探究影響酶活性的條件-2021年高考生物必考實(shí)驗(yàn)突破（解析版）

實(shí)驗(yàn)六：探究影響醒活性的條件

知識(shí)鏈接

1.實(shí)驗(yàn)原理

溫度對(duì)酶活性的影響pH對(duì)酶活性的影響

?酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為?酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境pH稱為該

該酶促反應(yīng)的最適溫度酶促反應(yīng)的最適pH

u/tuaoix*

在最適合的pH下，

在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率

都比較低酶的活性建邑

較高的溫唐容易使酶空間結(jié)構(gòu)

遭到破壞而失去活位;在過酸過堿的條件下，

都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭

0最適溫度皿

到破壞而失去活性

酹活性受溫度影響示意圖

酶活性受pH影晌示意圖

2.實(shí)驗(yàn)過程

（1）探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響

淀粉溶液1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管

試管各加入2mL淀粉溶液，分別水浴加熱至60℃、

實(shí)驗(yàn)0℃、100℃

步驟

二分別加入以恒溫至60℃、?！?、100℃的淀粉

酶2滴，振蕩

三

加熱至60。（〕，保持0。（：冰水中加熱至100。（：，

反應(yīng)約5min反應(yīng)約5min反應(yīng)約5min

四各加入兩滴碘液一?振蕩

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

無明顯現(xiàn)象藉色

結(jié)論只有在一定溫度下酶的催化效率寂好

(2)探究pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響

過氧化氫

溶液1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管

—試管各加入2mL過氧化氫溶液

實(shí)驗(yàn)

步驟pH=2pH=7pH=12

--

各加入幾滴過氧化氫酶溶液，2—3min后

將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管中

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無明顯變化復(fù)燃無明顯變化

結(jié)論在最適合的pH下酶的催化效率最好

3.易錯(cuò)提醒

探究溫度對(duì)酶活性影響不能選擇過氧化氫酶，過氧化氫在高溫條件下會(huì)分解

探究pH對(duì)酶活性影響不能選擇淀粉酶，淀粉在酸性條件下會(huì)分解

典例引領(lǐng)

例1.圖甲是過氧化氫酶活性⑺受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH=b時(shí)過氧化氫分解產(chǎn)生

的量隨時(shí)間⑺的變化。若該酶促反應(yīng)過程中改變某一初始條件，以下改變正確的是()

A.pH=a時(shí)，e點(diǎn)下移，d點(diǎn)左移

B.適當(dāng)降低溫度，e點(diǎn)不移，d點(diǎn)右移

C.pH=cf^,e點(diǎn)為0

D.過氧化氫量增加，e點(diǎn)不移，d點(diǎn)左移

【答案】B

【解析】IpH由b-a時(shí)，酶的活性降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，到達(dá)化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間延長(zhǎng)，但

pH改變不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故e點(diǎn)不移，d點(diǎn)右移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙是在最適溫度下繪制的，若

溫度降低，則酶活性降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，到達(dá)化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間延長(zhǎng)，但溫度降低不會(huì)改變

化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故d點(diǎn)右移，e點(diǎn)不移，B項(xiàng)正確；pH=c時(shí)，過堿條件破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使酶失活，

不能催化過氧化氫水解，但過氧化氫在常溫下也能分解，所以e點(diǎn)不為0,C項(xiàng)錯(cuò)誤；過氧化氫量增加時(shí)，

達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需時(shí)間延長(zhǎng)，且化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)升高，即e點(diǎn)上移，d點(diǎn)右移，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

例2.為探究玉米籽粒發(fā)芽過程中一些有機(jī)物含量的變化，研究小組利用下列供選材料用具進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

材料用具：玉米籽粒；斐林試劑，雙縮胭試劑，碘液，緩沖液，淀粉，淀粉酶等；研缽，水浴鍋，天平，

試管，滴管，量筒，容量瓶，顯微鏡，玻片，酒精燈等。請(qǐng)回答下列問題：

（1）為了檢測(cè)玉米籽粒發(fā)芽過程中蛋白質(zhì)（肽類）含量變化，在不同發(fā)芽階段玉米提取液中，分別加入

試劑，比較顏色變化。該實(shí)驗(yàn)需要選用的器具有（填序號(hào)）。

①試管②滴管③量筒④酒精燈⑤顯微鏡

（2）為了檢測(cè)玉米籽粒發(fā)芽過程中淀粉含量變化，將不同發(fā)芽階段的玉米籽粒縱切，滴加,進(jìn)

行觀察。結(jié)果顯示，胚乳呈藍(lán)色塊狀，且隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，藍(lán)色塊狀物變小。由此可得出的結(jié)論是

（3）為了驗(yàn)證上述藍(lán)色塊狀物變小是淀粉酶作用的結(jié)果，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在1?4號(hào)試管中分別加入相

應(yīng)的提取液和溶液（如圖所示），40℃溫育30min后，分別加入斐林試劑并60℃水浴加熱，觀察試管內(nèi)顏色

變化。請(qǐng)繼續(xù)以下分析：

I34

「

「

n

u

白=

B

[<-]

[-:-]一

3勺

緩沖液x發(fā)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設(shè)置試管1作為對(duì)照，其主要目的是。

②試管2中應(yīng)加入的X是的提取液。

③預(yù)測(cè)試管3中的顏色變化是o若試管4未出現(xiàn)預(yù)期結(jié)果（其他試管中結(jié)果符合預(yù)期），則最可

能的原因是?

【答案】（1）雙縮版①②③（2）碘液玉米發(fā)芽過程中胚乳的淀粉逐漸減少（3）①排除用于實(shí)驗(yàn)的淀

粉溶液中含有還原糖②發(fā)芽前玉米③藍(lán)色一磚紅色淀粉酶已失活

【解析】（1）雙縮服試劑可與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應(yīng)，且蛋白質(zhì)含量越高紫色越深。該檢測(cè)過程需使用試

管，因?qū)右汉驮噭┯惺褂昧康囊螅蔬€需用到量筒和滴管。（2）碘液遇淀粉變藍(lán)，隨種子發(fā)芽時(shí)間的延

長(zhǎng)，胚乳藍(lán)色塊狀物變小，說明玉米發(fā)芽過程中胚乳的淀粉逐漸減少。（3）為驗(yàn)證發(fā)芽過程中胚乳藍(lán)色塊狀

物變小是淀粉酶作用的結(jié)果，可依據(jù)淀粉酶能催化淀粉水解的特點(diǎn)，利用發(fā)芽前與發(fā)芽中的種子提取液分

別催化淀粉溶液，同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組和淀粉酶組進(jìn)行對(duì)照。試管1為本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組，其作用是排除淀

粉液中含有還原糖。試管2、3添加的分別為發(fā)芽前玉米與發(fā)芽玉米的種子提取液，發(fā)芽玉米的提取液中有

淀粉酶，預(yù)期試管3中應(yīng)發(fā)生藍(lán)色（剛加入斐林試劑）到磚紅色的變化。試管4中理論上也應(yīng)出現(xiàn)磚紅色，但

未出現(xiàn)預(yù)期結(jié)果，說明試管4加入的淀粉酶已失活。

熱點(diǎn)專練

1.在一塊含有淀粉的瓊脂塊的四個(gè)固定位置，分別用不同方法處理，如下圖所示，將上述實(shí)驗(yàn)裝置放

入37°C恒溫箱中，保溫處理24小時(shí)后，用碘液沖浸該瓊脂塊，可見1、2、3組出現(xiàn)藍(lán)色斑塊，下列有關(guān)

敘述錯(cuò)誤的是（）

A.第1、2組說明酶的作用受pH、溫度的影響

B.第2組出現(xiàn)藍(lán)色的原因是高溫破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)

C.第3、4組說明酶具有專一性

D.本實(shí)驗(yàn)說明酶的催化效率極高

【答案】D

【解析】［第1組唾液與酸混合、第2組煮沸唾液均導(dǎo)致唾液淀粉前因空間結(jié)構(gòu)破壞而失活，與第4組

進(jìn)行對(duì)照，可說明酶的作用受pH和溫度的影響，A、B正確；第3組變藍(lán)，說明蔗糖酶不能催化淀粉水解,

第4組不變藍(lán)說明淀粉被唾液淀粉酶分解了，第3、4組對(duì)照可說明酶具有專一性，C正確；與無機(jī)催化劑

相比，酶的催化效率更高，本實(shí)驗(yàn)沒有用無機(jī)催化劑作對(duì)照，D錯(cuò)誤。|

2.探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)，需進(jìn)行如下步驟：

①取3支試管，編號(hào)并分別注入2mL淀粉溶液

②觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

③向各試管滴1滴碘液

④向各試管注入1mL唾液并搖勻，并在各自的溫度下靜置5min

⑤將3支試管分別放在37℃的溫水、沸水和冰塊中維持溫度5min

最合理的實(shí)驗(yàn)順序應(yīng)為（）

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】［探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，第一步，先取3支試管，編號(hào)并分別注入2mL淀粉溶液;

第二步，將淀粉溶液在相應(yīng)的溫度下保持一段時(shí)間，即將3支試管分別放在37"C的溫水、沸水和冰塊中維

持溫度5min；第三步，加入酶，即向各試管注入1mL唾液并搖勻，在各自的溫度下靜置一段時(shí)間，讓酶

與底物充分接觸；第四步，淀粉用碘液鑒定，即反應(yīng)后向各試管滴1滴碘液；最后，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出

結(jié)論。故D正確。］

3.為探究“影響酶活性的因素”，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，見表:

試管底物和試劑實(shí)驗(yàn)條件

11mL體積分?jǐn)?shù)為10%雞蛋清溶液37℃水浴

21mL體積分?jǐn)?shù)為10%雞蛋清溶液+1mL胰蛋白酶37℃水??；pH為5

31mL體積分?jǐn)?shù)為10%雞蛋清溶液+1mL胰蛋白酶?

41mL體積分?jǐn)?shù)為10%雞蛋清溶液+1mL胰蛋白酶5℃水??；pH為8?9

下列相關(guān)分析合理的是（）

A.實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟葘?duì)酶活性的影響

B.1號(hào)試管設(shè)置正確合理，為空白對(duì)照組

C.3號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)條件是37°C水浴；pH為8?9

D.蛋清液和酶液應(yīng)在混合均勻后再進(jìn)行水浴

【答案】C

【解析】［實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟群蚿H對(duì)酶活性的影響，A錯(cuò)誤；若1號(hào)試管為空白對(duì)照，則試劑應(yīng)加1

mL蒸儲(chǔ)水，實(shí)驗(yàn)條件還應(yīng)滿足適宜pH,B錯(cuò)誤；蛋清液和酶液應(yīng)先分別調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)的溫度和pH后再混合

均勻，D錯(cuò)誤。］

4.甲、乙兩支潔凈的試管，分別注入3mL淀粉糊，然后在甲試管中注入2mL新鮮的小麥淀粉酶濾液,

在乙試管中注入2mL清水。振蕩兩支試管，將其下半部浸在35c左右的溫水中，約5min,然后同時(shí)取出

兩試管，分別滴入1滴碘液。如圖所示，請(qǐng)回答：

甲乙

水浴

（1）兩試管中的現(xiàn)象：甲_________________________________

乙____________________________________________________0

⑵該實(shí)驗(yàn)證明了酶的作用，酶之所以具有這樣的作用是因?yàn)?/p>

（3）實(shí)驗(yàn)過程為什么要恒溫35℃?o

（4）幾位同學(xué)在探索pH對(duì)a-淀粉酶活性的影響時(shí)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下。其中操作順序最合理的是（）

①在三個(gè)試管中各加入可溶性淀粉溶液2mL

②在三個(gè)試管中各加入新鮮的a-淀粉酶溶液1mL

③置于適宜溫度下保溫5min

④分別置于100℃、60℃、0℃環(huán)境中保溫5min

⑤加入斐林試劑后，水浴加熱，觀察現(xiàn)象

⑥將試管中溶液的pH分別調(diào)到3、7、11,保持5min

A.①④②③⑤B.①⑥④②⑤

C.①②⑥③⑤D.②⑥①③⑤

（5）與無機(jī)催化劑相比，酶具有的特性是；；.

【答案】（1）不變藍(lán)（或無現(xiàn)象或出現(xiàn)較淺藍(lán)色）變藍(lán)（或出現(xiàn)較深藍(lán)色）（2）催化酶能降低化學(xué)反應(yīng)的

活化能（3）使前的活性最高（提供醐的最適溫度）（4）D（5）高效性專一性作用條件較溫和

【解析】（1）淀粉遇碘變藍(lán)。依題意可知，甲試管中含有淀粉酶，淀粉酶可催化淀粉水解為麥芽糖，

乙試管中沒有淀粉酶，其中的淀粉不能被水解，因此在甲、乙試管中分別滴入1滴碘液后，甲試管不變藍(lán)（或

無現(xiàn)象或出現(xiàn)較淺藍(lán)色），乙試管變藍(lán)（或出現(xiàn)較深藍(lán)色）。（2）該實(shí)驗(yàn)證明了酶的催化作用。酶具有催化作用

的原因是酷能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。（3）35"C是小麥淀粉酶的最適溫度，實(shí)驗(yàn)過程恒溫35C的目的是使酶

的活性最高（提供酶的最適溫度）。（4）探究pH對(duì)a-淀粉酶活性的影響，自變量是pH。由于酶具有高效性，

因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先使酶溶液達(dá)到實(shí)驗(yàn)pH后再和底物溶液混合，以免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。將不同

pH的酶溶液和底物溶液混合后，在適宜溫度下維持一定時(shí)間，以保證酶有足夠的時(shí)間催化化學(xué)反應(yīng)。最后

向試管中滴加斐林試劑，通過檢測(cè)產(chǎn)物（還原糖）的產(chǎn)生量的多少來判斷酶的活性。綜上分析，實(shí)驗(yàn)操作順序

最合理的是②⑥①③⑤，D正確。（5）與無機(jī)催化劑相比，成具有的特性是高效性、專一性、作用條件較溫

和。

5.下圖是化合物P對(duì)淀粉酶活性影響的曲線圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

_①(僅有酸)

?~?(iW+P)

°底物濃度

A.若溫度不斷升高，則A點(diǎn)持續(xù)上移

B.曲線①是對(duì)照組

C.在一定范圍內(nèi)，底物濃度影響著酶促反應(yīng)速率

D.化合物P抑制該酶的活性

【答案】A

【解析】［超過最適溫度后，若溫度繼續(xù)升高，則酶活性會(huì)降低甚至變性失活，A點(diǎn)下移，A錯(cuò)誤；

由題圖可知，曲線①是對(duì)照組，曲線②是實(shí)驗(yàn)組，B正確：由題圖曲線可知，在一定的范圍內(nèi)，隨著底物濃

度升高，酶促反應(yīng)速率增大，C正確；由題圖分析可知，化合物P抑制酶活性，D正確。］

6.如圖所示在不同條件下的酶促反應(yīng)速率變化曲線，據(jù)圖分析下列敘述錯(cuò)誤的是（）

反

應(yīng)

速37°C

率

25

°C

“底物濃度

A.影響AB段反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度

B.影響B(tài)C段反應(yīng)速率的主要限制因素可能是酶量

C.溫度導(dǎo)致曲線I和H的反應(yīng)速率不同

D.曲線I顯示，該酶促反應(yīng)的最適溫度為37°C

【答案】D

【解析】［圖中有溫度和底物濃度兩個(gè)影響反應(yīng)速率的因素。曲線I在達(dá)到飽和點(diǎn)前（AB段）限制因素是

橫坐標(biāo)表示的因素——底物濃度。達(dá)到飽和點(diǎn)后的限制因素是底物濃度以外的因素，如溫度、酶的數(shù)量等。

曲線I和n的反應(yīng)速率不同是由溫度不同造成的。曲線I表示的溫度僅比另外兩種溫度更適宜，但不一定

是最適溫度。］

7.在不同溫度和pH組合下對(duì)酶的作用進(jìn)行研究，下列符合下圖的含義的是)

B.隨pH從5升到7,酶的活性逐漸降低

C.溫度由。?A變化過程中，酶的活性逐漸降低

D.該酶的最適pH為7

【答案】A

【解析】［由圖可看出，縱坐標(biāo)為反應(yīng)物的剩余量，該值越小，說明酶的活性越高。隨pH從5升到7,

均在溫度為A時(shí)反應(yīng)速率最快，說明酶的最適溫度不變，A正確；圖中pH為6時(shí)，酶的活性最高，隨pH

從5升高到7,酶的活性先升高后降低，B、D錯(cuò)誤；溫度由。?A變化過程中，酶的活性逐漸上升，C錯(cuò)

誤。］

8.下圖中圖甲為某興趣小組利用兩種微生物分泌的纖維素酶進(jìn)行相關(guān)研究的結(jié)果，圖乙為50℃時(shí)酶B

催化纖維素分解隨時(shí)間變化的曲線。請(qǐng)回答下列問題:

20304050607080溫度人：

0時(shí)間

乙

（1）據(jù)圖甲分析，酶A和酶B中受高溫條件的影響更大。高溫條件下，酶容易失活，其原因是

高溫使酶。

⑵酶A和酶B能夠?qū)⒗w維素最終分解成,該產(chǎn)物可與試劑在加熱時(shí)生成磚紅色沉淀。

（3）若改用等量的酶A進(jìn)行圖乙對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出底物濃度隨時(shí)間變化的大致曲線。

【答案】（1）酶A空間結(jié)構(gòu)被破壞而失活（2）葡萄糖斐林（3）見下圖。

【解析】（1）圖甲結(jié)果顯示，受高溫條件的影響更大的酶是酶A,高溫條件下，酶容易失活，其原因是

高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞。（2）酶A和酶B能夠?qū)⒗w維素分解成葡萄糖，葡萄糖是還原糖，可與斐林試劑

在加熱時(shí)生成磚紅色沉淀。（3）50℃時(shí)酶A活性大于