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所属成套资源：2020版高考一轮复习生物江苏专版讲义
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2020版高考一轮复习生物江苏专版讲义：必修1 第三单元 第1讲 降低化学反应活化能的酶
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[思维导图·成一统]
[基础速练·固根基]
1．判断下列有关酶本质和作用叙述的正误
(1)酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质(×)
(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(×)
(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(×)
(4)酶提供了反应过程所必需的活化能(×)
(5)随着温度降低，酶促反应的活化能下降(×)
(6)酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用(×)
(7)酶活性的发挥离不开其特定的结构(√)
2．判断下列有关酶特性叙述的正误
(1)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化(×)
(2)不同酶的最适温度可能相同(√)
(3)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性(×)
(4)酶活性最高时的温度不适合酶的保存(√)
(5)人体在发热感冒时，常出现厌食恶心现象，这与人体内酶的活性有关，说明酶活性的发挥离不开适宜的温度等(√)
(6)在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入双缩脲试剂，由于蛋清液中的蛋白质被分解，因此不再发生紫色反应(×)
3．连线酶的特性和原理
[题组练透·过考点]
题组一 考查酶的本质
1．(2015·海南高考)关于人体内激素和酶的叙述，错误的是( )
A．激素的化学本质都是蛋白质
B．高效性是酶的重要特性之一
C．酶可以降低化学反应的活化能
D．激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢
解析：选A 一些激素的化学本质是蛋白质，一些激素的化学本质不是蛋白质，如性激素的化学本质是固醇；酶具有高效性、专一性等特点；酶通过降低化学反应的活化能提高反应速率；激素通过与靶细胞结合传递信息，影响靶细胞的代谢活动。
2．(2014·福建高考)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( )
A．蛋白酶 B．RNA聚合酶
C．RNA D．逆转录酶
解析：选C 核糖体由rRNA和蛋白质组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体为rRNA，而催化核糖体内氨基酸脱水缩合反应的物质是酶，由此可推测该酶的化学本质是RNA。
3.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。下列分析错误的是( )
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析：选B 分析曲线可知，甲酶在蛋白酶的作用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。
[归纳拓展] 正确理解酶的本质
(1)辨析有关酶的六种说法：
项目
错误说法
正确理解
产生
场所
具有分泌功能的细胞才能产生
活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)
化学
本质
蛋白质
有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)
作用
场所
只在细胞内起催化作用
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度
影响
低温和高温均使酶变性失活
低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活
作用
酶具有调节、催化等多种功能
酶只起催化作用
来源
有的可来源于食物等
酶只在生物体内合成
(2)酶与激素的比较：
区别
产生
化学本质
作用机制
激素
内分泌
细胞
蛋白质、多肽、固醇、单胺等
作为信号分子作用于相应的靶细胞，并在发挥作用后被灭活
酶
所有的
活细胞
绝大多数为蛋白质，少数为RNA
作为催化剂降低反应的活化能，在化学反应的前后，其质量与化学性质均不发生改变
相同点
都具有微量、高效的特点，也都具有一定的特异性
题组二 考查酶的作用原理及特性
4．(2015·江苏高考)下列关于酶的叙述，正确的是( )
A．发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性
B．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用
C．用果胶酶澄清果汁时，温度越低澄清速度越快
D．洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性
解析：选B 发烧时食欲减退是因为消化酶的活性降低而不是失活。正常情况下人体内胰蛋白酶发挥作用的场所是小肠，口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。酶的活性受温度影响，低温时果胶酶的活性降低，不利于果胶酶发挥作用。加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶，加白醋会降低碱性蛋白酶的活性。
5.将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是( )
A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B．该体系中酶促反应速率先快后慢
C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D．适当降低反应温度，T2值增大
解析：选C 加入酶C后A浓度降低，B浓度升高，说明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能；随着反应的进行，底物A浓度由大变小，酶促反应速率先快后慢；T2后B增加缓慢是由底物A不足导致的；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2值增大。
[归纳拓展] 酶的作用原理分析及具有专一性的物质归纳
(1)酶的作用原理：
酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，结合4题图分析如下：
①图中ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。
②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。
(2)具有专一性的五类物质归纳：
酶
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子
载体
某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础
激素
激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体
tRNA
tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
抗体
一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合
[师说考点·解疑难]
1．酶的高效性曲线及分析
(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点
(3)酶只能催化已存在的化学反应
2.酶的专一性曲线及分析
(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时的变化是明显加快，说明酶A能催化该反应
(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不能催化该反应
3．温度和pH对酶活性的影响曲线及分析
(1)在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都将减弱
(2)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
(3)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，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性
(4)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度
4．底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响及分析
(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加
(2)乙图：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
[研透考情·备高考]
考向一 酶的高效性与专一性的曲线分析
1．某生物小组用某种酶进行了三组实验，有关实验的结果如下图所示，下列说法正确的是( )
A．本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶
B．三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性
C．通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近30 ℃、pH＝7
D．pH＝5或温度为20 ℃条件下酶活性下降的原因相同
解析：选C 图3中，麦芽糖的含量减少，蔗糖保持不变，说明该实验研究的酶是麦芽糖酶。酶具有高效性是酶与无机催化剂相比，图示中并没有进行此实验。图1中温度为30 ℃时，达到反应平衡点所用的时间最短，说明此温度最接近最适温度。图2中pH＝7时，底物剩余量最少，说明底物被分解的最多，因此，该种酶活性最大时的条件接近30 ℃、pH＝7。20 ℃时只是抑制酶的活性，而pH＝5时可能使酶变性失去活性。
考向二 影响酶活性的因素曲线分析
2．(2019·南京模拟)某同学探究温度、pH、底物浓度与酶促反应速率的关系，绘制出如下曲线图。有关叙述正确的是( )
A．图1中，A点与B点限制酶促反应速率的因素相同
B．图2中，D点与F点酶的空间结构都被破坏且不能恢复
C．图3中，G点时将对应相关因素调至最适，酶促反应速率不能同步升高
D．图1、图2、图3中相关因素依次是底物浓度、pH、温度
解析：选C 图1中相关因素为底物浓度，A点限制酶促反应速率的因素是底物浓度，B点限制酶促反应速率的因素是酶的数量等其他因素；图2中相关因素为温度，D点酶的空间结构没有被破坏，F点酶的空间结构被破坏且不能恢复；图3中相关因素为pH，G点时pH过低，酶的空间结构发生改变，再调至最适pH，酶促反应速率也不能同步升高。
3.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)。
解析：(1)在60 ℃条件下，反应的最终产物浓度比20 ℃和40 ℃条件下小很多，说明酶在60 ℃条件下最终失活。20 ℃与40 ℃条件下相比，40 ℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40 ℃条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高10 ℃变成30 ℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 ℃条件下的该酶活性大于20 ℃条件下的，因此A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度过高导致t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。
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 高效性和专一性(其他合理答案也可)
[方法规律] “四看法”分析酶促反应曲线
[分点突破·精细研]
题型一 酶催化作用的验证实验
1．(2016·江苏高考)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(单位：mL)。下列相关叙述正确的是( )
管号
1%焦性
没食子酸
2%H2O2
缓冲液
过氧化
物酶溶
液
白菜梗
提取液
煮沸冷却
后的白菜
梗提取液
1
2
2
2
－
－
－
2
2
2
－
2
－
－
3
2
2
－
－
2
－
4
2
2
－
－
－
2
A.1号管为对照组，其余不都是实验组
B．2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
解析：选A 根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗提取液的3号管为实验组，1号、2号和4号管都为对照组；若3号管显橙红色，还需要与2号管、4号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶；若4号管不显橙红色，可能是因为高温使过氧化物酶失活，而不能证明白菜梗中不存在过氧化物酶。
[归纳拓展] 酶催化作用的验证实验设计
设计
思路
实验
变量
自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解
结果
分析
根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用
题型二 酶本质的验证实验
2．下列能够证明某种酶的化学本质是RNA的实验设计组合是( )
组别
实验处理
①
待测酶液＋吡罗红染液→是否呈现红色
②
待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色
③
已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色
④
已知蛋白液＋双缩脲试剂→紫色反应
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
解析：选C 对于酶本质的验证，需要设置对照，即①③组，此外检测RNA利用吡罗红染液。
[归纳拓展] 试剂检测法——鉴定酶的本质
(1)设计思路：
从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或RNA的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应而RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案即可。
(2)设计方案：
题型三 酶催化特性的探究实验
3．已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果并得出结论。请回答问题：
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、新鲜的质量分数为0.01%的过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管若干。
(1)实验步骤：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③____________________________________________________________________。
(2)实验结果预测及结论：
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是________________________________________________________________________。
由此可得出的结论是_________________________________________。
(3)如果仅将实验中的恒温水浴的温度改为80 ℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是________________________________________________________________________，
原因是_________________________________________________________。
解析：该实验有两个目的：一是验证酶具有催化作用，可通过设置有酶和无酶的两组实验进行研究；二是验证酶具有高效性，可通过比较酶与无机催化剂的催化效率来实现。因此，本实验需要设置3组：H2O2溶液＋蒸馏水、H2O2溶液＋过氧化氢酶溶液、H2O2溶液＋FeCl3溶液。由于该实验属于验证性实验，所以实验结果是确定的，即加酶的一组中O2释放速率最快，加FeCl3溶液的一组次之，加蒸馏水的一组最慢。高温使过氧化氢酶变性失活，故经80 ℃处理后，加有FeCl3溶液的试管中O2释放速率最快。
答案：(1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 ℃恒温水浴锅中保温适当时间 ②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液 ③观察各试管中释放气泡的快慢 (2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用和高效性 (3)加FeCl3溶液的试管 在此温度下，过氧化氢酶已变性失活
[归纳拓展] 对比法——验证酶的高效性
(1)设计思路：
验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。
(2)设计方案：
项目
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的酶溶液
等量的无机催化剂
现象
反应速率很快；或反应用时短
反应速率缓慢；或反应用时长
结论
酶具有高效性
(3)实验操作：
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，要求完成实验设计，补充实验步骤，预测实验结果，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，试管，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。
溶液
试管
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。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④_____________________________________________________________________。
(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，出现砖红色沉淀的试管中的颜色会比37 ℃时的浅，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)对照试管甲，易知试管乙中要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液；试管丙和试管丁就应该分别是试管甲和试管乙的对照实验。(2)根据步骤①的提示和题干所给的材料及用具，可以推出接下来要做的是“恒温反应”，并利用斐林试剂检测实验结果，观察实验现象和记录实验结果。(3)(4)根据实验设计，试管甲和试管乙中的反应能够进行，会出现砖红色沉淀；其他试管中的反应不能进行，不会出现砖红色沉淀，因此，可得出“酶的催化作用具有专一性”这一结论。(5)因为酶的活性受温度影响，20 ℃低于酶的最适温度，酶的活性较低，产生的还原糖较少，因此，产生砖红色沉淀的试管中的颜色比37 ℃时的浅。
答案：(1)如下表：
溶液
试管
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将各试管中溶液放在37 ℃恒温水浴锅中一段时间后再按上表分别混匀，放入37 ℃恒温水浴锅中保温一段时间
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，在热水浴中处理一段时间 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)酶的催化作用具有专一性 (5)20 ℃低于酶的最适温度，酶活性低，产生的还原糖少
[归纳拓展] 对比法——验证酶的专一性
(1)设计思路：
验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
(2)设计方案：
项
目
方案一
方案二
实验组
对照组
实验组
对照组
材
料
底物相同(等量)
与酶相对
应的底物
另外一
种底物
试剂
与底物相
对应的酶
另外一种酶
同一种酶(等量)
现象
发生反应
不发生反应
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
酶具有专一性
(3)实验操作：
5．某同学从温度为55～65 ℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：
(1)测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为___________________________________________________________。
(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
解析：(1)脂肪酶的活性以其单位时间内分解脂肪量为指标，因酶需要适宜的pH，故反应液中应加入缓冲溶液。(2)该酶遇双缩脲试剂呈紫色，说明该酶的化学本质是蛋白质。(3)要测定该酶催化作用的最适温度，一般采用预实验，需在一定温度范围内设置温度梯度，对比不同温度下测得的酶活性，若不能测出峰值，则需扩大温度范围，继续实验。
答案：(1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质 (3)在一定温度范围(包括55～65 ℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。
[归纳拓展] 梯度法——探究酶的最适温度和最适pH
(1)设计思路：
组别编号
1
2
…
n
实验材料
等量的同种底物
温度(pH)
T1(a1)
T2(a2)
…
Tn(an)
衡量指标
相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少
实验结论
生成物量最多的一组，或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)
(2)实验操作：
①探究酶的最适温度：
↓ ↓
↓
↓
↓
滴加碘液，观察颜色变化
②探究酶的最适pH：
O2的产生速率
[提醒] 探究酶活性实验中的“三宜”与“四不宜”
(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
(3)在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
(4)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
[冲关集训·能力通]
1．下列有关酶的实验设计思路正确的是( )
A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
B．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
C．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
解析：选B 可以利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂验证酶的专一性，但不能用碘液，因为蔗糖是否水解无法判断。过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液可以研究酶的高效性。过氧化氢的分解受温度的影响，所以不能用其探究温度对过氧化氢酶的影响。利用胃蛋白酶、蛋清验证pH对酶活性的影响时，pH应分别设置为1、2、3，因为胃蛋白酶的最适pH约为2，如果从3开始胃蛋白酶可能已经失活。
2．为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，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：选B ①和③中蛋白酶和淀粉酶均是蛋白质，不能用双缩脲试剂检测；蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，所以②和④对比，可用碘液检测；淀粉酶能催化淀粉水解，产生还原糖，淀粉酶虽不能催化麦芽糖水解，但麦芽糖为还原糖，所以④和⑤均能与斐林试剂反应，形成砖红色沉淀；蛋白质及其水解产物均不能与斐林试剂反应。
3．下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果(“＋”的多少，代表颜色深浅)，下列说法错误的是( )
试管
①
②
③
纤维素悬液(mL)
2
2
2
纤维素酶液(mL)
1
1
1
反应温度(℃)
30
40
50
斐林试剂(mL)
2
2
2
砖红色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
A．该实验的自变量为温度
B．该实验检测的因变量是还原糖的生成量
C．纤维素被水解成了还原糖
D．该纤维素酶的最适温度为40 ℃
解析：选D 由表中数据可知，温度是人为改变的变量，称为自变量。还原糖生成量通过颜色深浅体现出来，这与温度不同有关，是因变量。溶液中出现砖红色沉淀是因为纤维素被水解成了还原糖。②与①③组的温度相比，40 ℃较适宜，但实际上该纤维素酶最适温度可能低于或高于40 ℃，通过本实验只能说明该纤维素酶的最适温度在40 ℃左右。
4.某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到右图结果。下列分析错误的是( )
A．Mn2＋降低了相应化学反应过程所必需的活化能
B．Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使其活性降低
C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用
D．该水解酶的用量是实验的无关变量
解析：选A 从图中可以看出，Mn2＋只是提高了某水解酶活性，但并不能降低反应过程所必需的活化能；Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使某水解酶活性降低；从图中可以看出，有的离子可以提高酶的活性，有的离子可以降低酶的活性；不同金属离子是实验的自变量，该水解酶的活性是实验的因变量，该水解酶的用量是实验的无关变量。
5．为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂。对实验现象的预测正确的是( )
A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失
B．甲中溶液呈紫色、乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
C．甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
D．甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
解析：选C 蛋白质在蛋白酶的作用下水解成多肽，且蛋白酶本身也为蛋白质，由于蛋白质和多肽均能与双缩脲试剂反应，所以甲、乙溶液呈紫色；丙中蛋白块被分泌液中的蛋白酶水解而消失，丁因无蛋白酶而不发生水解。
[课堂巩固练—小试身手]
1．下列有关酶的叙述，错误的是( )
A．酶可以由C、H、O、N、P组成
B．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸
C．酶具有催化作用是因为酶能给化学反应提供能量
D．一种酶能催化一种或一类化学反应
解析：选C 绝大多数的酶是蛋白质，少量的酶是RNA，因此有的酶的组成元素是C、H、O、N、P，且酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸；酶具有催化作用是因为酶可以降低化学反应所需的活化能。
2.(2019·扬州学测模拟)某同学在进行某一酶促反应实验时，第一次实验测得产物生成量随时间变化情况如图中曲线a所示，第二次实验仅对第一次实验中的条件进行了一处调整，实验结果如曲线b所示。该同学改变的条件可能是( )
A．改变了酶的种类 B．改变了酶的用量
C．改变了底物浓度 D．改变了反应温度
解析：选C 改变酶的种类，可能使反应不能进行下去。改变酶的量和反应温度，不改变生成物的量。只有改变底物浓度，即反应物的量，才影响生成物的量。
3.如图表示在最适温度和pH条件下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。结合影响酶催化反应速率的因素分析，下列有关说法正确的是( )
A．若在a点提高反应温度，反应速率会加快
B．若在b点增加酶的浓度，反应速率不会加快
C．若在c点增加反应物浓度，反应速率将加快
D．反应物浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素
解析：选D 由于该图是在最适温度下绘制的，因此改变温度会使酶活性降低，反应速率变慢；b点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快，说明反应物浓度不是限制因素，可能受酶浓度的限制，因此当在b点及以后提高酶的浓度，反应速率加快，提高反应物浓度，反应速率不会变化；从曲线图可知，a点后b点前，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，说明此时的主要限制因素是反应物浓度。
4．(2013·江苏高考，多选)为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是( )
实验
编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
②
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
③
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
④
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.实验① B．实验②
C．实验③ D．实验④
解析：选ACD 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，实验①不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故实验③不合理；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，故实验④不合理。
[课下模拟练—自我检测]
一、选择题
1．下列关于生物体中酶的叙述，正确的是( )
A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶
B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
解析：选C 真核细胞中DNA主要分布于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量DNA分布，所以参与DNA合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中；酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用，也可以在生物体外发挥作用；盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而可用盐析法进行沉淀；唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37 ℃左右，而该酶通常在低温下保存。
2．若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是( )
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
解析：选C 在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求。
3．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RNA
B．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2
C．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
解析：选D 酶的化学本质是蛋白质或RNA；脲酶能够将尿素分解成氨和CO2；蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类；纤维素酶能够降解植物细胞壁，细菌细胞壁的成分是肽聚糖，需用肽聚糖酶降解。
4．某小组利用淀粉酶进行如下探究实验，该实验的目的是研究( )
步骤
加入试剂
①
淀粉酶溶液2 mL
②
0.1 g·mL－1的NaOH溶液1 mL
③
0.01 g·mL－1的CuSO4溶液2滴
实验现象：溶液呈紫色
A．淀粉酶具有专一性
B．淀粉酶具有高效性
C．淀粉酶的作用条件较温和
D．淀粉酶的化学本质
解析：选D 步骤②和③是双缩脲试剂的使用方法，因此该实验是鉴定淀粉酶的化学本质。
5．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是( )
A．补充体内糖类物质的供给
B．防止胃液的消化作用
C．经唾液的消化作用后即可迅速起作用
D．使其中各种酶缓慢地释放
解析：选B 胃液中的胃蛋白酶能催化蛋白质的分解，不能催化淀粉的分解。
6．(2019·淮安、海门四校联考)下列关于酶的叙述，正确的是( )
A．同一种酶可以存在于分化程度不同的活细胞中
B．酶通过提供反应所需的活化能来提高化学反应速率
C．酶是由内分泌腺细胞合成的，具有高效性和专一性
D．低温下酶的活性较低是因为酶的空间结构被破坏
解析：选A 同一种酶可以存在于分化程度不同的活细胞中，如与呼吸作用有关的酶在所有活细胞中都存在；酶的作用机理是降低化学反应的活化能；所有活细胞都可以产生酶，酶具有专一性和高效性；低温下酶的活性较低，是因为酶的活性受抑制，而酶的空间结构未被破坏。
7．下表是有关淀粉酶的探究实验(“＋”表示加入，“－”表示不加入)。下列有关叙述错误的是( )
试管编号
①
②
2 mL质量分数为3%的淀粉溶液
＋
－
2 mL质量分数为3%的蔗糖溶液
－
＋
1 mL质量分数为2%的淀粉酶溶液
＋
＋
反应温度(℃)
60
60
结果检测
滴加斐林试剂并水浴加热
实验结果
砖红色
无砖红色
A．本实验的目的是探究温度对淀粉酶活性的影响
B．本实验不能用碘液代替斐林试剂进行检测
C．本实验不能确定淀粉酶的最适温度是60 ℃
D．实验结果能说明淀粉酶具有专一性
解析：选A 根据表中信息，可以确定本实验的目的是探究酶的专一性；因为碘液无法检测蔗糖及蔗糖的水解产物，所以不能用碘液代替斐林试剂进行检测；本实验中只设置了一个温度，故不能确定淀粉酶的最适温度。
8．下列有关酶的曲线图的叙述，正确的是( )
A．甲图所示的酶不能代表唾液淀粉酶，温度过低和过高酶都会失活
B．探究pH对淀粉酶或过氧化氢酶活性的影响，均可得到乙图曲线
C．在丙图中的P点，限制酶促反应速率的主要因素是底物浓度
D．丁图中若在P点增加酶的量，则最终产物的量也会随之增加
解析：选C 唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃左右，甲图所示的酶的最适温度是50 ℃，故不能代表唾液淀粉酶，且温度过低，酶的空间结构没有被破坏，不会失活；淀粉酶、过氧化氢酶的最适pH都约为7.0，图乙显示该酶的最适pH为1.5；丁图中若在P点增加酶的量，但由于反应物没有增加，所以最终产物的量不会随之增加。
9．(2019·苏北四市一模)某兴趣小组为了探究温度对酶活性的影响，用打孔器获取新鲜的厚度为5 mm的三片土豆，进行如下表所示的实验。下列有关叙述正确的是( )
实验步骤
土豆片A
土豆片B
土豆片C
①处理
静置
煮熟后冷却
冰冻
②滴加质量分数为
3%的H2O2溶液
1滴
1滴
1滴
③观察实验现象
产生大量
气泡
几乎不产生
气泡
产生少量
气泡
A.新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶
B．土豆片的厚度大小是该实验的因变量
C．温度不会影响过氧化氢酶活性
D．该实验可以确定过氧化氢酶的最适温度
解析：选A 该实验的因变量是产生的气泡数目的多少，土豆片的厚度大小是该实验的无关变量；由表中实验现象可以看出，温度过低或过高都会影响过氧化氢酶活性；该实验没有设置一系列温度梯度，不能确定过氧化氢酶的最适温度。
10．(2019·苏锡常镇模拟)下列关于淀粉酶参与催化的实验中，可采用斐林试剂来检验淀粉水解情况的是( )
A．探究pH对酶活性的影响
B．探究温度对酶活性的影响
C．探究酶是否具有专一性
D．探究Cu2＋对酶活性的影响
解析：选C 斐林试剂的作用原理是新制的Cu(OH)2溶液能与还原糖反应生成砖红色沉淀。酸性条件下的H＋能够与Cu(OH)2反应，使斐林试剂失去检测作用，故不能用来检测pH对酶活性的影响；斐林试剂使用时需水浴加热，会改变实验温度，干扰实验结果；探究淀粉酶的专一性时，选择淀粉和蔗糖作为反应物，淀粉、蔗糖均不具有还原性，但水解产物中存在还原糖，所以可用斐林试剂检验淀粉酶是否具有专一性；斐林试剂含Cu2＋，故不能用来检验Cu2＋对酶活性的影响。
11．下表为某同学探究酶性质的有关实验，该实验可以说明( )
组别
步骤
甲
乙
丙
1
2%淀粉液2 mL
2%淀粉液2 mL
2%淀粉液2 mL
2
蒸馏水1 mL
酵母提取液1 mL
稀释唾液1 mL
3
37 ℃水浴，保温10 min
4
斐林试剂1 mL
5
50～65 ℃温水中加热2 min
结果
蓝色
砖红色
砖红色
A．淀粉是还原性糖
B．高温使酶失活
C．酵母提取液中有淀粉酶
D．酵母提取液和唾液中酶的种类完全相同
解析：选C 淀粉是非还原性糖，在淀粉酶的作用下水解生成还原性糖，还原性糖与斐林试剂在加热(50～65 ℃)条件下生成砖红色沉淀。乙组的实验说明酵母提取液中含有淀粉酶，淀粉酶催化淀粉水解生成还原糖。酵母提取液中的酶和唾液中的酶不完全相同。
12.如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释错误的是( )
A．在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
解析：选B 题图反映温度和pH对酶促反应速率的影响，但影响酶促反应速率的因素不仅包括温度和pH，还有酶的浓度等。在底物充足的条件下，增大酶的浓度可以提高反应速率。唾液淀粉酶的最适pH＝7，该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征。
13．(多选)下列有关酶的叙述，错误的是( )
A．具有分泌功能的活细胞才能产生酶
B．酶可被水解为氨基酸或脱氧核苷酸
C．一种酶只能催化一定的反应物发生反应
D．酶通过为化学反应供能来提高反应速率
解析：选ABD 所有的活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶；酶的化学本质是蛋白质或RNA，可被水解为氨基酸或核糖核苷酸；酶的催化作用具有专一性，即一种酶只能催化一定的反应物发生反应；酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率，本身不能为化学反应提供能量。
14．(多选)某兴趣小组利用如下装置探究过氧化氢在不同条件下的分解，实验中所用各种溶液的量相同。下列有关叙述正确的是( )
A．装置甲中H2O2分解所需要的活化能比装置乙的多
B．量筒Ⅰ、Ⅱ收集到水的体积代表了O2的产生量
C．可以用装置乙来做“探究温度对酶活性的影响”实验
D．将装置甲中的FeCl3溶液换为酵母菌溶液可验证酶具有专一性
解析：选AB 酶降低化学反应活化能更显著，装置乙中H2O2分解所需要的活化能比装置甲的少；装置中水起到密闭系统的作用，量筒收集到的水的体积代表了O2的产生量；H2O2在高温下会分解，不能用过氧化氢做“探究温度对酶活性的影响”实验；验证酶具有专一性，应该用同种底物不同酶或不同底物同种酶，所以可将装置甲中的FeCl3溶液换为等量的其他酶溶液。
15．(多选)图甲是在最适温度下，H2O2酶促反应速率受pH影响的曲线；图乙表示在相同温度下pH＝b时，H2O2分解产生的O2量随时间变化的曲线。下列叙述正确的是( )
A．温度降低时，d点右移 B．H2O2量增加时，d点不移
C．pH＝a时，e点不移 D．pH>c时，e点为0
解析：选AC 图乙是在最适温度下测得的数据，温度降低，酶活性下降，反应速率下降，反应时间延长，d点右移；H2O2量增加时，反应时间延长，d点右移；不同pH下，酶活性不同，但相同H2O2分解产生的O2量相同，e点不移动；pH>c时，酶可能失活，但H2O2在自然条件下也可分解，e点不为0。
二、非选择题
16．某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示，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1的目的是探究_________________________________________________。
(3)实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，该实验的结果显示________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是_______________________________。
(4)实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为___________________________。
实验还证实，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________________________________________________________________________。
解析：(1)从三个实验的结果图中可以看出，实验1、2、3的自变量分别是催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH。(2)实验1过氧化氢酶和无机催化剂FeCl3的作用结果进行对照，说明过氧化氢酶具有高效性。(3)实验2的结果显示，在ab段，O2产生速率随着过氧化氢溶液浓度的增大而增大，而当过氧化氢溶液达到b对应的浓度以后，O2产生速率不再增加，bc段O2产生速率不再增加的原因最可能是过氧化氢酶的量有限。(4)实验3的结果显示，在pH为e时，溶液中剩下的过氧化氢的量最少，说明在该pH下，过氧化氢酶的活性最高；过酸、过碱会破坏酶的空间结构，使酶永久失活。
答案：(1)催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH
(2)酶的高效性
(3)在过氧化氢酶量一定时，在一定浓度范围内，过氧化氢溶液的浓度越高，O2产生速率越快，而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后，O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大 过氧化氢酶的量有限
(4)e 过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏
17．(2019·南通一模)为探究温度对过氧化氢酶活性的影响，科研人员以2%的酵母菌液作为酶源，进行如下探究实验：
①设计如图实验装置。实验组注射器A内吸入1%的H2O2溶液 5 mL，注射器B内吸入2%的酵母菌液2 mL。对照组注射器A内吸入1%的H2O2溶液 5 mL，注射器B内吸入蒸馏水2 mL。用乳胶管连接注射器A和B，在乳胶管上夹上止水夹。
②设置温度梯度：0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃，将实验组和对照组装置在相应温度下保温10 min。
③打开止水夹，将注射器A中的液体匀速推至注射器B中，立即关闭止水夹，记录注射器B中活塞的刻度。5 min后再次记录刻度，计算刻度变化量，重复3次。
④将对照组和实验组在各温度下获得的3次实验数据作相应处理，绘制曲线如图。
请回答下列问题：
(1)步骤①中设置对照组的目的是______________________________________。步骤②中实验组和对照组装置在相应温度下先保温10 min的目的是____________________。步骤④中的“相应处理”是指______________________。
(2)有人认为，本实验不宜采用H2O2溶液作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料。你是否同意他的观点？请简要说明理由： ________________________________
________________________________________________________________________。
(3)经反复尝试，步骤③中选择体积分数为1%的H2O2溶液较合理。若浓度过高，可能带来的影响是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)有人认为，以酵母菌液作为过氧化氢酶源不是很严谨，其依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)本实验中的对照实验中没有酵母菌，目的是排除温度等对H2O2自身分解的影响，使实验结论更科学。在实验中，H2O2和酵母菌液混合之前要在实验设定的温度条件下先保温10 min，可以保证酵母菌液和H2O2溶液都达到实验需要的温度，然后在实验设定的温度下进行反应。为了保证实验结果的准确，每个温度条件下要进行重复实验，取平均值，所以相应的数据处理就是指计算3次数据的平均值。(2)从实验结果曲线图看，0～60 ℃条件下，对照组的注射器刻度变化量为0，说明在此温度范围内，温度对H2O2的分解没有影响，因此，本实验中选用H2O2作为实验材料是合适的。(3)由于酶具有高效性，如果H2O2的浓度过高，将会使反应速度很快，产生的氧气很多，可能来不及记录，或者超过了注射器的刻度，甚至造成活塞从注射器中冲出来，从而无法记录到准确的数据。(4)本实验的目的是探究温度对过氧化氢酶活性的影响，但是实验材料选用的是酵母菌，酵母菌中的成分相当复杂，无法确定是过氧化氢酶还是其他物质催化了H2O2的分解，所以本实验以酵母菌液作为过氧化氢酶源是不严谨的。
答案：(1)排除温度等对H2O2自身分解的影响 保证酵母菌液和H2O2溶液在混合前达到需控制的温度 求3次数据的平均值 (2)不同意，实验结果表明H2O2溶液在0～60 ℃之间未发生明显的分解 (3)产生气体速度太快(或量太多)，不利于实验结果的观察和记录 (4)酵母菌体内的其他物质也可能催化H2O2溶液的分解
[思维导图·成一统]
[基础速练·固根基]
1．判断下列有关酶本质和作用叙述的正误
(1)酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质(×)
(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(×)
(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(×)
(4)酶提供了反应过程所必需的活化能(×)
(5)随着温度降低，酶促反应的活化能下降(×)
(6)酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用(×)
(7)酶活性的发挥离不开其特定的结构(√)
2．判断下列有关酶特性叙述的正误
(1)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化(×)
(2)不同酶的最适温度可能相同(√)
(3)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性(×)
(4)酶活性最高时的温度不适合酶的保存(√)
(5)人体在发热感冒时，常出现厌食恶心现象，这与人体内酶的活性有关，说明酶活性的发挥离不开适宜的温度等(√)
(6)在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入双缩脲试剂，由于蛋清液中的蛋白质被分解，因此不再发生紫色反应(×)
3．连线酶的特性和原理
[题组练透·过考点]
题组一 考查酶的本质
1．(2015·海南高考)关于人体内激素和酶的叙述，错误的是( )
A．激素的化学本质都是蛋白质
B．高效性是酶的重要特性之一
C．酶可以降低化学反应的活化能
D．激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢
解析：选A 一些激素的化学本质是蛋白质，一些激素的化学本质不是蛋白质，如性激素的化学本质是固醇；酶具有高效性、专一性等特点；酶通过降低化学反应的活化能提高反应速率；激素通过与靶细胞结合传递信息，影响靶细胞的代谢活动。
2．(2014·福建高考)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( )
A．蛋白酶 B．RNA聚合酶
C．RNA D．逆转录酶
解析：选C 核糖体由rRNA和蛋白质组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体为rRNA，而催化核糖体内氨基酸脱水缩合反应的物质是酶，由此可推测该酶的化学本质是RNA。
3.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。下列分析错误的是( )
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析：选B 分析曲线可知，甲酶在蛋白酶的作用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。
[归纳拓展] 正确理解酶的本质
(1)辨析有关酶的六种说法：
项目
错误说法
正确理解
产生
场所
具有分泌功能的细胞才能产生
活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)
化学
本质
蛋白质
有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)
作用
场所
只在细胞内起催化作用
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度
影响
低温和高温均使酶变性失活
低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活
作用
酶具有调节、催化等多种功能
酶只起催化作用
来源
有的可来源于食物等
酶只在生物体内合成
(2)酶与激素的比较：
区别
产生
化学本质
作用机制
激素
内分泌
细胞
蛋白质、多肽、固醇、单胺等
作为信号分子作用于相应的靶细胞，并在发挥作用后被灭活
酶
所有的
活细胞
绝大多数为蛋白质，少数为RNA
作为催化剂降低反应的活化能，在化学反应的前后，其质量与化学性质均不发生改变
相同点
都具有微量、高效的特点，也都具有一定的特异性
题组二 考查酶的作用原理及特性
4．(2015·江苏高考)下列关于酶的叙述，正确的是( )
A．发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性
B．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用
C．用果胶酶澄清果汁时，温度越低澄清速度越快
D．洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性
解析：选B 发烧时食欲减退是因为消化酶的活性降低而不是失活。正常情况下人体内胰蛋白酶发挥作用的场所是小肠，口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。酶的活性受温度影响，低温时果胶酶的活性降低，不利于果胶酶发挥作用。加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶，加白醋会降低碱性蛋白酶的活性。
5.将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是( )
A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B．该体系中酶促反应速率先快后慢
C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D．适当降低反应温度，T2值增大
解析：选C 加入酶C后A浓度降低，B浓度升高，说明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能；随着反应的进行，底物A浓度由大变小，酶促反应速率先快后慢；T2后B增加缓慢是由底物A不足导致的；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2值增大。
[归纳拓展] 酶的作用原理分析及具有专一性的物质归纳
(1)酶的作用原理：
酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，结合4题图分析如下：
①图中ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。
②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。
(2)具有专一性的五类物质归纳：
酶
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子
载体
某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础
激素
激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体
tRNA
tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
抗体
一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合
[师说考点·解疑难]
1．酶的高效性曲线及分析
(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点
(3)酶只能催化已存在的化学反应
2.酶的专一性曲线及分析
(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时的变化是明显加快，说明酶A能催化该反应
(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不能催化该反应
3．温度和pH对酶活性的影响曲线及分析
(1)在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都将减弱
(2)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
(3)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，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性
(4)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度
4．底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响及分析
(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加
(2)乙图：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
[研透考情·备高考]
考向一 酶的高效性与专一性的曲线分析
1．某生物小组用某种酶进行了三组实验，有关实验的结果如下图所示，下列说法正确的是( )
A．本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶
B．三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性
C．通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近30 ℃、pH＝7
D．pH＝5或温度为20 ℃条件下酶活性下降的原因相同
解析：选C 图3中，麦芽糖的含量减少，蔗糖保持不变，说明该实验研究的酶是麦芽糖酶。酶具有高效性是酶与无机催化剂相比，图示中并没有进行此实验。图1中温度为30 ℃时，达到反应平衡点所用的时间最短，说明此温度最接近最适温度。图2中pH＝7时，底物剩余量最少，说明底物被分解的最多，因此，该种酶活性最大时的条件接近30 ℃、pH＝7。20 ℃时只是抑制酶的活性，而pH＝5时可能使酶变性失去活性。
考向二 影响酶活性的因素曲线分析
2．(2019·南京模拟)某同学探究温度、pH、底物浓度与酶促反应速率的关系，绘制出如下曲线图。有关叙述正确的是( )
A．图1中，A点与B点限制酶促反应速率的因素相同
B．图2中，D点与F点酶的空间结构都被破坏且不能恢复
C．图3中，G点时将对应相关因素调至最适，酶促反应速率不能同步升高
D．图1、图2、图3中相关因素依次是底物浓度、pH、温度
解析：选C 图1中相关因素为底物浓度，A点限制酶促反应速率的因素是底物浓度，B点限制酶促反应速率的因素是酶的数量等其他因素；图2中相关因素为温度，D点酶的空间结构没有被破坏，F点酶的空间结构被破坏且不能恢复；图3中相关因素为pH，G点时pH过低，酶的空间结构发生改变，再调至最适pH，酶促反应速率也不能同步升高。
3.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)。
解析：(1)在60 ℃条件下，反应的最终产物浓度比20 ℃和40 ℃条件下小很多，说明酶在60 ℃条件下最终失活。20 ℃与40 ℃条件下相比，40 ℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40 ℃条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高10 ℃变成30 ℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 ℃条件下的该酶活性大于20 ℃条件下的，因此A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度过高导致t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。
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 高效性和专一性(其他合理答案也可)
[方法规律] “四看法”分析酶促反应曲线
[分点突破·精细研]
题型一 酶催化作用的验证实验
1．(2016·江苏高考)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(单位：mL)。下列相关叙述正确的是( )
管号
1%焦性
没食子酸
2%H2O2
缓冲液
过氧化
物酶溶
液
白菜梗
提取液
煮沸冷却
后的白菜
梗提取液
1
2
2
2
－
－
－
2
2
2
－
2
－
－
3
2
2
－
－
2
－
4
2
2
－
－
－
2
A.1号管为对照组，其余不都是实验组
B．2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
解析：选A 根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗提取液的3号管为实验组，1号、2号和4号管都为对照组；若3号管显橙红色，还需要与2号管、4号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶；若4号管不显橙红色，可能是因为高温使过氧化物酶失活，而不能证明白菜梗中不存在过氧化物酶。
[归纳拓展] 酶催化作用的验证实验设计
设计
思路
实验
变量
自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解
结果
分析
根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用
题型二 酶本质的验证实验
2．下列能够证明某种酶的化学本质是RNA的实验设计组合是( )
组别
实验处理
①
待测酶液＋吡罗红染液→是否呈现红色
②
待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色
③
已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色
④
已知蛋白液＋双缩脲试剂→紫色反应
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
解析：选C 对于酶本质的验证，需要设置对照，即①③组，此外检测RNA利用吡罗红染液。
[归纳拓展] 试剂检测法——鉴定酶的本质
(1)设计思路：
从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或RNA的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应而RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案即可。
(2)设计方案：
题型三 酶催化特性的探究实验
3．已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果并得出结论。请回答问题：
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、新鲜的质量分数为0.01%的过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管若干。
(1)实验步骤：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③____________________________________________________________________。
(2)实验结果预测及结论：
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是________________________________________________________________________。
由此可得出的结论是_________________________________________。
(3)如果仅将实验中的恒温水浴的温度改为80 ℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是________________________________________________________________________，
原因是_________________________________________________________。
解析：该实验有两个目的：一是验证酶具有催化作用，可通过设置有酶和无酶的两组实验进行研究；二是验证酶具有高效性，可通过比较酶与无机催化剂的催化效率来实现。因此，本实验需要设置3组：H2O2溶液＋蒸馏水、H2O2溶液＋过氧化氢酶溶液、H2O2溶液＋FeCl3溶液。由于该实验属于验证性实验，所以实验结果是确定的，即加酶的一组中O2释放速率最快，加FeCl3溶液的一组次之，加蒸馏水的一组最慢。高温使过氧化氢酶变性失活，故经80 ℃处理后，加有FeCl3溶液的试管中O2释放速率最快。
答案：(1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 ℃恒温水浴锅中保温适当时间 ②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液 ③观察各试管中释放气泡的快慢 (2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用和高效性 (3)加FeCl3溶液的试管 在此温度下，过氧化氢酶已变性失活
[归纳拓展] 对比法——验证酶的高效性
(1)设计思路：
验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。
(2)设计方案：
项目
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的酶溶液
等量的无机催化剂
现象
反应速率很快；或反应用时短
反应速率缓慢；或反应用时长
结论
酶具有高效性
(3)实验操作：
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，要求完成实验设计，补充实验步骤，预测实验结果，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，试管，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。
溶液
试管
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。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④_____________________________________________________________________。
(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，出现砖红色沉淀的试管中的颜色会比37 ℃时的浅，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)对照试管甲，易知试管乙中要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液；试管丙和试管丁就应该分别是试管甲和试管乙的对照实验。(2)根据步骤①的提示和题干所给的材料及用具，可以推出接下来要做的是“恒温反应”，并利用斐林试剂检测实验结果，观察实验现象和记录实验结果。(3)(4)根据实验设计，试管甲和试管乙中的反应能够进行，会出现砖红色沉淀；其他试管中的反应不能进行，不会出现砖红色沉淀，因此，可得出“酶的催化作用具有专一性”这一结论。(5)因为酶的活性受温度影响，20 ℃低于酶的最适温度，酶的活性较低，产生的还原糖较少，因此，产生砖红色沉淀的试管中的颜色比37 ℃时的浅。
答案：(1)如下表：
溶液
试管
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将各试管中溶液放在37 ℃恒温水浴锅中一段时间后再按上表分别混匀，放入37 ℃恒温水浴锅中保温一段时间
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，在热水浴中处理一段时间 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)酶的催化作用具有专一性 (5)20 ℃低于酶的最适温度，酶活性低，产生的还原糖少
[归纳拓展] 对比法——验证酶的专一性
(1)设计思路：
验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
(2)设计方案：
项
目
方案一
方案二
实验组
对照组
实验组
对照组
材
料
底物相同(等量)
与酶相对
应的底物
另外一
种底物
试剂
与底物相
对应的酶
另外一种酶
同一种酶(等量)
现象
发生反应
不发生反应
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
酶具有专一性
(3)实验操作：
5．某同学从温度为55～65 ℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：
(1)测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为___________________________________________________________。
(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
解析：(1)脂肪酶的活性以其单位时间内分解脂肪量为指标，因酶需要适宜的pH，故反应液中应加入缓冲溶液。(2)该酶遇双缩脲试剂呈紫色，说明该酶的化学本质是蛋白质。(3)要测定该酶催化作用的最适温度，一般采用预实验，需在一定温度范围内设置温度梯度，对比不同温度下测得的酶活性，若不能测出峰值，则需扩大温度范围，继续实验。
答案：(1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质 (3)在一定温度范围(包括55～65 ℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。
[归纳拓展] 梯度法——探究酶的最适温度和最适pH
(1)设计思路：
组别编号
1
2
…
n
实验材料
等量的同种底物
温度(pH)
T1(a1)
T2(a2)
…
Tn(an)
衡量指标
相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少
实验结论
生成物量最多的一组，或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)
(2)实验操作：
①探究酶的最适温度：
↓ ↓
↓
↓
↓
滴加碘液，观察颜色变化
②探究酶的最适pH：
O2的产生速率
[提醒] 探究酶活性实验中的“三宜”与“四不宜”
(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
(3)在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
(4)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
[冲关集训·能力通]
1．下列有关酶的实验设计思路正确的是( )
A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
B．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
C．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
解析：选B 可以利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂验证酶的专一性，但不能用碘液，因为蔗糖是否水解无法判断。过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液可以研究酶的高效性。过氧化氢的分解受温度的影响，所以不能用其探究温度对过氧化氢酶的影响。利用胃蛋白酶、蛋清验证pH对酶活性的影响时，pH应分别设置为1、2、3，因为胃蛋白酶的最适pH约为2，如果从3开始胃蛋白酶可能已经失活。
2．为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，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：选B ①和③中蛋白酶和淀粉酶均是蛋白质，不能用双缩脲试剂检测；蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，所以②和④对比，可用碘液检测；淀粉酶能催化淀粉水解，产生还原糖，淀粉酶虽不能催化麦芽糖水解，但麦芽糖为还原糖，所以④和⑤均能与斐林试剂反应，形成砖红色沉淀；蛋白质及其水解产物均不能与斐林试剂反应。
3．下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果(“＋”的多少，代表颜色深浅)，下列说法错误的是( )
试管
①
②
③
纤维素悬液(mL)
2
2
2
纤维素酶液(mL)
1
1
1
反应温度(℃)
30
40
50
斐林试剂(mL)
2
2
2
砖红色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
A．该实验的自变量为温度
B．该实验检测的因变量是还原糖的生成量
C．纤维素被水解成了还原糖
D．该纤维素酶的最适温度为40 ℃
解析：选D 由表中数据可知，温度是人为改变的变量，称为自变量。还原糖生成量通过颜色深浅体现出来，这与温度不同有关，是因变量。溶液中出现砖红色沉淀是因为纤维素被水解成了还原糖。②与①③组的温度相比，40 ℃较适宜，但实际上该纤维素酶最适温度可能低于或高于40 ℃，通过本实验只能说明该纤维素酶的最适温度在40 ℃左右。
4.某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到右图结果。下列分析错误的是( )
A．Mn2＋降低了相应化学反应过程所必需的活化能
B．Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使其活性降低
C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用
D．该水解酶的用量是实验的无关变量
解析：选A 从图中可以看出，Mn2＋只是提高了某水解酶活性，但并不能降低反应过程所必需的活化能；Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使某水解酶活性降低；从图中可以看出，有的离子可以提高酶的活性，有的离子可以降低酶的活性；不同金属离子是实验的自变量，该水解酶的活性是实验的因变量，该水解酶的用量是实验的无关变量。
5．为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂。对实验现象的预测正确的是( )
A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失
B．甲中溶液呈紫色、乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
C．甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
D．甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
解析：选C 蛋白质在蛋白酶的作用下水解成多肽，且蛋白酶本身也为蛋白质，由于蛋白质和多肽均能与双缩脲试剂反应，所以甲、乙溶液呈紫色；丙中蛋白块被分泌液中的蛋白酶水解而消失，丁因无蛋白酶而不发生水解。
[课堂巩固练—小试身手]
1．下列有关酶的叙述，错误的是( )
A．酶可以由C、H、O、N、P组成
B．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸
C．酶具有催化作用是因为酶能给化学反应提供能量
D．一种酶能催化一种或一类化学反应
解析：选C 绝大多数的酶是蛋白质，少量的酶是RNA，因此有的酶的组成元素是C、H、O、N、P，且酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸；酶具有催化作用是因为酶可以降低化学反应所需的活化能。
2.(2019·扬州学测模拟)某同学在进行某一酶促反应实验时，第一次实验测得产物生成量随时间变化情况如图中曲线a所示，第二次实验仅对第一次实验中的条件进行了一处调整，实验结果如曲线b所示。该同学改变的条件可能是( )
A．改变了酶的种类 B．改变了酶的用量
C．改变了底物浓度 D．改变了反应温度
解析：选C 改变酶的种类，可能使反应不能进行下去。改变酶的量和反应温度，不改变生成物的量。只有改变底物浓度，即反应物的量，才影响生成物的量。
3.如图表示在最适温度和pH条件下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。结合影响酶催化反应速率的因素分析，下列有关说法正确的是( )
A．若在a点提高反应温度，反应速率会加快
B．若在b点增加酶的浓度，反应速率不会加快
C．若在c点增加反应物浓度，反应速率将加快
D．反应物浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素
解析：选D 由于该图是在最适温度下绘制的，因此改变温度会使酶活性降低，反应速率变慢；b点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快，说明反应物浓度不是限制因素，可能受酶浓度的限制，因此当在b点及以后提高酶的浓度，反应速率加快，提高反应物浓度，反应速率不会变化；从曲线图可知，a点后b点前，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，说明此时的主要限制因素是反应物浓度。
4．(2013·江苏高考，多选)为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是( )
实验
编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
②
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
③
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
④
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.实验① B．实验②
C．实验③ D．实验④
解析：选ACD 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，实验①不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故实验③不合理；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，故实验④不合理。
[课下模拟练—自我检测]
一、选择题
1．下列关于生物体中酶的叙述，正确的是( )
A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶
B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
解析：选C 真核细胞中DNA主要分布于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量DNA分布，所以参与DNA合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中；酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用，也可以在生物体外发挥作用；盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而可用盐析法进行沉淀；唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37 ℃左右，而该酶通常在低温下保存。
2．若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是( )
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
解析：选C 在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求。
3．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RNA
B．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2
C．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
解析：选D 酶的化学本质是蛋白质或RNA；脲酶能够将尿素分解成氨和CO2；蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类；纤维素酶能够降解植物细胞壁，细菌细胞壁的成分是肽聚糖，需用肽聚糖酶降解。
4．某小组利用淀粉酶进行如下探究实验，该实验的目的是研究( )
步骤
加入试剂
①
淀粉酶溶液2 mL
②
0.1 g·mL－1的NaOH溶液1 mL
③
0.01 g·mL－1的CuSO4溶液2滴
实验现象：溶液呈紫色
A．淀粉酶具有专一性
B．淀粉酶具有高效性
C．淀粉酶的作用条件较温和
D．淀粉酶的化学本质
解析：选D 步骤②和③是双缩脲试剂的使用方法，因此该实验是鉴定淀粉酶的化学本质。
5．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是( )
A．补充体内糖类物质的供给
B．防止胃液的消化作用
C．经唾液的消化作用后即可迅速起作用
D．使其中各种酶缓慢地释放
解析：选B 胃液中的胃蛋白酶能催化蛋白质的分解，不能催化淀粉的分解。
6．(2019·淮安、海门四校联考)下列关于酶的叙述，正确的是( )
A．同一种酶可以存在于分化程度不同的活细胞中
B．酶通过提供反应所需的活化能来提高化学反应速率
C．酶是由内分泌腺细胞合成的，具有高效性和专一性
D．低温下酶的活性较低是因为酶的空间结构被破坏
解析：选A 同一种酶可以存在于分化程度不同的活细胞中，如与呼吸作用有关的酶在所有活细胞中都存在；酶的作用机理是降低化学反应的活化能；所有活细胞都可以产生酶，酶具有专一性和高效性；低温下酶的活性较低，是因为酶的活性受抑制，而酶的空间结构未被破坏。
7．下表是有关淀粉酶的探究实验(“＋”表示加入，“－”表示不加入)。下列有关叙述错误的是( )
试管编号
①
②
2 mL质量分数为3%的淀粉溶液
＋
－
2 mL质量分数为3%的蔗糖溶液
－
＋
1 mL质量分数为2%的淀粉酶溶液
＋
＋
反应温度(℃)
60
60
结果检测
滴加斐林试剂并水浴加热
实验结果
砖红色
无砖红色
A．本实验的目的是探究温度对淀粉酶活性的影响
B．本实验不能用碘液代替斐林试剂进行检测
C．本实验不能确定淀粉酶的最适温度是60 ℃
D．实验结果能说明淀粉酶具有专一性
解析：选A 根据表中信息，可以确定本实验的目的是探究酶的专一性；因为碘液无法检测蔗糖及蔗糖的水解产物，所以不能用碘液代替斐林试剂进行检测；本实验中只设置了一个温度，故不能确定淀粉酶的最适温度。
8．下列有关酶的曲线图的叙述，正确的是( )
A．甲图所示的酶不能代表唾液淀粉酶，温度过低和过高酶都会失活
B．探究pH对淀粉酶或过氧化氢酶活性的影响，均可得到乙图曲线
C．在丙图中的P点，限制酶促反应速率的主要因素是底物浓度
D．丁图中若在P点增加酶的量，则最终产物的量也会随之增加
解析：选C 唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃左右，甲图所示的酶的最适温度是50 ℃，故不能代表唾液淀粉酶，且温度过低，酶的空间结构没有被破坏，不会失活；淀粉酶、过氧化氢酶的最适pH都约为7.0，图乙显示该酶的最适pH为1.5；丁图中若在P点增加酶的量，但由于反应物没有增加，所以最终产物的量不会随之增加。
9．(2019·苏北四市一模)某兴趣小组为了探究温度对酶活性的影响，用打孔器获取新鲜的厚度为5 mm的三片土豆，进行如下表所示的实验。下列有关叙述正确的是( )
实验步骤
土豆片A
土豆片B
土豆片C
①处理
静置
煮熟后冷却
冰冻
②滴加质量分数为
3%的H2O2溶液
1滴
1滴
1滴
③观察实验现象
产生大量
气泡
几乎不产生
气泡
产生少量
气泡
A.新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶
B．土豆片的厚度大小是该实验的因变量
C．温度不会影响过氧化氢酶活性
D．该实验可以确定过氧化氢酶的最适温度
解析：选A 该实验的因变量是产生的气泡数目的多少，土豆片的厚度大小是该实验的无关变量；由表中实验现象可以看出，温度过低或过高都会影响过氧化氢酶活性；该实验没有设置一系列温度梯度，不能确定过氧化氢酶的最适温度。
10．(2019·苏锡常镇模拟)下列关于淀粉酶参与催化的实验中，可采用斐林试剂来检验淀粉水解情况的是( )
A．探究pH对酶活性的影响
B．探究温度对酶活性的影响
C．探究酶是否具有专一性
D．探究Cu2＋对酶活性的影响
解析：选C 斐林试剂的作用原理是新制的Cu(OH)2溶液能与还原糖反应生成砖红色沉淀。酸性条件下的H＋能够与Cu(OH)2反应，使斐林试剂失去检测作用，故不能用来检测pH对酶活性的影响；斐林试剂使用时需水浴加热，会改变实验温度，干扰实验结果；探究淀粉酶的专一性时，选择淀粉和蔗糖作为反应物，淀粉、蔗糖均不具有还原性，但水解产物中存在还原糖，所以可用斐林试剂检验淀粉酶是否具有专一性；斐林试剂含Cu2＋，故不能用来检验Cu2＋对酶活性的影响。
11．下表为某同学探究酶性质的有关实验，该实验可以说明( )
组别
步骤
甲
乙
丙
1
2%淀粉液2 mL
2%淀粉液2 mL
2%淀粉液2 mL
2
蒸馏水1 mL
酵母提取液1 mL
稀释唾液1 mL
3
37 ℃水浴，保温10 min
4
斐林试剂1 mL
5
50～65 ℃温水中加热2 min
结果
蓝色
砖红色
砖红色
A．淀粉是还原性糖
B．高温使酶失活
C．酵母提取液中有淀粉酶
D．酵母提取液和唾液中酶的种类完全相同
解析：选C 淀粉是非还原性糖，在淀粉酶的作用下水解生成还原性糖，还原性糖与斐林试剂在加热(50～65 ℃)条件下生成砖红色沉淀。乙组的实验说明酵母提取液中含有淀粉酶，淀粉酶催化淀粉水解生成还原糖。酵母提取液中的酶和唾液中的酶不完全相同。
12.如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释错误的是( )
A．在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
解析：选B 题图反映温度和pH对酶促反应速率的影响，但影响酶促反应速率的因素不仅包括温度和pH，还有酶的浓度等。在底物充足的条件下，增大酶的浓度可以提高反应速率。唾液淀粉酶的最适pH＝7，该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征。
13．(多选)下列有关酶的叙述，错误的是( )
A．具有分泌功能的活细胞才能产生酶
B．酶可被水解为氨基酸或脱氧核苷酸
C．一种酶只能催化一定的反应物发生反应
D．酶通过为化学反应供能来提高反应速率
解析：选ABD 所有的活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶；酶的化学本质是蛋白质或RNA，可被水解为氨基酸或核糖核苷酸；酶的催化作用具有专一性，即一种酶只能催化一定的反应物发生反应；酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率，本身不能为化学反应提供能量。
14．(多选)某兴趣小组利用如下装置探究过氧化氢在不同条件下的分解，实验中所用各种溶液的量相同。下列有关叙述正确的是( )
A．装置甲中H2O2分解所需要的活化能比装置乙的多
B．量筒Ⅰ、Ⅱ收集到水的体积代表了O2的产生量
C．可以用装置乙来做“探究温度对酶活性的影响”实验
D．将装置甲中的FeCl3溶液换为酵母菌溶液可验证酶具有专一性
解析：选AB 酶降低化学反应活化能更显著，装置乙中H2O2分解所需要的活化能比装置甲的少；装置中水起到密闭系统的作用，量筒收集到的水的体积代表了O2的产生量；H2O2在高温下会分解，不能用过氧化氢做“探究温度对酶活性的影响”实验；验证酶具有专一性，应该用同种底物不同酶或不同底物同种酶，所以可将装置甲中的FeCl3溶液换为等量的其他酶溶液。
15．(多选)图甲是在最适温度下，H2O2酶促反应速率受pH影响的曲线；图乙表示在相同温度下pH＝b时，H2O2分解产生的O2量随时间变化的曲线。下列叙述正确的是( )
A．温度降低时，d点右移 B．H2O2量增加时，d点不移
C．pH＝a时，e点不移 D．pH>c时，e点为0
解析：选AC 图乙是在最适温度下测得的数据，温度降低，酶活性下降，反应速率下降，反应时间延长，d点右移；H2O2量增加时，反应时间延长，d点右移；不同pH下，酶活性不同，但相同H2O2分解产生的O2量相同，e点不移动；pH>c时，酶可能失活，但H2O2在自然条件下也可分解，e点不为0。
二、非选择题
16．某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示，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1的目的是探究_________________________________________________。
(3)实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，该实验的结果显示________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是_______________________________。
(4)实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为___________________________。
实验还证实，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________________________________________________________________________。
解析：(1)从三个实验的结果图中可以看出，实验1、2、3的自变量分别是催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH。(2)实验1过氧化氢酶和无机催化剂FeCl3的作用结果进行对照，说明过氧化氢酶具有高效性。(3)实验2的结果显示，在ab段，O2产生速率随着过氧化氢溶液浓度的增大而增大，而当过氧化氢溶液达到b对应的浓度以后，O2产生速率不再增加，bc段O2产生速率不再增加的原因最可能是过氧化氢酶的量有限。(4)实验3的结果显示，在pH为e时，溶液中剩下的过氧化氢的量最少，说明在该pH下，过氧化氢酶的活性最高；过酸、过碱会破坏酶的空间结构，使酶永久失活。
答案：(1)催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH
(2)酶的高效性
(3)在过氧化氢酶量一定时，在一定浓度范围内，过氧化氢溶液的浓度越高，O2产生速率越快，而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后，O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大 过氧化氢酶的量有限
(4)e 过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏
17．(2019·南通一模)为探究温度对过氧化氢酶活性的影响，科研人员以2%的酵母菌液作为酶源，进行如下探究实验：
①设计如图实验装置。实验组注射器A内吸入1%的H2O2溶液 5 mL，注射器B内吸入2%的酵母菌液2 mL。对照组注射器A内吸入1%的H2O2溶液 5 mL，注射器B内吸入蒸馏水2 mL。用乳胶管连接注射器A和B，在乳胶管上夹上止水夹。
②设置温度梯度：0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃，将实验组和对照组装置在相应温度下保温10 min。
③打开止水夹，将注射器A中的液体匀速推至注射器B中，立即关闭止水夹，记录注射器B中活塞的刻度。5 min后再次记录刻度，计算刻度变化量，重复3次。
④将对照组和实验组在各温度下获得的3次实验数据作相应处理，绘制曲线如图。
请回答下列问题：
(1)步骤①中设置对照组的目的是______________________________________。步骤②中实验组和对照组装置在相应温度下先保温10 min的目的是____________________。步骤④中的“相应处理”是指______________________。
(2)有人认为，本实验不宜采用H2O2溶液作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料。你是否同意他的观点？请简要说明理由： ________________________________
________________________________________________________________________。
(3)经反复尝试，步骤③中选择体积分数为1%的H2O2溶液较合理。若浓度过高，可能带来的影响是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)有人认为，以酵母菌液作为过氧化氢酶源不是很严谨，其依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)本实验中的对照实验中没有酵母菌，目的是排除温度等对H2O2自身分解的影响，使实验结论更科学。在实验中，H2O2和酵母菌液混合之前要在实验设定的温度条件下先保温10 min，可以保证酵母菌液和H2O2溶液都达到实验需要的温度，然后在实验设定的温度下进行反应。为了保证实验结果的准确，每个温度条件下要进行重复实验，取平均值，所以相应的数据处理就是指计算3次数据的平均值。(2)从实验结果曲线图看，0～60 ℃条件下，对照组的注射器刻度变化量为0，说明在此温度范围内，温度对H2O2的分解没有影响，因此，本实验中选用H2O2作为实验材料是合适的。(3)由于酶具有高效性，如果H2O2的浓度过高，将会使反应速度很快，产生的氧气很多，可能来不及记录，或者超过了注射器的刻度，甚至造成活塞从注射器中冲出来，从而无法记录到准确的数据。(4)本实验的目的是探究温度对过氧化氢酶活性的影响，但是实验材料选用的是酵母菌，酵母菌中的成分相当复杂，无法确定是过氧化氢酶还是其他物质催化了H2O2的分解，所以本实验以酵母菌液作为过氧化氢酶源是不严谨的。
答案：(1)排除温度等对H2O2自身分解的影响 保证酵母菌液和H2O2溶液在混合前达到需控制的温度 求3次数据的平均值 (2)不同意，实验结果表明H2O2溶液在0～60 ℃之间未发生明显的分解 (3)产生气体速度太快(或量太多)，不利于实验结果的观察和记录 (4)酵母菌体内的其他物质也可能催化H2O2溶液的分解
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