1、第2课时酶的特性目标导航1.分析相关实验，理解酶的高效性和专一性的含义。2.通过探究实验，学会归纳温度和pH变化对酶活性的影响，并能分析有关曲线。3.进一步尝试控制自变量、观察和检测因变量，体验对照实验和重复实验的方法。酶的特性(阅读P8385)1.高效性(1)含义：酶的催化效率比无机催化剂高许多，大约是无机催化剂的1071013倍。(2)意义：可以使生命活动更加高效地进行。2.专一性(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解。脲酶除了催化尿素分解外，对其他化学反应也不起作用。(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。3.酶的作用条件较温和(1)酶活性的含义：
2、酶对化学反应的催化效率。(2)在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。(3)过酸、过碱或高温，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下，酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。判断正误：(1)能够促使唾液淀粉酶水解的酶是淀粉酶。()(2)在不损伤植物细胞内部结构的情况下，蛋白酶可用于去除细胞壁。()(3)温度偏高偏低，酶的活性都会明显降低，过高过低都会使酶变性失活。()(4)pH偏高偏低，酶的活性都会明显降低，过高过低都会使酶变性失活。()(5)进入冬眠的动物体，代谢极为缓慢，最根
3、本的原因是消耗能量少。()答案(1)(2)(3)(4)(5)一、酶的高效性和专一性1.酶的专一性与酶是蛋白质有关每种蛋白质都有特定的空间结构，酶催化反应时，酶蛋白分子首先与底物分子结合。但酶分子能否与底物分子结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应，如下图：2.验证酶的专一性(1)方案一：用同种酶催化两种不同物质实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解；对照组：另一反应物等量相同酶溶液反应物不被分解。(2)方案二：用两种不同酶催化同一物质实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解；对照组：相同反应物等量另一种酶溶液反应物不被分解。变量分析：方案一中的自变量为反应物的不同，方案二的自变量
4、为酶溶液的不同，因变量均为反应物是否被分解。1.前面学过的什么实验证明了酶具有高效性？答案比较过氧化氢在不同条件下的分解中过氧化氢酶和铁离子的催化效率可以验证酶具有高效性。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？答案不是。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，肽酶催化的是一类反应，也说明其具有专一性。3.下表为比较新鲜唾液(唾液淀粉酶)对淀粉和蔗糖的催化作用实验：试管编号12可溶性淀粉2mL蔗糖溶液2mL新鲜的唾液1mL1mL37保温5min新制的斐林试剂2mL2mL水浴加热实验现象有砖红色沉淀没有砖红色沉淀试分析：(1)1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原
5、糖，淀粉有(有、没有)被水解；2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有(有、没有)被水解。(2)实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。1.下图表示过氧化氢被分解的曲线，说明酶具有 ()专一性高效性催化特性在温和条件下进行A.B.C.D.问题导析(1)由图中曲线可知，加酶的反应最先到达平衡点，加入Fe3的反应次之，未加酶或Fe3的反应速度最慢。(2)由对三条曲线处理因素的分析可判定，本图体现的是酶的高效性。同时也体现了酶与无机催化剂一样，具有催化作用。答案C一题多变(1)做唾液淀粉酶催化淀粉实验时，用口含一小口清水，然后将含过的清水加入到淀粉溶液中，会使淀粉水解，
6、和用纯唾液的效果一样，这一现象表明酶具有_。(2)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，这说明酶具有_。答案(1)高效性(2)专一性解析酶的高效性指的是酶的用量少但是催化效率高；酶的专一性指的是一种酶只能催化一种或一类化学反应。二、酶的作用条件温和1.探究温度对酶活性的影响(1)原理反应原理淀粉麦芽糖,碘液,碘液蓝色无蓝色出现鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)步骤(以工业淀粉酶的催化作用为例)步骤试管编号123加入3%可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL提供环境温度60的水沸水冰块保
7、温5min5min5min注入2%新鲜淀粉酶溶液1mL1mL1mL继续保温5min5min5min滴入碘液1滴1滴1滴实验现象无明显颜色变化蓝色蓝色(3)结果分析：1号试管无明显变化说明淀粉被水解了，2、3号试管呈蓝色说明淀粉没有被水解。该实验说明：工业淀粉酶在60时活性最高，温度偏高或者偏低都会影响酶的活性，使酶活性降低，因此酶的作用需要适宜的温度。2.探究pH对酶活性的影响(1)原理反应原理：2H2O22H2OO2。鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响单位时间内O2的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。(2)步骤试管步骤123质量分数为20%的肝脏研磨液1mL
8、1mL1mL蒸馏水1mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液1mL质量分数为5%的盐酸溶液1mL质量分数为3%的过氧化氢溶液2mL2mL2mL振荡试管结果(现象)有大量气泡产生无明显气泡产生无明显气泡产生(3)结果分析：1号试管中有大量的气泡产生，说明过氧化氢酶的活性很高，2、3号试管无明显气泡，说明在不适宜的pH范围内，过氧化氢酶的活性很低。该实验说明：酶的作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。1.若要探究某种酶的最适温度，实验如何设计(请写出思路)?答案2.探究pH对酶活性的影响实验分析(1)该实验中，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?答案不能。因为
9、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，会影响到实验结果。(2)本实验能否选用淀粉酶催化淀粉水解？为什么？答案不能，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。2.如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A.当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性下降B.当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C.酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D.酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重问题导析(1)在最适宜的温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低。(2)当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升。(3)温度过高，会使酶
10、的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(4)0左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定；在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存。答案B一题多变某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。将5支试管加入70恒温水浴中，保温时间相同且合适。取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有
11、2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。(2)_。答案(1)中70应改为37。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37左右(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在5065水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂才能与还原糖反应显色解析(1)唾液淀粉酶的最适温度是37左右，70时酶会变性失活。(2)加入斐林试剂后，需要5065水浴加热才能看到砖红色沉淀。1.我国科学家研制成功检测SARS病毒的酶联免疫试剂，专用于“非典”的快速诊断。此试剂具有准确、灵敏、快速、方便和经济等优点，一个测试板可同时测96个样品
12、，1小时左右获得检测结果。它应用的是()A.酶的高效性和专一性原理B.酶的专一性原理C.酶的识别原理D.酶的高效性答案A2.分别用0和100的温度处理某种酶后，酶的活性被抑制或失去活性，但()A.经过0处理的酶的活性能够恢复B.经过100处理的酶的活性能够恢复C.经过0处理的酶的空间结构遭到破坏D.经过100处理的酶被水解成了氨基酸答案A解析高温和低温对酶活性的影响不同，低温不会破坏酶的分子结构，只会抑制酶的活性，若升高温度，酶活性可以恢复；高温破坏酶的分子结构，使酶活性丧失。3.下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。试管编号2mL3%的淀粉溶液2mL3%的蔗糖溶液1mL2%的新鲜
13、淀粉酶溶液反应温度()4060804060802mL斐林试剂砖红色深浅注“”表示有；“”表示无。最后一行“”的多少代表颜色的深浅。根据实验结果，以下结论正确的是()A.蔗糖被水解成非还原糖B.淀粉在淀粉酶的作用下水解成葡萄糖C.淀粉酶活性60比40时高D.淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性答案C解析酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，故A、D两项错误；有淀粉溶液的三支试管都出现了砖红色沉淀，这说明淀粉酶将淀粉水解成了还原糖，但是这种还原糖是麦芽糖，不是葡萄糖，故B项不正确；可以看出在60的条件下砖红色沉淀量比40条件下多，说明60条件下的试管中
14、还原糖含量比40多，这证明淀粉酶的活性在60时比40时高，故C项正确。4.胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物)，温度保持在37，pH保持在最适值，生成物量与反应时间关系如下图。请回答下列问题：(1)该酶作用的底物是_。(2)在140min后，曲线变成水平，这是因为_。(3)若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速度将_，原因是_。(5)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速率和温度关系的是_。答案(1)蛋白质(2)底物量一定，底物已被耗尽(3)见下图(4)不变在pH2时酶已经失活
15、(5)C解析酶具有专一性，一种酶只能催化某一种或一类化学反应，第(1)小题蛋白酶只能催化蛋白质水解。酶催化反应，只能改变反应速率，不能改变反应结果，故第(3)小题画坐标曲线时，反应速率加快，时间缩短，最终生成物量不变。受pH影响，酶在强酸或强碱环境中会因结构改变而变性失活。酶受温度的影响，低温影响酶活性，但不变性失活，随温度升高，反应速率加快，超过最适温度，随温度升高而下降，但第(5)小题侧重于考查胰蛋白酶的最适温度为37。另外第(2)小题考查化学反应的常识，随着反应时间推移，反应底物的耗尽，生成物量不再增加。基础巩固1.能催化唾液淀粉酶水解的酶是()A.肽酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.淀粉酶答案
16、B解析唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质。2.如图为蔗糖酶作用机理示意图，下列说法正确的是()A.蔗糖酶的化学本质是RNAB.该示意图说明酶具有高效性C.一分子蔗糖可以水解为2分子葡萄糖D.蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶底物复合物答案D解析此图表示酶的专一性，蔗糖酶只能催化分解蔗糖，而不能催化分解麦芽糖，其原因是酶与底物不能结合。蔗糖酶的化学本质是蛋白质。蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合形成的二糖。3.下列实例中，不能说明“酶的作用条件较温和”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
17、粉洗涤效果不佳答案A解析高原反应是因缺氧造成的。4.血液凝固是一系列酶促反应过程，采集到的血液在体外下列哪种温度条件下凝固最快()A.0B.15C.25D.35答案D解析越接近人的体温，血液凝固越快。5.将一支加入了一定量糨糊、唾液的试管，浸入37的温水中保温5min后取出，再加入一滴碘液，糨糊不变蓝。根据这一现象得出的结论是()A.蛋白质分解为麦芽糖B.淀粉水解为葡萄糖C.淀粉已经不存在了D.淀粉没有发生变化答案C解析遇碘变蓝是淀粉的特性，利用碘液检验糨糊不变蓝，说明淀粉已不存在，被唾液中的淀粉酶完全水解。本实验并不能得出淀粉一定是被分解为麦芽糖还是葡萄糖的结论。6.在一块含有淀粉的琼脂块的
18、四个固定位置，分别用不同方法处理，如图所示，将上述实验装置放入37恒温箱中，保温处理24h后，用碘液冲浸该琼脂块，可见其上面呈蓝色的斑块个数是()A.1B.2C.3D.4答案C解析1和2斑块处的唾液淀粉酶失活，3处无唾液淀粉酶，因此淀粉不能水解，加碘后变蓝色。巩固提升7.图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()A.图甲中物质a可以是麦芽糖也可以是乳糖，该过程为吸能反应B.图甲中物质b能降低该化学反应的活化能，其化学本质与无机催化剂相同C.图乙中若曲线表示不同温度下酶促反应速率，则曲线温度曲线温度曲线温度D.图乙中若曲线表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线酶浓度
19、曲线酶浓度曲线酶浓度答案D解析据图甲可知，该物质由两个相同的基本单位组成，乳糖由一分子半乳糖和一分子葡萄糖组成，A项错误；b是酶，化学本质是蛋白质或RNA，B项错误；因为不确定该酶的最适温度，故不能确定曲线的温度，C项错误。8.如图表示某有机物加入催化剂物质后，置于0到80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80至0的环境中处理，其关系图应为()答案B解析酶是蛋白质，由图可知，80时已经变性失活，即使再降低至适宜温度，酶的活性也不再恢复。9.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
20、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，可选择斐林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，不选择斐林试剂对实验结果进行检测，因为斐林试剂检测中水浴加热时会使低温条件下的酶的活性升高；用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不用碘液对实验结果进行检测，因为无论蔗糖水解与否遇碘液都没有颜色变化。10.如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下，反应物浓度对酶催化
21、反应速率的影响，据图分析，下列说法正确的是()A.如果在A点时，温度再提高5，则反应速率上升B.在其他条件不变的情况下，在B点时，往反应物中加入少量同样的酶，反应速率不变C.在A点时，限制反应速率的因素是反应物的浓度D.在C点时，限制反应速率的因素是反应物的浓度和酶的浓度答案C解析在A点时，随着反应物浓度的增加，反应速率也增加，表明限制反应速率的因素是反应物的浓度。11.某同学从温度为5565的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：(1)测定脂肪酶活性时，应选择_作为该酶作用的物质，反应液中应加入_溶液以维持其酸碱度稳定。(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双
22、缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为_。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。_。答案(1)脂肪缓冲(2)蛋白质(3)在一定温度范围内(包括5565)设置温度梯度，分别测定酶活性，若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。12.某生物小组探究pH对过氧化氢酶活性的影响，实验过程如下：材料：新鲜肝脏研磨液、新鲜血浆、pH分别5.0、6.0、7.0、8.0的缓冲液、恒温培养箱、10%H2O2溶液、试管等。步骤：步骤试管编号ABCDE加入血浆或缓冲液各2mL血浆pH5.0缓冲液pH6
23、.0缓冲液pH7.0缓冲液pH8.0缓冲液加入10%的过氧化氢溶液2mL2mL2mL2mL2mL加入新鲜肝脏研磨液2滴2滴2滴2滴2滴观察、记录各组气泡数量请回答有关问题。(1)该实验的实验组为_试管；自变量_，因变量为_。(2)如果下图表示的是在pH7.0的试管中过氧化氢的量随时间的变化，请在图中画出氧气生成总量随时间的变化曲线(标注曲线1)和酶量增加一倍的时候过氧化氢含量随时间的变化曲线(标注曲线2)。(3)如果用淀粉代替过氧化氢，并用斐林试剂检测结果，你认为是否可行？请说明理由：_。答案(1)B、C、D、E溶液pH酶的活性(检测指标：气泡数量)(2)见下图(3)不可行。因肝脏研磨液中无淀
24、粉酶解析(1)分析表格知：自变量为溶液的pH，因变量为酶的活性；A为对照组，B、C、D、E均为实验组。(2)氧气的生成量随时间的增加而增加，当过氧化氢量为零时，氧气生成量最大且以后不变；当酶量增加一倍时，反应速率加快，过氧化氢的减少加快，过氧化氢分解完所需时间变短。(3)因为肝脏研磨液中无淀粉酶，不能分解淀粉，所以不能用淀粉代替过氧化氢，并用斐林试剂检测结果。走进高考13.(2012上海卷，6)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致()A.蛋白质分解为多肽链B.多肽链分解为若干短肽C.多肽链分解为氨基酸D.氨基酸分解为氨基和碳链化合物答案C解析酶具有专一性，蛋白酶将蛋白质水解成多肽，根据题干信息，可知该种肽酶使末端的肽键水解，这样会得到一个氨基酸和一条肽链，这时多肽又出现新的末端肽键，这样水解，直到把多肽全水解为氨基酸。14.(2012海南卷，4)下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是()A.淀粉酶溶液中加入强酸B.淀粉酶溶液中加入蛋白酶C.淀粉酶溶液中加入淀粉溶液D.淀粉酶经高温烘干制成粉剂答案C解析温度、pH都会影响酶活性，A、D不正确；淀粉酶的化学本质为蛋白质，蛋白酶会将其水解，从而使其活性发生改变，B不正确；淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后，淀粉被水解，但是淀粉酶在反应前后结构和活性不变，C正确；综上，本题选C。