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第二节　酶是生物催化剂
1．说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 2．探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。 1．基于对酶的探索及影响因素的分析，实现核心素养达成。(生命观念、科学思维) 2．通过探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素厘清探究实验的思路与流程。(科学思维、科学探究)
一、绝大多数酶是蛋白质
1．小资料　酶的发现历程
(1)意大利的科学家斯帕兰扎尼通过实验证实胃液中有一种能消化肉的物质。在此以后，许多科学家研究发现动物的消化系统能分泌多种分解淀粉、脂肪和蛋白质的物质。
(2)巴斯德的实验研究证实，发酵过程中酒精的产量与活酵母菌的繁殖量成正比，他认为酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果。与巴斯德同时代的李比希则认为，酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关。
(3)德国的毕希纳证明，促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质，而不是酵母菌细胞本身。这种物质后来被称为“酶”。
(4)美国的萨姆纳得到脲酶结晶后，才明白酶的本质是蛋白质。到目前为止，已经分离得到的绝大多数酶都是蛋白质。
(5)20世纪80年代初，科学家又发现极少数特殊的酶是RNA，我们称这一类酶为核酶。
2．酶的概念与作用
(1)酶的概念
酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质。
(2)酶是生物催化剂的原因
具有促使反应物发生化学变化而本身却不发生化学变化的特点。
(3)酶催化作用的机理
受酶催化而发生化学反应的分子称为底物。酶能催化底物分子发生反应，是因为酶分子有一定的空间结构，能和底物分子结合。例如，酶促使两个氨基酸结合形成二肽的反应的过程是：酶与底物结合，形成酶－底物复合物，然后这个复合物会发生一定的形状变化，使底物变成产物(二肽)，并从复合物上脱落；同时酶分子又恢复原状，可以重新与底物结合，继续下一轮的反应。
(4)酶的活性与表示方法
酶作用的强弱可用酶活性表示。酶活性一般是指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。
二、酶的催化功能具有专一性和高效性
1．酶的催化功能具有专一性
(1)活动　探究酶的专一性
①目的要求
比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用。
②方法步骤
ⅰ．取两支试管，分别编为1号、2号。
ⅱ．向1号试管中加入本尼迪特试剂2 mL，再加入质量分数为1%的淀粉溶液3 mL；2号试管中加入本尼迪特试剂2 mL，再加入质量分数为2%的蔗糖溶液3 mL。
ⅲ．将两支试管内的溶液充分混匀后，放在热水浴中加热2～3 min。观察并记录实验结果。
ⅳ．再取四支试管，分别编为3号、4号、5号、6号。
ⅴ．3号、4号试管中各加入稀释200倍的新鲜唾液1 mL，然后在3号试管中加入质量分数为1%的淀粉溶液 3 mL，在4号试管中加入质量分数为2%的蔗糖溶液3 mL，充分混匀后，放在37 ℃恒温水浴中保温，15 min后取出。两管各加本尼迪特试剂2 mL，摇匀，放在热水浴中加热2～3 min。观察并记录实验结果。
ⅵ．5号、6号试管中各加入蔗糖酶溶液1 mL，然后在5号试管中加入质量分数为1%的淀粉溶液3 mL，在6号试管中加入质量分数为2%的蔗糖溶液3 mL，充分混匀后，放在37 ℃恒温水浴中保温，15 min后取出。两管各加本尼迪特试剂2 mL，摇匀，放在热水浴中加热2～3 min。观察并记录实验结果。
(2)酶专一性的含义
由于酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合，所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。这就是酶的专一性。
2．酶的催化功能具有高效性
(1)活动　探究酶催化的高效性
①实验原理
过氧化氢是细胞中某些化学反应的副产物，具有强氧化性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞，而细胞中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢的分解，反应如下：
2H2O2 2H2O＋O2。
实验室中，我们也可以使用二氧化锰作为催化剂完成上面的化学反应。
②目的要求
比较过氧化氢酶和二氧化锰在过氧化氢分解中的催化效率。
③方法步骤
ⅰ．取两支试管，编号后(1号、2号)各加入2%的过氧化氢溶液3 mL。
ⅱ．1号试管中加入鸡肝匀浆或马铃薯匀浆少许，将试管口塞上橡胶塞。
ⅲ．2号试管中加入二氧化锰少许，将试管口塞上橡胶塞。
ⅳ．观察两支试管中发生的变化。
ⅴ．打开两支试管的橡胶塞，将点燃后无明火的卫生香放在试管口处，观察现象。
(2)酶具有高效性的含义
由于酶通过与底物分子结合，使化学反应极易进行，所以反应效率极高。
(3)酶具有高效性的原因
化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的化学键，使反应物活化并完成化学反应生成产物，这种化学反应过程中所需要的能量被称为活化能。酶的作用是降低化学反应的活化能，使得化学反应加快。
三、酶的催化功能受多种条件的影响
影响酶作用的因素有很多，pH、温度和某些化合物等都能影响酶的作用。
1．pH对酶作用的影响
(1)最适的pH：酶通常在一定pH范围内才起作用，而且在某一pH下作用最强。由pH对酶作用影响的典型曲线可知：最适的pH范围可能很窄，也可能较宽，这取决于不同酶的特性。
(2)活动　探究影响酶催化功能的因素——pH对过氧化氢酶的影响
①探究问题
过氧化氢酶的最适pH是多少？
②方法步骤
ⅰ．水槽加水至快满为止。
ⅱ．取大小相同的8片滤纸片放在盛有新鲜肝脏匀浆的培养皿中(肝脏匀浆中含有过氧化氢酶)浸泡1 min，然后用镊子夹起滤纸片，贴靠在培养皿壁上，使多余的匀浆流尽。
ⅲ．将2片含有酶的滤纸片小心放入反应小室的一侧内壁上，使滤纸片粘在内壁上。
ⅳ．将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧在上面，小心加入pH 5.0的缓冲液2 mL，然后再加入2 mL 3%的过氧化氢溶液。将小室塞紧。
ⅴ．将25 mL量筒横放于水槽中使之灌满水，若有气泡，将其轻轻倾斜，小心排出气泡。然后将量筒倒立，使筒口一直处于水中。
ⅵ．将反应小室小心平放在水槽的水里，然后将量筒移至反应小室口上伸出的玻璃管上方。
ⅶ．将反应小室小心旋转180°，使过氧化氢溶液接触滤纸片，同时开始计时。每隔30 s读取量筒中水平面的刻度一次，共进行4次，记录结果。
ⅷ．该实验完成后，反复冲洗反应小室，再重复上述实验过程，测量在pH 6.0、pH 7.0、pH 8.0下过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。
ⅸ．记录实验结果。
2．温度对酶作用的影响
(1)最适的温度：酶促反应都有一个最适温度，在此温度以上或以下，酶活性均会下降。
(2)原因分析：这是因为温度对酶促反应的影响有两个方面：其一，温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速度加快。其二，酶是蛋白质，酶分子本身会随温度的升高而发生空间结构改变，导致热变性。温度升得越高，酶变性的速率越快；升到一定温度，酶将完全失去活性。这两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。
(3)低温对酶活性的影响
在0～40 ℃内，一般酶的活性随温度的升高而升高。低温会使酶的活性降低，但不会破坏酶的分子结构，当温度适宜时，酶的催化作用可以恢复。所以，酶一般在较低温度条件下保存。
3．有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．酶是活细胞产生的具有调节作用的蛋白质。 (　　)
2．细胞内的化学反应都是在酶的催化下进行的。 (　　)
3．辅酶是辅助酶起作用的分子，它们是蛋白质。 (　　)
4．过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 (　　)
5．酶制剂适于在37 ℃下保存。 (　　)
提示：1．×　酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质。
2．√
3．×　辅酶不是蛋白质。
4．√
5．×　酶一般在较低温度条件下保存。
　酶的发现与作用
1．酶的本质探索
科学家 主要观点或成就
巴斯德 酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果
李比希 酒精发酵与酵母菌的活动无关，最多只需要酵母菌中的某种物质参与而已
毕希纳 促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质，而不是酵母菌细胞本身
萨姆纳 证明脲酶的化学本质为蛋白质
切赫和奥尔特曼 发现极少数特殊的酶是RNA，少数RNA也具有生物催化功能
2．酶的本质和作用
概念 酶是由活细胞产生的一类生物催化剂
化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA
作用机理 降低反应所需的活化能
3．作为催化剂，酶具有一般催化剂应具有的特点
(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。
(2)只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡的状态。
(3)在反应前后，酶的化学性质和数量保持不变。
1．20世纪80年代科学家发现了一种RnaseP酶，是由20%蛋白质和80%RNA组成的，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仍然具有这种酶相同的活性，这一结果表明了什么？
提示：RNA也具有生物催化作用。
2．下图曲线表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程的模型，回答下列问题：
(1)没有催化剂参与的反应曲线和有酶催化的反应曲线分别是什么？
提示：②；①。
(2)BC段的含义是什么？
提示：酶降低的活化能。
(3)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将怎样移动？
提示：向上移动。
1．下列关于酶的表述，全面而准确的是(　　)
A．酶是蛋白质
B．酶与无机催化剂没有本质区别
C．酶是活细胞产生的有催化作用的有机物
D．酶不能脱离生物体起作用
C　[大部分酶是蛋白质，极少数酶是RNA，A错误；酶和无机催化剂相比，具有高效性，B错误；酶是活细胞产生的有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA，C正确；在适宜条件下，酶在细胞内或细胞外都能起作用，D错误。]
2．酶作为生物催化剂，其作用的实质是(　　)
A．催化化学反应的进行
B．提高化学反应的速率
C．降低化学反应的活化能
D．提供化学反应的能量
C　[酶的作用是催化作用，可以提高化学反应速率，缩短到达平衡的时间，酶起催化作用的实质是降低反应的活化能，A、B说的是作用而不是实质，ABD错误，C正确。]
3．下图表示人体肝细胞内的某种生化反应，下列有关叙述正确的是(　　)
A．甲和乙都是反应的底物
B．丙、丁的相对分子质量之和小于乙的
C．该反应过程一定发生于细胞外
D．甲、乙、丙、丁可能都不是蛋白质
D　[据图可知，甲在反应前后不变，应该是催化反应的酶，A项错误；乙为反应物，反应后水解为丙和丁，丙、丁的相对分子质量之和大于乙，B项错误；该反应过程可以发生在肝细胞内，C项错误；甲的化学本质可能为RNA，乙、丙、丁可能为糖类或其他物质，D项正确。]
　酶的催化功能具有专一性和高效性
1．酶的高效性的模型构建与解读
(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。
2．酶的专一性的模型构建与解读
(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A对此反应有催化作用。
下表是有关H2O2的系列实验，回答有关问题。
序号 反应物 加入物质 条件 现象 X
1 H2O2 无 室温 几乎无气泡 X1
2 H2O2 二氧化锰 室温 X2
3 H2O2 鸡肝匀浆 室温 X3
4 H2O2 新鲜唾液 室温 X4
(1)说出该实验的自变量和因变量分别是什么？
提示：该实验的自变量是催化剂的有无和种类，因变量是过氧化氢的分解速率。
(2)1和3组可以对照、2和3组对比、3和4组对比分别表明什么问题？
提示：1和3组可以对照证明酶具有催化作用；2和3组可以对照证明酶具有高效性；3和4组可以对照证明酶具有专一性。
(3)单位时间内3号比2号产生的气泡多，从活化能的角度分析是什么原因？
提示：过氧化氢酶降低活化能的作用更明显。
1．下列有关“探究酶的专一性”活动的叙述，正确的是(　　)
A．实验中可直接使用新鲜唾液
B．本实验可用碘-碘化钾溶液替代本尼迪特试剂
C．可将酶溶液置于适宜的温度下一段时间后，再和底物混合
D．添加淀粉和蔗糖酶溶液的试管中出现阳性反应是淀粉中混有蔗糖引起的
C　[实验中需要对新鲜唾液进行稀释才能使用，A错误；由于碘-碘化钾溶液只能鉴定淀粉是否水解，而不能鉴定蔗糖是否水解，故本实验不可用碘－碘化钾溶液替代本尼迪特试剂，B错误；该实验中，温度是无关变量，需要保持一致，可将酶溶液置于适宜的温度下一段时间后，再和底物混合，C正确；添加淀粉和蔗糖酶溶液的试管中出现阳性反应可能是淀粉中混有蔗糖或蔗糖酶溶液中混有淀粉酶引起的，D错误。]
2．蛋白酶只能催化蛋白质的水解，不能催化油脂的水解。这一事实说明(　　)
A．酶具有专一性　　　 B．酶作用条件温和
C．酶具有高效性 D．酶具有催化作用
A　[酶的催化作用特点具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应，因此蛋白酶只能催化蛋白质的水解，不能催化油脂的水解，说明了酶具有专一性，A符合题意，BCD不符合题意。]
3．在验证酶的高效性活动中，下列有关叙述错误的是(　　)
A．本活动用鸡肝匀浆的目的是使酶从细胞中释放并与底物充分接触
B．检测氧气产生量时用点燃后带明火的卫生香放在试管口，观察燃烧程度
C．1、2号试管在反应时均需在试管口塞上橡胶塞
D．该活动的自变量是催化剂的种类
B　[用鸡肝匀浆的目的是使酶从细胞中释放并与底物充分接触，A正确；检测氧气产生量时用带火星的卫生香放在试管口，观察燃烧程度，B错误；1、2号试管在反应时均需在试管口塞上橡胶塞，防止空气进入，影响燃烧结果，C正确；该活动的自变量是催化剂的种类，D正确。]
4．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图所示。据图回答下列问题。
(1)甲酶的化学本质是__________，彻底水解后的产物中有________种有机物。
(2)乙酶的化学本质是____________，组成的单体是__________。
(3)图示说明的酶特性是__________。甲酶中含有的糖类是________。
解析：(1)分析曲线图可以看出，甲酶用蛋白酶处理后，活性不变，所以该酶没有被蛋白酶降解，可能是RNA；彻底水解后可得到核糖和含氮碱基两种有机物和磷酸基团一种无机物。(2)乙酶能被蛋白酶降解，所以乙酶的本质可能是蛋白质，其组成的单体是氨基酸。(3)图示说明酶具有专一性，甲酶为RNA，含有的糖类是核糖。
答案：(1)RNA　2　(2)蛋白质　氨基酸　(3)专一性　核糖
　影响酶活性的因素
1．影响酶促反应速率的因素及其作用实质
酶促反应速率
2．突破酶促反应速率影响因素曲线图的一般方法
(1)识标：理解图中纵坐标和横坐标的含义，一般横坐标表示温度、pH、反应时间等，纵坐标表示反应速率等。
(2)明点：分析图中起止点和最高点的含义，一般起点为零，最高点表示最适温度或pH，酶的活性最大，止点表示酶的活性为零或生成物的量最大。
(3)析图：根据相关原理判断曲线的变化情况，具体看曲线是上升还是下降，从而确定酶促反应速率的变化趋势。
1．温度、pH对酶活性的影响
甲　　　　　　　　　　乙
(1)甲中温度和pH对酶活性的影响有什么共同点？
提示：在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)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。
(2)甲中过酸、过碱、高温、低温对酶活性的影响一样吗？为什么？
提示：不完全一样，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，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
(3)从乙曲线可以得出怎样的结论？
提示：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH＝7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
2．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
甲(在酶量一定的情况下)　乙(在底物足量的情况下)
(1)甲图表明了什么？
提示：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。
(2)乙图表明了什么？
提示：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
1．下图表示在20 ℃、不同pH条件下，向等量的反应物中加入等量的某种酶后，生成物的量与时间的关系曲线，下列结论错误的是(　　)
A．此实验中，不同pH为自变量，生成物的量为因变量，20 ℃为无关变量
B．随pH从6升高到7，酶的活性降低
C．该酶的最适pH为5
D．若将温度改为15 ℃，酶的最适pH不会发生改变
C　[依据反应实验结果的曲线图可知，本实验的自变量是时间和pH，因变量是生成物的量，温度等其他能对实验结果有影响的变量均为无关变量，A正确；生成物的量在达到最大值之前，在相同时间内，pH从6升高到7所对应曲线的酶促反应速率减慢，说明酶的活性逐渐降低，B正确；在pH为5、6、7这三种实验条件下，pH为5时酶的活性最高，但因缺乏pH小于5和pH在5～6之间的实验组，所以不能判断该酶的最适宜pH是5，C错误；酶的最适pH是酶的一种性质，不会因温度的改变而发生改变，D正确。]
2．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置甲、乙、丙三个实验组，各组温度条件不同，其他条件相同且适宜，测定各组在不同反应时间内的产物浓度，结果如图。以下分析正确的是(　　)
A．在t时刻之后，甲组曲线不再上升，是由于受到酶数量的限制
B．在t时刻降低丙组温度，将使丙组酶的活性提高，曲线上升
C．若甲组温度小于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于乙组温度
D．若甲组温度大于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于甲组温度
C　[在t时刻之后，甲组曲线不再上升，是由于受到底物数量的限制，A错误；丙组产物浓度达不到平衡点，说明高温使酶变性失活，在t时刻降低丙组温度，不能使酶的活性提高，B错误；甲组比乙组提前达到平衡点，说明甲组更接近最适温度，若甲组温度小于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于乙组温度，C正确；甲组比乙组提前达到平衡点，说明甲组更接近最适温度，若甲组温度大于乙组温度，则酶的最适温度可能大于甲组温度，D错误。]
3．如图曲线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．B点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现c所示变化
C．酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示
D．反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
D　[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；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，反应速率应在B点后下降，B错误；曲线b在B点时反应速率不再增加，这是受酶的数量的限制，因此如果在B点增加酶量，图示反应速率可用曲线c表示，C错误；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，但是在B点时反应速率不再增加，此时的限制因素为酶的数量，D正确。]
　有关影响酶促反应速率的因素的“三点提醒”
(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的速率的本质不同。
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。
1．“塑料垃圾污染”是令世界各国头疼的问题，这是因为塑料制品的主要原料——“PET塑料”需要数百年时间才能自然降解。科学家们在一次实验中意外生成了一种酶，可以将“PET塑料”有效降解，有望成为未来治理白色污染的“利器”。
2．请看下面某工厂生产的一种加酶洗衣粉包装袋的使用说明书
XX牌加酶洗衣粉
成分：碱性蛋白酶等
用法：洗涤前先将衣物浸于含适量洗衣粉的水内数分钟。使用温水效果更佳。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后洗净双手。
通过材料分析，了解酶在生产生活中的应用，并掌握其基本原理，由此培养科学思维和社会责任的学科素养。
(1)这种分解塑料的酶的作用机理是什么？(科学思维)
提示：降低化学反应的活化能。
(2)“PET塑料”在自然界中需要数百年时间才能降解，从酶的角度分析，可能的原因是什么？(社会责任)
提示：自然界中的微生物中缺少分解该塑料的酶。
(3)加酶洗衣粉洗涤时宜用温水，热水或冷水是否可以？为什么？(科学思维)
提示：均不可以。低温会抑制酶的活性，使酶的催化效率降低，达不到理想的洗涤效果；高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，同样达不到理想的洗涤效果。
(4)使用说明中为什么强调丝质及羊毛衣料不能用该洗衣粉洗涤？(科学思维)
提示：丝质、羊毛织物中主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉含有生物催化剂酶，可以催化蛋白质的分解，容易毁坏衣物。
[课堂小结]
1．酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质。
2．酶能催化底物分子发生反应，是因为酶分子有一定的空间结构，能和底物分子结合，形成酶-底物复合物，然后这个复合物会发生一定的形状变化，使底物变成产物(二肽)，并从复合物上脱落。
3．酶作用的强弱可用酶活性表示。酶活性一般是指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。
4．酶专一性是由于酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合，所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。
5．酶的高效性是由于酶通过与底物分子结合，使化学反应极易进行，所以反应效率极高。具有高效性的原因是降低化学反应的活化能，使得化学反应加快。
6．酶通常在一定pH范围内才起作用，而且在某一pH下作用最强。
7．酶促反应都有一个最适温度，这是因为温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速度加快；酶是蛋白质，温度升得越高，酶变性的速率越快，升到一定温度，酶将完全失去活性。这两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。
8．低温会使酶的活性降低，但不会破坏酶的分子结构，当适宜温度时，酶的催化作用可以恢复。
9．有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。
1．下列关于酶的叙述正确的是(　　)
A．大多数酶的化学本质是蛋白质
B．只能在体内起催化作用
C．酶可提供化学反应所需的活化能
D．能改变化学反应和调节化学反应
A　[绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA，A正确；酶在生物体外也能起催化作用，B错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而不是给化学反应提供活化能，C错误；酶仅能改变化学反应的速率，并不能改变化学反应的平衡点，不能调节化学反应，D错误。]
2．加酶洗衣粉在温水中的洗涤效果更好，这说明(　　)
A．酶具有专一性
B．酶的活性受温度影响
C．酶具有高效性
D．酶的活性受pH影响
B　[加酶洗衣粉在温水中的洗涤效果更好，是因为酶发挥催化活性需要适宜的温度，未体现酶的其他特性。]
3．下列环境因素的改变会使人体唾液淀粉酶的活性逐渐增大的是(　　)
A．温度由0 ℃上升到37 ℃
B．温度由100 ℃降低到37 ℃
C．pH由2上升到7
D．pH由12降低到7
A　[人体唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃左右，最适pH是7左右。低温降低酶的活性，温度升高，酶活性会逐渐恢复；高温、过酸、过碱使酶的空间结构发生改变，使酶失活。]
4．下表是探究酶专一性的部分实验内容，其中“－”表示不加。下列叙述正确的是(　　)
试管 1 2 3 4
本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
1%淀粉溶液 3 mL － 3 mL －
2%蔗糖溶液 － 3 mL － 3 mL
新鲜唾液 － － 1 mL 1 mL
实验结果
A．各组中的反应试剂均需在适宜温度下保温后才能混匀
B．通过4组实验结果比对，说明酶有专一性和高效性
C．淀粉溶液需溶解在0.3%NaCl中，新鲜唾液需稀释后使用
D．该实验中的本尼迪特试剂可换成I2-KI溶液
C　[使用本尼迪特试剂时要热水浴加热，因此不需要先保温后混合，A错误；说明酶具有高效性要将酶和无机催化剂作对比，而表格中没有无机催化剂，B错误；淀粉在0.3% NaCl中溶解度最大，所以配制淀粉溶液时，通常将其溶解在质量分数为0.3%的NaCl溶液中，C正确；由于I2-KI不能证明蔗糖是否水解，故实验中的本尼迪特试剂不可以用I2-KI溶液代替，D错误。]
5．如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应生成物的量与反应时间的关系，则处理条件不可能是(　　)
A．温度不同
B．pH不同
C．酶量不同
D．反应底物的量不同
D　[温度能影响酶促反应速率，所以三条曲线的差异可能是由温度不同造成的，A正确；pH能影响酶促反应速率，所以三条曲线的差异可能是由pH不同造成的，B正确；酶的数量能影响酶促反应速率，所以三条曲线的差异可能是由酶量不同造成的，C正确；反应底物的量不同时，化学反应的平衡点不同，而题图中三条曲线的平衡点相同，说明三条曲线的差异不是由反应底物的量不同造成的，D错误。]
6．下列图甲表示淀粉酶的活性与温度之间的关系，图乙表示在图甲中a点对应温度时淀粉酶催化的反应速率与淀粉溶液浓度之间的关系。回答下列问题。
图甲　　　　　　　　　　图乙
(1)进行图甲所示实验时，________(填“能”或“不能”)用本尼迪特试剂检测实验结果。
(2)图乙实验升高某一温度后，d点位置并没有移动，原因是__________________。
(3)图乙中c点处限制反应速率的主要因素是________________，淀粉酶催化淀粉水解的原理是________________________________________。
解析：(1)图甲实验的自变量是温度，而本尼迪特试剂使用时需要水浴加热，这样会改变实验的预设温度，影响实验结果，所以进行图甲所示实验时，不能用本尼迪特试剂检测实验结果。
(2)由于除最适温度以外，在图甲中曲线两侧会有两个不同温度对应的酶活性相同，所以可出现图乙实验升高某一温度后，d点位置并没有移动的现象。
(3)图乙中c点之后随着淀粉溶液浓度增加反应速率加快，所以c处限制反应速率的主要因素是淀粉溶液浓度，淀粉酶催化淀粉水解的原理是降低淀粉水解反应的活化能。
答案：(1)不能　(2)除最适温度以外，在图甲中曲线两侧会有两个不同温度对应的酶活性相同　(3)淀粉溶液浓度　降低淀粉水解反应的活化能
课时分层作业(11)　酶是生物催化剂
题组一　酶的本质与作用
1．酶在生物体内的功能是(　　)
A．调节　　　　　　　 B．免疫
C．运输 D．催化
D　[分析酶的概念可知，酶的作用是催化作用，不具有调节、免疫、运输功能。]
2．下列选项中，描述的物质不一定是蛋白质的是(　　)
A．生命活动的主要承担者
B．人体内降低血糖的胰岛素
C．细胞内具有催化功能的酶
D．细胞膜上能转运钾离子的载体
C　[蛋白质是生命活动的主要承担者，A不符合题意；人体内降低血糖的胰岛素是蛋白质，B不符合题意；细胞内具有催化功能的酶大多是蛋白质，少数是RNA，C符合题意；细胞膜上能转运钾离子的载体是蛋白质，D不符合题意。]
3．下列关于酶的叙述，正确的是(　　)
A．酶不能脱离生物体起作用
B．唾液淀粉酶和淀粉结合后其形状不再发生变化
C．某种RNA分子能够使另一种RNA分子分解成较小的片段，则前者为酶
D．一种酶只能催化一种底物的反应，如蔗糖酶只能催化蔗糖而不能催化麦芽糖的水解
C　[酶可以脱离生物体起作用，如加酶洗衣粉中的酶，A错误；唾液淀粉酶和淀粉结合后其形状会发生变化，反应后酶的形状恢复，B错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，若某种RNA分子能够使另一种RNA分子分解成较小的片段，则前者为酶，C正确；一种酶只能催化一种或一类底物的反应，D错误。]
题组二　酶的特性与影响因素
4．向淀粉酶溶液中加入下列溶剂，对淀粉酶活性影响最小的是(　　)
A．淀粉溶液 B．NaOH溶液
C．蛋白酶溶液 D．盐酸溶液
A　[淀粉酶溶液中加入淀粉溶液，淀粉会被淀粉酶水解，而淀粉酶作为催化剂活性不会受影响，A正确；NaOH是强碱，强碱可以使酶的空间结构改变，导致活性丧失，B错误；淀粉酶的化学本质是蛋白质，因此加入蛋白酶后，淀粉酶会被水解失去活性，C错误；盐酸是强酸，强酸也可以使酶的空间结构改变，导致活性丧失，D错误。]
5．温度对酶促反应的影响可用图表示。据图分析，错误的是(　　)
A．曲线a表示温度越高反应物分子的能量越高，反应速率越快
B．曲线b表示在一定温度范围内，随温度升高酶分子热变性加快
C．a、b作用叠加在一起形成曲线c，在T1温度下部分酶发生热变性
D．图中T1是保存酶的适宜温度，温度达到T2时酶完全失去活性
D　[温度越高，反应物分子获得的能量也就越高，反应物分子的运动速率就会越快，所以曲线a表示温度越高反应物分子的能量越高，反应速率越快，A正确；温度越高，酶分子在高温条件下发生的热变性越快，曲线b表示在一定温度范围内，随温度升高酶分子热变性加快，B正确；曲线a表示温度越高反应物分子的能量越高，反应速率越快；曲线b表示在一定温度范围内，随温度升高酶分子热变性加快，所以a、b作用叠加在一起形成曲线c即酶活性随着温度的升高而发生改变，图中T1温度下部分酶发生热变性，C正确；图中T1温度下酶活性相对最高，不是保存酶的适宜温度，一般酶分子在低温条件下活性降低但不会彻底丧失，所以一般在低温下保存酶分子，温度达到T2时酶活性丧失为0，D错误。]
6．如图表示一酶促反应，它所反映的酶的一个特性和a、b、c最可能代表的物质依次是(　　)
A．高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽
B．专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖
C．专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖
D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸
B　[酶作为催化剂在反应前后本身的性质和数量不发生改变，故根据图解a是酶，b、d是酶的催化底物，根据其只和底物b反应，可知此图表示的是酶具有专一性的特点，A、D项错误；淀粉属于多糖，在淀粉酶的催化作用下可形成多个麦芽糖，而麦芽糖属于二糖，图解c表示由二个分子组成的物质，B项正确；麦芽糖(属于二糖)在麦芽糖酶的催化下形成两个分子的葡萄糖(属于单糖)，与图解不符，C项错误。]
7．下图表示在最适温度下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。下列有关说法正确的是(　　)
A．若在B点增加酶的浓度，反应速率会减慢
B．若在A点提高反应温度，反应速率会加快
C．若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快
D．若在A点增加反应物浓度，反应速率将加快
D　[B点以后反应速率不随反应物的浓度增加而增加，限制B点的原因是酶的浓度，所以在B点增加酶的浓度，反应速率会加快，A错误；该图是在最适温度下反应物的浓度与反应速率的关系，所以再提高反应温度，酶的活性会降低，反应速率会减慢，B错误；B点以后反应速率不随反应物的浓度增加而增加，限制C点的原因是酶的浓度，所以在C点增加反应物的浓度，反应速率不变，C错误；AB段反应速率随反应物的浓度增加而增加，所以反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，D正确。]
8．下图是某生物兴趣小组用淀粉和淀粉酶探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述错误的是(　　)
A．实验中温度、淀粉用量、淀粉酶的浓度等为无关变量
B．pH为1时淀粉酶可能已经失活，淀粉发生水解是盐酸起催化作用
C．pH为3和9时淀粉剩余量相同，说明两种条件下淀粉酶活性相同
D．实验中用适量的H2O2和H2O2酶代替淀粉和淀粉酶作实验材料更为科学
C　[分析柱形图可知，本实验的自变量是pH，因变量是1 h后淀粉剩余量，温度、淀粉用量、淀粉酶的浓度等为无关变量，A正确；pH为1时有淀粉水解，这是盐酸催化淀粉水解的结果，过酸条件下酶将失活，B正确；分析柱形图可知，pH为3条件下和pH为9条件下淀粉剩余量基本相等，而由于淀粉在酸性条件下易分解，因此pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，C错误；实验中用适量的H2O2和H2O2酶代替淀粉和淀粉酶作实验材料更为科学，这样就可以避免盐酸对底物的水解影响，D正确。]
9．酶是生物体内催化各种化学反应的生物催化剂，下图表示在不同温度条件下化学反应速度的变化，其变化反映了温度对酶的催化作用的影响，请据图回答下列问题。
(1)曲线中的AB段表明：酶在____________范围内，催化作用随温度的________而________。
(2)曲线中的B点表示酶作用的________________。
(3)曲线BC段表明____________________________________________。
解析：(1)由图可知，AB段在一定的温度范围内随着温度的升高，酶活性会增强。(2)曲线中的B点对应的温度，酶活性最强，此时的温度为最适温度。(3)BC段，随着温度升高，酶活性下降。
答案：(1)一定温度　升高　增强　(2)最适温度　(3)温度继续升高，酶的活性下降
10．科研人员以河蚬为实验材料，研究了不同浓度的Cd2+、Cu2+以及Cd2+＋Cu2+对河蚬过氧化氢酶活性的影响，得到了下图所示实验结果。
(1)测定过氧化氢酶活性时，应选择________________作为该酶作用的物质，以单位时间内________________表示过氧化氢酶活性的高低。
(2)当Cd2+、Cu2+的浓度为0～50 μg·L-1时，Cd2+、Cu2+对过氧化氢酶的活性有________________(填“促进”“抑制”或“无影响”)作用。不同浓度的Cd2+＋Cu2+对过氧化氢酶的活性有抑制作用，这可能是Cd2+＋Cu2+联合作用使过氧化氢酶的________________改变所致。
(3)实验过程中，各组加入的Cd2+、Cu2+以及Cd2+＋Cu2+溶液的体积应________________，原因是____________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)过氧化氢酶的特性有________________、________________，同时作用条件温和。
解析：(1)该题测定不同离子及不同浓度离子对过氧化氢酶活性的影响情况，酶的种类和底物的种类均为无关变量，底物只能选择过氧化氢。检测指标可以是单位时间内氧气的生成量来表示。(2)由图可知，当Cd2+、Cu2+的浓度为0～50 μg/L时，酶活性上升，故两种离子在该浓度范围内对酶活性有促进作用。不同浓度的Cd2+＋Cu2+处理下，过氧化氢酶的活性均下降，可能是二者共同处理破坏了酶的空间结构。(3)各组加入的Cd2+、Cu2+以及Cd2+＋Cu2+溶液的体积均为无关变量，应该保持一致，以免干扰实验结果。(4)酶的特性有：高效性和专一性。
答案：(1)过氧化氢　过氧化氢消耗量(氧气生成量)　(2)促进　空间结构(分子结构)　(3)相等　以免因溶液体积的不同对实验结果造成干扰　(4)高效性　专一性
11．核酶能特异性结合并切断特定的RNA前体，且可重新连接切割的片段。下列关于核酶的叙述，正确的是(　　)
A．向核酶滴加双缩脲试剂，可发生紫色反应
B．核酶是指以核酸为底物的酶
C．核酶与底物特异性结合时，底物会发生磷酸二酯键的断裂
D．与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可反映核酶具有高效性
C　[核酶是具有催化功能的小分子RNA，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；核酶可降解特异的mRNA序列；但以核酸为底物的酶并不都是核酶，比如RNA聚合酶，B错误；核酶能特异地结合并切断特定的mRNA使连接两个核苷酸的磷酸二酯键断裂，C正确；酶的高效性是酶与无机催化剂相比，不是与空白对照相比，D错误。]
12．下图是化合物P对淀粉酶活性影响的曲线图，下列有关叙述错误的是(　　)
A．若温度不断升高，则A点持续上移
B．曲线①是对照组
C．在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率
D．化合物P抑制该酶的活性
A　[超过酶的最适温度后，随温度升高，酶的活性降低，A点会下移，A错误；由题图可知，曲线①是对照组，曲线②是实验组，B正确；在一定范围内，随着底物浓度升高，酶促反应速率增大，C正确；化合物P抑制该酶的活性，D正确。]
13．下图是温度对a、b、c三种酶活性影响的曲线图。下列叙述正确的是(　　)
A．c酶的最适温度为37 ℃左右
B．b酶的最适温度高于a酶的最适温度
C．该图反映了实验的两个自变量，一个因变量
D．该实验过程不需要考虑pH
C　[据题图无法判断c酶的最适温度，A错误；由题图可知，b酶的最适温度低于a酶的最适温度，B错误；该实验有两个自变量(温度和酶的种类)，一个因变量(酶的活性)，C正确；pH会影响酶的活性，为无关变量，应保持不变，D错误。]
14．细胞代谢中某种酶1与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．酶1与产物B结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定
B．酶1的变构位点和活性位点的结构产生的根本原因在于特定的氨基酸序列
C．酶1虽有两种底物且能与产物B结合，但酶1仍具有专一性
D．酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物
B　[图示显示，酶1与产物B结合后，酶1因结构的改变而失活，据此推测：酶的功能由其空间结构决定，A正确；酶1的变构位点和活性位点具有特定的结构，其直接原因在于与该部位特定的氨基酸序列有关，B错误；酶的专一性体现在催化一种或一类物质的化学反应，酶1与两种底物结合，是不同部位与不同底物结合，仍体现酶1的专一性，C正确；产物A在酶2的催化下转化为产物B，产物B浓度过高时与酶1结合而导致酶1失活，从而降低产物A的生成，当产物B浓度低时，产物B脱离酶1，使酶1活性恢复，可见，酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A，D正确。]
易错点　不能根据题目给定的信息分析关键点的移动
15．图1是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线。图2表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产生的O2量(m)随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，在做以下改变时有关描述错误的是(　　)
图1　　　　　　 　　图2
A．pH＝a时，e点不变，d点右移
B．pH＝c时，e点为0
C．温度降低时，e点不移动，d点右移
D．H2O2量增加时，e点上移，d点右移
B　[根据题中信息可知，图1是在最适pH下绘制的曲线，因此降低pH时，酶活性降低，达到平衡所需要的时间变长，但酶不改变平衡位点，故A正确；由于过氧化氢在常温下能分解成水和氧气，因此当没有酶时，也有过氧化氢的分解产生氧气，故B错误；降低温度，酶活性降低，到达平衡所需要的时间变长，不改变平衡位点，故C正确；若增加过氧化氢的含量，则反应速率加快，产物增多，故D正确。]
23/25第二节　酶是生物催化剂
1．说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 2．探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。 1．基于对酶的探索及影响因素的分析，实现核心素养达成。(生命观念、科学思维) 2．通过探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素厘清探究实验的思路与流程。(科学思维、科学探究)
一、绝大多数酶是蛋白质
1．小资料　酶的发现历程
(1)意大利的科学家斯帕兰扎尼通过实验证实胃液中有一种________________。在此以后，许多科学家研究发现动物的消化系统能分泌多种分解淀粉、脂肪和蛋白质的物质。
(2)巴斯德的实验研究证实，发酵过程中酒精的产量与活酵母菌的繁殖量成正比，他认为酒精发酵是________________的结果。与巴斯德同时代的李比希则认为，酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关。
(3)德国的毕希纳证明，促使酒精发酵的是酵母菌中的________，而不是________________。这种物质后来被称为“________”。
(4)美国的萨姆纳得到脲酶结晶后，才明白酶的本质是蛋白质。到目前为止，已经分离得到的绝大多数酶都是________。
(5)20世纪80年代初，科学家又发现极少数特殊的酶是________，我们称这一类酶为核酶。
2．酶的概念与作用
(1)酶的概念
酶是由________产生的一类__________，大多数酶是________。
(2)酶是生物催化剂的原因
具有促使反应物发生化学变化而本身________________的特点。
(3)酶催化作用的机理
________________的分子称为底物。酶能催化底物分子发生反应，是因为酶分子有一定的________，能和底物分子结合。例如，酶促使两个氨基酸结合形成二肽的反应的过程是：酶与底物结合，形成________复合物，然后这个复合物会发生一定的________变化，使底物变成________(二肽)，并从复合物上________；同时酶分子又________，可以重新与底物________，继续下一轮的反应。
(4)酶的活性与表示方法
__________可用酶活性表示。酶活性一般是指___________________________。
二、酶的催化功能具有专一性和高效性
1．酶的催化功能具有专一性
(1)活动　探究酶的专一性
①目的要求
比较__________和________对淀粉和蔗糖的作用。
②方法步骤
ⅰ．取两支试管，分别编为1号、2号。
ⅱ．向1号试管中加入本尼迪特试剂2 mL，再加入质量分数为1%的淀粉溶液3 mL；2号试管中加入本尼迪特试剂________，再加入质量分数为2%的蔗糖溶液________。
ⅲ．将两支试管内的溶液充分混匀后，放在热水浴中加热2～3 min。观察并记录实验结果。
ⅳ．再取四支试管，分别编为3号、4号、5号、6号。
ⅴ．3号、4号试管中各加入稀释200倍的新鲜唾液1 mL，然后在3号试管中加入质量分数为1%的淀粉溶液 3 mL，在4号试管中加入质量分数为________________，充分混匀后，放在37 ℃恒温水浴中保温，15 min后取出。两管各加本尼迪特试剂2 mL，摇匀，放在热水浴中加热2～3 min。观察并记录实验结果。
ⅵ．5号、6号试管中各加入________1 mL，然后在5号试管中加入质量分数为1%的淀粉溶液3 mL，在6号试管中加入质量分数为2%的蔗糖溶液3 mL，充分混匀后，放在37 ℃恒温水浴中保温，15 min后取出。两管各加本尼迪特试剂2 mL，摇匀，放在热水浴中加热2～3 min。观察并记录实验结果。
(2)酶专一性的含义
由于酶分子的结构只适合与________________结合，所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。这就是酶的专一性。
2．酶的催化功能具有高效性
(1)活动　探究酶催化的高效性
①实验原理
过氧化氢是细胞中某些化学反应的副产物，具有________性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞，而细胞中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢的分解，反应如下：________________________________。
实验室中，我们也可以使用________作为催化剂完成上面的化学反应。
②目的要求
比较过氧化氢酶和二氧化锰在过氧化氢分解中的________。
③方法步骤
ⅰ．取两支试管，编号后(1号、2号)各加入2%的过氧化氢溶液3 mL。
ⅱ．1号试管中加入鸡肝匀浆或________________，将试管口塞上橡胶塞。
ⅲ．2号试管中加入二氧化锰少许，将试管口塞上橡胶塞。
ⅳ．观察________________。
ⅴ．打开两支试管的橡胶塞，将点燃后无明火的卫生香放在试管口处，观察现象。
(2)酶具有高效性的含义
由于________________结合，使化学反应极易进行，所以反应效率极高。
(3)酶具有高效性的原因
化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的________，使反应物活化并完成化学反应生成产物，这种化学反应过程中所需要的能量被称为________。酶的作用是________________，使得化学反应加快。
三、酶的催化功能受多种条件的影响
影响酶作用的因素有很多，pH、温度和某些化合物等都能影响酶的作用。
1．pH对酶作用的影响
(1)最适的pH：酶通常在一定pH范围内才起作用，而且在某一pH下作用________。由pH对酶作用影响的典型曲线可知：最适的pH范围可能很窄，也可能较宽，这取决于____________。
(2)活动　探究影响酶催化功能的因素——pH对过氧化氢酶的影响
①探究问题
过氧化氢酶的最适pH是多少？
②方法步骤
ⅰ．水槽加水至快满为止。
ⅱ．取大小相同的8片滤纸片放在盛有新鲜肝脏匀浆的培养皿中(肝脏匀浆中含有过氧化氢酶)浸泡1 min，然后用镊子夹起滤纸片，贴靠在________上，使多余的匀浆流尽。
ⅲ．将2片含有酶的滤纸片小心放入反应小室的一侧内壁上，使滤纸片粘在内壁上。
ⅳ．将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧在________，小心加入pH 5.0的缓冲液2 mL，然后再加入2 mL 3%的过氧化氢溶液。将小室塞紧。
ⅴ．将25 mL量筒横放于水槽中使之__________，若有气泡，将其轻轻倾斜，小心排出气泡。然后将量筒倒立，使筒口一直处于水中。
ⅵ．将反应小室小心平放在水槽的水里，然后将量筒移至反应小室口上伸出的玻璃管上方。
ⅶ．将反应小室小心________，使过氧化氢溶液接触滤纸片，同时开始计时。每隔30 s读取量筒中水平面的________一次，共进行4次，记录结果。
ⅷ．该实验完成后，__________反应小室，再重复上述实验过程，测量在pH 6.0、pH 7.0、pH 8.0下过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。
ⅸ．记录实验结果。
2．温度对酶作用的影响
(1)最适的温度：酶促反应都有一个______温度，在此温度以上或以下，酶活性均会下降。
(2)原因分析：这是因为温度对酶促反应的影响有两个方面：其一，温度升高，反应物分子具有的________，反应速度加快。其二，酶是蛋白质，酶分子本身会随温度的升高而发生空间结构改变，导致________。温度升得越高，________的速率越快；升到一定温度，酶将__________。这两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。
(3)低温对酶活性的影响
在0～40 ℃内，一般酶的活性随温度的升高而升高。低温会使酶的活性降低，但不会破坏酶的________，当温度适宜时，酶的催化作用可以________。所以，酶一般在______条件下保存。
3．________、________、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．酶是活细胞产生的具有调节作用的蛋白质。 (　　)
2．细胞内的化学反应都是在酶的催化下进行的。 (　　)
3．辅酶是辅助酶起作用的分子，它们是蛋白质。 (　　)
4．过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 (　　)
5．酶制剂适于在37 ℃下保存。 (　　)
　酶的发现与作用
1．酶的本质探索
科学家 主要观点或成就
巴斯德 酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果
李比希 酒精发酵与酵母菌的活动无关，最多只需要酵母菌中的某种物质参与而已
毕希纳 促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质，而不是酵母菌细胞本身
萨姆纳 证明脲酶的化学本质为蛋白质
切赫和奥 尔特曼 发现极少数特殊的酶是RNA，少数RNA也具有生物催化功能
2．酶的本质和作用
概念 酶是由活细胞产生的一类生物催化剂
化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA
作用机理 降低反应所需的活化能
3．作为催化剂，酶具有一般催化剂应具有的特点
(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。
(2)只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡的状态。
(3)在反应前后，酶的化学性质和数量保持不变。
1．20世纪80年代科学家发现了一种RnaseP酶，是由20%蛋白质和80%RNA组成的，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仍然具有这种酶相同的活性，这一结果表明了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．下图曲线表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程的模型，回答下列问题：
(1)没有催化剂参与的反应曲线和有酶催化的反应曲线分别是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)BC段的含义是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将怎样移动？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于酶的表述，全面而准确的是(　　)
A．酶是蛋白质
B．酶与无机催化剂没有本质区别
C．酶是活细胞产生的有催化作用的有机物
D．酶不能脱离生物体起作用
2．酶作为生物催化剂，其作用的实质是(　　)
A．催化化学反应的进行
B．提高化学反应的速率
C．降低化学反应的活化能
D．提供化学反应的能量
3．下图表示人体肝细胞内的某种生化反应，下列有关叙述正确的是(　　)
A．甲和乙都是反应的底物
B．丙、丁的相对分子质量之和小于乙的
C．该反应过程一定发生于细胞外
D．甲、乙、丙、丁可能都不是蛋白质
　酶的催化功能具有专一性和高效性
1．酶的高效性的模型构建与解读
(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。
2．酶的专一性的模型构建与解读
(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A对此反应有催化作用。
下表是有关H2O2的系列实验，回答有关问题。
序号 反应物 加入物质 条件 现象 X
1 H2O2 无 室温 几乎无气泡 X1
2 H2O2 二氧化锰 室温 X2
3 H2O2 鸡肝匀浆 室温 X3
4 H2O2 新鲜唾液 室温 X4
(1)说出该实验的自变量和因变量分别是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)1和3组可以对照、2和3组对比、3和4组对比分别表明什么问题？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)单位时间内3号比2号产生的气泡多，从活化能的角度分析是什么原因？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列有关“探究酶的专一性”活动的叙述，正确的是(　　)
A．实验中可直接使用新鲜唾液
B．本实验可用碘-碘化钾溶液替代本尼迪特试剂
C．可将酶溶液置于适宜的温度下一段时间后，再和底物混合
D．添加淀粉和蔗糖酶溶液的试管中出现阳性反应是淀粉中混有蔗糖引起的
2．蛋白酶只能催化蛋白质的水解，不能催化油脂的水解。这一事实说明(　　)
A．酶具有专一性 B．酶作用条件温和
C．酶具有高效性 D．酶具有催化作用
3．在验证酶的高效性活动中，下列有关叙述错误的是(　　)
A．本活动用鸡肝匀浆的目的是使酶从细胞中释放并与底物充分接触
B．检测氧气产生量时用点燃后带明火的卫生香放在试管口，观察燃烧程度
C．1、2号试管在反应时均需在试管口塞上橡胶塞
D．该活动的自变量是催化剂的种类
4．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图所示。据图回答下列问题。
(1)甲酶的化学本质是__________，彻底水解后的产物中有________种有机物。
(2)乙酶的化学本质是__________，组成的单体是__________。
(3)图示说明的酶特性是__________。甲酶中含有的糖类是________。
　影响酶活性的因素
1．影响酶促反应速率的因素及其作用实质
酶促反应速率
2．突破酶促反应速率影响因素曲线图的一般方法
(1)识标：理解图中纵坐标和横坐标的含义，一般横坐标表示温度、pH、反应时间等，纵坐标表示反应速率等。
(2)明点：分析图中起止点和最高点的含义，一般起点为零，最高点表示最适温度或pH，酶的活性最大，止点表示酶的活性为零或生成物的量最大。
(3)析图：根据相关原理判断曲线的变化情况，具体看曲线是上升还是下降，从而确定酶促反应速率的变化趋势。
1．温度、pH对酶活性的影响
甲　　　　　　　　　乙
(1)甲中温度和pH对酶活性的影响有什么共同点？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)甲中过酸、过碱、高温、低温对酶活性的影响一样吗？为什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)从乙曲线可以得出怎样的结论？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
甲(在酶量一定的情况下)　乙(在底物足量的情况下)
(1)甲图表明了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)乙图表明了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下图表示在20 ℃、不同pH条件下，向等量的反应物中加入等量的某种酶后，生成物的量与时间的关系曲线，下列结论错误的是(　　)
A．此实验中，不同pH为自变量，生成物的量为因变量，20 ℃为无关变量
B．随pH从6升高到7，酶的活性降低
C．该酶的最适pH为5
D．若将温度改为15 ℃，酶的最适pH不会发生改变
2．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置甲、乙、丙三个实验组，各组温度条件不同，其他条件相同且适宜，测定各组在不同反应时间内的产物浓度，结果如图。以下分析正确的是(　　)
A．在t时刻之后，甲组曲线不再上升，是由于受到酶数量的限制
B．在t时刻降低丙组温度，将使丙组酶的活性提高，曲线上升
C．若甲组温度小于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于乙组温度
D．若甲组温度大于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于甲组温度
3．如图曲线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．B点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现c所示变化
C．酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示
D．反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
　有关影响酶促反应速率的因素的“三点提醒”
(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的速率的本质不同。
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。
1．“塑料垃圾污染”是令世界各国头疼的问题，这是因为塑料制品的主要原料——“PET塑料”需要数百年时间才能自然降解。科学家们在一次实验中意外生成了一种酶，可以将“PET塑料”有效降解，有望成为未来治理白色污染的“利器”。
2．请看下面某工厂生产的一种加酶洗衣粉包装袋的使用说明书
XX牌加酶洗衣粉
成分：碱性蛋白酶等
用法：洗涤前先将衣物浸于含适量洗衣粉的水内数分钟。使用温水效果更佳。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后洗净双手。
通过材料分析，了解酶在生产生活中的应用，并掌握其基本原理，由此培养科学思维和社会责任的学科素养。
(1)这种分解塑料的酶的作用机理是什么？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)“PET塑料”在自然界中需要数百年时间才能降解，从酶的角度分析，可能的原因是什么？(社会责任)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)加酶洗衣粉洗涤时宜用温水，热水或冷水是否可以？为什么？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)使用说明中为什么强调丝质及羊毛衣料不能用该洗衣粉洗涤？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[课堂小结]
1．酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质。
2．酶能催化底物分子发生反应，是因为酶分子有一定的空间结构，能和底物分子结合，形成酶-底物复合物，然后这个复合物会发生一定的形状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落。
3．酶作用的强弱可用酶活性表示。酶活性一般是指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。
4．酶专一性是由于酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合，所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。
5．酶的高效性是由于酶通过与底物分子结合，使化学反应极易进行，所以反应效率极高。具有高效性的原因是降低化学反应的活化能，使得化学反应加快。
6．酶通常在一定pH范围内才起作用，而且在某一pH下作用最强。
7．酶促反应都有一个最适温度，这是因为温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速度加快；酶是蛋白质，温度升得越高，酶变性的速率越快，升到一定温度，酶将完全失去活性。这两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。
8．低温会使酶的活性降低，但不会破坏酶的分子结构，当适宜温度时，酶的催化作用可以恢复。
9．有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。
1．下列关于酶的叙述正确的是(　　)
A．大多数酶的化学本质是蛋白质
B．只能在体内起催化作用
C．酶可提供化学反应所需的活化能
D．能改变化学反应和调节化学反应
2．加酶洗衣粉在温水中的洗涤效果更好，这说明(　　)
A．酶具有专一性
B．酶的活性受温度影响
C．酶具有高效性
D．酶的活性受pH影响
3．下列环境因素的改变会使人体唾液淀粉酶的活性逐渐增大的是(　　)
A．温度由0 ℃上升到37 ℃
B．温度由100 ℃降低到37 ℃
C．pH由2上升到7
D．pH由12降低到7
4．下表是探究酶专一性的部分实验内容，其中“－”表示不加。下列叙述正确的是(　　)
试管 1 2 3 4
本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
1%淀粉溶液 3 mL － 3 mL －
2%蔗糖溶液 － 3 mL － 3 mL
新鲜唾液 － － 1 mL 1 mL
实验结果
A．各组中的反应试剂均需在适宜温度下保温后才能混匀
B．通过4组实验结果比对，说明酶有专一性和高效性
C．淀粉溶液需溶解在0.3%NaCl中，新鲜唾液需稀释后使用
D．该实验中的本尼迪特试剂可换成I2-KI溶液
5．如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应生成物的量与反应时间的关系，则处理条件不可能是(　　)
A．温度不同
B．pH不同
C．酶量不同
D．反应底物的量不同
6．下列图甲表示淀粉酶的活性与温度之间的关系，图乙表示在图甲中a点对应温度时淀粉酶催化的反应速率与淀粉溶液浓度之间的关系。回答下列问题。
图甲　　　　　　　　　　图乙
(1)进行图甲所示实验时，________(填“能”或“不能”)用本尼迪特试剂检测实验结果。
(2)图乙实验升高某一温度后，d点位置并没有移动，原因是__________________。
(3)图乙中c点处限制反应速率的主要因素是________________，淀粉酶催化淀粉水解的原理是______________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
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