高中生物 第四章 光合作用和细胞呼吸 第一节 光合作用和细胞呼吸第3课时影响酶促反应速率的因素练.docx
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高中生物第四章光合作用和细胞呼吸第一节光合作用和细胞呼吸第3课时影响酶促反应速率的因素练
第3课时 影响酶促反应速率的因素
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1.结合教材P67，设计实验探究pH和温度变化对酶活性的影响，并能分析实验结果。
2.结合教材P68，归纳影响酶促反应速率的因素，并能分析相关曲线。
影响酶促反应速率的因素（阅读P67～68）
1.pH
（1）最适pH：
酶活性最大时的pH。
（2）pH影响酶活性的机制：
通过改变酶的活性中心等发挥作用。
2.温度
酶促反应速率最高时的温度称为酶促反应的最适温度，低于或高于这一温度都会使反应速率降低。
3.底物浓度、酶浓度
（1）底物浓度
①当酶充足时，酶促反应速率与底物浓度呈正比例关系。
②当酶量一定时，在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快，当底物浓度达到某一定值后，不再随底物浓度的增加而加快。
（2）酶浓度
①当底物量充足时，酶促反应速率与酶浓度呈正比例关系。
②当底物量一定时，在酶浓度较低时，反应速率随酶浓度的增加而加快，当酶浓度达到某一定值后，不再随酶浓度的增加而加快。
一、pH对酶促反应速率的影响
1.课题研究：
探究pH对酶活性的影响
（1）实验器材：
滤纸、pH试纸、温度计、试管、烧杯、酒精灯，过氧化氢溶液、葡萄糖、酵母菌溶液等。
（2）实验装置
（3）操作步骤及现象
步
骤
实验操
作内容
烧杯①
烧杯②
烧杯③
烧杯④
①
将若干同样大小的滤纸片浸入酵母菌液中，然后取出晾干、备用
②
取四只相同烧杯，各注入等量的2%不同pH的H2O2溶液
pH＝5
pH＝7
pH＝9
pH＝11
③
将相同数量的滤纸片逐片放入四只烧杯中
④
观察并记录现象
有少量气泡产生，并附在滤纸片上，滤纸片浮出液面的时间长
有大量气泡产生，并附在滤纸片上，滤纸片浮出液面的时间短
有少量气泡产生，并附在滤纸片上，滤纸片浮出液面的时间长
有更少量气泡产生，并附在滤纸片上，滤纸片浮出液面的时间更长
（4）实验结果的曲线图：
滤纸片接触液面会下沉，直至烧杯底部，然后由烧杯底部上浮，直至浮出液面，及时记录整个过程所用时间（t），以1/t为纵坐标（酶促反应速率）、pH为横坐标绘制曲线图如下。
（5）pH对酶活性影响的分析：
①酶活性会受到pH影响，适宜的pH是维持酶的正常功能所必需的。
②酶催化效率最大时对应的pH为最适pH。
如该实验中的最适pH约为7。
③在过酸或过碱条件下，会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。
④pH的轻微改变使酶的活性降低但未破坏酶的分子结构，恢复正常的pH时，酶的活性也可以恢复。
2.pH对不同酶活性的影响
1.探究pH对酶促反应速率影响的实验所依据的原理是什么？
答案 ①反应原理：
2H2O2
2H2O＋O2。
②鉴定原理：
pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量。
可通过气泡生成量的多少，及滤纸片向上运动直至浮出液面所需时间的长短来检验O2生成量的多少。
2.在探究pH对酶活性影响的实验中，所涉及的自变量、因变量及无关变量分别是什么？
答案 本实验中的自变量是不同pH。
因变量是H2O2分解释放的O2量（本实验中参照滤纸片浮至水面时所用的时间的长短）。
本实验的无关变量是除pH以外的如温度、滤纸片的大小等因素。
3.若要探究影响H2O2酶的最适pH，实验思路是怎样的？
答案 实验思路是
O2产生速率
4.从蛋白质的结构和特点方面分析，在过酸、过碱或温度过高的条件下，酶为什么失活？
该如何保存酶？
答案 过酸、过碱或高温会使蛋白质变性失活。
低温和适宜pH下保存酶。
5.在日常生活中，使用加酶洗衣粉要比使用普通洗衣粉更容易清除衣物上的奶渍、油渍，为什么？
使用加酶洗衣粉时，最好用温水浸泡，为什么？
答案 加酶洗衣粉中含有一部分酶，比如脂肪酶、蛋白酶等，它们能够分解脂肪、蛋白质，使之变成小分子的物质，更加容易清洗。
酶的作用需要适宜的温度条件。
6.唾液淀粉酶随食物进入胃内，能否继续分解淀粉？
其原因是什么？
答案 不能。
唾液淀粉酶在胃液中强酸的条件下会失去活性，并会被胃蛋白酶分解。
1.图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下、pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。
若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下叙述正确的是（ ）
A.pH＝a时，e点下移，d点左移
B.温度降低时，e点不移，d点右移
C.pH＝c时，e点为0
D.H2O2量增加时，e点不移，d点左移
问题导析
（1）pH处于最适pH时，酶活性达到最大，低于或高于最适pH，酶活性都将减弱，甚至失去活性。
（2）酶能降低酶促反应的活化能，从而加快反应，但不能改变反应的平衡点。
（3）依据题干，图乙为最适pH时的变化曲线。
pH＝a时，反应速率减慢，但最终产物量不变，即e点不变，但由于酶活性减弱，达到平衡所需要的时间增长，d点右移。
（4）温度降低，酶的活性减弱，反应速率降低，但不改变产物的量，e点不变，达到平衡所需要的时间增长，d点右移，B正确。
（5）pH＝c时，酶失去活性，反应无酶催化仍能进行，e点不为0。
（6）H2O2量增加时，分解生成的O2增多，达到平衡所需要的时间增多，因此e点上移，d点右移。
答案 B
一题多变
下图曲线表示不同pH对三种蛋白酶活力的影响，有关叙述错误的是（ ）
A.酶活力可用单位时间内产物增加的量来表示
B.乙酶的活力不受pH影响
C.pH由6降至2，甲酶的活力不变
D.与乙酶相比，甲酶和丙酶的适宜pH范围较窄
答案 B
解析 酶活力可以用单位时间内产物的增加量或反应物的减少量来表示，A正确；由图可知乙酶的最适pH范围较广，但在2时酶可能没有活性，B错误；pH在6时酶已经失去活性，再降到2还是没有活性，C正确；乙酶的pH范围较广，而甲酶和丙酶的范围较窄些，D正确。
二、温度等因素对酶促反应速率的影响
1.温度对酶促反应速率的影响
（1）温度对酶促反应速率的作用曲线
（2）对曲线的解读
①在一定的温度范围内，酶促反应速率随着温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。
②在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。
（3）低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。
但高温会导致酶变性，使其永久失活。
2.底物浓度对酶促反应速率的影响
（1）在一定的反应物浓度范围内，酶促反应速率随反应物浓度的增加而上升；当反应物浓度达到某一定值后，再增加反应物浓度，反应速率也不再上升。
这是受酶浓度或酶活性的限制。
（2）曲线
3.酶浓度对酶促反应速率的影响
（1）在当反应物浓度大大超过酶浓度时（也即底物充足），酶浓度与酶促反应的速率成正比例关系。
（2）曲线
1.能否选择过氧化氢和过氧化氢酶来探究温度对酶促反应速率的影响？
为什么？
答案 不能。
因为过氧化氢本身在自然状态下就能分解，且在不同温度下分解速率不同，会干扰实验结果。
2.下面是某小组设计的探究温度变化对工业淀粉酶（适宜温度60℃）催化作用的影响实验，填表并思考下列问题：
步骤
试管编号
1
2
3
加入3%可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
提供环境温度
60℃的水
沸水
冰块
保温
5min
5min
5min
注入2%新鲜淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
继续保温
5min
5min
5min
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
（1）1、2、3号试管的现象说明了什么问题？
答案 1号试管的现象说明淀粉被完全分解了，2、3号试管的现象说明淀粉没有被完全分解。
（2）该实验得出的结论是什么？
答案 温度会影响酶活性，温度偏高或偏低都会影响酶活性。
（3）能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断试管中的淀粉是否被分解了？
答案 不能。
因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要水浴加热。
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
判断正误：
（1）一定范围内升高温度，酶活性可能上升。
（ ）
（2）同一生物体内的酶最适pH一定相同。
（ ）
（3）pH越高，酶的活性越高。
（ ）
（4）低于或高于最适pH都会使酶的活性降低甚至丧失。
（ ）
（5）在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率。
（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）× （4）√ （5）√
1.在“探究不同pH值对酶活性的影响”实验中，pH值属于（ ）
A.自变量B.无关变量
C.因变量D.对照变量
答案 A
解析 实验过程中可以变化的因素称为变量。
其中人为改变的变量称为自变量。
探究不同pH值对酶活性的影响，所以pH是自变量。
2.如图表示某反应物剩余量随pH及温度变化的情况，正确的是（ ）
A.该酶的最适温度是37℃
B.随着pH的升高，酶的活性先降低后升高
C.随着温度的升高，酶的最适pH不变
D.随着温度的升高，酶的活性逐渐降低
答案 C
解析 反应物剩余量的多少可以表示反应进行的程度，反应物剩余越少，表示反应进行的越彻底，则酶的活性越高，反之则酶的活性越低。
由图可以看出该酶的最适温度应为35℃左右，在一定范围内随着pH和温度的升高，酶的活性都是先升高再降低。
在不同的温度条件下，酶的最适pH都是8。
3.人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因是（ ）
A.消化道内的食物尚未消化
B.发烧使胃肠蠕动减弱
C.体内食物残渣排出受阻
D.高烧使酶的活性减弱
答案 D
解析 酶的活性受温度影响。
体温升高使酶的活性下降。
4.分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性，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。
5.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，则酶催化反应的速率将________________，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）如图中虚线所示
（4）不变 在pH＝2时酶已经失活 （5）C
解析 酶具有专一性，一种酶只能催化一定的反应物（底物）发生反应，第
（1）小题蛋白酶只能催化蛋白质水解。
酶催化反应，只能改变反应速度，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.唾液淀粉酶进入胃后就失去其催化作用，主要原因是（ ）
A.酸碱度不适宜
B.胃蛋白酶抑制了唾液淀粉酶的作用
C.胃中没有淀粉
D.唾液淀粉酶被分解
答案 A
2.将1mL5%的新鲜唾液倒入装有10mL糨糊的试管内，置于25℃的温水中水浴，下列各方法中能提高试管内反应速率的是（ ）
A.向试管内通气
B.适当提高实验温度
C.向试管内加入少量麦芽糖
D.向试管内加入大量的酸或碱
答案 B
解析 过酸或过碱会使酶变性失活，而新鲜唾液淀粉酶的最适pH为7左右。
通气、加入少量的麦芽糖不影响酶的活性。
在一定温度范围内，随温度升高酶的活性增强。
3.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.0℃B.15℃
C.25℃D.35℃
答案 D
解析 越接近人的体温，血液凝固越快。
4.科学家通过实验分别研究了pH对酶A和酶B所催化的反应速率的影响，获得下图所示结果。
下列有关叙述正确的是（ ）
A.酶A与酶B催化活性的最适pH相同
B.酶B的催化效率高于酶A
C.酶B很可能取自人体的胃液
D.酶A与酶B最可能不在同一部位发挥作用
答案 D
解析 本题考查pH对酶活性的影响。
由题图可知，酶A和酶B催化活性的最适pH分别是4和6，因此最适pH不同。
酶B的催化效率并不总高于酶A，例如pH是5的时候，二者的催化效率相等。
人的胃液pH为2左右，而酶B的最适pH为6。
由于酶A与酶B催化活性的pH范围不同，因此它们最可能位于不同部位。
5.在一块含有淀粉的琼脂块的四个固定位置，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.2
C.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。
6.下图的实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。
先将酶和乳汁分别放在2支试管中，然后将2支试管放入同一温度的水中进行水浴15min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。
通过多次实验并记录不同温度下凝乳所需要的时间，结果如表所示：
装置
A
B
C
D
E
F
水浴温度/℃
10
20
30
40
50
60
凝乳时间/min
不凝固
7.0
4.0
1.5
4.0
不凝固
据此实验，请判断下列叙述中正确的是（ ）
A.凝乳时间越长，凝乳酶的活性越高
B.如果将A组的水温逐渐提高，乳汁可以凝固
C.低温破坏了酶的分子结构，所以10℃温度下乳汁不凝固
D.可以肯定，凝乳酶的最适温度为40℃
答案 B
解析 A组不凝固的原因是温度太低，酶的活性受到抑制，当温度逐渐升高，会提高酶的活性，使乳汁凝固。
巩固提升
7.如图为某一酶促反应在不同条件下的反应物剩余量的变化曲线，可以说明的酶特性是（ ）
①专一性 ②高效性 ③催化特性 ④在温和的条件下进行
A.①④B.①②
C.②③D.③④
答案 C
解析 由题图可见，三种不同处理都可以使反应达到平衡点，所有的催化剂都具有这样的共性。
但是达到平衡点所需时间不一致，加酶所需时间最短，这是酶的高效性。
专一性是指酶只能催化一定的反应物（底物）发生反应。
在温和的条件下进行是指酶作用的发挥需要适宜的环境条件。
8.如图甲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，其关系图应为乙图中的（ ）
答案 B
解析 酶是蛋白质，由图甲可知，80℃时已经变性失活，在降低至适宜温度，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，反应物浓度对酶促反应速率的影响，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，酶促反应速率也增加，表明限制反应速率的因素是反应物的浓度。
11.下面是某同学所做的有关过氧化氢在不同条件下分解的验证性实验。
一、实验材料和用具：
新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、新鲜的马铃薯泥、蒸馏水、酒精灯、温度计等。
二、实验步骤
步骤
试管编号
a
b
C
d
e
加入
试剂
3%
H2O2
2mL
3%
H2O2
2mL
3%
H2O2
2mL
3%
H2O2
2mL
H2O
2mL
设置反
应条件
常温
常温
常温
0℃
常温
蒸馏水
FeCl3
溶液
肝脏
研磨液
煮熟的肝
脏研磨液
肝脏
研磨液
剂量
2滴
2滴
2滴
2滴
2滴
观察气
泡产生
请根据该实验回答下列问题。
（1）在上述实验中，产生气泡最多的试管是________号，原因是：
________________。
（2）如果仅将上述实验条件由常温改为90℃水浴，重复实验，气泡产生最多的试管是________号。
（3）假如b、c两试管的实验现象均不明显，从所给的实验材料分析，原因可能是：
____________________________________________________________________。
该同学设计e组的实验目的是：
__________________________________________。
（4）假若a～d号的实验都是为了验证酶的某项特性而设置的对照，那么，实验组设置不科学的是______号，主要违背了________原则，应如何改进？
____________。
（5）假如要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶，你的实验设计思路是_____________
_____________________________________________________________________。
答案
（1）c 酶在适宜条件下具有高效性
（2）b
（3）H2O2溶液放置时间过长而分解 排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响（合理即可）
（4）d 单一变量 将0℃改为常温
（5）再增设两组实验，分别编号为f、g，实验处理方法同c组，只是将滴加肝脏研磨液分别改为马铃薯泥和高温处理过的马铃薯泥（对g组设置可不作要求）
解析
（1）由于酶在适宜条件下具有高效性，因此c试管产生气泡最多。
（2）90℃时酶活性丧失，加FeCl3溶液的b试管在高温下产生气泡最多。
（3）b、c两试管加了催化剂而实验现象却均不明显，从实验材料分析，应该是H2O2溶液放置时间过长分解所致。
（4）d试管的设计存在两个变量，即温度和酶的活性。
将0℃变为常温即可。
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：
一、实验材料及用具：
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。
二、实验步骤
步骤
试管编号
A
B
C
D
E
①加入血浆或缓冲液各2mL
血浆
pH5.0
缓冲液
pH6.0
缓冲液
pH7.0
缓冲液
pH8.0
缓冲液
②加入10%的过氧化氢溶液
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
③加入新鲜肝脏研磨液
2滴
2滴
2滴
2滴
2滴
④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；自变量为__________，因变量为__________。
（2）如果右图表示的是在pH＝7.0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）和酶量增加一倍时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.（2014·江苏卷，18）下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是（ ）
A.高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
B.洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用
C.在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用
D.洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用
答案 C
解析 A项，酶有最适温度，加酶洗衣粉的酶在水温为45～60°C时能充分发挥洗涤效果。
B项，如果将酶直接加入到洗衣粉中，洗衣粉中的表面活性剂能影响碱性蛋白酶的活性，甚至使酶失活。
C项，加酶洗衣粉中的酶是经过特殊处理的，能耐酸、耐碱，可忍受表面活性剂和较高的温度。
D项，加酶洗衣粉中的酶的
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