5.1 降低化学反应活化能的酶 第2课时 酶的特性（导学案）生物人教版2019必修1

5.1 降低化学反应的活化能的酶 第2课时 酶的特性导学案 【课标要求】 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 2.2细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 2.2.1说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响 【素养目标】 1、通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶的特性。（生命观念） 2、构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的模型。（科学思维） 3、通过对有关酶实验的分析，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组。通过探究实验，发展科学探究能力。（科学探究） 4、通过实验探究活动培养学生知难而进、锲而不舍的顽强的意志品质和用于探索未知世界、勇于创新的精神。（社会责任） 【学习重点】酶的特性 【学习难点】探究实验中控制变量的科学方法 1、 酶的高效性 1．酶的高效性含义：酶的催化效率大约是 的107～1013倍。 2.意义：使细胞代谢快速进行。 二、酶的专一性 1.酶的专一性含义：每一种酶只能催化 化学反应。 2.意义：使 有条不紊地进行。 3.验证酶的专一性：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验步骤 试管编号 1 2 ① 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － ② 注入蔗糖溶液 － 2 mL ③ 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL ④ 60 ℃水浴保温5 min ⑤ 加入新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL ⑥ 沸水浴煮沸1 min ⑦ 观察实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 实验结论 1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了 ，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化 水解，不能催化 水解，酶作用具有 。 三、酶的作用条件较温和 1．酶活性 （1）含义：酶对化学反应的 。 （2）影响酶活性的主要因素： 。酶所催化的化学反应一般是在比较 下进行的。在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低；过酸、过碱或温度过高，会使酶的 遭到破坏，使酶 不再恢复活性。低温可使酶的 明显下降，但在适宜的条件下活性可以 ，因此酶适于 下保存。 2．探究影响酶活性的条件 （1）探究影响酶活性的因素： 取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。 试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′ 实验步骤 一 2 mL淀粉 酶溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 2 mL淀粉 酶溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 2 mL淀粉酶 溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 二 在冰水中水浴5 min 在60 ℃温水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min 三 1与1′试管内液体混合，摇匀 2与2′试管内液体混合，摇匀 3与3′试管内液体混合，摇匀 四 在冰水中水浴数分钟 在60 ℃温水中水浴相同时间 在沸水中水浴相同时间 五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 实验现象 呈 ________________ 呈 结论 酶发挥催化作用需要___________________条件，温度过高和过低都将影响酶的活性 （2）pH对酶活性的影响： 实验步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 一 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴 二 注入不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH溶液 三 注入等量的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 四 观察现象 有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生 结论 酶的催化作用需要______________，_____________________都会影响酶的活性。 3．温度和pH对酶活性的影响 温度和pH对酶活性的影响示意图 （1） P点：_______温度；Q点：_______pH。偏离P点或Q点：酶的活性_______。 （2） 在最适温度和最适pH条件下，酶的活性_______；____________________________等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；_______条件下酶的活性很低，但空间结构稳定，酶的保存宜选择_________ ________等条件。 1、 酶的高效性 如图表示了未加催化剂、加无机催化剂、加酶的催化效率曲线图，思考以下问题： 1.曲线①、②、③分别表示：①______________；②_____________________；③______________。 2.比较①②得出酶具有___________；比较①③得出酶具有_______作用。 3.酶与无机催化剂的相同点：①都能降低_____________________；②可加快化学反应速率，缩短达到平衡点的时间，但不改变平衡点。　　　 二、酶的专一性 1.模型解读 2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 （1）实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ （2）肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？ 三、作用条件较温和 1.探究温度对酶活性的影响 下列3组实验是探究温度对酶活性的影响，请分别从中寻找错误。 错误：______________________________________________________________________________________。 错误：______________________________________________________________________________________。 错误：______________________________________________________________________________________。 2.探究温度对酶活性的影响 （1）该探究实验中能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH？ （2）本实验能否选用淀粉酶和淀粉溶液作为实验材料？为什么？ （3）若要确定过氧化氢酶的最适pH，请简要说明实验思路。 3.影响酶促反应的因素 活动1：甲、乙两图是温度或pH对酶活性影响的数学模型，回答下列问题。 （1）观察分析模型，判断甲、乙两图中影响酶活性的因素分别是什么？说明判断理由。 （2）酶活性与温度（pH）的关系是什么？ （3）低温与高温对酶活性的影响一样吗？pH过高或过低对酶活性的影响一样吗？ 活动2：底物和酶的浓度是影响酶促反应速率的因素，观察下面的模型，回答下列问题。 （4）甲中酶促反应速率随底物浓度如何变化？甲中当底物达到一定浓度后，酶促反应速率不再加快的原因是什么？ （5）分析并描述乙曲线的含义。 1.蔗糖酶能将一分子蔗糖水解为一分子果糖和一分子葡萄糖。如图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型，下列有关叙述错误的是（　　） A.该模型能解释酶具有专一性 B.模型中乙表示蔗糖酶，为甲的水解提供反应的活化能 C.模型中乙的化学结构在化学反应的前后不会发生改变 D.若温度适当升高或降低5 ℃，酶的催化速率都将下降 2.下列不能用“酶的作用条件较温和”进行解释的生物学现象是（ ） A.沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳 B.低温保存的食物不易腐败 C.胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解 D.淀粉酶不能催化麦芽糖的水解 3．下列关于酶的叙述正确的是（　　） A．探究pH值对酶活性影响的实验步骤可为：加底物→加酶→调pH→混匀→观察 B．限制酶具有特异性，使用两种限制酶切割目的基因不一定能防止反向连接 C．用麦芽糖酶、麦芽糖和淀粉验证酶专一性，可用斐林试剂检测 D．淀粉酶水解淀粉是吸能反应需要ATP提供能量 4．生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶（PPO）在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A． 低氧环境可促进褐变发生 B． 喷洒柠檬酸可抑制褐变发生 C． 保存和运输生菜的最适pH值为6 D． 40℃时PPO活性最高，适于生菜保存 5．科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜 B．该实验中，温度高于60℃后酶变性导致反应速率下降 C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响 D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度 6．下图表示的是在最适条件下，反应物浓度对酶所催化的化学反应的影响（反应过程中温度和pH不变），相关叙述错误的是（　　） A．酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 B．A点随反应物浓度增加，酶的活性逐渐增大 C．C点调整反应的pH使反应速率减慢 D．其他条件不变，将酶换成相同物质量浓度的无机催化剂，B、C点均下移 7.为探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，某学习小组设计并完成了以下实验。 第一步：取甲和乙两支试管，向甲试管中加入2 mL可溶性淀粉溶液，乙试管中加入2 mL蔗糖溶液。 第二步：向甲、乙试管中各加入新鲜淀粉酶溶液2 mL，摇匀后置于60℃水浴锅中保温5 min。 第三步：向甲、乙试管中各加入斐林试剂2 mL，摇匀后50～65 ℃水浴加热2 min。 第四步：观察记录甲、乙试管的颜色变化。 请回答下列问题。 （1）向甲、乙两试管加入的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液的体积相等的原因是______。  （2）该实验______（填“能”或“不能”）用碘液进行检测，原因是______。 （3）实验结果是甲、乙两试管的颜色分别是______，该实验证明了______。  8.多酶片是一种复方制剂，它主要是由胰酶、胃蛋白酶复合而成的一种药物，其说明书的部分内容如下： 性状：本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶。适应证：用于消化不良、食欲缺乏。用法用量：口服，一次2～3片，一日3次。注意事项：本品在酸性条件下易破坏，故服用时切勿嚼碎。回答下列问题。 （1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，具有  （写出三条）的特性。服用多酶片时不能嚼碎的原因是　 。  （2）多酶片为肠溶衣与糖衣双层包被，外层包被应为　　　　（填“肠溶衣”或“糖衣”）。糖衣以糖浆为主要包衣材料，有一定的防潮、隔绝空气、掩盖药物不良气味等作用；肠溶衣为一层特殊包裹物质，能很好保护胰酶不会在胃部被破坏的原因是　  。  （3）请利用提供的材料用具，设计实验探究pH对胃蛋白酶活性的影响。 备选材料用具：蛋白块若干，胃蛋白酶溶液，蒸馏水，一系列pH梯度的溶液，试管若干，恒温水浴锅，时钟等。 实验步骤： ①取规格相同的5支洁净试管，分别编号1、2、3、4、5。 ②向5支试管中分别注入5 mL一系列pH梯度的溶液，然后各加入5 mL胃蛋白酶溶液。 ③将试管置于37 ℃的恒温水浴锅中保温5 min。 ④分别向5支试管中加入等量且适量的蛋白块。 ⑤　 。  （4）为进一步确认上述实验中，蛋白块的消失是否是胃蛋白酶催化所致，请提出实验改进的思路  　 。  酶的抑制剂 酶分子通过多肽链的盘曲折叠，组成一个在酶分子表面、具有三维空间结构的孔穴或裂隙，以容纳进入的底物与之结合并催化底物转变为产物，这个区域即称为酶的活性中心.组成酶活性中心的氨基酸残基的侧链存在不同的功能基团，如-NH2、-COOH、-SH、-OH和咪唑基等。 抑制剂：能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂，它可降低酶促反应速率。抑制剂通过共价键与酶分子上的某些必需基团反应，引起酶活力下降，甚至丧失。 竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点（酶上催化反应发生的特定区域）。其化学结构通常与底物相似，能模拟底物与活性位点结合，阻止底物进入。结合是可逆的，通常通过非共价键（如氢键、疏水作用）实现。 非竞争性抑制剂结合到酶的非活性位点（别构位点），通过诱导酶的空间构型改变，降低其催化效率，但不影响底物与活性位点的结合。结合通常是可逆的，但也可涉及较强的非共价相互作用。 在生物体内，这种抑制常用于代谢调控，改变酶活性以适应细胞需求。​ 【例题】除温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法错误的是（ ） A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与低温对酶活性抑制的机理不同 B.根据图甲可推知，竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点 C.图乙中底物浓度相对值小于10时，限制曲线A酶促反应速率的主要因素是底物浓度 D.图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 降低化学反应的活化能的酶 第2课时 酶的特性导学案 【课标要求】 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 2.2细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 2.2.1说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响 【素养目标】 1、通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶的特性。（生命观念） 2、构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的模型。（科学思维） 3、通过对有关酶实验的分析，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组。通过探究实验，发展科学探究能力。（科学探究） 4、通过实验探究活动培养学生知难而进、锲而不舍的顽强的意志品质和用于探索未知世界、勇于创新的精神。（社会责任） 【学习重点】酶的特性 【学习难点】探究实验中控制变量的科学方法 1、 酶的高效性 1．酶的高效性含义：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。 2.意义：使细胞代谢快速进行。 二、酶的专一性 1.酶的专一性含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 2.意义：使细胞代谢有条不紊地进行。 3.验证酶的专一性：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验步骤 试管编号 1 2 ① 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － ② 注入蔗糖溶液 － 2 mL ③ 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL ④ 60 ℃水浴保温5 min ⑤ 加入新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL ⑥ 沸水浴煮沸1 min ⑦ 观察实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 实验结论 1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶作用具有专一性。 三、酶的作用条件较温和 1．酶活性 （1）含义：酶对化学反应的催化效率。 （2）影响酶活性的主要因素：温度和pH。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低；过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活不再恢复活性。低温可使酶的活性明显下降，但在适宜的条件下活性可以恢复，因此酶适于低温下保存。 2．探究影响酶活性的条件 （1）探究影响酶活性的因素： 取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。 试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′ 实验步骤 一 2 mL淀粉 酶溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 2 mL淀粉 酶溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 2 mL淀粉酶 溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 二 在冰水中水浴5 min 在60 ℃温水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min 三 1与1′试管内液体混合，摇匀 2与2′试管内液体混合，摇匀 3与3′试管内液体混合，摇匀 四 在冰水中水浴数分钟 在60 ℃温水中水浴相同时间 在沸水中水浴相同时间 五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 实验现象 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色 结论 酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性 （2）pH对酶活性的影响： 实验步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 一 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴 二 注入不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH溶液 三 注入等量的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 四 观察现象 有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生 结论 酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏低或偏高都会影响酶的活性。 3．温度和pH对酶活性的影响 温度和pH对酶活性的影响示意图 （1） P点：最适温度；Q点：最适pH。偏离P点或Q点：酶的活性降低。 （2） 在最适温度和最适pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定，酶的保存宜选择低温、适宜的pH等条件。 1、 酶的高效性 如图表示了未加催化剂、加无机催化剂、加酶的催化效率曲线图，思考以下问题： 1.曲线①、②、③分别表示：①加酶；②加无机催化剂；③未加催化剂。 2.比较①②得出酶具有高效性；比较①③得出酶具有催化作用。 3.酶与无机催化剂的相同点：①都能降低化学反应的活化能；②可加快化学反应速率，缩短达到平衡点的时间，但不改变平衡点。　　　 二、酶的专一性 1.模型解读 2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 （1）实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ 提示：不能；因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖是否被水解都不会使碘液变色。 （2）肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？ 提示：不能；肽酶能催化多种多肽水解是因为不同多肽中可能存在它能识别的相同类型肽键结构，它仍然具有专一性。 三、作用条件较温和 1.探究温度对酶活性的影响 下列3组实验是探究温度对酶活性的影响，请分别从中寻找错误。 错误：缺少60 ℃的对照组，且不宜选用斐林试剂作为检测试剂，因为斐林试剂与还原糖需在水浴加热条件下反应，会改变实验温度，对实验结果造成影响。 错误：未对底物和酶进行保温处理就混合在一起，酶与底物需先在相应温度下保温一段时间再混合，保证反应在预设温度下进行。 错误：不应选用过氧化氢溶液作为反应底物，因为高温条件下，会直接使底物分解加快，而不是通过影响酶的活性来影响底物的分解。 2.探究温度对酶活性的影响 （1）该探究实验中能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH？ 提示：不能；因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响实验结果。 （2）本实验能否选用淀粉酶和淀粉溶液作为实验材料？为什么？ 提示：不能；因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。 （3）若要确定过氧化氢酶的最适pH，请简要说明实验思路。 提示：分别设置一系列pH梯度的组别进行重复实验，在最适温度及其他条件相同且适宜条件下观察气泡产生情况。单位时间内气泡产生量最多的一组对应的pH即为最适pH。 3.影响酶促反应的因素 活动1：甲、乙两图是温度或pH对酶活性影响的数学模型，回答下列问题。 （1）观察分析模型，判断甲、乙两图中影响酶活性的因素分别是什么？说明判断理由。 提示：甲为温度；乙为pH。低温不会使酶失活，而过酸或过碱则会使酶失活。 （2）酶活性与温度（pH）的关系是什么？ 提示：酶处于最适温度（最适pH）时活性最高，高于或低于最适温度（最适pH）酶的活性都会降低甚至是失活。 （3）低温与高温对酶活性的影响一样吗？pH过高或过低对酶活性的影响一样吗？ 提示：不一样。低温只是抑制酶的活性，当温度升高到最适温度时，酶的活性也可恢复到最高；而高温破坏了酶的空间结构，使酶失活，是不可逆的，即使温度恢复到最适温度，酶的活性也不会恢复。pH过高或过低时对酶活性的影响一样。pH过高或过低都会破坏酶的空间结构，使酶失活，是不可逆的，即使恢复到最适pH，酶的活性也不会恢复。 活动2：底物和酶的浓度是影响酶促反应速率的因素，观察下面的模型，回答下列问题。 （4）甲中酶促反应速率随底物浓度如何变化？甲中当底物达到一定浓度后，酶促反应速率不再加快的原因是什么？ 提示：在其他条件适宜，酶浓度一定的情况下，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，酶促反应速率不再增加；不再加快的原因是受到酶数量和酶活性的限制。 （5）分析并描述乙曲线的含义。 提示：在底物充足，其他条件都适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率呈正相关。 1.蔗糖酶能将一分子蔗糖水解为一分子果糖和一分子葡萄糖。如图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型，下列有关叙述错误的是（　　） A.该模型能解释酶具有专一性 B.模型中乙表示蔗糖酶，为甲的水解提供反应的活化能 C.模型中乙的化学结构在化学反应的前后不会发生改变 D.若温度适当升高或降低5 ℃，酶的催化速率都将下降 【答案】B 【解析】甲能和乙的活性部位结合，如钥匙和锁的关系，该图能够解释酶具有专一性；酶的作用机理是降低化学反应的活化能；酶的结构在反应前后不会发生改变；该图表示酶在最适温度下催化底物分解的模型，如果温度升高或降低5℃，酶的活性都会减弱，催化效率都将下降。 2.下列不能用“酶的作用条件较温和”进行解释的生物学现象是（ ） A.沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳 B.低温保存的食物不易腐败 C.胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解 D.淀粉酶不能催化麦芽糖的水解 【答案】D 【解析】“沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳”是由于高温破坏了酶的结构；“低温保存的食物不易腐败”是由于微生物细胞内的酶在低温条件下活性受到抑制；“胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解”是由于酶的催化需要适宜的pH，小肠中的环境呈偏碱性，胃蛋白酶进入小肠后因pH改变而失活；“淀粉酶不能催化麦芽糖的水解”是由于酶具有专一性。故选D。 3．下列关于酶的叙述正确的是（　　） A．探究pH值对酶活性影响的实验步骤可为：加底物→加酶→调pH→混匀→观察 B．限制酶具有特异性，使用两种限制酶切割目的基因不一定能防止反向连接 C．用麦芽糖酶、麦芽糖和淀粉验证酶专一性，可用斐林试剂检测 D．淀粉酶水解淀粉是吸能反应需要ATP提供能量 【答案】B 【解析】A、探究pH对酶活性影响的实验中，需先调节pH再加入酶，避免底物和酶混合后发生反应，A错误； B、限制酶具有特异性识别序列，但若两种酶切割后产生相同黏性末端，目的基因仍可能反向连接，因此使用两种限制酶不一定防止反向连接，B正确； C、麦芽糖和其水解产物葡萄糖均为还原糖，斐林试剂需沸水浴显色，而酶促反应在常温进行，无法直接检测；且麦芽糖未被完全水解时仍显色，无法验证专一性，C错误； D、淀粉水解是放能反应，酶通过降低活化能加速反应，无需ATP供能，D错误。 4．生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶（PPO）在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A． 低氧环境可促进褐变发生 B． 喷洒柠檬酸可抑制褐变发生 C． 保存和运输生菜的最适pH值为6 D． 40℃时PPO活性最高，适于生菜保存 【答案】B 【解析】A、多酚氧化酶（PPO）在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，因此低氧环境可抑制褐变发生，A错误； B、图示可知，柠檬酸可以减弱PPO相对活性，从而减少醌类物质的形成，即抑制褐变发生，B正确； C、结合图示可知，pH为6时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明pH为6时褐变易发生，从而不利于运输生菜，C错误； D、结合图示可知，温度为40℃时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明温度为40℃时褐变易发生，从而不利于生菜的保存，D错误。 5．科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜 B．该实验中，温度高于60℃后酶变性导致反应速率下降 C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响 D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度 【答案】C 【解析】A.探究温度对该酶催化反应速率的影响应遵循单一变量原则，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度都是无关变量，无关变量相同且适宜，A正确； B.酶在高温条件下会变性失活，从图中可以看出，温度高于60℃后，反应速率下降，是因为高温使酶的空间结构遭到破坏，酶发生变性，B正确； C.在底物充足的情况下，酶促反应速率与酶的浓度呈正相关，增加酶的用量会使反应速率加快，C错误； D.由图可知，该酶的最适温度在50~60℃之间，所以进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度，D正确。 6．下图表示的是在最适条件下，反应物浓度对酶所催化的化学反应的影响（反应过程中温度和pH不变），相关叙述错误的是（　　） A．酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 B．A点随反应物浓度增加，酶的活性逐渐增大 C．C点调整反应的pH使反应速率减慢 D．其他条件不变，将酶换成相同物质量浓度的无机催化剂，B、C点均下移 【答案】B 【解析】A、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，且酶具有催化作用，因而，酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物，如可以作为蛋白酶或RNA酶的底物，A正确； B、看图可知，A点反应速率随着反应物浓度的上升而上升，但酶的活性并未增大，因为反应物浓度不影响酶活性，B错误； C、图示是在最适条件下，反应物浓度对酶所催化的化学反应的影响，pH能改变酶的活性，故C点调整反应的pH后酶活性下降，因而可使反应速率减慢，C正确； D、无机催化剂降低活化能的效果不如酶显著，催化效率较酶低，反应速率慢，故其他条件不变，将酶换成相同物质的量浓度的无机催化剂，B、C点均下移，D正确。 7.为探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，某学习小组设计并完成了以下实验。 第一步：取甲和乙两支试管，向甲试管中加入2 mL可溶性淀粉溶液，乙试管中加入2 mL蔗糖溶液。 第二步：向甲、乙试管中各加入新鲜淀粉酶溶液2 mL，摇匀后置于60℃水浴锅中保温5 min。 第三步：向甲、乙试管中各加入斐林试剂2 mL，摇匀后50～65 ℃水浴加热2 min。 第四步：观察记录甲、乙试管的颜色变化。 请回答下列问题。 （1）向甲、乙两试管加入的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液的体积相等的原因是______。  （2）该实验______（填“能”或“不能”）用碘液进行检测，原因是______。 （3）实验结果是甲、乙两试管的颜色分别是______，该实验证明了______。  【答案】 （1）遵循单一变量原则 （2）不能；碘液不能检测蔗糖和蔗糖的水解产物，不能判断蔗糖是否水解 （3）砖红色、蓝色；酶具有专一性 8.多酶片是一种复方制剂，它主要是由胰酶、胃蛋白酶复合而成的一种药物，其说明书的部分内容如下： 性状：本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶。适应证：用于消化不良、食欲缺乏。用法用量：口服，一次2～3片，一日3次。注意事项：本品在酸性条件下易破坏，故服用时切勿嚼碎。回答下列问题。 （1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，具有  （写出三条）的特性。服用多酶片时不能嚼碎的原因是　 。  （2）多酶片为肠溶衣与糖衣双层包被，外层包被应为　　　　（填“肠溶衣”或“糖衣”）。糖衣以糖浆为主要包衣材料，有一定的防潮、隔绝空气、掩盖药物不良气味等作用；肠溶衣为一层特殊包裹物质，能很好保护胰酶不会在胃部被破坏的原因是　  。  （3）请利用提供的材料用具，设计实验探究pH对胃蛋白酶活性的影响。 备选材料用具：蛋白块若干，胃蛋白酶溶液，蒸馏水，一系列pH梯度的溶液，试管若干，恒温水浴锅，时钟等。 实验步骤： ①取规格相同的5支洁净试管，分别编号1、2、3、4、5。 ②向5支试管中分别注入5 mL一系列pH梯度的溶液，然后各加入5 mL胃蛋白酶溶液。 ③将试管置于37 ℃的恒温水浴锅中保温5 min。 ④分别向5支试管中加入等量且适量的蛋白块。 ⑤　 。  （4）为进一步确认上述实验中，蛋白块的消失是否是胃蛋白酶催化所致，请提出实验改进的思路  　 。  【答案】 （1） 高效性、专一性、作用条件温和　胰酶会在胃部的酸性环境中变性失活，且会被胃蛋白酶催化水解　 （2） 糖衣　胃液不能水解破坏肠溶衣　 （3） 观察5支试管中蛋白块体积变化，并记录蛋白块消失的时间 （4） 增加一组不加酶的对照实验，其他条件与实验组相同，观察蛋白块的变化 酶的抑制剂 酶分子通过多肽链的盘曲折叠，组成一个在酶分子表面、具有三维空间结构的孔穴或裂隙，以容纳进入的底物与之结合并催化底物转变为产物，这个区域即称为酶的活性中心.组成酶活性中心的氨基酸残基的侧链存在不同的功能基团，如-NH2、-COOH、-SH、-OH和咪唑基等。 抑制剂：能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂，它可降低酶促反应速率。抑制剂通过共价键与酶分子上的某些必需基团反应，引起酶活力下降，甚至丧失。 竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点（酶上催化反应发生的特定区域）。其化学结构通常与底物相似，能模拟底物与活性位点结合，阻止底物进入。结合是可逆的，通常通过非共价键（如氢键、疏水作用）实现。 非竞争性抑制剂结合到酶的非活性位点（别构位点），通过诱导酶的空间构型改变，降低其催化效率，但不影响底物与活性位点的结合。结合通常是可逆的，但也可涉及较强的非共价相互作用。 在生物体内，这种抑制常用于代谢调控，改变酶活性以适应细胞需求。​ 【例题】除温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法错误的是（ ） A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与低温对酶活性抑制的机理不同 B.根据图甲可推知，竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点 C.图乙中底物浓度相对值小于10时，限制曲线A酶促反应速率的主要因素是底物浓度 D.图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果 【答案】D 【解析】图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果。 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $