1、高中生物第三章细胞的代谢第三节第2课时酶的作用特性影响因素及相关实验探究教案浙科版必修1第2课时酶的作用特性、影响因素及相关实验探究知识内容学考要求选考要求影响酶作用的因素cc活动：探究酶的专一性cc学习导航(1)分析相关实验，理解酶的专一性的含义。(2)通过探究实验，归纳温度和pH变化对酶活性的影响，并能分析有关曲线。方式一加酶洗衣粉的洗涤效果要比普通洗衣粉强，加入不同的酶，对不同质地衣物的洗涤效果不同，如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血渍、奶渍，但不能用来洗丝质的衣物。另外，加酶洗衣粉使用时要注意水的温度，温水效果较好，用热水反而效果不好。以上事例说明酶的作用有不同于无机催化剂的特
2、点，有很多因素能影响酶的作用。今天，我们就来探讨这些内容。方式二酶的化学本质是什么？(大部分是蛋白质)；有哪些因素会导致蛋白质变性？看来酶的作用需要适宜的条件，有很多因素能影响酶的作用。今天，我们就来探讨这些内容。一、酶的专一性1概念一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应，就是酶的专一性。2实验探究(1)实验原理还原糖(如麦芽糖、葡萄糖)遇本尼迪特试剂在热水浴后会出现红黄色沉淀。淀粉水解得到麦芽糖，而蔗糖水解后可得到葡萄糖；淀粉与蔗糖都不是还原糖。(2)实验步骤及结果试管123456本尼迪特试剂2mL2mL2mL2mL2mL2mL1%淀粉溶液3mL3mL3mL2%蔗糖溶液3mL3mL3
3、mL新鲜唾液1mL1mL蔗糖酶溶液1mL1mL实验结果无红黄色沉淀无红黄色沉淀产生红黄色沉淀无红黄色沉淀无红黄色沉淀产生红黄色沉淀(3)结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化分解蔗糖；而蔗糖酶只能催化蔗糖水解，而不能催化分解淀粉，说明酶具有专一性。实验点拨(1)本实验设计了1号和2号试管作为对照，用以证明淀粉和蔗糖是非还原糖。(2)3、4号是一组实验，说明淀粉酶只能分解淀粉，不能分解蔗糖，淀粉酶具有专一性。(3)5、6号是一组实验，说明蔗糖酶只能分解蔗糖，不能分解淀粉，蔗糖酶具有专一性。(4)两组实验都证明了酶具有专一性。(5)酶的专一性是指每一种酶只能催化一种底物或几种相似的底物，肽酶催化
4、的是多肽类物质的反应，也说明其具有专一性。例1(2017浙江11月学考)为验证酶的特性，进行了实验。基本过程如下表所示。单位：mL试管号123456本尼迪特试剂2222221%淀粉溶液3332%蔗糖溶液333稀释的人新鲜唾液11蔗糖酶溶液11据此分析，下列叙述正确的是()A试管1和试管2的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖B试管36需在沸水浴中保温23min以利于酶的催化作用C试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性D若试管5中出现阳性反应说明蔗糖酶也能分解淀粉答案A解析试管1和试管2作为对照组，是为了检测淀粉和蔗糖中是否含有能与本尼迪特试剂反应的还原糖，A正确；在沸水浴中保温23min是
5、为了使本尼迪特试剂与还原糖进行反应，且在沸水中酶已失活，B错误；试管3和试管4对比(或试管5和试管6)对比，说明酶具有专一性，C错误；试管5中出现阳性反应还需与对照组1进行对照，若1也出现阳性反应，可能是实验误差导致的，D错误。拓展提升酶具有专一性的理论假说酶具有专一性的主要理论假说有“锁钥学说”和“诱导契合学说”，都强调的是酶空间结构和底物空间结构的相互吻合，因此酶的空间结构一旦发生改变或丧失，酶的专一性也就没有了，如图是锁钥学说示意图。例2某生物兴趣小组要设计实验验证酶的专一性。请根据题意回答问题：备选实验材料和用具：蛋白质块、牛胰蛋白酶溶液、牛胰淀粉酶溶液、蒸馏水、双缩脲试剂、试管若干、
6、恒温水浴锅、时钟等。(1)该实验的自变量是_。(2)实验步骤：取两支洁净的相同试管，编号为甲、乙。取5mL牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中，再取牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中。将两支试管置于恒温水浴锅中，保温(37)5分钟。分别加入等体积等质量的蛋白质块，其他条件相同且适宜。一段时间后，分别加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。上述实验步骤中，有两处明显错误，请找出这二处错误并更正。_；_。(3)如果想验证过氧化氢酶具有高效性的特点，应该用过氧化氢酶和_对_进行催化效率比较。答案(1)酶的有无及种类(2)步骤不符合单一变量原则(或不符合等量原则)，应再取5 mL牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中步骤不能用
7、双缩脲试剂检测，应直接观察蛋白质块体积的变化(3)Fe3(或MnO2)H2O2解析(1)探究酶的专一性，需要设计对照实验，其实验变量是酶的有无及种类。(2)实验步骤中加入到乙试管中的牛胰淀粉酶溶液没有注明用量，不符合单一变量原则；两支试管中都有蛋白质类酶，遇双缩脲试剂均呈紫色，因而不能用双缩脲试剂检测，应直接观察蛋白质块体积的变化。(3)验证过氧化氢酶具有高效性的特点，应该用过氧化氢酶和Fe3(或MnO2)对H2O2进行催化效率比较。二、影响酶催化作用的因素1pH对酶作用的影响(1)在一定条件下，酶作用最强时的pH值称为该酶的最适pH。偏离该pH，不论升高还是降低，酶的作用都会下降。(2)过酸
8、、过碱都会使酶变性，使酶永久失活。2温度对酶作用的影响(1)在一定条件下，酶促反应最快时的温度称为该酶的最适温度。在此温度以上或以下酶活性均要下降。(2)低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构遭到破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会导致酶发生热变性，使其永久失活。归纳总结1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(1)如图甲中，在其他条件适宜，酶数量一定时，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)如图乙中，在底物充足、其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。例3(2017浙江
9、稽阳3月联考)下面为某同学进行的有关酶的实验，基本过程如下表所示。据此分析，下列叙述错误的是()试管12341%淀粉溶液3mL3mL2%蔗糖溶液3mL3mL新鲜唾液1mL1mL蔗糖酶溶液1mL1mL本尼迪特试剂2mL2mL2mL2mL实验结果A.四只试管都需要在37恒温水浴中保温B1号试管与2号试管对照时自变量是底物，与3号试管对照时自变量是酶的种类C出现红黄色沉淀的试管是1号和3号D若要缩短实验时间，可将唾液或蔗糖酶的量增加到2mL答案C解析在本实验中温度是无关变量，37是最适温度，A正确；1号试管与2号试管对照时自变量是底物，与3号试管对照时自变量是酶的种类，B正确；1号和4号试管出现红黄
10、色沉淀，C错误；增加酶的量或减少底物的量均可缩短实验时间，D正确。方法技巧酶的专一性及温和性探究实验中的“变量分析”项目实验变量分析酶的专一性自变量：不同底物或不同酶液；因变量：底物是否被分解或有无产物生成；无关变量：试剂量、反应温度、pH等酶的温和性温度自变量：一系列温度梯度(至少三组)；因变量：底物的分解速度或剩余量(产物的生成速度或产生量)；无关变量：底物浓度、试剂量、酶浓度、pH等pH自变量：一系列pH梯度(至少三组)；因变量：底物的分解速度或剩余量(产物的生成速度或产生量)；无关变量：底物浓度、试剂量、酶浓度、温度等例4为了比较甲、乙两种酶对温度和pH的耐受程度(即保持活性的范围)的
11、差异，科研人员做了相关的研究，结果如图。下列说法正确的是()A甲酶对温度的耐受程度比乙酶大B在pH为67的环境下，几乎测不到甲酶活性C在任何的环境中，甲酶活性都比乙酶高D测定pH对酶活性影响时温度应设为20答案B解析根据温度对酶活性影响的曲线分析，乙酶保持活性的温度范围大于甲酶，从曲线趋势看出乙酶对温度的耐受程度比甲酶大；根据pH对酶活性影响的曲线分析，在pH为67的环境下，几乎测不到甲酶的活性；由图可知，在研究pH对酶活性影响时温度可控制在30左右。1随食物进入胃内的唾液淀粉酶不再消化淀粉的原因是()A酸碱度改变使酶失活 B唾液淀粉酶只能催化一次C温度改变使酶失活 D胃中已有淀粉酶答案A解析
12、酶的活性受酸碱度的影响，唾液淀粉酶的最适pH是6.58.0之间，而胃中pH为1.5左右，因此随食物进入胃内的唾液淀粉酶已失活，不再消化淀粉，所以A项正确；酶是催化剂，在反应前后数量和性质均未变化，能继续催化，所以B项错误；随食物进入胃内的唾液淀粉酶是在人体内进行的，温度无变化，所以C项错误；胃中无淀粉酶，所以D项错误。2果子酒放久了易产生蛋白质沉淀而使酒浑浊，加入少量菠萝蛋白酶可以分解蛋白质沉淀，防止浑浊，而加别的酶(如氨基酸氧化酶等)则无济于事，这说明()A酶的催化作用受环境温度的影响B酶的主要化学成分是蛋白质C酶的催化作用具有高效性D酶的催化作用具有专一性答案D解析蛋白质只能被蛋白酶催化分
13、解，而不能被别的酶催化分解，说明酶的催化作用具有专一性。3下列关于探究酶特性的实验叙述中，正确的是()A若探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物B若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照C若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择本尼迪特试剂对实验结果进行检测D若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘碘化钾溶液对实验结果进行检测答案B解析因加热本身能加快过氧化氢的分解，故不能用过氧化氢溶液作为底物来探究温度对酶活性的影响；探究酶的高效性时用酶与无机催化剂作比较；探究温度对淀粉酶活性的影响，不选择本尼迪特试剂对实验结果进行检测，因为本尼迪特试剂检测中水浴加热时会使低温条件下的
14、酶的活性升高；用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不能用碘碘化钾溶液对实验结果进行检测，因为无论蔗糖水解与否遇碘碘化钾溶液都没有颜色变化。4(2017杭州期中)如图所示A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。下列据图分析中正确的是()A图A中反应物浓度在4以后限制反应速率的因素是酶的结构B图B中该酶的最适温度是a点所对应的温度C人体的胃蛋白酶符合图C催化反应的速率变化曲线D图B中该酶在10时分子结构已经破坏因而活性低答案B解析图A中反应物浓度在4以后限制反应速率的因素是酶的数量或活性，A错误；图B中该酶的最适温度是a点所对应的温度，B正确；胃蛋白酶的最适p
15、H约为2，而图C中所示酶催化反应的最适pH约为9，因此人体的胃蛋白酶不符合图C催化反应的速率变化曲线，C错误；图B中该酶在10时分子结构没有破坏，只是酶的活性受到抑制导致酶活性低，D错误。5(2016浙江10月学考)某同学进行有关酶的实验：组1：1%淀粉溶液新鲜唾液本尼迪特试剂红黄色沉淀组2：2%蔗糖溶液新鲜唾液本尼迪特试剂无红黄色沉淀组3：2%蔗糖溶液蔗糖酶溶液本尼迪特试剂下列叙述错误的是()A自变量是底物和酶B组3的结果是红黄色沉淀C指示剂可用碘碘化钾溶液替代D实验结果证明酶具有专一性答案C解析蔗糖在蔗糖酶的作用下水解为葡萄糖和果糖，故组3的结果为红黄色沉淀；通过3组实验比较说明酶具有专一
16、性；碘碘化钾溶液只能用来检测淀粉，无法检测蔗糖是否水解，故选C。基础达标1(2017浙江台州2月模拟)下列有关酶的叙述，正确的是()A一种酶只能催化一种底物的反应B酶与底物结合后形状会发生变化C低温能降低酶活性的原因是破坏了酶的空间结构D可用碘碘化钾溶液检测淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的专一性答案B解析酶的作用具有专一性，一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应，A错误；酶与底物结合后形成酶底物复合物，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，同时酶分子又恢复原状，B正确；高温可以破坏酶的空间结构使酶失去活性，低温能够降低酶的活性，但不会破坏酶的空间结构，C错误；用淀
17、粉和蔗糖作底物，探索淀粉酶的专一性活动中，碘碘化钾溶液只能检测淀粉有没有被水解，而蔗糖及淀粉水解产物都不能和碘碘化钾溶液发生显色反应，所以不能用碘碘化钾溶液检测淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的专一性，D错误。2淀粉酶能催化淀粉水解，但不能催化蛋白质水解。该事实说明()A酶具有专一性B酶具有高效性C酶的化学本质是RNAD酶的作用受温度影响答案A解析一种酶只能催化特定底物，这反映了酶的专一性。3现有3支洁净试管甲、乙、丙，先向试管内各加入2mL可溶性淀粉溶液，再按如图所示步骤操作，然后分别用本尼迪特试剂检验。下列分析不正确的是()A甲试管与乙试管对照，说明酶具有专一性B甲试管与丙试管对照，说明酶的活性受温
18、度的影响C实验结果是甲试管内出现红黄色沉淀D实验结果是乙试管与丙试管内出现红黄色沉淀答案D解析乙试管中加入的是胃蛋白酶，由于酶具有专一性，故淀粉不分解，试管中检测不到还原糖。丙试管中的酶因为煮沸而失活，故丙试管也检测不到还原糖。两个试管中即使加入本尼迪特试剂也不会出现红黄色沉淀。4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，下列解释不正确的是()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答案B解析题图可以反映温度和pH对酶促反应速率的影响，
19、但是影响反应速率的因素不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，所以A、C项正确，B项错误；题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。5下列实例中，不能说明“酶的作用受许多因素影响”的是()A平原地区的人进入西藏后会产生“高原反应”B人发高烧后食欲下降C唾液淀粉酶进入胃后不再催化食物中的淀粉水解D用沸水浸泡的加酶洗衣粉洗涤效果不佳答案A解析高原反应是因缺氧造成的。6如图表示某化学反应过程中，生成物的量与时间的关系，图中a、b、c三条曲线不能反映下列哪种因素对生成物的量的影响()A不同的温度 B不同的p
20、H值C不同的底物浓度 D不同的酶浓度答案C解析题图中a、b、c三条曲线不能反映不同底物浓度对生成物的量的影响，因为随着底物浓度的增加，生成物的量将逐渐增多。能力提升7下列关于酶催化特性的叙述，正确的是()A低温降低分子运动速率，抑制酶的活性B高温激发酶的活性，提高酶促反应速率C增大底物的浓度，酶促反应速率可以持续上升D增加酶的物质量，酶促反应的产物量随之增加答案A解析低温降低分子运动速率，从而抑制酶的活性；温度过高使酶失活，可降低酶促反应速率；增大底物的浓度，酶促反应速率还受酶浓度的影响；增加酶的物质量，若底物浓度一定，酶促反应速率会加快，但酶促反应的产物总量不会随之增加。8图1表示某有机物加
21、入消化酶后，置于080环境中，有机物的分解总量与温度的关系图。根据该图判断，如果把这些物质置于800的环境中处理，其关系图应为图2中的()答案B解析从080关系图可看出，此消化酶在40时，已彻底失活，故40以后，分解的有机物总量不再增加(注意是总量而不是分解速率)。酶的失活具有不可逆性，因而从800的处理中酶一直不起作用，因为在80时，此酶早已失去活性。9(2017浙江衢丽湖舟3月联考)过氧化氢酶能催化H2O2的分解，产生的氧气能使无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为探究白菜梗中是否存在过氧化氢酶，设计实验如下表。下列相关叙述错误的是()管号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/m
22、L过氧化氢酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL实验结果1222222232224222注：“”的多少表示颜色的深浅。A1号管为对照组，其余都为实验组B1、2号管实验结果说明酶具有催化作用C1、2、3号管实验结果说明白菜梗中存在过氧化氢酶D4号管颜色较浅与高温破坏酶的结构有关答案A解析该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化氢酶，自变量是白菜梗提取液的有无，则1号管和2号管是对照组，3号管和4号管是实验组，A项错误；1号管无过氧化氢酶、2号管有过氧化氢酶，即二者的自变量是过氧化氢酶的有无，其实验结果是2号管中生成的橙红色沉淀的颜色明显比1号管中的深，说明酶具有催化作用，B
23、项正确；3号管含有白菜梗提取液，其实验结果是3号管与2号管中生成的橙红色沉淀的颜色相同，且明显比1号管深，说明白菜梗中存在过氧化氢酶，C项正确；3号管与4号管的自变量是白菜梗提取液是否经过高温处理，其实验结果是经过高温处理的组(4号管)颜色较浅，这说明4号管颜色较浅与高温破坏酶的结构有关，D项正确。10(2017浙江“91”联盟高三期中)科学家通过实验分别研究了pH对来自同一生物体的酶a和酶b的催化活性的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是()A将pH从2调至6，酶b的活性逐渐增强B酶b的催化效率始终高于酶aC酶b具有高效性，酶a不具有高效性D酶a与酶b可能在不同部位起作用答案D解析酶b的最适
24、pH为6，pH为2时，酶b失去活性，A错误；在不同的pH条件下，酶a和酶b的活性大小有区别：pH小于5时，酶a的活性大小于酶b；pH等于5时，酶b与酶a的活性相等；pH大于5时，酶b的活性大于酶a，B错误；酶都能降低化学反应的活化能，都具有高效性，C错误；酶a与酶b催化活性的最适pH不同，应该在该生物体的不同部位发挥作用，D正确。11(2017绍兴3月模拟)pH对两种酶作用的影响如图所示。下列叙述错误的是()A酶通常在一定pH范围内起作用，在某一pH下作用最强B不同酶的最适pH范围宽度相同C在各自的最适pH下，不同酶的催化效率不同D在一种酶的最适pH范围下，另一种酶可能失活答案B解析由图可知，
25、酶通常在一定pH范围内起作用，在某一pH(最适pH)下作用最强，A正确；由图可知，不同酶的最适pH范围宽度不同，B错误；由图可知，在各自的最适pH下，胃蛋白酶和胰蛋白酶的催化效率不同，C正确；由图可知，在一种酶的最适pH范围下，另一种酶可能失活，如在胃蛋白酶的最适pH下胰蛋白酶会变性失活，D正确。12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，本尼迪特试剂，试管，37恒温水浴锅，沸水浴锅。(1)若“”代表加入适量的溶液，
26、“”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：按照表中的设计，取试管、加溶液。混匀，37恒温水浴一段时间。取出试管，分别加入适量的_，混匀，沸水浴一段时间。观察实验现象并_。(3)结果预测：含有_和_溶液的试管，以及含_和_溶液的试管中出现_，其他试管中不出现_。(4)结论：_。答案(1)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)本尼迪特试剂记录实验结果(3)蔗糖蔗糖酶淀粉唾液淀粉酶红黄色沉淀红黄色沉淀(4)酶的催化作用具有专一性解析该实验为验证性实验。实验底物为蔗糖和淀粉，要验证酶的
27、专一性，可根据底物相同酶不同或底物不同酶相同时，是否有还原糖产生来确定酶是否发挥催化作用。由于要求验证两种酶的专一性，故实验分为4组。另外，验证性实验的结果及结论均是确定的。13如图所示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其本质绝大多数是_，少数是_。与无机催化剂相比，酶的特点是_、_、_。(2)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。随着反应物浓度的增加，反应速率加快，在_达到最高，限制速率增高的原因是_。(3)若此反应是唾液淀粉酶水解淀粉的反应，最适温度是37，倘若温度降低30，最大反应速率比图中B点高还是低？_。若反应速率达到B点时，温度升高30，B点的反应速率会有什么变化？_。答案(1)蛋白质RNA高效性专一性反应条件温和(2)B点酶的数量(3)低反应速率降低解析(1)酶的化学本质大多数是蛋白质，少数是RNA
