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第18课时 酶的特性
目标导航 1.进行有关的试验和探究，学会把握自变量，观看和检测因变量的变化，以及设置对比组和重复试验。2.说明酶在新陈代谢中的特性。
一、酶的特性
1．酶作为生物催化剂，同样具有一般催化剂的特点。
(1)转变化学反应________，降低反应的__________。
(2)不转变化学反应的________________，反应前后本身并__________。
2．酶的特性
(1)酶具有__________，是一般催化剂的107～1013倍。
(2)酶具有高度的__________。
(3)酶的作用条件________(对环境条件的转变格外敏感)。
二、影响酶活性的因素
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。
学问点一 酶的高效性和专一性
1．争辩表明：一分子过氧化氢酶能在1分钟内使5×105个过氧化氢分子分解成氧和水，相当于Fe3＋催化速率的109倍，但是对糖的水解却不起作用，这个事实说明酶分别具有( )
A．多样性，稳定性 B．高效性，多样性
C．高效性，专一性 D．高效性，稳定性
2．某同学在验证“酶的专一性”时，设计并进行如下试验：
A．试验原理：①淀粉遇碘变蓝，麦芽糖遇碘不变蓝。②唾液中含有唾液淀粉酶，不含有蔗糖酶，所以只能催化淀粉水解为麦芽糖，而不能催化蔗糖水解。
B．试验步骤：取A、B、C三支洁净试管，按下表中挨次进行操作：
操作
步骤
分组
加入
2 mL
淀粉糊
加入
2 mL蔗
糖溶液
加入
2 mL
清水
加入
2 mL稀
释唾液
30℃
水浴
滴入数
滴碘液
观看
结果
试管A
√
√
30 min
√
变蓝
试管B
√
√
30 min
√
不变蓝
试管C
√
√
30 min
√
不变蓝
C.通过该试验，这位同学得出的结论是：唾液淀粉酶只能分解淀粉，不能分解蔗糖，证明白“酶具有专一性”。
请依据以上内容回答下述问题：
(1)该同学试验设计所用的试验原理 ( )
A．不正确 B．无法验证淀粉是否被分解
C．格外好 D．无法验证蔗糖是否被分解
(2)该试验中接受两组对比，它们分别是________________、______________，分别比较的是________________________________________________________________。
(3)你认为应当对该试验的哪一步骤进行改进后才完善？将___________________并赐予____________________条件。这时试管C的结果为________________，说明____________________________，缘由是________________________________。
学问点二 酶的作用条件较温存
3．甲、乙、丙三图依次表示酶浓度肯定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。据图推断下列叙述中不正确的是 ( )
A．甲图表明当反应物浓度超过某一浓度时，反应速率受酶浓度的制约将不再上升
B．乙图中a点以后，随温度上升酶的活性下降
C．丙图可以表示胃蛋白酶催化反应的速率曲线
D．三图说明反应物浓度、温度、pH对反应速率均有影响
4．某同学为了探究温度对唾液淀粉酶催化作用的影响，设计了下表所示的试验。其他同学看了该试验设计后，提出了下列修改意见，其中正确的是 ( )
加入物质
试管号
1
2
稀淀粉糊(mL)
2
2
新颖唾液(mL)
—
2
蒸馏水(mL)
2
—
恒温处理(15 min)
37℃
0℃
碘液(滴)
2
2
A.1号试管不必加入2 mL蒸馏水，而应当加入2 mL新颖唾液
B．2号试管不必加入2 mL新颖唾液，而应当加入2 mL蒸馏水
C．2号试管应当保持在37℃环境中进行恒温处理
D．1号试管应加入2 mL新颖唾液，并保持在0℃环境中进行恒温处理
基础落实
1．在进行探究影响酶活性的条件的试验时，先探究不同的温度对酶活性的影响，此时温度和pH分别属于 ( )
A．自变量和因变量 B．因变量和无关变量
C．自变量和无关变量 D．自变量和对比变量
2．将刚采摘的甜玉米马上放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是由于加热会 ( )
A．提高淀粉酶活性
B．转变可溶性糖分子结构
C．防止玉米粒发芽
D．破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶
3．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是 ( )
A．炒肉的过程中加入
B．肉炒熟后起锅前加入
C．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟
D．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟
4.在适宜温度、pH条件下，右图中实线表示没有酶时反应的过程。在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是( )
A．曲线A
B．曲线B
C．曲线C
D．曲线D
5．做唾液淀粉酶催化淀粉试验时，用口含一小口清水然后将含过的清水加入淀粉溶液中，也会使淀粉消化，和用纯唾液的效果一样，这一现象表明 ( )
A．酶的专一性 B．酶的高效性
C．酶的多样性 D．酶受温度和pH的影响
6.右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是 ( )
A．酶促反应的最适温度
B．酶因热而失活
C．酶促反应生成物的量与时间的关系
D．酶促反应速率和酶量的关系
7．某同学为了证明唾液能够使淀粉水解，进行了下面的试验：先用碘液检验一块干面包，变蓝色；他嚼碎了另一块干面包，一段时间后用斐林试剂检验，嚼碎的面包消灭砖红色；得出结论。此试验设计最大的失误在于 ( )
A．未对面包做还原糖检验
B．未对唾液做淀粉检验
C．未对嚼碎的面包做淀粉检验
D．应当用双缩脲试剂检验
力量提升
8．水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质 ( )
A．在4℃条件下易变性 B．只含有C、H
C．也能催化淀粉合成 D．含有羧基
9．下列曲线中能正确表示人体消化酶作用规律的是 ( )
A．Ⅰ和Ⅱ B．Ⅱ和Ⅲ
C．Ⅰ和Ⅳ D．Ⅱ和Ⅳ
10．科学家在某温泉喷水口中发觉一种耐热细菌，其最适环境为温度80℃和pH为7.0。从这种细菌体内提取到一种细菌蛋白酶，现将这种细菌蛋白酶、胃蛋白酶、唾液淀粉酶、乳清蛋白、淀粉和适量水混合后，装入一容器内，调整pH至7.0，保存于80℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内最终剩余的物质是 ( )
A．细菌蛋白酶、多肽、淀粉、水
B．胃蛋白酶、唾液淀粉酶、多肽、麦芽糖、水
C．细菌蛋白酶、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
D．细菌蛋白酶、胃蛋白酶、麦芽糖、水
11．下图表示某有机物中加入酶后，置于0℃～80℃环境中有机物分解总量与温度的关系图。据图推断，假如把这些物质置于80℃～0℃环境中处理，其关系图应为 ( )
A．① B．② C．③ D．④
12．下列有关某种淀粉酶的试验处理方式及结果如下表及图解所示。依据结果推断，叙述正确的是 ( )
试管编号
试管Ⅰ
试管Ⅱ
试管Ⅲ
pH
8
8
7
温度
60℃
40℃
40℃
淀粉酶
1 mL
1 mL
1 mL
淀粉
1 mL
1 mL
1 mL
A．甲物质是淀粉酶抑制剂
B．此种淀粉酶较适合在40℃的环境下起作用
C．此种淀粉酶在中性环境中的作用速率比在碱性中的快
D．此种淀粉酶在作用35 min后便会失去活性
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
综合拓展
13.如图为“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”的试验装置图，据图回答下列问题。
(1)振荡2支试管，然后将其下部浸到60℃左右的热水中，保温5 min。
①用60℃左右的热水保温，是由于α－淀粉酶的_____________________。
②保温5 min的目的是让____________________________________________。
(2)5 min以后取出试管，往2支试管中分别加入2 mL斐林试剂，并煮沸1 min。在此过程中，2支试管中溶液颜色的变化分别是：甲试管________________________；乙试管________________。设置乙试管的目的是作为________。
(3)解释甲、乙两试管中溶液颜色变化的缘由。
①甲试管___________________________________________________________；
②乙试管___________________________________________________________。
(4)上述试验现象说明白_______________________________________________。
(5)从上述试验结果可得到的结论是______________________________________。
答案 学问清单
一、1.(1)速率 活化能 (2)平衡点 不转变 2.(1)高效性 (2)专一性 (3)温存
二、温存的条件 空间结构 永久失活 活性 恢复 低温
对点训练
1．C
解析
思路导引 正确解答该题应围绕酶的特性开放以下思考：(1)过氧化氢酶的催化效率是Fe3＋的109倍，这说明白什么？(2)过氧化氢酶对糖的水解却不起作用，说明白什么？(3)以上事实说明白酶具有什么特性？
学问链接 酶对化学反应的影响
(1)甲图说明：在底物充分，其他条件适宜的状况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。
(2)乙图说明：酶A会促进A反应物的酶促反应，酶B则不会，所以酶具有专一性。
(3)丙图说明
①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不转变化学反应的平衡点。
2．(1)D (2)试管A与试管B 试管B与试管C 清水和唾液对淀粉水解的催化效果的差别、唾液对淀粉和蔗糖水解的催化效果的差别 (3)试管C中滴加碘液的步骤换成加入斐林试剂 沸水浴加热 无颜色变化 唾液淀粉酶不能催化蔗糖水解 唾液淀粉酶具有专一性
解析 此试验目的是验证“酶的专一性”，在分析评价试验时，应遵循单一变量原则和对比原则。本题所加试剂不对，蔗糖与碘液不发生颜色反应，不能说明淀粉酶不能催化蔗糖水解，应加入鉴定产物的试剂，如斐林试剂。
试验链接 设计试验的一般思路，首先找出并分析试验目的，猎取试验变量和试验类型，然后设计试验步骤，在步骤设计中遵循基本试验原则，最终预期试验结果。验证性试验只有一种预期结果，而探究性试验则需要做各种可能的结果分析。一切试验都要在可行性的条件下进行，如用碘液检测蔗糖是否水解是不行行的。
3．C [胃蛋白酶的最适pH为1.5，明显丙图曲线不能表示胃蛋白酶催化反应的速率变化。]
学问链接 pH和温度对酶活性的影响
(1)甲图说明：①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。②过酸过碱都会使酶失活。③不同的酶最适pH不同。
(2)乙图说明：①在肯定温度范围内，随温度的上升，酶的催化作用增加，超过这一范围酶催化作用将减弱。②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。
(3)丙图说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
4．A [试验的自变量是温度，除两试管把握温度不同之外，其他方面都是相同的。]
思路导引 解答本题首先要把握试验原理、方法、过程及结果，尤其留意对比试验的设计，要突出单一变量等原则，然后逐项分析。
试验链接 “探究温度对酶活性影响”试验结果的鉴定方法
本试验不宜选用斐林试剂，由于斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才能有砖红色沉淀生成，而该试验需严格把握不同的温度。
课后作业
1．C [试验过程中人为转变的变量称为自变量。除了自变量外，试验过程中可能还会存在一些可变因素，会对试验结果造成影响，这些变量称为无关变量。本试验中，人为转变的因素为温度，所以温度是自变量，而pH为无关变量。]
2．D [由题意知，甜玉米的可溶性糖含量高，放入沸水中片刻，破坏了有关酶的空间结构而使其变性失活，可溶性糖不能再转化成淀粉，所以能保持其甜味。]
3．D [蛋白酶作为一种生物催化剂，其活性受温度、pH等条件的影响，炒、煮等措施都会因温度过高而导致酶失活。]
4．C [酶的作用是降低活化能，因而催化效率更高，但它并不转变反应平衡点。从图中可以看出，曲线A、B、D均转变了此反应的平衡点，都是错误的。曲线C，酶促反应达到平衡的时间缩短(即反应速率提高)，而不转变反应的平衡点。]
5．B [题干的意思是唾液用量极少与用量较多的催化效率一样，说明酶具有高效性。]
6．D [从图可知，40℃是酶促反应的最适温度；50℃及50℃以上的温度会使酶变性失活；该图还反映出酶促反应生成物的量与时间的关系；该坐标图是在酶量肯定时测定的，故不能得出D项信息。]
7．A [干面包中还没有检测是否含有还原糖。]
8．D [本题考查了酶的本质、特性及元素组成。由题意知，该物质在细胞内合成，具有生物催化作用，故该物质为酶。生物体内绝大多数的酶是蛋白质，蛋白质由氨基酸脱水缩合形成，一条肽链上至少含有一个氨基和一个羧基；酶的活性易受温度、pH的影响，低温时酶的活性受抑制但不会变性，高温、pH过高或过低会使酶变性失活；蛋白质主要含C、H、O、N四种元素，有的蛋白质还含P、S等元素；酶有专一性，一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。]
9．D [人体消化酶的最适温度在37℃左右，对应曲线Ⅱ；底物浓度较低时，曲线Ⅲ应与虚线(酶含量为a)有一部分重合。]
10．A [在pH为7.0，温度为80℃的条件下，只有细菌蛋白酶具有酶活性，而胃蛋白酶、唾液淀粉酶、乳清蛋白作为蛋白质，都将被细菌蛋白酶分解为多肽，由于唾液淀粉酶被分解，所以不行能将淀粉分解。]
11．B [该题考虑的是影响酶活性的因素：温度。在最适宜温度以下，随着温度的上升酶活性增大；超过最适宜温度，随温度上升酶活性下降甚至变性失活。从图中可看出超过40℃被分解的量就不变了，说明酶已经变性失活。所以假如把这些物质置于80℃～0℃环境中处理，酶在80℃已经变性失活，所以被分解的总量保持不变。故选B。]
12．B [三支试管加入甲物质后Ⅱ和Ⅲ中的淀粉被快速分解，所以甲物质不是淀粉酶抑制剂；由表看出：此种淀粉酶在碱性环境中的作用速率比在中性中的快，较适合在40℃的环境下起作用；此种淀粉酶在作用35 min后便分解完淀粉。]
13．(1)①最适催化温度是50～75℃ ②淀粉分解得多，产生的麦芽糖较多 (2)由蓝色变为砖红色 无颜色变化 对比 (3)①淀粉被淀粉酶分解为具有还原性的麦芽糖，在加热条件下，使蓝色的Cu(OH)2还原为Cu2O而呈现砖红色 ②淀粉酶不能将蔗糖分解，蔗糖不具有还原性 (4)淀粉酶能催化分解淀粉为还原性的麦芽糖 (5)酶具有专一性
解析 酶发挥作用需要适宜的条件，在此试验中自变量为反应物类型，因此要把握酶处在适宜的温度和pH条件下，并且要赐予足够长的时间使反应进行。在适宜的条件下淀粉酶可以使淀粉分解成麦芽糖，麦芽糖具有还原性可以和斐林试剂反应生成砖红色沉淀，淀粉酶不能分解蔗糖而蔗糖又不具有还原性，不能与斐林试剂发生反应，这一试验验证了酶具有专一性。
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