第3章 第2节 第1课时 酶的本质和催化特性 (课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（浙科版2019）

第二节 酶是生物催化剂 第1课时 酶的本质和催化特性 1．说明酶的化学本质。　 2.解释酶的作用和作用原理。　 3.通过实验探究酶的高效性和专一性。 学习目标 目 录 01 四层学习内容1 落实必备知识 02 03 04 四层学习内容2 融通关键能力 四层学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 四层学习内容 落实必备知识 1 主干知识梳理 一、酶的发现过程 时间 科学家 主要观点 18世纪末 斯帕兰扎尼 胃液中有一种能消化肉的物质 19世纪 巴斯德 酒精发酵是_________代谢活动的结果 19世纪 李比希 酒精发酵仅仅是一种__________，与酵母菌的活动无关，最多只需要酵母菌中的某种物质参与而已 酵母菌 化学反应 19世纪末 毕希纳 促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质 (后来被称为酶)，而不是酵母菌细胞本身 20世纪初 萨姆纳 分离得到脲酶，其化学本质是________ 20世纪80年代初 / 发现极少数特殊的酶是_______，称为核酶 续表 蛋白质 RNA 二、酶的本质和作用 1．酶及其本质 产生场所 _________中 生理作用 ______作用 化学本质 绝大多数是________，少数是______ 意义 生物体内的化学反应都是在________下进行的。没有酶的参与，生命活动一刻也不能进行 活细胞 催化 蛋白质 RNA 酶的催化 2．酶的作用 作用 特点 酶是生物催化剂，具有促使_________发生化学变化而本身却_________化学变化的特点 作用 过程 酶＋底物 → 酶形状发生改变，形成__________________ → 酶形状复原＋产物 反应物 不发生 酶—底物复合物 三、酶的催化特性 专一性 一种酶只能催化___________或者少数几种__________的反应，原因是_____________只适合与一种或者一类分子结合 高效性 酶与__________结合，使化学反应极易进行，反应效率极高，原因是酶可以降低化学反应的_________ 一种底物 相似底物 酶分子的结构 底物分子 活化能 预习效果自评 1．判断下列有关叙述的正误 (1)所有的酶都是在核糖体上合成的 ( ) 提示：大多数酶是蛋白质，在核糖体上形成。少数酶是RNA，不在核糖体上形成。 (2)酶是活细胞产生的，只能在细胞内起作用 ( ) 提示：酶是活细胞产生的，可以在细胞内起作用，也可以在细胞外起作用，如消化酶等。 × × (3)酶的作用是为化学反应提供能量 ( ) 提示：酶可以降低化学反应的活化能，但不能提供能量。 (4)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，说明了酶的专一性 ( ) (5)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 ( ) 提示：酶能够降低化学反应的活化能，是化学反应高效进行的原因。 × √ × 2．(2023·浙江A9协作体联考)用蛋白酶处理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。由此推测核糖体中能催化该反应的物质是(　 ) A．蛋白质　　　　　　　　　 B．DNA C．RNA D．核糖 √ 解析：核糖体由蛋白质和RNA组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，剩余部分为RNA。处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应，说明核糖体中能催化该反应的物质是RNA。 3．一分子过氧化氢酶能在1 min内使6×106个过氧化氢分子分解成水和氧气，相当于Fe3＋催化速度的109倍，但过氧化氢酶对糖的水解不起作用。该事实说明酶分别具有(　 ) A．高效性；专一性 B．专一性；高效性 C．多样性；稳定性 D．高效性；多样性 √ 解析：一分子过氧化氢酶的催化效率相当于Fe3＋的109倍，说明酶的催化作用具有高效性。过氧化氢酶能使过氧化氢分子分解成水和氧，但对糖的水解却不起作用，说明酶的催化作用具有专一性。 4．思考题 (1)[教材P69“小资料”]1926年，萨姆纳第一次得到了脲酶的结晶。你认为该物质的主要组成元素是什么？根据这些信息能确定脲酶至少有几个—COOH吗？简要说明理由。 提示：脲酶是蛋白质，主要组成元素有C、H、O、N。但是组成蛋白质的肽链数和氨基酸的R基团中的—COOH个数不知道，所以无法确定有多少个—COOH。 (2)清洗衣物上的污渍，使用加酶洗衣粉效果更好，想一想为什么？加入的酶是一种吗？为什么？ 提示：酶催化分解污渍具有高效性，所以清洗效果好。加入的酶不是一种，因为衣物的污渍中常常含有难以清洗的蛋白质和油脂，所以经常添加蛋白酶和脂肪酶等。 精要内容把握 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1．酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质，少数特殊的酶是RNA。 2．酶是生物催化剂，具有促使反应物发生化学变化而本身却不发生化学变化的特点。 3．酶具有高效性和专一性，这就保证了细胞内无数错综复杂的化学反应的有序和高效进行，从分子水平说明了结构与功能的统一性。 四层学习内容 融通关键能力 2 20世纪20年代，许多生物化学家认为酶是附着在胶体上的低分子量物质，而萨姆纳则相信酶是蛋白质。他从1917年开始用刀豆粉为原料，分离提纯其中的脲酶（刀豆中脲酶多，易于测定）。1926年他成功地分离出一种脲酶活性很强的细小晶体，并经各种实验证明这些细小晶体是蛋白质。这是生物化学史上首次得到的结晶酶，也是首次直接证明酶是蛋白质。 提能点（一）　绝大多数酶是蛋白质 任务驱动 (1)你认为脲酶是低分子量的物质吗？请说明理由。 提示：不是。脲酶的化学本质是蛋白质，蛋白质是生物大分子。 (2)请你说出一种简便的方法证明脲酶是蛋白质。 提示：可以用双缩脲试剂，观察脲酶溶液是否变成紫色。 (3)酶都是蛋白质这个结论严谨吗？请举例说明。 提示：不严谨。后来人们发现有些酶是RNA。 生成认知 归纳总结酶的产生部位、本质、功能及常见种类 项目 内容 解释 酶的产生部位 活细胞 由活细胞(除哺乳动物成熟红细胞)产生，在细胞内或细胞外发挥作用 酶的本质 大多数是蛋白质， 少数是RNA 合成原料：氨基酸或核糖核苷酸；合成场所：核糖体或细胞核 酶的功能 生物催化剂 反应前后其本身数量和化学性质不变 酶的常见种类 按存在部位分 胞内酶：合成后在细胞内起作用，如需氧呼吸酶 胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶 按功能分 水解酶：在物质水解时起催化作用 合成酶：在物质合成中起催化作用 续表 [典例]　(2024·嘉兴模拟)在水解大多数酶的过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明(　 ) A．酶是由活细胞产生的 B．酶是生物催化剂 C．绝大多数酶的化学本质是蛋白质 D．酶的基本组成单位是多肽 √ [解析]　氨基酸是组成蛋白质的基本单位，在水解大多数酶的过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明绝大多数酶的化学本质是蛋白质。 [方法规律] (1)麦芽糖是还原糖，而麦芽糖酶是蛋白质，二者应该分别用本尼迪特试剂和双缩脲试剂检测。在审题时要特别注意有关物质与相应的水解酶的区别，比如，脂肪和脂肪酶的鉴定，分别用苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂检测。 1．下图中白色圈表示蛋白质，灰色圈表示酶，能正确表示蛋白质和酶二者关系的是(　 ) 跟踪训练 √ 2．(2024·浙江高中9＋1联盟检测)生物体快速有序地进行新陈代谢离不开酶的参与。下列有关酶的说法正确的是(　 ) A．酶可以为化学反应提供活化能 B．酶只能在细胞内发挥作用 C．各种酶都是在核糖体上合成的 D．不同生物可能有相同的酶 √ 解析：酶促反应原理就是降低化学反应所需要的活化能，酶不能为化学反应提供活化能，A错误；只要环境条件适宜，酶就可以发挥作用，无论细胞内还是细胞外，B错误；酶的本质为蛋白质或RNA，其合成场所可能是核糖体或细胞核，C错误；不同生物可能有相同的酶，如DNA聚合酶，D正确。 3．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明(　 ) A．有的RNA具有生物催化作用 B．酶是由RNA和蛋白质组成的 C．RNA是由核糖核苷酸组成的 D．绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA √ 解析：RNaseP酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这说明该酶中的RNA具有生物催化作用。 一种加酶洗衣粉有以下说明，请结合说明思考有关问题： 成分：蛋白酶0.2%，清洁剂15%。 效果：明显高于常规非加酶洗衣粉。 注意：切勿用于丝质及羊毛衣料；用后须彻底清洗双手。 提能点（二）　酶的催化功能具有专一性和高效性 任务驱动 (1)为什么该加酶洗衣粉能较容易清除衣物上的奶渍？ 提示：因为其中含有蛋白酶，酶具有专一性，能分解奶渍中的蛋白质。 (2)在描述加酶洗衣粉的效果时，为什么能明显高于常规非加酶洗衣粉？ 提示：酶具有高效性，相比较非加酶洗衣粉，具有更快、更好的去污效果。 (3)解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料的洗涤？ 提示：因为丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶分解进而损坏衣物。 生成认知 一、酶的催化特性 特性 含义 原因 实例 专一性 只能催化一种底物或少数几种相似的底物 酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合 蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化麦芽糖水解 高效性 与底物分子结合，反应效率极高 酶可以降低化学反应的活化能 过氧化氢酶催化过氧化氢分解的反应速率比二氧化锰更高 1.酶的专一性曲线解读 (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 2．酶的高效性曲线解读 (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 二、酶催化作用的原理 1．酶与无机催化剂降低化学反应活化能的作用比较(如图所示) ①无催化剂催化的反应是曲线a； ②有无机催化剂催化的反应是曲线b； ③有酶催化的反应是曲线c； ④从三条曲线上看，发生反应所需的活化能： 曲线a>曲线b>曲线c； ⑤无论是否有催化剂催化，反应的最终结果 是不变的。 2．酶和无机催化剂一样，在反应前后性质和数量保持不变，但酶并非能终生发挥作用，酶和其他物质一样也需要更新。 [例1]　如图表示某种酶催化反应过程的模式图，下列叙述错误的是(　 ) A．该图体现酶催化作用具有专一性 B．图中A表示酶，B、C表示底物 C．形成复合物D时酶形状发生改变 D．图中E可能是麦芽糖 √ [解析]　由题图可知，酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合，故该图体现酶催化作用具有专一性，A正确；据图所示，B、C被A催化生成E，可知A是酶，B、C是底物，B正确；由图可知，形成复合物D时酶形状发生改变，但其数量和性质不会发生改变，C正确；麦芽糖由2分子葡萄糖组成，而图中的B和C代表不同的分子，D错误。 [易错提醒] 正确认识酶催化过程中的形变 酶分子具有一定形状，催化反应时，酶与底物结合形成酶-底物复合物，酶分子形状发生改变，反应结束，酶分子从复合物上脱落，同时酶分子恢复原状(此过程为可逆的形变)。 [例2]　下列四组实验，能证明酶具有高效性的选项是(　 ) A．①与④　　　　 B．①与② C．②与④ D．③与④ [解析]　若要证明酶的高效性，则实验的自变量是催化剂的种类，③和④组合的自变量为催化剂的种类。 √ 跟踪训练 1．果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事。这一现象反映了(　 ) A．酶的催化作用具有专一性 B．酶的化学本质是蛋白质 C．酶的催化作用具有高效性 D．果酒中的这种沉淀物是酵母菌 √ 解析：蛋白酶可以催化蛋白质的分解，而其他的酶不能催化蛋白质的分解，这说明酶的催化作用具有专一性，A正确。 2．(2024·嘉兴平湖月考)细胞代谢离不开酶，下列有关酶的叙述，错误的是(　 ) A．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 B．酶通过降低反应活化能从而起到催化作用 C．一种酶只能催化一种底物的反应 D．酶的催化功能具有高效性和专一性 √ 解析：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大部分是蛋白质，少部分是RNA，A正确；酶具有催化作用，可以通过降低反应活化能起作用，B正确；一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应，C错误；酶的催化功能具有高效性和专一性，D正确。 3.如图是在不同条件下，化学反应的速率曲线，其中曲线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 √ 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，图中曲线1、2、3依次代表加酶、加无机催化剂、未加催化剂的反应。 四层学习内容 浸润学科素养和核心价值 3·4 探究活动——探究酶的专一性和高效性 实验知能 一、厘清实验基础　 (一)探究酶的专一性 1．实验目的、原理及材料用具 目的 比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用 原理 淀粉和蔗糖分解都能产生_________，在水浴加热的条件下，与本尼迪特试剂反应，生成_________沉淀 材料 用具 稀释200倍的新鲜唾液，质量分数为2%的蔗糖溶液，溶于质量分数为0.3%的氯化钠溶液中的淀粉溶液(其中淀粉含量为1%)，___________试剂，蔗糖酶溶液等 续表 还原糖 红黄色 本尼迪特 2．方法步骤 试管 1 2 3 4 5 6 1%淀粉溶液 3 mL — 3 mL — 3 mL — 2%蔗糖溶液 — 3 mL — 3 mL — 3 mL 新鲜唾液 — — 1 mL 1 mL — — 蔗糖酶溶液 — — — — 1 mL 1 mL 37 ℃恒温水浴保温15 min － － ＋ ＋ ＋ ＋ __________试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 沸水浴加热 2～3 min ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 实验结果 浅蓝色 浅蓝色 ______ ______ ______ ______ ________ ______ 续表 本尼迪特 沉淀 沉淀 红黄色 浅蓝色 浅蓝色 红黄色 3．注意事项 (1)采集新鲜唾液前先漱口，然后用舌尖抵住上齿龈，把小烧杯放在下唇处，等唾液自然流出。采集后的唾液要加蒸馏水稀释200倍。 (2)唾液淀粉酶的最适温度接近人体体温，所以用37 ℃恒温水浴保温15 min。如果用α-淀粉酶，则要用60 ℃恒温水浴。 (3)本尼迪特试剂又叫班氏试剂，比斐林试剂更容易操作，不用现用现配，在加热条件下与还原糖反应，生成氧化亚铜红黄色沉淀。 (4)实验一定要用洁净的试管，被其他酶或微生物污染会导致实验结果不可靠。 (二)探究酶催化的高效性 1．实验目的、原理及材料用具 目的 比较过氧化氢酶与二氧化锰在过氧化氢分解中的催化效率 续表 2H2O＋O2 2.方法步骤 试管 1号 2号 处理 现 象 气泡 __________________ 较少 点燃的卫生香 _________________________ 能复燃 很多 复燃猛烈 3．注意事项 (1)实验时必须用新鲜的(刚从活的动物体中取出的)肝脏作实验材料，因为肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。 (2)实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。 (3)不要把无明火的卫生香插到试管口内，防止被溶液打湿而熄灭。 二、探究关键问题　 (一)探究酶的专一性 1．1号、2号试管在本实验中有什么作用？ 提示：起对照作用，排除淀粉或蔗糖与本尼迪特试剂反应生成红黄色沉淀。 2．为什么3号、4号、5号、6号试管要在37 ℃恒温水浴中保温？ 提示：使反应充分进行。 3．3号、6号试管有红黄色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉和蔗糖被______；4号、5号试管不出现红黄色沉淀，说明淀粉和蔗糖___________。 4．实验结果及结论：淀粉酶只催化_____水解，不能催化_____水解，蔗糖酶只催化蔗糖水解，不能催化淀粉水解，说明酶具有_____性。   水解 没有被水解 淀粉 蔗糖 专一 (二)探究酶催化的高效性 1．实验中为什么必须采用新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎？ 提示：新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎中过氧化氢酶的活性高。不新鲜的肝脏或熟的马铃薯块茎中过氧化氢酶会失去活性。 2．如果实验中鸡肝或马铃薯块茎没有被制成匀浆，实验结果是否与本实验相同？为什么？ 提示：不同。如果鸡肝或马铃薯块茎没有被制成匀浆，则过氧化氢酶不能完全释放出来，反应速率会下降。 3．实验中滴加鸡肝匀浆和二氧化锰溶液的滴管能否混用？为什么？ 提示：不能。少量的酶带入二氧化锰溶液中会干扰实验结果。 4．实验结论：酶具有______作用，同无机催化剂相比，催化效率更___。 催化 高 三、点拨实验要点　 “对比法”探究酶的专一性和催化的高效性 1．单一(单因子)变量原则 “对比法”进行探究时，两组或多组往往能形成相互对照。实验设计中必须遵循单一变量原则，即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，以确保实验变量的唯一性。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。 2．利用五步分析法解决酶的科学探究题 1．利用唾液、蔗糖酶、淀粉、蔗糖进行“探究酶的专一性”实验的有关叙述，错误的是(　 ) A．实验所用的唾液应预先进行稀释 B．反应各试管应在37 ℃的恒温水浴中保温 C．实验结果可使用碘-碘化钾溶液或本尼迪特试剂进行检测 D．实验使用的蔗糖溶液浓度不需要和淀粉溶液浓度完全一致 素养评价 √ 解析：唾液中含有唾液淀粉酶，酶具有高效性，应预先进行稀释，A正确；实验所用酶的最适温度是37 ℃，反应各试管应在37 ℃的恒温水浴中保温，B正确；碘-碘化钾溶液不能检测蔗糖是否被水解，不能判断酶是否具有专一性，故不能用碘-碘化钾溶液检测，C错误；淀粉和蔗糖分子量不同，配置的溶液质量浓度需要不同，这样才能提供大致相似的分子数量，D正确。 2．(2023·浙江A9协作体期中联考)有关H2O2的实验，基本过程如下表所示，已知马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶，据此分析，下列叙述错误的是(　 ) 步骤 过程 试管甲 试管乙 1 加入2%H2O2溶液 3 mL 3 mL 2 加入马铃薯匀浆 少许 — 3 加入二氧化锰 — 少许 4 检测     A.该实验能说明酶的作用具有专一性 B．实验的可变因素是催化剂的种类 C．可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验 D．可用产生气泡的速率作为检测指标 √ 解析：分析题意可知，该实验的自变量是催化剂的种类(马铃薯匀浆中的酶和二氧化锰)，酶和无机催化剂对比，探究的是酶具有高效性，A错误，B正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆均含有过氧化氢酶，可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，C正确；该实验底物是H2O2，其分解产物有氧气，故可用产生气泡的速率作检测指标，反映过氧化氢的分解速率，D正确。 3．(2024·温州新力量联盟检测)下表为某同学设计的“探究酶的专一性”实验方案。 试管 1 2 3 4 5 6 1%的淀粉溶液 3 mL － 3 mL － 3 mL － 2%的蔗糖溶液 － 3 mL － 3 mL － 3 mL 蔗糖酶溶液 － － 2 mL － － 2 mL 新鲜唾液 － － － 1 mL 1 mL － 置于37 ℃恒温水浴中保温 碘碘化钾溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 续表 下列关于该实验方案的评价，不合理的是(　 ) A．设置试管1和试管2的作用是作为对照组 B．各组酶溶液的用量应保持一致 C．本实验的温度设置是无关变量，不影响实验结果 D．检测时用碘-碘化钾溶液只能检测淀粉不能检测蔗糖 √ 解析：试管1和试管2只分别加入了淀粉溶液和蔗糖溶液，在实验中作为对照组，A正确；酶溶液的用量属于无关变量，在实验中要保持一致，B正确；本实验的温度设置37 ℃恒温水浴中保温，属于无关变量，但其变化会影响实验结果，C错误；碘碘化钾溶液只能检测淀粉不能检测蔗糖，D正确。 4．为探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，材料用具如下：质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为3%的蔗糖溶液、现配的本尼迪特试剂、热水等。实验结果记录如下： 试管编号 1号 2号 实验变量 2 mL淀粉溶液 2 mL蔗糖溶液 是否产生红黄色沉淀 (因变量观测指标) 出现红黄色沉淀 不出现红黄色沉淀 回答下列问题： (1)本实验原理是淀粉和蔗糖为非还原糖，淀粉酶可催化____________水解产生还原糖，而不能催化蔗糖水解产生还原糖；还原糖能与本尼迪特试剂在____________条件下生成红黄色沉淀。 (2)对比1号和2号试管现象，可以说明酶具有__________。 (3)本实验是相互对照，自变量是____________，因变量是还原糖产生与否，因变量观察指标是________________；无关变量有加入淀粉溶液或蔗糖溶液的体积、淀粉酶溶液的体积、本尼迪特试剂的体积、水浴加热的温度、反应时间、酶浓度等。 (4)已知淀粉溶液和蔗糖溶液都不含有还原糖，但某同学的实验中，2号试管溶液也出现红黄色沉淀了，分析他出现异常现象的原因可能是____________________________。 解析：(1)淀粉酶可催化淀粉水解产生麦芽糖，麦芽糖是还原糖，淀粉酶不能催化蔗糖水解，蔗糖是非还原糖；还原糖与本尼迪特试剂在水浴加热条件下可生成红黄色的氧化亚铜沉淀。 (2)1号和2号试管现象表明淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，说明酶具有专一性。 (3)本实验用淀粉酶催化淀粉和蔗糖，自变量是底物种类；因变量是还原糖的产生与否，因变量的观察指标是是否产生红黄色的沉淀，通过是否产生红黄色沉淀来检测底物是否发生了水解。 (4)淀粉溶液和蔗糖溶液都不含有还原糖，但某同学的实验中，2号试管溶液也出现红黄色沉淀了，可能的原因是在加入淀粉酶的过程中混入了一定的还原糖。 答案：(1)淀粉　水浴加热　 (2)专一性 (3)底物种类(淀粉溶液和蔗糖溶液)　是否产生红黄色沉淀　 (4)淀粉酶溶液含有还原糖 课时跟踪检测 A级——基础综合练 1．(2024·嘉兴八校联考)植物细胞融合之前要先除去细胞壁，但不能损伤细胞和细胞其他结构，最好应选用下列哪种试剂(　 ) A．盐酸 B．淀粉酶 C．纤维素酶 D．蛋白酶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 解析：纤维素是植物细胞壁的主要成分，酶具有专一性，纤维素酶能催化纤维素水解，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 2．(2023·宁波期中)如图表示某一酶促反应的过程。图中代表酶的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：甲在化学反应前后不发生改变，代表酶。 √ 3．胰蛋白酶分泌后主要消化位于细胞外的基质蛋白质，一般不会对肠道细胞的膜蛋白造成影响，这体现了酶具有(　 ) A．易变性 B．专一性 C．高效性 D．稳定性 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：酶的专一性是指一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应，胰蛋白酶主要消化位于细胞外的基质蛋白质，一般不会对肠道细胞的膜蛋白造成影响，这体现了酶的专一性。 4．酶具有极强的催化功能，其原因是(　 ) A．增加了反应物之间的接触面积 B．降低了化学反应的活化能 C．提高了反应物分子的活化能 D．酶提供使反应开始所必需的活化能 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：酶具有极强的催化功能，其原因是酶能降低化学反应的活化能，加快化学反应速率。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 5．如图表示不同物质催化过氧化氢分解的实验，你认为该实验的自变量是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．过氧化氢分解的速率 B．催化剂的种类 C．单位时间产生的气泡量 D．所用过氧化氢溶液的量 解析：实验的自变量是催化剂的种类—二氧化锰和过氧化氢酶，B正确。 √ 6．研究发现：单细胞原生动物四膜虫体内的RNA在加工过程中发生“剪接反应”(即将RNA切割成几个片段，再把某些RNA片段重新连接起来)，该反应是在仅有RNA而没有任何蛋白质参与的情况下完成的。下列推论最合理的是(　 ) A．该反应不需要酶的催化 B．该研究发现的事实不是客观存在的 C．四膜虫体内的RNA可能具有催化功能 D．四膜虫体内的某些DNA可能具有催化功能 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由题意可知，四膜虫体内的RNA能参与将RNA切割成几个片段，再把某些RNA片段重新连接起来的反应，而且该反应是在仅有RNA而没有任何蛋白质参与的情况下完成的，进而推测该RNA为酶，酶具有催化功能。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 7．下列图中，①表示没有酶催化的反应曲线，②表示有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。下图能正确表示E的是(　 ) √ 解析：酶之所以对化学反应起催化作用，是因为酶能降低化学反应的活化能，酶降低的活化能＝没有酶时反应所需要的能量－有酶时反应所需要的能量，即图中①②的最大能量差。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2024·浙东北联盟联考)阅读下列材料，完成8～9题。 某小组进行“探究酶的专一性”活动，实验思路如表所示。 组别 甲 乙 丙 丁 1%淀粉溶液3 mL ＋ － ＋ － 2%蔗糖溶液3 mL － ＋ － ＋ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 唾液淀粉酶 溶液1 mL － － ＋ ＋ 蒸馏水1 mL ＋ ＋ － － 37 ℃水浴10 min，分别加入检测试剂2 mL，摇匀。热水浴2 min，观察并记录颜色变化 续表 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 8．丙和丁可构成一组对照实验，其因变量是(　 ) A．酶的种类 B．底物种类 C．反应温度 D．颜色变化 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：根据表格分析，丙和丁加入1 mL的唾液淀粉酶溶液，属于无关变量，A错误；根据表格分析，丙加入1%淀粉溶液3 mL，丁加入2%蔗糖溶液3 mL，两者底物不同，属于自变量，B错误；反应温度属于无关变量，C错误；颜色变化是因变量，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 9．下列关于该实验的分析，正确的是(　 ) A．设置甲、乙两组是为了证明淀粉和蔗糖都不是且不含还原糖 B．热水浴加热2 min的作用是为了让酶促反应充分进行 C．若选用碘碘化钾溶液作为检测试剂，则也能检测蔗糖是否水解 D．若用蔗糖酶替换唾液淀粉酶，则不能探究酶催化的专一性 √ 解析：甲、乙两组底物是淀粉和蔗糖，但不加入酶，检测试剂检验是为了证明淀粉和蔗糖都不是且不含还原糖，A正确；热水浴加热2 min的作用是让检测试剂检验还原糖，B错误；无论蔗糖是否水解，均不能遇碘碘化钾溶液发生颜色变化，因此用碘碘化钾溶液无法检测蔗糖是否水解，C错误；用蔗糖酶替换唾液淀粉酶，试管丙无颜色变化，而试管丁有颜色变化，也能探究酶催化的专一性，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10．(2023·温州平阳月考)为探究酶具有专一性，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，下列方案中最合理的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 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 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.①和③对比，用双缩脲试剂检测 B．②和④对比，用碘-碘化钾溶液检测 C．④和⑤对比，用本尼迪特试剂检测 D．①和④对比，用本尼迪特试剂检测 解析：①和③对照的自变量是酶的种类，但蛋白酶和淀粉酶的成分都是蛋白质，在反应前后不变，用双缩脲试剂检测均变成紫色，故检测不出蛋白质是否被分解了，A错误； √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 ②和④对照的自变量是酶的种类，可以用碘-碘化钾溶液检测淀粉是否被水解，若淀粉被分解，则碘-碘化钾溶液检测不出现蓝色或蓝色变浅，若②变蓝、④不变蓝或变成浅蓝，则说明淀粉酶能水解淀粉，蛋白酶不能水解淀粉，从而证明了酶的专一性，B正确；④和⑤对照的自变量是底物的种类，不管淀粉酶能否催化麦芽糖水解，用本尼迪特试剂检测都出现砖红色沉淀，C错误；①和④变量是酶的种类、底物的种类，存在两个变量，不能用来验证酶的专一性，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 11．(10分)某同学为了探究过氧化氢酶量对酶促反应速率的影响，设置了如图1所示装置，请回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)酶在细胞代谢中的作用机理是___________________________，本实验中对自变量的控制可通过_______________来实现，除了自变量和因变量外，本实验中的无关变量有__________________________ (答出2点即可)。 (2)若根据第一次实验得到了量筒内液面高度变化与时间的关系如图2所示，请在图中用虚线画出第二次实验(增加酶的数量)的曲线。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)若要验证酶的高效性，只需利用图1的实验装置，可作出如下改变：___________________________________________________ ______________________________________________________ (写出具体措施)。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：(1)酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而加速反应的进行。本实验的自变量是酶的多少，实验中对自变量的控制可通过挤压注射器来实现，除了自变量和因变量外，本实验中的无关变量有温度和过氧化氢溶液的浓度等。 (2)增加酶的量以后酶促反应速率加快，但是不改变反应的平衡点。 (3)若要验证酶的高效性，只需将注射器内的肝脏研磨液换成二氧化锰。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 答案： (1)降低化学反应的活化能　 挤压注射器　 温度和过氧化氢溶液的浓度　 (2)如图中虚线所示　 (3)将注射器内的肝脏研磨液换成二氧化锰 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 B级——应用创新练 12．(2024·杭州学军中学检测)如表为酶的有关实验，下列叙述错误的是(　 ) 试管 本尼迪特试剂/mL 1%淀粉溶液/mL 蔗糖酶/mL 淀粉酶/mL ① 2 3 1 － ② 2 3 － 1 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.蔗糖酶的化学本质是蛋白质或RNA B．用0.3%氯化钠溶液配制淀粉溶液可提高实验效果 C．用碘碘化钾溶液替换本尼迪特试剂也可达到实验目的 D．如试管①出现轻度阳性反应可能是淀粉溶液不纯造成的 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：蔗糖酶的化学本质是蛋白质，A错误；用0.3%氯化钠溶液配制淀粉溶液可阻止淀粉溶液老化，也可以阻止淀粉溶解度降低，有利于提高实验效果，B正确；试管中淀粉的量较少，①试管中淀粉不水解，加入碘碘化钾溶液显蓝色，而②试管中淀粉能完全被水解，加入碘碘化钾溶液不出现蓝色，故用碘碘化钾溶液替换本尼迪特试剂能实现实验目的，C正确；如试管①出现轻度阳性反应(有少量红黄色沉淀产生)，说明淀粉中可能掺有少量还原糖，即可能是淀粉溶液不纯，D正确。 13．细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示，其中甲～戊代表生长必需的不同物质，①～⑤代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长，而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下到叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．突变型细菌缺乏酶①、②、③ B．酶②与乙结合后不会改变酶②的形状 C．酶②能催化乙转变为丙，也能催化丙转变为丁 D．若丙→戊的反应受阻，突变型细菌也能生长 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：分析题意，突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长，说明突变型细菌①、③两种酶缺乏，A错误；酶与底物结合，形成酶-底物复合物，酶的形状发生改变，B错误；酶具有专一性，C错误；细菌生长需要丁和戊，戊可以来自丙→戊，也可来自乙→戊，因此，若丙→戊的反应受阻，突变型细菌也能生长，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 14．(12分)已知酶1催化物质A水解的产物与染色剂甲反应呈红色，酶2催化物质B水解的产物与染色剂乙反应呈黄色，酶3催化物质C水解的产物与染色剂丙反应呈绿色。物质A、物质B、物质C均为无色。现有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三瓶不同的溶液，每瓶中可能含有一种或多种上述物质。欲用染色剂甲、乙、丙及酶1、酶2、酶3鉴别这三瓶溶液各含有几种物质。 请根据以下提供的实验材料，提出实验思路，预测实验结果和结论。材料与用具：染色剂甲、乙、丙溶液各1瓶，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ溶液各1瓶，试管若干。 (要求与说明：一种酶只催化一种物质水解，一种染色剂只与一种酶的催化产物反应；每支试管中只能加一种染色剂，实验条件适宜) (1)实验思路(其中实验分组用表格表示)。 (2)预测实验结果与结论。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：本实验的原理为酶的专一性，一种酶催化一种物质反应，然后用相应检测试剂鉴别。待检测溶液有3瓶，每瓶中可能含有1种或多种物质，因此，需将3瓶溶液每瓶都分装到3个试管中，然后加入相应的酶与检测试剂。若每瓶的分组中，只有1个试管显示颜色，则只含有1种相应物质，若2个试管显示相应颜色，则含有2种相应物质，若3个试管均显示相应颜色，则说明该溶液中含有3种相应物质，具体实验思路及预测实验结果与结论见答案。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 答案：(1)实验思路： ①取9个试管进行编号； ②实验分组如下表所示： 溶液编号 酶1＋染色剂甲 酶2＋染色剂乙 酶3＋染色剂丙 Ⅰ 1.Ⅰ＋酶1＋甲 2.Ⅰ＋酶2＋乙 3.Ⅰ＋酶3＋丙 Ⅱ 4.Ⅱ＋酶1＋甲 5.Ⅱ＋酶2＋乙 6.Ⅱ＋酶3＋丙 Ⅲ 7.Ⅲ＋酶1＋甲 8.Ⅲ＋酶2＋乙 9.Ⅲ＋酶3＋丙 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 ③按上述分组，在各试管中分别加入三种溶液、酶和染色剂，摇匀； ④一段时间后，观察各试管的颜色变化。 (2)预测实验结果与结论： ①若某瓶溶液的分组试管中只有1个显色，则说明该瓶中有1种物质。 ②若某瓶溶液的分组试管中有2个显色，则说明该瓶中有2种物质。 ③若某瓶溶液的分组试管中有3个显色，则说明该瓶中有3种物质。 本课结束 (2)证明某种酶是蛋白质的方法 解析：并不是所有的蛋白质都是酶，酶大多数为蛋白质，少数为RNA。 原理 过氧化氢酶和二氧化锰都能催化过氧化氢的分解，反应如下： 2H2O2_____________ 材料用具 2%过氧化氢溶液，新鲜的鸡肝匀浆(或马铃薯匀浆)，二氧化锰等 $$