82～83[探究·实践]，将下列 实验过程补充完整。 (1)探究影响酶活性的因素： 试管 步骤 1 1′ 2 2 ′ 3 3 ′ 淀粉 溶液 2 m L / 2 m L / 2 m L / 淀粉 酶溶 液 / 1 mL / 1 m L / 1 mL 不同 温度 下 处理 5 min 100_℃( 或 0_℃) 60 ℃ 0_℃( 或 100_℃ ) 将同一温度下的两种物质混合 后保温 5_min 滴加 碘液 1 滴 1 滴 1 滴 结果 (现 象) 变蓝 不变蓝 变蓝 结论 酶的催化作用需在适宜 的温度下进行，温度过高 或过低都会影响酶的活 性 (2)pH 对酶活性的影响： ①取 8 支洁净的试管编号，分别加入 等量新鲜的肝脏研磨液。 ②用盐酸或 NaOH 溶液调整出不同 的 pH(如 5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、 8.5、9.0)。 ③分别滴加等量的过氧化氢溶液并 摇匀。 ④用点燃但无火焰的卫生香来检测 氧气的生成情况。 3．温度和 pH 对酶活性的影响 下列是温度和 pH 对酶活性的影响示 意图，请写出其中某点或某段表示的含 义。 温度 (t/℃) 酸碱度 (pH) (1)P 点：最适温度；Q 点：最适 pH。 (2)偏离 P 点或 Q 点：酶的活性降低。 1.连线酶的特性及原因 2．温度和 pH 对酶活性的影响[填表] 条件 酶活性 温度 pH 最高 最适 最适 降低 偏高或偏 低 偏高或偏 低 失活 过高 过高或过 低 曲线 课堂互动探究案 【课程标准】 说明绝大多数酶是一类能催化生化 反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如 pH 和温度等)的影响 探究酶催化的专一性、高效性及影响 酶活性的因素 【素养达成】 1．分析相关实验，理解酶的高效性 和专一性的含义。(科学探究) 2．通过探究实验，学会归纳温度和 pH 变化对酶活性的影响，并能分析有关 曲线。(科学思维 科学探究) 你吃过多酶片吗？多酶片为什么能 助消化？多酶片通常为肠溶衣与糖衣的 双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白 酶，为什么要进行这样的设计包裹呢？ 探究点一 酶的高效性和专一性 【师问导学】 1．酶的高效性和专一性实验验证 (1)怎样设计实验验证酶具有专一 性？(写出实验思路) (2)怎样设计实验验证酶具有高效 性？(写出实验思路) 答案： (1)思路 1：换底物不换酶(自变量： 底物种类；因变量：底物是否被分解) 实验组：底物＋相应酶液――→检测 底物 分解速率/产物生成速率 对照组：另一底物＋相同酶液――→检测 底物分解速率/产物生成速率 思路 2：换酶不换底物(自变量：酶的 种类；因变量：底物是否被分解) 实验组：底物＋相应酶液――→检测 底物 消耗量(剩余量)/产物生成量 对照组：相同底物＋另一酶液――→检测 底物消耗量(剩余量)/产物生成量 (2)①H2O2＋新鲜肝脏研磨液→观察 产生气泡的多少、大小； ②H2O2＋Fe3＋→观察产生气泡的多 少、大小。 2．淀粉和蔗糖不是还原糖，但淀粉 水解后会生成麦芽糖，蔗糖水解后会产生 葡萄糖和果糖，它们都是还原糖。下表为 比较新鲜唾液(唾液淀粉酶)对淀粉和蔗糖 的催化作用实验，请分析： 试管编 号 1 2 可溶性 淀粉溶 液 2 mL 蔗糖溶 液 2 mL 新鲜的 唾液 1 mL 1 mL 37 ℃保温 5 分钟 新配制 的斐林 试剂 2 mL 2 mL 水浴加热 实验现 象 有砖红 色沉淀 没有砖 红色沉 淀 (1)1 号试管有砖红色沉淀生成，2 号 试管不出现砖红色沉淀，说明什么？ (2)上述实验说明了什么？ (3)上述实验中能否使用碘液代替斐 林试剂作为鉴定试剂？ (4)肽酶能催化多种多肽水解为氨基 酸，是否说明肽酶没有专一性？ 答案： (1)1 号试管中淀粉被水解，2 号试管 中蔗糖没有被水解。 (2)淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化 蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。 (3)不能。因为碘液只能检测淀粉是否 被水解，蔗糖分子是否被水解都不会使碘 液变色。 (4)不是。酶的专一性是指每一种酶只 能催化一种或一类化学反应，肽酶催化的 是一类反应，也说明其具有专一性。 【智涂笔记】 [知识拓展] 酶具有专一性的理论假 说 酶具有专一性的主要理论假说有 “锁钥学说”和“诱导契合学说”，都强 调酶空间结构和底物空间结构的相互吻 合，因此酶的空间结构一旦改变或丧失， 酶的专一性也就没有了，下图是锁钥学说 示意图。 【师说核心】 1．酶的高效性 (1)表示曲线： (2)实验验证： ①实验组：底物＋生物催化剂(酶)→ 底物分解速率(或产物形成的速率)。 ②对照组：底物＋无机催化剂→底物 分解速率(或产物形成的速率)。 2．专一性 (1)物理模型： ①图中 A 表示酶，B 表示被 A 催化 的底物，E、F 表示 B 被分解后产生的物 质，C、D 表示不能被 A 催化的物质。 ②酶和被催化的反应物分子都有特 定的结构。 (2)曲线模型： ①加入酶 B 的反应速率和无酶条件 下的反应速率相同，说明酶 B 对此反应无 催化作用。 ②而加入酶 A 的反应速率随反应物 浓度的增大明显加快，说明酶 A 可催化 该反应，即酶具有专一性。 (3)实验验证： ①实验组：淀粉＋淀粉酶→麦芽糖。 ②对照组：蔗糖＋淀粉酶→不分解， 仍为蔗糖。 ③现象：两组中都加入斐林试剂，并 水浴加热，只有实验组中出现砖红色沉 淀。 【检测反馈】 1．(合格必考)研究表明：一分子过氧 化氢酶能在 1 分钟内使 5×105 个过氧化 氢分子分解成氧和水，相当于 Fe3＋催化速 率的 109 倍，但是对糖的水解却不起作用， 这个事实说明酶分别具有( ) A．多样性，稳定性 B．高效性， 多样性 C．高效性，专一性 D．高效性， 稳定性 解析： 答案：C 2．(合格必考)纺织工业上的褪浆工序 常用两种方法：化学法，需用 NaOH 7 克 /升～9 克/升，在 70 ℃～80 ℃条件下作用 12 小时，褪浆率仅为 50%～60%；加酶法， 用少量细菌淀粉酶，在适宜温度时只需 5 分钟，褪浆率达 100%，这一事实说明 ( ) A．酶具有多样性 B．酶具有高效 性 C．酶具有专一性 D．酶具有溶解 性 解析：由题意可知，少量淀粉酶比 NaOH 褪浆所用时间短得多，褪浆率高得 多，说明酶具有高效性。 答案：B 3．(合格必考)如图是“过氧化氢在不 同条件下的分解实验”。该实验结果说明 酶的催化作用具有( ) A．专一性 B．高效性 C．多样性 D．易失活 解析：题图中两支试管的自变量是催 化剂的种类，此实验可以说明肝脏研磨液 中的过氧化氢酶相对于 FeCl3 来说具有高 效性。 答案：B 4．(等级选考)如图表示一个酶促反 应，它所能反映酶的一个特性和 A、B、 C 最可能的物质依次是( ) A．高效性 蛋白酶 蛋白质 多肽 B．专一性 麦芽糖酶 麦芽糖 葡 萄糖 C．专一性 淀粉酶 淀粉 麦芽糖 D．高效性 脂肪酶 脂肪 甘油和 脂肪酸 解析：由图示可知，图中 A 在反应 前后不变化，则可推断是酶分子，B 是反 应物，C 是产物；反应物与酶分子上的特 有结构相吻合，说明酶具有专一性。图示 中产物是有两个小分子组成的物质，而 B 是由多个小分子单位组成的大分子，由此 可推断 B 可能是淀粉，C 是麦芽糖，A 则 是淀粉酶。 答案：C 5．(等级选考)在一块含有淀粉的琼脂 块的四个固定位置，分别用不同方法处 理，如图所示，将上述实验装置放入 37 ℃ 恒温箱中，保温处理 24 小时后，用碘液 冲浸该琼脂块。关于该实验的描述正确的 是( ) A．该实验中只有 1 组和 2 组变蓝色， 原因都是酶的空间结构被破坏 B．3 组变蓝色，4 组不变蓝，说明酶 具有专一性 C．2 组煮沸的唾液若冷却后使用， 也会导致实验结果不变蓝色 D．1 组和 4 组的自变量是酸处理和 高温处理 解析：该实验中 1 组、2 组、3 组实 验均变蓝色，1 组与 2 组变蓝的原因是酶 的空间结构被破坏，不能分解淀粉，3 组 变蓝的原因是酶具有专一性，蔗糖酶只能 催化蔗糖水解，不能使淀粉水解，淀粉滴 碘液后变蓝，A 错误；第 3 组与第 4 组底 物都是淀粉，第 3 组用的是蔗糖酶，第 4 组用的是淀粉酶，通过实验结果可说明酶 具有专一性，B 正确；第 2 组唾液被煮沸 后，其中的唾液淀粉酶已失活，再冷却后 酶的活性不会恢复，淀粉仍不会被分解， 滴加碘液后会变蓝，C 错误；1 组和 4 组 的自变量是唾液是否经过酸处理，D 错 误。 答案：B 探究点二 酶的作用条件较温和 【师问导学】 酶的活性受到温度和 pH 的影响，我 们可以设计实验来探究影响酶活性这两 个条件，总的设计思路是： 底物＋t1或 pH1＋酶液 底物＋t2或 pH2＋酶液 … … … 底物＋tn或 pHn＋酶液 ――→检测 底物分解 速率或产 物的形成 速率 请结合下列两个实验进行分析： 1．探究温度对酶活性影响的实验(以 工业淀粉酶的催化作用为例) 步骤 试管编号 1 2 3 加入 3%可 溶性淀粉溶 液 2 mL 2 mL 2 mL 提供环境温 度 60 ℃的 水 沸 水 冰 块 保温 5 min 5 min 5 mi n 注入 2%的 新鲜淀粉酶 溶液 1 mL 1 mL 1 mL 继续保温 5 min 5 min 5 mi n 滴入碘液 1 滴 1 滴 1 滴 实验现象 淡黄 色 蓝 色 蓝 色 (1)结合实验结果你有什么结论？ (2)能否在反应后加入新配制的斐林 试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断 试管中的淀粉是否水解了？ (3)能否用过氧化氢和过氧化氢酶来 做这个实验？ 答案： (1)1 号试管中的淀粉被完全水解了， 2、3 号试管中的淀粉没有被水解。工业 淀粉酶的活性受温度的影响。在 60 ℃时 活性最高，温度偏高或者偏低，都会影响 酶的活性。 (2)不能。因为这个实验要严格控制温 度，而斐林试剂的反应需要水浴加热。 (3)不能。过氧化氢本身在不同温度下 就存在分解速率的差异，会干扰实验结 果。 2．探究 pH 变化对过氧化氢酶催化 作用影响的实验 步骤 试管编号 1 2 3 20%肝 脏研磨 液 1 mL 1 mL 1 mL 蒸馏水 1 mL 5%氢氧 化钠溶 液 1 mL 5%盐酸 1 mL 溶液 3%过氧 化氢溶 液 2 mL 2 mL 2 mL 振荡试管 结果 有大量 气泡产 生 无明 显气 泡 无明 显气 泡 (1)该实验结果说明了酶的活性和 pH 有什么关系？ (2)该实验中，能否在加入肝脏研磨液 后，直接加入 3%过氧化氢溶液，然后再 调节 pH? (3)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作 为实验材料？为什么？ 答案： (1)酶的作用需要适宜的 pH，pH 偏高 或偏低都会使酶活性降低。 (2)不能。因为酶的作用具有高效性， 在调节 pH 之前，试管中已经发生了剧烈 反应，会影响到实验结果。 (3)不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉 在酸性条件下也会发生水解反应。 【智涂笔记】 [归纳拓展] 对酶活性最适值的理解 (1)酶催化反应时，酶不同，其最适 pH 不同，最适温度不同，但特定的酶最 适值为定值。 (2)并非在最适的 pH 或温度下反应就 一定能进行；若将温度调至 100 ℃，那么， 即使在最适 pH 条件下，多数酶都会丧失 其活性，酶促反应无法进行。 [解题技法] “四看法”分析酶促反 应曲线 【师说核心】 一、温度和 pH 对酶活性的影响分析 1．实验课题及变量分析 课题 名称 用淀粉酶探究温 度对酶活性的影 响 用过氧化氢酶探 究 pH 对酶活性 的影响 实验 材料 淀粉溶液、唾液 淀粉酶 肝脏研磨液、过 氧化氢溶液 自变 量 温度 pH 自变 量的 设置 方法 分别用 37 ℃的 水、沸水、冰水 处理 分别用蒸馏水、 HCl 溶液、NaOH 溶液处理 因变 量 酶活性 酶活性 因变 量的 观察 指标 加碘液后溶液颜 色的变化 氧气产生的速率 无关 变量 pH 相同且适宜 等 温度相同且适宜 等 2.方法步骤 若干组等量底物 若干组等量酶液 ↓ ↓ 在各自所控制的温度或 pH下处理一段时间 ↓ 同温度或 pH下的底物与酶液混合 ↓ 在各自所控制的温度或 pH下处理一段时间 ↓ 检测并分析结果，得出结论 3．实验结论 温度和 pH 都会影响酶的活性，酶活 性的发挥需要较温和的条件；温度过高或 过低、pH 过大或过小都会影响酶的活性； 过氧化氢酶在中性条件下活性最大。 [特别提醒] (1)实验中所用酶的来源不同，则最适 温度也不同： 若淀粉酶为市售的α淀粉酶，其最适 温度为 50 ℃～75 ℃；若淀粉酶来自人体 组织细胞，则最适温度为 37 ℃左右。 (2)实验中操作步骤要规范： 在探究温度对酶活性影响的实验中， 操作过程中第一步与第二步不能颠倒；在 探究 pH 对酶活性影响的实验中，操作步 骤第二步与第三步也不能颠倒顺序，否则 在调节温度或 pH 的过程中，酶会将淀粉 或 H2O2 分解，导致实验失败。 4．曲线分析 在一定温度(或 pH)范围内，随温度 (或 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。过酸、 过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只 是抑制了酶的活性，酶分子结构未被破 坏，温度升高可恢复其活性。 二、影响酶促反应速率的因素 1．酶浓度对酶促反应速率的影响 (1)甲图说明：在底物充足，其他条件 适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成 正相关。 (2)丙图说明：①酶与无机催化剂都具 有催化能力，与无机催化剂相比，酶的催 化效率更高，即酶具有高效性。 ②酶只会缩短达到化学平衡所需的 时间，不改变化学反应的平衡点。 2．反应物浓度对酶促反应速率的影 响 通过乙图示可看出： (1)加入酶 A 时，一定范围内随底物 浓度的增加反应速率增加，当底物浓度超 过一定范围后反应速率不再改变。 (2)酶 A 会促进酶促反应进行，而酶 B 不会，说明酶具有专一性。 3．温度、pH、抑制剂或激活剂对酶 促反应速率的影响 (1)温度、pH、抑制剂或激活剂通过 影响酶活性对酶促反应速率起到影响作 用。 (2)温度过高、过酸、过碱都会使酶分 子结构遭到破坏，酶活性永久性失活，不 可再恢复。 (3)低温仅抑制酶的活性，在适宜温度 范围内，升高温度酶的活性恢复。 (4)不同的酶最适温度(或 pH)不同。 4．影响酶促反应速率的因素及其作 用实质 【检测反馈】 1．(合格必考)某同学为了探究温度对 唾液淀粉酶催化作用的影响，设计了下表 所示的实验。其他同学看了该实验设计 后，提出了下列修改意见，其中正确的是 ( ) 加入物质 试管号 1 2 稀淀粉糊 (mL) 2 2 新鲜唾液 (mL) — 2 蒸馏水 (mL) 2 — 恒温处理 (15 min) 37 ℃ 0 ℃ 碘液(滴) 2 2 A．1 号试管不必加入 2 mL 蒸馏水， 而应该加入 2 mL 新鲜唾液 B．2号试管不必加入2 mL新鲜唾液， 而应该加入 2 mL 蒸馏水 C．2 号试管应该保持在 37 ℃环境中 进行恒温处理 D．1 号试管应加入 2 mL 新鲜唾液， 并保持在 0 ℃环境中进行恒温处理 解析：实验的自变量是温度，除两试 管控制温度不同之外，其他方面都是相同 的。唾液淀粉酶的最适温度为 37 ℃左右。 答案：A 2．(合格必考)甲、乙、丙三图依次表 示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓 度、温度、pH 的关系。据图判断下列叙 述中不正确的是( ) A．甲图表明当反应物浓度超过某一 浓度时，反应速率受酶浓度的制约将不再 上升 B．乙图中 a 点以后，随温度升高酶 的活性下降 C．丙图可以表示胃蛋白酶催化反应 的速率曲线 D．三图说明反应物浓度、温度、pH 对反应速率均有影响 解析：胃蛋白酶的最适 pH 为 1.5～ 2.2，显然丙图曲线不能表示胃蛋白酶催 化反应的速率变化。 答案：C 3．(等级选考)下列关于探究酶特性的 实验叙述中，正确的是( ) A．若探究温度对酶活性的影响，可 选择过氧化氢溶液为底物 B．若探究过氧化氢酶的高效性，可 选择无机催化剂作为对照 C．若探究温度对淀粉酶活性的影响， 可选择斐林试剂对实验结果进行检测 D．若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究 酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检 测 解析：因加热本身能加快过氧化氢的 分解，故不能用过氧化氢溶液作为底物来 探究温度对酶活性的影响；探究酶的高效 性时用酶与无机催化剂作比较；探究温度 对淀粉酶活性的影响，不选择斐林试剂对 实验结果进行检测，因为斐林试剂检测中 水浴加热时会使低温条件下的酶的活性 升高；用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的 专一性，不用碘液对实验结果进行检测， 因为无论蔗糖水解与否遇碘液都没有颜 色变化。 答案：B 4．(等级选考)[2019·石景山高一期末] 鱼被宰杀后，鱼肉中的三磷酸腺苷(ATP) 经过降解生成对鱼肉鲜味贡献最大的物 质——肌苷酸(IMP)，但是在酸性磷酸酶 (ACP)作用下该物质会进一步降解，导致 鱼肉鲜味下降、风味变差。为了研究鱼类 的保鲜方法，研究者从常见淡水鱼(草鱼、 鱼和鳝鱼)的肌肉中分离纯化得到 ACP， 并对该酶活性进行了系列研究。相关实验 结果如下，分析回答问题： ACP 在不同浓度金属离子中的相对 活性 金属 离子 浓度 (mmol/ L) 相对活性(%) 草鱼 鱼 鳝 鱼 Na＋ 30 100. 83 101 .47 96. 03 Zn2＋ 1 112.3 8 116 .06 158 .13 Ca2＋ 5 65.2l 96. 18 88. 18 (1)鱼肉保鲜的思路：在 IMP 降解前 能有效________ACP 的活性。据图 a 可 知，草鱼 ACP 活性的最适 pH 为________ 左右。 (2)反应温度超过 60 ℃与 pH 低于 3.8 ， 对 鳝 鱼 肌 肉 ACP 活 性 影 响 机 理 ________(选填“相同”或 “不同”)，其 中 pH 低于 3.8 会破坏 ACP 的________。 (3)由表可知，对 ACP 活力有激活作 用的金属离子是________，可以通过在鱼 肉中添加微量的________来抑制鱼肉鲜 度的下降。 解析：酶的催化具有高效性(酶的催 化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一 种酶只能催化一种或一类化学反应的进 行)、需要适宜的温度和 pH 值(在最适条 件下，酶的催化活性是最高的，低温可以 抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性 可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使 酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失 活)。根据图形和表格分析，该实验的自 变量有鱼的种类、温度、pH、离子的种 类和浓度，因变量是酶的活性。(1)根据题 干信息分析，鱼肉中的三磷酸腺苷(ATP) 经过降解生成对鱼肉鲜味贡献最大的物 质——肌苷酸(IMP)，但是在酸性磷酸酶 (ACP)作用下该物质会被进一步降解，导 致鱼肉鲜味下降，所以鱼肉保鲜的思路 为：在 IMP 被降解前采取一定措施有效 抑制 ACP 的活性。分析图 a 曲线可以看 出，草鱼 ACP 活性的最适 pH 值是 5.0 左 右，此时酶的催化活性是最高的。(2)反应 温度超过 60 ℃与 pH 低于 3.8，都会改变 鳝鱼肌肉中的 ACP 的空间结构，因此两 者的影响机理是相同的，其中 pH 低于 3.8 会破坏 ACP 的空间结构。(3)分析表中数 据：草鱼、 鱼和鳝鱼中分离得到 ACP 在 不同种类的金属离子中的活性不同，三种 鱼的 ACP 活性在 Ca2＋溶液中都最低，在 Zn2＋溶液中都最高，因此可以通过在鱼肉 中添加微量的 Ca2＋来抑制鱼肉鲜度的下 降。 答案：(1)抑制 5.0 (2)相同 空间 结构 (3)Zn2＋ Ca2＋ 【网络建构】 【主干落实】 1．酶的特性是高效性、专一性和作 用条件的温和性。 2．酶具有高效性的原因是：与无机 催化剂相比，酶降低反应活化能的作用更 显著。 3．过酸、过碱或温度过高，都会使 酶因空间结构被破坏而失活。 4．在一定的低温下，酶的活性低， 但空间结构稳定，并未失活，在适宜温度 下酶的活性可升高。 课后分层检测案 15 酶的特性 授课提示：对应学生用书 157 页 【合格考全员做】(学业水平一、二) 1．下列关于酶催化特性的叙述，正 确的是( ) A．低温降低分子运动速率，抑制酶 的活性 B．高温激发酶的活性，提高酶促反 应速率 C．增大底物的浓度，酶促反应速率 可以持续上升 D．增加酶的物质量，酶促反应的产 物量随之增加 解析：低温降低分子运动速率，从而 抑制酶的活性；温度过高使酶失活，可降 低酶促反应速率；增大底物的浓度，酶促 反应速率还受酶浓度的影响。 答案：A 2．某加酶洗衣粉说明上注明用 40～ 60 ℃的温水浸泡去污效果更佳，这说明 酶的催化( ) A．有高效性 B．有特异性 C．需 要适宜的条件 D．有多样性 解析：酶的催化需要有适宜的温度和 pH。 答案：C 3．如图为蔗糖酶作用机理示意图， 下列说法正确的是( ) A．蔗糖酶的化学本质是 RNA B．该示意图说明酶具有高效性 C．一分子蔗糖可以水解为 2 分子葡 萄糖 D．蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因 为它们不能结合形成酶—底物复合物 解析：蔗糖酶的化学本质是蛋白质； 此图表明酶具有专一性，蔗糖酶只能催化 分解蔗糖，而不能催化分解麦芽糖，其原 因是酶与底物不能结合。蔗糖是由葡萄糖 和果糖脱水缩合形成的二糖。 答案：D 4．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，酶促反应的活化 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被破 坏的结果 解析：不同酶的最适温度可能相同， 也可能不同，A 正确；在一定的范围内随 着温度的降低，酶的活性下降，而酶促反 应的活化能是不会降低的，B 错误；低温 时，酶的活性降低，但酶的空间结构稳定， 因此，酶制剂适于在低温(0～4 ℃)下保 存，C 正确；高温、强酸、强碱都会破坏 酶的空间结构，从而使酶失活，D 正确。 答案：B 5．下面是酶活性受 pH 影响的示意 图，其中正确的是( ) 解析：酶活性受 pH 的影响，在最适 pH 时，酶活性最高，pH 过低或过高，酶 分子结构受到破坏，酶活性丧失，不可恢 复；在一定的 pH 范围内，酶活性随 pH 增大而增加，超过了最适 pH，酶活性随 pH 增大而降低。 答案：A 6．人体胃蛋白酶的最适 pH 为 2.0， 某同学将胃蛋白酶溶液的 pH 从 10.0 调至 2.0，此时胃蛋白酶的活性将( ) A．不断上升 B．没有活性 C．先升后降 D．先降后升 解析：每种酶都有一个最适 pH，此 时活性最强，若所处的环境过酸或过碱均 会使酶分子结构遭到破坏，从而失活。胃 蛋白酶的最适 pH 为 2.0，当其处于 pH 为 10.0 的溶液中时，已失去活性。 答案：B 7．为了探究温度、pH 对酶活性的影 响，下列实验设计合理的是( ) 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：过氧化氢在高温下易分解，因 此不能用过氧化氢作为底物来探究温度 对酶活性的影响，A 错误；可以利用新制 的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液来 探究温度对酶活性的影响，B 正确；根据 酶的专一性，蔗糖酶不能使淀粉水解，C 错误；淀粉在酸性条件下易分解，因此不 能用淀粉作为底物探究 pH 对酶活性的影 响，D 错误，故选 B。 答案：B 8．将胃蛋白酶溶液的 pH 由 1.5 调高 至 12 的过程中，其催化活性表现为图中 的(纵坐标代表催化活性，横坐标代表 pH)( ) 解析：胃蛋白酶的最适宜 pH 范围是 1.5～2.2，当 pH 调至 12 过程中，酶分子 结构逐渐被破坏，酶活性逐渐丧失，最终 会完全丧失活性。 答案：B 9.如图表示过氧化氢被分解的曲线， 说明酶具有( ) ①专一性 ②高效性 ③催化特性 ④在温和条件下进行 A ． ①② B ． ② C ． ②③ D．①②④ 解析：由图中曲线可知，加酶的反应 最先到达平衡点，加入 Fe3＋的反应次之， 未加酶的反应速率最慢。对三条曲线处理 因素的分析可判定，本题考查的是酶的高 效性，同时也体现了酶与无机催化剂一 样，具有催化作用。 答案：C 10．下列 A、B、C 三图表示酶浓度 一定时，反应速率和反应物浓度、温度、 pH 的关系，请据图回答下列问题。 (1)图 A 中，反应物达到某一浓度时， 反 应 速 率 不 再 上 升 ， 其 原 因 是 ___________________________________ ___。 (2) 图 B 中 ， b 点 对 应 的 温 度 称 ___________________________________ ___________。 (3)图 C 中，c 点到 d 点的曲线急剧下 降 ， 其 原 因 是 ___________________________________ ___________。 (4)将装有酶与反应物的甲、乙两支试 管分别放入 12 ℃和 75 ℃的水浴锅中，20 min 后取出，转入 37 ℃的水浴锅中保温， 两 试 管 内 的 反 应 情 况 分 别 是 ： 甲 ： ______________，乙____________。 解析：(1)反应物浓度通过增加与酶的 接触面积，加快酶促反应速率，图 A 中 曲线表明在反应物浓度较低时，酶有剩 余，随反应物浓度增加，反应速率加快， 当所有酶分子全部参与催化反应中后，再 增加反应物浓度，酶促反应速率不再增 加。(2)温度通过影响酶的活性影响酶促反 应速率，图 B 中曲线的 b 点酶活性最强， 此点对应的温度是酶的最适温度。(3)图 C 中曲线的 c 点酶活性最强，此点对应的 pH 是该酶的最适 pH，超过最适 pH，酶活性 随 pH 增大而减弱，因为过酸或过碱都会 使酶分子结构受到破坏，导致酶活性永久 失活，不可再恢复。(4)高温时酶分子结构 被破坏，酶活性永久性丧失，不可再恢复， 低温时，只是抑制了酶的活性，当温度升 至最适温度时，其活性恢复。所以甲试管 中反应速度加快，乙试管中反应不能进 行。 答案：(1)受反应液中酶浓度的限制 (2)酶反应的最适温度 (3)pH 升高，酶活性下降 (4)速度加 快 不反应 【等级考选学做】(学业水平三、四) 11．在甲、乙、丙三支试管中加入下 列物质并保温一段时间后，有关分析错误 的是( ) 编 号 甲 乙 丙 步 骤 1 2 mL 可溶 性淀粉溶 液 2 mL 可溶 性淀粉溶 液 2 mL 可溶 性淀粉溶 液 步 骤 2 1 mL 淀粉 酶溶液 1 mL 麦芽 糖酶制剂 0.5 mL 淀 粉酶溶液 0．5 mL 麦 芽糖酶制 剂 步 骤 3 适宜温度下保温至反应完成 A．温度、pH 在本实验中均属于无关 变量 B．加入碘液后，溶液变蓝的只有乙 试管 C．加入斐林试剂后水浴加热，溶液 呈现砖红色的是甲试管和丙试管 D．加入双缩脲试剂后，三支试管中 的溶液均变蓝色 解析：本实验中自变量是酶的种类， 温度、pH 均属于无关变量，A 正确；甲 丙两试管中可溶性淀粉在淀粉酶的作用 下水解了。由于酶的专一性，麦芽糖酶制 剂不能催化淀粉的分解，因此加入碘液 后，溶液变蓝的只有乙试管，B 正确；甲 丙两试管中可溶性淀粉在淀粉酶的作用 下水解，产生还原性糖，加入斐林试剂后 水浴加热，溶液呈现砖红色，C 正确；三 支试管中的酶的化学本质均为蛋白质，加 入双缩脲试剂后，三支试管中的溶液均变 紫色，D 错误。 答案：D 12．将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、 唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内， 调整 pH 至 2.0，保存于 37 ℃的水浴锅内。 过一段时间后，容器内剩余的物质是 ( ) A．唾液淀粉酶、淀粉、胃淀粉酶、 水 B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、 多肽、水 C．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 D．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、 水 解析：不同的酶具有不同的最适 pH， 唾液淀粉酶的最适 pH 约为 7 左右，胃蛋 白酶的最适 pH 在 2.0 左右，酶在过酸或 过碱条件下，都会永久性失活，不可恢复； 根据题意可知，将混合液调至 pH＝2.0 时，唾液淀粉酶完全丧失活性，其本质又 是蛋白质，因此在胃蛋白酶作用下，被分 解成多肽，所以在溶液中最终会有淀粉、 胃蛋白酶、多肽和水存在。 答案：C 13.如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 t1 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 解析：在最适宜的温度条件下，酶的 活性最高，温度偏高或偏低，酶活性都会 明显降低。当反应温度由 t1 调到最适温度 时，酶活性上升。温度过高，会使酶的空 间结构遭到破坏，使酶永久失活。0 ℃左 右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能 使酶的空间结构保持稳定；在适宜的温度 下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保 存。 答案：B 14．如图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖 水解的模型，图乙表示在最适温度下，麦 芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。下 列相关叙述错误的是( ) A．该模型能解释酶的催化具有专一 性，其中 a 代表麦芽糖酶 B．限制 f～g 段上升的因素是酶的数 量，故整个实验中应设置麦芽糖酶的量一 定 C．如果温度升高或降低 5 ℃，f 点 都将下移 D．可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否 完成对麦芽糖的催化分解 解析：酶在化学反应前后本身的性状 和数量都不变，故 a 代表酶，再根据酶的 专一性，分解麦芽糖的自然为麦芽糖酶， A 正确；在一定的范围内，反应速率随反 应物量的增加而加快，当反应物量达到一 定限度，反应速率不再加快，f～g 段不再 上升的原因是受酶数量的限制，因此整个 实验中应设置“麦芽糖酶的量一定”，B 正确；在最适温度下，酶活性最高，当温 度偏高或偏低时，酶的活性都会降低。因 此温度升高或降低 5 ℃，f 点都将下移， C 正确；斐林试剂是用来鉴定还原性糖 的，麦芽糖及其分解后产生的葡萄糖均为 还原性糖，D 错误。 答案：D 15．图中的新鲜土豆片与 H2O2 接触 后，产生的现象及推测错误的是( ) A．若有大量气体产生，则可推测新 鲜土豆片中含有过氧化氢酶 B．若增加新鲜土豆片的数量，则量 筒中产生气体的速度加快 C．一段时间后气体量不再增加是因 为土豆片的数量有限 D．为保证实验的严谨性，需要控制 温度等无关变量 解析：土豆片中的过氧化氢酶能重复 利用，只要有 H2O2，反应就能进行，气 体量不再增加的原因是 H2O2 已分解完。 答案：C 16.如图表示某酶促反应反应物剩余 量随 pH 及温度的变化曲线，下列叙述不 正确的是( ) A．该酶的最适温度是 35 ℃左右 B．随着 pH 的升高，酶的活性先降 低后增大 C．随着温度的升高，酶的最适 pH 不变 D．酶的活性受温度和 pH 影响 解析：从曲线图分析可以知道，该酶 的最适温度是 35 ℃，A 正确；随着 pH 的 升高，酶的活性先增大后降低，B 错误； 温度的变化不影响酶作用的最适 pH；温 度升高，酶的活性先增大后降低，酶促反 应速率先加快后降低，但反应物剩余量一 直在减少，C 正确；酶的活性受温度和 pH 的影响，在最适宜的温度和 pH 条件下， 酶的活性最高；温度和 pH 偏高或偏低， 酶的活性都会明显降低，D 正确。 答案：B 17.影响酶催化反应速率的因素有温 度、反应物浓度、酶的浓度等。如图表示 在最适温度下，某种酶的催化反应速率与 反应物浓度之间的关系。有关说法正确的 是( ) A．若在 b 点增加酶的浓度，反应速 率会减慢 B．若在 a 点提高反应温度，反应速 率会加快 C．若在 c 点增加反应物浓度，反应 速率将加快 D．若在 a 点增加反应物浓度，反应 速率将加快 解析：影响反应速率的因素很多，有 温度、反应物浓度、酶的浓度等。图中所 给出的影响因素为反应物浓度，在 b、c 两点时反应物浓度较高，不再是反应速率 的限制因素，在 c 点时增加反应物浓度不 能提高反应速率，但提高酶的浓度会使反 应速率提高；a 点时底物浓度较低是限制 因素，所以提高底物浓度会提高反应速 率。 答案：D 18．[2019·北京西城高一模拟]蜂蜜中 富含维生素、氨基酸与蛋白质、果糖与葡 萄糖等营养物质。蜂蜜中淀粉酶活性是衡 量蜂蜜品质的重要指标。蜂蜜加工过程 中，酶活性常常发生变化。科学家以新鲜 椴树蜂蜜为实验材料，经过不同加工条件 处理后，在相同条件下检测蜂蜜中的淀粉 酶活性(淀粉酶活性以淀粉酶值表示，即 1 g 蜂蜜中的淀粉酶在一定条件下可催化 1%淀粉溶液的毫升数)，结果如下表所示。 请回答： (1)淀粉酶的化学本质是________。淀 粉 酶 只 能 水 解 淀 粉 ， 说 明 酶 具 有 ________。使用双缩脲试剂________(填 “可以”或“不可以”)准确检测蜂蜜中 淀粉酶的含量，理由是 _______________________________ ___________________________________ ______。 (2)本实验探究的是________对蜂蜜 中淀粉酶活性的影响。 (3)实验结果表明，淀粉酶活性在 ________条件下会下降。 (4)在测定淀粉酶值时，是将一定体积 的、加工后的蜂蜜与淀粉溶液及其它试剂 混合，在适宜条件下反应一段时间后，根 据淀粉的水解情况判定淀粉酶值。有人质 疑“实验中淀粉的水解可能是由于淀粉 溶液本身不稳定而自发水解，不一定与蜂 蜜中的淀粉酶有关。”针对此质疑，在测 定淀粉酶值时，设计的对照组实验为 _______________________________ ___________________________________ ______ _______________________________ ___________________________________ ______。 (5)国家标准规定合格的蜂蜜产品淀 粉酶值应在 8 以上。根据上述实验结果， 提出加工蜂蜜的一条具体建议是 _______________________________ ___________________________________ ______ _______________________________ ___________________________________ ______。 解析：本题的表格表示以新鲜椴树蜂 蜜为实验材料，经过不同温度加工处理不 同时间后，在相同条件下检测蜂蜜中的淀 粉酶活性情况，由表格可知：随温度升高、 加工时间延长，淀粉酶活性下降。(1)绝大 多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA，酶是 生物催化剂，不参与化学反应，只是起催 化作用，所以反应前后不发生改变，酶具 有高效性和专一性。高温或过酸过碱都会 使酶的分子结构发生改变而失去活性。淀 粉酶的化学本质是蛋白质。淀粉酶只能水 解淀粉，说明酶具有专一性。使用双缩脲 试剂不可以准确检测蜂蜜中淀粉酶的含 量，理由是蜂蜜中除淀粉酶外还含有其它 蛋白质(蜂蜜中还含有其它非酶类蛋白 质)。(2)本实验探究的是加工温度和加工 时间对蜂蜜中淀粉酶活性的影响。(3)实验 结果表明，淀粉酶活性在加工温度较高、 加工时间较长条件下会下降。(4)为排除 “实验中淀粉的水解可能是由于淀粉溶 液本身不稳定而自发水解，不一定与蜂蜜 中的淀粉酶有关”的因素，在测定淀粉酶 值时，设计的对照组实验为用相同体积的 蒸馏水替换反应体系中的蜂蜜，再用相同 的方法测定淀粉酶值。(5)合格的蜂蜜产品 淀粉酶值应在 8 以上，故加工蜂蜜的条件 为：30 ℃、40 ℃条件下加工不超过 3 小 时；50 ℃、60 ℃条件下加工不超过 2 小 时；70 ℃条件下加工不超过 1 小时。 答案： (1)蛋白质 专一性 不可以 蜂蜜 中除淀粉酶外还含有其它蛋白质(蜂蜜中 还含有其它非酶类蛋白质) (2)加工温度和加工时间 (3)加工温度较高、加工时间较长 (4)用相同体积的蒸馏水替换反应体 系中的蜂蜜，再用相同的方法测定淀粉酶 值 (5)30 ℃、40 ℃条件下加工不超过 3 小时；50 ℃、60 ℃条件下加工不超过 2 小时；70 ℃条件下加工不超过 1 小时 【素养养成练】 19．某同学设计了如下实验来比较过 氧化氢在不同条件下的分解。实验处理及 结果如表格所示(“＋”的数目代表气泡 的多少)，请回答相关问题： 试 管 底 物 量 温 度 催化剂种 类 气泡产生 量 1 号 2 mL 常 温 — — 2 号 2 mL 90 ℃ — ＋＋ 3 2 常 FeCl3 溶液 ＋＋＋＋ 号 mL 温 4 号 2 mL 常 温 2滴新鲜肝 脏研磨液 ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ (1)该实验中，1～4 号试管中，1 号和 4 号 试 管 对 比 可 以 说 明 ___________________________________ _ ； 3 号 和 4 号 试 管 对 比 可 以 说 明 ______________________。 (2)与 1 号试管相比，2、3、4 号试管 出现了较多的气泡，导致 2 号和 3 号试管 反应速率都增加的原理________(填“相 同”或“不相同”)，导致 3 号和 4 号试 管反应速率都增加的原理________(填 “相同”或“不相同”)。 (3)3 号试管与 4 号试管相比，4 号试 管产生的气泡多，从活化能的角度分析是 由 于 ___________________________________ _________。 (4)该实验用的试剂(过氧化氢和新鲜 肝脏研磨液)不能用来探究温度对酶活性 的 影 响 ， 原 因 是 ___________________________________ _。 解析：(1)1 号和 4 号试管对比，实验 的自变量为是否使用酶，验证了酶的催化 作用；3 号和 4 号试管对比，实验的自变 量为催化剂的种类，验证了酶的催化作用 具有高效性。(2)升高温度可以给予反应物 活化所需要的能量，使其从稳定状态变成 容易分解的活跃状态；无机催化剂和酶不 能直接给予反应物活化所需要的能量，但 可以降低反应的活化能。(4)因为过氧化氢 的分解受温度的影响较大，所以不能用此 试剂探究温度对酶活性的影响。 答案： (1)酶具有催化作用 酶具有高效性 (2)不相同 相同 (3)与无机催化剂相比，酶降低活化能 的作用更显著 (4)高温下，过氧化氢容易分解(或过 氧化氢的分解受温度影响)