高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第五章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶二 酶的特性课时练习

第18课时　酶的特性

目标导航　1.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。2.说明酶在新陈代谢中的特性。

一、酶的特性

1．酶作为生物催化剂，同样具有一般催化剂的特点。

(1)改变化学反应________，降低反应的__________。

(2)不改变化学反应的________________，反应前后本身并__________。

2．酶的特性

(1)酶具有__________，是一般催化剂的107～1013倍。

(2)酶具有高度的__________。

(3)酶的作用条件________(对环境条件的改变十分敏感)。

二、影响酶活性的因素

酶所催化的化学反应一般是在比较______________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____________遭到破坏，使酶____________，不再恢复活性。低温可使酶的________明显下降，但在适宜的条件下活性可以________，因此酶适于________下保存。

知识点一　酶的高效性和专一性

1．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

2．某同学在验证“酶的专一性”时，设计并进行如下实验：

A．实验原理：①淀粉遇碘变蓝，麦芽糖遇碘不变蓝。②唾液中含有唾液淀粉酶，不含有蔗糖酶，所以只能催化淀粉水解为麦芽糖，而不能催化蔗糖水解。

B．实验步骤：取A、B、C三支洁净试管，按下表中顺序进行操作：

C.通过该实验，这位同学得出的结论是：唾液淀粉酶只能分解淀粉，不能分解蔗糖，证明了“酶具有专一性”。

请根据以上内容回答下述问题：

(1)该同学实验设计所用的实验原理                                       (　　)

A．不正确       B．无法验证淀粉是否被分解

C．非常好       D．无法验证蔗糖是否被分解

(2)该实验中采用两组对照，它们分别是________________、______________，分别比较的是________________________________________________________________。

(3)你认为应该对该实验的哪一步骤进行改进后才完善？将___________________并给予____________________条件。这时试管C的结果为________________，说明____________________________，原因是________________________________。

知识点二　酶的作用条件较温和

3．甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、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

4．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                      (　　)

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

基础落实

1．在进行探究影响酶活性的条件的实验时，先探究不同的温度对酶活性的影响，此时温度和pH分别属于                                                           (　　)

A．自变量和因变量    B．因变量和无关变量

C．自变量和无关变量    D．自变量和对照变量

2．将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会    (　　)

A．提高淀粉酶活性

B．改变可溶性糖分子结构

C．防止玉米粒发芽

D．破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶

3．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是                                                                  (　　)

A．炒肉的过程中加入

B．肉炒熟后起锅前加入

C．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟

D．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟

4.在适宜温度、pH条件下，右图中实线表示没有酶时反应的过程。在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是(　　)

A．曲线A

B．曲线B

C．曲线C

D．曲线D

5．做唾液淀粉酶催化淀粉实验时，用口含一小口清水然后将含过的清水加入淀粉溶液中，也会使淀粉消化，和用纯唾液的效果一样，这一现象表明                          (　　)

A．酶的专一性       B．酶的高效性

C．酶的多样性       D．酶受温度和pH的影响

6.右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是                                          (　　)

A．酶促反应的最适温度

B．酶因热而失活

C．酶促反应生成物的量与时间的关系

D．酶促反应速率和酶量的关系

7．某学生为了证明唾液能够使淀粉水解，进行了下面的实验：先用碘液检验一块干面包，变蓝色；他嚼碎了另一块干面包，一段时间后用斐林试剂检验，嚼碎的面包出现砖红色；得出结论。此实验设计最大的失误在于                                          (　　)

A．未对面包做还原糖检验

B．未对唾液做淀粉检验

C．未对嚼碎的面包做淀粉检验

D．应该用双缩脲试剂检验

能力提升

8．水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质              (　　)

A．在4℃条件下易变性     B．只含有C、H

C．也能催化淀粉合成     D．含有羧基

9．下列曲线中能正确表示人体消化酶作用规律的是                         (　　)

A．Ⅰ和Ⅱ       B．Ⅱ和Ⅲ

C．Ⅰ和Ⅳ       D．Ⅱ和Ⅳ

10．科学家在某温泉喷水口中发现一种耐热细菌，其最适环境为温度80℃和pH为7.0。从这种细菌体内提取到一种细菌蛋白酶，现将这种细菌蛋白酶、胃蛋白酶、唾液淀粉酶、乳清蛋白、淀粉和适量水混合后，装入一容器内，调整pH至7.0，保存于80℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内最终剩余的物质是                                        (　　)

A．细菌蛋白酶、多肽、淀粉、水

B．胃蛋白酶、唾液淀粉酶、多肽、麦芽糖、水

C．细菌蛋白酶、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

D．细菌蛋白酶、胃蛋白酶、麦芽糖、水

11．下图表示某有机物中加入酶后，置于0℃～80℃环境中有机物分解总量与温度的关系图。据图判断，如果把这些物质置于80℃～0℃环境中处理，其关系图应为       (　　)

A．①   B．②   C．③   D．④

12．下列有关某种淀粉酶的实验处理方式及结果如下表及图解所示。根据结果判断，叙述正确的是                                                                (　　)

A．甲物质是淀粉酶抑制剂

B．此种淀粉酶较适合在40℃的环境下起作用

C．此种淀粉酶在中性环境中的作用速率比在碱性中的快

D．此种淀粉酶在作用35 min后便会失去活性

综合拓展

13.如图为“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”的实验装置图，据图回答下列问题。

(1)振荡2支试管，然后将其下部浸到60℃左右的热水中，保温5 min。

①用60℃左右的热水保温，是因为α－淀粉酶的_____________________。

②保温5 min的目的是让____________________________________________。

(2)5 min以后取出试管，往2支试管中分别加入2 mL斐林试剂，并煮沸1 min。在此过程中，2支试管中溶液颜色的变化分别是：甲试管________________________；乙试管________________。设置乙试管的目的是作为________。

(3)解释甲、乙两试管中溶液颜色变化的原因。

①甲试管___________________________________________________________；

②乙试管___________________________________________________________。

(4)上述实验现象说明了_______________________________________________。

(5)从上述实验结果可得到的结论是______________________________________。

答案  知识清单

一、1.(1)速率　活化能　(2)平衡点　不改变　2.(1)高效性　(2)专一性　(3)温和

二、温和的条件　空间结构　永久失活　活性　恢复　低温

对点训练

1．C

解析　

思路导引　正确解答该题应围绕酶的特性展开以下思考：(1)过氧化氢酶的催化效率是Fe3＋的109倍，这说明了什么？(2)过氧化氢酶对糖的水解却不起作用，说明了什么？(3)以上事实说明了酶具有什么特性？

知识链接　酶对化学反应的影响

(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比。

(2)乙图说明：酶A会促进A反应物的酶促反应，酶B则不会，所以酶具有专一性。

(3)丙图说明

①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

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．(1)D　(2)试管A与试管B　试管B与试管C　清水和唾液对淀粉水解的催化效果的差别、唾液对淀粉和蔗糖水解的催化效果的差别　(3)试管C中滴加碘液的步骤换成加入斐林试剂　沸水浴加热　无颜色变化　唾液淀粉酶不能催化蔗糖水解　唾液淀粉酶具有专一性

解析　此实验目的是验证“酶的专一性”，在分析评价实验时，应遵循单一变量原则和对照原则。本题所加试剂不对，蔗糖与碘液不发生颜色反应，不能说明淀粉酶不能催化蔗糖水解，应加入鉴定产物的试剂，如斐林试剂。

实验链接　设计实验的一般思路，首先找出并分析实验目的，获取实验变量和实验类型，然后设计实验步骤，在步骤设计中遵循基本实验原则，最后预期实验结果。验证性实验只有一种预期结果，而探究性实验则需要做各种可能的结果分析。一切实验都要在可行性的条件下进行，如用碘液检测蔗糖是否水解是不可行的。

3．C　[胃蛋白酶的最适pH为1.5，显然丙图曲线不能表示胃蛋白酶催化反应的速率变化。]

知识链接　pH和温度对酶活性的影响

(1)甲图说明：①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。②过酸过碱都会使酶失活。③不同的酶最适pH不同。

(2)乙图说明：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低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。

(3)丙图说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。

4．A　[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。]

思路导引　解答本题首先要掌握实验原理、方法、过程及结果，尤其注意对照实验的设计，要突出单一变量等原则，然后逐项分析。

实验链接　“探究温度对酶活性影响”实验结果的鉴定方法

本实验不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才能有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。

课后作业

1．C　[实验过程中人为改变的变量称为自变量。除了自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，会对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。本实验中，人为改变的因素为温度，所以温度是自变量，而pH为无关变量。]

2．D　[由题意知，甜玉米的可溶性糖含量高，放入沸水中片刻，破坏了有关酶的空间结构而使其变性失活，可溶性糖不能再转化成淀粉，所以能保持其甜味。]

3．D　[蛋白酶作为一种生物催化剂，其活性受温度、pH等条件的影响，炒、煮等措施都会因温度过高而导致酶失活。]

4．C　[酶的作用是降低活化能，因而催化效率更高，但它并不改变反应平衡点。从图中可以看出，曲线A、B、D均改变了此反应的平衡点，都是错误的。曲线C，酶促反应达到平衡的时间缩短(即反应速率提高)，而不改变反应的平衡点。]

5．B　[题干的意思是唾液用量极少与用量较多的催化效率一样，说明酶具有高效性。]

6．D　[从图可知，40℃是酶促反应的最适温度；50℃及50℃以上的温度会使酶变性失活；该图还反映出酶促反应生成物的量与时间的关系；该坐标图是在酶量一定时测定的，故不能得出D项信息。]

7．A　[干面包中还没有检测是否含有还原糖。]

8．D　[本题考查了酶的本质、特性及元素组成。由题意知，该物质在细胞内合成，具有生物催化作用，故该物质为酶。生物体内绝大多数的酶是蛋白质，蛋白质由氨基酸脱水缩合形成，一条肽链上至少含有一个氨基和一个羧基；酶的活性易受温度、pH的影响，低温时酶的活性受抑制但不会变性，高温、pH过高或过低会使酶变性失活；蛋白质主要含C、H、O、N四种元素，有的蛋白质还含P、S等元素；酶有专一性，一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。]

9．D　[人体消化酶的最适温度在37℃左右，对应曲线Ⅱ；底物浓度较低时，曲线Ⅲ应与虚线(酶含量为a)有一部分重合。]

10．A　[在pH为7.0，温度为80℃的条件下，只有细菌蛋白酶具有酶活性，而胃蛋白酶、唾液淀粉酶、乳清蛋白作为蛋白质，都将被细菌蛋白酶分解为多肽，由于唾液淀粉酶被分解，所以不可能将淀粉分解。]

11．B　[该题考虑的是影响酶活性的因素：温度。在最适宜温度以下，随着温度的升高酶活性增大；超过最适宜温度，随温度升高酶活性下降甚至变性失活。从图中可看出超过40℃被分解的量就不变了，说明酶已经变性失活。所以如果把这些物质置于80℃～0℃环境中处理，酶在80℃已经变性失活，所以被分解的总量保持不变。故选B。]

12．B　[三支试管加入甲物质后Ⅱ和Ⅲ中的淀粉被迅速分解，所以甲物质不是淀粉酶抑制剂；由表看出：此种淀粉酶在碱性环境中的作用速率比在中性中的快，较适合在40℃的环境下起作用；此种淀粉酶在作用35 min后便分解完淀粉。]

13．(1)①最适催化温度是50～75℃　②淀粉分解得多，产生的麦芽糖较多　(2)由蓝色变为砖红色　无颜色变化  对照　(3)①淀粉被淀粉酶分解为具有还原性的麦芽糖，在加热条件下，使蓝色的Cu(OH)2还原为Cu2O而呈现砖红色　②淀粉酶不能将蔗糖分解，蔗糖不具有还原性　(4)淀粉酶能催化分解淀粉为还原性的麦芽糖　(5)酶具有专一性

解析　酶发挥作用需要适宜的条件，在此实验中自变量为反应物类型，因此要控制酶处在适宜的温度和pH条件下，并且要给予足够长的时间使反应进行。在适宜的条件下淀粉酶可以使淀粉分解成麦芽糖，麦芽糖具有还原性可以和斐林试剂反应生成砖红色沉淀，淀粉酶不能分解蔗糖而蔗糖又不具有还原性，不能与斐林试剂发生反应，这一实验验证了酶具有专一性。