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新人教新高考生物一轮复习课件 第3单元 第1课时 降低化学反应活化能的酶
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这是一份新人教新高考生物一轮复习课件 第3单元 第1课时 降低化学反应活化能的酶，共60页。PPT课件主要包含了高考生物一轮复习策略，作用及特性，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时，要善于进行知识迁移和运用，提高分析归纳的能力。2、注重理论联系实际。生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。 4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
降低化学反应活化能的酶
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 酶的本质、作用及特性
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
重温高考 真题演练
1.酶的作用及本质(1)酶的本质
梳理归纳 夯实必备知识
源于必修1 P79“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。
提示 将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。
①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。③表示酶降低的活化能是 段。
2.酶的特性(1)高效性
①含义解读：____________________________________。
②作用实质：酶和无机催化剂一样，只能缩短到达化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量。
(2)专一性①含义解读：每一种酶只能催化_____________化学反应。
②曲线解读：酶A可催化底物水解，酶B则与“无酶”相同，说明酶催化具有专一性。
曲线解读：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；_________________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，但空间结构稳定。
3.酶促反应速率的影响曲线分析(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 ；不同温度条件下，酶最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
(2)温度和pH对酶促反应速率的影响
(3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响①底物浓度对酶促反应速率的影响
②酶浓度对酶促反应速率的影响
(1)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。(2)温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触，进而影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。(3)同一个体不同细胞中，酶的种类和数量不完全相同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。
(1)源于必修1 P84“相关信息”：已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？
提示 不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。
(2)源于必修1 P85“科学·技术·社会”：溶菌酶能够溶解细菌的_______，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
考向一 酶的本质、作用与特性的综合分析1.(2022·海口高三模拟)下列关于酶的叙述正确的是①酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解，因此酶不具有专一性④细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的高效性决定⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的⑥酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物A.③⑤⑥ B.②③⑥ C.③⑥ D.⑥
考向突破 强化关键能力
2.温度会影响酶促反应速率，其作用机理可用下图坐标曲线表示。其中a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是A.随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加B.处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的C.酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共 同作用的结果D.酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低
考向二 酶促反应速率的影响因素3.如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是A.影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线 的因素是pHB.甲曲线中，a点与b点限制酶促反应速率 的因素不相同C.乙曲线中，d点与f点酶的空间结构都被破坏且不能恢复D.丙曲线中，g点时对应因素升高，酶的活性不能到达h点
4.下图为最适温度下酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是A.适当升高温度，Vmax和Km均会增大B.加入非竞争性抑制剂，Vmax降低C.加入竞争性抑制剂，Km值降低D.Km值越大，酶与底物亲和力越高
探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
1.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验步骤
基础提炼 通读实验内容
(2)实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：_____________________________________________________________。(3)上述实验中 (填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为_______________________________________________________________________。(4)该实验的自变量是 ；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是 。
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性
碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色
探究同一种酶是否能催化不同底物水解
2.探究温度对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响 ，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)实验步骤和结果取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。
3.探究pH对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理(用反应式表示)
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响O2的生成速率，可用____________________的情况来检验O2的生成速率。
1.实验材料选择时的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，能否选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料？
核心诠释 剖析实验要点
提示 不能，因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果，所以不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。
(3)在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，宜选用 (填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，同时探究酶活性的观测指标是___________________________。
(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，能否选用淀粉和淀粉酶作为实验材料？
相同时间内蛋白块体积的变化
提示 不能，因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。
(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的 (排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。(3)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂的原因是？
2.实验步骤和结果检测的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，底物和酶溶液应在何时进行混合？
提示 先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。
提示 因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
考向 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素5.为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。
下列相关叙述正确的是A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测C.方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
6.(2022·大同市高三模拟)丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质，褐色物质在410 nm可见光下有较高的吸光值(OD值)，且褐色物质越多，OD值越高。经测定PPO的最适pH为5.5。科学家利用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响，实验结果如下图。下列说法正确的是A.实验过程中应将酶和底物混合后在相应 温度下保温B.应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液 和邻苯二酚溶液C.丝瓜果肉PPO粗提液的制备和保存应在35 ℃条件下进行D.可在35～40 ℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度
重温高考 真题演练
1.(2020·海南，8)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是A.都可通过体液运输到全身B.都在细胞内发挥作用C.发挥作用后都立即被灭活D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
2.(2020·北京，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了A.悬液中酶的浓度B.H2O2溶液的浓度C.反应体系的温度 D.反应体系的pH
3.(2016·全国Ⅰ，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
4.(2021·湖北，2)很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。下列叙述正确的是A.麦芽含有淀粉酶，不含 麦芽糖B.麦芽糖由葡萄糖和果糖 结合而成C.55～60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
5.(2016·全国Ⅱ，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如右图。回答下列问题：
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是____组。
(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会_____。
(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_____，原因是_______________________________________________________________。
60 ℃条件下，t2时酶已
失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
(4)生物体内酶的化学本质是_____________，其特性有_______________(答出两点即可)。
一、易错辨析1.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物( )2.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( )3.酶提供了反应过程中所必需的活化能( )4.酶活性的发挥离不开其特定的结构( )5.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁( )6.酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解( )
二、填空默写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。
一、选择题1.(2022·济南市历城第二中学高三质检)下列实验中，温度属于无关变量的是①证明酶具有专一性的实验中，将实验温度设置为酶的最适温度②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90 ℃③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三种温度④用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，两组实验均在室温下进行A.①② B.①②③ C.①④ D.①③④
2.(2022·大连市高三模拟)众所周知，氨基酸本身的化学性质十分稳定，无催化活性。但当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能。中科院院士、清华大学赵玉芬教授已经合成了几十种具有催化功能的磷酰氨基酸，并将其称为“微型酶”，为模拟酶的研究和合成开辟了一个崭新的途径和领域。下列有关叙述正确的是A.“微型酶”只含有C、H、O、N四种元素B.“微型酶”的合成场所为核糖体C.“微型酶”可与双缩脲试剂反应呈紫色D.“微型酶”能降低化学反应的活化能
3.真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料添加剂，可提高饲料利用率。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如图。下列相关叙述错误的是A.植酸酶只能在活细胞中产生，可在细胞外发挥 作用B.真菌合成的植酸酶需要经高尔基体参与，才能 转运到细胞外C.植酸酶A的最适pH为2或6，植酸酶B的最适pH为6D.两种酶相比，植酸酶A更适合添加在家畜饲料中
4.酶是一类极为重要的生物催化剂。由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行，按照蛋白酶的化学组成可分为单纯酶和结合酶两类。单纯酶分子中只有氨基酸残基组成的肽链。结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子、铁卟啉或含B族维生素的小分子有机物。下列有关酶的叙述错误的是A.单纯酶的合成发生在核糖体上，该过程需要消耗能量B.在“探究酶的专一性”实验中，自变量一定是酶的种类C.结合酶中缺少相应的非蛋白成分，会导致活性降低乃至失活D.锌元素是人体内多种结合酶的组成元素，虽然锌在细胞内含量很少， 但是其作用非常重要
5.酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位，它通常包括两个部分：与底物结合的部分称为结合中心；促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的活性中心的叙述，错误的是A.酶的结合中心决定酶的专一性B.酶的高效性与酶的催化中心有关C.低温条件下，酶的催化中心结构不变，而结合中心结构发生了改变D.pH过高或过低可能会破坏酶的结合中心和催化中心的结构
6.(2022·长春市高三模拟)某实验小组以干酪素(蛋白质)为底物探究不同pH对大菱鲆消化道中蛋白酶活性的影响，其他条件相同且适宜，实验结果如图所示。下列叙述正确的是A.本实验可采用双缩脲试剂来检测 干酪素的水解情况B.在pH＝8条件下，胃蛋白酶的活性 会比肠蛋白酶的高C.适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均将降低D.相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶提供活化能的作用更显著
7.从小尾寒羊提取肌联蛋白，研究肌联蛋白的磷酸化和钙离子浓度是否影响肌联蛋白的降解。肌联蛋白T1是未降解的蛋白，小于该分子量的蛋白条带是降解后的蛋白，实验结果如图。已知蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化，碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸化。实
验结果说明：钙离子会促进肌联蛋白的降解，相同钙离子浓度下，去磷酸化促进肌联蛋白的降解。与甲图比较，乙图只做了一个改变。乙组实验提高了
A.反应体系的反应温度B.肌联蛋白的浓度C.反应体系钙离子浓度D.碱性磷酸酶浓度
8.竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是A.酶的活性中心能和竞争性抑制剂、 底物同时结合B.竞争性抑制剂或底物与酶结合， 不会导致酶失活C.竞争性抑制剂会增加化学反应所需的活化能D.竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除
9.细胞代谢离不开酶的催化，酶的催化需要温和的环境条件。某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响时发现，pH过低时淀粉水解速率也会加快，探究结果如图所示。下列有关实验的说法正确的是A.由图可推断该淀粉酶在pH＝1时比 pH＝3时活性一定更高B.由实验结果分析可知，该淀粉酶的 最适pH为7左右C.pH＝7时淀粉的剩余量明显减少说明酶具有高效性D.若要探究该酶的最适温度，需将酶与底物先混合，然后置于一系列温度梯度 条件下
10.某小组为研究温度对酶活性的影响，在t1、t2、t3温度下，分别用淀粉酶水解淀粉，保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c，且b>a>c，温度各升高相同幅度，重复上述实验，测定生成物的量分别为a′、b′、c′，且a′>a，b′>b，c>c′。下列相关分析正确的是A.该淀粉酶的最适温度在t1～t2之间B.当温度为t1时，可通过提高淀粉浓度来提高酶的活性C.当温度在t2～t3之间时，随温度升高酶的活性降低D.b>c是因为温度为t3时部分酶的空间结构可能发生改变
11.研究发现酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验：下列相关说法正确的是A.①②③过程中，蛋白质的 空间结构不变B.蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解C.处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可证明与无机催化剂相比， 酶具有高效性D.将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合，可直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果
12.在日常生活中，削皮的土豆块一段时间后会发生褐变现象，这是土豆中的多酚氧化酶通过氧化多酚类物质引起的。某同学用土豆和儿茶酚探究了温度对酶活性的影响，实验步骤和结果如下表，
下列相关叙述不正确的是A.实验中儿茶酚的浓度、土豆块大小、温度属于无关变量B.步骤2的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下C.实验结果显示50 ℃条件下多酚氧化酶的活性较高D.刚削皮的土豆立即用热水快速处理可防止褐变现象发生
二、非选择题13.(2022·潍坊实验中学高三模拟)某生物兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响，做了如下实验。请结合实验回答问题：实验步骤：一、取3支洁净的试管，编号为A、B、C，分别加入等量的酶溶液；二、在每支试管中加入等量的底物溶液；三、在A、B、C试管中加入等量的缓冲液，使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0；四、将3支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。
(1)上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正：____________________________________________________________________________________________________。
应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下，定时检测产物浓度
加的原因是_________________________________。②为进一步探究该酶作用的最适pH，应在pH为____________________范围开展实验。请写出实验设计思路：__________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在实验操作正确的情况下，实验结果如图。①该实验中酶促反应速率用_____________________________________________________表示。实验开始1 min后A组产物浓度不再增
的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量)
底物的量有限(或底物浓度是一定的)
0～7.0(或大于0小于7)
在pH 0～7.0之间每隔一定pH设置一个实验组，其他实验条件适宜且保持一致。反应一定时间后检测产物浓度，确定最适pH
14.植物内的过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究甘蓝梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。请回答下列问题：
注：表中“－”表示没有添加。
(1)1、2号试管中，____试管是对照组，该实验的自变量是___________________。(2)若2号试管显橙红色，并不能证明甘蓝梗中存在过氧化物酶，你的改进措施是_____________________________________________________________________。(3)若3号试管不显橙红色，推测其原因是__________________________________________。
再增加一组实验，把缓冲液换成2 mL过氧化物酶，其他条件与1号试管相同
高温使甘蓝梗提取液中的过氧化物酶变性失活
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时，要善于进行知识迁移和运用，提高分析归纳的能力。2、注重理论联系实际。生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。 4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
降低化学反应活化能的酶
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 酶的本质、作用及特性
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
重温高考 真题演练
1.酶的作用及本质(1)酶的本质
梳理归纳 夯实必备知识
源于必修1 P79“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。
提示 将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。
①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。③表示酶降低的活化能是 段。
2.酶的特性(1)高效性
①含义解读：____________________________________。
②作用实质：酶和无机催化剂一样，只能缩短到达化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量。
(2)专一性①含义解读：每一种酶只能催化_____________化学反应。
②曲线解读：酶A可催化底物水解，酶B则与“无酶”相同，说明酶催化具有专一性。
曲线解读：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；_________________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，但空间结构稳定。
3.酶促反应速率的影响曲线分析(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 ；不同温度条件下，酶最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
(2)温度和pH对酶促反应速率的影响
(3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响①底物浓度对酶促反应速率的影响
②酶浓度对酶促反应速率的影响
(1)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。(2)温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触，进而影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。(3)同一个体不同细胞中，酶的种类和数量不完全相同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。
(1)源于必修1 P84“相关信息”：已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？
提示 不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。
(2)源于必修1 P85“科学·技术·社会”：溶菌酶能够溶解细菌的_______，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
考向一 酶的本质、作用与特性的综合分析1.(2022·海口高三模拟)下列关于酶的叙述正确的是①酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解，因此酶不具有专一性④细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的高效性决定⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的⑥酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物A.③⑤⑥ B.②③⑥ C.③⑥ D.⑥
考向突破 强化关键能力
2.温度会影响酶促反应速率，其作用机理可用下图坐标曲线表示。其中a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是A.随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加B.处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的C.酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共 同作用的结果D.酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低
考向二 酶促反应速率的影响因素3.如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是A.影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线 的因素是pHB.甲曲线中，a点与b点限制酶促反应速率 的因素不相同C.乙曲线中，d点与f点酶的空间结构都被破坏且不能恢复D.丙曲线中，g点时对应因素升高，酶的活性不能到达h点
4.下图为最适温度下酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是A.适当升高温度，Vmax和Km均会增大B.加入非竞争性抑制剂，Vmax降低C.加入竞争性抑制剂，Km值降低D.Km值越大，酶与底物亲和力越高
探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
1.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验步骤
基础提炼 通读实验内容
(2)实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：_____________________________________________________________。(3)上述实验中 (填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为_______________________________________________________________________。(4)该实验的自变量是 ；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是 。
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性
碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色
探究同一种酶是否能催化不同底物水解
2.探究温度对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响 ，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)实验步骤和结果取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。
3.探究pH对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理(用反应式表示)
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响O2的生成速率，可用____________________的情况来检验O2的生成速率。
1.实验材料选择时的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，能否选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料？
核心诠释 剖析实验要点
提示 不能，因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果，所以不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。
(3)在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，宜选用 (填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，同时探究酶活性的观测指标是___________________________。
(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，能否选用淀粉和淀粉酶作为实验材料？
相同时间内蛋白块体积的变化
提示 不能，因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。
(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的 (排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。(3)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂的原因是？
2.实验步骤和结果检测的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，底物和酶溶液应在何时进行混合？
提示 先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。
提示 因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
考向 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素5.为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。
下列相关叙述正确的是A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测C.方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
6.(2022·大同市高三模拟)丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质，褐色物质在410 nm可见光下有较高的吸光值(OD值)，且褐色物质越多，OD值越高。经测定PPO的最适pH为5.5。科学家利用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响，实验结果如下图。下列说法正确的是A.实验过程中应将酶和底物混合后在相应 温度下保温B.应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液 和邻苯二酚溶液C.丝瓜果肉PPO粗提液的制备和保存应在35 ℃条件下进行D.可在35～40 ℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度
重温高考 真题演练
1.(2020·海南，8)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是A.都可通过体液运输到全身B.都在细胞内发挥作用C.发挥作用后都立即被灭活D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
2.(2020·北京，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了A.悬液中酶的浓度B.H2O2溶液的浓度C.反应体系的温度 D.反应体系的pH
3.(2016·全国Ⅰ，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
4.(2021·湖北，2)很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。下列叙述正确的是A.麦芽含有淀粉酶，不含 麦芽糖B.麦芽糖由葡萄糖和果糖 结合而成C.55～60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
5.(2016·全国Ⅱ，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如右图。回答下列问题：
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是____组。
(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会_____。
(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_____，原因是_______________________________________________________________。
60 ℃条件下，t2时酶已
失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
(4)生物体内酶的化学本质是_____________，其特性有_______________(答出两点即可)。
一、易错辨析1.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物( )2.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( )3.酶提供了反应过程中所必需的活化能( )4.酶活性的发挥离不开其特定的结构( )5.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁( )6.酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解( )
二、填空默写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。
一、选择题1.(2022·济南市历城第二中学高三质检)下列实验中，温度属于无关变量的是①证明酶具有专一性的实验中，将实验温度设置为酶的最适温度②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90 ℃③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三种温度④用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，两组实验均在室温下进行A.①② B.①②③ C.①④ D.①③④
2.(2022·大连市高三模拟)众所周知，氨基酸本身的化学性质十分稳定，无催化活性。但当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能。中科院院士、清华大学赵玉芬教授已经合成了几十种具有催化功能的磷酰氨基酸，并将其称为“微型酶”，为模拟酶的研究和合成开辟了一个崭新的途径和领域。下列有关叙述正确的是A.“微型酶”只含有C、H、O、N四种元素B.“微型酶”的合成场所为核糖体C.“微型酶”可与双缩脲试剂反应呈紫色D.“微型酶”能降低化学反应的活化能
3.真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料添加剂，可提高饲料利用率。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如图。下列相关叙述错误的是A.植酸酶只能在活细胞中产生，可在细胞外发挥 作用B.真菌合成的植酸酶需要经高尔基体参与，才能 转运到细胞外C.植酸酶A的最适pH为2或6，植酸酶B的最适pH为6D.两种酶相比，植酸酶A更适合添加在家畜饲料中
4.酶是一类极为重要的生物催化剂。由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行，按照蛋白酶的化学组成可分为单纯酶和结合酶两类。单纯酶分子中只有氨基酸残基组成的肽链。结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子、铁卟啉或含B族维生素的小分子有机物。下列有关酶的叙述错误的是A.单纯酶的合成发生在核糖体上，该过程需要消耗能量B.在“探究酶的专一性”实验中，自变量一定是酶的种类C.结合酶中缺少相应的非蛋白成分，会导致活性降低乃至失活D.锌元素是人体内多种结合酶的组成元素，虽然锌在细胞内含量很少， 但是其作用非常重要
5.酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位，它通常包括两个部分：与底物结合的部分称为结合中心；促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的活性中心的叙述，错误的是A.酶的结合中心决定酶的专一性B.酶的高效性与酶的催化中心有关C.低温条件下，酶的催化中心结构不变，而结合中心结构发生了改变D.pH过高或过低可能会破坏酶的结合中心和催化中心的结构
6.(2022·长春市高三模拟)某实验小组以干酪素(蛋白质)为底物探究不同pH对大菱鲆消化道中蛋白酶活性的影响，其他条件相同且适宜，实验结果如图所示。下列叙述正确的是A.本实验可采用双缩脲试剂来检测 干酪素的水解情况B.在pH＝8条件下，胃蛋白酶的活性 会比肠蛋白酶的高C.适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均将降低D.相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶提供活化能的作用更显著
7.从小尾寒羊提取肌联蛋白，研究肌联蛋白的磷酸化和钙离子浓度是否影响肌联蛋白的降解。肌联蛋白T1是未降解的蛋白，小于该分子量的蛋白条带是降解后的蛋白，实验结果如图。已知蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化，碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸化。实
验结果说明：钙离子会促进肌联蛋白的降解，相同钙离子浓度下，去磷酸化促进肌联蛋白的降解。与甲图比较，乙图只做了一个改变。乙组实验提高了
A.反应体系的反应温度B.肌联蛋白的浓度C.反应体系钙离子浓度D.碱性磷酸酶浓度
8.竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是A.酶的活性中心能和竞争性抑制剂、 底物同时结合B.竞争性抑制剂或底物与酶结合， 不会导致酶失活C.竞争性抑制剂会增加化学反应所需的活化能D.竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除
9.细胞代谢离不开酶的催化，酶的催化需要温和的环境条件。某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响时发现，pH过低时淀粉水解速率也会加快，探究结果如图所示。下列有关实验的说法正确的是A.由图可推断该淀粉酶在pH＝1时比 pH＝3时活性一定更高B.由实验结果分析可知，该淀粉酶的 最适pH为7左右C.pH＝7时淀粉的剩余量明显减少说明酶具有高效性D.若要探究该酶的最适温度，需将酶与底物先混合，然后置于一系列温度梯度 条件下
10.某小组为研究温度对酶活性的影响，在t1、t2、t3温度下，分别用淀粉酶水解淀粉，保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c，且b>a>c，温度各升高相同幅度，重复上述实验，测定生成物的量分别为a′、b′、c′，且a′>a，b′>b，c>c′。下列相关分析正确的是A.该淀粉酶的最适温度在t1～t2之间B.当温度为t1时，可通过提高淀粉浓度来提高酶的活性C.当温度在t2～t3之间时，随温度升高酶的活性降低D.b>c是因为温度为t3时部分酶的空间结构可能发生改变
11.研究发现酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验：下列相关说法正确的是A.①②③过程中，蛋白质的 空间结构不变B.蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解C.处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可证明与无机催化剂相比， 酶具有高效性D.将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合，可直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果
12.在日常生活中，削皮的土豆块一段时间后会发生褐变现象，这是土豆中的多酚氧化酶通过氧化多酚类物质引起的。某同学用土豆和儿茶酚探究了温度对酶活性的影响，实验步骤和结果如下表，
下列相关叙述不正确的是A.实验中儿茶酚的浓度、土豆块大小、温度属于无关变量B.步骤2的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下C.实验结果显示50 ℃条件下多酚氧化酶的活性较高D.刚削皮的土豆立即用热水快速处理可防止褐变现象发生
二、非选择题13.(2022·潍坊实验中学高三模拟)某生物兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响，做了如下实验。请结合实验回答问题：实验步骤：一、取3支洁净的试管，编号为A、B、C，分别加入等量的酶溶液；二、在每支试管中加入等量的底物溶液；三、在A、B、C试管中加入等量的缓冲液，使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0；四、将3支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。
(1)上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正：____________________________________________________________________________________________________。
应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下，定时检测产物浓度
加的原因是_________________________________。②为进一步探究该酶作用的最适pH，应在pH为____________________范围开展实验。请写出实验设计思路：__________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在实验操作正确的情况下，实验结果如图。①该实验中酶促反应速率用_____________________________________________________表示。实验开始1 min后A组产物浓度不再增
的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量)
底物的量有限(或底物浓度是一定的)
0～7.0(或大于0小于7)
在pH 0～7.0之间每隔一定pH设置一个实验组，其他实验条件适宜且保持一致。反应一定时间后检测产物浓度，确定最适pH
14.植物内的过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究甘蓝梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。请回答下列问题：
注：表中“－”表示没有添加。
(1)1、2号试管中，____试管是对照组，该实验的自变量是___________________。(2)若2号试管显橙红色，并不能证明甘蓝梗中存在过氧化物酶，你的改进措施是_____________________________________________________________________。(3)若3号试管不显橙红色，推测其原因是__________________________________________。
再增加一组实验，把缓冲液换成2 mL过氧化物酶，其他条件与1号试管相同
高温使甘蓝梗提取液中的过氧化物酶变性失活
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