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第7课时 降低化学反应活化能的酶
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基础梳理
一、酶的作用和本质
1、细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，统称为___________。
2、在化学反应中，分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态时所需的能量称为__________。
3、酶具有催化作用的原因是_____________________。
4、酶的完整定义是：______________________________ ____________________________。
二、酶的特性
1、酶具有高效性。高效性是和___________相比，原因是________________________。
2、酶具有专一性。每一种酶只能催化_______或________化学反应。
3、酶的作用条件较为温和。温度偏高或偏低，pH偏高或偏低，酶活性都会明显__________，当温度过高、pH过高或过低，都会导致_____________________，从而导致酶________。
三、比较过氧化氢在不同条件下的分解的探究实验
1、实验分4组。取4支试管，各加入2mL过氧化氢溶液。
2、1号试管放在室温条件下，2号试管放在90℃的水浴中，____号试管放出的气泡多。说明____________________。
3、3号试管中加入2滴FeCl溶液，4号试管中加入2滴肝脏研磨液。比较1、3、4三支试管，放出气泡情况是：___号最多，_____号次之，______号最少。说明___________ __________________________________________。
4、实验中，因变量是____________________________。1号试管和2号试管对照，自变量是______________，1、3、4号试管对照，自变量是________________________。
四、探究影响酶活性的条件
（一）探究温度对唾液淀粉酶活性的影响
1、唾液淀粉酶是在人的口腔中催化淀粉分解的，由此，你可以猜测，唾液淀粉酶在________条件下，催化能力较高。
2、实验应设置3组，自变量是________。恰当的设置方法是第1组____________，为便于控制，通常设置为______，第2组__________，第3组______________，为便于控制，通常设置为________。
3、实验的因变量是________________________，检测的方法是_________________________________________ _______________。预期的结果是_____________________ _____________。
（二）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
1、过氧化氢酶是从肝脏中获取的，根据肝脏细胞的环境，你可以猜测，过氧化氢酶在__________条件下，催化能力较高。
2、实验也分3组，自变量是_________。恰当的设置方法是第1组_________，第2组_________，第3组________，为实现这一目的，一般采取的措施是_________________ _________________________。
3、实验的因变量是_______________，预测结果是______ ________________________。
考点突破
考点一： 关于酶的探索
1、1773年，意大利科学家斯帕兰札尼把一个放有肉块的小金属笼子让鹰吞下，一段时间后取出小笼子，发现肉块消失。由此，改变了人们关于消化是单纯的由于消化道蠕动进行的消化（后人称为物理性消化）的观点，使人认识到消化还与消化道内的物质有关（后人称为化学性消化）。
2、19世纪，科学家对酵母菌发酵进行了探讨。巴斯德认为发酵是由酵母细胞完成的，而同时期的李比希则认为发酵是酵母细胞中的物质完成的。两个人虽然观点不同，但都改变了人们关于发酵与生物无关的观念。
3、为了解决巴斯德和李比希的观点谁正确，毕希纳设计实验，破坏酵母细胞，过滤细胞中的物质进行实验。这种实验方法是生物学实验中最常见的方法：要想证明是细胞在起作用还是细胞中的物质在起作用，就设法将细胞中的物质提取出来，观察结果，若结果和有细胞存在时相同，说明是物质在起作用，若结果和有细胞时不同，说明是细胞本身在起作用。毕希纳通过实验发现，在提取液作用下，发酵过程也发生了，由此他得出结论，发酵是由细胞中的物质引起的，也就是李比希的观点是正确的。他第一个提出的“酶”这一名词，他把酵母细胞中能引起发酵的物质称为“酿酶”。
4、1926年，美国科学家萨姆纳提取出脲酶，并分析出它的本质是蛋白质。后来也有很多酶被相继提取并分析成分也是蛋白质。
5、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用。
考点二、关于酶的作用及本质
1、酶的作用是降低化学反应的活化能，这是催化剂的特点，催化剂的作用就是降低化学反应的活化能。在无催化剂的条件下，很多化学反应需要在高温条件下才能发生，这时，温度给反应提供了活化能。这些材料说明，酶是一种催化剂，其作用是催化作用。如果在生物体内没有酶，大多数反应都不能发生，极少数反应还是能发生的，只不过反应速度很慢。
2、酶具有高效性是和无机催化剂比较的，是因为酶能降低的活化能比无机催化剂要高。
例1、下列有关酶的叙述，正确的是
A. 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B. 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C. 细胞质基质中有催化葡萄糖分析的酶
D. 细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
【解析】只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA，在细胞质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA和RNA，在DNA复制以及转录及RNA的过程中需要解旋酶，因此，属于细胞质的叶绿体和线粒体中存在作用于DNA的解旋酶。
【答案】C
变式1、下列关于酶的叙述中，正确的是
A. 人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用
B. 酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C. 与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中
D. 酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性
【解析】酶可以在细胞内起催化作用，也可以在细胞外进行催化，但主要是在细胞内；胞外酶需要内质网和高尔基体的加工和分泌，但胞内酶不需要，生物体的酶大多数是胞内酶；任何活细胞都能合成酶，不仅仅是腺细胞。
【答案】C
3、关于酶的本质，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在提到酶的本质时，必须注意这一点，即是不所有的酶都是蛋白质。但是，高中课本中讲到的所有酶，包括在选修课本中讲到的基因工程中的各种酶，都是蛋白质。这里的意思是，如果是酶的整体，要考虑RNA，如果是具体的一种酶，是不再考虑RNA。有关进一步分析如下表
化学本质 绝大多数是蛋白质 极少数是RNA
基本单位 氨基酸 核糖核苷酸
所含元素 C、H、O、N、S等 C、H、O、N、P
合成场所 核糖体 细胞核
4、酶是由活细胞产生的。（1）酶都是由活细胞产生的，（2）凡是活细胞都能产生酶。这句话不但体现了酶的来源，还反映了活细胞的特征。
5、酶发挥催化作用的场所非常广泛，可以在细胞内，也可以在细胞外。可以在体内，也可以在体外。细胞内的各个场所，都有酶，如细胞质基质、细胞器、细胞核，甚至在细胞膜上，也都有很多的酶。但细胞质基质中的酶的种类和数量最多，因此，细胞质基质是细胞新陈代谢的主要场所。
例2、溶酶体具有细胞内消化功能，其内部水解酶的最适PH在5.0左右，下列叙述错误的是
A、溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的
B、溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新
C、细胞质基质中的酶被转运到溶酶体内需消耗能量
D、正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用
【解析】水解酶属于蛋白质，是在核糖体上合成的，溶酶体属于生物膜系统，在消化细胞内的物质时要吞噬这些物质，形成具有消化作用的小泡，所以溶酶体执行功能时要发生膜成分的更新，酶的转运是通过膜的流动性实现的，需要消耗能量，正常状态下机体也要产生衰老、凋亡细胞，死亡后溶酶体要对他们进行分解消化。
【答案】D
变式2、如下图表示pH、温度与反应物剩余量的关系，据图判断下列分析中正确的是
A．该酶的最适pH为8
B．温度从0→M变化过程中，酶的活性逐渐降低
C．pH从6升高到8，酶的最适温度不变
D．pH从6升高到8，酶的活性先升高后降低考点
【解析】此图反映了温度和pH两个因素对酶活性的影响，从三组实验看，pH为8时，酶的活性高于其它两组，但三组实验太少，不能证明8是最适pH；温度从0→M变化过程中，酶的活性逐渐升高；三种pH条件下，酶的最适温度不变，都为M。
【答案】C
三、关于酶的实验
酶的实验，有两个最突出的内容，一是分组，二是变量控制。探究酶的高效性和影响酶活性的因素中都有这些基本内容。
1、分组。
目的 组数 方案设置
证明酶具有催化作用 2 加酶不加酶
证明酶具有高效性 2 加酶加无机催化剂
证明酶具有催化作用且有高效性 3 加酶加无机催化剂不加酶和无机催化剂
探究温度对酶活性的影响 3 偏低温度适宜温度偏高温度
探究pH对酶活性的影响 3 偏小pH（多为酸性）适宜pH（多为中性）偏大pH（多为碱性）
2、关于无关变量控制
（1）不论哪个实验，加的反应物量应是相同的，即在研究酶的专一性时，加入不同的反应物，量也应该相同。
（2）加酶和加无机催化剂时，加的量应相同。
（3）调节pH时，加的酸或碱的溶液的量应是相同的。
（4）至于对照组是否也应加入等量的蒸馏水，应根据加入酶（无机催化剂）的量、调节pH时加入的酸、碱量决定，如果以上物质加几滴，则对照组蒸馏水可加可不加，实验试剂给了就要加，不给就不加，但如果这些物质加入都较多，如1mL及以上，则对照组必须要等量的蒸馏水。
（5）关于研究温度影响酶活性时，反应前的保温问题。这个问题同样是在加入酶量较多时才需要去考虑，若加入酶少，加入酶后温度不会改变。如在3mL淀粉溶液中加入2滴淀粉酶，不论原来淀粉溶液是什么温度，都不会有明显的改变，但如果加入的酶量多，就必须要保温，如在2mL淀粉溶液中加入1mL淀粉酶溶液，若淀粉溶液已加热到40℃，而室温是25℃，两者混合，温度将降为35℃.而不是预定的40℃.当然更不能先混合，再将温度改变到预定的温度，因为反应在未达到预定温度时就开始发生了，从而造成误差，引起误判。如100℃时，淀粉酶是失去活性的，但在室温条件下将淀粉与淀粉酶溶液混合，再升高至100℃，升高过程中淀粉会有一定量的分解，因此，这个实验不能说明100℃时酶失去活性。正确的方法是：先将酶和反应物分别保温到预定温度（如100℃，方法是控制时间，如5min），再将二者混合，然后再保温一段时间，让它们反应，再观察实验结果。
3、关于因变量的观察
（1）过氧化氢的分解——气泡放出的速度和量
（2）淀粉的分解——用斐林试剂检验生成物或用碘液检验底物
（3）蔗糖的分解——用用斐林试剂检验生成物
（4）蛋白质的分解——由于无法用试剂检验底物（底物分解即使结束，还有蛋白酶也是蛋白质将会仍然存在），一般常观察固体蛋白质的分解消失情况。
例3、为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：
试管编号实验步骤 1 2 3 4
1%NaCl溶液（mL） 1
1% CuSO4溶液（mL） 1
1% Na2SO4溶液（mL） 1
蒸馏水（mL） 1
pH6.8缓冲液（mL） 1 1 1 1
1%淀粉溶液（mL） 1 1 1 1
唾液淀粉酶溶液（mL） 1 1 1 1
各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管，加入1%碘溶液0.1mL
观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色
（1）实验中加入缓冲液的作用是__________。
（2）分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是____ _，其中对酶活性有抑制作用的离子是______，对酶活性有促进作用的离子是________。
（3）该实验中设置4号试管的目的是________________；设置3号试管的目的是______________________。
（4）上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1～4号试管中的颜色依次是＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
【答案】
（1）维持反应液中pH的稳定
（2）Cl-和Cu2+　　Cu2+　　　　Cl-
（3）对照　　确定Na+ 和SO42－对唾液淀粉酶催化活性是否有影响
（4）深砖红色　无砖红色 浅砖红色 浅砖红色
斐林试剂中有Cu2+，其可抑制唾液淀粉酶的活性
变式3、下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是
选项 实验目的 实验设计
A 验证pH对酶催化速率的影响 向三支试管分别依次加入1mL新鲜唾液、2mL3%的可溶性淀粉溶液，再均加入1mL不同pH的缓冲液，适宜温度保温5min后用斐林试剂检验
B 验证酶的催化作用具有专一性 实验组：2mL3%的可溶性淀粉溶液+1mL新鲜唾液，保温5min后碘液检验对照组：2mL3%的蔗糖溶液+1mL新鲜唾液，保温5min后碘液检验
C 探究酶作用的适宜温度 5mL3%的可溶性淀粉溶液+2mL新鲜唾液+碘液，每隔5min将溶液温度升高10℃，观察溶液颜色变化
D 验证酶的催化作用具有高效性 实验组：2mL3%的H2O2溶液+1mL过氧化氢酶，观察气泡冒出情况对照组：2mL3%的H2O2溶液+1mLFeCl3溶液，观察气泡冒出情况
【解析】验证pH对酶活性的影响，应先将酶或反应物溶液加缓冲液调节到相应的pH，A方案中顺序出现错误；B方案检测试剂使用不当，应使用斐林试剂检测是否出现还原糖；C方案应采取设置一定温度梯度分组实验，而不能采用一组实验持续升温，因为反应物会逐渐消耗，反应物的浓度对实验有影响，且无法观察变化的速度。
【答案】D
4、研究酶的专一性实验
研究酶的专一性，常用的方法是是一种酶，两种反应物，如淀粉酶，淀粉和蔗糖，也可以用一种反应物、两种酶。两种方法各有优缺点，前者的优点是取材容易，但由于反应物不同，是否反应，只能选择检测生成物；后者取材稍复杂，但由于是相同的反应物，反应了，应是相同的生成物，检测时概可检测反应物，也可检测生成物，我们可以从中选择一个方便的进行。
例4、（2010 湖南六校模拟）下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，a～d表示4支试管，①～⑦表示实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误的是
a b c d
① 淀粉溶液2mL 蔗糖溶液2mL 唾液淀粉酶溶液2mL 唾液淀粉酶溶液2mL
② 37℃温水中水浴加热10 min
③ 将c倒入a，将d倒入b
④ 37℃温水中水浴加热10 min
⑤ 加入现配的斐林试剂溶液2 mL
⑥ 37℃恒温水浴2 min
⑦ 观察并记录颜色变化
A．唾液淀粉酶属于无关变量
B．应将斐林试剂改为碘液
C．②④⑥的温度设置有一处错误
D．第②步操作可以省略
【解析】本实验研究淀粉酶对淀粉和蔗糖两种底物的催化作用，只能检测二者的共同点，即有共同的水解产物——还原糖，只能使用斐林试剂，而不能使用碘液。实验的自变量是底物的种类，因变量是还原糖是否生成，其它因素如唾液淀粉酶都属于无关变量；第6步是用斐林试剂检验还原糖，温度应在55℃以上；由于从理论上唾液淀粉酶不能催化蔗糖分解，反应前不预热保温也可以，但最好进行保温操作。
【答案】B
变式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。要求补充实验步骤、预测试验结果、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、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。
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。
（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，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时浅，其原因是_______________ __________ 。
【解析】本题研究酶的专一性的方法是同时对两种酶的反应物进行实验，只需要两两组合即可。根据反应物和生成物的对应关系，可确定反应能否进行。
【答案】（1）
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混匀，37℃恒温水浴一段时间
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间
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）酶的催化作用有专一性
（5）20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
考点三、有关酶的曲线
（一）表示酶专一性的曲线：
1、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催化底物A参加反应。
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不催化底物A参加反应。
（二）影响酶活性的曲线：
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，酶的催化作用都将减弱。
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。
（三）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：
1、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，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、在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
例5、下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t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t2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】酶活性有一个最适温度，在最适宜的温度下，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t2调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还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，故C，D错误。
【答案】B
变式5下图表示在不同条件下，酶催化反应的速度（或生成物）变化，有关叙述不正确的是
A．图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系
B．图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与时间的关系
C．图③不能表示一段时间内，反应速度与时间的关系
D．若图②中的实线表示Fe3+的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
【解析】在反应物浓度一定的情况下，随反应的进行，底物浓度降低，反应速度也会降低。
【答案】C
课时作业
1.下列关于酶的叙述，不正确的是（ ）
A.细胞内的酶都是在核糖体上合成的
B.酶能降低反应的活化能
C.所有的酶都具有专一性
D.酶可以在细胞外起催化作用
【解析】酶大多数是蛋白质，但少数是RNA，RNA并非在核糖体上合成。
【答案】A
2.下列有关酶的叙述正确的是（ ）
①是有分泌功能细胞产生的
②有的从食物获得，有的是体内转化而来
③酶是活细胞产生的
④绝大多数酶是蛋白质
⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇
⑥酶在代谢中有多种功能
⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用
⑧酶只是起催化作用
⑨酶只在细胞内发挥作用
A.①②⑤ B.③⑦⑨ C.③④⑧ D.④⑤⑥
【解析】酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物。即酶大多数是蛋白质类物质，少数为RNA，它只具催化功能。
【答案】C
3．下列图示中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能，则正确的是（ ）
【答案】C
4．根据下图所示过氧化氢被分解速率的曲线，说明酶的哪一特性（ ）
A．专一性B．不具备催化剂的一般特征
C．高效性D．在温和条件下进行
【解析】在t0时刻加入过氧化氢酶，反应提前达到了平衡点，说明酶的催化效率大于Fe3＋，即酶具有高效性。
【答案】C
5.图中a，b，c曲线表示某种酶在不同处理条件下，催化某反应过程中生成物的量和反应时间的关系。解读此图可获得的信息是（ ）
A.b曲线的处理条件是此酶催化反应的最适条件
B.三条曲线的差异不可能是由于pH不同造成的
C.三条曲线的差异可能是反应底物的量不同造成的
D.三条曲线的差异可能是处理温度的不同造成的
【解析】三种处理条件下的最大生成量一样，说明三种条件下的反应底物的量相等；该图中影响达到最大生成量所用时间的因素可能是酶的剂量、温度和pH，其中温度和pH影响酶的活性。比较a、b、c三条曲线可知a曲线最先达到最大生成量，所以a曲线处理条件下酶的活性相对较高，但不说明此条件为最适条件。
【答案】D
6.下列关于“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验原理的叙述，不正确的是（ ）
A.淀粉和蔗糖都是非还原糖，在加热条件下与斐林试剂不产生砖红色沉淀
B.淀粉能在淀粉酶的催化下水解成还原糖
C.蔗糖能在淀粉酶作用下水解成还原糖
D.淀粉酶能否催化淀粉和蔗糖的水解，是通过有无还原糖特定的颜色反应而证明的
【答案】C
7.某学生为了验证唾液的功能，做了如下一组实验：取甲、乙两试管，分别加入等量的淀粉糊(2mL)，甲试管内又加入2mL唾液，两试管同时放入37℃的温水中10min后取出，各加入0.5mL碘液，振荡，发现只有乙试管内呈蓝色反应。此学生的实验内容上有一个错误，请你帮他修正不合适的地方（ ）
A.乙试管应加等量的HCl溶液
B.乙试管应加胃液
C.乙试管应加与唾液等量的清水
D.应再加一个试管，内加等量的NaOH溶液
【解析】为遵循实验的等量对照原则，乙试管中应加入与唾液等量的清水。
【答案】C
8为了认识酶作用的特性。以3%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如表所示。通过分析实验结果，能得出相应的结论。在下列有关结论描述中，从表中得不到实验依据的一项是（ ）
方法 观察结果
① 常温下自然分解 氧气泡少而小
② 常温下加入Fe3＋ 氧气泡稍多而小
③ 常温下加入鲜肝提取液 氧气泡极多而大
④ 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液 氧气泡少而小
A.从催化反应条件看，酶有温和性
B.从催化活性看，酶变性后就失活
C.从催化底物范围看，酶有专一性
D.从催化反应效率看，酶有高效性
【解析】③和④对照说明酶有温和性，高温能使酶因变性而失去催化活性；③和②对照说明酶有高效性。因为底物只有一种，因此从该实验看不出酶有专一性。
【答案】C
9．如下图所示表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。由图可知（ ）
①有多种酶参与②最适pH是7③最适温度是40℃
④50℃时酶逐渐失活⑤0℃时酶逐渐失活
A．①③B．②⑤
C．③④D．④⑤
【解析】坐标曲线图中的自变量为反应时间和温度，因变量为气体产生量(可反映酵母菌体内呼吸酶的活性)。图中没有体现出酶的种类和最适pH，①②错；在低温条件下，酶活性受抑制但并未失活，⑤错；在适宜的反应时间内，40℃条件下酵母菌气体产生量最多，说明其最适温度是40℃，③正确；在50℃条件下，随反应时间延长，产生气体量逐渐减少，说明在此条件下，更多的酶分子失去活性，④正确。
【答案】C
10.图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中不正确的是（ ）
A.T0表示淀粉酶催化反应的最适温度
B.图甲中，Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别
C.图乙中Tb至Tc的曲线表明随温度的升高，麦芽糖量不再上升，酶的活性已达到最大
D.图乙中A点对应的温度为T0
【解析】甲图曲线表示酶活性随温度的变化，Ta时淀粉酶的活性受到抑制，Tb时高温破坏了淀粉酶的分子结构，酶失去活性，T0时酶活性达到最大，此温度是淀粉酶的最适温度。图乙中，A点表示酶促反应速率最大，此时对应的温度是T0；Tb至Tc时表示麦芽糖的积累量随温度升高不再变化，说明Tb→Tc时，酶已失活，酶促反应停止。
【答案】C
11．酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系如下图所示。
(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是________________________________________________________________________。
(2)图B中，a点所对应的温度称______________________________________。
(3)图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是________________________。
(4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20分钟后取出转入37℃的水浴中保温，两试管内反应分别应为甲________，乙________。
(5)图C反应了________催化反应的速率变化曲线。
A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶
C．胰蛋白酶D．植物淀粉酶
【解析】本题考查酶的特性，要求解题时运用所学知识，从分析曲线图着手，解决问题。(1)图A中，反应物浓度达到一定程度时，反应速率上升不再明显，说明酶的数量限制了反应速率。(2)图B中，a点处，反应速率最快，为最适温度。(3)图B中，a～b温度上升使酶活性下降。(4)将装有酶与反应底物的甲、乙两支试管分别放入12℃和75℃的水浴锅中，乙的结果是使酶全部变性失活。(5)图C表明该酶最适pH为8，呈碱性。
【答案】(1)受酶浓度的限制(2)酶促反应的最适温度(3)温度升高使酶活性下降(4)速率加快无催化反应(5)C
12.将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度。如下图所示，然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继续进行实验(提取液中还原性物质忽略不计)：
(1)若向A、C、E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是____________；砖红色较深的试管是____________，颜色较深的原因是_________________________________；不变色的试管是_______________，不变色的原因是_______________________。
(2)若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色都是蓝色，产生该颜色的原因是________________________________________________。
(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？(只要求写出设计思路)___________________________________________________________________________________________________
【解析】种子萌发时，要把大量的淀粉转化成小分子可溶性糖类(如麦芽糖)供生命活动利用，所以玉米子粒的提取液中含有淀粉酶。在A、C、E三支试管中，E试管的温度已经导致酶失活了，所以不会产生还原性糖，A和C试管中玉米子粒的提取液中的淀粉酶都可以催化淀粉水解产生还原性糖，与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，但是A中的温度比较低，所以酶的活性比较低，产生的还原性糖比较少，因此与斐林试剂作用而产生的砖红色比较浅。B、D、F各个试管中的淀粉不会或者不完全被水解掉，都会与碘液发生反应产生蓝色。实验的温度是20℃～100℃，20℃比40℃时的颜色要浅，说明酶活性的最适温度一定高于20℃，100℃时酶活性已经丧失，所以可以在二者之间设置一系列温度梯度进行实验，但是一定要注意实验的单因子变量原则和对照原则，只是改变温度，而其他条件保持一致，最终通过观察与上述试剂发生颜色反应的程度为指标，来确定酶的最适温度。
【答案】(1)A和CC淀粉酶在40℃时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多E酶失活(2)剩余的淀粉遇碘变蓝(3)在20℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组，其他实验条件保持一致。以反应液和上述试剂(或答碘液或答班氏试剂或答斐林试剂)发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。
13．（2010年华师附中模拟）动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1mol谷氨酸分解为1molr氨基丁酸和1molCO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图甲和图乙。
请根据以上实验结果，回答下列问题：
（1）在图甲画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“1”标注）。
（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃，请在图甲中分别画出理想条件下CO2浓度随时间变化的曲线（请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线），并分别说明原因。
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（3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图乙中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4”标注），并说明其原因。
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【答案】
（1）见曲线1（评分依据：每分解1mmol谷氨酸则产生1mmolCO2，根据CO2浓度变化曲线，可得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线）。
（2）当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50%时，见曲线2，其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。当温度降低10℃时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。
（3）见曲线4（注：曲线4为一条不经过原点的平行直线，平移距离不限）。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。
溶
液
试
管
溶
液
试
管

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