高中生物人教版必修一上篇第5章第1节第2课时酶的特性
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第2课时 酶的特性
酶的高效性和专一性
1．高效性[填空]
(1)含义：酶的催化效率大约是 无机催化剂 的107～1013倍。 (2)意义：使细胞代谢 快速 地进行。 2．专一性[填空] (1)含义：每一种酶只能催化 一种或一类 化学反应。 (2)意义：使细胞代谢 有条不紊 地进行。
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课堂小结
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1．根据下图，有关说法错误的是( )。
A．此图可反映酶的专一性 B．图中d可表示酶 C．图中b可表示被催化的底物 D．图中e、f可表示b分解后的产物
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解析 题图中a表示酶，b表示底物，e、f表示产物，c、d表示不 能被该酶催化的物质，反映了酶的专一性。 答案 B
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(5)图2表示萝卜的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物浓度 对酶所催化反应的速率的影响。请在图上画出：
图2 ①如果在A点时，将温度提高5 ℃时的曲线变化；②如果在B点 时，往反应混合物中加入少量同种酶的曲线变化；③如果在C点 时加入大量pH为1.8的HCl的曲线变化。
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方法提炼 坐标曲线题解题方法 第一步：识图，关键要抓两点：一看纵横坐标所表示的生物学含 义；二看曲线中的特殊点(起点、拐点、终点)和曲线的趋势。 第二步：析图，图中为什么会出现特殊点？曲线为什么有这样的 变化趋势和走向？分析曲线变化的因果关系。 第三步：用图，通过联想、迁移等再现与图像曲线相关的知识 点，如生物学概念、原理等。 解答本类题的切入点是：同一条曲线上的两个点的比较→从横坐 标代表的变量入手；不同曲线上处于同一轴线的两个点的比较→ 从两曲线差异的变量入手。
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酶的作用条件较温和
1．酶活性[填空] (1)含义：酶对化学反应的 催化效率 。 (2)影响酶活性的主要因素： 温度和pH 。
2．探究影响酶活性的条件[填空] (1)探究温度对酶活性的影响
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试管
步骤
1
1′ 2 2′ 3 3′
淀粉溶液
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金榜通关必备
随堂达标检测
酶的特性理解
【例1】 取经过编号的5支试管分别加入2 mL体积分数为3%的过 氧化氢溶液，进行如下实验，根据实验内容，下列说法正确的是
( )。
试管 编号
加入 物质
实验 结果
1
2
3
4
适量唾液
几乎无气 泡
锈铁钉
少量气 泡
生土豆 块
大量气 泡
熟土豆块
几乎无气 泡
5
生土豆块＋ 稀盐酸
①催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效 率更高。
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②酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间，而不改变化学反 应的平衡点。 ③酶只能催化已存在的化学反应。 2．酶的专一性 (1)原因：每种酶分子都有特定的空间结构，酶催化反应时， 酶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：
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2．底物浓度 酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓 度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度 后不再增加。原因是受到酶数量和酶活性的限 制(如图)。
3．酶浓度 在底物充足、其他条件适宜且固定的条件 下，酶促反应速率与酶浓度成正比(如图)。
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(2)酶的高效性实验探究
对照组：反应物＋无机催化剂―检―测→底物分解速率 实验组：反应物＋等量酶溶液―检―测→底物分解速率
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。
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影响酶促反应的因素曲线分析
【例2】 如图表示不同条件下酶促
反应的速率变化(酶浓度相同)，下
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(2)探究pH对酶活性的影响
试管
步骤
1
质量分数20%肝脏研磨液 1 mL
蒸馏水
1 mL
质量分数5%氢氧化钠溶液
质量分数5%盐酸溶液
质量分数3%过氧化氢溶液 2 mL 振荡试管
2 1 mL 1 mL 2 mL
3 1 mL
1 mL 2 mL
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几乎无气泡
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A.说明酶具有高效性的是3号和4号实验 B．1号和3号对照不能说明酶有专一性 C．各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系 D．3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响
思维导图：
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深度剖析 酶具有高效性是通过无机催化剂与酶相比较(即2号与3 号实验)得出的。1号和3号实验是两种酶催化一种底物，能说明 酶具有专一性。3号与4号实验对比能说明高温会降低酶的活性。 3号和5号实验的自变量是pH，说明pH会影响酶的活性。 答案 D 方法提炼 (1)酶的专一性探究 此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因 变量是反应物是否被分解。
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[思维激活1] 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？ 提示 不是。酶的专一性是指每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，也说明其有专一性。
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1．酶的高效性 (1)原因：相对于无机催化剂，酶降低活化能的作用更显著。 (2)曲线解读：
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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。 答案 AC
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
结论
酶的催化作用需在 适宜的pH 下进行，pH过高或 过低都会影响酶的活性
[思维激活2] 可以用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响吗？ 提示 不能。因H2O2在加热条件下会加快分解。
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生物体内的化学反应几乎都需要酶的催化，影响酶促反应速率 (常用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量表示)的因素主 要有温度、pH、酶浓度、底物浓度等。 1．温度、pH
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(1)分析图A、B可知，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，酶活性都会明显降低。 (2)过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去 活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏， 温度升高可恢复其活性。 (3)反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度，如图C所 示。
应物浓度不影响酶的活性，但会影响酶促反应的速率。
答案 C
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4．将新鲜萝卜磨碎、过滤得到提取液。在温度为30 ℃的条件 下，取等量提取液分别加到四个盛有pH分别为3、5、7、9的 100 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液的烧杯中，结果每一个 烧杯都产生气体，然后，将加入四个烧杯中提取液的量减 半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中过 氧化氢的含量变化并绘制成图1所示曲线，请回答有关问题。
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解析 要确定实验的目的，可围绕自变量和因变量进行分析。本 实验中因变量是过氧化氢含量的多少，自变量包括4个烧杯中不 同的pH和加入4个烧杯中的提取液的量的多少，据此可以确定实 验的目的是探究过氧化氢在不同pH条件及不同量的提取液条件 下分解的快慢或探究等量的提取液在不同pH条件下对过氧化氢 分解的影响及同种不同量提取液在相同pH条件下对过氧化氢分 解的影响。曲线A和B中过氧化氢含量的最低点对应的pH为最适 pH，过氧化氢分解的速率最快，这说明同一种酶在相同条件下 的最适pH相同。曲线A与B对照，说明在相同条件下过氧化氢分 解的速率较慢，应该是酶的数量的影响，因此，曲线A的实验结
随堂达标检测
特别提醒 温度、pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速 率；而酶浓度、底物浓度均不影响酶的活性，二者是通过影响底 物与酶分子接触机会来影响酶促反应速率。
【训练2】 如图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列各项 叙述中不正确的是( )。
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A．曲线a上的B点对应的温度表示该酶的最适温度 B．人体内胃蛋白酶的活性与曲线b相似 C．曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pH D．酶活性随温度的升高而增强 解析 一定范围内酶活性随温度升高而增强，超过最适温度，温 度升高酶活性反而降低，甚至丧失。 答案 D
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2．下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果 绘制的。其中能说明酶具有高效性的是( )。
解析 证明酶的高效性的实验自变量应为催化剂的种类。
答案
A
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3．下列关于酶活性的变化曲线中，正确的是( )。
解析 酶的活性受温度、pH及某些抑制剂和激活剂的影响，反
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图1
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(1)该实验的目的是___________________________________ ____________________________________。 (2)该实验中的自变量是_______________________________ ____________________，因变量是____________________ ___ _______________________________________________。 (3)曲线a和b中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的 原因是____________________________________。 (4)曲线a是第________次实验的结果，其原因最可能是 ________________________________。
2 mL
/ 2 mL / 2 mL /
淀粉酶溶液
/
1 mL / 1 mL / 1 mL
不同温度下 处理5 min
0℃
60 ℃
将同一温度下的两种物质混合后 保温5 min
100 ℃
滴加碘液 结果(现象)
结论
1滴
1滴
1滴
变蓝
不变蓝
变蓝
酶的催化作用需在 适宜的温度 下进行，温 度过高或过低都会影响酶的活性
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【变式】（双选） 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 35 ℃ 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
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(2)曲线解读：
①加入酶A时，一定范围内随底物浓度的增加反应速率增加， 当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变。 ②酶A会促进酶促反应的进行，而酶B不会，说明酶具有专一 性。
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【训练1】 研究表明，一分子过氧化氢酶能在1 min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 解析 一分子过氧化氢酶催化效率是Fe3＋的109倍，说明酶具 有高效性；但是能水解过氧化氢，不能水解糖，说明酶具有 专一性。 答案 C
列说法不正确的是( )。
A．酶促反应的速率可以用产物生
成的速率来表示
B．b和a相比较，酶促反应速率
慢，这是因为温度低，酶活性降低
C．AB段影响酶反应速率的主要限制因子是酶浓度
D．若想探究不同温度对酶活性的影响，至少应设计3种不同的
温度
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思维导图
深度剖析 A和B相比较，它们的酶浓度是相同的，因而反应速 率的不同与酶浓度无关。 答案 C
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设计思路一：换反应物不换酶。
实验组：反应物＋相应酶溶液―检―测→反应物被分解 对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液―检―测→反应物不被分解 设计思路二：换酶不换反应物。
实验组：反应物＋相应酶溶液―检―测→反应物被分解 对照组：相同反应物＋等量另一酶溶液―检―测→反应物不被分解
酶的高效性和专一性
1．高效性[填空]
(1)含义：酶的催化效率大约是 无机催化剂 的107～1013倍。 (2)意义：使细胞代谢 快速 地进行。 2．专一性[填空] (1)含义：每一种酶只能催化 一种或一类 化学反应。 (2)意义：使细胞代谢 有条不紊 地进行。
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1．根据下图，有关说法错误的是( )。
A．此图可反映酶的专一性 B．图中d可表示酶 C．图中b可表示被催化的底物 D．图中e、f可表示b分解后的产物
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解析 题图中a表示酶，b表示底物，e、f表示产物，c、d表示不 能被该酶催化的物质，反映了酶的专一性。 答案 B
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(5)图2表示萝卜的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物浓度 对酶所催化反应的速率的影响。请在图上画出：
图2 ①如果在A点时，将温度提高5 ℃时的曲线变化；②如果在B点 时，往反应混合物中加入少量同种酶的曲线变化；③如果在C点 时加入大量pH为1.8的HCl的曲线变化。
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方法提炼 坐标曲线题解题方法 第一步：识图，关键要抓两点：一看纵横坐标所表示的生物学含 义；二看曲线中的特殊点(起点、拐点、终点)和曲线的趋势。 第二步：析图，图中为什么会出现特殊点？曲线为什么有这样的 变化趋势和走向？分析曲线变化的因果关系。 第三步：用图，通过联想、迁移等再现与图像曲线相关的知识 点，如生物学概念、原理等。 解答本类题的切入点是：同一条曲线上的两个点的比较→从横坐 标代表的变量入手；不同曲线上处于同一轴线的两个点的比较→ 从两曲线差异的变量入手。
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酶的作用条件较温和
1．酶活性[填空] (1)含义：酶对化学反应的 催化效率 。 (2)影响酶活性的主要因素： 温度和pH 。
2．探究影响酶活性的条件[填空] (1)探究温度对酶活性的影响
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试管
步骤
1
1′ 2 2′ 3 3′
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酶的特性理解
【例1】 取经过编号的5支试管分别加入2 mL体积分数为3%的过 氧化氢溶液，进行如下实验，根据实验内容，下列说法正确的是
( )。
试管 编号
加入 物质
实验 结果
1
2
3
4
适量唾液
几乎无气 泡
锈铁钉
少量气 泡
生土豆 块
大量气 泡
熟土豆块
几乎无气 泡
5
生土豆块＋ 稀盐酸
①催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效 率更高。
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②酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间，而不改变化学反 应的平衡点。 ③酶只能催化已存在的化学反应。 2．酶的专一性 (1)原因：每种酶分子都有特定的空间结构，酶催化反应时， 酶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：
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2．底物浓度 酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓 度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度 后不再增加。原因是受到酶数量和酶活性的限 制(如图)。
3．酶浓度 在底物充足、其他条件适宜且固定的条件 下，酶促反应速率与酶浓度成正比(如图)。
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(2)酶的高效性实验探究
对照组：反应物＋无机催化剂―检―测→底物分解速率 实验组：反应物＋等量酶溶液―检―测→底物分解速率
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。
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影响酶促反应的因素曲线分析
【例2】 如图表示不同条件下酶促
反应的速率变化(酶浓度相同)，下
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(2)探究pH对酶活性的影响
试管
步骤
1
质量分数20%肝脏研磨液 1 mL
蒸馏水
1 mL
质量分数5%氢氧化钠溶液
质量分数5%盐酸溶液
质量分数3%过氧化氢溶液 2 mL 振荡试管
2 1 mL 1 mL 2 mL
3 1 mL
1 mL 2 mL
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A.说明酶具有高效性的是3号和4号实验 B．1号和3号对照不能说明酶有专一性 C．各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系 D．3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响
思维导图：
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深度剖析 酶具有高效性是通过无机催化剂与酶相比较(即2号与3 号实验)得出的。1号和3号实验是两种酶催化一种底物，能说明 酶具有专一性。3号与4号实验对比能说明高温会降低酶的活性。 3号和5号实验的自变量是pH，说明pH会影响酶的活性。 答案 D 方法提炼 (1)酶的专一性探究 此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因 变量是反应物是否被分解。
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[思维激活1] 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？ 提示 不是。酶的专一性是指每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，也说明其有专一性。
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1．酶的高效性 (1)原因：相对于无机催化剂，酶降低活化能的作用更显著。 (2)曲线解读：
随堂达标检测
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。 答案 AC
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
结论
酶的催化作用需在 适宜的pH 下进行，pH过高或 过低都会影响酶的活性
[思维激活2] 可以用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响吗？ 提示 不能。因H2O2在加热条件下会加快分解。
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生物体内的化学反应几乎都需要酶的催化，影响酶促反应速率 (常用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量表示)的因素主 要有温度、pH、酶浓度、底物浓度等。 1．温度、pH
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(1)分析图A、B可知，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，酶活性都会明显降低。 (2)过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去 活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏， 温度升高可恢复其活性。 (3)反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度，如图C所 示。
应物浓度不影响酶的活性，但会影响酶促反应的速率。
答案 C
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4．将新鲜萝卜磨碎、过滤得到提取液。在温度为30 ℃的条件 下，取等量提取液分别加到四个盛有pH分别为3、5、7、9的 100 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液的烧杯中，结果每一个 烧杯都产生气体，然后，将加入四个烧杯中提取液的量减 半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中过 氧化氢的含量变化并绘制成图1所示曲线，请回答有关问题。
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解析 要确定实验的目的，可围绕自变量和因变量进行分析。本 实验中因变量是过氧化氢含量的多少，自变量包括4个烧杯中不 同的pH和加入4个烧杯中的提取液的量的多少，据此可以确定实 验的目的是探究过氧化氢在不同pH条件及不同量的提取液条件 下分解的快慢或探究等量的提取液在不同pH条件下对过氧化氢 分解的影响及同种不同量提取液在相同pH条件下对过氧化氢分 解的影响。曲线A和B中过氧化氢含量的最低点对应的pH为最适 pH，过氧化氢分解的速率最快，这说明同一种酶在相同条件下 的最适pH相同。曲线A与B对照，说明在相同条件下过氧化氢分 解的速率较慢，应该是酶的数量的影响，因此，曲线A的实验结
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特别提醒 温度、pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速 率；而酶浓度、底物浓度均不影响酶的活性，二者是通过影响底 物与酶分子接触机会来影响酶促反应速率。
【训练2】 如图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列各项 叙述中不正确的是( )。
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A．曲线a上的B点对应的温度表示该酶的最适温度 B．人体内胃蛋白酶的活性与曲线b相似 C．曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pH D．酶活性随温度的升高而增强 解析 一定范围内酶活性随温度升高而增强，超过最适温度，温 度升高酶活性反而降低，甚至丧失。 答案 D
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2．下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果 绘制的。其中能说明酶具有高效性的是( )。
解析 证明酶的高效性的实验自变量应为催化剂的种类。
答案
A
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3．下列关于酶活性的变化曲线中，正确的是( )。
解析 酶的活性受温度、pH及某些抑制剂和激活剂的影响，反
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(1)该实验的目的是___________________________________ ____________________________________。 (2)该实验中的自变量是_______________________________ ____________________，因变量是____________________ ___ _______________________________________________。 (3)曲线a和b中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的 原因是____________________________________。 (4)曲线a是第________次实验的结果，其原因最可能是 ________________________________。
2 mL
/ 2 mL / 2 mL /
淀粉酶溶液
/
1 mL / 1 mL / 1 mL
不同温度下 处理5 min
0℃
60 ℃
将同一温度下的两种物质混合后 保温5 min
100 ℃
滴加碘液 结果(现象)
结论
1滴
1滴
1滴
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不变蓝
变蓝
酶的催化作用需在 适宜的温度 下进行，温 度过高或过低都会影响酶的活性
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【变式】（双选） 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 35 ℃ 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
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(2)曲线解读：
①加入酶A时，一定范围内随底物浓度的增加反应速率增加， 当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变。 ②酶A会促进酶促反应的进行，而酶B不会，说明酶具有专一 性。
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【训练1】 研究表明，一分子过氧化氢酶能在1 min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 解析 一分子过氧化氢酶催化效率是Fe3＋的109倍，说明酶具 有高效性；但是能水解过氧化氢，不能水解糖，说明酶具有 专一性。 答案 C
列说法不正确的是( )。
A．酶促反应的速率可以用产物生
成的速率来表示
B．b和a相比较，酶促反应速率
慢，这是因为温度低，酶活性降低
C．AB段影响酶反应速率的主要限制因子是酶浓度
D．若想探究不同温度对酶活性的影响，至少应设计3种不同的
温度
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深度剖析 A和B相比较，它们的酶浓度是相同的，因而反应速 率的不同与酶浓度无关。 答案 C
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设计思路一：换反应物不换酶。
实验组：反应物＋相应酶溶液―检―测→反应物被分解 对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液―检―测→反应物不被分解 设计思路二：换酶不换反应物。
实验组：反应物＋相应酶溶液―检―测→反应物被分解 对照组：相同反应物＋等量另一酶溶液―检―测→反应物不被分解