資源簡介

第5章　第1節　第2課時
課時跟蹤　分層訓練
學業考達標練
一、選擇題
1．RNA酶可催化RNA的水解，下列有關RNA酶的敘述，正確的是(　　)
A．高溫下容易失活
B．含有的N元素主要在堿基中
C．熱穩定性主要與磷酸二酯鍵有關
D．在細胞外不能發揮作用
【解析】　RNA酶的化學本質是蛋白質，高溫下容易失活，A正確；蛋白質含有的N元素主要在肽鍵中，B錯誤；蛋白質中不含磷酸二酯鍵，C錯誤；酶在細胞外能發揮作用，D錯誤。故選A。
2．細胞代謝能夠在溫和的條件下快速有序地進行，離不開酶的作用。下列有關酶的敘述錯誤的是(　　)
A．酶在細胞外仍具有催化活性
B．同一種酶可存在于分化程度不同的細胞中
C．酶的專一性是指一種酶只能催化一種化學反應
D．酶的高效性確保了細胞內的物質代謝和能量轉換的快速進行
【解析】　酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物，只要條件適宜在細胞內外都具有催化活性，A正確；分化程度不同的活細胞都能進行細胞呼吸，需要呼吸酶，故同一種酶可存在于分化程度不同的細胞中，B正確；酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應，C錯誤；酶比無機催化劑降低化學反應的活化能更明顯，具有高效性，能夠使細胞內的物質代謝和能量轉換快速進行，D正確。故選C。
3．嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶對肌肉組織中的有機物進行分解，使肉類制品口感鮮嫩。根據酶的作用特點，下列使用方法最佳的是(　　)
A．炒肉的過程中加入
B．肉炒熟后起鍋前加入
C．用沸水溶解后與肉片混勻，炒熟
D．室溫下與肉片混勻，放置一段時間后炒熟
【解析】　無論是炒肉的過程中加入、肉炒熟后起鍋前加入，還是用沸水溶解后與肉片混勻、炒熟，由于溫度過高，嫩肉粉中的酶會因高溫變性失活，來不及對肌肉組織中的有機物進行分解，達不到使肉類口感鮮嫩的效果；而室溫下與肉片混勻，放置一段時間后炒熟，能使酶與肌肉組織中的有機物在適宜條件下充分反應，利于有機物的分解。因此D正確，A、B、C錯誤。故選D。
4．乳糖不耐受是一種由于乳糖酶分泌少，不能完全消化分解母乳或牛乳中的乳糖所引起的非感染性腹瀉。下圖是乳糖酶分解乳糖的示意圖，它表明(　　)
A．乳糖酶具有專一性
B．乳糖酶催化合成反應
C．乳糖酶具有高效性
D．乳糖酶活性容易受溫度影響
【解析】　據圖分析可知，乳糖酶的活性部位與乳糖結合，將乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，體現了酶的專一性，A正確；乳糖酶催化分解反應，B錯誤；乳糖酶具有高效性，但據圖無法判斷，C錯誤；乳糖酶活性容易受溫度影響，但據圖無法判斷，D錯誤。故選A。
5．某同學進行了下列有關酶的實驗。
甲組：淀粉溶液＋新鮮唾液＋斐林試劑→有磚紅色沉淀
乙組：蔗糖溶液＋新鮮唾液＋斐林試劑→無磚紅色沉淀
丙組：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液＋斐林試劑→？
下列敘述正確的是(　　)
A．丙組的實驗結果是無磚紅色沉淀
B．三組實驗都可在常溫下進行
C．該同學的實驗可以驗證酶的專一性
D．為省去水浴加熱步驟，可用碘液代替斐林試劑
【解析】　丙組中，蔗糖酶可以把蔗糖水解為還原糖，還原糖在水浴加熱條件下與斐林試劑反應會產生磚紅色沉淀，A錯誤；加入斐林試劑后還應水浴加熱，B錯誤；實驗中淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，證明酶具有專一性，C正確；碘液只能檢測淀粉是否被水解，而不能檢測蔗糖是否被水解，D錯誤。故選C。
6．如圖為不同溫度條件下的酶促反應速率的變化曲線，下列敘述錯誤的是(　　)
A．影響ab段酶促反應速率的主要因素是反應物濃度
B．影響bc段酶促反應速率的因素可能是酶量
C．溫度導致曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的酶促反應速率不同
D．曲線Ⅰ顯示，該酶促反應的最適溫度為37 ℃
【解析】　根據題圖可知，圖中有溫度和反應物濃度兩個影響酶促反應速率的因素。影響ab段酶促反應速率的主要因素是反應物濃度，影響bc段酶促反應速率的因素是除反應物濃度以外的其他因素，如酶量、酶活性等，A、B正確；曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的酶促反應速率不同是溫度不同造成的，C正確；曲線Ⅰ表示的溫度比另外兩種溫度更適宜，但不一定是該酶促反應的最適溫度，D錯誤。故選D。
7．如圖表示不同pH對某種酶催化速率的影響，下列相關敘述不正確的是(　　)
A．在實驗范圍內，該酶的最適pH在2～3之間
B．實驗過程中將pH由1調至3后，該酶的催化速率顯著提高
C．一定范圍內，隨著pH的升高，該酶的催化速率先升高后降低
D．pH過高或過低，該酶的催化速率都出現明顯降低
【解析】　據圖可知，在實驗范圍內，該酶的最適pH是2.6左右，即該酶的最適pH在2～3之間，A正確；據圖可知，在pH＝1時酶已經出現一定程度的變性失活，不可逆，故實驗過程中將pH由1調至3后，該酶的催化速率不會顯著提高，B錯誤；在最適pH前，隨著pH的升高，該酶的催化速率不斷提高；超過最適pH，隨著pH的升高，該酶的催化速率不斷降低，C正確；根據曲線可知，pH過高或過低，該酶的催化速率都出現明顯降低，D正確。故選B。
二、非選擇題
8．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。回答下列問題：
(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是_B__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_加快__。
(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_不變__，原因是_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)生物體內酶的化學本質是_蛋白質或RNA__，其特性有_高效性、專一性__(答出兩點即可)。
【解析】　(1)曲線圖顯示：在反應開始的一段時間內，40 ℃時產物濃度增加最快，說明酶的活性最高，而B組控制的溫度是40 ℃。(2)A組控制的溫度是20 ℃。在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，因酶的活性增強，則A組酶催化反應速度會加快。(3)對比分析圖示中的3條曲線可推知，在時間t2時，C組的酶在60 ℃條件下已經失活，所以如果在時間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，在t3時，C組產物的總量不變。(4)絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。酶具有高效性、專一性、酶的作用條件較溫和等特性。
選擇考提升練
一、選擇題
1．酶在細胞代謝中起著非常重要的作用。下列有關酶的敘述，正確的是(　　)
A．一種酶只能催化一種化學反應
B．兩種不同的酶在一定條件下可能結合發生反應
C．酶的作用條件溫和使細胞代謝有條不紊的進行
D．通過增加反應體系中酶量來提高酶活性進而加快反應速率
【解析】　酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應，A錯誤；酶是蛋白質或RNA，可被蛋白酶或RNA水解酶催化分解，故兩種不同的酶在一定條件下可能結合發生反應，B正確；細胞代謝能夠有條不紊的進行，原因是酶的作用具有專一性，C錯誤；酶的活性受溫度和pH等影響，通過增加反應體系中酶量不能提高酶活性，D錯誤。故選B。
2．乳糖不耐受患者的腸道中不含乳糖酶，飲用的乳汁或牛乳中的乳糖經腸道細菌分解成乳酸后，會破壞腸道的堿性環境，導致患者發生輕度腹瀉。下列相關敘述正確的是(　　)
A．乳糖酶催化和保存的最適溫度是37 ℃
B．可以通過直接口服乳糖酶治療乳糖不耐受
C．飲用經乳糖酶處理的牛奶能緩解乳糖不耐受癥狀
D．乳糖酶可以提供乳糖水解成半乳糖和果糖所需的活化能
【解析】　酶應在低溫下保存，A錯誤；乳糖酶的化學本質是蛋白質，只能通過注射治療乳糖不耐受，不能口服，B錯誤；乳糖酶能夠分解乳糖，故飲用經乳糖酶處理的牛奶能緩解乳糖不耐受癥狀，C正確；酶的作用機理是降低活化能，不能提供能量，D錯誤。故選C。
3．某同學研究溫度和pH對某酶促反應速率的影響，得到如圖所示的曲線。據圖分析，下列敘述正確的是(　　)
A．該酶催化反應的最適溫度為35 ℃，最適pH為8
B．當pH為8時，影響酶促反應速率的主要因素是底物濃度
C．在一定范圍內，隨溫度升高，該酶催化反應的最適pH不變
D．當pH為任何一固定值時，實驗結果都可以證明溫度對酶促反應速率的影響
【解析】　分析曲線可知，在相同pH條件下，35 ℃時的酶促反應速率最高，而在相同溫度條件下，pH為8時酶促反應速率最高，因此該酶促反應的最適pH是8，但最適溫度不一定就是35 ℃，A錯誤；由圖可知，當pH為8時，影響酶促反應速率的主要因素是溫度，曲線中未體現底物濃度對酶促反應速率的影響，B錯誤；據圖可知，在一定范圍內，隨溫度升高，該酶催化反應的最適pH沒有變化，C正確；當pH過低(過酸)或過高(過堿)時，酶的活性喪失，此時不同溫度條件下的酶促反應速率是相同的，不能證明溫度對酶促反應速率的影響，D錯誤。故選C。
4．探究溫度對酶活性影響最合理的實驗步驟是(　　)
①取3支試管編號，各注入2 mL淀粉液：另取3支試管編號，各注入1 mL新鮮的淀粉酶溶液　②將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉液試管中，維持各自的溫度5 min　③向各試管滴兩滴碘液，搖勻　④將6支試管分成三組，每組各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分別放在60 ℃的熱水、沸水和冰水中　⑤觀察實驗現象
A．①→②→④→③→⑤
B．①→③→②→④→⑤
C．①→③→④→②→⑤
D．①→④→②→③→⑤
【解析】　要探索溫度對酶活性影響，就要以溫度為自變量設置對照實驗，即設計的實驗應該是除溫度不同外，其他條件都要相同；其次，還要注意實驗設置時應先保溫再將酶和底物混合，因此最合理的實驗順序應為①取3支試管編號，各注入2 mL淀粉液；另取3支試管編號，各注入1 mL新鮮的淀粉酶溶液→④將6支試管分成三組，每組各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分別放在60 ℃的熱水、沸水和冰水中→②將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉液試管中，維持各自的溫度5 min→③向各試管滴兩滴碘液，搖勻→⑤觀察實驗現象，D正確。故選D。
5．為了探究溫度、pH對酶活性的影響，下列實驗設計合理的是(　　)
實驗編號 探究課題 選用材料與試劑
① 溫度對酶活性的影響 過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液
② 溫度對酶活性的影響 新配制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③ pH對酶活性的影響 新配制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④ pH對酶活性的影響 新配制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑
A.實驗① B.實驗②
C．實驗③ D.實驗④
【解析】　過氧化氫受熱會加快分解，不宜用于探究溫度對酶活性的影響，實驗①不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，實驗③不合理；溶液的pH會影響淀粉的水解，且斐林試劑可與酸性物質反應，因此實驗④不合理。故選B。
6．圖示中曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下，反應物濃度與酶促反應速率的關系。下列分析正確的是(　　)
A．增大pH，重復該實驗，A、B點位置都不變
B．酶量增加后，反應速率可用曲線a表示
C．反應物濃度是限制曲線AB段反應速率的主要因素
D．B點條件下升高溫度，將呈現曲線c所示變化
【解析】　題干中提出“曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下”，因此如果增大pH，酶的活性會下降，A、B點位置都會下移，A錯誤；增加酶量后，反應速率會加快，反應速率不可用曲線a表示，B錯誤；從圖中可以看出，在曲線AB段反應速率與反應物濃度呈正相關，因此反應物濃度是限制曲線AB段反應速率的主要因素，C正確；由題意知，曲線b表示在最適溫度條件下反應物濃度與酶促反應速率的關系，如果B點條件下升高溫度，酶活性會下降，不會呈現曲線c所示變化，D錯誤。故選C。
7．下圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝b時H2O2分解產生的O2量隨時間的變化。下列敘述正確的是(　　)
A．溫度降低時，乙圖中的e點不變，d點右移
B．H2O2量增加時，乙圖中的e點上升，d點左移
C．最適溫度下，pH＝c時，乙圖中e點的值為0
D．最適溫度下，pH＝a時，乙圖中e點下移，d點左移
【解析】　溫度降低時，酶的活性降低，酶促反應速率降低，達到平衡所需的時間增加導致乙圖中的d點右移，但是e點不變，A正確；H2O2量增加時，乙圖中的e點上升，d點右移，B錯誤；pH＝c時，過堿條件破壞酶的空間結構使酶失活，不能催化H2O2水解，但H2O2在常溫下也能分解，所以e點不為0，C錯誤；最適溫度下，pH＝a時，酶的活性降低，導致乙圖中d點右移，而e點不變，D錯誤。故選A。
二、非選擇題
8．下列A、B、C三圖依次表示酶濃度一定時，反應速率和反應物的濃度、溫度、pH之間的關系。請據圖回答下列問題：
(1)圖A中，反應物達到某一濃度時，反應速率不再上升，其原因是_受反應液中的酶濃度或酶活性的限制__。
(2)圖B中，a點所對應的溫度是酶促反應的_最適溫度__。
(3)圖B中，a點到b點曲線急劇下降，其原因是_超過最適溫度后，酶的空間結構改變，酶活性隨著溫度的升高而下降__。
(4)將裝有唾液淀粉酶和淀粉的混合溶液的甲、乙兩試管分別放入12 ℃和75 ℃水浴鍋中，20分鐘后取出，轉入37 ℃的水浴鍋中保溫，兩試管內反應分別為甲_速度加快__(填“速度加快”或“速度減慢”)，乙_無催化反應__(填“有催化反應”或“無催化反應”)。
(5)圖C表示_C__催化反應的速率變化曲線。
A．唾液淀粉酶　 B.胃蛋白酶　
C.胰蛋白酶
【解析】　(1)圖A中，當反應物在低濃度范圍內增加時，反應速率迅速上升；當反應物達到一定濃度時，隨反應物濃度增加，反應速率不再上升，這是受酶濃度或酶活性的影響。(2)圖B中，a點溫度時，酶促反應速率最快，屬于酶促反應的最適溫度。(3)圖B中，a點為最適溫度，由最適溫度逐漸升高，高溫使酶的空間結構改變，使酶活性下降。(4)由于酶在高溫下會變性失活，并且不會恢復，而在低溫下只是活性降低，升溫時活性逐漸恢復，因此甲試管反應速度加快，乙無催化反應。(5)圖C中，酶的最適pH約為8，可表示胰蛋白酶催化反應的速率變化曲線。
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第5章　細胞的能量供應和利用
第1節　降低化學反應活化能的酶
第2課時　酶的特性
課標要求 核心素養
1.理解酶的高效性和專一性的含義。
2．歸納溫度和pH變化對酶活性的影響，并能分析有關曲線。
3．進一步嘗試控制自變量，觀察和檢測因變量，體驗對照實驗和重復實驗的實驗方法。 1.科學思維：通過建立溫度、pH等對酶活性的影響的數學模型，理解溫度、pH等對酶活性的影響規律和原理。
2．科學探究：體驗探究環境因素影響酶活性的實驗設計思路，規范實驗步驟。
3．社會責任：課本中的“與社會的聯系”
“酶為生活添姿彩”；通過學習酶的作用機理及特性，能夠解釋發燒使人食欲減退以及加酶洗衣粉使用方法等生活實際例子。
必備知識　自主梳理
?酶具有高效性
1．含義：與______________相比，酶的催化效率更高。酶的催化效率是無機催化劑的107～1013倍，說明酶具有__________。
2．意義：保證了____________的快速進行；保證了細胞內____________的穩定。
無機催化劑
高效性
細胞代謝
能量供應
?酶具有專一性
1．酶的專一性是指每一種酶只能催化______________化學反應。而無機催化劑催化的范圍比較廣，如酸能催化蛋白質、________和________水解。
2．實例：脲酶只能催化________分解。
3．意義：保證了____________能夠有條不紊地進行。
一種或一類
脂肪
淀粉
尿素
細胞代謝
?酶的作用條件較溫和
1．酶活性
酶催化特定化學反應的能力稱為酶活性，可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的________表示。
2．酶的作用條件較溫和
酶所催化的化學反應一般是在比較________的條件下進行的。科學家采用定量分析的方法，分別得到了酶活性受溫度和pH影響的示意圖。
速率
溫和
(1)酶活性受溫度影響示意圖(如圖甲)
在一定條件下，酶活性最大時的溫度稱為該酶的____________。在一定溫度范圍內，酶促反應速率隨溫度的升高而________；但當溫度升高到一定限度時，酶促反應速率不僅不再加快，反而隨著溫度的升高而________。
最適溫度
加快
下降
(2)酶活性受pH影響示意圖(如圖乙)
在一定條件下，酶活性最大時的pH稱為該酶的____________。pH偏高或偏低，酶促反應速率都會________。
(3)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的____________________，使酶永久失活，在0 ℃左右時，酶的活性很低，但酶的________________，在適宜的溫度下酶的活性會________，因此，酶制劑適宜在________下保存。
最適pH
下降
空間結構遭到破壞
空間結構穩定
恢復
低溫
(1)酶和無機催化劑相比具有高效性的機理是酶降低了化學反應所需的活化能。(　 　)
(2)二肽酶能催化多種二肽水解，不能說明酶具有專一性。(　 　)
(3)催化脂肪酶水解的酶是蛋白酶。(　 　)
(4)酶促反應速率既可以用反應物的消耗速率表示，也可以用產物的生成速率表示。(　 　)
(5)pH影響酶活性的實驗中實驗材料不選擇淀粉，原因是酸能促進淀粉水解。(　 　)
×
×
√
√
√
(6)探究影響酶活性的條件實驗中，至少要設置三組實驗。(　 　)
(7)市售α－淀粉酶的最適溫度在50～75 ℃，而來自人體的唾液淀粉酶的最適溫度在37 ℃左右。(　 　)
(8)低溫、高溫、過酸、過堿條件下酶的活性都很低，且酶的空間結構都發生了不可逆的改變。(　 　)
√
√
×
【解析】　(1)酶具有高效性的機理是與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。(2)酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學反應，二肽酶能催化多種二肽水解，能說明酶具有專一性。(3)脂肪酶的化學本質是蛋白質，可由蛋白酶水解。(8)高溫、過酸、過堿條件下酶的活性都很低，因該條件下酶的空間結構都發生了不可逆的改變。低溫抑制了酶的活性，隨著溫度升高，酶的活性可以逐漸恢復。
合作探究　能力提升
●情境解讀
實驗情境：淀粉和蔗糖不是還原糖，但淀粉水解后會生成麥芽糖，蔗糖水解后會產生葡萄糖和果糖，它們都是還原糖。下表為比較新鮮的唾液(唾液淀粉酶)對淀粉和蔗糖的催化作用實驗，請分析：
任務一：分析酶的專一性
試管編號 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL
蔗糖溶液 2 mL
新鮮的唾液 1 mL 1 mL
試管編號 1 2
37 ℃保溫5分鐘
新配制的斐林試劑 2 mL 2 mL
水浴加熱
實驗現象 有磚紅色沉淀 沒有磚紅色沉淀
●問題探究
1．1號試管有磚紅色沉淀生成，2號試管不出現磚紅色沉淀，說明什么？
提示：1號試管中淀粉被水解，2號試管中蔗糖沒有被水解。
2．上述實驗說明了什么？
提示：可溶性淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有專一性。
3．上述實驗中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑？
提示：不能。因為碘液只能檢測淀粉是否被水解，蔗糖是否被水解都不會使碘液變色。
4．肽酶能催化多種多肽水解為氨基酸，是否說明肽酶沒有專一性？
提示：不是。酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應，肽酶催化的是一類反應，也說明其具有專一性。
●典例剖析
某實驗小組擬進行探究酶特性的實驗，實驗部分設計如表所示，甲、乙兩試管為一組對照實驗。下列相關分析錯誤的是(　　)
試管 1%淀粉溶液10 mL 蔗糖酶溶液1 mL 唾液淀粉酶溶液1 mL 水浴保溫10 min，再用斐林試劑檢測
甲 ＋ － ＋
乙 ＋ ＋ －
注：“＋”表示加入，“－”表示未加入
A．該實驗是探究酶的專一性
B.該實驗的自變量是酶的種類
C．底物與酶溶液加入試管前不用保溫
D.只有甲試管能出現磚紅色沉淀
【解析】　本實驗的設計思路是同底異酶，該實驗的目的是探究酶的專一性，A正確；該實驗的自變量是酶的種類，B正確；底物溶液與酶溶液37 ℃水浴保溫后，再加入試管混合，C錯誤；甲試管中加入的是淀粉和淀粉酶，能催化淀粉的水解，產生可溶性還原糖，用斐林試劑檢測能出現磚紅色沉淀，而乙試管中加入的是淀粉和蔗糖酶，但是蔗糖酶不能催化淀粉的水解，因此試管中沒有可溶性還原糖出現，因而與斐林試劑反應不會出現磚紅色沉淀，D正確。故選C。
1．酶法保鮮技術是指利用酶的催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響，從而保持食品原有優良品質與特性的技術。葡萄糖氧化酶可使葡萄糖氧化成葡萄糖酸和過氧化氫，同時在反應中消耗一個氧分子，故該酶常作為除葡萄糖劑和脫氧劑廣泛應用于食品保鮮。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．酶法保鮮技術中酶發揮作用時會降低化學反應所需的活化能
B．葡萄糖氧化酶與葡萄糖酸的特異性結合體現了酶的專一性
C．葡萄糖氧化酶可保護食品中的易氧化成分利于食品保鮮
D．用溶菌酶處理食品也屬于一種酶法保鮮技術
【解析】　酶的作用機理是降低化學反應所需的活化能，A正確；葡萄糖氧化酶可使葡萄糖氧化成葡萄糖酸和過氧化氫，因此葡萄糖氧化酶與葡萄糖的特異性結合體現了酶的專一性，葡萄糖氧化酶不能與葡萄糖酸特異性結合，B錯誤；葡萄糖氧化酶常作為除葡萄糖劑和脫氧劑廣泛應用于食品保鮮，脫氧劑減少可保護食品中的易氧化成分，因此葡萄糖氧化酶可保護食品中的易氧化成分利于食品保鮮，C正確；酶法保鮮技術是指利用酶的催化作用，防止或消除外界因素對食品的不良影響，從而保持食品原有優良品質與特性的技術。溶菌酶可破壞細菌的細胞壁，用溶菌酶處理食品，可有效地防止細菌對食品的污染，起到防腐保鮮作用，因此用溶菌酶處理食品也屬于一種酶法保鮮技術，D正確。故選B。
●歸納提升
1．驗證酶的專一性
(1)設計思路
驗證酶專一性的方法也是“對比法”，常見的有兩種方案：底物相同酶不同或底物不同酶相同，最后通過觀察酶促反應能否進行得出結論。
(2)設計方案
項目 方案一 方案二
對照組 實驗組 對照組 實驗組
材料 底物相同(等量) 與酶相對應的底物 另外一種底物
試劑 與底物相對應的酶 另外一種酶 同一種酶(等量)
現象 發生反應 不發生反應 發生反應 不發生反應
結論 酶具有專一性
2.曲線模型
(1)數學模型
①加入酶B的反應速率和無酶條件下的反應速率相同，說明酶B對此反應無催化作用。
②加入酶A的反應速率在一定范圍內隨反應物濃度的增大明顯加快，說明酶A可催化該反應，即酶具有專一性。
(2)物理模型
圖中A表示酶，B表示能被A催化分解的底物，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。酶和被催化的底物均具有特定的結構，體現了酶的專一性。
●情境解讀
數學模型：
任務二：分析酶的高效性
●問題探究
1．在不改變反應物總量的條件下，加入酶和無機催化劑后，什么沒有發生改變，什么發生了改變？
提示：加入酶和無機催化劑以后，化學反應的平衡點沒有改變，因此，酶不能改變最終生成物的量。但是，達到平衡點的時間發生了改變。
2．酶和無機催化劑能夠縮短到達平衡點的時間的原理是什么？
提示：酶和無機催化劑能夠降低化學反應的活化能，從而加快化學反應的速率，縮短到達平衡點的時間。
3．酶與無機催化劑相比，為什么到達平衡點的時間更短？這體現了酶的什么特點？
提示：酶降低化學反應活化能的效果遠遠大于無機催化劑，對化學反應的催化作用更強。這體現了酶的高效性。
●典例剖析
下列實驗或現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取兩支潔凈的試管，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，檢測淀粉的分解情況　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，觀察氣泡的釋放速率
A．①②③ B.①③
C.③ D.②③
【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。①可以說明酶的高效性；FeCl3無機催化劑比過氧化氫酶催化過氧化氫分解時，釋放氣泡的速率更慢，也可以體現高效性，③正確。故選B。
2．研究表明：一分子過氧化氫酶能在1分鐘內使5×105個過氧化氫分子分解成氧氣和水，相當于Fe3＋催化速率的109倍，但是對糖的水解卻不起作用，這個事實說明酶分別具有(　　)
A．多樣性，穩定性 B.高效性，多樣性
C.高效性，專一性 D.高效性，穩定性
【解析】　過氧化氫酶的催化效率相當于Fe3＋催化速率的109倍，說明酶與無機催化劑相比具有高效性；過氧化氫酶可催化過氧化氫高效分解，卻不能催化糖的水解，說明酶具有專一性。故選C。
●歸納提升
1．驗證酶的高效性的實驗設計思路
組別 反應物 催化劑 結果
對照組 X 無機催化劑 反應速率慢
實驗組 X X酶 反應速率快
2.酶表現高效性的前提條件是處在適宜的條件下，當外部條件不適宜時，酶的催化能力會有所下降，甚至發生變性而完全失去催化活性。
●情境解讀
實驗情境：
實驗1　探究溫度對酶活性的影響
任務三：分析影響酶活性的條件
試管
步驟 1 1′ 2 2′ 3 3′
3%的可溶性淀粉溶液 2 mL — 2 mL — 2 mL —
2%的淀粉酶溶液 — 1 mL — 1 mL — 1 mL
試管
步驟 1 1′ 2 2′ 3 3′
不同溫度下處理5 min 100 ℃ 60 ℃ 0 ℃
將同一溫度下的兩種物質混合后保溫5 min
滴加碘液 1滴 1滴 1滴
結果(現象) 變藍 不變藍 變藍
結論 酶的催化作用需在適宜的溫度下進行，溫度過高或過低都會影響酶的活性
實驗2　探究pH對酶活性的影響
步驟 試管編號
1 2 3
20%肝臟研磨液 1 mL 1 mL 1 mL
蒸餾水 1 mL
5%氫氧化鈉溶液 1 mL
5%鹽酸溶液 1 mL
3%過氧化氫溶液 2 mL 2 mL 2 mL
振蕩試管
結果 有大量氣泡產生 無明顯氣泡 無明顯氣泡
●問題探究
1．實驗1中淀粉和淀粉酶為什么要預熱到同一溫度再混合？
提示：保證反應一開始就達到預設溫度，不會因為混合而改變溫度。
2．實驗1中能否用過氧化氫溶液來探究溫度對酶活性的影響？
提示：不能。探究溫度對酶活性的影響時，自變量是溫度，而過氧化氫在不同溫度下分解速率不同，影響對實驗結果的分析。
3．實驗1中能否用斐林試劑來檢測產物的產生情況？
提示：不能。因為斐林試劑與還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實驗需嚴格控制不同溫度。
4．實驗2的結果說明了酶的活性和pH有什么關系？
提示：酶的作用需要適宜的pH，pH偏高或偏低都會使酶活性降低。
5．實驗2中能否在加入肝臟研磨液后，直接加入3%過氧化氫溶液，然后再調節pH
提示：不能。因為酶的作用具有高效性，在調節pH之前，試管中已經發生了劇烈反應，會影響到實驗結果。
6．實驗2能否選用淀粉酶和淀粉作為實驗材料？為什么？
提示：不能。因為淀粉酶催化的底物淀粉在酸性條件下也會發生水解反應。
●典例剖析
下面是研究人員以復合酶制劑為材料進行研究的結果，相關敘述錯誤的是(　　)
溫度/℃ 20 30 40 45 50 60
不加酶去污力/% 15 18 20 21 21.5 22
加酶去污力/% 30 40 48 50 48 37
A.當溫度高于60 ℃時，加入的復合酶制劑會失去催化活性
B．本研究的主要目的是探究溫度對復合酶制劑去污力的影響
C．實驗結果表明，加復合酶制劑后的洗滌溫度以40～50 ℃為宜
D．實驗所用污布上污染物種類、污染程度等均會影響實驗結果
【解析】　據表格數據只能看出在20～60 ℃時，加入的復合酶制劑的活性先增加后減少，且40～50 ℃時復合酶制劑的活性最高，60 ℃復合酶制劑的活性下降，無法看出60 ℃以上復合酶制劑的催化活性的高低，A錯誤；據表格內容可知，本題的自變量是不同的溫度，因變量是加酶去污力與不加酶去污力的大小，因此本研究的主要目的是探究溫度對復合酶制劑去污力的影響，B正確；據表格實驗數據可知，40～50 ℃時，加復合酶制劑的去污力最強，洗滌衣物時應控制溫度在該范圍最適宜，C正確；實驗中的無關變量包括污布上污染物種類、污染程度等，這些無關變量均會影響實驗結果，D正確。故選A。
3．為探究狗的胃液消化作用，某興趣小組進行了如表所示的相關實驗，根據實驗結果能夠得出的結論是(　　)
組別 雞脯肉 胃液 胃蛋白酶液 鹽酸 堿溶液 實驗現象
① ＋ ＋ － ＋ － 肉塊變小
② ＋ ＋ － － ＋ 肉塊不變
③ ＋ ＋ － － － 肉塊變小
④ ＋ － ＋ ＋ － 肉塊變小
⑤ ＋ － ＋ － ＋ 肉塊不變
⑥ ＋ － ＋ － － 肉塊不變
注：表中“＋”表示有，“－”表示無，其他條件適宜
A．胃液在有鹽酸的條件下才具有分解肉塊的作用
B.胃蛋白酶在酸性條件下才具有催化作用
C．堿性條件下胃蛋白酶降低活化能的能力增強
D.胃蛋白酶的催化具有高效性和專一性
【解析】　據表中數據分析，實驗③中胃液在沒有鹽酸的條件下也能夠將肉塊分解，A錯誤；根據實驗④、⑥可知，胃蛋白酶在酸性條件下才具有催化作用，B正確；根據實驗⑤的現象肉塊不變可知，堿性條件下胃蛋白酶不能降低化學反應的活化能或降低活化能的能力減弱，C錯誤；本實驗沒有與無機催化劑對比，不能得出胃蛋白酶的催化具有高效性，本實驗沒有設置用同一種酶去催化不同的底物，不能得出胃蛋白酶的催化具有專一性，D錯誤。故選B。
●歸納提升
1．探究影響酶活性的實驗“四部曲”
(1)分組編號：將實驗器具分組編號并裝入相應的等量試劑。
(2)控制變量：控制影響酶活性的條件(如溫度、pH等)，即首先將底物、酶液分別處理到預設的條件下。
(3)進行反應：讓酶液與底物混合，仍在預設的條件(如溫度、pH等)下反應，無關變量保持相同。
(4)結果檢測：檢測實驗的因變量，觀察并記錄實驗結果，推出結論。
2．酶特性實驗探究中的“三宜”“四不宜”
(1)若底物選擇淀粉和蔗糖，用淀粉酶來驗證酶的專一性時，檢測底物是否被分解的試劑“宜”選用斐林試劑，“不宜”選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解。
(2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測底物被分解的試劑“宜”選用碘液，“不宜”選用斐林試劑，因為用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，而該實驗中需要嚴格控制溫度。
(3)在探究pH(或溫度)對酶活性影響時，“宜”保證酶的最適溫度(或pH)，排除溫度(或pH)的干擾，且將酶溶液的pH(或溫度)調至實驗要求的pH(或溫度)后再讓反應物與底物接觸，“不宜”在未達到預設pH(或溫度)前，讓反應物與酶接觸。
(4)在探究酶的適宜溫度的實驗中，“不宜”選擇過氧化氫和過氧化氫酶作實驗材料，因為過氧化氫在常溫常壓時就能分解，加熱的條件下分解會加快，無法確認是不是因為酶活性變化而影響的反應速率。
3．影響反應速率的其他條件
(1)酶濃度對酶促反應速率的影響
甲圖說明：在底物充足，其他條件適宜的情況下，酶濃度與酶促反應速率呈正相關。
(2)反應物濃度對酶促反應速率的影響
乙圖說明：在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應隨底物濃度的增加反應速率增加，當底物濃度超過一定范圍后反應速率不再改變。此時限制酶促反應速率的因素可能是酶的數量。
課堂達標　鞏固訓練
1．某生物興趣小組通過實驗發現，胃蛋白酶能將食物中的蛋白質分解成簡單的營養成分，而對淀粉卻不起作用。這種現象說明酶具有(　　)
A．高效性 B.專一性
C．多樣性 D.穩定性
【解析】　酶的專一性是指一種特定的酶只能催化一種特定的底物，胃蛋白酶能將食物中的蛋白質分解成簡單的營養成分，而對淀粉卻不起作用。這種現象說明酶具有專一性。故選B。
2．在探究酶活性的最適溫度試驗中，下列說法不正確的是(　　)
A．在若干燒杯中分別加入不同溫度的水，用溫度計加以測量，并調節
B．過酸、過堿或過高溫度，會使酶變性失活；低溫，則不會
C．本實驗需要設置對照實驗，不同溫度梯度之間可形成相互對照
D．將剛制備的蘋果泥和果膠酶混合后，迅速放在不同溫度的燒杯中恒溫水浴
【解析】　在探究酶活性的最適溫度試驗中，溫度屬于自變量，設置一系列的溫度梯度，就可以探究出最適溫度，A正確；過酸、過堿或過高溫度，會使酶變性失活，低溫會降低酶的活性，但不會失活，B正確；本實驗需要設置對照實驗，溫度是自變量，不同溫度梯度之間可形成相互對照，C正確；將剛制備的蘋果泥和果膠酶預先放置在不同溫度的燒杯中恒溫水浴處理，然后再將相同溫度下的蘋果泥和果膠泥混合，D錯誤。故選D。
3．在淀粉－瓊脂塊上的5個圓點位置，分別用不同的方法處理，如圖所示。將該實驗裝置放入37 ℃恒溫箱中，保溫處理24 h后，用碘液沖洗淀粉－瓊脂塊，其結果記錄于下表。請你仔細分析后回答下面的問題。
淀粉圓點 實驗處理方法 碘液處理后的顏色反應
A 新鮮唾液與鹽酸混合 ？
B 經過煮沸的新鮮唾液 藍黑色
C 只有新鮮唾液 紅棕色
D 接種面包霉 紅棕色
E 只有2%蔗糖酶溶液 藍黑色
(1)圓點A應該呈現的顏色是_________，理由是_______________ ________________________。
(2)圓點C與圓點E對照，實驗的自變量是___________，能說明酶具有_________特性。
藍黑色
pH過低使淀粉酶失活，淀粉不會被水解
酶的種類
專一性
(3)圓點D的顏色變化與圓點C一致，你的解釋是________________ _____________________________________________。
(4)唾液淀粉酶的化學本質是_________，酶能加快化學反應速率的原因是___________________________。
(5)某同學研究最適溫度下反應物濃度對唾液淀粉酶催化的化學反應速率的影響。在未達到最大反應速率前，隨著___________的增加，反應速率呈上升趨勢，當達到一定值后，反應速率卻不再升高，原因可能是_______________。一般情況下，其余條件不變，若溫度再升高20 ℃重復實驗，反應速率最可能將_______(填“升高”“降低”或“不變”)。
C中的淀粉酶能將淀粉水解，面包霉能夠分泌淀粉酶，將淀粉水解
蛋白質
酶能降低化學反應的活化能
底物濃度
酶的數量有限
降低
【解析】　(1)圓點A唾液和鹽酸混合，pH過低，導致唾液淀粉酶失活，淀粉不會被水解，故加碘液呈現藍黑色。(2)分析題意，圓點C和圓點E的自變量是酶的種類，圓點C和圓點E對比說明淀粉酶能將淀粉水解，蔗糖酶不能將淀粉水解，可見酶具有專一性。(3)圓點C只有唾液，唾液含有唾液淀粉酶，能分解淀粉，圓點D只有面包霉，它的顏色變化與圓點C一致，說明面包霉能夠分泌淀粉酶，將淀粉水解，都變成紅棕色。(4)唾液淀粉酶的化學本質是蛋白質；酶能加快化學反應速率的原因是酶能降低化學反應的活化能。(5)在未達到最大反應速率前，隨著底物濃度的增加，反應速率呈上升趨勢；當達到一定值后，反應速率卻不再升高，原因可能是酶的數量有限；酶作用的發揮需要適宜條件，在最適溫度下若升高溫度20 ℃重復實驗，酶活性降低，反應速率降低。
課時小結

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