全国通用版2018-2019版高中生物第五章细胞的能量供应和利用第1节第2课时酶的特性学案新人教版必修1 .doc

第2课时酶的特性学习目标1.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。2.通过探究“影响酶活性的条件”发展科学探究能力。一、酶的特性1酶的特性及验证实验(1)酶的高效性含义：酶的催化效率比无机催化剂高很多，大约是无机催化剂的1071013倍。意义：可以使生命活动更加高效地进行。(2)酶的专一性含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解。脲酶除了催化尿素分解外，对其他化学反应不起作用。意义：使细胞代谢能够有条不紊地进行。(3)酶的作用条件较温和酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温只能使酶活性降低，不会使酶失活。特别提醒酶与无机催化剂的共同点(1)只改变化学反应速率，不改变化学反应的方向。(2)不为化学反应提供物质和能量，本身不被消耗。(3)降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。2酶特性的验证实验(1)酶高效性的实验分析实验组：底物生物催化剂(酶)底物分解速率(或产物形成的速率)对照组：底物无机催化剂底物分解速率(或产物形成的速率)(2)酶专一性的实验分析实例：实验验证淀粉酶具有专一性步骤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归纳总结酶的高效性和专一性相关曲线的解读比较项目曲线解读酶的高效性与无机催化剂相比，酶的催化效率更高；酶只能改变反应速率，不改变生成物的量酶的专一性在反应物中加入酶A，反应速率比未加酶时明显加快，说明酶A催化该反应；在反应物中加入酶B，反应速率与未加酶时相同，说明酶B不催化该反应例1下图表示一个酶促反应，它所能反映的酶的一个特性和a、b、c最可能的物质依次是()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答案B解析图示酶促反应表明，a在反应前后形态结构未改变，是酶分子，b是底物，c是产物。a与b特异性结合后，在a的作用下，大分子b分解为含2个结构单元的小分子，说明酶具有专一性；对照四个选项，淀粉是多糖，麦芽糖是二糖，符合图示现象，B项正确。例2如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量)变化，下列有关叙述不正确的是()A甲中虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系B乙中虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化示意曲线C若乙中的实线表示Fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率D图丙不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系答案D解析底物浓度充足时，酶促反应速率与酶浓度成正比，甲中虚线反应速率加快，可表示酶量增加一倍时底物浓度和反应速率的关系；催化剂只能缩短达到化学平衡所需要的时间，但不改变化学反应的平衡点，同时酶的催化效率高，故乙中虚线表示增加酶浓度，生成物量的变化示意曲线；由于酶具有高效性，若乙中实线表示Fe3的催化效率，则虚线为过氧化氢酶的催化效率；酶促反应开始时底物浓度高，反应快，后来底物逐渐被分解，反应速率降低，则图丙能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系。二、探究影响酶活性的条件1酶活性的含义：酶对化学反应的催化效率。2探究酶活性的适宜条件思路：实例：课题名称用淀粉酶探究温度对酶活性的影响用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响实验材料淀粉溶液、唾液淀粉酶肝脏研磨液、过氧化氢溶液自变量温度pH自变量的设置方法分别用37 的水、沸水、冰水处理分别用蒸馏水、HCl溶液、NaOH溶液处理因变量酶活性酶活性因变量的观察指标加碘液后溶液颜色变化的速率氧气产生的速率无关变量pH相同且适宜等温度相同且适宜等3.温度和pH影响酶活性的相关曲线(1)温度在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。(2)pH在一定条件下，酶活性最大时的pH值称为该酶的最适pH。偏离该pH，不论升高还是降低，酶促反应速率都会下降。例3下列有关“探究影响酶活性的条件”实验的叙述，正确的是()A若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，则pH是自变量，过氧化氢分解速率是无关变量B若探究温度对酶活性的影响，可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应C若探究温度对淀粉酶活性的影响，应将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调温度D若探究温度对淀粉酶活性的影响，不可选择斐林试剂对实验结果进行检测答案D解析若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，则pH是自变量，过氧化氢分解速率是因变量，A项错误；若探究温度对酶活性的影响，不可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应，因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响，B项错误；若探究温度对淀粉酶活性的影响，应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液在各自所需的温度下保温一段时间再混合，C项错误；若探究温度对淀粉酶活性的影响，不可选择斐林试剂对实验结果进行检测，因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度，D项正确。易错警示(1)探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。(2)选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测的试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。(3)探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2遇热会分解，氧气的产生速率增加并不能反映酶的活性增大。例4某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响，得到如图所示的曲线。下列分析正确的是()A该酶催化反应的最适温度为35 左右，最适pH为8左右B当pH为8时，影响酶促反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度C随pH升高，该酶催化反应的最适温度也随之变化D当pH为任一固定值时，实验结果都可以证明温度对酶促反应速率的影响答案A解析分析曲线可知，温度约为35 、pH为8时，酶促反应速率相对较快，温度约为35 、pH大于或小于8时，酶促反应速率均下降，所以该酶的最适温度为35 左右，最适pH为8；当pH为8时，不同温度下酶促反应速率不同，此时温度为影响酶促反应速率的主要因素；在一定范围内，随pH的升高或降低，该酶促反应的最适温度均为35 左右；但当pH过高或过低时，酶变性失活，不同温度下的反应速率可能相同，此时温度已不再是酶促反应速率的影响因素。思维启迪影响酶促反应速率的因素及其作用实质酶促反应速率1下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。(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、低温、强碱、强酸都会使酶失活()(5)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()(6)探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2现有3支试管甲、乙、丙，先向各试管内加入2 mL可溶性淀粉溶液，再按图中所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列说法中不正确的是()A实验结果是乙、丙试管内出现砖红色沉淀B甲和丙试管对照，说明酶的活性受温度的影响C实验结果是甲试管内出现砖红色沉淀D甲和乙试管对照，说明酶具有专一性答案A解析实验结果是甲试管内出现了砖红色沉淀，乙、丙试管内不出现砖红色沉淀，A项错误，C项正确；甲和丙试管对照，自变量是温度，故说明酶的活性受温度的影响，B项正确；甲和乙试管对照，乙试管中的胃蛋白酶不能水解淀粉，故说明酶具有专一性，D项正确。3(2017黄石二中模拟)下列有关酶的特性的实验设计中最科学、严谨的是()选项实验目的主要实验步骤A酶催化具有高效性实验组：2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液1 mL过氧化氢酶溶液，保温5 min对照组：2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液1 mL蒸馏水，保温5 minB酶催化具有专一性实验组：2 mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液1 mL新鲜唾液，保温5 min后碘液检验对照组：2 mL质量分数为3%的蔗糖溶液1 mL新鲜唾液，保温5 min后碘液检验C探究温度对酶活性的影响2 mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2 mL新鲜唾液碘液每隔5 min将溶液温度升高10 ，观察溶液颜色变化D探究pH对酶活性的影响对三支试管进行以下处理：分别加入2滴新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液；分别加入1 mL质量分数为5%的盐酸、1 mL质量分数为5%的NaOH溶液和1 mL蒸馏水；分别加入2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液；观察现象答案D解析酶催化作用的高效性是酶与无机催化剂相比较而言的，用酶与蒸馏水作对照，只能证明酶具有催化作用，不能证明酶催化具有高效性，A项错误；探究酶催化具有专一性时，若对照组用蔗糖溶液，则不能用碘液检验，应用斐林试剂检测是否有还原糖产生，B项错误；探究温度对酶活性的影响时，应设置多支试管，分别设置不同的温度条件进行比较，C项错误。4如图是在不同条件下，化学反应的速率曲线，其中1、2、3代表的反应条件是()A无机催化剂酶未加催化剂B酶无机催化剂未加催化剂C未加催化剂酶无机催化剂D酶未加催化剂无机催化剂答案B解析酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，从而使反应速率加快，更快达到平衡点，其中酶的催化效果更显著，故B项正确。5某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行，实验3其他条件适宜)。请分析回答下列问题：(1)实验1、2、3中的自变量分别为_。(2)实验2结果反映，在b、c所对应的H2O2浓度范围内，H2O2溶液浓度会_(填“升高”“降低”或“不影响”)过氧化氢酶的活性，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是_。(3)实验1若温度升高10 ，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将_(填“增大”“减小”或“不变”)，加Fe3的催化反应曲线斜率将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)实验3的结果显示，H2O2酶的最适pH为_，实验结果表明，当pH小于d或大于f时，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是_。答案(1)催化剂的种类、H2O2浓度和pH(2)不影响酶的数量有限(3)减小增大(4)e酶的空间结构被破坏解析(1)分析曲线图可知，实验1、2、3中的自变量分别为催化剂的种类、H2O2浓度、pH。(2)由实验2曲线图可知，在bc段，O2的产生速率不随H2O2浓度的变化而变化，可能是因为酶的数量有限。(3)已知实验1是在适宜条件下进行的，若温度升高，酶的活性将会降低，加Fe3的催化反应速率会变大；(4)由实验3曲线可知，过氧化氢酶的最适pH为e，当pH值过大或过小时，会破坏酶的空间结构导致酶的活性永久丧失。对点训练题组一酶的特性1下列实验或现象能说明酶的高效性的是()唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀释10倍后，催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催化剂取两支洁净的试管，分别加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支中加适量的淀粉酶溶液，另一支试管中加入等量的蒸馏水，一段时间后，检测淀粉的分解情况在两支盛有适量过氧化氢溶液的试管中，分别加入等量过氧化氢酶和FeCl3溶液，观察气泡的释放速率A BC D答案B2如图为蔗糖酶作用机理示意图，下列说法正确的是()A蔗糖酶的化学本质是RNAB该示意图说明酶具有高效性C一分子蔗糖可以水解为2分子葡萄糖D蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶底物复合物答案D解析蔗糖酶的化学本质是蛋白质；此图表明酶的专一性；一分子蔗糖可以水解为一分子葡萄糖和一分子果糖，蔗糖酶只能催化分解蔗糖，而不能催化分解麦芽糖，其原因是酶与底物不能结合形成酶底物复合物。3“果酒放久了易产生沉淀”，加入少量蛋白酶可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明()A酶的化学成分是蛋白质B酶的催化作用具有专一性C酶的催化作用受环境影响D酒中的这种沉淀是氨基酸答案B解析由题意可知，加入少量蛋白酶可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，说明酒中的沉淀主要是蛋白质，酶的催化作用具有专一性。4某加酶洗衣粉说明上注明用4060 的温水浸泡去污效果更佳，这说明酶的催化()A有高效性 B有特异性C需要适宜的条件 D有多样性答案C5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RNAB脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C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答案D解析酶是由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，少数酶是RNA，A项正确；脲酶溶于水后能够催化尿素分解成氨和CO2，B项正确；蛋白酶可以催化蛋白质水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，它们都属于水解酶类，C项正确；植物细胞细胞壁由纤维素和果胶组成，细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成，而酶具有专一性，纤维素酶只能催化水解纤维素，D项错误。6小张进行“酶活性的影响因素”实验，结果如图所示，下列分析正确的是()A随温度升高，酶活性不断上升B随pH下降，酶活性不断升高C最适温度为t，最适pH为xD酶活性受温度影响，但不受pH影响答案C解析在一定范围内，随着温度(pH)的升高，酶的活性升高，但当温度(pH)超过最适温度(pH)后，酶的活性又逐渐降低，A、B项错误；在温度为t时，酶活性最高，所以最适温度为t，当pH为x时，酶活性最高，所以最适pH为x，C项正确；温度和pH都影响酶活性，D项错误。题组二影响酶活性的因素及实验探究7分别用0 和100 的温度处理某种酶后，酶的活性被抑制或失去活性，但()A经过0 处理的酶的活性能够恢复B经过100 处理的酶的活性能够恢复C经过0 处理的酶的空间结构遭到破坏D经过100 处理的酶被水解成了氨基酸答案A解析高温和低温对酶活性的影响不同，低温不会破坏酶的分子结构，只会抑制酶的活性，若升高温度，酶活性可以恢复；高温破坏酶的分子结构，使酶活性永久丧失。8如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下，反应物浓度对酶催化反应速率的影响，据图分析，下列说法正确的是()A如果在A点时，温度再提高5 ，则反应速率上升B在其他条件不变的情况下，在B点时，往反应物中加入少量同样的酶，反应速率不变C在A点时，限制反应速率的因素是反应物的浓度D在C点时，限制反应速率的因素是反应物的浓度和酶的浓度答案C解析在A点时，随着反应物浓度的增加，反应速率也增加，表明限制反应速率的因素是反应物的浓度。9下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是()A验证酶的专一性时，自变量只能是酶的种类B验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度D探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组答案C解析验证酶的专一性时，自变量可以是反应物的种类或酶的种类；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类；探究酶催化作用的最适pH时，应设置酸性中性碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确。10.如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t1调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在t2时比t1时高，故t2时更适合酶的保存D酶活性在t1时比t2时低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重答案B解析在最适宜的温度条件下，酶的活性最高，温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低。当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升；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，因此酶适于在低温下保存。11(2016江苏，8)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是()管号1%焦性没食子酸/mL2% H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222222232224222A.1号管为对照组，其余不都是实验组B2号管为对照组，其余都为实验组C若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶答案A解析该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，自变量是各试管中加入的不同物质，则1号和2号是对照组，3号和4号是实验组，3号与1、2号对照，3号管显橙红色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C项错误；若4号管不显橙红色，与3号对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D项错误。12用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是()A该酶的最适催化温度不确定B图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C由图4实验结果可知酶具有高效性D由图3实验结果可知Cl是酶的激活剂答案C解析图1显示温度对酶活性的影响，从图中能得到的结论是30 是图中三个温度的最适温度，但最适催化温度不确定，A项正确；图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为1.5，由图4可知该酶为麦芽糖酶，B项正确；图3能说明Cl是酶的激活剂、Cu2是酶的抑制剂，D项正确；图4说明酶具有专一性，C项错误。综合强化13(2018云南云天化中学高二月考)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11 cm3瘦肉块4 mL蒸馏水37 水浴；pH1.521 cm3瘦肉块4 mL胃蛋白酶37 水浴；pH831 cm3瘦肉块4 mL胃蛋白酶；pH1.541 cm3瘦肉块4 mL胃蛋白酶0 水浴；pH1.5(1)请完成实验设计：应为_。(2)3、4号试管为一组对照实验，本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：_。(3)本实验的因变量可以通过观察_来确定。(4)在2、3号试管所研究的问题中，温度属于_变量。(5)在2、3号试管所研究的问题中，_号为对照组。答案(1)37 水浴(2)温度探究温度对胃蛋白酶活性的影响(3)相同时间内瘦肉块的变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)(4)无关(5)3解析(1)本实验的目的是探究温度、pH对酶活性的影响，实验设计时应遵循对照原则和单一变量原则，所以3号试管的实验条件应为37 水浴，pH1.5。(2)实验过程中的自变量是指人为改变的变量，因变量是指随着自变量的变化而变化的变量，无关变量是指对实验结果能造成影响的一些可变因素，必须严格控制。分析题表可知，3、4号试管中的自变量为温度，该对照实验应为探究温度对胃蛋白酶活性的影响。(3)随着实验中温度或pH的变化，相同时间内瘦肉块的变化(或瘦肉块消失所用的时间)为因变量。(4)2、3号试管可作为研究pH对胃蛋白酶活性的影响的一组对照，其中温度为无关变量。(5)胃蛋白酶的最适pH为1.5左右，2号试管中pH为8，进行了实验处理，为实验组，而3号试管的pH为1.5，没有处理，属于对照组。14(2016全国甲，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 )、B组(40 )和C组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，那么A组酶催化反应的速度会_。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。答案(1)B(2)加快(3)不变60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性、专一性解析(1)曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40 时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 。(2)A组控制的温度是20 。在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。(3)对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60 条件下已经失活，所以如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，在t3时，C组产物的总量不变。(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。15为了探究pH对过氧化氢酶活性的影响，请根据提供的材料用具，完成下面的实验并回答有关问题：材料用具：试管，量筒，滴管，试管架，pH试纸；新鲜的质量分数为20%的鸡肝研磨液；新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为5%的盐酸溶液，质量分数为5%的氢氧化钠溶液，蒸馏水等。(1)实验步骤：如图所示，先在1号、2号、3号试管中各加入2 mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，再向l号试管内加入1 mL蒸馏水，向2号试管内加入_，向3号试管内加入_，并振荡试管。向l号、2号、3号试管内各滴入2滴_。仔细观察各试管内_，并记录。(2)实验结果：_。(3)实验结论：pH为7左右时过氧化氢酶的活性较高，而pH偏高、偏低时过氧化氢酶的活性降低。(4)除pH外，还有其他环境因素会影响过氧化氢酶的活性，请你就此提出相关研究课题(只要求写出课题名称_。答案(1)1 mL(等量)氢氧化钠溶液1 mL(等量)盐酸溶液新鲜的质量分数为20%的鸡肝研磨液产生气泡的多少(2)1号试管内产生的气泡较多，2号和3号试管内产生的气泡较少(4)探究温度对过氧化氢酶活性的影响(或其他合理答案)解析(1)该实验的目的是探究pH对酶活性的影响，因此自变量为pH,1号加入蒸馏水为对照组。2号和3号分别加入碱溶液和酸溶液，要注意等量原则。(2)实验结果应是过酸、过碱时酶的活性降低，催化效率降低，气泡产生量少。(4)影响酶活性的因素还有温度、重金属盐等。