（江蘇專用）2020版新高考生物 第三單元 細胞的能量供應與利用 第7講 酶的本質、特性及相關實驗探究學案

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1、第7講　酶的本質、特性及相關實驗探究 考綱考情——知考向 核心素養(yǎng)——提考能 最新考綱 1.酶在代謝中的作用(B) 2.實驗：探究影響酶活性的因素(c) 生命觀念 比較酶、激素等物質的異同，建立辯證統(tǒng)一和普遍聯(lián)系的觀念 科學思維 與酶有關的曲線分析 近三年江蘇考情 2016年T8(2分)；2015年T7(2分) 科學探究 與酶有關的實驗設計與分析 社會責任 分析酶在生產、生活中的應用實例，讓學生關注科學、技術和社會發(fā)展 考點一　酶的本質和作用機理 1.酶的本質及作用 ■助學巧記 巧記酶概念的“二、一、一、一” 2.比較過氧化氫在不同條件下的分

2、解 (1)實驗流程 (2)變量分析 3.酶的作用機理分析 4.酶本質的探索歷程(連一連) 1.(人教版必修1 P78實驗拓展)在“比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率”實驗中為什么要以新鮮肝臟研磨液為實驗材料？若用煮熟的肝臟研磨液為實驗材料能否達到預期的實驗效果？為什么？ 提示　新鮮的豬肝含有豐富的過氧化氫酶，能迅速地催化過氧化氫分解，產生大量的氧氣，與Fe3＋的催化形成鮮明對比。如果肝臟不新鮮，那么肝臟細胞內的過氧化氫酶會在細菌的作用下分解，影響實驗效果。用煮熟的肝臟研磨液為實驗材料不能達到預期的實驗效果，是因為高溫破壞了酶的結構，使酶喪失了活性。 2.(人教

3、版必修1 P80圖拓展)酶作為生物催化劑，與無機催化劑相比，在發(fā)揮作用過程中有哪些共同特點？酶除了具有催化功能外，可以調節(jié)生命活動嗎？ 提示　共同點：①化學反應前后其數(shù)量和性質不變；②加快化學反應的速率，縮短達到化學平衡的時間，但不能改變平衡點；③二者都能降低化學反應的活化能。 催化(降低化學反應的活化能)是酶唯一的功能，它不具調節(jié)功能，也不作為能源(或組成)物質。 　結合酶的化學本質及分布，考查歸納與概括能力 1.(2017·全國卷Ⅱ，3)下列關于生物體中酶的敘述，正確的是(　　) A.在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶 B.由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性 C.從

4、胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法 D.唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37 ℃ 解析　DNA的合成主要發(fā)生在細胞核中，此外在線粒體和葉綠體中也能合成，因此細胞核、線粒體和葉綠體中都有參與DNA合成的酶，A錯誤；只要給予適宜的溫度、pH等條件，由活細胞產生的酶在生物體外也具有催化活性，B錯誤；鹽析可使蛋白質在水溶液中的溶解度降低，但不影響蛋白質的活性。而胃蛋白酶的化學本質是蛋白質，因此從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法，C正確；唾液淀粉酶催化反應最適溫度是37 ℃，但是37 ℃不是保存該酶的最適溫度，酶應該在低溫條件下保存，D錯誤。 答案　C 2.(2018·徐州市

5、上學期期中卷)下列關于酶的敘述，錯誤的是(　　) A.酶的合成需要ATP供能 B.酶活性最高時的溫度也是保存酶的適宜溫度 C.酶催化作用的實質是降低化學反應的活化能 D.酶促反應中酶參與底物的反應過程，但反應前后化學性質和含量不變 解析　酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物，其合成過程需要ATP供能，A正確；酶活性最高時的溫度不適宜保存酶，酶適宜在低溫下保存，B錯誤；酶是生物催化劑，作用機理是降低化學反應的活化能，C正確；酶促反應中酶參與底物的反應過程，但反應前后化學性質和含量不變，D正確。 答案　B 　結合酶的作用，考查科學思維能力 3.下列有關胰島素和胰蛋白酶的敘述，正確

6、的是(　　) A.兩者都是由胰腺中內分泌細胞合成并分泌的 B.向兩者的混合溶液中加入雙縮脲試劑，溶液呈紫色 C.胰島素調節(jié)某些代謝過程，胰蛋白酶參與細胞內代謝 D.人體內環(huán)境中失活的胰島素會被胰蛋白酶催化水解 解析　胰蛋白酶由胰腺中外分泌細胞產生，A錯誤；胰島素和胰蛋白酶的化學成分均為蛋白質，在兩者的混合溶液中，胰蛋白酶可以消化胰島素，但加入雙縮脲試劑，胰蛋白酶的存在使溶液呈紫色，B正確；胰蛋白酶可以催化消化道內蛋白質的水解，不參與細胞內的代謝和內環(huán)境中失活胰島素的水解，C、D錯誤。 答案　B 4.(2018·蘇錫常鎮(zhèn)三模)(多選)下圖是某類酶作用的模型。下列有關敘述錯誤的是(　

7、　) A.物質a的組成中不含磷元素 B.該模型體現(xiàn)了物質a具有高效性 C.若物質c、d分別為磷酸和ADP，則物質a是ATP合成酶 D.高溫會導致物質a的空間構象發(fā)生改變，進而失去活性 解析　由圖可知，物質a是酶，酶的本質是蛋白質或RNA，RNA中含有P；a與底物b特異性結合，該模型體現(xiàn)了酶具有專一性；若物質c、d分別為磷酸和ADP，則物質a是ATP水解酶；高溫條件下，酶的空間構象發(fā)生改變而失活。 答案　ABC 　結合創(chuàng)新拓展實驗，考查科學探究能力 5.超氧化物歧化酶(SOD)能消除生物體在新陳代謝過程中產生的有害物質，具有抗衰老的特殊效果，其含有的金屬離子對增強酶的熱穩(wěn)定性

8、有重要影響。資料報道，當反應溫度為88 ℃，時間為15～30 min時對SOD的活性影響不大。下面是通過光催化反應裝置分別在四種條件下檢測紫外光對DNA損傷的相關曲線(TiO2表示二氧化鈦，是一種光催化劑；UV表示紫外光)。Ⅰ組：黑暗處理曲線a(TiO2/DNA體系)、Ⅱ組：紫外光處理曲線b(UV/DNA體系)、Ⅲ組：光催化曲線c(UV/TiO2/DNA體系)、Ⅳ組：光催化引入SOD曲線d(UV/TiO2/SOD/DNA體系)。據(jù)圖回答下列問題： (1)根據(jù)SOD的化學性質，我們可以利用________________的方法來除去一部分其他雜質蛋白。實驗中設計黑暗處理作為對照組的目的是_

9、___________________________。曲線b說明_____________________________。 (2)分析曲線c、d可以得出的實驗結論是________________________________。 (3)DNA損傷過程中會伴有H2O2產生，若要驗證(2)中的實驗結果，可通過檢測H2O2的有無及產生量來判斷，寫出你的實驗思路并預測實驗結果(注：H2O2的檢測方法不做要求)。 實驗思路：______________________________________________________ _____________________________

10、___________________________________。 預測實驗結果：_____________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析　(1)當反應溫度為88 ℃，時間為15～30 min時對SOD的影響不大，而部分其他酶在該條件下已經失活，故可利用這個特性來除去其他雜質蛋白。黑暗處理組為TiO2/DNA體系，設計黑暗處理對照組的目的是證明TiO2不會損傷DNA。紫外光處理曲線b(UV/D

11、NA體系)說明沒有TiO2(催化劑)的條件下，紫外光對DNA的損傷很小。(2)光催化曲線c(UV/TiO2/DNA體系)說明紫外光對DNA的損傷非常嚴重，300 min時，DNA幾乎全部損傷，而光催化引入SOD曲線d(UV/TiO2/SOD/DNA體系)，由于有SOD存在，DNA損傷很緩慢，說明SOD能夠明顯延緩或抑制DNA的損傷。(3)要通過H2O2的有無及產生量來驗證(2)中的實驗結論，很顯然要設置實驗檢測H2O2的產生量，H2O2的產生量越多，DNA損傷越嚴重，故本實驗思路是按照題干條件，設置同樣的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四組實驗，測定不同體系DNA損傷過程中H2O2的產生量；預測的實驗結果是Ⅰ組

12、、Ⅱ組沒有H2O2產生，Ⅲ組和Ⅳ組均有H2O2產生，且Ⅲ組H2O2產生量較Ⅳ組多，時間較早。 答案　(1)高溫變性(或88 ℃環(huán)境下處理15～30 min)　證明TiO2不會損傷DNA　無TiO2(催化劑)的條件下，紫外光對DNA損傷很小 (2)SOD能夠明顯延緩或抑制DNA的損傷 (3)實驗思路：按照題干條件，設置同樣的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四組實驗，測定不同體系DNA損傷過程中H2O2的產生量 預測實驗結果：Ⅰ組、Ⅱ組沒有H2O2產生，Ⅲ組和Ⅳ組均有H2O2產生，且Ⅲ組H2O2產生量較Ⅳ組多，時間較早 考點二　酶的作用特性及影響因素 1.酶的特性 (1)高效性：與無機催化劑相比，

13、酶降低化學反應活化能的作用更顯著，催化效率更高。 ①與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。 ②a、b→酶的催化具有高效性；a、c→酶具有催化作用。 (2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。 物理模型——“鎖和鑰匙學說” 圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產生的物質，C、D表示不能被A催化的物質。 (3)酶的作用條件“較溫和” ①含義：酶所催化的化學反應一般是在溫和的條件進行的。 ②在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。 ③過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。低溫時，酶

14、的活性很低，但酶的空間結構穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。 2.影響酶促反應速率的因素分析 　圍繞酶的作用特性，考查科學思維能力 1.下圖1表示pH對α－淀粉酶活性的影響，圖2表示在最適溫度及pH為b時α－淀粉酶催化淀粉水解產生麥芽糖的積累量隨時間的變化。相關預期正確的是(　　) A.若將pH調整為a，則d點左移，e點下移 B.若將pH先調整為c，再調整回b，則d、e點不移動 C.若將溫度升高10 ℃，則d點右移、e點不移動 D.若增加α－淀粉酶的量，則d點不移動，e點上移 解析　圖2pH值條件為最適pH，因此若將pH調整為a，酶活性下降，則d點右移，

15、e點不變；若將pH先調整為c，則酶活性喪失，再調整回b，酶沒有催化活性，不會有麥芽糖的生成；若將溫度升高10 ℃，酶活性下降，反應速率減慢，化學平衡點不變，則d點右移、e點不移動；若增加α－淀粉酶的量，反應速率加快，則d點右移，e點不移動。 答案　C 2.(2018·蘇錫常鎮(zhèn)三模)下列關于淀粉酶參與催化的實驗中，可采用斐林試劑來檢驗淀粉水解情況的是(　　) A.探究pH值對酶活性的影響 B.探究溫度對酶活性的影響 C.探究酶是否具有專一性 D.探究Cu2＋對酶活性的影響 解析　斐林試劑的作用原理是新制的Cu(OH)2溶液能與還原性糖反應生成磚紅色沉淀。酸性條件下的H＋能夠與Cu(

16、OH)2反應，使斐林試劑失去檢測作用，故不能用來檢測pH對酶活性的影響；斐林試劑使用時需水浴加熱，會改變實驗溫度，干擾實驗結果；探究淀粉酶的專一性時，選擇淀粉和蔗糖作為反應物，淀粉、蔗糖均不具有還原性，但水解產物中都是還原糖，所以可用斐林試劑檢驗淀粉酶是否具有專一性；斐林試劑含Cu2＋，故不能用來檢驗Cu2＋對酶活性的影響。 答案　C 　結合酶的活性影響因素曲線，考查模型與建模的能力 3.用某種酶進行有關實驗的結果如下圖所示，下列有關說法錯誤的是(　　) A.該酶的最適催化溫度不確定 B.圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶 C.由圖4實驗結果可知酶具有高效性 D.由圖3實驗

17、結果可知Cl－是該酶的激活劑 解析　圖1顯示溫度對酶活性的影響，圖中結果只能顯示30 ℃比較適宜，但溫度梯度太大，不能確定最適催化溫度，A正確；圖2顯示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1.5，由圖4可知該酶為麥芽糖酶，B正確；圖3能說明Cl－是該酶的激活劑，Cu2＋是該酶的抑制劑，D正確；圖4可說明酶具有專一性，C錯誤。 答案　C 4.(2018·南京鹽城二模)研究人員從胡蘿卜中提取過氧化物酶(POD)做的實驗結果如下圖所示，有關分析正確的是(　　) A.處理時間從15 min增加到80分鐘，40℃下POD活性減小最顯著 B.處理時間60 min內，在所有的溫度下POD

18、活性都顯著下降 C.該實驗的因變量是POD活性，自變量有溫度、時間和底物濃度 D.H2O2濃度過高會抑制POD的活性，與溫度對POD活性的影響完全相同 解析　由圖甲可以看出，處理時間從15 min增加到80 min，45 ℃下POD活性減小最顯著；處理時間60 min內，25 ℃下POD活性下降不顯著；高溫會使POD失去活性，H2O2濃度過高不會使POD失去活性。 答案　C 解答坐標曲線題的“三步曲” 　　　 考點三　與酶相關的實驗探究——“三法”探究酶本質及特性 方法1　用“試劑檢測法”鑒定酶的本質 可采用“試劑檢測法”或“蛋白酶水解法”確認酶的化學本質。 方

19、法2　用“對比實驗法”探究或驗證酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素 (1)驗證酶的高效性 實驗中自變量是無機催化劑和酶，因變量是反應速率。 (2)探究酶的專一性 自變量可以是不同反應物，也可以是不同酶溶液，因變量是反應物是否被分解。 ①設計思路一：換反應物不換酶 ②設計思路二：換酶不換反應物 方法3　用“梯度法”探究影響酶活性的因素(溫度或pH) (1)設計思路：設計實驗時需設置一系列不同溫度(或pH)的實驗組進行相互對照，最后根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結論。酶促反應所需時間最短的一組對應的溫度(或pH)最接近最適溫度(或pH)。 (2)設計方案 　結合教材拓展

20、實驗考查科學探究能力 1.(2016·全國卷Ⅰ，3)若除酶外所有試劑已預保溫，則在測定酶活力的試驗中，下列操作順序合理的是(　　) A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量 B.加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量 C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量 D.加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量 解析　測定酶活力影響因素時，在改變被探究因素之前，務必防止酶與底物混合，故只有C選項所述操作順序正確。 答案　C 2.(2018·蘇北四市一模)某興趣小組為了探究溫度對酶活

21、性的影響，用打孔器獲取新鮮的厚度為5 mm的三片土豆，進行如下表所示的實驗。有關敘述正確的是(　　) 實驗步驟 土豆片A 土豆片B 土豆片C ①處理 靜置 煮熟后冷卻 冰凍 ②滴加質量分數(shù) 3%H2O2溶液 1滴 1滴 1滴 ③觀察實驗現(xiàn)象 產生大量氣泡 幾乎不產生氣泡 產生少量氣泡 A.新鮮土豆組織中含有過氧化氫酶 B.土豆片的厚度大小是該實驗的因變量 C.溫度不會影響過氧化氫酶活性 D.該實驗可以確定過氧化氫酶的最適溫度 解析　該實驗的因變量是產生的氣泡數(shù)目的多少，土豆片的厚度大小是該實驗的無關變量；由表中實驗現(xiàn)象可以看出，溫度過低

22、或過高都會影響過氧化氫酶活性；該實驗沒有設置一系列溫度梯度，不能確定過氧化氫酶的最適溫度。 答案　A 酶活性實驗探究中的“三宜”“五不宜” 澄清易錯易混·強化科學思維 [易錯易混] 易錯點1　高溫和低溫對酶活性的影響不同 點撥　高溫(過酸、過堿)使酶的空間結構破壞而失活，低溫并沒有破壞其空間結構而只是降低酶活性。因此酶在高溫下失活后，即使移到適溫環(huán)境中也不會恢復活性，但從低溫到適溫環(huán)境活性可升高。 易錯點2　對酶的本質與性質分辨不清 點撥　(1)酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物。 (2)酶只能催化熱力學上允許進行的反應。 (3)酶通過降低活化能加快化學反應速率。

23、 (4)酶只提高化學反應速率，縮短反應時間，不會改變化學平衡的位置。 (5)在反應前后，酶的化學性質和數(shù)量將保持不變。 (6)用加熱的方法不能降低活化能，但會提供活化能。 易錯點3　酶只有催化功能，沒有調節(jié)生命活動及提供能量等功能 點撥　著眼于四角度比較“酶”與“激素” [深度糾錯] 1.下列關于酶的敘述，正確的是(　　) A.酶的合成都需要經過轉錄，某些酶可以影響基因的表達過程 B.酶活性受環(huán)境溫度影響，所以酶制劑應保存于最適溫度 C.只要含有某種酶的基因，細胞中就會有相應的酶存在 D.90 ℃高溫會使Taq(DNA聚合酶)失去催化活性 解析　酶活性受環(huán)境溫度影響

24、，所以酶制劑應保存于零下4度；細胞含有某種酶的基因，但細胞會根據(jù)功能需要合成相應的酶；90 ℃高溫不會使Taq(DNA聚合酶)失去催化活性。 答案　A 2.(2018·鎮(zhèn)江一模)下列有關過氧化氫酶和ATP的敘述，正確的是(　　) A.兩種物質共有的元素是C、H、O、N、P B.兩種物質均可在肝臟細胞中合成 C.兩種物質的合成過程均需要模板 D.過氧化氫酶的合成不需要消耗ATP 解析　過氧化氫酶的化學本質是蛋白質，其組成元素是C、H、O、N，ATP的組成元素是C、H、O、N、P；ATP的合成過程不需要模板；過氧化氫酶的合成(轉錄和翻譯)需要消耗ATP。 答案　B 3.圖中甲曲線

25、表示在最適溫度下α－淀粉酶催化淀粉水解的反應速率與淀粉濃度之間的關系，乙、丙兩曲線表示α－淀粉酶催化淀粉水解的反應速率隨溫度或pH的變化，下列相關分析正確的是(　　) A.乙、丙兩曲線橫軸對應的影響因素分別為溫度和pH B.分析曲線可知，E、G兩點所示條件是短期內保存該酶的最適條件 C.D、F兩點所示的α－淀粉酶活性一致，該酶的空間結構都遭到破壞 D.若在A點升溫或在BC段增加淀粉的濃度，都將使反應速率增大 解析　據(jù)圖分析可知，丙曲線與橫軸有兩個交點，交點處反應速率為0，而強酸或強堿都會使酶變性失活，因此丙曲線橫軸對應的影響因素為pH，乙曲線橫軸對應的影響因素為溫度，A正確；保存

26、該酶的最適條件應該是低溫和最適pH，對應曲線中的D、H兩點，B錯誤；乙曲線中D、F兩點所對應的α－淀粉酶活性一致，D點α－淀粉酶的空間結構未遭到破壞，只是低溫導致酶活性降低，C錯誤；甲曲線表示在最適溫度下α－淀粉酶催化淀粉水解的反應速率與淀粉濃度之間的關系，所以在A點升溫，反應速率會降低，BC段增加淀粉的濃度，反應速率不變，D錯誤。 答案　A 探索高考命題的奧秘(二) [教材原型1] (教材P78實驗)通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。 方法步驟 1.取4支潔凈的試管，分別編上序號1、2、3、4，向各試管內分別加入2 mL過氧化氫溶液，按序號依次放

27、置在試管架上。 2.將2號試管放在90 ℃左右的水浴中加熱，觀察氣泡冒出的情況，并與1號試管作比較。 3.向3號試管內液入2滴FeCl3溶液，向4號試管內滴入2滴肝臟研磨液，仔細觀察哪支試管產生的氣泡多。 4.2～3 min后，將點燃的衛(wèi)生香分別放入3號和4號試管內液面的上方，觀察哪支試管中的衛(wèi)生香燃燒猛烈。 討論： 1.與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？ 2.在細胞內，能通過加熱來提高反應速率嗎？ 3.3號和4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明什么？ 4.3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應速率快？這說明什么？為什么說酶對于細胞內化學

28、反應的順利進行至關重要？ 提示　1.2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。 2.不能。 3.說明FeCl3中的Fe3＋和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。 4.4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3＋的催化效率高得多。細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要。 [轉換視角] 轉換視角1　探究酶的高效性 1.(2016·江蘇卷，8)過氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗

29、中是否存在過氧化物酶，設計實驗如下表。下列相關敘述正確的是(　　) 管號 1%焦性沒食子酸/mL 2% H2O2/mL 緩沖液/mL 過氧化物酶溶液/mL 白菜梗提取液/mL 煮沸冷卻后的白菜梗提取液/mL 1 2 2 2 － － － 2 2 2 － 2 － － 3 2 2 － － 2 － 4 2 2 － － － 2 A.1號管為對照組，其余不都是實驗組 B.2號管為對照組，其余都為實驗組 C.若3號管顯橙紅色，無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶 D.若4號管不顯橙紅色，表明白菜梗中無過氧化物酶 解析　該實驗的

30、目的是探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，自變量是各試管中加入的不同物質，則1號和2號是對照組，3號和4號是實驗組，3號與1、2號對照，3號管、2號管顯橙紅色，1號管不變色，證明白菜梗中存在過氧化物酶，C錯誤；若4號管不顯橙紅色，與3號對照，說明高溫使過氧化物酶變性失活，D錯誤。 答案　A [教材原型2] (教材P86拓展題)請設計一則加酶洗衣粉的商業(yè)廣告，廣告時間1 min。設計廣告時，既要注意廣告用語的科學性，又要給人以美的享受；既反映產品的科技含量，又有濃郁的生活氣息，還要符合廣告法。 [轉換視角] 轉換視角2　加酶洗衣粉的去污效能 2.(2017·江蘇卷，17)為了探究一種新型

31、堿性纖維素酶的去污效能，研究性學習小組進行了相關實驗，結果如圖。由圖中實驗結果能直接得出的結論是(　　) A.堿性纖維素酶對污布類型2 的去污力最強 B.不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力 C.堿性纖維素酶對污布類型2、3 的去污力不同 D.加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力 解析　 由實驗結果可知：由于沒有設置對照，不能說明堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強，A錯誤；由于存在多個變量不能說明不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力，B錯誤；通過實驗數(shù)據(jù)比較可知堿性纖維素酶對污布類型2、3的去污力不同，C正確；通過實驗結果不能得出加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力的結論，

32、D錯誤。 答案　C [教材原型3]　(教材P86二拓展題)以底物濃度為自變量改變溫度與改變酶量 下圖表示的是在最適溫度下，反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。 (1)請解釋在A、B、C三點時該化學反應的狀況。 (2)如果在A點時溫度升高10 ℃，曲線會發(fā)生什么變化？為什么？請畫出變化后的曲線。 (3)如果在B點時往反應混合物中加入少量同樣的酶，曲線會發(fā)生什么變化？為什么？請畫出相應的曲線。 提示　(1)A點：隨著反應物濃度的增加，反應速率加快。B點：反應速率在此時達到最高。C點：反應速率不再隨反應物濃度的增加而升高，維持在相對穩(wěn)定的水平。 (2)如果A點時溫度升高10

33、 ℃，曲線上升的幅度變小。因為圖中原曲線表示在最適溫度下反應速率隨反應物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應速率都會變慢。 (3)該曲線表明，B點的反應物的濃度足夠大，是“酶的數(shù)量”限制了反應速率的提高，這時如果加入少量的酶將會使反應速率加快，B點上升。 [轉換視角] 轉換視角3　以反應時間和溫度為自變量，改變底物濃度等狀況推斷產物變化 3.(2016·全國卷Ⅱ，29)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖?；卮鹣铝袉栴}： (1)三個溫度條件下，

34、該酶活性最高的是________組。 (2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應的速度會________。 (3)如果在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產物總量________，原因是___________________________。 (4)生物體內酶的化學本質是________，其特性有___________________________ _______________________________________________________(答出兩點即可)。 答案　(1)B　(2)加快　(3)

35、不變　60 ℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應產物總量也不會增加　(4)蛋白質或RNA　高效性、專一性 轉換視角4　針對實驗中自變量(pH、溫度等)與因變量的關系展開科學探究 4.(2012·全國卷)某同學為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設計了如下實驗步驟： ①在A、B、C、D、E 5支試管中分別加入pH為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5 mL，再分別加入質量分數(shù)為1%的淀粉液1 mL。 ②各試管中分別加入適當濃度的唾液稀釋液1 mL，搖勻。 ③將5支試管放入70 ℃恒溫水浴中，保溫時間相同且合適。 ④取出各試管，分別加入斐林試劑2 mL，搖

36、勻。 ⑤觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。 上述實驗步驟中有2處錯誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實驗重復次數(shù))，以便實驗能得到正確的預期結果。 (1)__________________________________________________________________。 (2)__________________________________________________________________。 解析　(1)酶的活性受溫度的影響，本題探究的是pH對酶活性的影響，因此，溫度應為無關變量，必須適

37、宜，而70 ℃恒溫水浴的溫度過高，會導致5組試管中的酶因高溫而失活，最終使不同pH下的實驗結果一樣。(2)本題使用的是斐林試劑，通過檢測產物的生成量來確定酶的活性高低，用斐林試劑鑒定還原糖必須要加熱，如果不加熱，則任何一組都不會發(fā)生顏色反應。 答案　(1)③中70 ℃應改為37 ℃。因為人唾液淀粉酶作用的最適溫度為37 ℃ (2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應將各試管放在50～65 ℃的溫水中一段時間。因為在水浴加熱的條件下斐林試劑與還原糖反應顯色 轉換視角5　以反應時間或底物濃度為自變量，改變酶量或pH，推斷曲線走勢狀況 5.(2020·創(chuàng)新預測)圖一曲線a表示在最適溫度、最適pH條

38、件下生成物的量與時間的關系，曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下，酶促反應速率與反應物濃度的關系。據(jù)圖分析正確的是(　　) A.圖一曲線a中，A點后，限制生成物的量增加的因素是酶量不足 B.分別在圖二中取B、C點的反應速率值，可用圖一中的曲線c和d表示 C.對于圖二中曲線b來說，若酶量減少，其走勢可用曲線f表示 D.減小pH，重復該實驗，圖二曲線b可能變?yōu)榍€f；增大pH，可能變?yōu)榍€e 解析　根據(jù)題干信息分析，圖一中橫坐標是時間，確定“時間”是該實驗中的自變量，酶量、溫度等因素均為無關變量。反應過程中，反應物濃度會隨時間推移越來越小，而酶量不變，由此推測曲線a中，A點后生成物的

39、量不再隨時間的推移而增加，是因反應物已耗盡，限制因素應為反應物濃度，A錯誤；在圖二中，B點、C點對應的反應速率值是一個定值，不能用圖一中曲線c和d表示，B錯誤；圖二曲線中，當反應物濃度一定時，減少酶量，反應速率降低，可用曲線f表示，C正確；根據(jù)題干信息可知圖二曲線b表示在最適pH下，反應物濃度與酶促反應速率的關系，因此無論pH是增大還是減小，酶的活性均降低，曲線b都可能變?yōu)榍€f，不可能變?yōu)榍€e，D錯誤。 答案　C 課后·分層訓練 (時間：35分鐘) 1.(2018·南通市三模)下列有關酶的敘述，正確的是(　　) A.酶在細胞中合成，只在細胞內發(fā)揮作用 B.一種酶只能催化一

40、種或一類化學反應 C.一種或一類化學反應只能由一種酶催化 D.在核糖體上合成的蛋白酶具有催化活性 解析　酶既可以在細胞內發(fā)揮作用，也可以在細胞外發(fā)揮作用；一種或一類化學反應可以由多種酶催化，如蛋白質水解可以由胃蛋白酶催化，也可以由胰蛋白酶催化；在核糖體上合成的蛋白酶還需要經內質網、高爾基體的加工才具有催化活性。 答案　B 2.(2018·南京三模)某同學探究溫度、pH、底物濃度與酶促反應速率的關系，繪制出如下曲線圖。有關敘述正確的是(　　) A.圖1中，A點與B點限制酶促反應速率的因素相同 B.圖2中，D點與F點酶的空間結構都被破壞且不能恢復 C.圖3中，G點時將對應相關因

41、素調至最適，酶促反應速率不能同步升高 D.圖1、圖2、圖3中相關因素依次是底物濃度、pH、溫度 解析　圖1中相關因素為底物濃度，A點限制酶促反應速率的因素是底物濃度，B點限制酶促反應速率的因素是酶的數(shù)量等其他因素；圖2中相關因素為溫度，D點酶的空間結構沒有被破壞，F(xiàn)點酶的空間結構被破壞且不能恢復；圖3中相關因素為pH，G點時pH過低，酶的空間結構發(fā)生改變，再調至最適pH，酶促反應速率也不能同步升高。 答案　C 3.有關酶的曲線圖的敘述，正確的是(　　) A.甲圖所示的酶不能代表唾液淀粉酶，溫度過低和過高酶都會失活 B.探究pH對淀粉酶或過氧化氫酶活性的影響，均可得到乙圖曲線

42、C.在丙圖中的P點，限制酶促反應速率的主要因素是底物濃度 D.丁圖中若在P點增加酶的量，則最終產物的量也會隨之增加 解析　甲圖所示的酶催化反應的最適溫度是50 ℃，而唾液淀粉酶催化反應的最適溫度是37 ℃左右，所以甲圖所示的酶不能代表唾液淀粉酶，另外低溫只是抑制酶的活性而酶不會失活；淀粉酶或過氧化氫酶催化反應的最適pH在7左右，而乙圖曲線所示的酶催化反應的最適pH為1.5，所以探究pH對淀粉酶或過氧化氫酶活性的影響，不能得到乙圖曲線；在丙圖中的P點前后，隨著底物濃度的增加酶促反應速率加快，所以P點限制酶促反應速率的主要因素是底物濃度；丁圖中若在P點增加酶的量，其反應速率加快，而最終產物的量

43、不變。 答案　C 4.如表是有關淀粉酶的探究實驗(“＋”表示加入，“－”表示不加入)。有關敘述錯誤的是(　　) 試管編號 ① ② 2 mL 3%淀粉溶液 ＋ － 2 mL 3%蔗糖溶液 － ＋ 1 mL 2%淀粉酶溶液 ＋ ＋ 反應溫度/℃ 60 60 結果檢測 滴加斐林試劑并水浴加熱 實驗結果 磚紅色 無磚紅色 A.本實驗的目的是探究溫度對淀粉酶活性的影響 B.本實驗不能用碘液代替斐林試劑進行檢測 C.本實驗不能確定淀粉酶的最適溫度是60 ℃ D.實驗結果能說明淀粉酶具有專一性 解析　本實驗的目的是探究酶的催化作用具有專一性；碘液可鑒定淀

44、粉是否被水解，但不能鑒定蔗糖是否被淀粉酶水解，因此不能用碘液代替斐林試劑進行檢測；本實驗沒有設置溫度梯度，因此不能確定淀粉酶的最適溫度是60 ℃；本題的結果說明淀粉酶只能催化淀粉水解，但不能催化蔗糖水解，即淀粉酶具有專一性。 答案　A 5.(2018·蘇錫常鎮(zhèn)二模)研究發(fā)現(xiàn)生物膜上的某些蛋白質具有酶的功能。下列有關敘述正確的是(　　) A.好氧菌的細胞膜上含有有氧呼吸酶，有利于其直接氧化分解葡萄糖 B.內質網膜上含有與脂質合成有關的酶，有利于其參與細胞膜的形成 C.葉綠體內膜上含有與光合作用有關的酶，有利于其吸收、傳遞和轉化光能 D.高爾基體膜上含有與蛋白質加工有關的酶，有利于氨基

45、酸脫水縮合形成多肽 解析　好氧菌沒有線粒體，但含與有氧呼吸相關的酶，這些酶分布在細胞質基質中和細胞膜上，因此細胞膜上有與有氧呼吸有關的酶，但是其不能直接氧化分解葡萄糖；葉綠體類囊體薄膜上含有與光合作用有關的酶和色素，色素可以吸收、傳遞和轉化光能；高爾基體膜上含有與蛋白質加工有關的酶，有利于多肽進一步加工，氨基酸脫水縮合形成多肽發(fā)生在核糖體上。 答案　B 6.下列與酶有關的實驗探究中，設計思路最合理的是(　　) A.利用H2O2溶液作為底物探究溫度對酶活性的影響 B.利用肝臟研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性 C.利用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖水解探究酶的專一性 D.利用pH分別

46、為5、7、9的緩沖液探究胃蛋白酶的最適pH 解析　H2O2溶液在常溫下能夠分解，所以探究溫度對酶活性的影響底物不能采用H2O2溶液；探究酶的高效性應該采用酶和無機催化劑對比；胃蛋白酶的最適pH在1.5。 答案　C 7.(2019·山西太原市質檢)某生物興趣小組向甲、乙、丙三支試管中分別加入一定量的可溶性淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液，使其在不同的溫度條件下(均低于最適溫度)反應，產物量隨時間的變化曲線如圖1所示。該小組又用上述實驗材料進行了另一組實驗，研究產物或底物濃度隨時間的變化情況，得到圖2所示曲線。請回答下列相關問題： (1)圖1中甲、乙、丙三支試管所處的溫度大小關系為_____

47、___。若提高甲試管所處的溫度，但不使酶失活，則A點________(填“向上移動”“向下移動”或“不移動”)，時間T1的變化情況是________(填“變大”“變小”“不變”或“無法確定”)。 (2)由圖1分析可知，甲、乙試管所對應A、B值不同的原因最可能是____________________。淀粉酶能催化淀粉水解，其作用機制是_____________________________________________________________________。 (3)圖2中曲線④表示________(填物質名稱)的濃度隨時間變化的曲線。若曲線①②③表示不同酶濃度下的酶促反應，則

48、曲線________的酶濃度最高。 解析　(1)甲、乙、丙三支試管所處的溫度均低于酶的最適溫度，根據(jù)三支試管中產物生成速率可判斷甲、乙、丙三支試管所處溫度大小關系為甲>乙>丙。A點是甲試管中產物的最大量，不隨酶活性的改變而發(fā)生變化。由于無法確定提高溫度后甲試管中酶活性如何變化，因此無法確定時間T1如何變化。(2)圖1甲和乙、丙試管中產物量不同的原因最可能是底物量不同，酶的作用機制是酶能降低化學反應所需的活化能。(3)圖2中曲線④的物質濃度隨反應進行在逐漸減小，表示底物淀粉的濃度變化。若曲線①②③表示不同酶濃度下的酶促反應，曲線①所需反應時間最短，說明酶濃度最高。 答案　(1)甲>乙>丙　不

49、移動　無法確定 (2)底物(淀粉)的量不同　酶能降低化學反應所需的活化能 (3)淀粉?、? 8.(2018·無錫上學期期中卷)下圖為A、B兩種淀粉酶活性差異的實驗結果，相關分析正確的是(　　) A.實驗的自變量是溫度梯度 B.酶B在40 ℃條件時活性較高 C.對高溫的耐受性酶A強于酶B D.可以采用斐林試劑進行實驗結果的檢測 解析　實驗的自變量是溫度梯度和酶的種類；由圖可知40 ℃時，淀粉剩余量最少，淀粉酶B的活性最高；該實驗設計的溫度梯度下，酶A和酶B都具有活性，且酶B活性始終高于酶A，無法得出耐受性的差異；由于斐林試劑檢測還原糖時需要水浴加熱，因此該試驗不能使用斐

50、林試劑。 答案　B 9.(2018·蘇錫常鎮(zhèn)二模)科研人員在四種不同濃度的大豆蛋白溶液中，加入AL堿性蛋白酶，在一定條件下，水解120 min，獲得實驗結果如下圖(水解度是指蛋白質分子中被水解的肽鍵數(shù)占總的肽鍵數(shù)的百分比)。下列敘述正確的是(　　) A.該實驗的自變量是大豆蛋白溶液的濃度與體積 B.實驗中應保持溫度與pH等無關變量相同且適宜 C.120 min后溶液中所有的肽鍵已被完全水解 D.大豆蛋白濃度為3%時獲得的水解產物量最多 解析　該實驗的自變量是大豆蛋白溶液的濃度與水解的時間；如果所有的肽鍵被完全水解，則水解度等于100%；大豆蛋白濃度為3%時，大豆蛋白被水解的肽

51、鍵數(shù)最多，但不能確定產物量一定最多。 答案　B 10.(2018·鹽城三模)(多選)下圖是在最適溫度下，一定量麥芽糖酶的催化速率與麥芽糖量的關系。下列有關敘述錯誤的是(　　) A.B點時，麥芽糖酶全部參與催化 B.如果溫度上升5℃，B點向右下方移動 C.本實驗不可用斐林試劑檢測麥芽糖的分解情況 D.因受酶活性的限制，BC段催化速率不再增加 解析　B點時，催化速率達到最大，表明麥芽糖酶全部參與了催化；該圖已經是最適溫度下催化速率與麥芽糖量的關系，如果溫度上升5 ℃，酶活性降低，催化速率下降，B點向左下方移動；由于麥芽糖和葡萄糖均為還原性糖，所以本實驗不可用斐林試劑檢測麥芽糖的分

52、解情況；B～C段催化速率不再增加受酶數(shù)量的限制。 答案　BD 11.(多選)圖甲是在最適溫度下，H2O2酶促反應速率受pH影響的曲線；圖乙表示在相同溫度下pH＝B時，H2O2分解產生的O2量隨時間變化的曲線。下列敘述正確的是(　　) A.溫度降低時，D點右移 B.H2O2量增加時，D點不移 C.pH＝A時，E點不移 D.pH＝C時，E點為0 解析　圖乙表示在最適溫度下，H2O2分解產生的O2量隨時間的變化。溫度降低時，酶的活性下降，酶促反應速率減慢，但化學反應的平衡點不變，所以E點不變，D點右移，A正確；底物(H2O2)增加時，化學反應的平衡點升高，到達化學反應平衡點所需的時

53、間延長，即E點上移，D點右移，B錯誤；pH＝A時，酶的活性減弱，酶促反應速率減慢，但化學反應的平衡點不變，所以E點不變，D點右移，C正確；pH＝C時，酶變性失活，但H2O2在常溫下也能緩慢分解，所以E點不為0，D錯誤。 答案　AC 12.谷物中淀粉酶活性是影響啤酒發(fā)酵產酒的重要因素，某科研小組為尋找啤酒發(fā)酵的優(yōu)良原料，比較了小麥、谷子、綠豆萌發(fā)前后淀粉酶活性，其實驗過程及結果如下，分析回答： ①谷物的萌發(fā)：稱取等量小麥、谷子、綠豆三種谷物的干種子，都均分為兩份，其中一份浸泡2.5 h，放入25 ℃恒溫培養(yǎng)箱，至長出芽體為止。 ②酶提取液的制備：將三種谷物的干種子和萌發(fā)種子分別置于研缽中

54、，加入石英砂和等量蒸餾水研磨、離心，制備酶提取液。 ③反應進程的控制：分別取②制備的酶提取液1mL置于不同的試管中，加入1 mL1%的淀粉溶液，25 ℃保溫5 min后，立即將試管放入沸水浴中保溫5 min。 ④吸光度的測定：在試管中加入？、搖勻、加熱，當溶液由藍色變?yōu)榇u紅色后，用分光光度計依次測定各試管的吸光度. ⑤酶活性的計算：將測定值與標準麥芽糖溶液吸光度比對，計算出淀粉酶活性，結果如下： 名稱 小麥 谷子 綠豆 未萌發(fā)谷物的淀粉酶活性/(U·g﹣1) 0.028 9 0.009 4 0.007 4 萌發(fā)谷物的淀粉酶活性/(U·g﹣1) 5 1.764 5

55、0.039 5 (1)本研究的自變量是________、________。 (2)步驟②中加入“石英砂”的目的是________________；步驟③中立即將試管在沸水浴中保溫5 min的作用是________________，避免因吸光度測定先后對實驗結果的影響；步驟④“？”加入的試劑是____________。 (3)實驗結果表明，谷物萌發(fā)過程中淀粉酶活性____________，其意義是_____________________________________________________________________。 (4)本實驗對生產實踐的指導意義是應優(yōu)先選擇____

56、________作為啤酒發(fā)酵的原料。 解析　(1)根據(jù)實驗表格可知，本研究的自變量是谷物種類、谷物是否萌發(fā)，因變量為淀粉酶的活性。(2)步驟②中加入“石英砂”的目的是使研磨更充分，便于酶提取液的制備；酶在高溫下會失活，因此步驟③中立即將試管在沸水浴中保溫5 min的作用是快速使酶失活，使反應同時終止，淀粉酶能夠將淀粉水解為麥芽糖，麥芽糖屬于還原糖，可以利用斐林試劑鑒定還原糖的產生量。(3)實驗結果表明，谷物萌發(fā)過程中淀粉酶活性升高，淀粉酶能夠使淀粉迅速水解，為種子萌發(fā)提供物質和能量。(4)表格數(shù)據(jù)看出，萌發(fā)的小麥種子的淀粉酶活性最高，因此應優(yōu)先選擇萌發(fā)的小麥種子作為啤酒發(fā)酵的原料。 答案　(1)谷物種類　谷物是否萌發(fā)　(2)使研磨更充分，便于酶提取液的制備　快速使酶失活，使反應同時終止　斐林試劑　(3)升高　使淀粉迅速水解，為種子萌發(fā)提供物質和能量　(4)萌發(fā)的小麥種子 24