(共119张PPT)
第1课时
降低化学反应活化能的酶
课标要求
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
考点二 酶的高效性和专一性
考点三 探究影响酶活性的条件
内容索引
重温高考 真题演练
课时精练
考点一
酶的作用和本质
1.细胞代谢
(1)细胞代谢概念：细胞中每时每刻都进行着 ，统称为细胞代谢。
(2)主要场所： 。
归纳 夯实必备知识
许多化学反应
细胞质基质
2.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(见教材P77)
(1)方法步骤
几乎不分解
对照
少量
促进过氧
化氢
发亮
过氧化氢酶
燃烧猛烈
(2)实验过程的变量及对照分析
实验对象
温度和催化剂
H2O2分解速率
气泡产生的多少
实验结果
(3)实验结论
加热
催化作用
高效性
3.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： 的活化能。
(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在 条件下快速有序地进行。
容易发生化学反应
降低化学反应
温和
4.酶本质的探究历程(连线)
项目 内容 解释
产生部位 _______内产生 除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细胞都能产生酶
作用场所 可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用 可在生物体外发挥作用，但不能来自体外，只能由细胞合成
酶的本质 大多数酶是 ，少数是______ 合成原料是 ，合成场所是 (真核生物)
酶的功能 生物催化剂 酶只起 功能，且反应前后酶的_____和 不变
作用机理 降低化学反应的______ 酶不能提供能量
5.酶的本质和作用
活细胞
蛋白质
RNA
氨基酸或核糖核苷酸
催化
数量
活化能
化学性质
细胞核或核糖体
源于必修1 P80“拓展应用”：设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。
提示 向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。
1.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，请思考回答下列问题：
拓展 提升科学思维
(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？说出理由。
提示 不相同。观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。
(2)乙酶活性改变的机理是什么？其活性能否恢复？
提示 乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改变不可逆转，故无法恢复。
2.分析酶的作用原理曲线
(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。
AC
BC
AB
1.(不定项)(2023·湖南长沙高三模拟)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
脏液和FeCl3溶液同时注入试管中
C.肝脏液中的过氧化氢酶、FeCl3都可以提高该反应的活化能
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
√
突破 强化关键能力
√
新鲜肝脏中的过氧化氢酶、FeCl3都可以降低该化学反应的活化能，C错误；
由于过氧化氢酶的催化效率高于
FeCl3，所以左边移液管内红色液
体上升的速度比右边快，由于过
氧化氢的量相等，产生的氧气一
样多，最终两侧移液管中的液面
等高，D错误。
2.酶是生物催化剂，下列有关酶的叙述正确的是
A.酶脱离生物体以后无法起作用
B.在酶的最适温度下储存酶
C.酶通过提供化学反应活化能加快反应速率
D.蛋白酶可以水解唾液淀粉酶
√
只要条件适宜，生物体中的酶可以在体外发挥作用，A错误；
酶需要在低温下储存，B错误；
酶通过降低反应的活化能加快反应速率，C错误；
唾液淀粉酶化学本质是蛋白质，可以被蛋白酶水解，D正确。
典型酶的种类和作用
归纳
总结
酶的名称 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解为麦芽糖
麦芽糖酶 催化麦芽糖水解为葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白质水解为多肽
脂肪酶 催化脂肪水解为脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解为脱氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA复制产生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA转录产生RNA
典型酶的种类和作用
归纳
总结
纤维素酶 分解纤维素
果胶酶 分解果胶
逆转录酶 催化RNA形成DNA单链
DNA连接酶 将两个DNA片段的黏性末端或平末端连接起来
限制酶 识别DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯键断裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA复制过程中DNA碱基间氢键的断裂
考点二
酶的高效性和专一性
1.酶具有高效性
(1)定义：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。
(3)曲线分析
①曲线分析：酶对应曲线 ，无机催化剂对应曲
线B，未加催化剂对应曲线 (填字母)。
②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率 。
归纳 夯实必备知识
无机催化剂
更显著
A
C
更高
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
2.酶具有专一性
(1)定义：每一种酶只能催化 化学反应。
(2)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
①实验步骤及结果
一种或一类
②实验结论：___________________________________________________
___________。
(3)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
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
(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。
细胞壁
1.同种酶有时会催化不同的反应，是不是就说明酶不具有专一性？
拓展 提升科学思维
提示 酶的专一性指的是酶可以催化一种或一类化学反应，不同的化学反应可能是同类的化学反应，故仍说明酶具有专一性。
2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验中能否用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？为什么？验证酶的专一性的另一思路是什么？
提示 不能；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。可以用同一种底物、不同的酶进行实验验证，如用淀粉酶、蔗糖酶水解淀粉。
3.(2023·辽宁葫芦岛高三期中)“投弹手甲虫”遇到危险时，会瞬间从尾部喷出温度近100 ℃的气体攻击和吓唬靠近它的捕食者，如图所示。该行为主要体现了酶
A.具有专一性
B.具有可调节性
C.具有高效性
D.易受外界环境影响
√
突破 强化关键能力
4.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，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
用可以防止细胞生产
过多的产物a
√
同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同，B正确；
从图中可知，酶1只催化两种底物合成产物a的反应，具有专一性，C错误；
酶1与产物b结合使酶1无活性，合成产物a的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物a，D正确。
考点三
探究影响酶活性的条件
1.酶促反应一般是在 的条件下进行的。
2.酶活性
(1)定义：酶催化特定 的能力。
(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的 表示。
归纳 夯实必备知识
比较温和
化学反应
速率
3.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
①反应原理
麦芽糖
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。
淀粉的水解
(2)探究pH对酶活性的影响
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用______
_____________的情况来检验O2的生成速率。
带火星
的卫生香燃烧
(3)实验步骤和结果
①探究温度对酶活性的影响
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。
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实 验 步 骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中水浴5 min 放入60 ℃温水中水浴5 min 放入100 ℃热水中水浴5 min
实 验 步 骤 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象 ______ ___________ ______
实验结论 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度_______ _____都会影响酶的活性
呈蓝色
无蓝色出现
呈蓝色
过高或
过低
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验 步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL质量分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象 有大量气泡产生 _______________ _______________
②探究pH对酶活性的影响
无明显气泡产生
无明显气泡产生
将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方) 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
实验结论 pH会影响酶的活性，酶的活性有适宜的pH范围
4.影响酶促反应速率的因素的曲线分析
(1)温度和pH对酶促反应速率的影响
①在最适宜的温度(B)和pH(E)条件下，酶的活性 。温度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE)，酶活性都会明显 。
②过酸(D)、过碱(F)或温度过高(C)，都会使 遭到破坏，使酶 ；而在低温(A)下，酶的活性明显降低，但酶的 稳定，在适宜的温度下酶的活性可以 。因此，酶可以在 下保存。
最高
降低
酶的空间结构
永久失活
空间结构
升高
低温
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)。
不变
也不变
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
①图甲，在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而 ，但当底物达到一定浓度后，受 限制，酶促反应速率不再增加。
②图乙，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 。
加快
酶数量
正比
(3)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
酶
反应物
多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因，果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间。抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制，图甲为两种抑制剂的作用机理模型，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同
抑制剂的条件下，酶促反
应速率随底物浓度变化的
曲线，柠檬酸对PPO活性
的影响为曲线c对应情况。
拓展 提升科学思维
(1)竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
提示 竞争性抑制剂的分子结构与底物的非常相近，可以与底物竞争酶活性部位来影响催化效果。
(2)非竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
提示 非竞争性抑制剂与酶结合后，诱导酶的空间结构发生改变，使酶失去活性。
(3)据图乙分析柠檬酸属于哪种酶抑制剂？其与高温等因素对酶的影响是否相似？
提示 非竞争性抑制剂；相似。
5.如图曲线反映了温度或pH对A、B、C三种酶活性的影响。下列相关叙述正确的是
A.酶B和酶C的最适温度相似，但最适pH一定不同
B.图甲中a点和c点，酶A的活性相同，空间结构也相同
C.图乙中d点，酶B和酶C
的空间结构都有一定程
度的破坏
D.酶A、酶B和酶C都可能
存在于人体的内环境中
√
突破 强化关键能力
从图中只能得出酶A的最适温度，不能得出酶B和酶C的最适温度，故不能比较酶B与酶C最适温度的大小，A错误；
低温时酶的活性降低，但空间结构不变，高温时酶的空间结构被破坏，图甲中a点和c点，酶A的空间结构不相同，B错误；
人体温度为37 ℃左右，pH范围为7.35～7.45，而酶A的最适温度大于40 ℃，酶B和酶C的最适pH偏离人体内pH范围较大，故三种酶不会存在于人体内环境中，D错误。
6.(不定项)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)，结果如图。下列分析正确的是
A.实验结果表明该酶的最适温度是40 ℃
B.实验过程中pH的变化不会对该实验产
生影响
C.20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产
物浓度会增加
D.60 ℃条件下，t2时增加底物的量不会改变产物浓度
√
实验结果表明在三组设定的温度中40 ℃时酶活性最高，但不能说明酶的最适温度是40 ℃，A错误；
实验过程中pH是无关变量，必须保持
相同，如果pH变化会对实验产生影响，
B错误；
20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产
物浓度不再增加，因为此时反应物已经消耗完，C错误；
60 ℃条件下，t2前酶已经失活，所以t2时增加底物的量不会改变产物浓度，D正确。
酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”
归纳
总结
酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”
归纳
总结
四
重温高考 真题演练
1.(2022·广东·13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
1
2
3
4
5
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
1
2
3
4
√
5
分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；
分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；
②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于分组较少，不能说明其最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；
该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
1
2
3
4
5
2.(2022·湖南，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋
白酶洗涤剂的去污效果
D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂
使用量，减少环境污染
√
1
2
3
4
5
由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的，B错误。
1
2
3
4
5
3.(2017·江苏，17)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是
A.碱性纤维素酶对污布类型2的
去污力最强
B.不同类型洗衣粉影响碱性纤
维素酶的去污力
C.碱性纤维素酶对污布类型2、
3的去污力不同
D.加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
1
2
3
4
√
5
由实验结果可知，由于没有设置对照，不能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强，A错误；
由于存在多个变量，不能说明不
同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶
的去污力，B错误；
通过实验数据比较可知，碱性纤
维素酶对污布类型2、3的去污力
不同，C正确；
通过实验结果不能得出加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力的结论，D错误。
1
2
3
4
5
4.(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
√
1
2
3
4
5
胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通过导管运输至消化道内发挥作用，而胰岛素由胰岛B细胞分泌，可通过血液运输至全身，A错误；
胰蛋白酶在消化道内发挥作用，而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合，进而调节靶细胞的代谢活动，二者均不在细胞内发挥作用，B错误；
胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变，胰岛素发挥作用后会被灭活，C错误；
胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质，都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。
1
2
3
4
5
5.(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
√
1
2
3
4
5
在麦芽中存在麦芽糖，A错误；
麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成，B错误；
麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高，D错误。
1
2
3
4
5
1.判断关于酶的催化作用和本质的叙述
(1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用( )
(2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成( )
(3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与( )
(4)酶是在核糖体上合成的生物大分子( )
√
五分钟 查落实
×
√
×
2.判断关于酶具有高效性和专一性的叙述
(1)比较H2O2在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性( )
(2)一种化合物只有一种酶的结合位点是酶专一性的基础( )
(3)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( )
(4)酶催化化学反应时空间结构不会发生改变( )
×
×
×
×
3.判断关于酶的作用条件较温和的叙述
(1)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH条件再加入底物( )
(2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等来探究pH对淀粉酶活性的影响( )
(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( )
(5)胃蛋白酶在中性水溶液中空间结构会发生变化( )
√
×
×
×
√
4.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 。
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态
降低活化能
活细胞
催化
蛋白质
(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。
(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。
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
专一性
比较温和
过酸、过碱或温度过高
稳定
低温
五
课时精练
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.(2023·江苏苏北四市高三期末)下列关于酶的叙述，正确的是
A.酶的基本组成单位是氨基酸
B.酶催化化学反应时空间结构不会发生改变
C.酶催化的实质是提供化学反应的活化能
D.酶促反应速率与酶浓度、底物浓度、温度和pH等有关
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
少数酶是RNA，其基本组成单位是核糖核苷酸，A错误；
酶在催化化学反应时，酶的空间结构会发生变化，B错误；
酶催化的实质是降低化学反应的活化能，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2.下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物)变化。下列有关叙述中，不正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A.图①虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，反应速率与底物浓度的
关系
B.图②虚线表示增加酶浓度，其
他条件不变时，生成物的量与
反应时间的关系
C.图③不能表示在反应开始的一
段时间内，反应速率与时间的关系
D.若图②中的实线表示Fe3＋的催化效
率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
在酶促反应过程中，随着反应时间的延长，底物逐渐减少，反应速率逐渐降低，可以用图③表示反应速率与时间的关系，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3.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。下列相关分析错误的是
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
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
蔗糖酶具有高效性，降低的活化能(E2－E1)的值更大，但由于底物的量有限，所以X产物的量不变，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4.(2023·山东烟台高三模拟)乳糖合成酶含有α、β两个亚基，亚基α单独存在时不能催化乳糖的合成，但能催化半乳糖与蛋白质结合形成糖蛋白；当亚基α与β结合后，才能催化乳糖的形成。下列说法正确的是
A.乳糖合成酶催化乳糖合成时不会产生水
B.亚基α作为酶和乳糖合成酶均具有专一性
C.亚基α能为半乳糖与蛋白质的结合提供能量
D.亚基α与β结合不会改变其空间结构
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖脱水形成的，所以乳糖合成酶催化乳糖合成时会产生水，A错误；
据题干信息可知，亚基α和乳糖合成酶均具有专一性，亚基β与亚基α的结合可能改变了亚基α的空间结构，B正确，D错误；
亚基α为乳糖合成酶的一个亚基，具有催化功能，不能为半乳糖与蛋白质的结合提供能量，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5.(2023·辽宁实验中学高三模拟)关于酶的验证实验，下列叙述错误的是
A.将淀溶液中验证酶的专一性，不能用碘液检验
B.不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH对酶活性的影响的实验，宜用H2O2
和过氧化氢酶
C.验证温度对酶活性的影响实验，需要分别预热处理淀粉溶液和淀粉酶
溶液，不同温度组需严格按时间差混合，再放入到原预热的水浴中，
最后用斐林试剂检验
D.验证pH对酶活性的影响实验，调pH用的NaOH或稀HCl不应在第三顺
次加入
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
碘液能使淀粉溶液变蓝，但碘液不能检验淀粉酶是否分解蔗糖溶液，所以不能用碘液检验，A正确；
酸性条件下会催化淀粉的水解，从而影响实验的观察效果，所以不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH对酶活性的影响的实验，宜用H2O2和过氧化氢酶，B正确；
斐林试剂检测还原糖时，需要水浴加热，验证温度对酶活性的影响实验中，自变量是温度，所以该实验中不能用斐林试剂检验，C错误；
若调pH用的NaOH或稀HCl在第三顺次加入，则前面两次加入的酶和底物已经完全反应，无法验证pH对酶活性的影响，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6.(2023·辽宁大连高三检测)农科所通过实验研究了温度对其饲养的某种经济动物肠道内各种消化酶活力的影响，得到下图实验结果。下列对实验过程及结果的分析，正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A.该实验的自变量是温
度，但实验过程中pH、
消化酶量均可影响实
验结果
B.实验前应在适宜温度
下保存提取到的消化
酶，40 ℃最适宜
C.该动物的最佳饲养条件为：温度控制在35 ℃～40 ℃、多饲喂淀粉类饲料
D.实验中应先将各种消化酶液和底物混合，再置于对应组温度环境中放
置一段时间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
本实验自变量有温度和酶的种类，pH、消化酶量等属于无关变量，但也会影响实验结果，A错误；
从图中看出蛋白酶和淀粉酶发挥作用的最适温度在40 ℃左右，但保存酶应该在零上低温下保
存，B错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
从图中看出，温度控制在35 ℃～40 ℃，各种酶的活性达到最大，且淀粉酶的活性最强，说明该动物对淀粉的分解能力最强，所以应该多饲喂淀粉类饲料，C正确；
若先将各种消化酶液和底物混合，反应已经开始，会影响实验结果，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7.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pH
B.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
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
实验中需要将淀粉与淀粉酶溶液分别调节pH，然后再将pH相等的淀粉和淀粉酶混合后再进行相应的因变量的检测，这样获得的数据更有说服力，A错误；
分析柱形图可知，pH为3条件下
和pH为9条件下淀粉剩余量基本
相等，而由于淀粉在酸性条件下
易分解，因此pH为3条件下的酶
活性小于pH为9条件下的酶活性，B错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
pH为13的试管调到pH为7后继续反应，由于酶已经失活，则淀粉含量将不会明显下降，C错误。
8.如图甲表示在最适温度下，H2O2酶促反应速率受pH影响的曲线，图乙表示某一温度下，pH＝b时H2O2酶促分解产生的O2量随时间的变化。下列说法正确的是
A.可用H2O2和H2O2酶探究温度
对酶活性的影响
B.其他条件保持相同且适宜，
则pH由b变为a时，e点下降
C.在图甲中c点对应的条件下，
向该反应体系中加入双缩脲试剂，溶液仍变紫
D.其他条件保持相同且适宜，温度降低时，d点右移
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
温度可直接影响H2O2的分解，因此不能用H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响，A错误；
酶不能改变生成物的量，pH由
b变为a时，酶促反应速率下降，
但e点不动，B错误；
H2O2酶的化学本质为蛋白质，
酶在反应前后的化学本质不变，因此在图甲中c点对应的条件下，向该反应体系中加入双缩脲试剂，溶液仍变紫，C正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
若图乙为高于最适温度时的情况，则温度降低时，酶促反应速率加快，d点左移，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9.(2023·湖南师大附中高三模拟)右图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小，某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测，结果如图2所示，各组加入的PPO的量相同。下列说法不正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
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。
A.由图1模型推测，可通过增加底物浓度
来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B.非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与
高温对酶活性抑制的机理相似
C.该实验的自变量是温度和酶的种类
D.图2中，相同温度条件下酶A的活性更高
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合位点，使底物无法与酶结合形成酶—底物复合物，进而影响酶促反应速率，因此增加反应体系中底物的浓度，可减弱竞争性抑制剂对酶活性的抑制，A正确；
非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
活性受到抑制，高温会使酶的空间结构破坏，使酶的活性受到抑制，作用机理相似，B正确；
本实验是探究不同温度条件下两种PPO活性的大小，本实验的自变量有温度和酶的种类，C正确；
从图2所示的温度条件下，酶A催化酚分解的剩余量比酶B多，说明相同温度条件下酶B的活性更高，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10.盐酸和蛋白酶均可使蛋白质发生水解。某同学使用盐酸、蛋白酶、蛋清做了如下图所示的探究实验，其中①③表示特定的生化反应。下列说法正确的是
A.①过程破坏了蛋白质的
空间结构
B.蛋白块a中的蛋白质分子
比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解
C.处理相同时间后，根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有
高效性的结论
D.用盐酸配制不同pH的溶液与蛋白酶混合后加入蛋白块中，可用于探究
pH对酶活性的影响
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
过程①为加热过程，该过程蛋白质的空间结构会发生改变，A正确；
经过加热后，蛋白质的空间结构改变，变得松散，更容易被蛋白酶分解，即蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解，B正确；
酶的高效性是指酶和
无机催化剂相比催化
效率更高，因此处理
相同时间后，根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有高效性的结论，C正确。
11.(2023·江苏连云港高三检测)关于酶及其特性的实验设计，下列叙述错误的是
A.探究酶的专一性，不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液设计实验
B.利用过氧化氢探究酶的高效性，因作用机理不同，加酶组比加FeCl3组
产生的气体量多
C.探究pH对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察
D.探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和斐林试剂设计实验
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
无机催化剂和有机催化剂的作用机理相同，都是降低化学反应的活化能，最终加酶组与加FeCl3组产生的气体量一样多，B错误；
利用斐林试剂检测产物量时，需要水浴加热，反应温度就会发生改变，影响实验结果，所以不能选用斐林试剂验证温度对酶活性的影响，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12.(2023·河北衡水中学高三模拟)1894年，科学家提出了“锁钥”学说，认为酶具有与底物相结合的互补结构。1958年，又有科学家提出“诱导契合”学说，认为在与底物结合之前，酶的空间结构不完全与底物互补，在底物的作用下，可诱导酶出现与底物相结合的互补空间结构，继而完成酶促反应。为验证上述两种学说，科研人员利用枯草杆菌蛋白酶(S酶)进行研究。该酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者结合的催化中心位置相同。进行的四组实验的结果如图所示，图中SCTH
表示催化CTH反应后的S酶，
SCU表示催化CU反应后的S酶。
下列叙述正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A.S酶既可催化CTH反应，又可催化CU反应，但不能说明S酶没有专一性
B.S酶的活性可以用反应产物的相对含量来表示
C.该实验结果更加支持“诱导契合”学说
D.为进一步探究SCTH不能催化CU水解的原因是SCTH失去活性，还是出现
空间结构的固化，可以用SCTH催化CTH反应
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
√
√
酶活性可以用单位时间单位体积反应物的消耗量或产物的生成量来表示，不可以用反应产物的相对含量来表示，B错误；
由实验可知，S酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，说明S酶的空间结构可以在不同底物的诱导下发生相应改变，进而与不同底物结合，该实验结果更加支持“诱导契合”学说，C正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
为探究SCTH不能催化CU水解的原因，用SCTH催化CTH反应，检测反应产物的生成量，如果SCTH能催化CTH水解，那么酶没有失活，即出现空间结构的固化；如果SCTH不能催化CTH水解，则SCTH失活，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(1)该实验的因变量是_____________________________________________
_______。
的多少)
三、非选择题
13.下图是验证酶的催化特性的几组实验。1～4号试管内装有等量的H2O2溶液，且控制溶液pH＝7(过氧化氢酶的最适pH在7左右)。1～4号试管控制温度与投入物品如图所示，请回答：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
底物(H2O2)的分解速率(或单位时间内产生气泡数目
本实验为验证酶的催化特性的几组实验，通过题图分析自变量为处理方式，因变量为底物(H2O2)的分解速率(或单位时间内产生气泡数目的多少)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)若要证明酶的活性受酸碱度的影响，须增设5号试管，请补充：
①5号试管内应加________________________________________。
②5号试管温度应控制在37 ℃。
③设置的5号试管与____号试管对照，从而证明酶的活性受酸碱度的影响。
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1克鲜猪肝、适量盐酸(或NaOH)和等量底物
若要证明酶的活性受酸碱度的影响，向5号试管内应加1克鲜猪肝、适量盐酸(或NaOH)和等量底物，在37 ℃下反应一段时间，观察实验结果；设置的5号试管与2号试管对照，从而证明酶的活性受酸碱度的影响。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3)酶与人们的生活密切相关，某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分说明：该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其主要原因是_____________________________________________________
_____________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
丝质及羊毛衣料中含有蛋白质，蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解
(4)酶的催化效率比无机催化剂的催化效率更高，原因是_______________
________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
相比，酶降低活化能的作用更显著
酶与无机催化剂
14.(2023·江苏徐州高三模拟)植酸(肌醇六磷酸)作为磷酸的储存库，广泛存在于植物体中。植酸酶能够水解饲料中的植酸而释放出无机磷，提高饲料中磷的利用率，减少无机磷源的使用，降低饲料配方成本，同时可降低动物粪便中磷的排放，保护环境，是一种绿色高效的畜禽饲料添加剂。科研人员对真菌分泌的两种植酸酶在
不同pH条件下活性的差异进行研究，结果
如图。请分析回答问题：
(1)植酸酶的化学本质是__________，其合
成和分泌所经过的具膜细胞器有________
_________。
蛋白质
内质网、
高尔基体
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)两种植酸酶适合添加在饲料中的是________，理由是______________
_________________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
植酸酶A
植酸酶A适宜pH为2和6，在胃中仍能发挥作用
胃中pH为酸性，
(3)某生产猪饲料的工厂为探究植酸酶在饲料中的适宜添加量，研究人员进行了如下实验，请完成下表。
实验原理：植酸酶在一定温度和pH下，水解植酸生成无机磷和肌醇衍生物，在酸性溶液中，无机磷与钒钼酸铵反应会生成黄色的[(NH4)3PO4NH4VO3·16MoO3]复合物，在波长415 nm蓝光下进行比色测定。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
实验步骤 实验简要操作过程
制备饲料悬浮液 称取500 g饲料，加入500 mL蒸馏水，用搅拌机搅拌制成匀浆，加蒸馏水定容到1 000 mL，最后用缓冲液调整pH到6
配制①________ 的植酸酶溶液 称取适量的某植酸酶溶于蒸馏水中，并依次稀释制成质量浓度分别为0.01 g/mL、0.02 g/mL、0.03 g/mL、0.04 g/mL、0.05 g/mL的酶溶液
控制变量，进行实验 取6只锥形瓶编号1～6，分别加入40 mL的饲料悬浮液，在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，1号瓶中加入②__________________。③_________后放入37 ℃水浴中保温适宜时间
测定产物吸光值，并计算④______的含量 经过处理后，分别在各瓶中加入适宜钒钼酸铵溶液，并在波长415 nm蓝光下测定吸光值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
不同浓度
等量(或2 mL)蒸馏水
振荡摇匀
无机磷第1课时 降低化学反应活化能的酶
课标要求 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
1．细胞代谢
(1)细胞代谢概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
(2)主要场所：细胞质基质。
2．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(见教材P77)
(1)方法步骤
(2)实验过程的变量及对照分析
(3)实验结论
3．酶的催化作用机理
(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应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：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
4．酶本质的探究历程(连线)
5．酶的本质和作用
项目 内容 解释
产生部位 活细胞内产生 除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细胞都能产生酶
作用场所 可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用 可在生物体外发挥作用，但不能来自体外，只能由细胞合成
酶的本质 大多数酶是蛋白质，少数是RNA 合成原料是氨基酸或核糖核苷酸，合成场所是细胞核或核糖体(真核生物)
酶的功能 生物催化剂 酶只起催化功能，且反应前后酶的数量和化学性质不变
作用机理 降低化学反应的活化能 酶不能提供能量
源于必修1 P80“拓展应用”：设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。
提示 向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。
1.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，请思考回答下列问题：
(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？说出理由。
提示 不相同。观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。
(2)乙酶活性改变的机理是什么？其活性能否恢复？
提示 乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改变不可逆转，故无法恢复。
2．分析酶的作用原理曲线
(1)表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。
(2)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。
(3)表示酶降低的活化能是AB段。
1．(不定项)(2023·湖南长沙高三模拟)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，让肝脏液和FeCl3溶液同时注入试管中
C．肝脏液中的过氧化氢酶、FeCl3都可以提高该反应的活化能
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
答案 AB
解析 新鲜肝脏中的过氧化氢酶、FeCl3都可以降低该化学反应的活化能，C错误；由于过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3，所以左边移液管内红色液体上升的速度比右边快，由于过氧化氢的量相等，产生的氧气一样多，最终两侧移液管中的液面等高，D错误。
2．酶是生物催化剂，下列有关酶的叙述正确的是( )
A．酶脱离生物体以后无法起作用
B．在酶的最适温度下储存酶
C．酶通过提供化学反应活化能加快反应速率
D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶
答案 D
解析 只要条件适宜，生物体中的酶可以在体外发挥作用，A错误；酶需要在低温下储存，B错误；酶通过降低反应的活化能加快反应速率，C错误；唾液淀粉酶化学本质是蛋白质，可以被蛋白酶水解，D正确。
归纳总结 典型酶的种类和作用
酶的名称 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解为麦芽糖
麦芽糖酶 催化麦芽糖水解为葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白质水解为多肽
脂肪酶 催化脂肪水解为脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解为脱氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA复制产生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA转录产生RNA
纤维素酶 分解纤维素
果胶酶 分解果胶
逆转录酶 催化RNA形成DNA单链
DNA连接酶 将两个DNA片段的黏性末端或平末端连接起来
限制酶 识别DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯键断裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA复制过程中DNA碱基间氢键的断裂
考点二 酶的高效性和专一性
1．酶具有高效性
(1)定义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
(2)意义：使细胞代谢快速进行。
(3)曲线分析
①曲线分析：酶对应曲线A，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线C(填字母)。
②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
2．酶具有专一性
(1)定义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(2)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
①实验步骤及结果
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
②实验结论：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。
(3)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
(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细胞壁，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。
1．同种酶有时会催化不同的反应，是不是就说明酶不具有专一性？
提示 酶的专一性指的是酶可以催化一种或一类化学反应，不同的化学反应可能是同类的化学反应，故仍说明酶具有专一性。
2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验中能否用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？为什么？验证酶的专一性的另一思路是什么？
提示 不能；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。可以用同一种底物、不同的酶进行实验验证，如用淀粉酶、蔗糖酶水解淀粉。
3．(2023·辽宁葫芦岛高三期中)“投弹手甲虫”遇到危险时，会瞬间从尾部喷出温度近100 ℃的气体攻击和吓唬靠近它的捕食者，如图所示。该行为主要体现了酶( )
A．具有专一性 B．具有可调节性
C．具有高效性 D．易受外界环境影响
答案 C
4．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，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生产过多的产物a
答案 C
解析 同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同，B正确；从图中可知，酶1只催化两种底物合成产物a的反应，具有专一性，C错误；酶1与产物b结合使酶1无活性，合成产物a的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物a，D正确。
考点三 探究影响酶活性的条件
1．酶促反应一般是在比较温和的条件下进行的。
2．酶活性
(1)定义：酶催化特定化学反应的能力。
(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
3．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
①反应原理
蓝色麦芽糖无蓝色出现
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，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)探究pH对酶活性的影响
①反应原理：2H2O22H2O＋O2。
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。
(3)实验步骤和结果
①探究温度对酶活性的影响
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。
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实 验 步 骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中水浴5 min 放入60 ℃温水中水浴5 min 放入100 ℃热水中水浴5 min
三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色
实验结论 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性
②探究pH对酶活性的影响
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验 步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL质量分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象 有大量气泡产生 无明显气泡产生 无明显气泡产生
将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方) 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
实验结论 pH会影响酶的活性，酶的活性有适宜的pH范围
4.影响酶促反应速率的因素的曲线分析
(1)温度和pH对酶促反应速率的影响
①在最适宜的温度(B)和pH(E)条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE)，酶活性都会明显降低。
②过酸(D)、过碱(F)或温度过高(C)，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；而在低温(A)下，酶的活性明显降低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶可以在低温下保存。
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
①图甲，在其他条件适宜、酶量一定的条件下，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，受酶数量限制，酶促反应速率不再增加。
②图乙，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。
(3)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因，果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间。抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制，图甲为两种抑制剂的作用机理模型，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，柠檬酸对PPO活性的影响为曲线c对应情况。
(1)竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
提示 竞争性抑制剂的分子结构与底物的非常相近，可以与底物竞争酶活性部位来影响催化效果。
(2)非竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
提示 非竞争性抑制剂与酶结合后，诱导酶的空间结构发生改变，使酶失去活性。
(3)据图乙分析柠檬酸属于哪种酶抑制剂？其与高温等因素对酶的影响是否相似？
提示 非竞争性抑制剂；相似。
5．如图曲线反映了温度或pH对A、B、C三种酶活性的影响。下列相关叙述正确的是( )
A．酶B和酶C的最适温度相似，但最适pH一定不同
B．图甲中a点和c点，酶A的活性相同，空间结构也相同
C．图乙中d点，酶B和酶C的空间结构都有一定程度的破坏
D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人体的内环境中
答案 C
解析 从图中只能得出酶A的最适温度，不能得出酶B和酶C的最适温度，故不能比较酶B与酶C最适温度的大小，A错误；低温时酶的活性降低，但空间结构不变，高温时酶的空间结构被破坏，图甲中a点和c点，酶A的空间结构不相同，B错误；人体温度为37 ℃左右，pH范围为7.35～7.45，而酶A的最适温度大于40 ℃，酶B和酶C的最适pH偏离人体内pH范围较大，故三种酶不会存在于人体内环境中，D错误。
6．(不定项)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)，结果如图。下列分析正确的是( )
A．实验结果表明该酶的最适温度是40 ℃
B．实验过程中pH的变化不会对该实验产生影响
C．20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产物浓度会增加
D．60 ℃条件下，t2时增加底物的量不会改变产物浓度
答案 D
解析 实验结果表明在三组设定的温度中40 ℃时酶活性最高，但不能说明酶的最适温度是40 ℃，A错误；实验过程中pH是无关变量，必须保持相同，如果pH变化会对实验产生影响，B错误；20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产物浓度不再增加，因为此时反应物已经消耗完，C错误；60 ℃条件下，t2前酶已经失活，所以t2时增加底物的量不会改变产物浓度，D正确。
归纳总结 酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”
1．(2022·广东·13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
答案 C
解析 分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于分组较少，不能说明其最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
2．(2022·湖南，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
答案 B
解析 由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的，B错误。
3．(2017·江苏，17)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是( )
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
答案 C
解析 由实验结果可知，由于没有设置对照，不能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强，A错误；由于存在多个变量，不能说明不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力，B错误；通过实验数据比较可知，碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同，C正确；通过实验结果不能得出加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力的结论，D错误。
4．(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
答案 D
解析 胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通过导管运输至消化道内发挥作用，而胰岛素由胰岛B细胞分泌，可通过血液运输至全身，A错误；胰蛋白酶在消化道内发挥作用，而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合，进而调节靶细胞的代谢活动，二者均不在细胞内发挥作用，B错误；胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变，胰岛素发挥作用后会被灭活，C错误；胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质，都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。
5．(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
答案 C
解析 在麦芽中存在麦芽糖，A错误；麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成，B错误；麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高，D错误。
1．判断关于酶的催化作用和本质的叙述
(1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用( √ )
(2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成( × )
(3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与( √ )
(4)酶是在核糖体上合成的生物大分子( × )
2．判断关于酶具有高效性和专一性的叙述
(1)比较H2O2在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性( × )
(2)一种化合物只有一种酶的结合位点是酶专一性的基础( × )
(3)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( × )
(4)酶催化化学反应时空间结构不会发生改变( × )
3．判断关于酶的作用条件较温和的叙述
(1)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH条件再加入底物( √ )
(2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等来探究pH对淀粉酶活性的影响( × )
(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( × )
(5)胃蛋白酶在中性水溶液中空间结构会发生变化( √ )
4．填空默写
(1)(必修1 P78)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)(必修1 P78)与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
(3)(必修1 P81)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
(4)(必修1 P82)酶的专一性是指：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。
(5)(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
(6)(必修1 P84)过酸、过碱或温度过高，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稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。
课时精练
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．(2023·江苏苏北四市高三期末)下列关于酶的叙述，正确的是( )
A．酶的基本组成单位是氨基酸
B．酶催化化学反应时空间结构不会发生改变
C．酶催化的实质是提供化学反应的活化能
D．酶促反应速率与酶浓度、底物浓度、温度和pH等有关
答案 D
解析 少数酶是RNA，其基本组成单位是核糖核苷酸，A错误；酶在催化化学反应时，酶的空间结构会发生变化，B错误；酶催化的实质是降低化学反应的活化能，C错误。
2．下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物)变化。下列有关叙述中，不正确的是( )
A．图①虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，反应速率与底物浓度的关系
B．图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物的量与反应时间的关系
C．图③不能表示在反应开始的一段时间内，反应速率与时间的关系
D．若图②中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
答案 C
解析 在酶促反应过程中，随着反应时间的延长，底物逐渐减少，反应速率逐渐降低，可以用图③表示反应速率与时间的关系，C错误。
3．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。下列相关分析错误的是( )
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
答案 C
解析 蔗糖酶具有高效性，降低的活化能(E2－E1)的值更大，但由于底物的量有限，所以X产物的量不变，C错误。
4．(2023·山东烟台高三模拟)乳糖合成酶含有α、β两个亚基，亚基α单独存在时不能催化乳糖的合成，但能催化半乳糖与蛋白质结合形成糖蛋白；当亚基α与β结合后，才能催化乳糖的形成。下列说法正确的是( )
A．乳糖合成酶催化乳糖合成时不会产生水
B．亚基α作为酶和乳糖合成酶均具有专一性
C．亚基α能为半乳糖与蛋白质的结合提供能量
D．亚基α与β结合不会改变其空间结构
答案 B
解析 乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖脱水形成的，所以乳糖合成酶催化乳糖合成时会产生水，A错误；据题干信息可知，亚基α和乳糖合成酶均具有专一性，亚基β与亚基α的结合可能改变了亚基α的空间结构，B正确，D错误；亚基α为乳糖合成酶的一个亚基，具有催化功能，不能为半乳糖与蛋白质的结合提供能量，C错误。
5．(2023·辽宁实验中学高三模拟)关于酶的验证实验，下列叙述错误的是( )
A．将淀溶液中验证酶的专一性，不能用碘液检验
B．不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH对酶活性的影响的实验，宜用H2O2和过氧化氢酶
C．验证温度对酶活性的影响实验，需要分别预热处理淀粉溶液和淀粉酶溶液，不同温度组需严格按时间差混合，再放入到原预热的水浴中，最后用斐林试剂检验
D．验证pH对酶活性的影响实验，调pH用的NaOH或稀HCl不应在第三顺次加入
答案 C
解析 碘液能使淀粉溶液变蓝，但碘液不能检验淀粉酶是否分解蔗糖溶液，所以不能用碘液检验，A正确；酸性条件下会催化淀粉的水解，从而影响实验的观察效果，所以不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH对酶活性的影响的实验，宜用H2O2和过氧化氢酶，B正确；斐林试剂检测还原糖时，需要水浴加热，验证温度对酶活性的影响实验中，自变量是温度，所以该实验中不能用斐林试剂检验，C错误；若调pH用的NaOH或稀HCl在第三顺次加入，则前面两次加入的酶和底物已经完全反应，无法验证pH对酶活性的影响，D正确。
6．(2023·辽宁大连高三检测)农科所通过实验研究了温度对其饲养的某种经济动物肠道内各种消化酶活力的影响，得到下图实验结果。下列对实验过程及结果的分析，正确的是( )
A．该实验的自变量是温度，但实验过程中pH、消化酶量均可影响实验结果
B．实验前应在适宜温度下保存提取到的消化酶，40 ℃最适宜
C．该动物的最佳饲养条件为：温度控制在35 ℃～40 ℃、多饲喂淀粉类饲料
D．实验中应先将各种消化酶液和底物混合，再置于对应组温度环境中放置一段时间
答案 C
解析 本实验自变量有温度和酶的种类，pH、消化酶量等属于无关变量，但也会影响实验结果，A错误；从图中看出蛋白酶和淀粉酶发挥作用的最适温度在40 ℃左右，但保存酶应该在零上低温下保存，B错误；从图中看出，温度控制在35 ℃～40 ℃，各种酶的活性达到最大，且淀粉酶的活性最强，说明该动物对淀粉的分解能力最强，所以应该多饲喂淀粉类饲料，C正确；若先将各种消化酶液和底物混合，反应已经开始，会影响实验结果，D错误。
7．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pH
B．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
答案 D
解析 实验中需要将淀粉与淀粉酶溶液分别调节pH，然后再将pH相等的淀粉和淀粉酶混合后再进行相应的因变量的检测，这样获得的数据更有说服力，A错误；分析柱形图可知，pH为3条件下和pH为9条件下淀粉剩余量基本相等，而由于淀粉在酸性条件下易分解，因此pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，B错误；pH为13的试管调到pH为7后继续反应，由于酶已经失活，则淀粉含量将不会明显下降，C错误。
8．如图甲表示在最适温度下，H2O2酶促反应速率受pH影响的曲线，图乙表示某一温度下，pH＝b时H2O2酶促分解产生的O2量随时间的变化。下列说法正确的是( )
A．可用H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响
B．其他条件保持相同且适宜，则pH由b变为a时，e点下降
C．在图甲中c点对应的条件下，向该反应体系中加入双缩脲试剂，溶液仍变紫
D．其他条件保持相同且适宜，温度降低时，d点右移
答案 C
解析 温度可直接影响H2O2的分解，因此不能用H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响，A错误；酶不能改变生成物的量，pH由b变为a时，酶促反应速率下降，但e点不动，B错误；H2O2酶的化学本质为蛋白质，酶在反应前后的化学本质不变，因此在图甲中c点对应的条件下，向该反应体系中加入双缩脲试剂，溶液仍变紫，C正确；若图乙为高于最适温度时的情况，则温度降低时，酶促反应速率加快，d点左移，D错误。
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。
9．(2023·湖南师大附中高三模拟)下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小，某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测，结果如图2所示，各组加入的PPO的量相同。下列说法不正确的是( )
A．由图1模型推测，可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B．非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温对酶活性抑制的机理相似
C．该实验的自变量是温度和酶的种类
D．图2中，相同温度条件下酶A的活性更高
答案 D
解析 竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合位点，使底物无法与酶结合形成酶—底物复合物，进而影响酶促反应速率，因此增加反应体系中底物的浓度，可减弱竞争性抑制剂对酶活性的抑制，A正确；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制，高温会使酶的空间结构破坏，使酶的活性受到抑制，作用机理相似，B正确；本实验是探究不同温度条件下两种PPO活性的大小，本实验的自变量有温度和酶的种类，C正确；从图2所示的温度条件下，酶A催化酚分解的剩余量比酶B多，说明相同温度条件下酶B的活性更高，D错误。
10．盐酸和蛋白酶均可使蛋白质发生水解。某同学使用盐酸、蛋白酶、蛋清做了如下图所示的探究实验，其中①③表示特定的生化反应。下列说法正确的是( )
A．①过程破坏了蛋白质的空间结构
B．蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解
C．处理相同时间后，根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有高效性的结论
D．用盐酸配制不同pH的溶液与蛋白酶混合后加入蛋白块中，可用于探究pH对酶活性的影响
答案 ABC
解析 过程①为加热过程，该过程蛋白质的空间结构会发生改变，A正确；经过加热后，蛋白质的空间结构改变，变得松散，更容易被蛋白酶分解，即蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解，B正确；酶的高效性是指酶和无机催化剂相比催化效率更高，因此处理相同时间后，根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有高效性的结论，C正确。
11．(2023·江苏连云港高三检测)关于酶及其特性的实验设计，下列叙述错误的是( )
A．探究酶的专一性，不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液设计实验
B．利用过氧化氢探究酶的高效性，因作用机理不同，加酶组比加FeCl3组产生的气体量多
C．探究pH对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察
D．探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和斐林试剂设计实验
答案 BD
解析 无机催化剂和有机催化剂的作用机理相同，都是降低化学反应的活化能，最终加酶组与加FeCl3组产生的气体量一样多，B错误；利用斐林试剂检测产物量时，需要水浴加热，反应温度就会发生改变，影响实验结果，所以不能选用斐林试剂验证温度对酶活性的影响，D错误。
12．(2023·河北衡水中学高三模拟)1894年，科学家提出了“锁钥”学说，认为酶具有与底物相结合的互补结构。1958年，又有科学家提出“诱导契合”学说，认为在与底物结合之前，酶的空间结构不完全与底物互补，在底物的作用下，可诱导酶出现与底物相结合的互补空间结构，继而完成酶促反应。为验证上述两种学说，科研人员利用枯草杆菌蛋白酶(S酶)进行研究。该酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者结合的催化中心位置相同。进行的四组实验的结果如图所示，图中SCTH表示催化CTH反应后的S酶，SCU表示催化CU反应后的S酶。下列叙述正确的是( )
A．S酶既可催化CTH反应，又可催化CU反应，但不能说明S酶没有专一性
B．S酶的活性可以用反应产物的相对含量来表示
C．该实验结果更加支持“诱导契合”学说
D．为进一步探究SCTH不能催化CU水解的原因是SCTH失去活性，还是出现空间结构的固化，可以用SCTH催化CTH反应
答案 ACD
解析 酶活性可以用单位时间单位体积反应物的消耗量或产物的生成量来表示，不可以用反应产物的相对含量来表示，B错误；由实验可知，S酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，说明S酶的空间结构可以在不同底物的诱导下发生相应改变，进而与不同底物结合，该实验结果更加支持“诱导契合”学说，C正确；为探究SCTH不能催化CU水解的原因，用SCTH催化CTH反应，检测反应产物的生成量，如果SCTH能催化CTH水解，那么酶没有失活，即出现空间结构的固化；如果SCTH不能催化CTH水解，则SCTH失活，D正确。
三、非选择题
13．下图是验证酶的催化特性的几组实验。1～4号试管内装有等量的H2O2溶液，且控制溶液pH＝7(过氧化氢酶的最适pH在7左右)。1～4号试管控制温度与投入物品如图所示，请回答：
(1)该实验的因变量是_____________________________________________。
(2)若要证明酶的活性受酸碱度的影响，须增设5号试管，请补充：
①5号试管内应加________________________________________________。
②5号试管温度应控制在37 ℃。
③设置的5号试管与________号试管对照，从而证明酶的活性受酸碱度的影响。
(3)酶与人们的生活密切相关，某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分说明：该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其主要原因是___________________________
______________________________________________________________________________。
(4)酶的催化效率比无机催化剂的催化效率更高，原因是______________________________。
答案 (1)底物(H2O2)的分解速率(或单位时间内产生气泡数目的多少) (2)①1克鲜猪肝、适量盐酸(或NaOH)和等量底物 ③2 (3)丝质及羊毛衣料中含有蛋白质，蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解 (4)酶与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著
解析 (1)本实验为验证酶的催化特性的几组实验，通过题图分析自变量为处理方式，因变量为底物(H2O2)的分解速率(或单位时间内产生气泡数目的多少)。(2)若要证明酶的活性受酸碱度的影响，向5号试管内应加1克鲜猪肝、适量盐酸(或NaOH)和等量底物，在37 ℃下反应一段时间，观察实验结果；设置的5号试管与2号试管对照，从而证明酶的活性受酸碱度的影响。
14．(2023·江苏徐州高三模拟)植酸(肌醇六磷酸)作为磷酸的储存库，广泛存在于植物体中。植酸酶能够水解饲料中的植酸而释放出无机磷，提高饲料中磷的利用率，减少无机磷源的使用，降低饲料配方成本，同时可降低动物粪便中磷的排放，保护环境，是一种绿色高效的畜禽饲料添加剂。科研人员对真菌分泌的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如下图。请分析回答问题：
(1)植酸酶的化学本质是__________，其合成和分泌所经过的具膜细胞器有_______________。
(2)两种植酸酶适合添加在饲料中的是________，理由是_______________________________。
(3)某生产猪饲料的工厂为探究植酸酶在饲料中的适宜添加量，研究人员进行了如下实验，请完成下表。
实验原理：植酸酶在一定温度和pH下，水解植酸生成无机磷和肌醇衍生物，在酸性溶液中，无机磷与钒钼酸铵反应会生成黄色的[(NH4)3PO4NH4VO3·16MoO3]复合物，在波长415 nm蓝光下进行比色测定。
实验步骤 实验简要操作过程
制备饲料悬浮液 称取500 g饲料，加入500 mL蒸馏水，用搅拌机搅拌制成匀浆，加蒸馏水定容到1 000 mL，最后用缓冲液调整pH到6
配制①_________的植酸酶溶液 称取适量的某植酸酶溶于蒸馏水中，并依次稀释制成质量浓度分别为0.01 g/mL、0.02 g/mL、0.03 g/mL、0.04 g/mL、0.05 g/mL的酶溶液
控制变量，进行实验 取6只锥形瓶编号1～6，分别加入40 mL的饲料悬浮液，在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，1号瓶中加入②________。③________后放入37 ℃水浴中保温适宜时间
测定产物吸光值，并计算④________的含量 经过处理后，分别在各瓶中加入适宜钒钼酸铵溶液，并在波长415 nm蓝光下测定吸光值
答案 (1)蛋白质 内质网、高尔基体 (2)植酸酶A 胃中pH为酸性，植酸酶A适宜pH为2和6，在胃中仍能发挥作用 (3)①不同浓度 ②等量(或2 mL)蒸馏水 ③振荡摇匀 ④无机磷第1课时 降低化学反应活化能的酶
课标要求 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
1．细胞代谢
(1)细胞代谢概念：细胞中每时每刻都进行着________________，统称为细胞代谢。
(2)主要场所：________________。
2．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(见教材P77)
(1)方法步骤
(2)实验过程的变量及对照分析
(3)实验结论
3．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：________________________的活化能。
(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在________条件下快速有序地进行。
4．酶本质的探究历程(连线)
5．酶的本质和作用
项目 内容 解释
产生部位 内产生 除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细胞都能产生酶
作用场所 可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用 可在生物体外发挥作用，但不能来自体外，只能由细胞合成
酶的本质 大多数酶是 ，少数是 合成原料是 ，合成场所是___________(真核生物)
酶的功能 生物催化剂 酶只起 功能，且反应前后酶的 和_________不变
作用机理 降低化学反应的_____ 酶不能提供能量
源于必修1 P80“拓展应用”：设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，请思考回答下列问题：
(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？说出理由。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)乙酶活性改变的机理是什么？其活性能否恢复？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．分析酶的作用原理曲线
(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。
1．(不定项)(2023·湖南长沙高三模拟)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，让肝脏液和FeCl3溶液同时注入试管中
C．肝脏液中的过氧化氢酶、FeCl3都可以提高该反应的活化能
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
2．酶是生物催化剂，下列有关酶的叙述正确的是( )
A．酶脱离生物体以后无法起作用
B．在酶的最适温度下储存酶
C．酶通过提供化学反应活化能加快反应速率
D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶
归纳总结 典型酶的种类和作用
酶的名称 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解为麦芽糖
麦芽糖酶 催化麦芽糖水解为葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白质水解为多肽
脂肪酶 催化脂肪水解为脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解为脱氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA复制产生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA转录产生RNA
纤维素酶 分解纤维素
果胶酶 分解果胶
逆转录酶 催化RNA形成DNA单链
DNA连接酶 将两个DNA片段的黏性末端或平末端连接起来
限制酶 识别DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯键断裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA复制过程中DNA碱基间氢键的断裂
考点二 酶的高效性和专一性
1．酶具有高效性
(1)定义：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。
(3)曲线分析
①曲线分析：酶对应曲线_____，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线_____(填字母)。
②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率________。
2．酶具有专一性
(1)定义：每一种酶只能催化________________化学反应。
(2)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
①实验步骤及结果
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
②实验结论：_______________________________________________________________。
(3)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
(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？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(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。
1．同种酶有时会催化不同的反应，是不是就说明酶不具有专一性？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验中能否用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？为什么？验证酶的专一性的另一思路是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．(2023·辽宁葫芦岛高三期中)“投弹手甲虫”遇到危险时，会瞬间从尾部喷出温度近100 ℃的气体攻击和吓唬靠近它的捕食者，如图所示。该行为主要体现了酶( )
A．具有专一性 B．具有可调节性
C．具有高效性 D．易受外界环境影响
4．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，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生产过多的产物a
考点三 探究影响酶活性的条件
1．酶促反应一般是在________________的条件下进行的。
2．酶活性
(1)定义：酶催化特定______________________的能力。
(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的________表示。
3．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
①反应原理
蓝色________无蓝色出现
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)探究pH对酶活性的影响
①反应原理：2H2O22H2O＋O2。
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用________________________的情况来检验O2的生成速率。
(3)实验步骤和结果
①探究温度对酶活性的影响
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。
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实 验 步 骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中水浴5 min 放入60 ℃温水中水浴5 min 放入100 ℃热水中水浴5 min
三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象
实验结论 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度 都会影响酶的活性
②探究pH对酶活性的影响
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验 步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL质量分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象
将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方) 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
实验结论 pH会影响酶的活性，酶的活性有适宜的pH范围
4.影响酶促反应速率的因素的曲线分析
(1)温度和pH对酶促反应速率的影响
①在最适宜的温度(B)和pH(E)条件下，酶的活性________。温度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE)，酶活性都会明显________。
②过酸(D)、过碱(F)或温度过高(C)，都会使________________遭到破坏，使酶________________；而在低温(A)下，酶的活性明显降低，但酶的________________稳定，在适宜的温度下酶的活性可以__________。因此，酶可以在________下保存。
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)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
①图甲，在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而__________，但当底物达到一定浓度后，受__________限制，酶促反应速率不再增加。
②图乙，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________。
(3)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因，果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间。抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制，图甲为两种抑制剂的作用机理模型，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，柠檬酸对PPO活性的影响为曲线c对应情况。
(1)竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)非竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)据图乙分析柠檬酸属于哪种酶抑制剂？其与高温等因素对酶的影响是否相似？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
5．如图曲线反映了温度或pH对A、B、C三种酶活性的影响。下列相关叙述正确的是( )
A．酶B和酶C的最适温度相似，但最适pH一定不同
B．图甲中a点和c点，酶A的活性相同，空间结构也相同
C．图乙中d点，酶B和酶C的空间结构都有一定程度的破坏
D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人体的内环境中
6．(不定项)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)，结果如图。下列分析正确的是( )
A．实验结果表明该酶的最适温度是40 ℃
B．实验过程中pH的变化不会对该实验产生影响
C．20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产物浓度会增加
D．60 ℃条件下，t2时增加底物的量不会改变产物浓度
归纳总结 酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”
1．(2022·广东·13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
2．(2022·湖南，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
3．(2017·江苏，17)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是( )
A．碱性纤维素酶对污布类型2 的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3 的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
4．(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
5．(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
1．判断关于酶的催化作用和本质的叙述
(1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用( )
(2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成( )
(3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与( )
(4)酶是在核糖体上合成的生物大分子( )
2．判断关于酶具有高效性和专一性的叙述
(1)比较H2O2在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性( )
(2)一种化合物只有一种酶的结合位点是酶专一性的基础( )
(3)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( )
(4)酶催化化学反应时空间结构不会发生改变( )
3．判断关于酶的作用条件较温和的叙述
(1)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH条件再加入底物( )
(2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等来探究pH对淀粉酶活性的影响( )
(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( )
(5)胃蛋白酶在中性水溶液中空间结构会发生变化( )
4．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。
(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。
