2025秋高考生物复习必修1分子与细胞第三单元第1讲降低化学反应活化能的酶课件(共81张PPT)

(共81张PPT)
第1讲　降低化学反应活化能的酶
课标考情——知考向 核心素养——提考能
1.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
2.实验：探究酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素 生命观念 通过比较酶与激素等物质的异同，建立辩证统一和普遍联系的观念
科学思维 通过分析与酶有关的曲线，培养学生利用数形结合思想分析生物学问题的思维习惯
科学探究 通过与酶有关的实验设计与分析，培养学生对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力
社会责任 通过分析酶在生产、生活中的应用实例，关注科技发展
［自主学习］
1.酶的本质和作用
（1）比较过氧化氢在不同条件下的分解。
①实验过程：
酶的作用与本质
小、少、慢　
大、多、快　
②变量分析：
催化剂的种类
产生气泡数目多少（快慢）
温度
新鲜程度
（2）酶本质的探索（连线）。
（3）酶的基本概念图示：
蛋白质
RNA
核糖核苷酸
核糖体
内外
活细胞
催化
［自主检测］
　酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，还可以调节生命活动吗？



　 。
共同点为①化学反应前后其数量和性质不变；②加快化学反应的速率，缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡点；③二者都能降低化学反应的活化能。催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质
［自主学习］
　酶的特性及作用原理（连线）
酶的特性
［自主检测］
　如图表示将A、B两种物质混合，T1时加入酶C，在最适温度下这两种物质浓度的变化。
（1）适当降低反应温度，分析T2值如何变化？
________________________________________________________________
　　　　　　　　　　　 　　　　　。
该图为最适温度下的物质变化，适当降低反应温度，达到反应平衡的时间会延长，T2值会增大
（2）分析T2后B增加缓慢的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
（3）T1时加入酶C后，酶促反应速率变化有什么规律？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
T2后B增加缓慢的原因是A浓度降低导致反应速率下降
T1时加入酶C后，酶促反应速率先快后慢
［深度讲解］
1.酶的作用机理分析——降低化学反应的活化能
酶的本质和特性
（1）加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。
（2）酶可以重复多次利用，不会被立即降解。
（3）酶在细胞内、外，生物体内、外都可以发挥作用。
2.酶的特性
（1）高效性：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高。
（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①物理模型——“锁和钥匙学说”：
图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。
②曲线分析：
影响因素制约酶活性的机理
（1）高温、过酸、过碱——可破坏酶分子空间结构而导致酶永久性失活（不可逆转）。
（2）低温——仅抑制酶活性，并不破坏酶分子空间结构，当温度适当升高时酶活性尚可恢复。
（3）酶活性还受某些激活剂或抑制剂的影响，前者可提升酶活性，后者则降低酶活性。
3.常考的五类酶及其作用
（1）DNA聚合酶：催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。
（2）RNA聚合酶：催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。
（3）解旋酶：用于DNA复制时双链间氢键打开。
（4）
（5）各种消化酶：可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解、蛋白酶催化蛋白质水解等。
考向预测］
（一）考查酶的本质、作用及特性（素养目标：生命观念）
1.（2024年宁夏固原期中）下列有关酶的叙述，正确的是（　　）
①酶是由有分泌功能的细胞产生的；②有的从食物中获得，有的在体内转化而来；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RNA； ⑥酶在代谢中有多种功能；　⑦酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用； ⑧酶只是起催化作用
A.①②⑤ B.②③⑦
C.③④⑧ D.④⑤⑧
D
【解析】酶是由活细胞分泌的，①②错误；酶是由活细胞合成的，几乎所有活细胞都能产生酶，但少数例外，如哺乳动物成熟的红细胞由于没有细胞核和细胞器，不能产生酶，③错误；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，④⑤正确；酶只有催化功能，没有调控作用，⑥⑦错误，⑧正确。综上，④⑤⑧正确，故选D。
（二）考查酶的作用特性的相关实验（素养目标：科学探究）
2.（2024年广东深圳期中）下列有关酶的探究实验的叙述，合理的是（　　）
选择 探究内容 实验方案
A 酶的高效性 用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，待H2O2完全分解后检测产生的气体总量
B 酶的专一性 用过氧化氢酶催化过氧化氢水解，检测是否有大量气泡生成
C 温度对酶活
性的影响 用淀粉酶分别在热水、冰水和常温条件下催化淀粉水解，反应相同时间后，检测淀粉分解程度
D pH对酶活
性的影响 用H2O2酶在不同pH条件下催化H2O2分解，用斐林试剂检测
C
【解析】用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，待H2O2完全分解后，产生的气体总量是相等的，因此该实验方案不能用来探究酶的高效性，A错误；用过氧化氢酶催化过氧化氢水解，检测是否有大量气泡生成，只能证明过氧化氢酶是否能催化过氧化氢分解，而不能证明过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，无法证明酶具有专一性，B错误；用淀粉酶分别在热水、冰水和常温下催化淀粉水解，反应相同时间后，可用碘液检测淀粉分解程度，该实验方案可以用来探究温度对酶活性的影响，C正确；斐林试剂是检测还原糖的，用H2O2酶在不同pH条件下催化H2O2分解，没有还原糖产生，因此该实验不能用斐林试剂检测，D错误。
［深度讲解］
1.与酶相关的单一曲线模型解读
影响酶促反应的曲线分析
曲线 曲线含义 特殊点的意义
在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过最适温度范围，酶的催化作用逐渐减弱 （1）甲曲线上最高点的意义是在此点对应的温度下酶的活性最强，该点对应的温度是该酶的最适温度。曲线的终点表示该酶在达到一定温度时完全变性失活
（2）甲曲线的起点与横轴无交点，但很接近，原因是低温抑制酶活性
（3）乙曲线的起点、终点表示酶在过酸、过碱的条件下均变性失活
在一定pH范围内，随pH的升高，酶的催化作用增强，超过最适pH范围，酶的催化作用逐渐减弱
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，酶促反应速率将不再增加 （1）甲曲线上最高点的意义是在此点对应的温度下酶的活性最强，该点对应的温度是该酶的最适温度。曲线的终点表示该酶在达到一定温度时完全变性失活
（2）甲曲线的起点与横轴无交点，但很接近，原因是低温抑制酶活性
（3）乙曲线的起点、终点表示酶在过酸、过碱的条件下均变性失活
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正相关
（1）温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。
（2）过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复其活性。
（3）底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
2.与酶相关的复合曲线模型解读
曲线 曲线分析

注：图中曲线a、b、c分别表示加入酶、未加催化剂和加入无机催化剂时，生成物浓度随时间变化的情况 （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的时间，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
（4）酶不能改变最终生成物的量

（1）加入酶A，反应速率较无酶条件下的变化是明显加快的，说明酶A能催化该反应
（2）在该反应物中加入酶B，反应速率与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
（3）综合（1）（2）说明酶具有专一性

反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度
（一）考查单一因素对酶活性和反应速率的影响（素养目标：科学探究）
1.（2024年广东深圳期末）下图甲是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。若改变该酶促反应的某一初始条件，以下分析或判断正确的是（　　）
A.若pH=a，则e点向下移动，d点向左移动
B.若pH=c，H2O2酶中的肽键将被破坏而失活
C.若H2O2量增加，则e点不移动，d点向左移动
D.若反应温度降低，则e点不移动，d点向右移动
D
【解析】pH=a时，酶的活性下降，不改变化学反应平衡点，但到达平衡点的时间延长，图乙中e点不变，d点右移，A错误；若pH=c，催化速率为零，pH过高，H2O2酶的本质是蛋白质，会变性失活，只是空间结构破坏，肽键没有断裂，B错误；H2O2量增加，达到化学反应平衡所需时间延长，且化学反应的平衡点升高，即e点上移，d点右移，C错误；图乙表示在最适温度下，若温度降低时，酶的活性下降，不改变化学反应平衡点，但到达平衡点的时间延长，图乙中e点不变，d点右移，D正确。
（二）考查多个因素对酶活性和反应速率的影响（素养目标：科学探究）
2.为验证影响酶活性的因素，实验小组取若干支试管，加入等量的过氧化氢溶液和过氧化氢酶溶液，在最适温度条件下测得O2释放量的变化如图中实线所示，重复实验时，在a、b、c、d四点，改变反应条件，测得O2释放量的变化如图中虚线所示，不考虑过氧化氢自身分解的情况，下列相关分析错误的是（　　）
A.a点时，可能是加入了重金属
B.b点时，可能是加入了过氧化氢酶
C.c点时，可能是适当地降低了温度
D.d点时，可能是加入了过氧化氢酶
D
【解析】a点后，O2释放量不再增加，可能是酶失活导致的，重金属能引起蛋白质变性失活，A正确；b点后，O2的最大释放量不变，但是速率增大，可能是增加了酶量所致，B正确；题图是在最适温度条件下测得，c点后，反应速率降低，可能是降低了反应温度，导致酶的活性降低，C正确；d点后，O2的最大释放量变大，可能是加入了过氧化氢溶液（底物）所致，D错误。
“三看法”分析酶促反应曲线
［实验理论］
1.探究酶的专一性
（1）实验原理。
探究酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素
（2）实验步骤。
序号 项目 试管
1 2
1 注入可溶性淀粉 2 mL —
2 注入蔗糖溶液 — 2 mL
3 注入新鲜淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
4 60 ℃水浴保温 5 min 5 min
5 滴加斐林试剂 2 mL，振荡 2 mL，振荡
6 水浴加热 1 min 1 min
7 观察溶液颜色变化 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀（蓝色）
结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，即酶的催化作用具有专一性
注意：①本实验检测底物是否分解的试剂只能用斐林试剂，不能用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。②实验成功的关键是蔗糖的纯度和新鲜程度。这是因为蔗糖是非还原糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了被细菌分解成单糖，则与斐林试剂水浴加热时能产生砖红色沉淀。为确保实验的成功，实验前应检验一下蔗糖的纯度，并且蔗糖溶液必须要现配现用，以避免细菌的污染。
2.探究温度对酶活性的影响
（1）实验原理。
①反应原理。
蓝色 淀粉 麦芽糖 不出现蓝色
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断淀粉的水解情况，进而判断酶活性的变化。
（2）实验步骤。
注意：在上述实验操作中，不能先加入等量淀粉酶再分别控制温度。因为酶具有高效性，先加入酶后，酶在常温下可以发挥催化作用，影响实验结果。
（3）实验结论：温度影响酶的活性。
步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
1 加等量可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL
2 控制不同温度条件 37 ℃温水（5 min） 沸水（5 min） 冰块（5 min）
3 加等量新鲜淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 2 mL
4 加等量碘液 2滴 2滴 2滴
5 观察实
验现象 不出现蓝色
或呈现碘液的颜色　　 蓝色 蓝色
3.探究pH对酶活性的影响
（1）实验原理。
①反应原理（反应式）：
2H2O2 2H2O+O2。
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验产生O2的多少。
（2）实验步骤。
注意：上述实验步骤中，不能把调节pH和注入等量的H2O2溶液这两个步骤调换，因为酶与底物一接触，就会发生催化作用，使H2O2分解，影响实验结果。
（3）实验结论：pH能影响酶的活性。
步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
1 注入等量的肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴
2 注入不同
pH的溶液 1 mL
蒸馏水 1 mL0.01
mol/L盐酸 1 mL0.01
mol/LNaOH
3 注入等量的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL
4 观察现象 卫生香复燃 卫生香不复燃 卫生香不复燃
［方法透析］
1.用“对比实验法”验证酶的高效性和专一性
（1）验证酶的高效性。
①设计思路：验证酶高效性的方法是“对比法”，实验变量为不同类型的催化剂，因变量为底物的反应速率，进行比较。
②设计方案。
项目 实验组 对照组
材料 等量的同一种底物
试剂 与底物相对应的酶溶液（如生物材料研磨液） 等量的无机催化剂
现象 反应速率很快，或反应用时短 反应速率缓慢，或反应用时长
结论 酶具有高效性
（2）验证酶的专一性的方法——对比法。
①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
②设计方案。
项目 方案一 方案二
实验组 对照组 实验组 对照组
材料 同种底物（等量） 与酶相对应的底物 另外一
种底物
试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶（等量）
现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生
反应
结论 酶具有专一性 酶具有专一性
2.用“梯度法”探究影响酶活性的因素（温度或pH）
（2）设计方案。
　 酶活性探究实验中的“三宜”“五不宜”
［诊断小练］
（一）酶的相关实验原理
1.（2025年安徽开学考试）竞争性抑制剂可以与酶的底物竞争酶分子上的结合位点，这类抑制剂有的与酶分子结合疏松，很容易又从酶分子上脱离，称之为可逆的竞争性抑制剂，而不可逆的竞争性抑制剂与酶分子结合后难以从酶分子上脱离。研究小组测定了两种竞争性抑制剂Ⅰ、Ⅱ对大鼠唾液淀粉酶活性的影响结果，如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
［诊断小练］
（一）酶的相关实验原理
1.（2025年安徽开学考试）竞争性抑制剂可以与酶的底物竞争酶分子上的结合位点，这类抑制剂有的与酶分子结合疏松，很容易又从酶分子上脱离，称之为可逆的竞争性抑制剂，而不可逆的竞争性抑制剂与酶分子结合后难以从酶分子上脱离。研究小组测定了两种竞争性抑制剂Ⅰ、Ⅱ对大鼠唾液淀粉酶活性的影响结果，如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A.该测定过程中唾液淀粉酶溶液浓度是无关变量
B.正常情况下大鼠细胞中淀粉分解速率曲线为①
C.该实验可用单位时间内淀粉消耗量表示淀粉酶活性
D.抑制剂Ⅰ属于大鼠唾液淀粉酶可逆的竞争性抑制剂
B
【解析】该实验的自变量是竞争性抑制剂的种类和底物浓度，因变量为酶促反应速率，唾液淀粉酶溶液浓度是无关变量，A正确；大鼠细胞中不存在唾液淀粉酶，唾液淀粉酶分解淀粉在消化道内，B错误；酶活性可以用酶促反应速率表示，即一定条件下单位时间内淀粉消耗量，C正确；随着底物浓度的增加，抑制剂Ⅰ的抑制效果在降低，底物浓度较高时可以接近无抑制剂条件下的酶促反应速率，说明抑制剂Ⅰ属于大鼠唾液淀粉酶可逆的竞争性抑制剂，D正确。
（二）酶实验的设计、操作和结果分析
2.（2025年辽宁开学考试）某兴趣小组在生物学实验室中发现一瓶酶试剂，由于标签受损，无法确定该酶的具体种类（该酶可能是淀粉酶，也可能是蔗糖酶），为判断该酶的具体种类和作用条件，该小组成员给出了以下建议。下列说法中，均合理的是（　　）
①取部分酶和少量淀粉溶液混合，一段时间后，滴加碘液检测
②取部分酶和少量蔗糖溶液混合，一段时间后，利用斐林试剂检测
③若已确定该酶是淀粉酶，可使用斐林试剂作为检测剂来探究温度对酶活性的影响
④若已确定该酶是蔗糖酶，可利用蔗糖来研究pH对酶活性的影响
A.①③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
B
【解析】酶具有专一性，淀粉酶能分解淀粉，蔗糖酶不能分解淀粉，取部分酶和少量淀粉溶液混合，一段时间后，滴加碘液检测，若溶液不变蓝，说明淀粉被分解了，加入的酶应是淀粉酶；若溶液变蓝，说明淀粉没有被分解，加入的酶是蔗糖酶，①合理。蔗糖酶能分解蔗糖，淀粉酶不能分解蔗糖，蔗糖属于非还原糖，取部分酶和少量蔗糖溶液混合，一段时间后，利用斐林试剂检测，若水浴加热后溶液中出现砖红色沉淀，说明蔗糖被分解形成了还原糖，则加入的酶是蔗糖酶；若水浴加热后溶液中不出现砖红色沉淀，蔗糖没有被分解，说明加入的酶是淀粉酶，②合理。探究温度对酶活性的影响，不能使用斐林试剂作为检测试剂，因为斐林试剂使用过程中需要加热，会改变实验的预设温度，③不合理。蔗糖酶可分解蔗糖，不同pH对酶的活性影响不同，若已确定该酶是蔗糖酶，可利用蔗糖来研究pH对酶活性的影响，④合理。综上分析，①②④符合题意，故选B。
1.（2024年广东卷）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是（　　）
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-
Bi-CB + +++ ++ +++
Ce5 + ++ - -
Ay3-Bi-CB - - ++ +++
Ay3 - - +++ ++
Bi - - - -
CB - - - -
注：“-”表示无活性，“+”表示有活性，“+”越多表示活性越强。
A.Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响
B.Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
B
【解析】Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响，A正确；不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。
2.（2024年浙江卷）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。
步骤 处理 试管1 试管2
① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL
② HCL溶液（6 mol/L） — 0.2 mL
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时
⑤ HCL溶液（6 mol/L） 0.2 mL —
⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量
下列叙述错误的是（　　）
A.低温提取以避免PAL 失活
B.30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C.④加H2O补齐反应体系体积
D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
B
【解析】温度过高，酶会失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；本实验是测定酶活性的实验，需要根据单位时间内产物生成量来计算酶活性，所以不能在1 h内将试管里的苯丙氨酸消耗完，否则产物量由实验开始时的底物量决定，而与酶活性无关，无法达到实验目的，B错误；④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
3.（2023年广东卷）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（　　）
A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
C　
【解析】红茶制作过程中揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。
4.（2022年湖南卷）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
B
【解析】由题干信息“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”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；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；碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸，具有很强的分解蛋白质的能力，可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍，添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，D正确。
A组　基础巩固练
1.研究发现，枯草杆菌蛋白酶既能水解蛋白质为氨基酸，也能在有机溶剂中催化蛋白质的合成。下列叙述正确的是（　　）
A.枯草杆菌蛋白酶可以与双缩脲试剂发生反应，溶液呈蓝色
B.升温处理和枯草杆菌蛋白酶处理均能降低化学反应的活化能
C.枯草杆菌蛋白酶水解或合成蛋白质后，其自身空间结构可保持原状
D.枯草杆菌蛋白酶既能催化蛋白质水解又能催化其合成，故不具有专一性
（本讲对应学生用书P333~335）
C
2.（2024年广东梅州阶段练习）幽门螺杆菌（Hp）可引发胃炎、慢性咽炎和口腔溃疡等消化性疾病，临床上可通过13C尿素呼气试验来检测Hp感染情况。受试者口服13C标记的尿素胶囊后，尿素可被Hp产生的脲酶催化分解为NH3和13CO2，定时收集受试者吹出气体并测定其中是否含有13CO2可检测Hp感染情况。下列叙述正确的是（　　）
A.感染者呼出的13CO2是由人体细胞呼吸产生的
B.Hp的遗传物质是DNA，彻底水解可得到4种小分子物质
C.脲酶在催化尿素分解后，仍能与双缩脲试剂产生紫色反应
D.脲酶是一种分泌蛋白，需要经过内质网和高尔基体的加工
C
【解析】根据题干可知，幽门螺杆菌能产生脲酶，可将受试者口服的13C标记的尿素分解为NH3和13CO2，因此感染者呼出的13CO2不是由人体细胞呼吸产生的，A错误；幽门螺杆菌为细胞生物，其遗传物质是DNA，彻底水解可得到6种小分子物质，分别是4种含氮碱基、脱氧核糖和磷酸，B错误；酶反应前后性质和数量不变，脲酶化学本质为蛋白质，因此脲酶在催化尿素分解后，仍能与双缩脲试剂产生紫色反应，C正确；幽门螺杆菌为原核生物，细胞中没有内质网和高尔基体，D错误。
3.（2024年广东佛山三模）ATP水解酶在不同生物中结构不完全相同。图1为来自三种生物的ATP水解酶的活性检测实验结果，图2为ATP水解酶作用示意图。下列有关说法正确的是（　　）
A.图1说明三种酶的催化活性都随ATP浓度增大而升高
B.图1中a、b两点处反应速率的限制因素相同
C.图2中的A显著降低了该反应所需的活化能
D.图2体现了ATP水解酶具有高效性
C
【解析】酶的活性受温度和pH的影响，不受底物影响，A错误；据图1分析，此实验的可变因素有ATP浓度相对值和酶的种类，a点处反应速率的限制因素为ATP浓度和酶种类，b处反应速率的限制因素为酶种类，B错误；图2中的A反应前后数量和性质不变，因此A为酶，酶显著降低了该反应所需的活化能，C正确；图2体现了ATP水解酶具有专一性，D错误。
4.某研究小组利用3%鸡肝匀浆、3%H2O2溶液、pH缓冲液等，在适宜温度下探究pH对过氧化氢酶活性的影响，实验结果如下表。该实验能得出的结论是（　　）
A.过氧化氢酶具有高效性
B.鸡肝匀浆中过氧化氢酶的最适pH一定为7.0
C.pH为7.0时，提高温度，酶的活性会提高
D.过氧化氢酶对酸性环境的耐受性较低
pH 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
酶活性（30 s产生
的气泡个数/个） 4 8 25 20 10
D
【解析】探究酶的高效性是酶和无机催化剂相比，该实验没有涉及该对比，A错误；该实验中pH梯度设置过大，不能得出酶的最适pH一定为7.0的结论，B错误；该实验是在适宜温度下进行的，提高温度会降低酶的活性，C错误；pH为3.0时，酶活性降低的量比pH为11.0时的更多，因此过氧化氢酶对酸性环境的耐受性较低，D正确。
5.某实验小组从热泉的芽孢杆菌中获取了某耐热蛋白酶，并探究了在60 ℃和80 ℃两个温度条件下，pH对该酶活性的影响，结果如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A.芽孢杆菌合成耐热蛋白酶是在热泉环境
的诱导下产生的适应性变异
B.根据结果可知，该酶适合在pH=7、温度
为60 ℃的条件下长期保存
C.与80 ℃相比，60 ℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强
D.当pH=7时，80 ℃和60 ℃条件下该酶为化学反应提供等量的活化能
C
【解析】芽孢杆菌能合成耐热蛋白酶，是热泉环境对芽孢杆菌的选择作用的结果，A错误；根据结果可知，在pH=7、温度为60 ℃的环境中该酶活性最高，但不适合长期保存，长期保存应置于低温条件下，B错误；分析题图可知，60 ℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强，C正确；酶作用机理是降低化学反应的活化能，但不能提供活化能，D错误。
6.（2024年广东揭阳期中）两种常用农药久效磷、敌百虫都是通过抑制害虫体内某消化酶活性来杀灭害虫的。为确定两种农药抑制酶活性的机制，某学校生物兴趣小组进行了实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A.这两种农药对消化酶活性的抑制能通
过增加底物浓度来缓解
B.该实验的测量指标可以是单位时间内底物的消耗量
C.久效磷可能与底物竞争酶的结合部位，抑制作用可逆
D.敌百虫可能导致酶的活性部位功能丧失，抑制作用不可逆
A
B组　能力提升练
7.甲、乙两图是温度、pH对酶活性影响的数学模型。下列有关说法错误的是（　　）
A.甲、乙两图中B点对应的温度和pH分别是酶的最适温度和最适pH
B.甲、乙两图中A点对应的温度或pH对酶活性的影响不相同
C.甲、乙两图中C点对应的温度或pH对酶活性的影响相同
D.保存酶制品最好选择两图中B点对应的温度和pH
D
【解析】甲、乙两图中，在B点对应的温度和pH条件下，酶促反应速率最大，分别表示酶的最适温度和最适pH，A正确；低温时酶的活性受抑制，高温、强酸、强碱使酶的空间结构遭到破坏，使酶失活，B、C正确；低温条件下，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，酶制品最好在低温条件下保存，D错误。
8.（2024年山东日照二模）细胞中L酶上的两个位点（位点1和位点2）可以与ATP和亮氨酸结合，进而催化tRNA与亮氨酸结合，促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2，在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度，结果如图。下列叙述正确的是（　　）
A.L酶可为tRNA与亮氨酸结合提供能量
B.突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合
C.ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合
D.ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合
D
【解析】酶不能为化学反应提供能量，A错误；根据左图，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明突变体细胞L1中L酶能与ATP结合，B错误；据左图可知，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明该突变不影响与ATP结合，而突变体细胞L2中检测到的放射性明显降低，说明L2突变不能结合ATP，故推测ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点2和位点1结合，C错误；亮氨酸与L酶的位点1结合，根据右图，突变体细胞L2检测到的放射性极低，说明ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合，D正确。
9.（2024年广东江门一模）关于酶的理论，先有“锁钥”学说， 观点是酶具有与底物相结合的互补结构，反应前后酶结构不变；后有“诱导契合”学说，认为酶在底物的诱导下，才形成与底物相结合的互补结构。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，实验结果如图示。下列对实验结果的分析正确的是（　　）
注： CTH和CU是两种结构不同的底物，SCU表示催化CU反应后的S酶，SCTH表示催化CTH反应后的S酶。
A.S酶可催化结构不同的底物CTH和CU，说明酶不一定具有专一性
B.S酶催化CU反应后，可继续催化CTH水解，说明S酶具有高效性
C.酶促反应过程中酶的空间结构可以发生改变，更加支持“锁钥”学说
D.据“诱导契合”学说推测，S酶催化CTH反应后，SCTH的构象被固化
D
【解析】每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，S酶可催化结构不同的底物CTH和CU，不能说明酶不具有专一性，A错误；S酶催化CU反应后，可继续催化CTH水解，不能说明S酶具有高效性，高效性应与无机催化剂相比较，B错误；“锁钥”学说的观点是酶具有与底物相结合的互补结构，反应前后酶结构不变，C错误；由图可知，SCTH+CU组反应产物未增加，即未能催化CU反应，据“诱导契合”学说推测，S酶催化CTH反应后，SCTH 的构象被固化，D正确。
C组　压轴培优练
10.六磷酸肌醇（植酸）广泛存在于谷物、豆类和油料作物中，禽类、猪等单胃动物不能分解植酸，饲料中植酸中的磷因不能被利用而随粪便排出，导致磷浪费。微生物分泌的植酸酶是一种畜禽饲料添加剂，能将植酸分解为肌醇和无机磷，提高了饲料中磷的利用率，但pH和蛋白酶等许多因素会对植酸酶的活性产生影响。科研人员对某种霉菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下相对活性的差异进行了比较研究，结果如下图1。回答下列问题：
（1）据图1分析，该实验的自变量是
　　　　　 　　　。植酸酶能够降低
底物分子从　　　　转变为
　　　　 所需要的能量。
（2）图1中pH为1时，这两种酶的相对活性都较低，甚至失活，原因可能是　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
（3）植酸酶的提取工艺流程如下：配制培养基→霉菌接种→液体发酵→除去菌体和杂质→纯化获得粗酶制剂→酶活性测定。检测植酸酶的活性可用在一定条件下　　　　　　　　　　　　　　　　　 表示。
pH和植酸酶的种类
常态
容易发生化学反应的活跃状态
过酸会使植酸酶的空间结构遭到破坏，使酶活性降低，甚至失活
植酸酶所催化植酸分解为肌醇和无机磷的反应速率
（4）已知雏鸡小肠中的pH约为6.0，小肠内
含有胰蛋白酶，科研人员为了研究胰蛋白酶
对植酸酶A与B活性的影响，将两种植酸酶在
含有等量胰蛋白酶的适宜pH缓冲液（pH=6.0）
中保温一段时间，检测残留的植酸酶活性，
结果如图2，根据实验结果推测两种植酸酶
中植酸酶　　　　更适合添加在雏鸡饲料中，理由是__________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
A
在含有胰蛋白酶的pH=6.0缓冲液中保温较长时，残留的植酸酶A相对活性较高（合理即可）
【解析】（1）图1中自变量包括横坐标对应的不同pH以及植酸酶的种类；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，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，植酸酶能够降低底物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）植酸酶是蛋白质，pH较低时，植酸酶的空间结构被改变而变性失活，导致相对活性较低。（3）酶的活性即是酶的催化效率，可用在一定条件下单位时间内植酸的分解速率表示，即植酸酶所催化植酸分解为肌醇和无机磷的反应速率。（4）根据图2分析，植酸酶A与胰蛋白酶共同孵育一段时间后活性高于植酸酶B，即在含有胰蛋白酶的pH=6.0缓冲液中保温较长时，残留的植酸酶A相对活性较高，故植酸酶A更适合添加在雏鸡的饲料中。