高中生物《高中全程學習方略》2025版第5章第1節第1課時酶的作用和本質含答案第1節降低化學反應活化能的酶第1課時酶的作用和本質【學習目標】1.科學思維:通過模型構建,說明酶的作用及原理。2.科學探究:通過分析實驗設計,說明變量之間的關系以及實驗設計的基本步驟。3.社會責任:通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料,認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的。【思維導圖】必備知識·認知導學一、酶在細胞代謝中的作用1.細胞代謝:(1)概念:細胞中每時每刻都進行著的許多化學反應的統稱。(2)條件:需酶的催化。(3)意義:細胞代謝是細胞生命活動的基礎。2.酶的作用原理:(1)活化能:分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。(2)原理:通過降低化學反應所需要的活化能從而加快化學反應的進行。(3)意義:使細胞代謝能在溫和條件下快速有序地進行。二、酶的本質1.關于酶本質的探索:2.酶的含義:(1)產生場所:活細胞。(2)生理作用:催化作用。(3)化學本質:蛋白質或RNA。生物中的化學催化劑在化學反應中能改變化學反應速率,且本身的質量和化學性質在反應前后沒有發生改變的物質,如酶、MnO2、Fe3+等。【教材深一度】(P79思考·討論)刀豆種子中脲酶含量相當高,該酶能使尿素分解成氨和二氧化碳。脲酶本質是蛋白質,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。【明辨是非】(畫“√”或“×”)(1)酶能提高化學反應的活化能,使化學反應順利進行。(×)分析:酶能降低反應的活化能。(2)無關變量是與實驗結果無關的變量。(×)分析:除自變量以外,對實驗結果造成影響的可變因素叫作無關變量。(3)酶的基本組成單位是氨基酸。(×)分析:酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。(4)酶是活細胞產生的,只能在細胞內起催化作用。(×)分析:酶可在細胞內、外發揮催化作用。(5)酶具有催化、調節等多種功能。(×)分析:酶只有催化功能,無調節功能。關鍵能力·探究導思任務一比較過氧化氫在不同條件下的分解【實驗探究】1.實驗原理:水浴加熱、FeCl3溶液中的Fe3+和肝臟研磨液中的過氧化氫酶均可影響H2O2的分解速率。2.實驗設計:試管編號12343%的過氧化氫溶液2mL2mL2mL2mL實驗處理不處理放入①90℃左右的水浴中加熱滴入②2滴FeCl3溶液滴入2滴③肝臟研磨液檢測指標試管內產生④氣泡的數量和速度試管內衛生香的⑤復燃程度3.實驗結果與結論:(1)觀察實驗結果,并記錄。試管編號實驗現象1無明顯現象2加熱一段時間后,緩慢地出現少量氣泡3出現較多的氣泡,點燃的衛生香復燃不明顯4出現大量氣泡,點燃的衛生香復燃明顯(2)結果分析:①1號試管與2號試管對照說明加熱能促進過氧化氫的分解,提高反應速率。②1號試管與4號試管對照說明酶具有催化作用,可加快化學反應。③3號試管與4號試管對照說明酶具有高效性,同無機催化劑相比,酶的催化效率更高。(3)實驗結論:過氧化氫酶具有催化作用,且催化效率高于(填“高于”或“低于”)無機催化劑Fe3+。[創新思維]有同學在原有實驗的基礎上增加了5號和6號試管,分別加入2mL3%的過氧化氫溶液后,再向5號試管內加入2滴煮沸過的肝臟研磨液,向6號試管內加入2滴蒸餾水。這樣做的目的是什么?提示:可作為3號試管和4號試管的對照組。【歸納提升】1.實驗的注意事項:(1)肝臟要新鮮:肝臟不新鮮可能會導致酶活性低,甚至失去活性。(2)研磨要充分:充分研磨使肝細胞中的較多的過氧化氫酶得以充分釋放,有利于過氧化氫酶與試管中過氧化氫充分接觸,從而加速過氧化氫的分解。(3)滴管不混用:滴管內殘留的肝臟研磨液中的過氧化氫酶,會使滴加FeCl3溶液的試管中也產生大量氣泡,從而影響實驗結果的準確性。(4)現配現用:過氧化氫在常溫下會分解,長時間放置會導致過氧化氫溶液濃度不準確,影響實驗結果。2.控制變量和設計對照實驗:(1)變量:實驗過程中的變化因素。(2)對照實驗。①對照實驗含義:除作為自變量的因素外,其余因素(無關變量)都保持一致,并將結果進行比較的實驗。②對照實驗類型。③實驗設計原則。a.對照原則:設計對照實驗,既要有對照組又要有實驗組。b.單一變量原則:實驗設計時只有一個自變量,且無關變量在對照組和實驗組中均要保持一致且適宜。c.等量性原則:除單一變量可以變化外,其他的實驗條件應保持一致,如所用試劑的量要相同、放在相同條件下培養、取長勢相同的植物培養等。【學以致用】1.在如圖所示的實驗中,屬于自變量的是()A.催化劑的種類B.過氧化氫分解的速率C.產生氣泡量D.試管中的過氧化氫溶液的量【解析】選A。由圖示可知,圖中的實驗處理是分別向過氧化氫溶液中加入氯化鐵溶液和過氧化氫酶溶液,Fe3+和過氧化氫酶都能催化過氧化氫分解,因此該實驗的自變量是催化劑的種類。2.(2024·大同高一檢測)下列所采取的措施,不涉及“降低化學反應活化能”原理的是()A.加酶洗衣粉提高去污能力B.滴加酵母菌液促使過氧化氫的分解C.滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率D.利用水浴加熱提高過氧化氫的分解速率【解析】選D。加酶洗衣粉提高去污能力,原因是酶能降低化學反應的活化能,A不符合題意;滴加酵母菌液促使過氧化氫的分解,原因是其中的過氧化氫酶能降低化學反應的活化能,B不符合題意;滴加FeCl3溶液提高過氧化氫分解速率,原因是其中的Fe3+能降低化學反應的活化能,C不符合題意;加熱可提高過氧化氫的分解速率,其原理是為化學反應提供能量,而不是降低化學反應活化能,D符合題意。3.(2024·商丘高一檢測)如圖裝置為探究H2O2在不同條件下的分解,甲、乙裝置中的H2O2的濃度和量都相同,實驗完成后讓反應進行至不再有氣泡產生,下列說法正確的是()A.裝置甲中H2O2分解所需要的活化能比裝置乙的少B.該實驗的自變量是酶的種類C.該實驗的因變量檢測指標是H2O2的分解速率D.量筒Ⅰ中水的體積等于量筒Ⅱ中水的體積【解析】選D。酶和無機催化劑相比,酶能顯著降低化學反應的活化能,故裝置甲中H2O2分解所需要的活化能比裝置乙的多,A錯誤;據題干信息和題圖分析,該實驗的自變量是催化劑的種類,因變量是氣體的產生量,實驗中收集到的水的體積代表產生的O2的量,所以檢測指標是試管中水的體積,B、C錯誤;由于兩個裝置中H2O2的濃度和量都相同,因此兩個裝置產生的O2量相等,則量筒Ⅰ中水的體積等于量筒Ⅱ中水的體積,D正確。任務二酶的本質及作用機理【情境探究】(生活情境)蜂蜜“食療”在我國已有幾千年的歷史。蜂蜜中富含維生素、氨基酸、蛋白質、果糖、葡萄糖等營養物質。蜂蜜中淀粉酶活性是衡量蜂蜜品質的重要指標。蜂蜜加工過程中,酶活性常常發生變化。探究:(1)淀粉酶的化學本質是蛋白質。使用雙縮脲試劑不可以(填“可以”或“不可以”)準確檢測蜂蜜中淀粉酶的含量。(2)有人質疑“淀粉的水解可能是由于淀粉溶液本身不穩定而自發水解,不一定與蜂蜜中的淀粉酶有關”。因此,在測定淀粉酶活性時,設計的對照組實驗為用相同體積的蒸餾水替換反應體系中的蜂蜜,再用相同的方法測定淀粉的水解情況。【歸納提升】1.酶的本質和作用:化學本質絕大多數是蛋白質少數是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要在細胞核來源一般來說,所有的活細胞生理功能催化作用2.酶的作用機理模型:(1)分析方法:從活化能概念入手,分子從初態(d)轉變為活化態(a)所需的能量為活化能,即ad表示沒有催化劑時的活化能。各區段分析如表:區段含義ad無催化劑條件下反應所需的活化能bd有無機催化劑條件下反應所需的活化能cd有酶催化條件下反應所需的活化能ac酶降低的活化能(2)催化劑作用:如圖所示,在不同的反應條件下,反應的“初態”是相同的,但“活化態”是不同的,可知催化劑只是降低了反應的活化能,而不提供活化能。[特別提醒]酶作用機理的兩個誤區(1)誤認為酶可以提供能量。酶只降低反應所需的活化能,不給底物反應提供能量。(2)誤認為人體內的酶永遠不變。酶是催化劑,反應前后酶的本質和數量不變,但人體內的酶會不斷更新。【學以致用】1.(2024·西安高一檢測)多酶片的成分見如圖說明書。推測此藥片的主要功能是()A.構建細胞 B.提供能量 C.殺滅細菌 D.幫助消化【解析】選D。酶是一類具有催化作用的有機物,分析題意可知,在多酶片中含有胃蛋白酶和胰酶,口服多酶片后,這些酶可以在消化道內催化化合物水解,從而有助于食物的消化,D正確。【誤區警示】酶的合成及來源的易錯分析(1)活細胞能產生酶,但不是所有的活細胞都能產生酶,如哺乳動物成熟的紅細胞。(2)細胞中的酶只能在細胞中合成,不能從食物中獲取。2.(2024·襄陽高一檢測)如圖表示某反應進行時,有酶參與和無酶參與時的能量變化,相關敘述錯誤的是()A.E1表示該化學反應的活化能B.曲線Ⅱ表示有酶參與時的能量變化C.E2為反應前后能量的變化D.酶參與反應時,其降低的活化能為E4【解析】選C。曲線Ⅰ為無酶參與時的能量變化曲線,該反應所需的活化能為E1,A正確;曲線Ⅱ表示有酶催化條件下的能量變化,其降低的活化能為E4,B、D正確;反應前后能量的變化應為E3,C錯誤。【補償訓練】絕大多數酶徹底水解后的產物為()A.多肽 B.氨基酸 C.核苷酸 D.核糖核苷酸【解析】選B。本題考查酶的本質。絕大多數酶的化學本質為蛋白質,少數酶為RNA,故絕大多數酶徹底水解后的產物為氨基酸,B項正確。3.(2022·全國乙卷)某種酶P由RNA和蛋白質組成,可催化底物轉化為相應的產物。為探究該酶不同組分催化反應所需的條件,某同學進行了下列5組實驗(表中“+”表示有,“-”表示無)。根據實驗結果可以得出的結論是()實驗組①②③④⑤底物+++++RNA組分++-+-蛋白質組分+-+-+低濃度Mg2++++--高濃度Mg2+---++產物+--+-A.酶P必須在高濃度Mg2+條件下才具有催化活性B.蛋白質組分的催化活性隨Mg2+濃度升高而升高C.在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性D.在高濃度Mg2+條件下蛋白質組分具有催化活性【解析】選C。本題通過實驗設計和結果統計表,考查實驗分析能力。第①組中,酶P在低濃度Mg2+條件下,有產物生成,說明酶P在低濃度Mg2+條件下具有催化活性,A錯誤;第③組和第⑤組對照,無關變量是底物和蛋白質組分,自變量是Mg2+濃度,無論是高濃度Mg2+條件下還是低濃度Mg2+條件下,兩組均沒有產物生成,說明蛋白質組分無催化活性,B、D錯誤;第②組和第④組對照,無關變量是底物和RNA組分,自變量是Mg2+濃度,第④組在高濃度Mg2+條件下有產物生成,第②組在低濃度Mg2+條件下沒有產物生成,說明在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性,C正確。【拓展歸納】高中生物涉及的酶的習慣命名法(1)一般采用底物加反應類型而命名,如ATP合成酶等。(2)對水解酶類,只有底物名稱,如淀粉酶、脂肪酶等。(3)有時在底物名稱前冠以來源,如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等。【補償訓練】下列關于活化能的敘述,錯誤的是()A.活化能是指分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量B.無機催化劑、水浴加熱都可以降低化學反應的活化能C.酶可以降低化學反應的活化能D.同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用效果更顯著【解析】選B。本題主要考查活化能。酶和無機催化劑均能降低化學反應的活化能,同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用效果更顯著;水浴加熱可以給化學反應提供能量,但不能降低化學反應的活化能。4.(2024·新余高一檢測)氨基酸的化學性質十分穩定且無催化作用,但當某些氨基酸與磷酸作用合成磷酰化氨基酸時就具有了催化劑的功能,稱為“微型酶”。“微型酶”與氨基酸結合時,催化形成二肽并釋放磷酸;與核苷作用時,催化核苷酸的生成并釋放出氨基酸。下列說法錯誤的是()A.“微型酶”在化學反應前后自身會改變B.“微型酶”與雙縮脲試劑不會發生紫色反應C.“微型酶”與腺苷作用時生成的核苷酸可參與DNA的構建D.“微型酶”能降低化學反應的活化能【解析】選C。根據題意,“微型酶”與氨基酸結合時,催化形成二肽并釋放磷酸,說明“微型酶”在化學反應前后自身會改變,A正確;“微型酶”是某些氨基酸與磷酸作用合成的磷酰化氨基酸,其本質是氨基酸的衍生物,不含肽鍵,故不會與雙縮脲試劑反應呈紫色,B正確;腺苷是由核糖和腺嘌呤組成,“微型酶”與腺苷作用時生成的核苷酸為腺嘌呤核糖核苷酸,可參與RNA的構建,C錯誤;“微型酶”具有催化劑的功能,能降低化學反應的活化能,D正確。學科素養·創新導練【命題情境】茶與酚氧化酶植物細胞受損后通常會釋放出酚氧化酶,使無色的茶多酚氧化生成褐色的物質茶黃素、茶紅素等新成分,香氣物質明顯增加。在茶葉組織中的酚氧化酶分為游離態和束縛態,前者主要存在于細胞液中,屬于可溶態酚氧化酶,而后者則主要存在于葉綠體、線粒體等細胞器中,與這些細胞器的膜系統或其他特異部位結合呈不溶態。某位研究員研究了茶樹新梢中酚氧化酶活性及茶多酚含量對紅茶品質的影響,發現酚氧化酶活性強,茶多酚含量降低,對紅茶品質有利,相反則不利于紅茶的生產。【命題設計】(1)考查生命觀念中的結構與功能觀。植物細胞中的酚類物質與酚氧化酶在細胞質中是分隔開的,是因為細胞內具有____________系統。

(2)考查科學探究能力。為了研究酚氧化酶的成分,把含有酚氧化酶的提取液作如表的處理:試管步驟酚氧化酶提取液的處理加入緩沖液加入酚類底物實驗后的顏色A不作處理2mL2mL褐色B加入蛋白酶、10分鐘2mL2mL無色試管A、B對照,說明酚氧化酶的化學本質是__________,判斷的依據是______________。

(3)考查科學思維及解決問題能力。茶樹葉細胞中存在眾多種類的酚類物質與酚氧化酶。在加工紅茶的過程中酚氧化酶活性強,茶多酚含量降低對其品質有利的原因是__________________。

【解析】(1)細胞中具有生物膜系統,將細胞中的酚類物質與酚氧化酶在細胞質中分隔開。(2)B試管用蛋白酶處理,不會變色,說明酚氧化酶被蛋白酶水解了,說明酚氧化酶的本質是蛋白質。(3)紅茶發揮酚氧化酶的作用,使茶多酚大量減少,轉化為茶黃素、茶紅素等新成分,香氣物質明顯增加。答案:(1)生物膜(2)蛋白質B組加入蛋白酶后酚類物質沒有被催化發生反應,說明酚氧化酶被蛋白酶水解,所以其本質是蛋白質(3)酚氧化酶活性強,茶多酚含量降低,產生的茶黃素、茶紅素等新成分更多,香氣物質明顯增加課時鞏固訓練,請使用“課時過程性評價十五”第2課時酶的特性【學習目標】1.生命觀念:運用結構與功能觀,說出酶的專一性。2.科學思維:通過模型構建,說明酶的專一性和影響酶活性的因素。3.科學探究:通過設計實驗方案,探究酶的專一性和溫度、pH對酶活性的影響。【思維導圖】必備知識·認知導學一、酶的特性1.高效性:(1)含義:與無機催化劑相比,酶的催化效率更高。(2)意義:保證了細胞代謝的快速進行;保證了細胞內能量供應的穩定。2.專一性:(1)含義:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。(2)意義:保證了細胞代謝能夠有條不紊地進行。3.酶的作用條件較溫和:(1)酶所催化的化學反應的條件:比較溫和。(2)影響酶活性的因素:溫度、pH。(3)曲線圖:①圖甲表示酶活性受溫度影響示意圖,圖乙表示酶活性受pH影響示意圖。②空間結構穩定,適合保存酶制劑的溫度是圖中的A點,空間結構被破壞,酶永久失活的是圖中的C、D、F點。③表示酶活性最高的是圖中的B、E點,分別表示最適溫度和最適pH。二、酶的分布1.實例:(1)與光合作用有關的酶分布在葉綠體內。(2)與呼吸作用有關的酶分布在細胞質基質和線粒體內。2.意義:使細胞中的各類化學反應能互不干擾,有序進行。生物中的化學化學反應速率(1)概念:化學反應進行的快慢程度(平均反應速率),用單位時間內反應物或生成物的物質的量來表示。(2)影響因素:主要有溫度、壓強、催化劑、反應物的濃度、接觸面積等。生活一點通(1)溶菌酶能夠溶解細菌細胞壁,具有抗菌消炎的作用。(2)果膠酶分解果肉中的細胞壁,提高果汁產量。(3)脂肪酶分解油脂,制造生物柴油。(4)青霉素酰化酶將青霉素改造成殺菌能力更強的氨芐青霉素。【明辨是非】(畫“√”或“×”)(1)催化脂肪酶水解的酶是蛋白酶。(√)(2)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。(√)(3)在測定胃蛋白酶活性時,將溶液的pH由10降到2的過程中,胃蛋白酶的活性將逐漸增強。(×)分析:胃蛋白酶的最適pH是1.5,在pH為10的環境中失去活性不能恢復,因此酶的活性不變。(4)探究酶的最適pH,需要在最適溫度下進行。(√)關鍵能力·探究導思任務一酶的專一性【實驗探究】1.實驗原理:(1)淀粉酶能催化淀粉分解為還原糖,而不能使蔗糖水解。(2)斐林試劑+還原糖磚紅色沉淀。2.實驗設計:試管編號12加入底物2mL淀粉溶液2mL蔗糖溶液加入酶2mL淀粉酶溶液實驗處理混合均勻,在60℃熱水中保溫5min加入試劑加入2mL斐林試劑,沸水浴1min觀察指標試管內顏色變化3.實驗結果與結論:(1)實驗結果:1號試管出現磚紅色沉淀,2號試管無磚紅色沉淀。(2)結果分析:淀粉酶催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解。(3)實驗結論:酶具有專一性。[創新思維]上述實驗中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑?為什么?提示:不能。因為碘液只能檢測淀粉是否被水解,蔗糖分子是否被水解都不會使碘液變色。【歸納提升】1.酶的專一性原理:鎖鑰學說:底物分子與酶的活性中心結合時,才能啟動化學反應。2.實驗設計方案:組別底物酶結果思路一:相同酶不同底物對照組乙甲酶乙不被分解實驗組甲甲酶甲被分解思路二:相同底物不同酶對照組甲乙酶甲不被分解實驗組甲甲酶甲被分解【學以致用】1.(2024·溫州高一檢測)農用地膜的大量使用給土地帶來嚴重的“白色污染”。近年來,人們對農用地膜危害的關注度明顯提高。我國科學家發現一種可用于降解農用地膜的角質酶,該酶可以在兩天內將農用地膜快速分解成大碎片、小顆粒直至完全消失。該角質酶能降解農用地膜但不能降解橡膠,體現了角質酶的()A.作用條件溫和 B.催化作用C.高效性 D.專一性【解析】選D。角質酶能降解農用地膜但不能降解橡膠,體現了酶的專一性。【補償訓練】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】選B。本題主要考查酶的專一性。酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學反應,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。2.下列實驗材料能達到探究酶具有專一性的目的的是()選項底物催化劑A過氧化氫過氧化氫酶B過氧化氫過氧化氫酶、氯化鐵C淀粉淀粉酶D淀粉淀粉酶、蔗糖酶【解析】選D。以底物過氧化氫、催化劑過氧化氫酶作為實驗材料,無法達到探究酶具有專一性的目的,因為實驗需要有對照組,該實驗材料缺乏對照,無法說明問題,A錯誤;過氧化氫酶屬于有機催化劑,氯化鐵屬于無機催化劑,采用底物過氧化氫、催化劑過氧化氫酶和氯化鐵可以探究酶具有高效性,無法探究酶具有專一性,B錯誤;以底物淀粉、催化劑淀粉酶作為實驗材料,無法達到探究酶具有專一性的目的,因為缺乏對照組,無法說明問題,C錯誤;探究酶具有專一性的實驗設計思路是同酶不同底物或同底物不同酶,采用底物淀粉、催化劑淀粉酶和蔗糖酶屬于同底物不同酶,可以達到探究酶具有專一性的目的,D正確。3.(2024·鄭州高一檢測)炒涼粉、石涼粉是河南的著名特色小吃,其主要成分是淀粉。人體的消化液中有多種淀粉酶,如圖為淀粉在淀粉酶的作用下水解的反應原理,可以使用碘液來檢測實驗結果,下列相關敘述錯誤的是()A.淀粉酶的化學本質是蛋白質,大多數酶都可以與雙縮脲試劑發生紫色反應B.唾液淀粉酶能夠降低淀粉水解反應的活化能,沒有酶的催化,該反應不能進行C.該實驗中分別使用淀粉酶和麥芽糖酶,再用斐林試劑檢測,可證明酶具有專一性D.要驗證酶具有高效性,需要設置用無機催化劑催化底物的對照實驗【解析】選B。酶的化學本質是蛋白質和RNA,絕大多數酶是蛋白質,大多數酶都可以與雙縮脲試劑發生紫色反應,A正確;唾液淀粉酶能夠降低淀粉水解反應的活化能,沒有淀粉酶的催化,淀粉也能夠在酸性條件下水解,B錯誤;要驗證酶的專一性,可以選擇同種酶不同底物進行實驗,或者同種底物不同酶(比如淀粉酶和麥芽糖酶,再用斐林試劑檢測)進行實驗,C正確;設置無機催化劑和酶為單一變量的實驗,可以證明酶具有高效性,D正確。任務二影響酶活性的條件【實驗探究】1.實驗原理:(1)溫度通過影響淀粉酶的活性,影響淀粉的分解速率。(2)pH通過影響H2O2酶的活性,影響H2O2的分解速率。2.設計思路:組別編號12…n實驗材料等量的同種底物溫度(pH)T1(a1)T2(a2)…Tn(an)衡量指標相同時間內,各組酶促反應中生成物量或底物剩余量實驗結論生成物量最多的一組,或底物剩余量最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)3.實驗過程:(1)溫度:步驟試管11'22'33'淀粉溶液2mL—2mL—2mL—淀粉酶溶液—1mL—1mL—1mL不同溫度下處理5min0℃60℃100℃將同一溫度下的兩種物質混合后保溫5min滴加碘液1滴1滴1滴結果(現象)變藍不變藍變藍(2)pH:步驟試管編號123肝臟研磨液2滴緩沖液1mL——氫氧化鈉溶液—1mL—鹽酸溶液——1mL過氧化氫溶液2mL振蕩試管結果大量氣泡產生無明顯氣泡無明顯氣泡4.實驗分析:(1)為什么不能使用過氧化氫溶液來探究溫度對酶活性的影響?提示:探究溫度對酶活性的影響時,自變量是溫度,而過氧化氫在高溫時會分解,影響對實驗結果的分析。(2)在探究pH對酶活性影響的實驗中,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。(3)在探究溫度對淀粉酶活性的影響的實驗中能否用斐林試劑來檢測?說出判斷理由。提示:不能。因為斐林試劑與還原糖只有在水浴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。【歸納提升】1.探究影響酶活性實驗的四個步驟:(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。(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.探究影響酶活性實驗的“兩宜”“四不宜”:3.底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響:【學以致用】1.玉米成熟過程中,能將蔗糖、麥芽糖等轉化為淀粉。將剛采摘的新鮮糯玉米立即放入85℃水中熱燙處理2min,可較好地保持甜味。這是因為加熱()A.改變了蔗糖、麥芽糖的分子結構B.破壞了淀粉酶的空間結構C.導致玉米粒中的淀粉結構改變D.使蔗糖、麥芽糖轉化為淀粉的酶失活【解析】選D。本題主要考查溫度對酶活性的影響。玉米成熟過程中,需要相關的酶將蔗糖、麥芽糖轉化為淀粉,“85℃水中熱燙處理2min”使相關的酶結構被破壞失活,從而保留了蔗糖與麥芽糖的甜味,A、B、C錯誤,D正確。【借題發揮】酶活性和酶降低的化學反應活化能之間是什么關系?提示:酶活性越高,酶降低的化學反應活化能越多,反應速率就越快;反之,酶降低的化學反應活化能越少,反應速率就越慢。2.(2024·江西適應性測試)細胞代謝離不開酶的催化。下列關于酶的敘述,錯誤的是()A.低溫和高溫抑制酶活性的原因不同,高溫可能導致酶變性B.一般情況下,酶在反應前后的化學性質和含量不變C.酶在催化反應的過程中不改變化學反應的活化能D.pH會影響酶的空間結構,進而影響酶的活性【解析】選C。低溫和高溫抑制酶活性的原因不同,低溫抑制酶的活性,而高溫使酶的空間結構改變,可能導致酶變性,A正確;酶是生物催化劑,不參與化學反應,只是起催化作用,在反應前后的化學性質和含量不變,B正確;酶作用的原理是降低化學反應的活化能,C錯誤;pH過高或過低都會改變酶的空間結構,使酶永久失活,D正確。【方法規律】“四看法”分析酶促反應曲線3.(2024·重慶高一檢測)姜汁中的生姜蛋白酶可催化牛奶蛋白質發生凝乳反應形成凝膠,廣東特色小吃——姜撞奶,即利用該原理制成。某興趣小組探究牛奶溫度對姜撞奶的黏度及感官評價的影響,結果如表。有關敘述錯誤的是()溫度/℃黏度/cp感官評價50276凝乳不完全、不成形、松散60378少量上清液、質地軟70522凝乳完全、質地適宜、口感細膩80483凝乳不完全、質地軟A.姜汁及牛奶用量等無關變量會影響實驗結果B.上表溫度中,制作姜撞奶的適宜牛奶溫度為70℃C.將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應溫度的牛奶混合,能夠提高實驗的準確度D.牛奶的溫度過高時與姜汁混合后不易凝固,過低影響較小【解析】選D。姜汁及牛奶用量是該實驗的無關變量,無關變量會影響實驗結果,所以無關變量應做到等量且適宜,A正確;通過表格中各組溫度引起姜撞奶的黏度及感官評價可知,制作姜撞奶的適宜牛奶溫度為70℃,B正確;將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應溫度的牛奶混合,可以精確控制自變量(溫度),因此能提高實驗的準確度,C正確;牛奶溫度過高或過低都能影響酶的活性,使反應減慢,不易凝固,D錯誤。4.(2024·西安高一檢測)酶是生命體必需的。我國勞動人民早在幾千年前就無意識地利用了酶的催化作用。pH不僅影響酶的穩定性,還影響其活性。如圖是四種酶的活性隨pH變化的曲線,相關推理錯誤的是()A.當胃蛋白酶隨食糜進入小腸后活性下降B.木瓜蛋白酶的活性受pH的影響不明顯C.相較于胃蛋白酶,胰淀粉酶具有更廣泛的pH適宜范圍D.肝精氨酸酶在pH1.8~4.6的環境中結構穩定,活性下降【解析】選D。由題圖可知胃蛋白酶屬于酸性酶,而小腸屬于堿性環境,故當胃蛋白酶隨食糜進入小腸后活性下降,A正確;木瓜蛋白酶在酸、中、堿性環境均有一定的活性,其具有更廣泛的pH適宜范圍,故木瓜蛋白酶的活性受pH的影響不明顯,B正確;胃蛋白酶適宜pH為0~3,胰淀粉酶適宜pH為0~11,故相較于胃蛋白酶,胰淀粉酶具有更廣泛的pH適宜范圍,C正確;肝精氨酸酶在pH1.8~4.6的環境中結構被破壞,活性下降,D錯誤。學科素養·創新導練【命題情境】獼猴桃的潰瘍病獼猴桃的潰瘍病是由假單胞桿菌(利用植株中蔗糖水解成的單糖作為主要營養物質進行繁殖)引起的一種細菌性病害,表現為枝條葉片潰爛,嚴重時引起植株大面積死亡。科研人員選取金豐(不抗病)和金魁(抗病)兩個品種,測定植株不同部位細胞中的蔗糖酶活性,研究其與潰瘍病的關系,結果如圖所示。【命題設計】(1)考查科學思維中的演繹與推理能力。蔗糖酶只能分解蔗糖而不能分解淀粉,體現了酶的____________性。

(2)考查科學探究能力。結合題圖可知,金豐中________________(填植株的部位)的酶活性高于金魁;感病前后金豐酶活性的變化__________金魁。

(3)考查社會責任中關愛生命意識。綜合分析金豐不抗病的原因是____________________________。

【解析】(1)酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應,蔗糖酶只能分解蔗糖而不能分解淀粉,體現了酶的專一性。(2)分析題圖可知,金豐中枝條中和葉片中酶活性均高于金魁;感病前后金豐酶活性的變化大于金魁。(3)據圖分析,金豐不抗病的原因是金豐本身蔗糖酶活性較高,感病后蔗糖酶活性又明顯升高,蔗糖酶將植株中的蔗糖水解為單糖為假單胞桿菌提供營養,加速其繁殖。答案:(1)專一(2)枝條和葉片大于(或高于)(3)金豐本身蔗糖酶活性較高,感病后蔗糖酶活性又明顯升高,蔗糖酶將植株中