高中生物第四章光用和细胞呼吸影响酶促反应速率的因素学案新人教必修

1、第3课时影响酶促反应速率的因素目标导航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P6768)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)底物浓度当酶充足时，酶促反应速率与底物浓度呈正比例关系。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

2、底物浓度的增加而加快。(2)酶浓度当底物量充足时，酶促反应速率与酶浓度呈正比例关系。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烧杯烧杯烧杯将若干同样大小的滤纸片浸入酵母菌液中，然后取出晾干、备用取四只相同烧杯，各注入等量的2%不同pH的H2O2溶液pH5pH7pH9pH11将相同数量的滤纸片逐片放入四只烧杯中观察并

3、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：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。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。在过酸或过碱条件下，会使酶的

4、分子结构遭到破坏而失去活性。pH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？答案反应原理：2H2O22H2OO2。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

5、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

6、？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、pHb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.pHa时，e点下移，d点左移B.温度降低时，e点不移，d点右移C.pHc时，e点为0D.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。pHa时，反应

7、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)pHc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

8、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。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

9、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

10、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123加入3%可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL提供环境温度60 的水沸水冰块保温5 min5 min5 min注入2%新鲜淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL继续保温5 min5 min5 min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

11、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；

12、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

13、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

14、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140 min后，曲线变成水平，这是因为_。(3

15、)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pH2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

16、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A2.将1 mL 5%的新鲜唾液倒入装有10 mL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

17、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AC.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

18、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24 h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.1 B.2C.3 D.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

19、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15 min，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ABCDEF水浴温度/102030405060凝乳时间/min不凝固7.04.01.54.0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

20、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()专一性高效性催化特性在温和的条件下进行A.B.C.D.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

21、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，

22、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

23、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abCde加入试剂3%H2O22 mL3%H2O22 mL3%H2O22 mL3%H2O22 mLH2O2 mL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

24、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ad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

25、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

26、编号ABCDE加入血浆或缓冲液各2 mL血浆pH5.0缓冲液pH6.0缓冲液pH7.0缓冲液pH8.0缓冲液加入10%的过氧化氢溶液2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL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；自变量为_，因变量为_。(2)如果右图表示的是在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

27、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.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4560 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作用是催化衣物上的污渍分解，使其容易从衣物上脱落下来。14.关于酶的叙述，错误的是()A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶