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所属成套资源：（新教材）人教版（2019）高中生物必修1同步学案
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高中生物二 酶的特性导学案
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这是一份高中生物二 酶的特性导学案，共18页。学案主要包含了酶的特性及原因[连一连]，酶的活性及影响因素等内容，欢迎下载使用。
一、酶的特性及原因[连一连]
二、酶的活性及影响因素
1．酶活性
(1)概念：酶催化特定化学反应的能力。
(2)主要影响因素：温度、pH等。
2．温度和pH对酶活性的影响
3.温度和pH共同作用对酶活性的影响
(1)反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。
(2)反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。
(1)酶的专一性是指一种酶只能催化一种化学反应。( × )
(2)过酸或过碱，温度过高或过低都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(×)
(3)探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组。( × )
(4)反应底物的浓度越大，酶的活性越高。( × )
知识点一 酶特性的曲线及实验设计思路
1．以曲线形式反映酶的高效性和专一性
(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酶只能催化已存在的化学反应。
(2)表示酶专一性的曲线
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，说明酶具有专一性。
②一定范围内加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快。
2．酶特性的实验设计思路
(1)酶高效性的实验设计思路
①实验组：底物＋生物催化剂(酶)→底物分解速率(或产物生成的速率)
②对照组：底物＋无机催化剂→底物分解速率(或产物生成的速率)
说明：实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。实验组和对照组不是固定不变的，具体哪个作为实验组，哪个作为对照组，要根据实验目的分析判断。
(2)酶专一性的实验分析
①eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(实验组：底物A＋相应酶液A\(――→,\s\up9(检测))底物被分解,对照组：另一底物B＋相同酶液A\(――→,\s\up9(检测))底物没被分解))
②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(实验组：底物A＋相应酶液A\(――→,\s\up9(检测))底物被分解,对照组：相同底物A＋另一酶液B\(――→,\s\up9(检测))底物没被分解))
发展素养
1．你能从分子结构的角度阐释酶具有专一性的原因吗？(科学思维——水平三)
提示：每种酶都有特定的空间结构，酶催化反应时，酶分子首先与底物分子结合。但酶分子能否与底物分子结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应，如下图：
2．洗衣服使用加酶洗衣粉时，用沸水浸泡，去污效果是否更好？为什么？(社会责任——水平二)
提示：不是。加酶洗衣粉中有蛋白酶、脂肪酶等多种酶，用沸水浸泡会破坏酶的空间结构而使酶失活，去污能力反而下降。
1. (2020·合肥六校联考)如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不正确的是( )
A．酶的形状在催化过程中会发生改变
B．底物与酶特定部位的结合具有专一性
C．此图可表示一分子蔗糖经酶催化后产生两分子葡萄糖的过程
D．图示过程能够保证酶保持较高的催化活性
解析：选C。一分子蔗糖经酶催化后产生一分子葡萄糖和一分子果糖，C错误。
2．已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质，蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质)探究有关性质，下列分析错误的是( )
A．该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响
B．该实验有多组对照，如1号和3号试管，2号和4号试管
C．为了遵循等量原则，实验过程中，1号、2号试管加入的蒸馏水的体积相同
D．①处预期的颜色变化为蓝色，②处不会发生颜色变化
解析：选D。由表格实验处理可以看出：该实验中3号、4号试管中加入淀粉酶溶液和蛋白酶溶液的等量混合液，则实验的目的之一是研究酶之间的相互影响，A正确。根据实验设计要遵循单一变量原则，可推出1号和3号试管形成对照，2号和4号试管形成对照，B正确。根据等量原则，实验过程中，1号、2号试管各加入2 mL蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同，防止液体体积的差异影响颜色的变化，C正确。3号试管中淀粉酶被蛋白酶分解，淀粉没有被水解，遇碘液变蓝；蛋白酶的化学本质是蛋白质，故4号试管中加入双缩脲试剂后反应呈紫色，D错误。
知识点二 探究影响酶活性的条件
1．实验思路
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(检测))eq \x(底物分解速率或剩余量)
2．实例分析
[温馨提醒] (1)酶催化反应时，最适温度和最适pH不会相互影响。
(2)酶量的增加会提高酶促反应的速率，但不会改变化学反应的平衡点；适当增加反应物浓度，既改变了反应速率，也改变了反应的进程。
(3)不同因素影响酶促反应速率的机理不同。
①温度和pH是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的。
②底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。
(4)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。
(5)在探究酶的最适温度的实验中，不宜选择过氧化氢和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢在常温常压时就能分解，加热条件下分解会加快，从而影响实验结果。(6)在探究pH对酶活性的影响时，需要保证酶的最适温度(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。
发展素养
1．某加酶洗衣粉的成分中标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？为什么？(科学思维——水平二)
提示：无效果。根据酶的专一性分析，蛋白酶和淀粉酶分解蛋白质和淀粉，而油滴的主要成分是脂肪，上述酶无法将其分解，故无效果。
2．在使用相关酶的时候，往往需要先测定该酶的最适温度和pH，测定时加入试剂的先后顺序是怎样的？(科学探究——水平三)
提示：在测定酶的最适温度或pH的实验中，应先分别控制酶和底物的温度或pH，再将酶与底物混合，而不能颠倒，否则酶会在调节温度或pH的过程中，先将底物分解，导致实验失败。
1．(2020·安徽巢湖高一期末)某生物兴趣小组欲探究温度对酶活性的影响。假如你是该小组的一员，成员们一致推选你完成设计思路。(要求：实验分5组进行)
可供选择的材料与试剂：①猪肝研磨液、唾液、过氧化氢、淀粉；②斐林试剂、碘液。
可供选择的温度：12 ℃、17 ℃、22 ℃、27 ℃、32 ℃、37 ℃、42 ℃、47 ℃、52 ℃、57 ℃。(其他条件均满足要求)
(1)选择的一组材料是唾液和淀粉，不选猪肝研磨液和过氧化氢这一组材料的理由是______________________________________________________。
(2)温度设置最科学合理的一组是________。
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)该实验过程中，恒温处理与混合反应物的先后顺序是________________。
(4)适合用于该实验检测酶活性的试剂是_________________。
(5)该实验的对照属于________。
A．空白对照 B．前后对照
C．相互对照 D．条件对照
答案：(1)过氧化氢在一定温度条件下也会分解，干扰实验结果 (2)B (3)先恒温处理再混合反应物 (4)碘液 (5)C
2．(2020·山东德州高一期末)为探究pH对蛋白酶活性的影响，某小组进行了相关实验，实验结果如下图所示。请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是__________，因变量的检测指标是____________，主要的无关变量是_________________________________________。
(2)与无机催化剂相比，蛋白酶催化效率更高的原因是_______________。检验蛋白质是否被蛋白酶完全水解，________(填“能”或“不能”)用双缩脲试剂，原因是___________________________________________________。
(3)由图可知，该蛋白酶最适pH约是____________________，若pH由13降到7，蛋白质剩余量____________________(填“减少”“增多”或“不变”)，理由是__________________________________________________________。
答案：(1)pH 1 h后蛋白质剩余量 温度(答出蛋白酶的浓度、试管大小等不可)
(2)降低化学反应活化能的作用更显著 不能 蛋白酶的化学本质是蛋白质，会与该试剂发生颜色反应
(3)7 不变 在pH为13时，蛋白酶已失去活性
[随堂检测]
1．纺织工业上的退浆工序通常有两类：化学法和加酶法。化学法，需要7～9 g/L的NaOH溶液，在70～80 ℃条件下作用12 h，退浆率仅为50%～60%；而加酶法，用少量细菌淀粉酶在适宜的条件下，只需作用5 min，退浆率即可达到98%，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．酶具有稳定性
解析：选B。化学法作用12 h，退浆率仅为50%～60%，而加酶法仅需 5 min，退浆率能达到98%，可见酶具有高效性。
2．在各小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2，并向各瓶中迅速加入等量如下图所示的相应的物质，烧瓶口紧包着一个小气球，使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置(瓶内有气体产生，烧瓶即可浮起)。下列相关分析正确的是( )
A．图甲中的烧瓶最先浮起
B．肝脏研磨液中的过氧化氢酶和Fe3＋的作用机理不同
C．图丁中，沉入底部的烧瓶不能浮起
D．图乙与图丙对比，可说明酶具有高效性
答案：D
3．(原创)对化学本质为蛋白质的酶而言，下图符合其催化反应变化规律的曲线应是( )
解析：选D。酶的活性在最适温度前随温度的升高而升高，超过最适温度后，随温度的升高酶活性降低，直至变性失活，故A项所示是温度与反应速率的关系曲线，A不符合题意；酶的活性在超过最适pH后，随着pH的升高，酶活性逐渐降低，甚至失活，其反应速率也降低，B不符合题意；底物的量一定，酶浓度较低时，酶浓度越高的化学反应速率越快，因此酶量为2X时的反应速率大于酶量为X时的反应速率，所以两条曲线中的产物量在开始时不能重叠，而最后产物量相等，故曲线最后应重叠，C不符合题意；在酶的量一定时，随着底物浓度的升高，酶促反应速率逐渐加快，当底物浓度达到一定值后，由于酶的数量有限，随着底物浓度的升高，酶促反应速率不再改变，D符合题意。
4．下图为不同条件下同种酶促反应速率的变化曲线，下列有关叙述错误的是( )
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素是酶量
C．温度导致酶促反应Ⅰ和Ⅱ的速率不同
D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37 ℃
解析：选D。由题图可以看出，在AB段，随着底物浓度的升高，反应速率不断增加，限制反应速率的主要因素是底物浓度，A正确；在BC段，随着底物浓度的升高，反应速率不再增加，限制反应速率的主要因素不再是底物浓度，而是酶量，B正确；曲线Ⅰ和Ⅱ的反应温度不一样，曲线的差异是由温度的差异引起的，C正确；只根据37 ℃、25 ℃时的酶促反应速率，无法确定该酶作用的最适温度，D错误。
5．将1 mL体积分数为5%人的胃液稀释液倒入装有10 mL蛋白质胶体的试管内，置于25 ℃的温水中水浴，研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是( )
A．在试管内再加入1 mL体积分数为5%的胃液稀释液
B．把实验温度提高到37 ℃
C．将pH由2调为7
D．在试管内加入1 mL唾液
解析：选B。在试管内再加入1 mL体积分数为5%的胃液稀释液，胃蛋白酶的活性不变。人体的温度在37 ℃左右，该温度下胃蛋白酶的活性最高，把实验温度由 25 ℃ 提高到37 ℃，胃蛋白酶的活性会升高。胃蛋白酶的最适pH为1.5，将pH由2调为7的过程中，胃蛋白酶的活性会降低。在试管内加入1 mL唾液，溶液pH会升高，胃蛋白酶活性降低。
6．现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下探究实验：
实验结果：对各组淀粉剩余量进行检测，结果如下图所示。分析回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________和____________。
(2)根据实验结果分析，酶B在______ ℃条件时活性较高。
(3)本实验能不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示？
____________，理由是____________________________________________。
(4)若要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是在________ ℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
解析：(1)自变量是在实验过程中可以变化的量，根据表格可以看出本实验有两个自变量，即酶的种类和温度。(2)酶B在40 ℃条件时淀粉剩余量较少，所以酶B在40 ℃条件时活性较高。(3)因为用斐林试剂需水浴加热，加热也会对酶的活性产生影响，使实验结果不可靠，所以不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示。(4)要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是设计更多的温度梯度，分别测量淀粉的分解情况，即在30～50 ℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
答案：(1)温度 酶的种类 (2)40
(3)不能 斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果 (4)30～50
[课时作业]
A 合格性考试
1．下列关于酶特性实验设计的叙述，正确的是( )
A．验证酶的专一性时，自变量只能是酶的种类
B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C．探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度
D．探究酶催化作用的最适温度时，应设置0 ℃、37 ℃、60 ℃三组
解析：选C。验证酶的专一性时，自变量可以是反应物的种类或酶的种类。验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类。探究酶催化作用的最适温度时，应设置多组不同温度的实验组，使实验尽可能精确。
2．为验证酶的高效性，进行下图所示的实验，以下叙述正确的是( )
A．加氯化铁的试管必须加热处理
B．两试管加入催化剂的分子数相同
C．两试管加入过氧化氢量不同
D．反应完成后，两试管中产物总量相同
解析：选D。本题考查验证酶高效性实验的相关知识，属于理解分析层次的考查。过氧化氢与FeCl3和过氧化氢酶的催化反应都在常温下进行，A错误；两试管中加入FeCl3和加入过氧化氢酶的滴数相同，但两种催化剂的分子数不一定相同，B错误；两试管中加入的过氧化氢量相同，C错误；两种催化剂都不改变化学反应的平衡点，因此反应完成后，两试管中产物总量相同，D正确。
3．下图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变
B．酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示
C．反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
D．B点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现c所示变化
解析：选C。题干中提出“曲线b表示在最适温度、最适pH条件下”，因此如果增大pH，酶的活性会下降，A、B点位置都会下移，A错误；增加酶量后，反应速率会加快，且达到最大反应速率时反应物浓度也会增大，反应速率不可用曲线a表示，B错误；从图中可以看出，在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，C正确；由题意知，曲线b是在最适温度条件下进行的，如果升高温度，酶活性将会下降，不会呈现曲线c所示变化，D错误。
4．(2020·湖南师大附中高一期末)过氧化氢对人类具有致癌危险性，但是我们的人体却没有受到过氧化氢的“威胁”，原因是我们人体能产生过氧化氢酶并及时把其分解成水和O2。下图是某兴趣小组在过氧化氢酶的最适温度条件下，探究其他因素对过氧化氢分解的影响的实验中所绘制的曲线图。下列相关说法中不正确的是( )
A．图①所代表的实验中，自变量是过氧化氢酶和FeCl3
B．图①可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有高效性
C．图②中限制AB段O2产生速率的因素是H2O2的浓度
D．提高温度能使图②中C点对应的H2O2浓度下O2产生速率增大
答案：D
5．先将酶和乳汁分别放入两试管中，将两试管放入同一水浴环境中保温15 min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。经过多次实验，记录在不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表。下列关于该实验的叙述，错误的是( )
A．该实验说明酶的活性受温度的影响，40 ℃左右是凝乳酶比较适宜的温度
B．将装置A内的混合物加热到40 ℃会发生乳汁凝固
C．必须先将酶和乳汁分别保温一段时间，再倒入同一试管中混合，然后保温并记录乳汁凝固所需要的时间
D．将装置F内的混合物降温到40 ℃就会发生乳汁凝固
解析：选D。分析实验数据可知，在不同温度下乳汁凝固的情况或凝固的时间不同，说明酶的活性受到温度的影响，其中在40 ℃时凝乳所需要的时间最短，说明40 ℃左右是凝乳酶比较适宜的温度，A正确；由于A装置温度低，酶活性降低，若升温到40 ℃，酶的活性升高，会发生乳汁凝固，B正确；若将酶和乳汁倒入同一试管中混合后再保温，在达到预设的温度之前，已经发生了反应，影响实验结果，所以必须先将酶和乳汁分别保温一段时间，再倒入同一试管中混合，然后保温并记录乳汁凝固所需要的时间，C正确；分析装置F可知，60 ℃时该酶不能使乳汁凝固，说明60 ℃已经使酶的空间结构发生改变而失去活性，再降温到40 ℃酶的活性不会恢复，不发生乳汁凝固，D错误。
6．目前已发现的酶有8 000多种，它们分别催化不同的化学反应。分析回答下列问题：
(1)无机催化剂与酶的相同点：具有________作用。
(2)无机催化剂与酶的不同点：无机催化剂不具有__________，其催化化学反应的范围比较广，例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
答案：(1)催化 (2)专一性
7．已知α淀粉酶的最适温度为60 ℃，某同学为了探究pH对α淀粉酶活性的影响，在35 ℃和45 ℃两个温度条件下分别设置了7支试管，每支试管中均加入4 mL淀粉溶液(淀粉的初始含量为y0 g)，然后加入缓冲液，设置pH分别为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，反应3 min后迅速在每支试管中同时加入足量的NaOH溶液，测定每支试管中淀粉的剩余量，得到如图所示的曲线。请回答下列问题：
(1)反应3 min后迅速加入足量的NaOH溶液的目的是_________________。该同学认为反应时间过长或加入的淀粉量少都可能导致实验失败，其依据是酶的催化具有__________的特点。
(2)分析图中数据可知，实线部分表示在温度为______条件下测定的结果；使α淀粉酶完全失活的pH范围为__________；图中a点限制酶促反应速率的外界因素主要是________。
(3)若该同学在某pH条件下测定淀粉的剩余量为 y1 g，则用淀粉的消耗速率表示该条件下酶促反应速率为 __________g/min。
答案：(1)使酶瞬间失活，以控制反应时间 高效性
(2)45 ℃ pH＜1或pH＞13 温度
(3)eq \f(y0－y1,3)
B 等级性考试
8．下图曲线表示在不同条件下某化学反应的能量变化过程，下列分析不正确的是( )
A．1、2、3反应所需要的活化能分别是D－A、C－A、B－A
B．若条件为是否加催化剂及催化剂的种类，则1、2、3分别是不加催化剂、加无机催化剂、加酶的反应
C．若反应条件为酶促反应所处的pH不同，1、2、3反应条件可能是pH1＞pH2＞pH3
D．若条件为酶促反应所处温度(T)不同，1、2、3反应条件一定是T1＞T3＞T2
解析：选D。1、2、3反应所需要的活化能分别是D－A、C－A、B－A，A正确；若条件为是否加催化剂及催化剂的种类，则1、2、3分别是不加催化剂、加无机催化剂、加酶的反应，B正确；若反应条件为酶促反应所处的pH不同，1、2、3反应的条件可能是pH1＞pH2＞pH3 ，C正确；若条件为酶促反应所处温度(T)不同，1、2、3反应的条件不一定是T1＞T3＞T2，D错误。
9．某同学查阅资料得知，α淀粉酶的最适温度是55 ℃。下表是他为此进行的验证实验，但因各组结果相同而不能达到实验目的。以下改进措施中合理的是( )
注：溶液呈棕黄色即表示没有检测出淀粉。
A．适当增加3%淀粉溶液的体积
B．适当提高α淀粉酶溶液的浓度
C．将实验温度改为0 ℃、55 ℃、100 ℃
D．将检测试剂碘液改为斐林试剂
解析：选A。试管1、2、3没能成功，是因为所用淀粉量过少或酶量较多，酶具有高效性，故在45 ℃、55 ℃、65 ℃条件下都没有淀粉剩余，可以增加淀粉量或减少酶量，重新设置实验，A合理，B不合理；验证α淀粉酶的最适温度是55 ℃，将实验温度设置为0 ℃、55 ℃、100 ℃，因为温度梯度过大，实验结果不能说明酶的最适温度就是55 ℃，C不合理；斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会破坏设置的温度条件，D不合理。
10．利用植物酯酶法快速检测农药残留比传统仪器分析更快捷、方便，而且准确度高，更适合现场检测。下图甲、乙分别是测得的三种大豆酯酶的最适温度和最适pH，下列叙述不正确的是( )
A．温度达60 ℃时酶1的空间结构被破坏
B．三种酶相比，酶1对温度的变化最敏感
C．由图乙可知，酶1、酶3的最适pH相同
D．温度为30 ℃，pH为6.0时酶2的活性最强
解析：选B。分析图甲可知，温度达到60 ℃时，酶1已经失活，此时酶1的空间结构被破坏，A正确；比较图甲三条曲线，酶3在50 ℃时已经失活，所以酶3对温度最敏感，B错误；由图乙可知，酶1和酶3活性最大时的pH是一样的，也就是两种酶的最适pH是一样的，C正确；酶2的最适温度和最适pH大约分别为32 ℃、6.0，D正确。
11．从猪的唾液、胰液和新鲜肝脏细胞中分别提取到酶E1、E2、E3，它们与三种物质混合后的情况如下表1，S3与E3混合后产生较多气泡，产生的气体能使带火星的卫生香复燃。下表2为有关的颜色反应实验。据表回答(表中“＋”表示有反应，“－”表示无反应)：
表1
表2
(1)依据表中的信息，可以说明酶具有的特性是________，E2是________酶。
(2)在酶E1、E2、E3中，不能用于探究温度对酶活性影响的是________，理由是_______________________________________________________________。
(3)表2试管4、5、6中液体均能与双缩脲试剂反应的原因是_________________________________________________________________。
解析：(1)首先从表2第1、2试管中的现象可以看出，S1和S2的化学本质分别是淀粉和蛋白质，再结合表1中的实验现象，可知E1是淀粉酶、E2是蛋白酶(或胰蛋白酶)，又因为S3与E3混合后产生较多气泡，产生的气体能使带火星的卫生香复燃，所以E3是过氧化氢酶。(2)由于温度会影响过氧化氢的分解，不能分清过氧化氢分解速率的变化是由温度变化引起的，还是由酶的作用引起的，所以E3不能用于探究温度对酶活性的影响。(3)由于酶E1、E2、E3均为蛋白质，且酶在反应前后质和量都不变，所以表2试管4、5、6中液体均能与双缩脲试剂产生紫色反应。
答案： (1)专一性(特异性) 蛋白(或胰蛋白) (2)E3 温度会影响过氧化氢的分解，不能分清过氧化氢分解速率的变化是由温度变化引起的，还是由酶的作用引起的(或温度也会影响过氧化氢的分解，对实验结果产生干扰) (3)酶E1、E2、E3均为蛋白质
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和的特性。
2．探究酶催化的专一性及影响酶活性的条件。
科学思维：构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的模型。
水平三
科学探究：通过探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”“影响酶活性的条件”发展科学探究能力。
水平三
条件
酶活性
温度
pH
最高
最适
最适
失活
过高
过高或过低
对应曲线
试管
1
2
3
4
加
入
的
物
质
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
淀粉酶溶液＋蛋白酶溶液(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
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、热水、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
加碘液后溶液颜色变化的深浅
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
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
酶的特性包括高效性、专一性和作用条件较温和。
酶具有高效性的原因：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著。
过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构破坏而失活。
在低温条件下，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恢复。
1
2
3
4
5
6
7
8
Ⅰ.设置水浴缸温度/℃
20
30
40
50
20
30
40
50
Ⅱ.取8支试管各加入淀粉溶液10 mL，分别保温5 min
Ⅲ.另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5 min
酶A
酶A
酶A
酶A
酶B
酶B
酶B
酶B
Ⅳ.将同组两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5 min
装置
A
B
C
D
E
F
水温t/℃
10
20
30
40
50
60
凝乳时间/min
不凝固
7.0
4.0
1.5
4.0
不凝固
试管
实验
温度
3%淀粉
溶液
2%α淀粉
酶溶液
1 min后
碘液检测
1
45 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
2
55 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
3
65 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
酶
物质
E1
E2
E3
S1
＋
－
－
S2
－
＋
－
S3
－
－
＋
试管
物质
碘液
斐林试剂
双缩脲试剂
1
S1
＋
－
－
2
S2
－
－
＋
3
S3
－
－
－
4
S1＋E1
－
＋
＋
5
S2＋E2
－
－
＋
6
S3＋E3
－
－
＋
一、酶的特性及原因[连一连]
二、酶的活性及影响因素
1．酶活性
(1)概念：酶催化特定化学反应的能力。
(2)主要影响因素：温度、pH等。
2．温度和pH对酶活性的影响
3.温度和pH共同作用对酶活性的影响
(1)反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。
(2)反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。
(1)酶的专一性是指一种酶只能催化一种化学反应。( × )
(2)过酸或过碱，温度过高或过低都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(×)
(3)探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组。( × )
(4)反应底物的浓度越大，酶的活性越高。( × )
知识点一 酶特性的曲线及实验设计思路
1．以曲线形式反映酶的高效性和专一性
(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酶只能催化已存在的化学反应。
(2)表示酶专一性的曲线
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，说明酶具有专一性。
②一定范围内加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快。
2．酶特性的实验设计思路
(1)酶高效性的实验设计思路
①实验组：底物＋生物催化剂(酶)→底物分解速率(或产物生成的速率)
②对照组：底物＋无机催化剂→底物分解速率(或产物生成的速率)
说明：实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。实验组和对照组不是固定不变的，具体哪个作为实验组，哪个作为对照组，要根据实验目的分析判断。
(2)酶专一性的实验分析
①eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(实验组：底物A＋相应酶液A\(――→,\s\up9(检测))底物被分解,对照组：另一底物B＋相同酶液A\(――→,\s\up9(检测))底物没被分解))
②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(实验组：底物A＋相应酶液A\(――→,\s\up9(检测))底物被分解,对照组：相同底物A＋另一酶液B\(――→,\s\up9(检测))底物没被分解))
发展素养
1．你能从分子结构的角度阐释酶具有专一性的原因吗？(科学思维——水平三)
提示：每种酶都有特定的空间结构，酶催化反应时，酶分子首先与底物分子结合。但酶分子能否与底物分子结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应，如下图：
2．洗衣服使用加酶洗衣粉时，用沸水浸泡，去污效果是否更好？为什么？(社会责任——水平二)
提示：不是。加酶洗衣粉中有蛋白酶、脂肪酶等多种酶，用沸水浸泡会破坏酶的空间结构而使酶失活，去污能力反而下降。
1. (2020·合肥六校联考)如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不正确的是( )
A．酶的形状在催化过程中会发生改变
B．底物与酶特定部位的结合具有专一性
C．此图可表示一分子蔗糖经酶催化后产生两分子葡萄糖的过程
D．图示过程能够保证酶保持较高的催化活性
解析：选C。一分子蔗糖经酶催化后产生一分子葡萄糖和一分子果糖，C错误。
2．已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质，蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质)探究有关性质，下列分析错误的是( )
A．该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响
B．该实验有多组对照，如1号和3号试管，2号和4号试管
C．为了遵循等量原则，实验过程中，1号、2号试管加入的蒸馏水的体积相同
D．①处预期的颜色变化为蓝色，②处不会发生颜色变化
解析：选D。由表格实验处理可以看出：该实验中3号、4号试管中加入淀粉酶溶液和蛋白酶溶液的等量混合液，则实验的目的之一是研究酶之间的相互影响，A正确。根据实验设计要遵循单一变量原则，可推出1号和3号试管形成对照，2号和4号试管形成对照，B正确。根据等量原则，实验过程中，1号、2号试管各加入2 mL蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同，防止液体体积的差异影响颜色的变化，C正确。3号试管中淀粉酶被蛋白酶分解，淀粉没有被水解，遇碘液变蓝；蛋白酶的化学本质是蛋白质，故4号试管中加入双缩脲试剂后反应呈紫色，D错误。
知识点二 探究影响酶活性的条件
1．实验思路
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(检测))eq \x(底物分解速率或剩余量)
2．实例分析
[温馨提醒] (1)酶催化反应时，最适温度和最适pH不会相互影响。
(2)酶量的增加会提高酶促反应的速率，但不会改变化学反应的平衡点；适当增加反应物浓度，既改变了反应速率，也改变了反应的进程。
(3)不同因素影响酶促反应速率的机理不同。
①温度和pH是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的。
②底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。
(4)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。
(5)在探究酶的最适温度的实验中，不宜选择过氧化氢和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢在常温常压时就能分解，加热条件下分解会加快，从而影响实验结果。(6)在探究pH对酶活性的影响时，需要保证酶的最适温度(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。
发展素养
1．某加酶洗衣粉的成分中标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？为什么？(科学思维——水平二)
提示：无效果。根据酶的专一性分析，蛋白酶和淀粉酶分解蛋白质和淀粉，而油滴的主要成分是脂肪，上述酶无法将其分解，故无效果。
2．在使用相关酶的时候，往往需要先测定该酶的最适温度和pH，测定时加入试剂的先后顺序是怎样的？(科学探究——水平三)
提示：在测定酶的最适温度或pH的实验中，应先分别控制酶和底物的温度或pH，再将酶与底物混合，而不能颠倒，否则酶会在调节温度或pH的过程中，先将底物分解，导致实验失败。
1．(2020·安徽巢湖高一期末)某生物兴趣小组欲探究温度对酶活性的影响。假如你是该小组的一员，成员们一致推选你完成设计思路。(要求：实验分5组进行)
可供选择的材料与试剂：①猪肝研磨液、唾液、过氧化氢、淀粉；②斐林试剂、碘液。
可供选择的温度：12 ℃、17 ℃、22 ℃、27 ℃、32 ℃、37 ℃、42 ℃、47 ℃、52 ℃、57 ℃。(其他条件均满足要求)
(1)选择的一组材料是唾液和淀粉，不选猪肝研磨液和过氧化氢这一组材料的理由是______________________________________________________。
(2)温度设置最科学合理的一组是________。
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)该实验过程中，恒温处理与混合反应物的先后顺序是________________。
(4)适合用于该实验检测酶活性的试剂是_________________。
(5)该实验的对照属于________。
A．空白对照 B．前后对照
C．相互对照 D．条件对照
答案：(1)过氧化氢在一定温度条件下也会分解，干扰实验结果 (2)B (3)先恒温处理再混合反应物 (4)碘液 (5)C
2．(2020·山东德州高一期末)为探究pH对蛋白酶活性的影响，某小组进行了相关实验，实验结果如下图所示。请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是__________，因变量的检测指标是____________，主要的无关变量是_________________________________________。
(2)与无机催化剂相比，蛋白酶催化效率更高的原因是_______________。检验蛋白质是否被蛋白酶完全水解，________(填“能”或“不能”)用双缩脲试剂，原因是___________________________________________________。
(3)由图可知，该蛋白酶最适pH约是____________________，若pH由13降到7，蛋白质剩余量____________________(填“减少”“增多”或“不变”)，理由是__________________________________________________________。
答案：(1)pH 1 h后蛋白质剩余量 温度(答出蛋白酶的浓度、试管大小等不可)
(2)降低化学反应活化能的作用更显著 不能 蛋白酶的化学本质是蛋白质，会与该试剂发生颜色反应
(3)7 不变 在pH为13时，蛋白酶已失去活性
[随堂检测]
1．纺织工业上的退浆工序通常有两类：化学法和加酶法。化学法，需要7～9 g/L的NaOH溶液，在70～80 ℃条件下作用12 h，退浆率仅为50%～60%；而加酶法，用少量细菌淀粉酶在适宜的条件下，只需作用5 min，退浆率即可达到98%，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．酶具有稳定性
解析：选B。化学法作用12 h，退浆率仅为50%～60%，而加酶法仅需 5 min，退浆率能达到98%，可见酶具有高效性。
2．在各小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2，并向各瓶中迅速加入等量如下图所示的相应的物质，烧瓶口紧包着一个小气球，使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置(瓶内有气体产生，烧瓶即可浮起)。下列相关分析正确的是( )
A．图甲中的烧瓶最先浮起
B．肝脏研磨液中的过氧化氢酶和Fe3＋的作用机理不同
C．图丁中，沉入底部的烧瓶不能浮起
D．图乙与图丙对比，可说明酶具有高效性
答案：D
3．(原创)对化学本质为蛋白质的酶而言，下图符合其催化反应变化规律的曲线应是( )
解析：选D。酶的活性在最适温度前随温度的升高而升高，超过最适温度后，随温度的升高酶活性降低，直至变性失活，故A项所示是温度与反应速率的关系曲线，A不符合题意；酶的活性在超过最适pH后，随着pH的升高，酶活性逐渐降低，甚至失活，其反应速率也降低，B不符合题意；底物的量一定，酶浓度较低时，酶浓度越高的化学反应速率越快，因此酶量为2X时的反应速率大于酶量为X时的反应速率，所以两条曲线中的产物量在开始时不能重叠，而最后产物量相等，故曲线最后应重叠，C不符合题意；在酶的量一定时，随着底物浓度的升高，酶促反应速率逐渐加快，当底物浓度达到一定值后，由于酶的数量有限，随着底物浓度的升高，酶促反应速率不再改变，D符合题意。
4．下图为不同条件下同种酶促反应速率的变化曲线，下列有关叙述错误的是( )
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素是酶量
C．温度导致酶促反应Ⅰ和Ⅱ的速率不同
D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37 ℃
解析：选D。由题图可以看出，在AB段，随着底物浓度的升高，反应速率不断增加，限制反应速率的主要因素是底物浓度，A正确；在BC段，随着底物浓度的升高，反应速率不再增加，限制反应速率的主要因素不再是底物浓度，而是酶量，B正确；曲线Ⅰ和Ⅱ的反应温度不一样，曲线的差异是由温度的差异引起的，C正确；只根据37 ℃、25 ℃时的酶促反应速率，无法确定该酶作用的最适温度，D错误。
5．将1 mL体积分数为5%人的胃液稀释液倒入装有10 mL蛋白质胶体的试管内，置于25 ℃的温水中水浴，研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是( )
A．在试管内再加入1 mL体积分数为5%的胃液稀释液
B．把实验温度提高到37 ℃
C．将pH由2调为7
D．在试管内加入1 mL唾液
解析：选B。在试管内再加入1 mL体积分数为5%的胃液稀释液，胃蛋白酶的活性不变。人体的温度在37 ℃左右，该温度下胃蛋白酶的活性最高，把实验温度由 25 ℃ 提高到37 ℃，胃蛋白酶的活性会升高。胃蛋白酶的最适pH为1.5，将pH由2调为7的过程中，胃蛋白酶的活性会降低。在试管内加入1 mL唾液，溶液pH会升高，胃蛋白酶活性降低。
6．现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下探究实验：
实验结果：对各组淀粉剩余量进行检测，结果如下图所示。分析回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________和____________。
(2)根据实验结果分析，酶B在______ ℃条件时活性较高。
(3)本实验能不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示？
____________，理由是____________________________________________。
(4)若要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是在________ ℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
解析：(1)自变量是在实验过程中可以变化的量，根据表格可以看出本实验有两个自变量，即酶的种类和温度。(2)酶B在40 ℃条件时淀粉剩余量较少，所以酶B在40 ℃条件时活性较高。(3)因为用斐林试剂需水浴加热，加热也会对酶的活性产生影响，使实验结果不可靠，所以不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示。(4)要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是设计更多的温度梯度，分别测量淀粉的分解情况，即在30～50 ℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
答案：(1)温度 酶的种类 (2)40
(3)不能 斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果 (4)30～50
[课时作业]
A 合格性考试
1．下列关于酶特性实验设计的叙述，正确的是( )
A．验证酶的专一性时，自变量只能是酶的种类
B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C．探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度
D．探究酶催化作用的最适温度时，应设置0 ℃、37 ℃、60 ℃三组
解析：选C。验证酶的专一性时，自变量可以是反应物的种类或酶的种类。验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类。探究酶催化作用的最适温度时，应设置多组不同温度的实验组，使实验尽可能精确。
2．为验证酶的高效性，进行下图所示的实验，以下叙述正确的是( )
A．加氯化铁的试管必须加热处理
B．两试管加入催化剂的分子数相同
C．两试管加入过氧化氢量不同
D．反应完成后，两试管中产物总量相同
解析：选D。本题考查验证酶高效性实验的相关知识，属于理解分析层次的考查。过氧化氢与FeCl3和过氧化氢酶的催化反应都在常温下进行，A错误；两试管中加入FeCl3和加入过氧化氢酶的滴数相同，但两种催化剂的分子数不一定相同，B错误；两试管中加入的过氧化氢量相同，C错误；两种催化剂都不改变化学反应的平衡点，因此反应完成后，两试管中产物总量相同，D正确。
3．下图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变
B．酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示
C．反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
D．B点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现c所示变化
解析：选C。题干中提出“曲线b表示在最适温度、最适pH条件下”，因此如果增大pH，酶的活性会下降，A、B点位置都会下移，A错误；增加酶量后，反应速率会加快，且达到最大反应速率时反应物浓度也会增大，反应速率不可用曲线a表示，B错误；从图中可以看出，在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，C正确；由题意知，曲线b是在最适温度条件下进行的，如果升高温度，酶活性将会下降，不会呈现曲线c所示变化，D错误。
4．(2020·湖南师大附中高一期末)过氧化氢对人类具有致癌危险性，但是我们的人体却没有受到过氧化氢的“威胁”，原因是我们人体能产生过氧化氢酶并及时把其分解成水和O2。下图是某兴趣小组在过氧化氢酶的最适温度条件下，探究其他因素对过氧化氢分解的影响的实验中所绘制的曲线图。下列相关说法中不正确的是( )
A．图①所代表的实验中，自变量是过氧化氢酶和FeCl3
B．图①可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有高效性
C．图②中限制AB段O2产生速率的因素是H2O2的浓度
D．提高温度能使图②中C点对应的H2O2浓度下O2产生速率增大
答案：D
5．先将酶和乳汁分别放入两试管中，将两试管放入同一水浴环境中保温15 min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。经过多次实验，记录在不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表。下列关于该实验的叙述，错误的是( )
A．该实验说明酶的活性受温度的影响，40 ℃左右是凝乳酶比较适宜的温度
B．将装置A内的混合物加热到40 ℃会发生乳汁凝固
C．必须先将酶和乳汁分别保温一段时间，再倒入同一试管中混合，然后保温并记录乳汁凝固所需要的时间
D．将装置F内的混合物降温到40 ℃就会发生乳汁凝固
解析：选D。分析实验数据可知，在不同温度下乳汁凝固的情况或凝固的时间不同，说明酶的活性受到温度的影响，其中在40 ℃时凝乳所需要的时间最短，说明40 ℃左右是凝乳酶比较适宜的温度，A正确；由于A装置温度低，酶活性降低，若升温到40 ℃，酶的活性升高，会发生乳汁凝固，B正确；若将酶和乳汁倒入同一试管中混合后再保温，在达到预设的温度之前，已经发生了反应，影响实验结果，所以必须先将酶和乳汁分别保温一段时间，再倒入同一试管中混合，然后保温并记录乳汁凝固所需要的时间，C正确；分析装置F可知，60 ℃时该酶不能使乳汁凝固，说明60 ℃已经使酶的空间结构发生改变而失去活性，再降温到40 ℃酶的活性不会恢复，不发生乳汁凝固，D错误。
6．目前已发现的酶有8 000多种，它们分别催化不同的化学反应。分析回答下列问题：
(1)无机催化剂与酶的相同点：具有________作用。
(2)无机催化剂与酶的不同点：无机催化剂不具有__________，其催化化学反应的范围比较广，例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
答案：(1)催化 (2)专一性
7．已知α淀粉酶的最适温度为60 ℃，某同学为了探究pH对α淀粉酶活性的影响，在35 ℃和45 ℃两个温度条件下分别设置了7支试管，每支试管中均加入4 mL淀粉溶液(淀粉的初始含量为y0 g)，然后加入缓冲液，设置pH分别为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，反应3 min后迅速在每支试管中同时加入足量的NaOH溶液，测定每支试管中淀粉的剩余量，得到如图所示的曲线。请回答下列问题：
(1)反应3 min后迅速加入足量的NaOH溶液的目的是_________________。该同学认为反应时间过长或加入的淀粉量少都可能导致实验失败，其依据是酶的催化具有__________的特点。
(2)分析图中数据可知，实线部分表示在温度为______条件下测定的结果；使α淀粉酶完全失活的pH范围为__________；图中a点限制酶促反应速率的外界因素主要是________。
(3)若该同学在某pH条件下测定淀粉的剩余量为 y1 g，则用淀粉的消耗速率表示该条件下酶促反应速率为 __________g/min。
答案：(1)使酶瞬间失活，以控制反应时间 高效性
(2)45 ℃ pH＜1或pH＞13 温度
(3)eq \f(y0－y1,3)
B 等级性考试
8．下图曲线表示在不同条件下某化学反应的能量变化过程，下列分析不正确的是( )
A．1、2、3反应所需要的活化能分别是D－A、C－A、B－A
B．若条件为是否加催化剂及催化剂的种类，则1、2、3分别是不加催化剂、加无机催化剂、加酶的反应
C．若反应条件为酶促反应所处的pH不同，1、2、3反应条件可能是pH1＞pH2＞pH3
D．若条件为酶促反应所处温度(T)不同，1、2、3反应条件一定是T1＞T3＞T2
解析：选D。1、2、3反应所需要的活化能分别是D－A、C－A、B－A，A正确；若条件为是否加催化剂及催化剂的种类，则1、2、3分别是不加催化剂、加无机催化剂、加酶的反应，B正确；若反应条件为酶促反应所处的pH不同，1、2、3反应的条件可能是pH1＞pH2＞pH3 ，C正确；若条件为酶促反应所处温度(T)不同，1、2、3反应的条件不一定是T1＞T3＞T2，D错误。
9．某同学查阅资料得知，α淀粉酶的最适温度是55 ℃。下表是他为此进行的验证实验，但因各组结果相同而不能达到实验目的。以下改进措施中合理的是( )
注：溶液呈棕黄色即表示没有检测出淀粉。
A．适当增加3%淀粉溶液的体积
B．适当提高α淀粉酶溶液的浓度
C．将实验温度改为0 ℃、55 ℃、100 ℃
D．将检测试剂碘液改为斐林试剂
解析：选A。试管1、2、3没能成功，是因为所用淀粉量过少或酶量较多，酶具有高效性，故在45 ℃、55 ℃、65 ℃条件下都没有淀粉剩余，可以增加淀粉量或减少酶量，重新设置实验，A合理，B不合理；验证α淀粉酶的最适温度是55 ℃，将实验温度设置为0 ℃、55 ℃、100 ℃，因为温度梯度过大，实验结果不能说明酶的最适温度就是55 ℃，C不合理；斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会破坏设置的温度条件，D不合理。
10．利用植物酯酶法快速检测农药残留比传统仪器分析更快捷、方便，而且准确度高，更适合现场检测。下图甲、乙分别是测得的三种大豆酯酶的最适温度和最适pH，下列叙述不正确的是( )
A．温度达60 ℃时酶1的空间结构被破坏
B．三种酶相比，酶1对温度的变化最敏感
C．由图乙可知，酶1、酶3的最适pH相同
D．温度为30 ℃，pH为6.0时酶2的活性最强
解析：选B。分析图甲可知，温度达到60 ℃时，酶1已经失活，此时酶1的空间结构被破坏，A正确；比较图甲三条曲线，酶3在50 ℃时已经失活，所以酶3对温度最敏感，B错误；由图乙可知，酶1和酶3活性最大时的pH是一样的，也就是两种酶的最适pH是一样的，C正确；酶2的最适温度和最适pH大约分别为32 ℃、6.0，D正确。
11．从猪的唾液、胰液和新鲜肝脏细胞中分别提取到酶E1、E2、E3，它们与三种物质混合后的情况如下表1，S3与E3混合后产生较多气泡，产生的气体能使带火星的卫生香复燃。下表2为有关的颜色反应实验。据表回答(表中“＋”表示有反应，“－”表示无反应)：
表1
表2
(1)依据表中的信息，可以说明酶具有的特性是________，E2是________酶。
(2)在酶E1、E2、E3中，不能用于探究温度对酶活性影响的是________，理由是_______________________________________________________________。
(3)表2试管4、5、6中液体均能与双缩脲试剂反应的原因是_________________________________________________________________。
解析：(1)首先从表2第1、2试管中的现象可以看出，S1和S2的化学本质分别是淀粉和蛋白质，再结合表1中的实验现象，可知E1是淀粉酶、E2是蛋白酶(或胰蛋白酶)，又因为S3与E3混合后产生较多气泡，产生的气体能使带火星的卫生香复燃，所以E3是过氧化氢酶。(2)由于温度会影响过氧化氢的分解，不能分清过氧化氢分解速率的变化是由温度变化引起的，还是由酶的作用引起的，所以E3不能用于探究温度对酶活性的影响。(3)由于酶E1、E2、E3均为蛋白质，且酶在反应前后质和量都不变，所以表2试管4、5、6中液体均能与双缩脲试剂产生紫色反应。
答案： (1)专一性(特异性) 蛋白(或胰蛋白) (2)E3 温度会影响过氧化氢的分解，不能分清过氧化氢分解速率的变化是由温度变化引起的，还是由酶的作用引起的(或温度也会影响过氧化氢的分解，对实验结果产生干扰) (3)酶E1、E2、E3均为蛋白质
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和的特性。
2．探究酶催化的专一性及影响酶活性的条件。
科学思维：构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的模型。
水平三
科学探究：通过探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”“影响酶活性的条件”发展科学探究能力。
水平三
条件
酶活性
温度
pH
最高
最适
最适
失活
过高
过高或过低
对应曲线
试管
1
2
3
4
加
入
的
物
质
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
淀粉酶溶液＋蛋白酶溶液(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
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、热水、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
加碘液后溶液颜色变化的深浅
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
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
酶的特性包括高效性、专一性和作用条件较温和。
酶具有高效性的原因：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著。
过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构破坏而失活。
在低温条件下，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恢复。
1
2
3
4
5
6
7
8
Ⅰ.设置水浴缸温度/℃
20
30
40
50
20
30
40
50
Ⅱ.取8支试管各加入淀粉溶液10 mL，分别保温5 min
Ⅲ.另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5 min
酶A
酶A
酶A
酶A
酶B
酶B
酶B
酶B
Ⅳ.将同组两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5 min
装置
A
B
C
D
E
F
水温t/℃
10
20
30
40
50
60
凝乳时间/min
不凝固
7.0
4.0
1.5
4.0
不凝固
试管
实验
温度
3%淀粉
溶液
2%α淀粉
酶溶液
1 min后
碘液检测
1
45 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
2
55 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
3
65 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
酶
物质
E1
E2
E3
S1
＋
－
－
S2
－
＋
－
S3
－
－
＋
试管
物质
碘液
斐林试剂
双缩脲试剂
1
S1
＋
－
－
2
S2
－
－
＋
3
S3
－
－
－
4
S1＋E1
－
＋
＋
5
S2＋E2
－
－
＋
6
S3＋E3
－
－
＋
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