2023屆一輪復(fù)習(xí)人教版降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)案

必修1分子與細(xì)胞

第三單元

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第一講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

考綱考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能

生命比較酶、激素等物質(zhì)的異同，建立

1.酶在代謝中的作用（H）

考綱觀念辯證統(tǒng)一和普遍聯(lián)系的觀念

2.實(shí)驗(yàn)：探究影響酶活性的因

要求科學(xué)

素構(gòu)建模型分析影響醐促反應(yīng)的因素

思維

科學(xué)

2019?全國(guó)卷H(2)、2018?全國(guó)與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

探究

五年卷I⑴、

■情2018?全國(guó)卷ΠI(5?30)、分析酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)

社會(huì)

2017?全國(guó)卷II(3)例，讓學(xué)生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)

責(zé)任

發(fā)展

考點(diǎn)突破?素能提升

考點(diǎn)一酶的本質(zhì)、作用和特性

I知識(shí)梳理》

1.酶在細(xì)胞代謝中的作用

（1）比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)

①實(shí)驗(yàn)過(guò)程（比較過(guò)氧化氫酶和Fe3f的催化效率）

C加2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為|十衛(wèi)

生

3.5%的FCCl3溶液一香

過(guò)程

EIY2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為""g

3的過(guò)氧化氫溶液

比較Fe*催化過(guò)I3%2

氧化每分解

過(guò)氧產(chǎn)生氣泡小、少、慢

化氫磐K無(wú)火焰的衛(wèi)生香燃燒

悔和

個(gè)加2滴肝臟研磨液衛(wèi)

Fe3,III生

香

的催LL2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為"^*Ll

化效過(guò)氧化氫酶叱3%的過(guò)軌化氫溶液冒

催化過(guò)輒化34

率氧分解

而我產(chǎn)生氣泡大、多、快

年色卜無(wú)火焰的衛(wèi)生香劇烈燃燒

②變量分析

I自.一∣~~∣無(wú)機(jī)催化劑（Fecb）和過(guò)氧化氫酶

g?（耳。1的分解速率,可用產(chǎn)生氣泡數(shù)FI多少（快慢）

加入乩。2的量；實(shí)驗(yàn)室的暹度；FeCb和肝臟研磨液

的新鮮程度等

③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶在細(xì)?胞代謝中具有催化作用。

（2）酶的作用原理

①酶具有催化作用的原因是酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。

②同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更顯著。

2.酶的本質(zhì)

（1）酶本質(zhì)的探索歷程（連一連）

;科學(xué)家；

V

a.糖類變酒精必須令酵母細(xì)胞死亡

并釋放其中的物質(zhì)

b.少數(shù)RNA也有生物催化功能

c.從酵母細(xì)胞中提取發(fā)酵物質(zhì)釀酶

d.從刀豆種子中提取出麻酶（第一個(gè)）

e.證明麻酶的化學(xué)本質(zhì)（蛋白質(zhì)）

和作用（分解尿素）

f.糖類變酒精必須有酵母活細(xì)胞參與

（2）酶的本質(zhì)

T本質(zhì)H絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA

-合成原料H氨基酸或核糖核苜酸

-合成場(chǎng)所H核糖體、細(xì)胞核等

-作用場(chǎng)所H細(xì)胞內(nèi)外或生物體內(nèi)外均可

-來(lái)源H一般情況下，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶

一功能H具有生物催化作用

3.酶的三大特性

［基礎(chǔ)診斷J

1.酶都是活細(xì)胞產(chǎn)生的，具有催化和調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的作用。（必修1P83黑體字）（義）

2.每種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)。（必修1P83正文）（X）

3.酶作為無(wú)機(jī)催化劑，既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。（必

修1P83學(xué)科交叉）（J）

4.高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性。（必修1P85小字內(nèi)容）（X）

5.溶菌醐能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁，具有抗菌消炎的作用。（必修1P87科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)）（J）

［深度拓展］

1.（必修1P80圖拓展）酶作為生物催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比，在發(fā)揮作用過(guò)程中有哪些

共同特點(diǎn)？酶除了具有催化功能外，可以調(diào)節(jié)生命活動(dòng)嗎？

提示：共同點(diǎn)：①化學(xué)反應(yīng)前后其數(shù)量和性質(zhì)不變；②加快化學(xué)反應(yīng)的速率，縮短達(dá)到化學(xué)

平衡的時(shí)間，但不能改變平衡點(diǎn)；③二者都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。催化（降低化學(xué)反應(yīng)

的活化能）是酶唯一的功能，它不具調(diào)節(jié)功能，也不作為能源（或組成）物質(zhì)。

2.（必修1P8I）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證從大豆種子中提取的服酶是蛋白質(zhì)，請(qǐng)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)思路。

提示：向麻酶溶液和蛋白質(zhì)溶液中分別加入雙縮腺試劑，若都出現(xiàn)紫色反應(yīng)，則說(shuō)明腺酶是

蛋白質(zhì)。

3.（必修1P80圖5-2拓展）酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的圖解，據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題。

（1）表示無(wú)酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是AQ段。

（2）表示有酸催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是旦C段。

⑶酶降低的活化能是位_段。

（4）若將酶變?yōu)闊o(wú)機(jī)催化劑，則B點(diǎn)在縱軸上應(yīng)向上移動(dòng)。

I素養(yǎng)培優(yōu)》〉

1.鑒定酶本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)原理和方法

（1）酶的化學(xué)本質(zhì)：絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。

（2）鑒定的原理與方法

①“試劑鑒定法”鑒定酶的化學(xué)本質(zhì)：利用雙縮胭試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)的原理設(shè)

計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

［標(biāo)準(zhǔn)蛋尸質(zhì)樣液I［待測(cè)酶液

、+雙縮厥試劑一.

I紫色］

［該酶是蛋白質(zhì)］

②“酷解鑒定法”鑒定酶的化學(xué)本質(zhì)

2.酶的特性分析

(1)高效性

①原理：與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。

②曲線模型

蛭加入酶

遨加入無(wú)機(jī)催化劑解讀：①與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。

中

箓加酶也未加②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡

%無(wú)機(jī)催化劑點(diǎn)

O時(shí)間

(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。

①原理模型——鎖鑰學(xué)說(shuō)

B舞一峰匕月品

J心V?>?κ>

解讀：①圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、

D表示不能被A催化的物質(zhì)。②酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)

②曲線模型

塞10-----加酶A解讀：加入酶B的反應(yīng)速率和無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率相同，說(shuō)明酶

■5

/無(wú)酶條件B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用；而加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增

0二一一-------(加酶B)

1234大明顯加快，說(shuō)明酶具有專一性

反應(yīng)物濃度

(3)溫和性——酶的作用需要適宜的溫度和PH

①原理：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，高溫、過(guò)酸或過(guò)堿都會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性失活。

②曲線模型

最適溫度溫度最適PHPH

甲乙

解讀：在一定溫度（PH）范圍內(nèi)，隨溫度（PH）的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍，酶

的催化作用逐漸減弱。過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，醐

分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高后可恢復(fù)活性

I能力提升??

能力0透析酶的本質(zhì)，理解酶的概念

1.（2022.大連模擬）下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是（）

A.在細(xì)胞中，核外沒(méi)有參與DNA合成的醐

B.由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒(méi)有催化活性

C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法

D.唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃

C［DNA的合成主要發(fā)生在細(xì)胞核中，此外在線粒體和葉綠體中也能合成，因此細(xì)胞核、

線粒體和葉綠體中都有參與DNA合成的酶，A錯(cuò)誤；只要給予適宜的溫度、PH等條件，由

活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外也具有催化活性，B錯(cuò)誤；鹽析可使蛋白質(zhì)在水溶液中的溶解度

降低，但不影響蛋白質(zhì)的活性，而胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此從胃蛋白酶的提取液

中沉淀該酶可用鹽析的方法，C正確；唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度是37℃,但是37℃不

是保存該酶的最適溫度，酶應(yīng)該在低溫條件下保存，D錯(cuò)誤。］

2?（2022?濰坊模擬）在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，肽酰轉(zhuǎn)移酶催化核糖體上一個(gè)氨基酸的氨基與另

一個(gè)氨基酸的竣基間形成肽鍵。該酶對(duì)核糖核酸酶敏感，但對(duì)蛋白酶不敏感。下列關(guān)于肽酰

轉(zhuǎn)移酶的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.肽酰轉(zhuǎn)移能在核糖體上合成

B.肽酰轉(zhuǎn)移酶在核糖體中起作用

C.肽酰轉(zhuǎn)移酶催化氨基酸脫水縮合

D.肽酰轉(zhuǎn)移前能降低反應(yīng)的活化能

A［肽酰轉(zhuǎn)移酶對(duì)核糖核酸酶敏感，但對(duì)蛋白酶不敏感，說(shuō)明該酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA,不

是在核糖體上合成的，A錯(cuò)誤；肽酰轉(zhuǎn)移酶催化核糖體上一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸

的段基間形成肽鍵，而肽鍵的合成場(chǎng)所是核糖體，由此可見(jiàn)肽酰轉(zhuǎn)移酶在核糖體中起作用，

催化氨基酸脫水縮合，B、C正確；酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，D正確。］

日易錯(cuò)提醒有關(guān)酶的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)

(1)酶并不都是蛋白質(zhì)，少部分是RNA。

(2)酶并不只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用，酶可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用。

(3)酶不具有調(diào)節(jié)作用，酶只起催化作用。

(4)酶不會(huì)從食物中獲得，是在活細(xì)胞中合成的。

(5)酶的結(jié)構(gòu)并不是始終不變的，酶在催化過(guò)程中會(huì)發(fā)生可逆性的結(jié)構(gòu)變化。

能力且構(gòu)建模型分析酶的作用機(jī)理

3.(2022.泰安模擬)細(xì)胞的生命活動(dòng)能高效、有序地進(jìn)行，與酶的功能特點(diǎn)密切相關(guān)。如圖

是醐降低化學(xué)反應(yīng)活化能的示意圖，下列敘述正確的是()

t黑孑酶催化

底

產(chǎn)

物

υ反應(yīng)過(guò)程

A.圖中ab段表示酶所降低的活化能

B.酶具有高效性，細(xì)胞代謝可在任何條件下進(jìn)行

C.若圖中的底物是蛋白質(zhì)，則酶可以是唾液淀粉酶

D.酶在化學(xué)反應(yīng)中不能重復(fù)利用

A［由圖分析可知ab段表示酶所降低的活化能，A正確；酶促反應(yīng)需要適宜的條件，細(xì)胞

代謝需要在適宜的溫度和PH條件下進(jìn)行，B錯(cuò)誤；酶具有專一性，蛋白質(zhì)可以被蛋白酶水

解，唾液淀粉酶不能水解蛋白質(zhì)，若圖中的底物是蛋白質(zhì)，則酶是蛋白酶，C錯(cuò)誤；酶在化

學(xué)反應(yīng)前后，質(zhì)和量不變，在化學(xué)反應(yīng)中能重復(fù)利用，D錯(cuò)誤。］

4.下圖表示某酶的作用模式圖，有關(guān)敘述正確的是()

A.該酶的基本組成單位是氨基酸

B.酶提供底物RNA活化所需的能量

C.PH影響酶的空間結(jié)構(gòu)從而影響催化效率

D.能與底物結(jié)合后會(huì)失去催化活性

C［根據(jù)題圖分析，該晦的化學(xué)本質(zhì)是RNA,RNA的基本組成單位是核糖核甘酸，A錯(cuò)誤；

酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，不能為化學(xué)反應(yīng)提供能量，B錯(cuò)誤；pH(過(guò)酸或者過(guò)堿)影響

酶的空間結(jié)構(gòu)從而影響催化效率,C正確；酶與底物結(jié)合后沒(méi)有失去催化活性，可循環(huán)使用，

D錯(cuò)誤。］

能力自圍繞酶的特性，考查理解能力

5.（2021?汕頭三模）2020年1月26日，聯(lián)合應(yīng)急攻關(guān)團(tuán)隊(duì)及時(shí)公布由上?？萍即髮W(xué)饒子和

楊海濤課題組測(cè)定的新型冠狀病3CL水解酶（MPro）的高分率晶體結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)3CL水解

酶敘述不正確的是（）

A.MPrO的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)

B.MPro具有高效性

C.設(shè)計(jì)驗(yàn)證Mpro的專一性的實(shí)驗(yàn)中，不需要控制適宜溫度和PH

D.MPr。具有特定的空間結(jié)構(gòu)，且空間結(jié)構(gòu)一旦改變，催化活性就會(huì)喪失或改變

C［Mpro為一種水解酶，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，A正確；MPro為一種水解酶，具有高效性，

B正確；設(shè)計(jì)驗(yàn)證Mpro的專一性的實(shí)驗(yàn)中，溫度和PH為無(wú)關(guān)變量，需要相同且適宜，C錯(cuò)

誤；MPrO的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，具有特定的空間結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)決定功能，其空間結(jié)構(gòu)一旦改

變，催化活性就會(huì)喪失或改變，D正確。］

6.（2021?濟(jì)南期末）酶抑制作用是指酶的功能基團(tuán)受到某種物質(zhì)的影響，導(dǎo)致酶活力降低或

喪失。這些物質(zhì)被稱為酶抑制劑。根據(jù)酶抑制劑與底物的關(guān)系可分為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑和非競(jìng)爭(zhēng)

性抑制劑，作用機(jī)理如圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.由模型A可知，醉與底物的結(jié)構(gòu)特異性契合是酶具有專一性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

B.由模型B可知，競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)酶與底物的結(jié)合位點(diǎn)而影響酶促反應(yīng)速度

C.由模型C可知，非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶的特定部位結(jié)合，改變了酶的空間結(jié)構(gòu)

D.由以上模型推測(cè)，可通過(guò)增加底物濃度來(lái)降低非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑對(duì)酶活性的抑制

D［由模型A可知，酶與底物的結(jié)構(gòu)特異性契合，即一種晦與一種底物或一類底物結(jié)合，

是酶具有專一性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，A正確；由模型B可知，競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的結(jié)合位

點(diǎn)，進(jìn)而影響酶活性，影響晦促反應(yīng)速度，B正確；由模型C可知，非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶的

特定部位結(jié)合，改變了酶的空間結(jié)構(gòu)，C正確；非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑能改變酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶

不能與底物結(jié)合，即使增加底物濃度也無(wú)法解除，D錯(cuò)誤。］

考點(diǎn)二探究影響酶促反應(yīng)的因素

I知識(shí)梳理》＞

1.探究溫度對(duì)酶活性的影響

（1）實(shí)驗(yàn)原理

—淀粉酶----?

--------碘液------

<????>

溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解,滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來(lái)判

斷醐的活性。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟

試管

試管1試管1,試管2試管2'試管3試管3,

編號(hào)

1mL1mL1mL

2mL

淀粉淀粉2mL淀粉淀粉2mL淀粉

一淀粉

酶溶酶溶溶液酶溶溶液

溶液

液液液

實(shí)驗(yàn)放入60℃熱水中約5放入100℃熱水中約5

二放入0℃冰水中約5min

步驟minmin

將1與1，試管內(nèi)的液體將2與2,試管內(nèi)的液體將3與3,試管內(nèi)的液體

三混合后繼續(xù)在0°C冰水混合后繼續(xù)在60℃熱混合后繼續(xù)在100℃熱

內(nèi)放置10min水內(nèi)放置10min水內(nèi)放置IOmin

?取出試管各加入兩滴碘液，振蕩

實(shí)驗(yàn)

藍(lán)色無(wú)明顯現(xiàn)象藍(lán)色

現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)淀粉酶在60°C時(shí)催化淀粉水解，在IO(TC和0℃時(shí)都不能發(fā)揮催化作用。酶

結(jié)論的催化作用需要適宜的溫度，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響酶的活性

2.探究PH對(duì)酶活性的影響

(1)實(shí)驗(yàn)原理：2H2θ2過(guò)氧化氫—2H2θ+C>20PH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成速率,

可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來(lái)檢驗(yàn)O2的生成速率。

⑵實(shí)驗(yàn)材料

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液、體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的HCl溶

液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液、蒸儲(chǔ)水等(相關(guān)用具省略)。

(3)實(shí)驗(yàn)步驟

序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管3

加入等量的過(guò)氧化氫酶

12滴2滴2滴

溶液

加入等量的不同PH的1mL5%的HCl1mL5%的Nae)H

21mL蒸儲(chǔ)水

溶液溶液溶液

加入等量的體積分?jǐn)?shù)為

32mL2HiL2mL

3%的H2O2溶液

有大量

4觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)氣泡產(chǎn)生無(wú)氣泡產(chǎn)生

氣泡產(chǎn)生

將帶火星的衛(wèi)生香插入燃燒燃燒燃燒

5

試管內(nèi)液面的上方劇烈較弱較弱

0

I?二

OO

OO

IX-Z

衛(wèi)4潘衛(wèi)-香衛(wèi)生香

4無(wú)明豆變化

納然無(wú)明顯~變化

φ②③

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)影響酶的活性，適宜PH下酶的活性最高。

［問(wèn)題探究］

1.實(shí)驗(yàn)中的淀粉和淀粉酶為什么要預(yù)熱到同一溫度再混合？

提示：保證反應(yīng)一開始就達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，不會(huì)因?yàn)榛旌隙淖儨囟取?/p>

2.能否用過(guò)氧化氫溶液來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響？

提示：不能。探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，自變量是溫度，而過(guò)氧化氫在高溫時(shí)會(huì)分解，影

響對(duì)實(shí)臉結(jié)果的分析。

3.在探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中能否用斐林試劑來(lái)檢測(cè)？

提示：不能。因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實(shí)臉需

嚴(yán)格控制不同溫度。

4.在探究PH對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中能否選用淀粉酶和淀粉作為實(shí)驗(yàn)材料？為什么？

提示：不能。因?yàn)榈矸勖复呋牡孜锏矸墼谒嵝詶l件下也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。

I素養(yǎng)培優(yōu)?>

I.驗(yàn)證酶的高效性和專一性

(1)驗(yàn)證酶的高效性

項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組

材料等量的同一種底物

試劑與底物相對(duì)應(yīng)的醉溶液等量的無(wú)機(jī)催化劑

現(xiàn)象反應(yīng)速率很快，或反應(yīng)用時(shí)短反應(yīng)速率緩慢，或反應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)

結(jié)論酶具有高效性

(2)驗(yàn)證醐的專一性

方案一方案二

項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組

材料底物相同（等量）與酶相對(duì)應(yīng)的底物另外一種底物

試劑與底物相對(duì)應(yīng)的酶另外一種酶同一種酶（等量）

現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)

結(jié)論酶具有專一性

2.探究酶的最適溫度或PH

組別編號(hào)12???n

實(shí)驗(yàn)材料等量的同種底物

溫度（PH）T∣(α∣)Tι(ai)???T”(a”)

衡量指標(biāo)相同時(shí)間內(nèi)，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余量的多少

生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組所處溫度（或PH）為最適溫

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

度（或PH）

I能力提升

能力α圍繞教材基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，考查實(shí)驗(yàn)探究與分析能力

1.（2021?浙江選考）下列關(guān)于酶的特性及其影響因素相關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（）

A.”酶的催化效率”實(shí)驗(yàn)中，若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同

B.“探究PH對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響”實(shí)驗(yàn)中，分別加入不同PH的緩沖液后再加入底物

C.“探究酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置1、2號(hào)試管的目的是檢驗(yàn)酶液中是否混有還原糖

D.設(shè)計(jì)溫度對(duì)蛋白酶活性影響的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，可選擇斐林試劑檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物

B［熟馬鈴薯塊莖的細(xì)胞已死亡，酶已失活，沒(méi)有催化效率，所以不能以熟馬鈴薯塊莖代替

生馬鈴薯塊莖，A錯(cuò)誤；“探究PH對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響”實(shí)驗(yàn)中，先分別加入不同PH的

緩沖液，后再加入底物，B正確；“探究酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置1、2號(hào)試管的目的是

檢驗(yàn)淀粉和蔗糖中是否混有還原糖，C錯(cuò)誤；斐林試劑檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要水浴加熱，水浴加

熱會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此不能用斐林試劑檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D錯(cuò)誤。］

2.（2022?渝中區(qū)模擬）下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)中，選材及檢測(cè)指標(biāo)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ?/p>

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x材檢測(cè)指標(biāo)

A探究酶具有高效性蛋白質(zhì)、蛋白酶雙縮地試劑檢測(cè)觀察顏色變化

B探究酣的最適PH淀粉、新鮮的唾液加入碘液觀察顏色變化

C探究酶的最適溫度過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫酶氣泡產(chǎn)生速率

斐林試劑檢測(cè)觀察磚紅色沉淀產(chǎn)

D探究酶具有專一性蔗糖、淀粉、淀粉酶

生情況

A.ABB

C.CD.D

D［蛋白酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)，無(wú)論是否將蛋白質(zhì)分解完，加入雙縮腺試劑都會(huì)變?yōu)樽仙?，?/p>

不能用蛋白質(zhì)和蛋白酶探究酶具有高效性,A錯(cuò)誤：酸性條件下淀粉會(huì)分解，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，

所以不能用淀粉、新鮮的唾液探究酶的最適pH,B錯(cuò)誤；不同溫度下過(guò)氧化氫的分解速率

不同，過(guò)氧化氫受熱易分解，所以不能用過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫酶探究酶的最適溫度，C錯(cuò)誤；

淀粉酶可分解淀粉，不能分解蔗糖，且蔗糖屬于非還原性糖，與斐林試劑不能反應(yīng)，而淀粉

被分解形成的葡萄糖為還原性糖，與斐林試劑反應(yīng)出現(xiàn)磚紅色沉淀，故可用蔗糖、淀粉、淀

粉酶探究酶具有專一性，D正確。］

能力El以酶的特性和影響因素為素材，考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

3.（2022.濰坊模擬）以下表格是某同學(xué)進(jìn)行酶相關(guān)特性探究實(shí)驗(yàn)的記錄，下列分析不合理的

是（）

檢測(cè)

組目的試劑底物觀察指標(biāo)

試劑

―*?胰蛋白酶和蒸儲(chǔ)水蛋白塊?蛋白塊是否消失

oy

二專一性淀粉酶?是否有磚紅色沉淀

和蔗糖

溫度過(guò)氧過(guò)氧

三產(chǎn)生氣泡的快慢

影響化氫酶化氫

淀粉酶、鹽酸和氫斐林

四PH影響淀粉是否有磚紅色沉淀

氧化鈉試劑

A.實(shí)驗(yàn)一的目的是探究酶有催化作用

B.實(shí)驗(yàn)二中檢測(cè)試劑可用斐林試劑

C.實(shí)驗(yàn)三中底物選擇不合理

D.實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案合理

D［通過(guò)有無(wú)酶可以探究酶的催化作用，A正確；在驗(yàn)證酶的專一性實(shí)驗(yàn)中用淀粉酶分別處

理淀粉和蔗糖時(shí)，可用斐林試劑檢測(cè)結(jié)果，B正確；不用過(guò)氧化氫酶做溫度實(shí)驗(yàn)就在于高溫

組酶的催化和高溫下過(guò)氧化氫的分解會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，C正確；實(shí)驗(yàn)四中不合理的原

因有兩個(gè)：斐林試劑的堿性會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)的PH值，且酸性條件下會(huì)催化淀粉的分解，D錯(cuò)誤"

4.為驗(yàn)證PH對(duì)唾液淀粉酶活性的影響，某同學(xué)具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

①在1?5號(hào)試管中分別加入0.5%的唾液1mLo

②分別向1~5號(hào)試管中加入0.5%的淀粉液2mLo

③向各試管中加入相應(yīng)的緩沖液3mL,使各試管中的PH依次穩(wěn)定在、、、、。

④將1?5號(hào)試管均放入37℃溫水中恒溫水浴。

⑤反應(yīng)過(guò)程中，每隔1min從第3號(hào)試管中取出一滴反應(yīng)液滴在比色板上，加1滴碘液顯

色。待呈橙黃色時(shí)，立即取出5支試管，加碘液顯色并比色，記錄結(jié)果如表所示：

項(xiàng)H12345

PH

顏色+++橙黃色+++

注：“+”表示藍(lán)色程度。

⑴實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，因變量是O實(shí)驗(yàn)過(guò)程中選擇37℃恒溫的理由是

（2）3號(hào)試管加碘液后出現(xiàn)橙黃色，說(shuō)明___________________________________________

O

（3）如果反應(yīng)速率過(guò)快，應(yīng)當(dāng)對(duì)唾液進(jìn)行怎樣的處理？

（4）該同學(xué)的操作中有一?處錯(cuò)誤，請(qǐng)改正。_____________________________________

（5）該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是_____________________________________________________

解析：（1）根據(jù)表中信息，因變量是顏色變化。溫度為無(wú)關(guān)變量，無(wú)關(guān)變量要保持相同且適

宜，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中選擇37℃恒溫是為了排除溫度因素對(duì)結(jié)果的干擾，且37℃是唾液淀粉

酶起催化作用的最適溫度。（2）由于淀粉遇碘液變藍(lán)，而3號(hào)試管加碘液后出現(xiàn)橙黃色，說(shuō)明

淀粉已被完全分解。（3）反應(yīng)速率較快時(shí)，可對(duì)唾液加水稀釋，從而減慢反應(yīng)速率。（4）該同

學(xué)的操作應(yīng)將步驟③移到②之前。（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)論為唾液淀粉酶的活性受

PH的影響，唾液淀粉酶的最適PH是，高于或低于此PH時(shí)，酶活性都會(huì)降低。

答案：（1）顏色變化保證溫度恒定，排除溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的干擾；37℃是唾液淀粉酶的

最適催化溫度（2）淀粉已經(jīng)完全分解（3）適當(dāng)稀釋唾液（4）將步驟③移到②之前（5）唾

液淀粉酶催化的最適PH是，高于或低于此值，酶的活性都會(huì)降低

直擊高考■探規(guī)尋律

1.（經(jīng)典高考）為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組（20℃）、B組（40。C）

和C組（6（TC）,測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度（其他條件相同），結(jié)果如圖。回答下

列問(wèn)題：

(1)三個(gè)溫度條件下，該醐活性最高的是組。

⑵在時(shí)間Z1之前，如果A組溫度提高10℃,那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)。

(3)如果在時(shí)間f2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在?

時(shí)，C組產(chǎn)物總量______,原因是?

(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是,其特性有(答出兩點(diǎn)即可)。

解析：(1)分析曲線圖可知：在B組(40℃),反應(yīng)到達(dá)化學(xué)平衡所需要的時(shí)間最短，故三

個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是B組。(2)從曲線圖來(lái)看，三個(gè)溫度條件較適合的是40℃,

而A組是2(ΓC條件下溫度對(duì)某種酶活性的影響曲線，故在時(shí)間。之前，反應(yīng)尚未達(dá)到化學(xué)

平衡之前，如果A組溫度提高10℃,那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。(3)C組為60。C

條件下溫度對(duì)某種酶活性的影響曲線，看圖可知，在時(shí)間B時(shí)，產(chǎn)物濃度不再改變，高溫酶

已經(jīng)失活，此時(shí)向反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在S時(shí)，C組產(chǎn)

物總量也不變。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,其特性有高效性、專一性、作

用條件溫和。

答案：(I)B(2)加快(3)不變6(ΓC條件下，及時(shí)酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總

量也不會(huì)增加(4)蛋白質(zhì)或RNA高效性、專一性

2.(經(jīng)典高考)回答下列問(wèn)題：

(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨PH的變化如上圖所示。通常，用清水洗滌衣服上的新鮮

血跡時(shí)，不應(yīng)該使用開水，原因是.若要去除

衣服上的血漬，應(yīng)選擇含有(填“蛋白酶甲”“蛋白前乙”或“蛋白酷丙”)的堿性

洗衣粉，理由是。

(2)某同學(xué)為了洗去衣服上的油漬，洗衣時(shí)在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，該同學(xué)的做

法(填“合理”或“不合理”),理由是。

(3)已知溶液的PH可以影響酶的活性，請(qǐng)推測(cè)PH影響某種蛋白酶活性的原因可能是其影響

了酶和底物分子中(填“竣基和氨基”“氨基和甲基”“竣基和甲基"或''甲

基和甲基”）等基團(tuán)的解離狀態(tài)。

解析：（1）高溫會(huì)使蛋白質(zhì)變性失活，通常，用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時(shí)，不應(yīng)該使用

開水，原因是開水使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗，血漬的主要成分是蛋白質(zhì)，因?yàn)?/p>

堿性條件下只有蛋白酶丙有活性，故選擇含有蛋白酶丙的堿性洗衣粉。（2）脂肪酶的化學(xué)本

質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白酶會(huì)降解脂肪酶，故為了洗去衣服上的油漬，洗衣時(shí)在市售的蛋白酶洗衣

液中添加脂肪酶是不合理的。（3）氨基酸是兩性化合物，短基顯酸性、氨基顯堿性，PH影響

某種蛋白酶活性的原因可能是其影響了酶和底物分子中峻基和氨基等基團(tuán)的解離狀態(tài)。

答案：（1）開水使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗蛋白酶丙堿性條件下只有蛋白

前丙有活性（2）不合理蛋白酶會(huì)降解脂肪醐（3）竣基和氨基

?解密規(guī)律

第1題考查了溫度對(duì)酶活性的影響和酶的本質(zhì)與特性；第2題結(jié)合生活實(shí)踐考查

析個(gè)性

了酶的專一性和PH對(duì)酶活性的影響

兩個(gè)題目都以曲線分析題形式考查了酶的特性和影響酶活性的因素。解答此類問(wèn)

找共性

題要學(xué)會(huì)構(gòu)建影響酶活性的曲線，掌握此類曲線的分析方法

軍知識(shí)鏈接

1.模型建構(gòu)法分析影響酶促反應(yīng)的因素

酶濃度溫度和PH

反應(yīng)物的量一定時(shí)反應(yīng)與時(shí)間的關(guān)系

?0hh?0?1?2

反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間

圖4圖5圖6

（1）反應(yīng)物濃度、酶濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系（圖1、圖2）

①圖1：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增加而加快，但

當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。

②圖2：在反應(yīng)物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)。

（2）溫度和PH與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系（圖3）

①圖3：溫度和PH是通過(guò)影響酶活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的；反應(yīng)物濃度和酶濃度是通過(guò)

影響反應(yīng)物與酶的接觸來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。

②圖3：反應(yīng)溶液PH的變化不影響酶作用的最適溫度；反應(yīng)溶液溫度的變化不改變酶作用

的最適pH。

（3）反應(yīng)時(shí)間與酶促反應(yīng)的關(guān)系（圖4、圖5、圖6）

①圖4、圖5、圖6的時(shí)間小A和B是一致的。

②隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物因被消耗而減少，生成物因積累而增多。

③力?八段，因反應(yīng)物較充足，所以反應(yīng)速率較高，反應(yīng)物消耗較快，生成物生成速率較快。

h?f2段，因反應(yīng)物含量較少，所以反應(yīng)速率降低，反應(yīng)物消耗較慢，生成物生成速率較慢。

/2時(shí)，反應(yīng)物被消耗完，生成物不再增加，此時(shí)反應(yīng)速率為0。

2.“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線

兩坐標(biāo)軸的含義：分清自變量與因變量，了解兩

了，個(gè)變量的關(guān)系（橫軸為自變量，縱軸為因變量）

曲線的變化：利用數(shù)學(xué)模型觀察同一條曲線的升、

降或平的變化，掌握變量變化的生物學(xué)意義。如

z?s在分析影響酶促反應(yīng)的因素時(shí)，一般情況下，生

成物的量未達(dá)到飽和時(shí)，限制因素是橫坐標(biāo)所表

示的因素，當(dāng)達(dá)到飽和后，限制因素是除橫坐標(biāo)

所表示的因素之外的其他因索

當(dāng)、關(guān)鍵點(diǎn)：曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、頂點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交

評(píng)力叉點(diǎn)等，理解關(guān)鍵點(diǎn)的意義___________________

I不同曲線的變化：理解曲線之間的內(nèi)在聯(lián)系，找

駐〉出不同曲線間的異同及變化的原因_____________

I類題集訓(xùn)

1.（2022?淄博模擬）溫度會(huì)影響酶促反應(yīng)速率，其作用機(jī)理可用坐標(biāo)曲線表示如圖。其中a

表示底物分子具有的能量，匕表示溫度對(duì)酶空間結(jié)構(gòu)的影響，C表示酶促反應(yīng)速率與溫度的

關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是（）

A.隨著溫度的升高，底物分子具有的活化能增加

B.處于曲線C中1、2位點(diǎn)酶分子活性是相同的

C.酶促反應(yīng)速率是底物分子的能量與酶空間結(jié)構(gòu)共同作用