2024-2025學(xué)年高中生物第5章細胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)第2課時酶的特性學(xué)案新人教版必修1

PAGEPAGE10第2課時酶的特性一、酶的特性1.酶的高效性(1)含義：酶的催化效率比無機催化劑高很多，大約是無機催化劑的107～1013倍。(2)意義：可以使生命活動更加高效地進行。2.酶的專一性(1)含義：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如過氧化氫酶只能催化過氧化氫分解。脲酶除了催化尿素分解外，對其他化學(xué)反應(yīng)不起作用。(2)意義：使細胞代謝能夠有條不紊地進行。3.酶的作用條件較溫柔酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫柔的條件下進行的。過酸、過堿或溫度過高，都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。低溫只能使酶活性降低，不會使酶失活。(1)酶的作用須要相宜的溫度在肯定條件下，酶活性最大時的溫度稱為該酶的最適溫度。在肯定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的上升而加快；但當(dāng)溫度上升到肯定限度時，酶促反應(yīng)速率不僅不再加快反而隨著溫度的上升而下降。(2)酶的作用須要相宜的pH在肯定條件下，酶活性最大時的pH值稱為該酶的最適pH。偏離該pH，不論上升還是降低，酶促反應(yīng)速率都會下降。(1)酶具有專一性、高效性，且受溫度和pH的影響()(2)蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解而不能催化淀粉的水解，這一現(xiàn)象體現(xiàn)了酶的專一性()(3)由于酶在化學(xué)反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量沒變更，所以酶具有高效性()(4)高溫、低溫、強堿、強酸都會使酶失活()答案(1)√(2)√(3)×(4)×1.很多加酶洗衣粉標(biāo)有“請勿用60℃以上的熱水，以免洗衣粉失效”。你能說出其中的理論依據(jù)嗎？運用所學(xué)學(xué)問介紹加酶洗衣粉的運用方法。提示溫度過高會影響酶的活性，甚至?xí)蚋邷刈冃远Щ?。加酶洗衣粉在溫水條件下運用，效果更好。2.嘗試寫出探究“酶的高效性”的試驗思路。提示取等量的FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液分別加入等量的H2O2溶液中，觀測二者氣泡產(chǎn)生狀況。加入過氧化氫酶溶液的試驗組比加入FeCl3溶液的比照組產(chǎn)生的氣泡多，說明酶具有高效性。二、探究影響酶活性的條件1.酶活性的含義：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。2.探究酶活性的相宜條件思路：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(底物＋t1或pH1＋酶液,底物＋t2或pH2＋酶液,???,底物＋tn或pHn＋酶液))eq\o(→,\s\up7(檢測))eq\x(底物分解速率或剩余量)實例：課題名稱用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響試驗材料淀粉溶液、唾液淀粉酶肝臟研磨液、過氧化氫溶液自變量溫度pH自變量的設(shè)置方法分別用37℃的水、沸水、冰水處理分別用蒸餾水、HCl溶液、NaOH溶液處理因變量酶活性酶活性因變量的視察指標(biāo)加碘液后溶液顏色變更的速率氧氣產(chǎn)生的速率無關(guān)變量pH相同且相宜等溫度相同且相宜等(1)pH影響酶活性的試驗中試驗材料不選擇淀粉，緣由是酸能促進淀粉水解()(2)探究酶的最適pH，須要在酶的最適溫度條件下進行()(3)在做溫度影響酶的活性的試驗中，若某兩支試管的反應(yīng)速率相同，在其他條件均相同的條件下，可推斷這兩支試管所處的環(huán)境溫度也肯定是相同的()答案(1)√(2)√(3)×1.能否用過氧化氫和過氧化氫酶來做溫度對酶活性影響的試驗？提示不能。過氧化氫本身在不同溫度下就存在分解速率的差異，會干擾試驗結(jié)果。2.“探究溫度對酶活性影響的試驗”中為什么不用斐林試劑來檢測淀粉是否水解？提示因為這個試驗要嚴(yán)格限制溫度，而斐林試劑的反應(yīng)須要水浴加熱。1.下圖表示一個酶促反應(yīng)，它所能反映的酶的一個特性和a、b、c最可能的物質(zhì)依次是()A.高效性蛋白酶蛋白質(zhì)多肽B.專一性淀粉酶淀粉麥芽糖C.專一性麥芽糖酶麥芽糖葡萄糖D.高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸答案B解析圖示酶促反應(yīng)表明，a在反應(yīng)前后形態(tài)結(jié)構(gòu)未變更，是酶分子，b是底物，c是產(chǎn)物。a與b特異性結(jié)合后，在a的作用下，大分子b分解為含2個結(jié)構(gòu)單元的小分子，說明酶具有專一性；比照四個選項，淀粉是多糖，麥芽糖是二糖，符合圖示現(xiàn)象，B項正確。2.下列試驗或現(xiàn)象能說明酶的高效性的是()①唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀釋10倍后，催化淀粉完全水解的速度仍快于無機催化劑②取兩支干凈的試管，分別加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支試管中加入適量的淀粉酶溶液，另一支試管中加入等量的蒸餾水，一段時間后，檢測淀粉的分解狀況③在兩支盛有適量過氧化氫溶液的試管中，分別加入等量過氧化氫酶和FeCl3溶液，視察氣泡的釋放速率A.①②③B.①③C.③D.②③答案B解析酶相對于無機催化劑來說具有高效性。把唾液稀釋后催化淀粉完全水解的速度仍快于無機催化劑，說明酶具有高效性。3.(2024·株洲高一檢測)如圖是溫度影響某種酶活性的曲線圖，據(jù)圖分析正確的是()A.A點時酶的結(jié)構(gòu)被破壞B.B點時酶的活性最高C.隨溫度上升酶活性增加D.C點時酶對生化反應(yīng)有抑制作用答案B解析A點時溫度較低，酶活性很小，但酶的空間結(jié)構(gòu)完好，A錯誤；B點時酶活性最高，B正確；AB段，隨著溫度的上升，酶活性不斷增加，而BC段，隨著溫度的上升，酶活性漸漸減弱，C錯誤；C點時，該酶仍具有活性，則該酶對生化反應(yīng)有促進作用，D錯誤。4.下列有關(guān)“探究影響酶活性的條件”試驗的敘述，正確的是()A.若探究pH對過氧化氫酶活性的影響，則pH是自變量，過氧化氫分解速率是無關(guān)變量B.若探究溫度對酶活性的影響，可選擇簇新肝臟研磨液和過氧化氫溶液進行反應(yīng)C.若探究溫度對淀粉酶活性的影響，應(yīng)將淀粉與淀粉酶兩溶液混合后再調(diào)溫度D.若探究溫度對淀粉酶活性的影響，不行選擇斐林試劑對試驗結(jié)果進行檢測答案D解析若探究pH對過氧化氫酶活性的影響，則pH是自變量，過氧化氫分解速率是因變量，A項錯誤；若探究溫度對酶活性的影響，不行選擇簇新肝臟研磨液和過氧化氫溶液進行反應(yīng)，因為過氧化氫本身的分解就受溫度的影響，B項錯誤；若探究溫度對淀粉酶活性的影響，應(yīng)先將淀粉溶液與淀粉酶溶液在各自所需的溫度下保溫一段時間再混合，C項錯誤；若探究溫度對淀粉酶活性的影響，不行選擇斐林試劑對試驗結(jié)果進行檢測，因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發(fā)生特定的顏色反應(yīng)，而該試驗中需嚴(yán)格限制溫度，D項正確。5.為了探討溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個試驗組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。回答下列問題：(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。(2)在時間t1之前，假如A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會________。(3)假如在時間t2時，向C組反應(yīng)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(chǎn)物總量____，緣由是______________________________________________。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是______________________________________________________，其特性有_____________________________________________________(答出兩點即可)。答案(1)B(2)加快(3)不變60℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加(4)蛋白質(zhì)或RNA高效性和專一性解析(1)分析題圖可知，40℃條件下產(chǎn)物濃度達到最大值所需時間比20℃條件下短，且40℃條件下產(chǎn)物濃度最大值大于60℃條件下，故在三個溫度條件下，該酶活性最高的是B組。(2)由題圖信息可知，在20～40℃范圍內(nèi)的酶活性均大于20℃時的酶活性，故在t1之前，假如A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會加快。(3)圖示信息顯示：在t2時，60℃條件下的酶已失活，故此時增加底物，產(chǎn)物總量不會增加。(4)絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA；酶的特性包括高效性、專一性、作用條件較溫柔。題組一酶的特性1.(2024·湖北武漢二中期末)如圖是在不同條件下，化學(xué)反應(yīng)的速率曲線，其中1、2和3代表的反應(yīng)條件是()A.無機催化劑酶未加催化劑 B.酶無機催化劑未加催化劑C.未加催化劑酶無機催化劑 D.酶未加催化劑無機催化劑答案B解析酶和無機催化劑都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而使反應(yīng)速率加快，更快到達平衡點，其中酶的催化效果更顯著，故B正確。2.“果酒放久了易產(chǎn)生沉淀”，加入少量蛋白酶可使沉淀消逝，而加入其他酶則無濟于事，這說明()A.酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì) B.酶的催化作用具有專一性C.酶的催化作用受環(huán)境影響 D.酒中的這種沉淀是氨基酸答案B解析由題意可知，加入少量蛋白酶可使沉淀消逝，而加入其他酶則無濟于事，說明酒中的沉淀主要是蛋白質(zhì)且酶的催化作用具有專一性。3.分別用0℃和100℃的溫度處理某種酶后，酶的活性被抑制或失去活性，但()A.經(jīng)過0℃處理的酶的活性能夠復(fù)原B.經(jīng)過100℃處理的酶的活性能夠復(fù)原C.經(jīng)過0℃處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞D.經(jīng)過100℃處理的酶被水解成了氨基酸答案A解析高溫柔低溫對酶活性的影響不同，低溫不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，只會抑制酶的活性，若上升溫度，酶活性可以復(fù)原；高溫破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶活性永久丟失。4.小張進行“酶活性的影響因素”試驗，結(jié)果如圖所示，下列分析正確的是()A.隨溫度上升，酶活性不斷上升B.隨pH下降，酶活性不斷上升C.最適溫度為t，最適pH為xD.酶活性受溫度影響，但不受pH影響答案C解析在肯定范圍內(nèi)，隨著溫度(pH)的上升，酶的活性上升，但當(dāng)溫度(pH)超過最適溫度(pH)后，酶的活性又漸漸降低，A、B項錯誤；在溫度為t時，酶活性最高，所以最適溫度為t，當(dāng)pH為x時，酶活性最高，所以最適pH為x，C項正確；溫度和pH都影響酶活性，D項錯誤。5.(2024·江西南昌一中月考)下列有關(guān)酶的敘述，不正確的是()A.過酸、過堿、溫度過高或溫度過低都會使酶永久失活B.在肯定范圍內(nèi)，底物濃度能夠影響酶促反應(yīng)速率C.在化學(xué)反應(yīng)前后，酶自身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變更D.過氧化氫酶溶液的溫度由80℃變?yōu)?0℃的過程中，酶活性不變答案A解析高溫、過酸、過堿都會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活，但是低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度上升可復(fù)原活性，A錯誤；底物濃度能影響酶促反應(yīng)速率，在肯定范圍內(nèi)，隨著底物濃度的上升，酶促反應(yīng)速率漸漸加快，B正確；酶是生物催化劑，在化學(xué)反應(yīng)前后自身性質(zhì)不發(fā)生變更，C正確；溫度為80℃時，過氧化氫酶已經(jīng)失活，當(dāng)溫度變?yōu)?0℃時，酶活性不變，D正確。題組二影響酶活性的因素及試驗探究6.(2024·河南鄭州一中模擬)下列有關(guān)酶的特性及相關(guān)試驗的敘述正確的是()A.pH過高或過低以及溫度過高或過低都能使酶變性失活B.在探討溫度影響淀粉酶活性試驗中，可以用斐林試劑檢測試驗結(jié)果C.在探討溫度影響酶活性試驗中，不相宜選擇過氧化氫酶作為探討對象D.與無機催化劑相比，酶提高反應(yīng)活化能的作用更明顯，因而酶催化效率更高答案C解析高溫、過酸或過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更而失活，但是低溫可以降低酶的活性，酶的空間結(jié)構(gòu)不變，不會失活，A錯誤；斐林試劑運用時須要水浴加熱，不能用來探究溫度對淀粉酶活性的影響，B錯誤；過氧化氫在高溫條件下也會分解，在探討溫度影響酶活性試驗中，不相宜選擇過氧化氫酶作為探討對象，C正確；與無機催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)所需活化能的作用更明顯，因而酶催化效率更高，D錯誤。7.(2024·山西運城一中高一上月考)下面是驗證酶的催化特性的幾組試驗，對試驗的處理如表所示，下列相關(guān)敘述不正確的是()試管號試管內(nèi)容物條件檢測12mL漿糊＋2mL純唾液37℃處理10min3滴碘液22mL漿糊＋2mL清水37℃處理10min3滴碘液32mL漿糊＋2mL稀釋10倍的唾液37℃處理10min3滴碘液42mL漿糊＋2mL純唾液95℃處理10min3滴碘液52mL漿糊＋2mL純唾液＋2滴濃HCl37℃處理10min3滴碘液A.通過上述試驗中的1和2號試管比較，能夠說明酶具有催化作用B.通過上述試驗中的1和3號試管比較，能夠說明酶具有專一性C.通過上述試驗中的1和4號試管比較，能夠說明酶的活性受溫度影響D.通過上述試驗中的1和5號試管比較，能夠說明酶的活性受pH影響答案B解析試驗中的1和2號試管比較，1號試管淀粉被分解，加碘液后藍色較淺，能夠說明酶具有催化作用，A正確；試驗中的1和3號試管比較，能夠說明酶的濃度可影響酶促反應(yīng)速率，不能說明酶具有專一性，B錯誤；試驗中的1和4號試管比較，能夠說明溫度會影響酶促反應(yīng)速率；試驗中的1和5號試管比較，能夠說明pH可影響酶促反應(yīng)速率，C、D正確。8.(2024·福建福州一中高一上月考)下列與酶相關(guān)試驗的敘述中，正確的是()A.探究酶的高效性時，自變量可以是酶的種類B.探究淀粉酶的專一性時，自變量只能是酶的種類C.探究pH對酶活性的影響時，自變量不止一種D.探究溫度對酶活性的影響時，因變量不止一種答案D解析探究酶的高效性時，自變量是催化劑的種類，A錯誤；探究淀粉酶的專一性時，自變量也可以是底物種類，B錯誤；探究pH對酶活性的影響時，自變量是pH，C錯誤；探究溫度對酶活性的影響時，因變量可以是產(chǎn)物的生成速率或底物的消耗速率，D正確。9.(2024·西安月考)下圖中能正確表示人體胰蛋白酶對底物的分解速率和溫度關(guān)系的是()答案C解析人體胰蛋白酶的最適溫度為37℃左右，因此在0～30℃，隨溫度的上升，酶活性不斷上升，C項正確。10.(2024·菏澤高三一模)某生物愛好小組探討甲、乙、丙三種微生物體內(nèi)同一種酶的活性與溫度的關(guān)系時，依據(jù)試驗結(jié)果繪制如下曲線圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A.降低化學(xué)反應(yīng)活化能效率最高的是微生物甲中的酶B.在30℃條件下競爭實力最強的肯定是微生物丙C.對溫度適應(yīng)范圍最廣的最可能是微生物乙中的酶D.若將溫度改為pH，則所得試驗結(jié)果曲線與圖示結(jié)果相同答案C11.探究溫度對酶活性的影響，最合理的試驗步驟是()③向各試管滴兩滴碘液，搖勻④將6支試管分成三組，每組各有一份可溶性淀粉溶液和一份淀粉酶溶液，分別放在60℃的溫水、沸水和冰水中⑤視察試驗現(xiàn)象A.①→②→④→③→⑤ B.①→③→②→④→⑤C.①→③→④→②→⑤ D.①→④→②→③→⑤答案D解析探究溫度對酶活性影響的試驗，要先分別將淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液處理到所需溫度，再混合，最終滴加碘液并視察試驗現(xiàn)象。12.(2024·寧夏銀川一中月考)啤酒生產(chǎn)時，麥芽中多酚氧化酶(PPO)的作用會降低啤酒質(zhì)量，因此，制備麥芽的過程中需降低其活性。如圖為不同pH和溫度對PPO活性影響的曲線。下列敘述不正確的是()A.PPO能催化多酚類物質(zhì)的生化反應(yīng)B.相同溫度下，pH為7.8時的酶促反應(yīng)速率比pH為8.4時慢C.在制備麥芽的過程中應(yīng)將反應(yīng)條件限制在溫度80℃、pH8.4D.高于90℃時，PPO可能發(fā)生熱變性，從而失活答案C解析PPO能催化多酚類物質(zhì)的生化反應(yīng)，A正確；由題圖可知，PPO的最適pH為8.4，故相同溫度下，pH為7.8時的酶促反應(yīng)速率比pH為8.4時慢，B正確；麥芽中PPO的作用會降低啤酒質(zhì)量，因此，制備麥芽過程中需降低其活性，而題圖中顯示在溫度80℃、pH8.4的條件下該酶活性最強，C錯誤；高于90℃時，PPO可能發(fā)生熱變性，從而失活，D正確。13.如圖表示胰蛋白酶(最適溫度為37℃)在不同條件下催化某種物質(zhì)反應(yīng)速率的變更曲線，請據(jù)圖回答：(1)該酶作用的底物是________，酶與無機催化劑相比，具有________性。(2)圖中AB段和BC段影響酶促反應(yīng)速率的主要限制因素分別是________和________。(3)Ⅱ和Ⅰ相比較，酶促反應(yīng)速率慢，這是因為__________________________________。(4)溫度過高使酶的活性降低，同時會使酶的________________________________遭到破壞，使酶永久__________。答案(1)蛋白質(zhì)高效(2)底物濃度酶濃度(3)溫度較低，酶活性較弱(4)空間結(jié)構(gòu)失活解析(1)由于酶具有專一性，該酶(胰蛋白酶)作用的底物是蛋白質(zhì)；與無機催化劑相比，酶具有高效性。(2)從曲線圖可看出，AB段酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，由此可知，此段的限制因素是底物濃度；BC段酶促反應(yīng)速率不隨底物濃度增加而變更，且此時溫度為37℃，為最適溫度，由此可知，此段的限制因素應(yīng)是酶濃度。(3)Ⅱ和Ⅰ相比較，酶促反應(yīng)速率慢，這是因為溫度較低，酶活性下降。(4)溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而使酶永久失活。14.(2024·云南云天化中學(xué)高二月考)為探究影響酶活性的因素，某同學(xué)設(shè)計了一個試驗方案，見下表：試管底物和試劑試驗條件