第三单元　第十一课时　降低化学反应活化能的酶-2025年高考生物大一轮复习课件

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说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。
考点一　　酶的作用和本质
考点三　　影响酶促反应的因素分析
1.酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)过程及结果
(2)分析结果与得出结论
(3)实验过程的变量及对照分析
2.酶的催化作用机理(1)活化能：分子从常态转变为 的活跃状态所需要的能量称为活化能。
(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。
(3)意义：使细胞代谢能在 条件下快速有序地进行。
3.酶本质的探究历程(连线)
(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(　　)
(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量(　　)
(3)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸(　　)
(4)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用(　　)(5)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成(　　)
(6)酶是在核糖体上合成的生物大分子(　　)
考向一　酶的作用和本质1.如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。下列有关分析不合理的是A.本实验的因变量是过氧化氢的分解速率B.本实验的无关变量有过氧化氢的浓度、　催化剂的用量等C.①号与③号、①号与④号可分别构成对照实验D.分析②号、④号试管的实验结果可知，加热和酶都能降低反应的活化能
2.已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如表所示。下列相关叙述错误的是
A.第3组为对照组，“？”可为加入蒸馏水1 mLB.若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡C.若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNAD.本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用
1.酶具有高效性(1)原因：与 相比，酶降低活化能的作用 ，催化效率更高。(2)意义：使细胞代谢快速进行。
酶对应曲线 ，无机催化剂对应曲线 ，未加催化剂对应曲线 。(填字母)
2.酶具有专一性(1)定义：每一种酶只能催化 化学反应。(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
(3)两种学说及相关曲线分析①两种学说a.锁钥学说：整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状，酶与底物的关系就像锁和钥匙。
b.诱导契合学说：酶表面没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状，从而有利于底物的结合。
②相关曲线及分析加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进而说明酶具有专一性。
3.酶的作用条件较温和
(1)酶所催化的化学反应一般是在比较 的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性 。(2) 等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。 条件下酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。
(1)比较H2O2在加入新鲜肝脏研磨液和加入蒸馏水时的分解速率，可验证酶具有高效性(　　)
(2)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验(　　)
(3)酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同(　　)
(4)酶通常是在低温、低pH条件下进行保存(　　)
1.探究酶的专一性方案一：酶相同、底物不同①底物1＋酶溶液
②等量底物2＋等量相同酶溶液
方案二：底物相同、酶不同①底物＋酶溶液1②等量相同底物＋等量酶溶液2思考：(1)方案一中使用斐林试剂可检测酶促反应是否发生，原因是__________________________________________________________。(2) (填“能”或“不能”)选用碘液进行检测，因为_______________________________________________________________________________________________。
淀粉和蔗糖都不是还原糖，但淀粉和蔗糖的水解产物都是还原糖
水解产物均不与碘液发生颜色反应，若选用碘液作为检测试剂，则无法检测蔗糖是否被水解
2.探究温度和pH对酶活性的影响(1)探究温度对酶活性的影响
思考：①实验时，步骤四、五能否颠倒？
提示　不能。应先控制好变量，再让底物和酶混合反应。
②为何不选斐林试剂鉴定？
提示　实验要严格控制温度，斐林试剂需加热。
③实验材料能否选过氧化氢和过氧化氢酶？
提示　不能。过氧化氢常温常压下即可分解，加热分解更快。
④在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，可以选用 (填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，酶活性的观测指标是___________________________。
(2)探究pH对酶活性的影响
思考：为什么实验材料选过氧化氢和肝脏研磨液，而不选淀粉和淀粉酶？
提示　酸性条件下淀粉会分解。
考向二　酶的特性3.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示，下列有关叙述不正确的是A.酶1与产物b结合后失活，说明酶　的功能由其空间结构决定B.酶1的变构位点和活性位点的结构　取决于特定的氨基酸序列C.酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性D.酶1与产物b的相互作用可以防止细胞产生过多的产物a
4.(2021·海南，11)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是A.该酶可耐受一定的高温B.在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大C.不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所　需时间不同D.相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
影响酶促反应的因素分析
酶活性、酶促反应速率及其影响因素分析：注意：酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。
据图可知，不同pH条件下，酶的最适温度 ；不同温度条件下，酶的最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
(1)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呈_______。(2)ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 。
3.底物浓度(酶浓度一定)(1)ab段：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率 (酶没有完全与底物结合)。(2)bc段：当底物浓度增大到某一值(M)时，反应速率达到 ，不再 (酶完全与底物结合)。(3)ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 。
(4)思考：若该反应体系酶的量增多，曲线该如何改变(在图中表示出来)?
请思考在不同条件下曲线①如何变化，并在图中绘制出相应的曲线。(1)在①的基础上，增加酶浓度，请绘制曲线②。
(2)在①的基础上，增加反应物浓度，请绘制曲线③。
考向三　影响酶促反应的因素分析5.(2022·重庆，7)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的相对活性，结果见下表。下列叙述最合理的是
A.在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3B.在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性不变C.从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性D.在37 ℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂
6.(2022·全国乙，4)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。
根据实验结果可以得出的结论是A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具　有催化活性B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓　度升高而升高C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具　有催化活性D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分　具有催化活性
1.(必修1 P78)活化能：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　所需要的能量。2.(必修1 P78)与无机催化剂相比，酶　　　　　　的作用更显著，催化效率更高。3.(必修1 P81)酶是　　 　 产生的具有 作用的有机物，其中绝大多数酶是 。4.(必修1 P82)酶的专一性是指 。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
5.(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在 的条件下进行的。6.(必修1 P84) ，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的空间结构 ，因此，酶制剂适宜在 下保存。7.生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化，酶作用的机理是__________________________。
8.有同学认为在以淀粉为材料，探究温度对酶活性影响的实验中，不宜选用斐林试剂鉴定麦芽糖，原因是__________________________________________________________________。9.不能以H2O2为材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响，原因是____________________________________________。
使用斐林试剂鉴定还原糖时需水浴加
热，而该实验过程中需严格控制温度
升高会促进过氧化氢分解，会影响实验结果
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1.(2024·长沙高三联考)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如表所示。下列叙述错误的是
A.H2O2分解生成O2导致压强改变B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时C.250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性
2.反应底物从常态转变为活跃状态所需的能量称为活化能。如图为蔗糖水解反应能量变化的示意图，已知H＋能催化蔗糖水解。下列分析错误的是A.E1和E2表示活化能，X表示果糖　和葡萄糖B.H＋降低的化学反应活化能的值　等于(E2－E1)C.蔗糖酶使(E2－E1)的值增大，反　应结束后X增多D.升高温度可通过改变酶的结构而影响酶促反应速率
3.核酶是小分子RNA，能特异性地剪切RNA分子。乳糖酶能催化乳糖水解为半乳糖和葡萄糖。下列叙述正确的是A.组成核酶与乳糖酶的化学元素相同，基本单位却不相同B.常温下，核酶、乳糖酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应C.核酶与乳糖酶既改变反应平衡，也能降低反应的活化能D.低温条件下，核酶与乳糖酶的催化效率可能会有所降低
4.下列与酶相关实验的叙述中，正确的是A.探究酶的高效性时，自变量是酶的种类B.探究酶的专一性时，自变量只能是酶的种类C.探究pH对酶活性的影响时，自变量不止一种D.探究温度对酶活性的影响时，无关变量是酶浓度、pH等
5.某课外兴趣小组用图示实验装置验证酶的高效性。下列有关叙述不正确的是A.两个装置中的过氧化氢溶液要等量且　不宜过多B.需同时挤捏两支滴管的胶头，让肝脏　研磨液和FeCl3溶液同时注入试管中C.肝脏研磨液中的过氧化氢酶、FeCl3都可以降低该反应的活化能D.左边移液管内红色液体上升的速度比右边慢，最终液面比右边低
6.在淀粉—琼脂块上的5个圆点位置(如图)分别用蘸有不同液体的棉签涂抹，然后将其放入37 ℃恒温箱中保温。2 h后取出该淀粉—琼脂块，加入碘液处理1 min，洗掉碘液后，观察圆点的颜色变化(如表)。下列叙述不正确的是
A.放在37 ℃恒温箱的原因是酶催化需要适宜的温度B.圆点①和④颜色不同，表明了唾液中淀粉酶的催化作用C.圆点②和③颜色相同，但引起酶失活的原因不同D.圆点④和⑤会出现相同颜色，说明酶的作用具有专一性
7.为探究不同温度下两种淀粉酶的活性，某同学设计了多组实验并对各组淀粉的剩余量进行检测，结果如图所示。下列叙述正确的是A.该实验的自变量是酶的种类，因变　量是淀粉剩余量B.据图分析可知，酶A的最适温度是　50 ℃，高于酶B的最适温度C.若酶A不与双缩脲试剂发生反应，则其可被RNA水解酶催化水解D.酶的作用条件较温和，故保存酶B时，应选择40 ℃和最适pH来保存
8.麦胚富含营养，但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸，极易酸败变质。为了延长麦胚贮藏期，科研人员研究了不同无机盐对脂肪酶活性的影响。下列分析错误的是A.实验的自变量是无机盐的种类和浓度B.对照组和实验组必须设置相同的温度　和 pHC.图中不同浓度的CaCl2均可以提高脂肪　酶的活性D.KCl对脂肪酶活性的影响最小，可用于延长麦胚贮藏期
9.针对某酶促反应，某同学在酶量和反应时间都相同的情况下进行了甲、乙、丙三组实验，并得到相应的三条曲线，如图所示。甲是反应速率随反应物浓度变化的曲线，乙是一定量的物质W1存在时反应速率随反应物浓度变化的曲线，丙是一定量的物质W2存在时反应速率随反应物浓度变化的曲线。据图判断，关于该实验结果的叙述，错误的是A.若仅提高甲组酶量重新实验，其最大反应速率会增大B.若在甲组中加入W1重新实验，其最大反应速率会降低C.可推测在与酶的结合过程中，W2与反应物无竞争关系D.若要减弱W2对反应速率的影响，可加大反应物的浓度
10.如图是某课外活动小组探究pH对淀粉酶活性影响时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述正确的是A.将淀粉与淀粉酶溶液混合后再调节各　组混合液的pHB.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活　性相同C.pH为13的试管调到pH为7后继续反应，淀粉含量将明显下降D.根据上述实验结果无法推测出淀粉酶的最适pH为7
11.图中的曲线①表示某种淀粉酶在不同温度下的酶活性相对最高酶活性的百分比。将该淀粉酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，即图中的曲线②。下列叙述错误的是A.高温影响蛋白质的空间结构，从而　影响淀粉酶活性B.该淀粉酶长时间保存于80 ℃条件下，　活性将会降低C.曲线②中各个数据点的获得是在80 ℃条件下测得的D.工业生产中该淀粉酶使用的最佳温度范围是70～80 ℃
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。12.酶的“诱导契合”学说认为，在酶与底物结合之前，其空间结构与底物不完全互补，在底物诱导下可出现与底物吻合的互补结构，继而完成酶促反应。为验证该学说，科研人员利用枯草杆菌蛋白酶(简称S酶，可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者的结合中心位置相同)进行研究，实验结果如图所示，其中SCTH、SCU分别表示催化CTH和CU反应后的S酶。下列叙述正确的是
A.S酶催化CTH和CU两种底物的结合中心位置相同，说明S酶没有专一性B.S酶与底物结合后，提供了底物转化为产物所需的活化能C.S酶结合中心的结构发生变化时，部分肽键会断裂D.进一步探究SCTH失活还是空间结构固化，可增加SCTH催化CTH反应组
13.虾类“黑变”是虾体内的酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化作用下转变为醌类化合物，再转变为黑色素所致。凡纳滨对虾PPO经不同压力处理10 min后，在4 ℃条件下分别贮藏0 d、2 d、4 d、6 d，其残留活性如图所示。下列叙述错误的是A.图示不同压力处理组中，压力越大，　PPO活性越强B.同一压力下PPO残留活性会随天数而　发生变化，并没有完全恢复C.PPO空间结构遭到破坏可能是PPO活力降低的主要原因D.压力处理由10 MPa增至15 MPa,6 d处理组比4 d处理组受影响更大
14.为探究淀粉酶活性与水稻发芽速度的关系，现选择萌发速度快(盐恢888)、中等(南粳46)、慢(海水稻)三种水稻品种进行实验。取相等质量、生长状况相同的三种水稻发芽种子在一定条件下研磨，获取粗酶液，依次加入各试管中编号并按下表进行操作。下列叙述正确的是
A.步骤③所加的溶液为淀粉溶液B.步骤④加入4 mL的0.4 ml/L NaOH溶液的目的是使酶迅速失活，从而　控制反应时间C.将步骤④中的NaOH溶液换成等量的HCl溶液，对实验结果不会造成影响D.盐恢888水稻种子萌发速度快的原因可能是淀粉酶活性高，使种子中的　可溶性糖含量增加，提高了呼吸作用速率
三、非选择题15.(2021·湖北，21)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路取___支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量________________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
甲物质溶液、乙物质溶液
(2)实验预期结果与结论若出现结果①：_________________________________________。结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。若出现结果②：_____________________________。结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。若出现结果③：____________________________________________________________________________。结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高
透析前后，两组的酶活性均不变
加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高；加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变
若出现结果④：____________________________________________________________________________。结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变；加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高