探究影响酶活性的条件-2021年高考生物必考实验突破（解析版）

实验六：探究影响醒活性的条件

知识链接

1.实验原理

温度对酶活性的影响pH对酶活性的影响

•酶促反应速率最快时的环境温度称为•酶促反应速率最快时的环境pH称为该

该酶促反应的最适温度酶促反应的最适pH

u/tuaoix*

在最适合的pH下，

在最适温度的两侧，反应速率

都比较低酶的活性建邑

较高的温唐容易使酶空间结构

遭到破坏而失去活位;在过酸过碱的条件下，

都会使酶的空间结构遭

0最适温度皿

到破坏而失去活性

酹活性受温度影响示意图

酶活性受pH影晌示意图

2.实验过程

（1）探究温度对淀粉酶活性的影响

淀粉溶液1号试管2号试管3号试管

试管各加入2mL淀粉溶液，分别水浴加热至60℃、

实验0℃、100℃

步骤

二分别加入以恒温至60℃、。℃、100℃的淀粉

酶2滴，振荡

三

加热至60。（〕，保持0。（：冰水中加热至100。（：，

反应约5min反应约5min反应约5min

四各加入两滴碘液一►振荡

实验现象

无明显现象藉色

结论只有在一定温度下酶的催化效率寂好

(2)探究pH对过氧化氢酶活性的影响

过氧化氢

溶液1号试管2号试管3号试管

—试管各加入2mL过氧化氢溶液

实验

步骤pH=2pH=7pH=12

--

各加入几滴过氧化氢酶溶液，2—3min后

将点燃的卫生香分别放入试管中

实验现象无明显变化复燃无明显变化

结论在最适合的pH下酶的催化效率最好

3.易错提醒

探究温度对酶活性影响不能选择过氧化氢酶，过氧化氢在高温条件下会分解

探究pH对酶活性影响不能选择淀粉酶，淀粉在酸性条件下会分解

典例引领

例1.图甲是过氧化氢酶活性⑺受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH=b时过氧化氢分解产生

的量随时间⑺的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是()

A.pH=a时，e点下移，d点左移

B.适当降低温度，e点不移，d点右移

C.pH=cf^,e点为0

D.过氧化氢量增加，e点不移，d点左移

【答案】B

【解析】IpH由b-a时，酶的活性降低，化学反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，但

pH改变不会改变化学反应的平衡点，故e点不移，d点右移，A项错误；图乙是在最适温度下绘制的，若

温度降低，则酶活性降低，化学反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，但温度降低不会改变

化学反应的平衡点，故d点右移，e点不移，B项正确；pH=c时，过碱条件破坏酶的空间结构使酶失活，

不能催化过氧化氢水解，但过氧化氢在常温下也能分解，所以e点不为0,C项错误；过氧化氢量增加时，

达到化学反应平衡所需时间延长，且化学反应的平衡点升高，即e点上移，d点右移，D项错误。］

例2.为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。

材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩胭试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，

试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。请回答下列问题：

（1）为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质（肽类）含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入

试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有（填序号）。

①试管②滴管③量筒④酒精灯⑤显微镜

（2）为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加,进

行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是

（3）为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1〜4号试管中分别加入相

应的提取液和溶液（如图所示），40℃温育30min后，分别加入斐林试剂并60℃水浴加热，观察试管内颜色

变化。请继续以下分析：

I34

「

「

n

u

白=

B

[<-]

[-:-]一

3勺

缓冲液x发芽玉米提取液淀粉酶溶液

淀粉溶液淀粉溶液淀粉溶液淀粉溶液

①设置试管1作为对照，其主要目的是。

②试管2中应加入的X是的提取液。

③预测试管3中的颜色变化是o若试管4未出现预期结果（其他试管中结果符合预期），则最可

能的原因是»

【答案】（1）双缩版①②③（2）碘液玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少（3）①排除用于实验的淀

粉溶液中含有还原糖②发芽前玉米③蓝色一砖红色淀粉酶已失活

【解析】（1）双缩服试剂可与蛋白质发生紫色反应，且蛋白质含量越高紫色越深。该检测过程需使用试

管，因对样液和试剂有使用量的要求，故还需用到量筒和滴管。（2）碘液遇淀粉变蓝，随种子发芽时间的延

长，胚乳蓝色块状物变小，说明玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少。（3）为验证发芽过程中胚乳蓝色块状

物变小是淀粉酶作用的结果，可依据淀粉酶能催化淀粉水解的特点，利用发芽前与发芽中的种子提取液分

别催化淀粉溶液，同时设置空白对照组和淀粉酶组进行对照。试管1为本实验的对照组，其作用是排除淀

粉液中含有还原糖。试管2、3添加的分别为发芽前玉米与发芽玉米的种子提取液，发芽玉米的提取液中有

淀粉酶，预期试管3中应发生蓝色（刚加入斐林试剂）到砖红色的变化。试管4中理论上也应出现砖红色，但

未出现预期结果，说明试管4加入的淀粉酶已失活。

热点专练

1.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，如下图所示，将上述实验装置放

入37°C恒温箱中，保温处理24小时后，用碘液冲浸该琼脂块，可见1、2、3组出现蓝色斑块，下列有关

叙述错误的是（）

A.第1、2组说明酶的作用受pH、温度的影响

B.第2组出现蓝色的原因是高温破坏了酶的空间结构

C.第3、4组说明酶具有专一性

D.本实验说明酶的催化效率极高

【答案】D

【解析】［第1组唾液与酸混合、第2组煮沸唾液均导致唾液淀粉前因空间结构破坏而失活，与第4组

进行对照，可说明酶的作用受pH和温度的影响，A、B正确；第3组变蓝，说明蔗糖酶不能催化淀粉水解,

第4组不变蓝说明淀粉被唾液淀粉酶分解了，第3、4组对照可说明酶具有专一性，C正确；与无机催化剂

相比，酶的催化效率更高，本实验没有用无机催化剂作对照，D错误。|

2.探究温度对酶活性影响的实验，需进行如下步骤：

①取3支试管，编号并分别注入2mL淀粉溶液

②观察实验现象

③向各试管滴1滴碘液

④向各试管注入1mL唾液并摇匀，并在各自的温度下静置5min

⑤将3支试管分别放在37℃的温水、沸水和冰块中维持温度5min

最合理的实验顺序应为（）

A.①一②T③T④T⑤B.①T③T②T④T⑤

C.①一④一⑤一③一②D.①一⑤一④一③一②

【答案】D

【解析】［探究温度对酶活性影响的实验中，第一步，先取3支试管，编号并分别注入2mL淀粉溶液;

第二步，将淀粉溶液在相应的温度下保持一段时间，即将3支试管分别放在37"C的温水、沸水和冰块中维

持温度5min；第三步，加入酶，即向各试管注入1mL唾液并摇匀，在各自的温度下静置一段时间，让酶

与底物充分接触；第四步，淀粉用碘液鉴定，即反应后向各试管滴1滴碘液；最后，观察实验现象，得出

结论。故D正确。］

3.为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见表:

试管底物和试剂实验条件

11mL体积分数为10%鸡蛋清溶液37℃水浴

21mL体积分数为10%鸡蛋清溶液+1mL胰蛋白酶37℃水浴；pH为5

31mL体积分数为10%鸡蛋清溶液+1mL胰蛋白酶?

41mL体积分数为10%鸡蛋清溶液+1mL胰蛋白酶5℃水浴；pH为8〜9

下列相关分析合理的是（）

A.实验目的是探究温度对酶活性的影响

B.1号试管设置正确合理，为空白对照组

C.3号试管的实验条件是37°C水浴；pH为8〜9

D.蛋清液和酶液应在混合均匀后再进行水浴

【答案】C

【解析】［实验目的是探究温度和pH对酶活性的影响，A错误；若1号试管为空白对照，则试剂应加1

mL蒸储水，实验条件还应满足适宜pH,B错误；蛋清液和酶液应先分别调节到预设的温度和pH后再混合

均匀，D错误。］

4.甲、乙两支洁净的试管，分别注入3mL淀粉糊，然后在甲试管中注入2mL新鲜的小麦淀粉酶滤液,

在乙试管中注入2mL清水。振荡两支试管，将其下半部浸在35c左右的温水中，约5min,然后同时取出

两试管，分别滴入1滴碘液。如图所示，请回答：

甲乙

水浴

（1）两试管中的现象：甲_________________________________

乙____________________________________________________0

⑵该实验证明了酶的作用，酶之所以具有这样的作用是因为

（3）实验过程为什么要恒温35℃?o

（4）几位同学在探索pH对a-淀粉酶活性的影响时，设计的实验方案如下。其中操作顺序最合理的是（）

①在三个试管中各加入可溶性淀粉溶液2mL

②在三个试管中各加入新鲜的a-淀粉酶溶液1mL

③置于适宜温度下保温5min

④分别置于100℃、60℃、0℃环境中保温5min

⑤加入斐林试剂后，水浴加热，观察现象

⑥将试管中溶液的pH分别调到3、7、11,保持5min

A.①④②③⑤B.①⑥④②⑤

C.①②⑥③⑤D.②⑥①③⑤

（5）与无机催化剂相比，酶具有的特性是；；.

【答案】（1）不变蓝（或无现象或出现较浅蓝色）变蓝（或出现较深蓝色）（2）催化酶能降低化学反应的

活化能（3）使前的活性最高（提供醐的最适温度）（4）D（5）高效性专一性作用条件较温和

【解析】（1）淀粉遇碘变蓝。依题意可知，甲试管中含有淀粉酶，淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，

乙试管中没有淀粉酶，其中的淀粉不能被水解，因此在甲、乙试管中分别滴入1滴碘液后，甲试管不变蓝（或

无现象或出现较浅蓝色），乙试管变蓝（或出现较深蓝色）。（2）该实验证明了酶的催化作用。酶具有催化作用

的原因是酷能降低化学反应的活化能。（3）35"C是小麦淀粉酶的最适温度，实验过程恒温35C的目的是使酶

的活性最高（提供酶的最适温度）。（4）探究pH对a-淀粉酶活性的影响，自变量是pH。由于酶具有高效性，

因此在进行实验时，应先使酶溶液达到实验pH后再和底物溶液混合，以免对实验结果产生干扰。将不同

pH的酶溶液和底物溶液混合后，在适宜温度下维持一定时间，以保证酶有足够的时间催化化学反应。最后

向试管中滴加斐林试剂，通过检测产物（还原糖）的产生量的多少来判断酶的活性。综上分析，实验操作顺序

最合理的是②⑥①③⑤，D正确。（5）与无机催化剂相比，成具有的特性是高效性、专一性、作用条件较温

和。

5.下图是化合物P对淀粉酶活性影响的曲线图，有关叙述错误的是（）

_①(仅有酸)

♦~®(iW+P)

°底物浓度

A.若温度不断升高，则A点持续上移

B.曲线①是对照组

C.在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率

D.化合物P抑制该酶的活性

【答案】A

【解析】［超过最适温度后，若温度继续升高，则酶活性会降低甚至变性失活，A点下移，A错误；

由题图可知，曲线①是对照组，曲线②是实验组，B正确：由题图曲线可知，在一定的范围内，随着底物浓

度升高，酶促反应速率增大，C正确；由题图分析可知，化合物P抑制酶活性，D正确。］

6.如图所示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线，据图分析下列叙述错误的是（）

反

应

速37°C

率

25

°C

“底物浓度

A.影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度

B.影响BC段反应速率的主要限制因素可能是酶量

C.温度导致曲线I和H的反应速率不同

D.曲线I显示，该酶促反应的最适温度为37°C

【答案】D

【解析】［图中有温度和底物浓度两个影响反应速率的因素。曲线I在达到饱和点前（AB段）限制因素是

横坐标表示的因素——底物浓度。达到饱和点后的限制因素是底物浓度以外的因素，如温度、酶的数量等。

曲线I和n的反应速率不同是由温度不同造成的。曲线I表示的温度仅比另外两种温度更适宜，但不一定

是最适温度。］

7.在不同温度和pH组合下对酶的作用进行研究，下列符合下图的含义的是)

B.随pH从5升到7,酶的活性逐渐降低

C.温度由。〜A变化过程中，酶的活性逐渐降低

D.该酶的最适pH为7

【答案】A

【解析】［由图可看出，纵坐标为反应物的剩余量，该值越小，说明酶的活性越高。随pH从5升到7,

均在温度为A时反应速率最快，说明酶的最适温度不变，A正确；图中pH为6时，酶的活性最高，随pH

从5升高到7,酶的活性先升高后降低，B、D错误；温度由。〜A变化过程中，酶的活性逐渐上升，C错

误。］

8.下图中图甲为某兴趣小组利用两种微生物分泌的纤维素酶进行相关研究的结果，图乙为50℃时酶B

催化纤维素分解随时间变化的曲线。请回答下列问题:

20304050607080温度人：

0时间

乙

（1）据图甲分析，酶A和酶B中受高温条件的影响更大。高温条件下，酶容易失活，其原因是

高温使酶。

⑵酶A和酶B能够将纤维素最终分解成,该产物可与试剂在加热时生成砖红色沉淀。

（3）若改用等量的酶A进行图乙对应的实验，请在图乙中画出底物浓度随时间变化的大致曲线。

【答案】（1）酶A空间结构被破坏而失活（2）葡萄糖斐林（3）见下图。

【解析】（1）图甲结果显示，受高温条件的影响更大的酶是酶A,高温条件下，酶容易失活，其原因是

高温使酶的空间结构被破坏。（2）酶A和酶B能够将纤维素分解成葡萄糖，葡萄糖是还原糖，可与斐林试剂

在加热时生成砖红色沉淀。（3）50℃时酶A活性大于