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(共40张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第2课时　
酶的特性和影响酶活性的条件
课时学习目标
(1)阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和(演绎与推理能力)。
(2)通过探究“影响酶活性的条件”，培养科学探究能力(科学探究)。
目录 CONTENTS
1.酶的特性
2.影响酶活性的条件
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用
1.酶具有高效性
(1)酶的高效性是指______________________________________更显著，催化效率更高。
(2)酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，说明酶具有________。
高效性
2.酶具有专一性
(1)酶的专一性是指每一种酶只能催化______________化学反应。而无机催化剂催化的化学反应范围比较广，如酸能催化蛋白质、______和______水解。
(2)实例：脲酶只能催化_______分解。
一种或一类
脂肪
淀粉
尿素
3.酶的作用条件较温和
(1)酶促反应对应最适温度和pH的点分别是____和___。
(2)酶的活性较低，空间结构稳定，酶的活性可恢复的点是____。
(3)空间结构遭到破坏，酶永久失活不可恢复的点是__________。
G
H
A
C、D、F
[微思考]
保存酶的适宜条件是什么？
提示：低温、适宜的pH等。
√
[辨正误]
(1)酶具有专一性、高效性，且受温度和pH的影响。( )
(2)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性。( )
(3)由于酶在化学反应前后性质和数量没改变，所以酶具有高效性。( )
提示：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，这说明酶具有高效性。
(4)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。( )
提示：低温没有破坏酶的空间结构。
(5)酶活性最高时的温度适合酶的保存。( )
提示：应在低温条件下保存酶。
×
×
×
√
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 min
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？
提示：1号试管中淀粉被水解，2号试管中蔗糖没有被水解。
(2)上述实验说明了什么？
提示：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)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？
提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。
(4)该实验的自变量和因变量分别是什么？
提示：自变量：底物的种类；因变量：底物是否被唾液淀粉酶水解。
(5)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？
提示：本实验设计思路：探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解。
1.酶的高效性及实验设计
(1)实验设计
实验组 对照组 实验组衡量标准
底物＋酶 底物＋等量无机催化剂 底物分解速率(或产物生成速率)
(2)酶具有高效性的曲线
2.酶的专一性及实验设计
(1)思路：同一种酶催化不同的化学反应。
(2)实验设计
步骤 1 淀粉＋淀粉酶 蔗糖＋淀粉酶
2 等量斐林试剂，水浴加热相同时间
现象 出现砖红色沉淀 无颜色变化
结论 酶具有专一性
(3)酶具有专一性的曲线
【 学以致用 】
C
1.下图表示某类酶作用的模型。相关叙述正确的是(　　)
A.酶只能在活细胞中发挥催化作用
B.图中模型可用来解释酶的催化具有高效性
C.图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化
D.酶为细胞代谢提供能量
解析:酶的催化需要适宜的温度和pH，在细胞内或外，只要条件适宜，酶都能发挥作用，A错误；
图中模型可用来解释酶的催化具有专一性，不能解释高效性，B错误；
图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化，C正确；
酶作用的机理是降低化学反应的活化能，D错误。
A.酶只能在活细胞中发挥催化作用
B.图中模型可用来解释酶的催化具有高效性
C.图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化
D.酶为细胞代谢提供能量
B
2.(2024·河北石家庄调研)为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如表中5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，下列合理的实验方案是(　　)
组别 ① ② ③ ④ ⑤
酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶
反应物 蛋白质 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖
A.①和③对比，用双缩脲试剂检测
B.②和④对比，用碘液检测
C.④和⑤对比，用斐林试剂检测
D.③和④对比，用斐林试剂检测
解析:蛋白酶和淀粉酶的化学本质是蛋白质，①和③对比，加入双缩脲试剂都会变紫色，A错误；
②和④对比，自变量是酶的种类，可用碘液检测淀粉是否水解，B正确；
麦芽糖和其水解产物葡萄糖都属于还原糖，故不能用斐林试剂检测麦芽糖是否发生了水解反应，C错误；
斐林试剂不能检测蛋白质是否水解，D错误。
化学反应
1.酶活性
酶催化特定___________的能力。
2.酶活性的表示方法
一定条件下_______________________________。
酶所催化某一化学反应的速率
3.探究温度对酶活性的影响
(1)本实验的自变量：_______；因变量：_________。
(2)物质：反应物——淀粉；酶——__________。
(3)检测试剂：________。
(4)实验的观察指标：_______________。
温度
酶活性
淀粉酶
碘液
溶液颜色及深浅
4.探究pH对酶活性的影响
(1)本实验的自变量：_____；因变量：__________。
(2)物质：反应物——过氧化氢；酶——_____________。
(3)实验的观察指标：___________________________。
pH
酶活性
过氧化氢酶
相同时间内气泡产生的数目
[微思考]
1.探究温度对酶活性的影响时，能否选择H2O2和H2O2酶，为什么？
提示：不能，H2O2在高温条件下会加快分解，实验中的自变量不唯一，影响实验结果的分析。
2.唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是_________________________
提示：唾液淀粉酶在胃液的强酸性环境中空间结构被破坏。
×
√
[辨正误]
(1)高温、低温都可使酶活性降低，二者的作用实质不同。( )
(2)在测定胰蛋白酶活性时，将溶液的pH由2升到10的过程中，胰蛋白酶的活性将逐渐增强。( )
提示：胰蛋白酶在pH为2时，空间结构已遭到破坏，酶已经失活，因此升高pH，胰蛋白酶的活性不会发生变化。
(3)pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉，原因是酸能促进淀粉水解。( )
(4)探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行。( )
√
√
1.探究温度对酶活性的影响
步骤 1号 1′号 2号 2′号 3号 3′号
3%的可溶性淀粉溶液 2 mL － 2 mL － 2 mL －
2%的淀粉酶溶液 － 1 mL － 1 mL － 1 mL
不同温度下处理5 min 0 ℃ 60 ℃ 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
(1)同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？
提示：保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。
(2)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？
提示：不能，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，会对实验结果造成影响。
2.探究pH对酶活性的影响
步骤 试管编号
1号 2号 3号
20%的肝脏研磨液 1 mL 1 mL 1 mL
蒸馏水 1 mL － －
0.01 mol/L的氢氧化钠溶液 － 1 mL －
0.01 mol/L的盐酸溶液 － － 1 mL
3%的过氧化氢溶液 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)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH
提示：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，会影响实验结果。
(2)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？
提示：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。
【 学以致用 】
A
3.(2024·河北唐山期末)下列有关酶的实验的叙述正确的是(　　)
A.探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物
B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果
C.用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放量可达到目的
D.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温度下保温5 min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化
解析:探究温度对酶活性的影响时可以用淀粉，探究pH对酶活性的影响时可以用H2O2，A正确；
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用时，不能用碘液检测实验结果，因为碘液对蔗糖或蔗糖水解的产物都没有颜色反应，B错误；
用H2O2作底物验证酶的高效性时，应设置无机催化剂组和酶实验组才能达到目的，C错误；
探究淀粉酶的最适温度的实验应先将淀粉、淀粉酶分别置于相应温度下保温，然后再混合继续保温，且本实验不宜选用斐林试剂鉴定，D错误。
4.(2024·江苏苏州期末)在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将(　　)
A.不断上升 B.没有变化
C.先升后降 D.先降后升
解析:胃蛋白酶的最适pH是1.5，处在pH为10的溶液中，会由于碱性过大而失去活性。因此，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶不再具有活性，所以活性不发生变化，B正确。
B
D
1.(2024·甘肃张掖二中期中)如图所示为过氧化氢被分解的速率曲线，其体现了酶的(　　)
①化学本质　②高效性　③催化特性　
④作用条件较温和
A.①④ B.③④
C.①② D.②③
解析:过氧化氢酶的本质为蛋白质，但从题图中不能得出，①错误；酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快，体现了酶的高效性，②正确；酶是高效的催化剂，从酶能催化反应进行可以得出酶具有催化作用，③正确；酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的，但从题图中无法得出这一信息，④错误。
A.①④ B.③④
C.①② D.②③
A
2.(2024·浙江宁波四中期中)果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事。这一现象反映了(　　)
A.酶的催化作用具有专一性
B.酶的化学本质是蛋白质
C.酶的催化作用具有高效性
D.果酒中的这种沉淀物是酵母菌
解析:由题干 “加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事”可知，沉淀物的成分为蛋白质，此题中的自变量是酶的种类(蛋白酶和其他酶)，蛋白酶可以催化蛋白质的分解，而其他酶不能催化蛋白质的分解，这说明酶的催化作用具有专一性，A符合题意。
D
3.(2024·广东汕头高一期末)如图为用不同温度处理α－淀粉酶催化淀粉水解反应的曲线图，用以测试酶的催化效率与温度的关系，下列叙述错误的是(　　)
A.0～70 ℃之间，随着温度上升，酶的活性
逐渐增强
B.在70～100 ℃之间，随着温度上升，酶的
活性迅速下降
C.α－淀粉酶作用的最适温度是70 ℃
D.温度超过70 ℃，α－淀粉酶的活性丧失
解析:在0～70 ℃之间，随着温度上升，酶的催化效率逐渐增大，说明酶的活性逐渐增强，A正确；
在70～100 ℃之间，随着温度上升，酶的催化效率迅速减小，说明酶的活性迅速下降，B正确；
在70 ℃时，酶的催化效率最大，说明α－淀粉酶作用的最适温度是70 ℃，C正确；
温度超过70 ℃，随着温度上升，α－淀粉酶的活性迅速减小直至丧失，D错误。
A.0～70 ℃之间，随着温度上升，酶的活性逐渐增强
B.在70～100 ℃之间，随着温度上升，酶的活性迅速下降
C.α－淀粉酶作用的最适温度是70 ℃
D.温度超过70 ℃，α－淀粉酶的活性丧失
C
4.(2024·江苏南京期末)在用唾液淀粉酶、淀粉、蔗糖等材料用具证明酶的专一性的实验设计中，下列说法错误的是(　　)
A.鉴定试剂可用斐林试剂，不能用碘液
B.装有淀粉的试管最终会出现砖红色沉淀，而另一支呈现蓝色
C.本实验只需要进行一次温度处理即可出现明显的实验效果
D.若两支试管都出现砖红色沉淀，可能是试管没洗干净，也可能是蔗糖不纯，混有还原糖等造成的
解析:本实验不能使用碘液作为鉴定试剂，因为碘液不能检测蔗糖是否被水解，鉴定试剂可用斐林试剂，A正确；
酶具有专一性，唾液淀粉酶能将淀粉水解为还原糖，但不能水解蔗糖，所以装有淀粉的试管最终会出现砖红色沉淀，而另一支呈现斐林试剂本身的颜色，即蓝色，B正确；
本实验需要进行2次水浴加热，第一次是60 ℃下酶与底物充分反应，第二次是煮沸1 min，C错误；
若两支试管都出现砖红色沉淀，则说明两支试管中都有还原糖，可能是试管没洗干净，也可能是蔗糖不纯，混有还原糖等造成的，D正确。第2课时　酶的特性和影响酶活性的条件
课时学习目标　(1)阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和(演绎与推理能力)。(2)通过探究“影响酶活性的条件”，培养科学探究能力(科学探究)。
一、酶的特性
1.酶具有高效性
(1)酶的高效性是指________________________________________更显著，催化效率更高。
(2)酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，说明酶具有__________________。
2.酶具有专一性
(1)酶的专一性是指每一种酶只能催化____________化学反应。而无机催化剂催化的化学反应范围比较广，如酸能催化蛋白质、________和________水解。
(2)实例：脲酶只能催化________分解。
3.酶的作用条件较温和
(1)酶促反应对应最适温度和pH的点分别是________和________。
(2)酶的活性较低，空间结构稳定，酶的活性可恢复的点是________。
(3)空间结构遭到破坏，酶永久失活不可恢复的点是________。
[微思考]
保存酶的适宜条件是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[辨正误]
(1)酶具有专一性、高效性，且受温度和pH的影响。(　　)
(2)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性。(　　)
(3)由于酶在化学反应前后性质和数量没改变，所以酶具有高效性。(　　)
(4)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(　　)
(5)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(　　)
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 min
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)该实验的自变量和因变量分别是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.酶的高效性及实验设计
(1)实验设计
实验组 对照组 实验组衡量标准
底物＋酶 底物＋等量无机催化剂 底物分解速率(或产物生成速率)
(2)酶具有高效性的曲线
2.酶的专一性及实验设计
(1)思路：同一种酶催化不同的化学反应。
(2)实验设计
步骤 1 淀粉＋淀粉酶 蔗糖＋淀粉酶
2 等量斐林试剂，水浴加热相同时间
现象 出现砖红色沉淀 无颜色变化
结论 酶具有专一性
(3)酶具有专一性的曲线
【学以致用】
1.下图表示某类酶作用的模型。相关叙述正确的是(　　)
A.酶只能在活细胞中发挥催化作用
B.图中模型可用来解释酶的催化具有高效性
C.图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化
D.酶为细胞代谢提供能量
2.(2024·河北石家庄调研)为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如表中5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，下列合理的实验方案是(　　)
组别 ① ② ③ ④ ⑤
酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶
反应物 蛋白质 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖
A.①和③对比，用双缩脲试剂检测
B.②和④对比，用碘液检测
C.④和⑤对比，用斐林试剂检测
D.③和④对比，用斐林试剂检测
二、影响酶活性的条件
1.酶活性
酶催化特定____________的能力。
2.酶活性的表示方法
一定条件下________________________。
3.探究温度对酶活性的影响
(1)本实验的自变量：____________；因变量：____________。
(2)物质：反应物——淀粉；酶——_______________________________________。
(3)检测试剂：________。
(4)实验的观察指标：________________。
4.探究pH对酶活性的影响
(1)本实验的自变量：____________；因变量：____________。
(2)物质：反应物——过氧化氢；酶——____________。
(3)实验的观察指标：________________________________。
[微思考]
1.探究温度对酶活性的影响时，能否选择H2O2和H2O2酶，为什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是___________________________
[辨正误]
(1)高温、低温都可使酶活性降低，二者的作用实质不同。(　　)
(2)在测定胰蛋白酶活性时，将溶液的pH由2升到10的过程中，胰蛋白酶的活性将逐渐增强。(　　)
(3)pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉，原因是酸能促进淀粉水解。(　　)
(4)探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行。(　　)
1.探究温度对酶活性的影响
步骤 1号 1′号 2号 2′号 3号 3′号
3%的可溶性淀粉溶液 2 mL － 2 mL － 2 mL －
2%的淀粉酶溶液 － 1 mL － 1 mL － 1 mL
不同温度下处理5 min 0 ℃ 60 ℃ 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
(1)同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.探究pH对酶活性的影响
步骤 试管编号
1号 2号 3号
20%的肝脏研磨液 1 mL 1 mL 1 mL
蒸馏水 1 mL － －
0.01 mol/L的氢氧化钠溶液 － 1 mL －
0.01 mol/L的盐酸溶液 － － 1 mL
3%的过氧化氢溶液 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)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【学以致用】
3.(2024·河北唐山期末)下列有关酶的实验的叙述正确的是(　　)
A.探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物
B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果
C.用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放量可达到目的
D.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温度下保温5 min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化
4.(2024·江苏苏州期末)在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将(　　)
A.不断上升 B.没有变化
C.先升后降 D.先降后升
1.(2024·甘肃张掖二中期中)如图所示为过氧化氢被分解的速率曲线，其体现了酶的(　　)
①化学本质　②高效性　③催化特性 ④作用条件较温和
A.①④ B.③④
C.①② D.②③
2.(2024·浙江宁波四中期中)果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事。这一现象反映了(　　)
A.酶的催化作用具有专一性
B.酶的化学本质是蛋白质
C.酶的催化作用具有高效性
D.果酒中的这种沉淀物是酵母菌
3.(2024·广东汕头高一期末)如图为用不同温度处理α－淀粉酶催化淀粉水解反应的曲线图，用以测试酶的催化效率与温度的关系，下列叙述错误的是(　　)
A.0～70 ℃之间，随着温度上升，酶的活性逐渐增强
B.在70～100 ℃之间，随着温度上升，酶的活性迅速下降
C.α－淀粉酶作用的最适温度是70 ℃
D.温度超过70 ℃，α－淀粉酶的活性丧失
4.(2024·江苏南京期末)在用唾液淀粉酶、淀粉、蔗糖等材料用具证明酶的专一性的实验设计中，下列说法错误的是(　　)
A.鉴定试剂可用斐林试剂，不能用碘液
B.装有淀粉的试管最终会出现砖红色沉淀，而另一支呈现蓝色
C.本实验只需要进行一次温度处理即可出现明显的实验效果
D.若两支试管都出现砖红色沉淀，可能是试管没洗干净，也可能是蔗糖不纯，混有还原糖等造成的
第2课时　酶的特性和影响酶活性的条件
一、
自主梳理
1.(1)与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用　(2)高效性
2.(1)一种或一类　脂肪　淀粉　(2)尿素
3.(1)G　H　(2)A　(3)C、D、F
微思考
提示：低温、适宜的pH等。
辨正误
(1)√　(2)√　
(3)×　提示：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，这说明酶具有高效性。
(4)×　提示：低温没有破坏酶的空间结构。
(5)×　提示：应在低温条件下保存酶。
合作探究
(1)提示：1号试管中淀粉被水解，2号试管中蔗糖没有被水解。
(2)提示：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)提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。
(4)提示：自变量：底物的种类；因变量：底物是否被唾液淀粉酶水解。
(5)提示：本实验设计思路：探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解。
学以致用
1.C　[酶的催化需要适宜的温度和pH，在细胞内或外，只要条件适宜，酶都能发挥作用，A错误；图中模型可用来解释酶的催化具有专一性，不能解释高效性，B错误；图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化，C正确；酶作用的机理是降低化学反应的活化能，D错误。]
2.B　[蛋白酶和淀粉酶的化学本质是蛋白质，①和③对比，加入双缩脲试剂都会变紫色，A错误；②和④对比，自变量是酶的种类，可用碘液检测淀粉是否水解，B正确；麦芽糖和其水解产物葡萄糖都属于还原糖，故不能用斐林试剂检测麦芽糖是否发生了水解反应，C错误；斐林试剂不能检测蛋白质是否水解，D错误。]
二、
自主梳理
1.化学反应
2.酶所催化某一化学反应的速率
3.(1)温度　酶活性　(2)淀粉酶　(3)碘液　(4)溶液颜色及深浅
4.(1)pH　酶活性　(2)过氧化氢酶　(3)相同时间内气泡产生的数目
微思考
1.提示：不能，H2O2在高温条件下会加快分解，实验中的自变量不唯一，影响实验结果的分析。
2.提示：唾液淀粉酶在胃液的强酸性环境中空间结构被破坏。
辨正误
(1)√　
(2)×　提示：胰蛋白酶在pH为2时，空间结构已遭到破坏，酶已经失活，因此升高pH，胰蛋白酶的活性不会发生变化。
(3)√　(4)√
合作探究
1.(1)提示：保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。
(2)提示：不能，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，会对实验结果造成影响。
2.(1)提示：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，会影响实验结果。
(2)提示：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。
学以致用
3.A　[探究温度对酶活性的影响时可以用淀粉，探究pH对酶活性的影响时可以用H2O2，A正确；探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用时，不能用碘液检测实验结果，因为碘液对蔗糖或蔗糖水解的产物都没有颜色反应，B错误；用H2O2作底物验证酶的高效性时，应设置无机催化剂组和酶实验组才能达到目的，C错误；探究淀粉酶的最适温度的实验应先将淀粉、淀粉酶分别置于相应温度下保温，然后再混合继续保温，且本实验不宜选用斐林试剂鉴定，D错误。]
4.B　[胃蛋白酶的最适pH是1.5，处在pH为10的溶液中，会由于碱性过大而失去活性。因此，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶不再具有活性，所以活性不发生变化，B正确。]
随堂检测
1.D　[过氧化氢酶的本质为蛋白质，但从题图中不能得出，①错误；酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快，体现了酶的高效性，②正确；酶是高效的催化剂，从酶能催化反应进行可以得出酶具有催化作用，③正确；酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的，但从题图中无法得出这一信息，④错误。]
2.A　[由题干 “加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事”可知，沉淀物的成分为蛋白质，此题中的自变量是酶的种类(蛋白酶和其他酶)，蛋白酶可以催化蛋白质的分解，而其他酶不能催化蛋白质的分解，这说明酶的催化作用具有专一性，A符合题意。]
3.D　[在0～70 ℃之间，随着温度上升，酶的催化效率逐渐增大，说明酶的活性逐渐增强，A正确；在70～100 ℃之间，随着温度上升，酶的催化效率迅速减小，说明酶的活性迅速下降，B正确；在70 ℃时，酶的催化效率最大，说明α－淀粉酶作用的最适温度是70 ℃，C正确；温度超过70 ℃，随着温度上升，α－淀粉酶的活性迅速减小直至丧失，D错误。]
4.C　[本实验不能使用碘液作为鉴定试剂，因为碘液不能检测蔗糖是否被水解，鉴定试剂可用斐林试剂，A正确；酶具有专一性，唾液淀粉酶能将淀粉水解为还原糖，但不能水解蔗糖，所以装有淀粉的试管最终会出现砖红色沉淀，而另一支呈现斐林试剂本身的颜色，即蓝色，B正确；本实验需要进行2次水浴加热，第一次是60 ℃下酶与底物充分反应，第二次是煮沸1 min，C错误；若两支试管都出现砖红色沉淀，则说明两支试管中都有还原糖，可能是试管没洗干净，也可能是蔗糖不纯，混有还原糖等造成的，D正确。]限时练16　酶的特性和影响酶活性的条件
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~11题,每小题3分,共33分。
【基础对点】
知识点1　酶的特性
1.(2024·江苏盐城期中)分别向A、B两试管中加入2 mL的3%的过氧化氢溶液,然后向A中滴加2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液,向B中滴加2滴质量分数为20%的猪肝研磨液,结果在相同时间内后者比前者产生的气泡多。以上实验验证了酶具有 (　　)
多样性 催化性
专一性 高效性
2.(2024·河北衡水调研)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 (　　)
炒肉的过程中加入
肉炒熟后起锅前加入
先用沸水溶解后与肉片混匀,炒熟
室温下与肉片混匀,放置一段时间,炒熟
3.(2024·江苏南通学情调研)蔗糖酶能将一分子蔗糖水解为一分子果糖和一分子葡萄糖。如图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型,下列有关叙述错误的是 (　　)
该模型能解释酶具有专一性
模型中乙表示蔗糖酶,为甲的水解提供反应的活化能
模型中甲表示蔗糖,丙表示果糖和葡萄糖
若温度适当升高或降低5 ℃,酶的催化速率都将下降
知识点2　影响酶活性的条件
4.(2024·广东茂名质检)在探究pH对过氧化氢酶活性的影响实验中,为设置过氧化氢酶溶液的不同pH,有同学按下图所示进行操作,其中向试管丙中加入的溶液X可选用 (　　)
KCl溶液 NaOH溶液
肝脏研磨液 过氧化氢溶液
5.(2024·广东东莞期末)如图表示酶的活性受温度影响的曲线。下列有关分析错误的是 (　　)
图中A点和C点酶的结构相同
B点表示酶的最大活性
B点对应的温度表示该酶的最适温度
同一种酶在不同温度下可以具有相同的催化效率
6.(2024·山东菏泽期末)为了探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计最合理的是 (　　)
选项 探究课题 选用材料与试剂
A 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
B 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
C 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
D 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 B
C D
7.(2024·河南洛阳市统考)将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器中,调整pH至2.0,置于37 ℃的水浴锅内。过一段时间后容器内剩余的物质是 (　　)
唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽
唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
【综合提升】
8.某兴趣小组进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验,结果如下表所示。下列叙述错误的是 (　　)
pH 5.0 6.0 7.0 8.0
收集到气体体积/mL 0.5 min 6.5 7.6 8.3 8.0
1 min 9.5 11.3 12.3 11.6
由实验结果可知pH为7.0时过氧化氢酶的活性最高
过氧化氢与过氧化氢酶溶液混合后,还要加入缓冲液来调节pH
0~0.5 min的反应速率大于0.5~1 min的反应速率
不同组别最终收集到的气体量是相同的
9.(2024·福建龙岩期末)下列有关酶的实验叙述,正确的是 (　　)
在探究pH对酶活性的影响时,不宜选用过氧化氢酶,宜选用淀粉酶
若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性,可用碘液来检测底物是否被分解
若用淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度,可用斐林试剂来检测底物是否被分解
验证过氧化氢酶的高效性时,可在过氧化氢溶液中加入FeCl3溶液作为对照组
10.(2024·东北育才中学)在探究温度对α-淀粉酶活性影响的实验中,下列相关操作不合理的是 (　　)
设置合理的实验温度,如0 ℃、60 ℃、100 ℃
选择活性较强的α-淀粉酶作为实验材料
先将淀粉酶与淀粉溶液混合,再调至相应温度保温
用碘液检测反应溶液中淀粉的存在情况
11.(2024·湖南雅礼中学)研究发现酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验:
下列相关说法正确的是 (　　)
蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解
将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合,可直接测定蛋白酶在此pH条件下的催化效果
①②③过程中,蛋白质的空间结构不变
处理相同时间,蛋白块b明显小于蛋白块c,可证明与无机催化剂相比,酶具有高效性
12.(12分)(2024·广东深圳质检)为探究影响酶活性的因素,某同学设计了一个实验方案,见下表:
试管 底物和试剂 实验条件
1号 1 cm3瘦肉块+4 mL蒸馏水 37 ℃水浴;pH=1.5
2号 1 cm3瘦肉块+4 mL胃蛋白酶 ①　　　　　　; pH=1.5
3号 1 cm3瘦肉块+4 mL胃蛋白酶 0 ℃水浴;pH=1.5
4号 1 cm3瘦肉块+4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴;pH=8
(1)(1分)请完成实验设计:①应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(3分)与1号试管相比,2号试管出现的现象是___________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, 这一现象说明酶具有　　　　作用。
(3)(4分)2、3号试管为一组对照实验,本组实验中要探究的自变量是　　　　,请为该组实验拟定一个课题名称:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(4分)2、4号试管为一组对照实验,本组实验中要探究的自变量是　　　　,因变量可通过观察　　　　　　　　　　　　来确定。温度属于　　　　变量。
13.(15分)(2024·安阳一中质检)下表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过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果,已知α-淀粉酶作用的最适温度为60 ℃。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新鲜的α－淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL
②可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL
③将新鲜的α－淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温处理
④控制温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃
⑤测定单位时间内淀粉的________
探究过氧化氢酶的最适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溶液完全分解所需时间/s 300 180 90 192 284
(1)(2分)pH在实验一中属于　　　　变量,而在实验二中属于　　　　变量。
(2)(5分)实验一的步骤③操作错误,正确的操作应该是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验一的步骤⑤最好选用　　　　(填试剂名称)来检测单位时间内淀粉的　　　　。
(3)(4分)如将实验一新鲜的α-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 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(4分)分析实验二的结果,可得到的结论是　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
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　　　　范围内设置梯度。
限时练16　酶的特性和影响酶活性的条件
1.D　[新鲜猪肝研磨液中含有过氧化氢酶，酶与无机催化剂相比，降低化学反应活化能的作用更显著，即酶具有高效性，所以相同时间内B试管比A试管产生的气泡多。]
2.D　[炒肉过程中加入，高温会使蛋白酶失去活性，A错误；肉炒熟后起锅前温度也很高，此时加入的蛋白酶活性会降低，甚至失去活性，B错误；用沸水溶解后，高温会使蛋白酶失去活性，C错误；室温下与肉片混匀，让蛋白酶促进蛋白质水解的反应作用一段时间后，再炒熟，效果更好，D正确。]
3.B　[甲能和乙的活性部位结合，如钥匙和锁的关系，题图能够解释酶具有专一性，A正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，B错误；蔗糖在蔗糖酶的作用下，被分解为果糖和葡萄糖，模型中甲表示蔗糖，丙表示果糖和葡萄糖，C正确；题图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型，如果温度升高或降低5 ℃，酶的活性均减弱，催化效率都将下降，D正确。]
4.B　[由于pH会影响过氧化氢酶的活性，为设置过氧化氢酶溶液的不同pH，试管甲中加入蒸馏水作为空白对照组，试管乙中加入盐酸溶液，则向试管丙中加入的溶液X应为NaOH溶液，B正确。]
5.A　[低温能抑制酶的活性，但不会使酶的空间结构发生改变，高温能改变酶的空间结构甚至使其变性失活，故A、C点酶的结构不同，A错误；由题图可知，A、C点对应的温度不同，但酶的活性相同，具有相同的催化效率，D正确。]
6.B　[过氧化氢受热易分解，不宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响；淀粉遇碘液会发生颜色变化，而淀粉酶能将淀粉分解，使颜色变浅甚至消失，故可以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；蔗糖酶不能催化淀粉水解；斐林试剂呈碱性，能与酸性物质发生反应，不适合用于探究pH对酶活性的影响，另外酸能催化淀粉的水解，也不适合用淀粉溶液和淀粉酶探究pH对酶活性的影响。]
7.D　[在pH＝2的条件下，唾液淀粉酶活性很低，甚至失活，而胃蛋白酶活性较高，所以乳清蛋白和唾液淀粉酶会被胃蛋白酶水解成多肽，而淀粉在酸性条件下不一定被完全水解，因此容器内剩余的物质是淀粉、胃蛋白酶、多肽、水，D正确。]
8.B　[pH为7.0时收集到的气体体积最大，代表pH为7.0时过氧化氢酶的活性最高，A正确；本实验探究pH对过氧化氢酶的影响，应先使酶处于不同pH的缓冲液中，B错误；0～0.5 min实验生成的气体体积大于0.5～1 min生成的气体体积，故0～0.5 min的反应速率大于0.5～1 min的反应速率，C正确；在酶未失活的情况下，底物的量相同，时间足够长，不同组别最终收集到的气体量相同，D正确。]
9.D　[在探究pH对酶活性的影响时，宜选用过氧化氢酶，不宜选用淀粉酶，因为淀粉在酸性条件下也会发生化学反应，A错误；若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性，不能用碘液来检测底物是否被分解，B错误；若用淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，自变量是不同的温度条件，不能用斐林试剂来检测，因为斐林试剂使用时需要改变实验温度，对实验结果有影响，C错误；酶具有催化作用，无机催化剂也具有催化作用，酶的催化效率高，验证酶的高效性时应与无机催化剂相比较，D正确。]
10.C　[α－淀粉酶水解的最适温度是60 ℃，因此可以设置0 ℃、60 ℃、100 ℃的实验温度，A正确；实验中应选择活性较强的α－淀粉酶作为实验材料，以免由于实验材料的问题影响实验结果，B正确；实验过程中，应先将淀粉酶与淀粉溶液调至相应温度保温一段时间，再将淀粉酶与淀粉溶液混合，C错误；由于碘遇淀粉变蓝，而淀粉酶可分解淀粉，因此可通过碘液检测反应溶液中淀粉的存在情况，D正确。]
11.D　[蛋白块a是经过加热后形成的，空间结构已经被破坏，因此更容易被蛋白酶水解，A错误；测定蛋白酶在某pH下的催化效果，需要先将蛋白酶和相应盐酸混合一段时间，B错误；蛋白质在高温、强酸或酶的催化下，空间结构都会被破坏，C错误；酶的高效性是相对无机催化剂而言的，处理相同时间，由蛋白酶催化形成的蛋白块b明显小于由盐酸催化产生的蛋白块c，可证明与无机催化剂相比，酶具有高效性，D正确。]
12.(1)37 ℃水浴　(2)瘦肉块减小甚至消失　催化　(3)温度　探究温度对胃蛋白酶活性的影响　(4)pH　相同时间内瘦肉块的变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)　无关
解析　(1)由题意可知，本实验意在探究温度、pH对酶活性的影响，实验设计应遵循对照原则和单一变量原则，所以试管2的实验条件①应为37 ℃水浴。(2)1号试管中加入的是蒸馏水，2号试管中加入的是胃蛋白酶，酶具有催化作用，瘦肉块中富含蛋白质，所以胃蛋白酶会催化瘦肉块水解，因此与1号试管相比，2号试管出现的现象是瘦肉块减小甚至消失，这一现象说明酶具有催化作用。(3)2、3号试管为一组对照实验，其中变化的量是温度，说明本组实验中要探究的自变量是温度，为该组实验拟定的课题名称是探究温度对胃蛋白酶活性的影响。(4)2、4号试管为一组对照实验，其中变化的量是pH，说明本组实验中要探究的自变量是pH，因变量可通过观察相同时间内瘦肉块大小的变化来确定，相同时间内瘦肉块大小减少的越多，说明酶活性越高。温度不是2、4号试管要探究的因素，所以温度属于无关变量。
13.(1)无关　自　(2)使新鲜的α－淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合(其他合理答案也可)　碘液　剩余量
(3)不科学　因为温度会影响H2O2的分解　(4)该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高，酶活性均降低(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，自变量是温度，因变量是酶活性，pH为无关变量；而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH，自变量是pH。(2)探究温度对酶活性影响的实验中，应该先使酶和底物分别达到预设温度，然后再将底物和酶混合，否则会影响实验结果的准确性。淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的步骤⑤最好选用碘液来检测单位时间内淀粉的剩余量，颜色越蓝，则单位时间内淀粉的剩余量越多，说明酶活性越低。(3)温度会影响H2O2的分解，因此实验一中新鲜的α－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。(4)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；该过氧化氢酶作用的最适pH约为7，pH降低或升高，酶活性均降低。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的范围内设置pH梯度。

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