专题5 酶(教师版)修改版

这是一份专题5 酶(教师版)修改版，共17页。

专题5酶
[考试标准]
知识内容
必考要求
加试要求
酶
(1)酶的发现过程
(2)酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用
(3)影响酶作用的因素
(4)活动：探究酶的专一性
(5)活动：探究pH对过氧化氢酶的影响
a
b
c
c

a
b
c
c
c

一、酶的发现
1、18世纪末：意大利科学家斯帕兰札尼发现胃液中有一种能消化肉的物质。
2、19世纪50年代：巴斯德认为酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果。李比希则认为，酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关，而是需要酵母菌中某种物质的参与。
3、1897年：德国毕希纳证明促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质——酶，而不是酵母菌细胞本身。
4、1926年：美国的萨母纳尔得到脲酶结晶后，证实酶的本质是 蛋白质 。
5、20世纪80年代：科学家又发现极少数特殊的酶是 RNA（核酶）。

二、酶是生物催化剂
项 目
知 识 要 点
酶的来源
活细胞产生的具有催化作用的有机物
化学本质
绝大多数酶是蛋白质
少数酶是RNA
合成场所
核糖体
细胞核（真核生物）
生理功能
起催化作用（生物催化剂）
作用原理
降低化学反应的活化能
酶的活性
（酶作用的强弱）（酶促反应速率）：用单位时间内，单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。如：1g酶在1min内可以催化多少底物。
催化过程
①为了与底物更紧密结合，酶变形。
②为了催化反应，酶—底物复合物变形（酶和底物在空间结构上形成互补）。
③反应完成，产物与酶分开，酶又恢复原状。
酶的特性
①高效性：降低了反应所需的活化能，是无机催化剂的107—1013倍。
②专一性：催化一种或一类相似化学反应。
③作用条件温和：需要适宜的条件，如适宜的温度、pH等。
④有序性：众多反应可同时在细胞内有序的进行。
与无机催化剂共性
①改变（加快）反应速率，但并不是改变化学反应的方向和化学平衡。
②只能催化自然条件下能发生的化学反应。
③反应前后化学性质和数量均没有变化。

拓展知识：
①分子的常态：不活跃，不易发生化学反应；分子活跃态：容易发生化学反应。常态的分子如果获得能量可转变为活跃态。
②活化能： 分子由常态转变为活跃态所需要的能量 。
③催化剂具有促使反应物发生化学变化，本身却不发生化学变化的特点，酶也有此特点。催化剂并没有给分子提供能量，而是降低了分子的活化能，酶降低分子活化能的本领比无机催化剂高，因而催化效率高。


三、与酶有关的曲线分析方法
主 题
曲 线
分 析
酶
的
高
效
性

与无机催化剂相比，酶的催化效率更高；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。
酶
的
专
一
性
（特异性）

在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能够催化该反应；在A反应物中加入酶B，反应速率与未加酶时相同，说明酶B不能催化该反应。
影
响
酶
活
性
的
因
素



①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
②在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。
③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。
④反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。

补充：一般来说，动物体内的酶最适温度在35-40℃之间；植物体内的酶最适温度在40-50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的最适温度可高达70℃。 动物体内的酶最适PH大多在6.5-8.0之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适PH为1.5（P66图）；植物体内的酶最适PH大多在4.5-6.5之间。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。0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在温度适宜时酶的活性可以升高。因此，酶制剂适于在低温（0-4℃）下保存。

影
响
酶
促
反
应
速
率
的
因
素

在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，此时限制因素是底物浓度；当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓度，反应速率不再增加，此时限制因素是酶的浓度。

在底物充足，而其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。整个过程中限制因素是酶的浓度。

[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(　×　)
(2)所有酶的合成都包括转录和翻译两个过程(　×　)
(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(　√　)
(4)产生酶的细胞一定能产生激素(　√　)
(5)高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质不同(　√　)
2．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下图所示，请思考：
(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？
(2)乙酶活性改变的机制是什么？
提示　(1)观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。
(2)乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。
3．如图表示未加催化剂时，生成物浓度随时间的变化曲线，请在图中绘出加酶和加无机催化剂的条件时的变化曲线。
提示　如图所示

4．观察下图回答相关问题：
(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)加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。
5．下列图示为影响酶促反应因素的四种曲线，据图思考：

(1)甲、丙的曲线变化分别表明了什么？
提示　甲图表明在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
丙图表明在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随着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)过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗？
提示　不一样，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。
(3)甲、乙、丙、丁四图所示的因素均对酶活性造成影响吗？
提示　底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。

题组一　酶的本质与作用分析
1．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明(　　)
A．RNA具有生物催化作用 B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质 D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA
解析　由题可知，除去RNaseP酶中的蛋白质，在提高Mg2＋的浓度的前提下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明起催化作用的不仅是这种蛋白质，其中的RNA也有催化作用。D项由于本题只说明了这种酶的催化成分是RNA，故不具有普遍性。答案　A
2.如图为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用过程，根据图示不能得出的结论是(　　)
A．胃蛋白酶能使抗体失活
B．抗体的化学本质是蛋白质
C．木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质
D．胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶
解析　经木瓜蛋白酶或胃蛋白酶处理后，抗体中的部分化学键断裂，进而导致抗体失活；根据酶的专一性可知，抗体的化学本质为蛋白质；本实验不能得出两种酶的化学本质是蛋白质的结论；从图中信息可知，胃蛋白酶催化抗体水解时断裂的肽键数目较多。答案　C
3．关于生物体产生的酶的叙述，错误的是(　　)
A．酶的化学本质是蛋白质或RNA B．酶活性的变化与酶所处的环境改变有关
C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类 D．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁
解析　酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数RNA也具有生物催化功能，A正确；酶的活性受外界环境的影响，如温度、pH等，B正确；蛋白酶可以催化蛋白质水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，它们都属于水解酶，C正确；植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成，而酶具有专一性，纤维素酶只能催化纤维素水解，所以D错误。答案　D
题组二　通过图、表及曲线分析酶的特性与影响因素
4．取经过编号的5支试管，分别加入2mL0.5mol/L的过氧化氢溶液进行如下实验。根据实验内容，判断下列说法正确的是(　　)
试管编号
1
2
3
4
5
加入物质
适量唾液
锈铁钉
生土豆块
熟土豆块
生土豆块和稀盐酸
实验结果
几乎无气泡
少量气泡
大量气泡
几乎无气泡
几乎无气泡

A.说明酶具有高效性的是3号和4号试管 B．1号和3号对照不能说明酶有专一性
C．各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系 D．3号和5号对照可以说明酶的活性受pH影响
解析　酶具有高效性是通过与无机催化剂相比较(即2号与3号实验)得出的；1号和3号实验是两种酶催化一种底物，能说明酶具有专一性；3号和4号实验对比能说明高温会降低酶的活性；3号和5号实验的自变量是pH，说明pH会影响酶的活性。答案　D
5．下图表示改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果，请据此分析，改变下列哪种因素才能获得改变后的结果(　　)
A．温度 B．pH
C．淀粉溶液量 D．唾液量
解析　由图中信息可知，反应进行到12min后，还原糖的生成量不再增加，两组反应都不再进行，改变某一条件后生成物总量降低，反应物淀粉溶液量减少会导致此结果。而改变温度、pH和唾液量均会改变反应完成所需要的时间。答案　C
6．图甲中A、B、C分别表示正常酶的作用、竞争性抑制剂对酶的作用和非竞争性抑制剂对酶的作用，图乙表示相应的反应速率。下列有关叙述错误的是(　　)

A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果
B．非竞争性抑制剂通过改变酶的空间结构，从而影响酶的活性
C．曲线c表示在非竞争性抑制剂作用下酶的活性降低
D．通过增加底物浓度能够削弱非竞争性抑制剂的作用
解析　从图甲可以看出，A所示是正常情况下酶与底物的结合状态，符合曲线a；B所示是因为竞争性抑制剂与该酶催化的底物结构相似，所以当竞争性抑制剂存在时，会影响酶与底物的结合，使反应速率有所降低，符合曲线b；而C所示是非竞争性抑制剂的作用，它与酶结合后，改变了酶的空间结构，使酶不能与底物结合，影响反应速率，符合曲线c。通过上述分析可知，增加底物浓度并不能削弱非竞争性抑制剂的作用，D项错误。答案D
7.如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是(　　)
A．在a点时，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点时，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点时，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
题图可以反映温度和pH对酶促反应速率的影响，但是影响酶促反应速率的因素不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，所以A、C项正确，B项错误。题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。答案B
8．如图所示，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。据图分析正确的是(　　)
A．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B．酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C．升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
D．减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
AB段随着反应物浓度升高，反应速率加快，限制因素是反应物浓度，A项错误；酶量减少，在反应物浓度一定的条件下，反应速率下降，可用曲线a表示，B项正确；图中曲线b是在最适温度、最适pH下的曲线图，因此，升高温度，减小pH，酶活性下降，反应速率下降，应为曲线a，C、D项错误。答案B

1．具有专一性的物质归纳
(1)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。
(2)载体蛋白：某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白协助，不同物质所需载体蛋白不同，载体蛋白的专一性是细胞膜选择透性的基础。
(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，原因在于靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
(4)tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
2．“四步法”分析酶促反应曲线
(1)识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。
(2)析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。
(3)明点(特殊点)：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。
(4)判断：“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。
四、探究酶的专一性——对比法
1、 设计思路：常见2种方案①底物相同但酶不同；②底物不同酶相同。然后观察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
同一种底物（等量）
与酶相对的底物
另外一种底物
试 剂
与底物相对应的酶
另一种酶
同一种酶（等量）
其他条件
其他条件相同，如温度（37℃）、pH、反应时间
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、 实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖(麦芽糖、葡萄糖、果糖)。还原糖能够与本尼迪特试剂发生反应，生成 红黄色沉淀 。
4、 方法步骤
试管
1
2
3
4
5
6
1%淀粉溶液
3mL
-
3mL
-
3mL
-
2%蔗糖溶液
-
3mL
-
3mL
-
3mL
新鲜唾液
（稀释200倍）
-
-
1mL
1mL
-
-
蔗糖酶溶液
-
-
-
-
1mL
1mL
温度处理
37℃恒温水浴中保温15min
本尼迪特试剂
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
水浴加热
摇匀，沸水浴2-3min
实验结果
不产生
红黄色沉淀
不产生
红黄色沉淀
产生
红黄色沉淀
不产生
红黄色沉淀
不产生
红黄色沉淀
产生
红黄色沉淀

五、探究pH对过氧化氢酶的影响
过氧化氢酶
（1） 实验原理
①2H2O2 2H2O+O2
②pH影响酶的活性，从而影响O2的生产量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生产量的多少。也可用 倒置量筒中的气体量 来测量。
（2）实验设计思路
检测
H2O2溶液+pH1酶液
O2的生产速率
H2O2溶液+pH2酶液
┇ ┇
H2O2溶液+pHn酶液

[深度思考]
(1)在探究酶的专一性实验中试管1、3、5相互对照，说明了什么？试管2、4、6相互对照说明了什么？综合在一起说明了什么？
提示　试管1、3、5相互对照，说明了淀粉酶能将淀粉催化水解，而蔗糖酶不能；试管2、4、6相互对照，说明了蔗糖酶能将蔗糖催化水解，而淀粉酶不能。综合说明：一种底物的反应只能被一种酶来催化。
(2)在探究pH对酶活性影响实验中，在不同pH下，气体释放速度和量不一样，在pH为7时释放的气体最多，说明了什么？
提示　过氧化氢酶的最适pH范围在7左右。

题组一　设计实验方案验证酶具有专一性
1．请选择下列所给的实验材料和用具，设计简单实验方案来验证酶具有专一性。实验材料与用具：适宜浓度唾液淀粉酶溶液，适宜浓度蔗糖酶溶液，质量分数为2%的蔗糖溶液，质量分数为1%的淀粉溶液，本尼迪特试剂，试管，37℃恒温水浴锅，沸水浴锅等。
(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
唾液淀粉酶溶液
蔗糖酶溶液
本尼迪特试剂
甲





乙





…






(2)实验步骤：
①分组编号：______________________________________________________________________________；
②对照处理：_______________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________；
③观察现象并记录：________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________。
(3)你所设计的实验自变量是______________________，观测指标是________________________________
__________________________________________________________________________________________。
(4)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新做上述实验，出现红黄色的试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是：
__________________________________________________________________________________________。
答案　(1)答案不唯一，合理即可，如：
溶液
试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
唾液淀粉酶溶液
蔗糖酶溶液
本尼迪特试剂
甲
＋
－
＋
－
＋
乙
＋
－
－
＋
＋
…





[以下只提供与(1)实例内容相符的实验步骤，其他答案与(1)内容相符均可。]
(2)①取两支试管编号为甲、乙，各加入2mL蔗糖溶液
②在甲试管中加入1mL唾液淀粉酶溶液，在乙试管中加入1mL蔗糖酶溶液，混合均匀，放在37℃恒温水浴锅中保温几分钟
③取出试管，甲、乙各加入2mL的本尼迪特试剂，振荡均匀，放在沸水浴中加热2～3min，观察实验现象并记录结果
(3)酶的种类　是否出现红黄色沉淀
(4)20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
解析　要验证酶的专一性，有2种实验方案：①用两种不同酶催化同一种底物；②用同一种酶催化两种不同底物。在不同方案中实验变量不一样，实验步骤也不一样。
题组二　探究温度、pH对酶活性的影响
2．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。请回答下列问题：
(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。
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________。
答案　(1)油脂　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
解析　(1)脂肪酶的活性以其单位时间内分解油脂的量作为指标，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。
3．下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究某种过氧化氢酶的最适pH的实验结果。据此回答下列问题：
探究温度对酶活性影响的实验(实验一)
实
验
步
骤
分组
甲组
乙组
丙组
①淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
②可溶性淀粉溶液
5mL
5mL
5mL
③控制温度
0℃
60℃
90℃
④将新鲜淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温
⑤测定单位时间内淀粉的
探究某种过氧化氢酶的最适pH的实验(实验二)
组别
A组
B组
C组
D组
E组
pH
5
6
7
8
9
H2O2完全分解 所需时间(秒)
300
180
90
192
284

(1)在实验一中，pH属于________变量。
(2)实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是
__________________________________________________________________________________________。
(3)实验一的第⑤步最好选用________________(试剂)测定单位时间内淀粉的________________________。
(4)如将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？____________________，为什么？____________________________________________________________。
(5)分析实验二的结果，可得到的结论是________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________；
在该项实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为____________________之间设置梯度进行研究。
答案　(1)无关
(2)将新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别恒温后再混合(其他合理答案也可)
(3)碘—碘化钾溶液　剩余量
(4)不科学　因为温度会直接影响H2O2的分解
(5)该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高酶的活性均降低(或在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶的活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶的活性降低)　6～8
解析　(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量。(2)探究温度对酶活性的影响实验中，应该先设置好酶溶液和淀粉溶液的温度，然后再将相应温度的淀粉溶液和酶溶液混合进行反应，否则未达到预设温度时部分淀粉可能已被淀粉酶催化分解。因此，实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是先将新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别恒温后再混合。(3)淀粉遇碘—碘化钾溶液变蓝，因此实验一的第⑤步最好选用碘—碘化钾溶液测定单位时间内淀粉的剩余量，淀粉的剩余量越多，说明酶活性越低。(4)温度会直接影响H2O2的分解，因此实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。(5)由实验二的结果可知：在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶的活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶的活性降低；在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为6～8之间设置更小的梯度进行研究。
题组三　实验设计中变量的把握
4．某学生为了验证唾液的功能，做了一组实验：取甲、乙两试管，分别加入2mL淀粉糊，甲试管内又加入了2mL唾液，两试管同时在37℃的温水中保温10min后取出，各加入0.5mL碘—碘化钾溶液，发现只有乙试管内呈蓝色反应。该实验步骤中有一个错误，应是(　　)
A．乙试管应置于低温或室温中 B．乙试管应加胃液
C．乙试管应加与唾液等量的蒸馏水 D．应再加一个试管，内加2mL淀粉糊、2mL唾液，并放到冰水中
解析　实验设计中应遵循的一个重要原则就是等量对照原则，这样才能确定实验结果是由实验变量引起的，所以乙试管应加与甲试管唾液等量的蒸馏水。答案　C
5．如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．若有气体大量产生，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率会加快
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
新鲜土豆片中含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解产生氧气(气泡)。增加土豆片的数量即增加酶的含量，可使反应速率加快。一段时间后，因底物过氧化氢全部被消耗分解掉，产生的氧气(气体)量不再增加。答案C
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
本尼迪特试剂(mL)
2
2
2
红黄色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
6．下表是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计及结果：
根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是(　　)
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　由表格数据可看出，温度设置只有3个不同温度，无法判断该纤维素酶的最适温度。答案　D

1．对比法探究酶的专一性
(1)设计思路：常见的方案有两种，即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
同种底物(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

2.梯度法探究影响酶活性的因素
(1)设计思路：设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应时间最短的一组对应的温度(或pH)最接近最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度(或pH)就越精确。
(2)设计方案
组别编号
1
2
…
n
实验材料
等量的同种底物和酶
温度(或pH)
t1(或a1)
t2(或a2)
…
tn(或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量的多少
实验结论
生成物量最多的一组或底物剩余量最少的一组所处的温度(或pH)为最适温度(或pH)

3．变量法分析酶的实验设计
(1)变量的种类
变量是实验设计中可以变化的因素或条件，依据变量间的相互关系，可分为以下两类：
①自变量与因变量：自变量是实验中由实验者所操纵的因素，该因素的改变将引起实验结果的相应改变，是实验要研究的因素。因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果。它们之间是因果关系，自变量是原因，因变量是结果。
②无关变量与额外变量：无关变量是指实验中除自变量外也能影响实验现象或结果的其他因素。由无关变量引起的实验结果就是额外变量。它们之间也是因果关系。
(2)自变量的确定和控制
根据实验目的，确定实验变量，进而确定控制的措施。
例如：“探究淀粉酶的最适温度”的实验。
①变量的确定：自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度，即“探究什么”，则“什么”就是自变量。
②自变量的控制：在确定了自变量是温度梯度后，应将淀粉酶置于温度梯度下，如：25℃、26℃、27℃……
控制变量的方法，常用的有“施加”“改变”“去除”等。
(3)无关变量的确定与控制
例如：请指出探究pH对唾液淀粉酶活性的影响实验中的无关变量是什么？应如何控制？
分析：在该实验中，自变量是“pH的大小”。无关变量有温度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反应时间、加入碘—碘化钾溶液的量及时间等，在做实验时，对照组和实验组的以上因素都要相同且适宜。

补充1：探究温度对酶活性的影响
（1）实验原理
淀粉 淀粉酶 麦芽糖
碘液 碘液
蓝色 无蓝色出现
温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
（2） 实验设计思路
碘液
检测是否出现蓝
色及蓝色的深浅
淀粉t1温度下+淀粉酶t1温度下
淀粉t2温度下+淀粉酶t2温度下
┇ ┇ ┇
淀粉tn温度下+淀粉酶tn温度下
补充2：探究酶作用特性实验中自变量的处理
（1）在探究酶作用的最适温度实验时，酶溶液和反应物混合之前，要把两者先分别在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，检测的试剂宜选择用碘液，不应该选本尼迪特试剂。因选用本尼迪特试剂需热水浴加热，而该实验中严格控制温度。
（2）在探究酶作用的最适pH时，实验操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸)，然后再加入反应物。不能把酶加入反应物中后，再加入盐酸或氢氧化钠，以防止反应物在酶的作用下下发生反应。
（3）酶促反应速率不同于酶活性：
①温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。
②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
补充3：与酶相关的实验设计与分析方法
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
探究酶的最适温度(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
补充4：酶的实验探究中的“变量分析”
项目
实验变量分析
酶的专一性
①自变量：不同底物或不同酶液；
②因变量：底物是否被分解或有无产物生成；
③无关变量：试剂量、反应温度、pH等。
酶
的
温
和
性
温度
①自变量：一系列温度梯度(至少三组)；
②因变量：底物的分解速度或剩余量(产物的生成速度或生产量)；
③无关变量：底物浓度、试剂量、酶浓度、pH等。
pH
①自变量：一系列pH梯度(至少三组)；
②因变量：底物的分解速度或剩余量(产物的生成速度或生产量)；
③无关变量：底物浓度、试剂量、酶浓度、温度等。
补充5：常见的酶及其作用
分类
酶的名称
酶的作用
消化酶
唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶
将淀粉分解为麦芽糖
胰麦芽糖酶、肠麦芽糖酶
将麦芽糖分解为葡萄糖
胃蛋白酶、胰蛋白酶
将蛋白质分解为多肽
肠肽酶
将多肽分解为氨基酸
胰脂肪酶、肠脂肪酶
将脂肪分解为脂肪酸和甘油
其他
水解酶
DNA酶
分解DNA
纤维素酶
分解纤维素
果胶酶
分解果胶
常见
代谢酶
谷丙转氨酶
将谷氨酸转化为丙氨酸
酪氨酸酶
利用酪氨酸合成黑色素，衰老的细胞中酪氨酸酶活性降低，白化病人体内不能合成酪氨酸酶
与
转录翻译等有关的酶
解旋酶
断开DNA碱基对的氢键
逆转录酶
催化RNA形成DNA分子
RNA聚合酶
催化DNA分子转录形成RNA
限制性核酸内切酶
切割DNA形成粘性末端或平末端
DNA连接酶
将末端互补的DNA片段连接起来
溶酶体酶
水解细胞中的代谢废物、衰老的细胞组织以及外源杂质

【基础训练】
1.下列关于酶的叙述，正确的是（ D ）
A.酶一定能与双缩脲试剂产生紫色反应
B.人体内的酶既可以来自食物，也能来自于体内物质的转化
C.酶是在生物代谢中能起调节作用的一类有机物
D.所有的酶都含C、H、O、N四种元素
2. 人体蛋白质被水解的过程如图所示，下列相关叙述正确的是（ B ）
A.蛋白质的水解只发生在细胞外，如消化道内
B.该过程中酶分子可发生可逆性形变
C.该过程为放能反应，释放的能量可用于合成ATP
D.酶活性的改变是因为其分子结构被破坏
3. 如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化
某反应物的量和反应时间的关系，以下关于此图的
解读，正确的是（ C ）
A.a、b、c表示温度，则一定是a>b>c
B.a、b、c表示pH值，则c>b>a
C.a、b、c表示酶的浓度，则a>b>c
D.a、b、c表示温度，则不可能是c>b>a
4.下图是在不同条件下的酶促反应速率变化曲线，
下列叙述错误的是（ D ）
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℃
5.图为底物浓度、pH、温度与酶促反应速率之间关系的曲线图，下列相关叙述正确的是（ B ）

A.在A点提高温度或在B点适当增加酶的浓度，反应速率都将增大
B.在探究温度对胰蛋白酶活性影响的实验中，不宜选用本尼迪特试剂作为检测试剂
C.短期保存酶，适宜的条件对应于C、D两点
D.研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应，得到的曲线与上图相同
6.设计证明生物酶具有催化性、特异性、高效性的实验，选用的对照条件分别是（ B ）
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
【能力提升】
1.图中甲表示某酶促反应过程，图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线。下列叙述
错误的是（ D ）

A.物质a可能是麦芽糖但不可能是蔗糖
B.在该实验条件下物质a在2min内可被完全分解
C.若曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线①酶浓度大于曲线②和③
D.若曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率，则曲线①温度低于曲线②和③
2.下列有关酶的实验设计思路正确的是（ C ）
A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
B.利用过氧化氢和淀粉酶探究温度对酶活性的影响
C.利用过氧化氢、鲜肝匀浆和二氧化锰研究酶的高效性
D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响
【历年真题】
1.温度对甲、乙两种酶活性的影响如图所示。下列叙述正确的是（ D ）
A.甲酶保持活性的温度范围大于乙酶 B甲酶的活性始终高于乙酶
C.乙酶在55℃后完全失去活性 D.乙酶的最适温度高于甲酶
2.为研究酶的特性，进行了实验，基本过程及结果如下表所示。据此分析，下列叙述错误的是（ C ）
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入淀粉溶液
3mL
.......
2
加入蔗糖溶液
.......
3mL
3
加入新鲜唾液
1mL
1mL
4
37℃保温15min，加本尼迪特试剂
2mL
2mL
5
沸水浴2-3min观察
红黄色沉淀
无红黄色沉淀心
A.实验的自变量是底物 B.检测指标是颜色的变化
C.酶的作用具有高效性 D.37℃是该酶作用的最适温度
3.某同学进行有关酶的实验：
组1: 1%淀粉溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂→红黄色沉淀
组2: 2%蔗糖溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂→无红黄色沉淀
组3: 2%蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+本尼迪特试剂→ 下列叙述错误的是（ C ）
A.自变量是底物和酶 B.组3的结果是红黄色沉淀
C.指示剂可用碘-碘化钾溶液替代 D.实验结果证明酶具有专一性
4.（2018春•武平县校级月考）图①表示甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系，图②表示外界环境温度与某一哺乳动物体内酶活性的关系。下列叙述不正确的是（　D　）
A.①图中乙酶活性的改变可能是因为其分子结构的改变
B.①图中甲酶可能是RNA水解酶
C.②图表示的酶可以是人体细胞内的呼吸酶
D.②图表示酶的活性不随环境温度的变化而变化，
说明酶已经失活。
E.②图并不能反映温度对酶促反应速率的影响