幻灯片 1第五章 细胞的能量供应和利用
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幻灯片 2第1讲 降低化学反应活化能的酶
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幻灯片 3一、酶在细胞代谢中的作用
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幻灯片 4二、酶的本质
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幻灯片 52.酶的本质：酶是活细胞产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。
催化作用
有机物
蛋白质
RNA
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幻灯片 6三、酶的特性
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幻灯片 7四、影响酶活性的因素
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幻灯片 8五、探究影响酶活性的条件
2.在对照实验中，一般设置 组和 组，这两组的条件指除了自变量之外，其余因素都相同。
对照
实验
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幻灯片 9（教师资源·备选题库）
1.下列有关酶的正确叙述是（ ）
①有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得，有的是体内转化而来 ③凡是活细胞都能产生酶 ④绝大多数酶是蛋白质 ⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 ⑧酶只起催化作用 ⑨酶只在细胞内发挥作用
A.①②⑤ B.③⑦⑨
C.③④⑧ D.④⑤⑥
解析：本题考查酶的本质和功能。酶是由活细胞产生的具有催化作用的一类特殊有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶只有催化作用，对生命活动起调控作用的是激素等物质。
答案：C
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幻灯片 102.（2013年济南模拟）下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是（ ）
A.验证酶的专一性时，自变量是酶的种类
B.验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C.探究温度对酶活性影响时，自变量是温度
D.探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组
解析：验证酶的专一性时，自变量是底物种类或酶的种类；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类；因酶的最适pH不一定是中性，故探究酶催化作用的最适pH时，应在由过酸到过碱之间，按一定的梯度设置多组实验进行对照。
答案：C
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幻灯片 113.（2011年高考海南卷）关于酶的叙述，正确的是（ ）
A.酶提供了反应过程所必需的活化能
B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关
C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
解析：酶能降低化学反应所需要的活化能；酶本身是活细胞产生的具有催化作用的有机物，多数酶是蛋白质，催化反应结束后，酶本身不发生变化；酶的活性与温度、pH有关，高温、pH过高或过低都会影响酶分子的结构，使酶活性降低甚至失活。
答案：C
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幻灯片 124.（2013年武汉模拟）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
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幻灯片 13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，实验组设置的不科学的是 号，主要违背了 原则，应如何改进？___________________________________。
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幻灯片 14（5）假若要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶，你的实验设计思路是_______________________________________________________
____________________________________________________。
解析：（1）由于酶在适宜条件下具有高效性，因此滴加新鲜肝脏研磨液的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，可能是H2O2溶液放置时间过长而分解所致。（4）d试管的设计存在两个变量，即温度和酶的活性。将0 ℃改成常温即可。（5）要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶，需再增设两组实验，处理方法参考c试管。如果f试管（含马铃薯泥）产生大量气泡而经高温处理过的马铃薯泥产生的气泡很少，说明马铃薯中也含有过氧化氢酶。
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幻灯片 15答案：（1）c 酶在适宜条件下具有高效性
（2）b（或滴加FeCl3溶液）
（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）
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幻灯片 16考点一 酶的概念解读、合成、分布及比较
1.酶的产生部位、本质、功能和特性
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幻灯片 172.酶的分布、分类、合成和分泌过程
（1）酶的分布
酶可以在细胞内发挥作用，比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等；也可以分泌到细胞外起作用，比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。不仅如此，在体外适宜的条件下酶也具有催化作用，比如可以把唾液淀粉酶加入试管里，在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。
（2）酶的分类
①根据酶在细胞中的分布可分为：胞外酶（如各种消化酶）、胞内酶（如呼吸酶、与光合作用有关的酶）。
②根据酶作用的反应物和产生器官分为：胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰麦芽糖酶、肠麦芽糖酶、胰脂肪酶、肠脂肪酶等。
③根据酶所催化的化学反应性质分为：水解酶、氧化酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。
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幻灯片 18（3）酶的合成过程
①遵循中心法则。
②蛋白质类酶的合成包括转录和翻译，原料是氨基酸，而RNA类酶的合成过程只有转录，原料是核糖核苷酸。
（4）酶的分泌过程：胞外酶合成之后要分泌到细胞外发挥作用，因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程。它的合成、加工和分泌过程需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的参与。
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幻灯片 193.酶和一般催化剂的比较
（1）共性
①用量少而催化效率高
酶与一般催化剂一样，虽然在细胞中的相对含量很低，却能使一个慢速反应变为快速反应。
②反应前后酶的性质和数量均没有变化
和一般催化剂一样，酶仅能改变化学反应的速度，并不能改变化学反应的平衡点。酶本身在反应前后不发生变化。
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幻灯片 20③可降低反应的活化能
催化剂包括酶在内，能降低化学反应的活化能，如图所示，由于在催化反应中，只需较少的能量就可使反应物进入“活化态”，所以和非催化反应相比，活化分子的数量大大增加，从而加快了反应速度。
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幻灯片 21（2）酶作为生物催化剂的特性
①催化效率高，即高效性；
②高度的专一性；
③酶的作用条件较温和。强酸、强碱、高温等条件都能使酶的空间结构被破坏而完全失去活性。所以酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。
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幻灯片 221.（2013年开封模拟）右图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是（ ）
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幻灯片 23A.ad段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能
B.若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动
C.若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变
D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则b在纵轴上将向上移动
解析：物质A生成物质P需要的活化能用ac表示。酶降低活化能比无机催化剂更明显，若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动。若仅增加反应物A的量，图中曲线的原有形状不会发生改变。若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，所需活化能增加，b在纵轴上将向上移动。
答案：D
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幻灯片 24考点二 酶的特性及曲线解读
1.酶活性的研究方法
（1）酶的催化活性的表示方法：酶的催化活性的强弱以单位时间内（每分钟）底物减少量或产物生成量来表示。
（2）研究影响酶作用的因素的方法：研究某一因素对酶促反应速率的影响，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变所要研究的因素。
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幻灯片 252.表示酶高效性的曲线
（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。
（2）酶只能缩短达到化学平衡所需时间，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。
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幻灯片 263.专一性
每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应，这说明酶的催化作用具有专一性。
（1）“锁钥学说”表示法：酶的专一性解释常用“锁和钥匙学说”，如图所示。图中A表示酶，B表示被催化的反应物。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
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幻灯片 27（2）坐标曲线表示法：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。
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幻灯片 284.影响酶活性的曲线
（1）甲、乙曲线表明
①在一定温度（pH）范围内，随温度（pH）的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
（2）从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
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幻灯片 295.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
（1）甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
（2）乙图：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
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幻灯片 30［特别提醒］
（1）温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。
（2）底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。
（3）抑制剂、激活剂也会影响酶活性。
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幻灯片 312.（2013年潍坊模拟）研究化合物P对淀粉酶活性的影响得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是（ ）
A.底物浓度可影响酶促反应速率
B.若反应温度不断升高，则A点持续上移
C.P对该酶的活性有抑制作用
D.曲线①比曲线②先达到反应平衡
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幻灯片 32解析：由图可知，在一定范围内酶促反应速率随底物浓度升高而增大；酶的活性受温度影响，当温度达到一定高度时，酶将失去活性；加入化合物P后，酶的催化效率降低；在曲线①所示条件，由于酶的活性完全释放，更易达到反应平衡。
答案：B
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幻灯片 33酶的本质、作用及特性的实验探究
1.酶是蛋白质的实验探究
对照组：标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂→出现紫色反应；
实验组：待测酶溶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色。
2.酶的催化作用实验探究
对照组：反应物＋清水→反应物不被分解；
实验组：反应物＋等量的相应酶溶液→反应物被分解。
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幻灯片 343.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。
（1）设计思路一：换反应物不换酶
实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；
对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液→反应物不被分解。
（2）设计思路二：换酶不换反应物
实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；
对照组：相同反应物＋等量另一种酶溶液→反应物不被分解。
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幻灯片 35［特别提醒］
（1）选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。
（2）保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。
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幻灯片 364.酶的高效性实验探究
对照组：反应物＋无机催化剂→反应物分解速率；
实验组：反应物＋等量酶溶液→反应物分解速率。
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。
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幻灯片 375.酶的适宜条件的探究
实验的自变量（即单一变量）为温度或pH，因变量是反应物分解的速率或存在量。
（1）适宜的温度
设计思路：
反应物＋t1＋酶溶液，反应物＋t2＋酶溶液，反应物＋t3＋酶溶液……反应物＋tn＋酶溶液→反应物分解的速率或存在量。
（2）适宜的pH
设计思路：反应物＋pH1＋酶溶液，反应物＋pH2＋酶溶液，反应物＋pH3＋酶溶液……反应物＋pHn＋酶溶液→反应物分解的速率或存在量。
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幻灯片 38［特别提醒］
（1）在探索温度与酶活性实验中，操作中要先分别在不同温度条件下预处理底物和酶液，切记不要先混合后再处理。
（2）在探索pH与酶活性实验中，操作中要先将酶液调至不同的pH值，以防混合后再调影响实验结果。
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幻灯片 393.萌发的禾谷类种子中淀粉酶活性较强，主要有α-淀粉酶和β-淀粉酶。α-淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活，而β-淀粉酶不耐热，在70 ℃条件下15 min后失活。
实验材料：萌发3天的小麦种子（芽长约1 cm）。
主要试剂及仪器：麦芽糖标准液、5%淀粉溶液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅等。
实验步骤：
步骤一：制作麦芽糖梯度液。取7支干净的具塞刻度试管，编号，按下表加入试剂，再将试管置于60 ℃水浴中加热2 min，取出后按试管号顺序排列。
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幻灯片 40步骤二：用萌发3天的小麦种子制备淀粉酶溶液。
步骤三：将装有淀粉酶溶液的试管置于70 ℃水浴中15 min，取出后迅速冷却。
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幻灯片 41步骤四：另取4支试管，编号A、B、C、D，向A、B试管中各加5 mL 5%淀粉溶液，向C、D试管中分别加入2 mL已经处理的酶溶液（忽略其中含有的少量麦芽糖）和蒸馏水，将4支试管置于40 ℃恒温水浴中保温10 min，然后将C、D试管中的溶液分别加入到A、B试管中，摇匀后继续在40 ℃恒温水浴中保温10 min。
步骤五：取A、B试管中反应溶液各2 mL分别加入E、F试管，然后向E、F试管分别加入 ， ，观察颜色变化。
结果分析：将E试管中颜色与步骤一中获得的麦芽糖标准液进行比较，获得该试管中麦芽糖浓度，并计算出α淀粉酶催化效率。
请分析回答：
（1）本实验的目的是测定________________________________。
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幻灯片 42（2）步骤一的5～7试管中加入蒸馏水的量（X、Y、Z）分别是 （单位：mL）。
（3）实验中B试管所起的具体作用是_____________________。
（4）请补全步骤五的做法： ， 。
（5）若要测定另一种淀粉酶的活性，则需在步骤 进行改变。
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幻灯片 43解析：本题考查学生的实验设计能力。据题意可知，本实验的目的是测定α-淀粉酶的催化效率。要制作麦芽糖梯度液，溶液的总量应相等，据表中所给数据可推知，5～7号试管中加入蒸馏水的量应分别为0.6 mL、0.4 mL、0 mL。实验中加入蒸馏水的B试管作为空白对照，可检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖。用斐林试剂鉴定还原糖时，需要在60 ℃水浴加热2 min的条件下完成，所以步骤五中E、F试管应分别加入2 mL斐林试剂，60 ℃水浴加热2 min后，观察颜色变化。要测定另一种淀粉酶的活性，也需要制备麦芽糖梯度液和制备淀粉酶溶液，所以只需在步骤三进行改变。
答案：（1）小麦种子中α-淀粉酶的催化效率 （2）0.6、0.4、0
（3）检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖
（4）2 mL斐林试剂 60 ℃水浴加热2 min后 （5）三
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幻灯片 44类型一 酶的本质、作用及特性
［例1］ （2013年本溪模拟）生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂。它不仅能改善养殖环境、畜禽品质和降低饲料成本，还能提高饲料营养成分的利用率，使质量较差的饲料能和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益，所以生态酶的研究及其应用前景大为广阔。下列有关生态酶或酶的叙述正确的是（ ）
A.组成酶的基本单位都是氨基酸
B.低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活
C.物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与
D.酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著
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幻灯片 45［听课记录］ 组成酶的基本单位可以是氨基酸，也可以是核糖核苷酸；低温不会使生态酶失活；物质的被动运输不需要酶的参与。
［答案］ D
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幻灯片 46类型二 酶促反应的曲线分析
［例2］ （2013年太原模拟）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。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.pH＝c时，e点为0
C.温度降低时，e点不移，d点右移
D.H2O2量增加时，e点不移，d点左移
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幻灯片 47［听课记录］ O2的最大释放量只与H2O2量有关，与酶的活性无关，与pH＝b时相比，pH＝a时尽管酶的活性下降，e点不变，d点右移；H2O2不稳定，在H2O2酶无活性时，H2O2仍然能分解产生O2；温度降低也只能使酶的活性降低，e点不动，但H2O2完全分解所用的时间延长，d点右移；增加H2O2的量，e点上移，d点右移。
［答案］ C
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幻灯片 48----
幻灯片 49类型三 酶活性的实验探究
［例3］ 已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5% FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。
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幻灯片 50（1）实验步骤：
（2）实验结果预测及结论：
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是：___________________________________________________________________________________________________________________。由此可得出的结论是_______________________________________________ ______________________________________________。
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80 ℃，重做上述实验，O2释放的速度最快的是_________________________________________，原因是_______________________________________________________
_________________________________________________________
_______________________________________________________。
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幻灯片 51［听课记录］ （1）要验证过氧化氢酶具有催化作用，需将有无过氧化氢酶设置为单一变量进行对照实验。而验证过氧化氢酶具有高效性，则需要将催化剂的种类（即催化剂为过氧化氢酶或Fe3＋）设置为单一变量进行对照实验。（2）与Fe3＋相比，酶具有高效性，所以不同处理的试管中释放O2的速度从快到慢依次是：加酶溶液的试管，加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管。（3）因80 ℃的高温环境中，酶因失活而失去催化作用，而FeCl3催化作用加快，故加FeCl3溶液的试管O2释放速度最快。而另两支试管O2释放速度无明显差异。
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幻灯片 52［答案］ （1）①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 ℃恒温水浴锅中保温适当时间； ②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液； ③观察各管中释放气泡的快慢。
（2）加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用和高效性
（3）加FeCl3溶液的试管 在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性
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幻灯片 53----
幻灯片 54----
幻灯片 55本小节结束
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