第08講 酶和ATP（第一課時）（講義）（解析版）-2025年高考生物一輪復習

11/11第08講酶和ATP（第一課時）目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標導航 202知識導圖·思維領航 303考點突破·考法探究 3考點一酶的本質和作用 3知識點1酶的本質和作用 3知識點2關注教材涉及中酶及其作用（?？键c） 8考向1結合酶的本質、作用和特性，考查生命觀念 10考點二酶的特性及酶相關實驗 11知識點1酶的高效性 11知識點2酶的專一性及驗證專一性實驗 12知識點3教材中具有“專一性”的物質總結（?？键c） 13知識點4探究影響酶活性的條件 14知識點5影響酶促反應速率的因素的曲線分析 17考向1結合酶的特性，考查科學探究 18考向2結合外界因素對酶活性的影響，考查科學思維 21考向3結合與酶有關的實驗探究，考查科學探究 2204真題練習·命題洞見（含2024年高考真題） 2305長句分析·規(guī)范作答 27一、教材知識鏈接 27二、教材深挖拓展 28三、長句規(guī)范作答 28考點由高考知核心知識點預測酶考點一：酶的作用和本質（3年8考，全國卷3年1考）（2023廣東）酶的本質（2023浙江）酶的本質（2022全國）酶的本質（2022湖南）酶的本質題型：選擇題、解答題內容：（1）常結合動物生命活動的調節(jié)、細胞代謝綜合、酶的特性及相關的變量分析考查（2）一般會結合光合作用和呼吸作用一起來考核。考點二：酶的特性及相關實驗（3年38考，全國卷3年3考）（2023浙江）酶的特性（2023湖南）酶的特性（2022浙江、2022廣東）酶的特性（2021浙江）酶的特性實驗課標要求1.說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響。2.探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素3.解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。新舊教材對比增：①淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用；②ATP供能機制及實例；③“～”特殊化學鍵不穩(wěn)定的原因；④吸能反應與放能反應的實例。改：①ATP中文名稱，“～”代表特殊的化學鍵，不再說高能磷酸鍵；②能量“通貨”改為能量“貨幣”。強化：過酸、過堿或高溫對酶活性影響由小字改為宋體?？键c一酶的本質和作用知識點1酶的本質和作用1.酶與細胞代謝的關系：（1）細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。細胞代謝的主要場所：細胞質基質（2）細胞代謝是細胞生命活動的基礎，但細胞代謝中也會產生代謝廢物，甚至會產生對細胞有害的物質，如過氧化氫。（3）代謝類型：①物質代謝②能量代謝注意：細胞代謝離不開酶的催化2.酶的催化作用實驗驗證：比較過氧化氫在不同條件下的分解（1）實驗目的：通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。（2）實驗原理：2H2O2eq\o(→,\s\up7(過氧化氫酶))2H2O＋O2↑①加熱是化學反應常見的條件；②Fe3+是無機催化劑；③新鮮肝臟中含有過氧化氫酶。（3）判斷H2O2的分解快慢依據：O2的產生量①點燃的衛(wèi)生香的復燃情況；②氣泡冒出情況（4）實驗過程和現(xiàn)象對照實驗對照組實驗組試管編號1234一H2O2濃度3%3%3%3%無關變量（相同且適宜）劑量2mL2mL2mL2mL二反應條件常溫90℃FeCl3溶液肝臟研磨液（H2O2酶）自變量劑量2滴清水2滴清水2滴2滴結果氣泡產生不明顯少量較多小氣泡大量較大氣泡因變量衛(wèi)生香復燃情況不復燃不復燃變亮復燃，猛烈燃燒（5）實驗結論：①1、4號試管對照，說明酶具有催化作用，同無機催化劑一樣都可以加快化學反應速率。②3、4號試管對照，說明酶具有高效性，同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。③與1號試管相比，2號試管產生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。3.控制變量及教材中自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”（1）控制變量和設計對照實驗①自變量：人為控制的對實驗對象進行處理的因素（不同條件X）②因變量：因自變量改變而變化的變量（結果Y）③無關變量：除自變量外，實驗過程中還存在一些對實驗結果造成影響的可變因素（相同條件a）④對照實驗：除作為自變量的因素外，其余因素（無關變量）都保持一致，并將結果進行比較的實驗；對照實驗一般要設置對照組和實驗組。提示：Y=a+f(x)（2）“加法原理”和“減法原理”①加法原理：與常態(tài)相比，人為增加某種影響因素。第2組、第3組、第4組就是利用了加法原理。②減法原理：與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素。艾弗里肺炎球菌轉化實驗：第一組：R型活菌+S型菌的細胞提取物→混合培養(yǎng)第二組：R型活菌+S型菌的細胞提取物+蛋白酶→混合培養(yǎng)第三組：R型活菌+S型菌的細胞提取物+RNA酶→混合培養(yǎng)第四組：R型活菌+S型菌的細胞提取物+酯酶→混合培養(yǎng)第五組：R型活菌+S型菌的細胞提取物+DNA酶→混合培養(yǎng)提示：第二~五組就是利用了減法原理。研究甲狀腺激素的功能：第1組：健康的動物不做處理(空白對照)第2組：健康的動物飼喂一定量的甲狀腺激素(加法原理)第3組：將健康的動物甲狀腺摘除(減法原理)4.酶的催化作用機理圖中①表示：無催化劑時化學反應所需的活化能。圖中②表示：無機催化劑催化時化學反應所需的活化能。圖中④表示：酶催化時化學反應所需的活化能。圖中③表示：無機催化劑降低的活化能。圖中⑤表示：酶降低的活化能，酶更顯著地降低化學反應的活化能。意義：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，使細胞代謝能在溫和條件下快速有序地進行?！窘滩碾[性知識】（人教版必修1P78圖拓展）酶作為生物催化劑，與無機催化劑相比，在發(fā)揮作用過程中有哪些共同特點？酶除了具有催化功能外，可以調節(jié)生命活動嗎？（1）共同點：①只能催化自然條件下能發(fā)生的化學反應；②化學反應前后酶的數(shù)量和性質均不變；③加快化學反應的速率（降低化學反應的活化能），縮短達到化學平衡的時間，但不能改變化學反應的方向和化學平衡；（2）催化（降低化學反應的活化能）是酶唯一的功能，它不具調節(jié)功能，也不作為能源（或組成）物質?！久麕燑c撥】①加熱不能降低化學反應的活化能，但是可以為反應提供能量。②酶可以重復多次利用，不會立即被降解。③檢驗蛋白酶對蛋白質的水解時應選用蛋白塊，通過觀察其消失情況得出結論，因蛋白酶本身也是蛋白質，不能用雙縮脲試劑鑒定。④酶既可以作為催化劑，又可以作為另一個化學反應的底物。5.酶的本質探索：（1）1857年，法國微生物學家巴斯德認為發(fā)酵需要酵母活細胞參與。（2）德國化學家李比希認為發(fā)酵是某些物質在細胞死亡裂解后的作用。（3）德國化學家畢希納證明酵母細胞提取液和活細胞一樣可以引起發(fā)酵，并把這種物質稱為釀酶。（4）1926年，美國科學家薩姆納從刀豆種子中提取了脲酶的結晶，證實了脲酶是一種蛋白質。（5）20世紀80年代，切赫和奧爾特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能。結論：酶是活細胞產生的一類具有生物催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA。【教材隱性知識】源于必修1P81“關于酶本質的探索”：巴斯德認為釀酒中的發(fā)酵是由酵母細胞引起的，沒有活細胞就不能產生酒精；李比希卻認為引起發(fā)酵的只是酵母細胞中的某些化學物質，不一定需要活的細胞。請你利用酵母細胞、研磨和過濾裝置、葡萄糖溶液等材料設計一個實驗來結束這一爭論。將酵母細胞研磨粉碎、加水攪拌后過濾，將提取液加入葡萄糖溶液中，也能產生酒精，說明引起發(fā)酵的是一種化學物質(模擬畢希納的實驗)。6.酶的本質：（1）本質：絕大多數(shù)是蛋白質，少部分是RNA。（2）合成原料：氨基酸或核糖核苷酸。（3）合成場所：核糖體或細胞核等。（4）作用場所：可在細胞內、細胞外(或體外)發(fā)揮作用。（5）來源：一般活細胞都能產生酶(哺乳動物成熟的紅細胞除外)（6）功能：具有催化作用(降低化學反應的活化能）提示：酶催化反應時空間結構可能改變【巧記技巧】酶概念的1個“二”和3個“一”【教材隱性知識】源于必修1P80“拓展應用”：設計簡單的實驗驗證從大豆種子中提取的脲酶是蛋白質，請說明實驗思路?！螂迕溉芤汉偷鞍踪|溶液中分別加入雙縮脲試劑，若都出現(xiàn)紫色反應，則說明脲酶是蛋白質。7.驗證酶的化學本質：（1）顏色反應法：蛋白質類酶可用雙縮脲試劑鑒定，反應后呈紫色。（2）酶解法：甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如圖所示。【易錯提示】有關酶的本質和作用項目錯誤說法正確理解產生場所具有分泌功能的細胞才能產生活細胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等)化學本質蛋白質有機物(大多數(shù)為蛋白質，少數(shù)為RNA)作用場所只在細胞內起催化作用可在細胞內、細胞外、體外發(fā)揮作用溫度影響低溫和高溫均使酶變性失活低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活；高溫使酶變性失活作用酶具有調節(jié)、催化等多種功能酶只起催化作用來源有的可來源于食物等酶只在生物體內合成【歸納總結】酶和激素的比較“一同三不同”項目酶激素來源及作用場所活細胞產生；細胞內或細胞外發(fā)揮作用專門的內分泌腺或特定部位細胞產生；一般細胞外發(fā)揮作用化學本質絕大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA固醇類、多肽、蛋白質、氨基酸衍生物、脂質生物功能催化作用調節(jié)作用共性在生物體內均屬高效能物質，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少知識點2關注教材涉及中酶及其作用（?？键c）1.消化酶：是一類水解酶。有的由消化腺分泌到下消化道中,屬于胞外酶，有的則參與細胞內消化，如溶酶體中的一些酶。2.溶酶體酶：一類酸性水解酶，參與細胞內消化。溶酶體膜破壞，釋放大量水解酶時，對細胞結構有破壞。如硅肺。P一49、533.溶菌酶：破壞細菌細胞壁中的肽聚糖。P選一684.脲酶：分解尿素的酶，專一性強。是第一個被分離提純的酶。廣泛分布于植物的種子中，但以大豆、刀豆中含量豐富。也存在于動物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。P一795.過氧化氫酶：過氧化氫酶存在于動植物細胞中，特別在動物肝臟濃度最高。將有毒的過氧化氫分解為水和氧氣。P一776.酪氨酸酶：催化酪氨酸轉變?yōu)楹谏氐年P鍵酶①白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因。P二71②老年白發(fā)是由于細胞衰老，酪氨酸酶活性下降。P一1247.細胞工程中的酶①纖維素酶(將纖維素水解為葡萄糖)P選三38②果膠酶(將果膠水解為半乳糖醛酸)，可用于制備植物原生質體；③胰蛋白酶、膠原蛋白酶(動物細胞培養(yǎng))。8.基因工程中的酶P選三71、77①限制酶：特異性切割DNA分子②DNA連接酶：連接兩個DNA片段③耐高溫的DNA聚合酶：用于PCR技術擴增目的基因(耐高溫)9.中心法則相關酶①DNA復制：以DNA為模板的DNA聚合酶（催化單個脫氧核苷酸聚合到DNA片段，上形成脫氧核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。）②逆轉錄：以RNA為模板的DNA聚合酶(即逆轉錄酶)P二69③轉錄：以DNA為模板的RNA聚合酶（催化單個核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。）P二65④RNA復制：以RNA為模板的RNA聚合酶(即RNA復制酶)P二69⑤端粒酶：端粒酶在干細胞和生殖細胞中有活性,在體細胞中沒有活性。在腫瘤中被重新激活，從而使癌細胞具備無限增殖的條件。P一124【易錯辨析】(1)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物。(√)提示：唾液淀粉酶是催化劑,但在胃液里唾液淀粉酶是胃蛋白酶的底物。(2)酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸。(×)提示：酶可以重復利用(3)酶提供了反應過程中所必需的活化能。(√)提示：酶的作用是降低化學反應的活化能,而不是給化學反應提供活化能。(4)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結構。(×)(5)纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁。(×)(6)有的酶能催化蛋白質水解，有的酶能催化脂肪水解，有的酶能催化淀粉水解。(√)【歸納總結】典型酶的種類和作用酶的名稱酶的作用淀粉酶催化淀粉水解為麥芽糖麥芽糖酶催化麥芽糖水解為葡萄糖蛋白酶催化蛋白質水解為多肽脂肪酶催化脂肪水解為脂肪酸和甘油DNA酶催化DNA水解為脫氧核苷酸DNA聚合酶催化DNA復制產生子代DNARNA聚合酶催化DNA轉錄產生RNA纖維素酶分解纖維素果膠酶分解果膠逆轉錄酶催化RNA形成DNA單鏈DNA連接酶將兩個DNA片段的黏性末端或平末端連接起來限制酶識別DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯鍵斷裂酪氨酸酶催化酪氨酸合成黑色素解旋酶催化DNA復制過程中DNA堿基間氫鍵的斷裂考向1結合酶的本質、作用和特性，考查生命觀念例1．蛋白質磷酸化是在蛋白質激酶的催化作用下，將ATP的磷酸基團轉移到底物蛋白質中某些氨基酸(絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸)殘基上的過程。蛋白質磷酸化可使沒有活性的蛋白質轉化為有活性的蛋白質，是調節(jié)和控制蛋白質活力和功能最普遍的機制。下列敘述正確的是()A.蛋白質激酶可將磷酸基團轉移到不同的氨基酸殘基上，說明酶不具有專一性B.蛋白質磷酸化可以改變蛋白質的活性，該過程與ATP的水解有關，為放能反應C.蛋白質激酶發(fā)揮催化作用的過程中可提高該反應的活化能，使反應速率更快D.蛋白質活性變化與其結構改變有關，蛋白質結構的改變不一定導致其活性喪失【答案】D【解析】蛋白質激酶只能催化將磷酸基團轉移到某些氨基酸殘基上，仍然體現(xiàn)酶的專一性，A錯誤；蛋白質磷酸化可改變蛋白質的活性，該過程與ATP的水解有關，ATP水解釋放能量，所以該反應為吸能反應，B錯誤；蛋白質激酶催化的實質為降低該反應的活化能，C錯誤?！咀兪接柧殹?.嚼饅頭時會感覺有甜味，那是因為唾液淀粉酶將淀粉分解成了麥芽糖。下列有關酶的說法，錯誤的是()A.升高溫度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用機理相同B.高溫、強酸、強堿都會導致唾液淀粉酶的空間結構改變而使其失活C.唾液淀粉酶既可作為淀粉水解的催化劑，又可作為蛋白酶催化的反應底物D.唾液淀粉酶能夠與雙縮脲試劑反應顯紫色【答案】A【解析】升高溫度的原理是提供能量，加酶的原理是降低化學反應所需的活化能，作用機理不同，A錯誤；高溫、強酸、強堿都會導致蛋白質的空間結構改變而使其失活，唾液淀粉酶的化學本質是蛋白質，B正確；唾液淀粉酶的化學本質是蛋白質，唾液淀粉酶既可作為淀粉水解的催化劑，又可作為蛋白酶催化的反應底物，C正確；唾液淀粉酶的化學本質是蛋白質，蛋白質能夠與雙縮脲試劑反應顯紫色，D正確?！咀兪接柧殹?.酶是生物催化劑，下列有關酶的敘述正確的是()A．酶脫離生物體以后無法起作用B．在酶的最適溫度下儲存酶C．酶通過提供化學反應活化能加快反應速率D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶【答案】D【解析】只要條件適宜，生物體中的酶可以在體外發(fā)揮作用，A錯誤；酶需要在低溫下儲存，B錯誤；酶通過降低反應的活化能加快反應速率，C錯誤；唾液淀粉酶化學本質是蛋白質，可以被蛋白酶水解，D正確?！咀兪接柧殹?.下列有關生物體內酶的敘述，正確的是()A．酶在完成催化作用后立即失活B．酶只能在活細胞內才能發(fā)揮作用C．大多數(shù)酶是在核糖體上合成的D．酶為反應過程供能從而降低反應活化能【答案】C【解析】酶在完成催化作用后不會立即失活，酶可以多次重復利用，A錯誤；只要條件適宜，酶在生物體內、外都能發(fā)揮作用，B錯誤；大多數(shù)酶是蛋白質，是在核糖體上合成的，C正確；酶的作用機理是降低化學反應的活化能，酶不能為反應過程供能，D錯誤?！舅季S建模】考點二酶的特性及酶相關實驗知識點1酶的高效性1.定義：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。2.意義：使細胞代謝快速進行。3.曲線分析①曲線分析：酶對應曲線A，無機催化劑對應曲線B，未加催化劑對應曲線C。②結論：與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。4.結論：①a、b相比說明酶具有高效性。②a、c相比說明酶具有催化作用。③催化劑只縮短到達平衡點的時間，不改變化學反應的平衡點?！久麕燑c撥】(1)酶的高效性是指同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。(2)酶的催化效率是無機催化劑的107～1013倍，說明酶具有高效性。知識點2酶的專一性及驗證專一性實驗實驗材料及器具：質量分數(shù)為2%的新配置的淀粉酶溶液；質量分數(shù)為2%的新配置的蔗糖酶溶液；質量分數(shù)為3%的新配置的淀粉溶液；質量分數(shù)為3%的新配置的蔗糖溶液；斐林試劑、碘液、熱水、量筒、試管、滴管、試管夾、溫度計、酒精燈等等。問題1：請同學們自主學習淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用，完成以下問題。（1）實驗材料選擇、檢測試劑選擇。（2）寫出實驗目的：（3）說出實驗原理：（4）找出自變量、因變量、無關變量。（5）簡述實驗步驟：（6）預期實驗結論：1.實驗步驟試管編號12注入可溶性淀粉溶液2mL－注入蔗糖溶液－2mL注入新鮮的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保溫5min（注意：淀粉酶的最適溫度為60℃，酶活性最高）新配制的斐林試劑（不用碘液）2mL2mL沸水浴煮沸1min實驗現(xiàn)象有磚紅色沉淀沒有磚紅色沉淀【教材隱性知識】(1)源于必修1P84“相關信息”：已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH約為7.6，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后還能發(fā)揮作用嗎？為什么？提示：不能。因為沒有了適宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再發(fā)揮作用。(2)源于必修1P85“科學·技術·社會”：溶菌酶能夠溶解細菌的細胞壁，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。2.實驗結論：（1）淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。（2）酶具有專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。①脲酶——只能催化尿素分解。②過氧化氫酶——只能催化過氧化氫分解。③二肽酶——可以催化所有的二肽分解鎖鑰學說：意義：保證了細胞代謝能夠有條不紊地進行?！就卣寡由臁框炞C酶專一性實驗的其他方案思路1：底物不同，酶相同方案一：（用斐林試劑檢測）淀粉+淀粉酶蔗糖+淀粉酶方案二：（用斐林試劑檢測）淀粉+蔗糖酶蔗糖+蔗糖酶思路2：底物相同，酶不同方案三：（用碘液或者斐林試劑檢測）淀粉+淀粉酶淀粉+蔗糖酶方案四：（用斐林試劑檢測）蔗糖+淀粉酶蔗糖+蔗糖酶知識點3教材中具有“專一性”的物質總結（?？键c）1.酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性核酸內切酶只能識別特定的脫氧核苷酸序列，并在特定位置切割兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。2.載體：某些物質通過細胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質所需載體不同，載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。3.激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內存在與該激素特異性結合的受體。4.抗體：一種抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結合。5.神經遞質：由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜，產生抑制或興奮。6.tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。知識點4探究影響酶活性的條件1.酶活性（1）定義：酶催化特定化學反應的能力（2）表示方法：可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的速率表示。提示：用單位時間反應物的消耗量或產物的生產量表示化學反應的速率。2.探究溫度對酶活性的影響（1）實驗材料及器具：質量分數(shù)為2%的淀粉酶溶液、質量分數(shù)為20%的肝臟研磨液（過氧化氫酶）、緩沖液、質量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液、體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液物質的量濃度為0.01mol/L的鹽酸、物質的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液、熱水、蒸餾水、冰塊碘液、斐林試劑。問題2：請同學們自主學習探究溫度對酶活性的影響材料，完成以下問題。（1）實驗選擇材料是什么？原因？（2）檢測試劑選擇什么？原因？（3）實驗材料先分別處理溫度，還是先混合？（4）找出自變量、因變量、無關變量。（5）簡述實驗步驟：（6）預期實驗結論：①實驗材料：淀粉、淀粉酶不選用H2O2作為反應底物的原因？提示：H2O2不穩(wěn)定，受熱易分解。②檢測試劑：碘液不選用斐林試劑進行鑒定的原因?提示：斐林試劑檢測需要水浴加熱，溫度是干擾條件。問題3：實驗材料先處理溫度，還是先混合？提示：先處理溫度，再混合，原因：保證反應從一開始就是預設溫度。（2）原理①反應原理藍色eq\o(,\s\up7(碘液),\s\do5())eq\x(淀粉)eq\o(→,\s\up7(淀粉酶))麥芽糖eq\o(→,\s\up7(碘液))無藍色出現(xiàn)②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。（3）實驗步驟和結果試管編號試管1試管1′試管2試管2′試管3試管3′實驗步驟一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入60℃溫水中水浴5min放入100℃熱水中水浴5min三將1與1′試管內的液體混合后繼續(xù)在0℃冰水內放置10min將2與2′試管內的液體混合后繼續(xù)在60℃溫水內放置10min將3與3′試管內的液體混合后繼續(xù)在100℃熱水內放置10min四取出試管各加入兩滴碘液，振蕩實驗現(xiàn)象呈藍色無藍色出現(xiàn)呈藍色實驗結論淀粉酶在60℃時催化淀粉水解，在100℃和0℃時都不能發(fā)揮催化作用。酶的催化作用需要適宜的溫度，溫度過高或過低都會影響酶的活性注意：☆酶和底物先分別在對應溫度（或pH）下保溫后再混合。低溫使酶活性受抑制，但酶的空間結構穩(wěn)定，溫度恢復，酶活性可以恢復。（低溫保存）高溫使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。(高溫變性)（1）酶的活性最高，催化效率最高的溫度稱為酶的最適溫度。（2）在低于最適溫度的范圍內,酶的活性隨著溫度的升高而升高。（3）當超過最適溫度，酶的活性隨著溫度的升高而降低，甚至失活?！久麕燑c撥】①探究溫度對酶活性的影響時，一定要讓反應物和酶在各自所需的溫度下保溫一段時間，再進行混合。②選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時，檢測試劑不可用斐林試劑代替碘液。因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發(fā)生特定的顏色反應，而該實驗中需嚴格控制溫度。③探究溫度對酶活性的影響時，不宜用H2O2作反應物，因為H2O2易分解，加熱條件下其分解會加快，氧氣的產生速率增加，并不能準確反映酶活性的變化。3.探究pH對酶活性的影響（1）實驗材料及器具：質量分數(shù)為2%的淀粉酶溶液，質量分數(shù)為20%的肝臟研磨液(H2O2酶)，質量分數(shù)為3%的淀粉溶液，體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液,問題4：請同學們自主學習探究pH對酶活性的影響材料，完成以下問題。（1）實驗選擇材料是什么？原因？（2）檢測試劑選擇什么？（3）先往試管加入酶溶液還是底物?（4）找出自變量、因變量、無關變量。（5）簡述實驗步驟：（6）預期實驗結論：①實驗材料：H2O2、H2O2酶不選用淀粉作為反應底物的原因？提示：淀粉在酸性條件下會被水解先往試管加入酶溶液還是底物?提示：先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物。（2）原理①反應原理：2H2O2eq\o(→,\s\up7(過氧化氫酶))2H2O＋O2。②鑒定原理：pH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)生香燃燒的情況來檢驗O2的生成速率。（3）實驗步驟和結果試管編號一試管1試管2試管3實驗步驟二三支試管都三支試管都加入2mLH2O2溶液，振蕩，反應三1mL蒸餾水1mL物質的量濃度為0.01mol/L的鹽酸1mL物質的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液四三支試管都加入2mL質量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液實驗現(xiàn)象有大量氣泡產生產生少量氣泡產生少量氣泡將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內(液面的上方)燃燒劇烈燃燒較弱燃燒較弱實驗結論酶的催化作用需要適宜的pH，pH偏高或偏低都會影響酶的活性。強酸、強堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。(蛋白質變性)（1）酶的活性最強，催化效率最高的pH稱為酶的最適pH。（2）在低于最適pH的范圍內,酶的活性隨著pH的升高而升高。（3）當超過最適pH，酶的活性隨著溫度的升高而降低，甚至失活。【名師點撥】探究影響酶活性實驗的“四步曲”(1)分組編號：將實驗器具分組編號并裝入相應的等量試劑。(2)控制變量：控制影響酶活性的條件(如溫度)，即首先將底物、酶液分別處理到預設的條件。(3)進行反應：讓酶液與底物混合，在預設的條件(如溫度、pH等)下反應，無關變量保持相同。(4)結果檢測：檢測實驗的因變量，觀察并記錄實驗結果。知識點5影響酶促反應速率的因素的曲線分析1.溫度和pH對酶促反應速率的影響據圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度不變；不同溫度條件下，酶最適pH也不變，即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。2.底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響圖甲中OP段酶促反應速率的限制因素是底物濃度，而P點之后的限制因素可能為酶數(shù)量和活性；即在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應速率與酶濃度成正相關。3.酶的競爭性抑制劑和非競爭性抑制劑（1）由于競爭性抑制劑與底物競爭，因此，其抑制作用可以通過增大底物的濃度來抵消其抑制作用。（2）由于非競爭性抑制劑不與底物競爭，因此，其抑制作用不能通過增加底物的濃度來抵消其抑制作用。【易錯辨析】(1)可以利用肝臟研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性。(√)(2)酶的活性越高，酶促反應速率越快。(×)提示：酶促反應速率還受底物濃度、酶的濃度等因素的影響(3)在探究溫度或pH對酶活性影響的實驗中，可先控制酶的溫度或pH，再將酶與底物混合，也可以先將酶與底物混合，再控制酶的溫度或pH。(×)提示：探究溫度對酶活性影響的實驗中,應將酶與底物分別保溫后再混合；探究pH對酶活性影響的實驗中,應先對過氧化氫酶溶液調PH,再注入過氧化氫溶液(4)若用唾液淀粉酶進行pH對酶活性影響的實驗，則應將60℃水浴改為37℃水浴。(√)(5)在測定唾液淀粉酶的活性時，將溶液pH由1提升到6的過程中，該酶的活性將不斷上升。(×)提示：酶的活性沒有變化考向1結合酶的特性，考查科學探究例1．如圖曲線反映了溫度或pH對A、B、C三種酶活性的影響。下列相關敘述正確的是()A．酶B和酶C的最適溫度相似，但最適pH一定不同B．圖甲中a點和c點，酶A的活性相同，空間結構也相同C．圖乙中d點，酶B和酶C的空間結構都有一定程度的破壞D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人體的內環(huán)境中【答案】C【解析】從圖中只能得出酶A的最適溫度，不能得出酶B和酶C的最適溫度，故不能比較酶B與酶C最適溫度的大小，A錯誤；低溫時酶的活性降低，但空間結構不變，高溫時酶的空間結構被破壞，圖甲中a點和c點，酶A的空間結構不相同，B錯誤；人體溫度為37℃左右，pH范圍為7.35～7.45，而酶A的最適溫度大于40℃，酶B和酶C的最適pH偏離人體內pH范圍較大，故三種酶不會存在于人體內環(huán)境中，D錯誤?！咀兪接柧殹?.為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖。下列分析正確的是()A．實驗結果表明該酶的最適溫度是40℃B．實驗過程中pH的變化不會對該實驗產生影響C．20℃條件下，t3時溫度提高10℃，產物濃度會增加D．60℃條件下，t2時增加底物的量不會改變產物濃度【答案】D【解析】實驗結果表明在三組設定的溫度中40℃時酶活性最高，但不能說明酶的最適溫度是40℃，A錯誤；實驗過程中pH是無關變量，必須保持相同，如果pH變化會對實驗產生影響，B錯誤；20℃條件下，t3時溫度提高10℃，產物濃度不再增加，因為此時反應物已經消耗完，C錯誤；60℃條件下，t2前酶已經失活，所以t2時增加底物的量不會改變產物濃度，D正確。【變式訓練】2.在洗滌劑中添加堿性纖維素酶可大大提高對衣物的洗滌效果。研究人員從某芽孢桿菌菌株中分離純化出一種堿性纖維素酶，探究其催化作用的最適pH和溫度，結果如圖。下列相關敘述不正確的是()A．堿性纖維素酶的催化機理是降低反應所需的活化能B．該酶的最適溫度在50℃左右C．不同溫度下，該酶的最適pH有差異D．30℃酶活性低的原因是空間結構被破壞【答案】D【解析】酶的催化活性受溫度的影響，低溫可以降低酶的活性，但是不會破壞酶的空間結構，D錯誤?！舅季S建?！俊咀兪接柧殹?.如表是有關淀粉酶的探究實驗，“＋”表示加，“－”表示不加。下列敘述正確的是()試管編號122mL3%淀粉溶液＋－2mL3%蔗糖溶液－＋1mL2%淀粉酶溶液＋＋結果檢測滴加斐林試劑并水浴加熱實驗結果磚紅色無磚紅色A.實驗的目的是探究pH對淀粉酶活性的影響B(tài)．能用碘液對實驗的結果進行檢測C．實驗中的自變量是催化劑的種類D．實驗結果說明淀粉酶具有專一性【答案】D【解析】分析題表信息可知，該實驗中的單一變量為底物的種類而不是pH，故實驗目的不是探究pH對淀粉酶活性的影響，A、C錯誤；本實驗不可用碘液對實驗結果進行檢測，因為不管淀粉酶能否催化蔗糖水解，溶液都不變色，B錯誤?？枷?結合外界因素對酶活性的影響，考查科學思維例2．如圖表示酶的活性與溫度的關系。下列敘述正確的是()A.隨著溫度的升高，酶的活性一直升高B.溫度在T2時比在T1時更適合酶的保存C.酶的空間結構在T1時比T3時破壞更嚴重D.溫度為T2時，酶降低活化能的作用最顯著【答案】D【解析】酶需要保存在低溫環(huán)境下，B錯誤；低溫抑制酶的活性，但不破壞酶的空間結構，而高溫會破壞酶的空間結構，C錯誤?！咀兪接柧殹咳鐖D曲線乙表示在最適溫度、最適pH條件下，反應物濃度與酶促反應速率的關系。據圖分析正確的是()A.酶量增加后，B點向左上方移動B.增大pH，重復該實驗，A、B點位置都不變C.限制曲線AB段反應速率的主要因素是反應物濃度D.B點后，升高溫度，酶活性增強，將呈現(xiàn)曲線丙所示變化【答案】C【解析】B點的限制因素是酶數(shù)量，故酶量增加后，反應速率增大，B點向右上方移動，A錯誤；曲線乙表示在最適溫度、最適pH條件下，因此如果增大pH，酶的活性會下降，A、B點位置都會下移，B錯誤；在曲線AB段反應速率與反應物濃度呈正相關，因此限制曲線AB段反應速率的主要因素是反應物濃度，C正確；曲線乙是在最適溫度條件下進行的，如果在B點后升高溫度，酶活性將會下降，反應速率應下降，不會呈現(xiàn)曲線丙所示變化，D錯誤?？枷?結合與酶有關的實驗探究，考查科學探究例3.下列有關酶的探究實驗的敘述，合理的是()選項探究內容實驗方案A酶的高效性用FeCl3和過氧化氫酶分別催化等量H2O2分解，待H2O2完全分解后，檢測產生的氣體總量B酶的專一性用淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解，用碘液檢測C溫度對酶活性的影響用淀粉酶分別在熱水、冰水和常溫下催化淀粉水解，反應相同時間后，檢測淀粉分解程度DpH對酶活性的影響用H2O2酶在不同pH條件下催化H2O2分解，用斐林試劑檢測【答案】C【解析】H2O2完全分解產生的氣體總量是由底物量決定的，該實驗方案不能用來探究酶的高效性，A錯誤；碘液無法檢測蔗糖是否被水解，因此用淀粉酶催化淀粉和蔗糖的水解來探究酶的專一性時，應選用斐林試劑作為檢測試劑，B錯誤；斐林試劑是檢測還原糖的，用H2O2酶在不同pH條件下催化H2O2分解，沒有還原糖產生，因此該實驗不能用斐林試劑檢測，D錯誤?！咀兪接柧殹磕惩瑢W對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結果見下表。下列分析錯誤的是()組別pHCaCl2溫度(℃)降解率(%)①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分別表示有/無添加，反應物為Ⅰ型膠原蛋白。A．該酶的催化活性依賴于CaCl2B．結合①②組的相關變量分析，自變量為溫度C．該酶催化反應的最適溫度為70℃，最適pH為9D．尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物【答案】C【解析】分析②③組可知，沒有添加CaCl2，降解率為0，說明該酶的催化活性依賴于CaCl2，A正確；分析①②組變量可知，pH均為9，都添加了CaCl2，溫度分別為90℃、70℃，故自變量為溫度，B正確；②組酶的活性最高，此時pH為9，溫度為70℃，但由于分組較少，不能說明其最適溫度為70℃，最適pH為9，C錯誤；該實驗的反應物為Ⅰ型膠原蛋白，要確定該酶能否水解其他反應物還需補充實驗，D正確。1．（2024·浙江·高考真題）下列不屬于水在植物生命活動中作用的是（

）A．物質運輸?shù)牧己媒橘| B．保持植物枝葉挺立C．降低酶促反應活化能 D．緩和植物溫度變化【答案】C【分析】水是活細胞中含量最多的化合物，在細胞內以自由水和結合水的形式存在，結合水是細胞結構的重要組成成分，自由水是細胞內良好的溶劑，是化學反應的介質，自由水還是許多化學反應的反應物或者產物，自由水能自由移動，對于生物體內的營養(yǎng)物質和代謝廢物的運輸具有重要作用，自由水與結合水可以相互轉化，自由水與結合水比值升高，細胞代謝旺盛，抗逆性差，反之亦然?！驹斀狻緼、自由水可以自由流動，是細胞內主要的物質運輸介質，A正確；B、水可以保持植物枝葉挺立，B正確；C、降低酶促反應活化能的是酶，水不具有此功能，C錯誤；D、水的比熱容較大，能緩和植物溫度的變化，D正確。故選C。2．（2023·河北·高考真題）關于蛋白質空間結構的敘述，錯誤的是（

）A．淀粉酶在0℃時空間結構會被破壞 B．磷酸化可能引起蛋白質空間結構的變化C．氨基酸種類的改變可能影響蛋白質空間結構 D．載體蛋白在轉運分子時其自身構象會發(fā)生改變【答案】A【分析】蛋白質的變性：受熱、酸堿、重金屬鹽、某些有機物（乙醇、甲醛等）、紫外線等作用時蛋白質可發(fā)生變性，其空間結構發(fā)生改變，失去其生理活性。【詳解】A、低溫不會使蛋白質空間結構改變，淀粉酶本質為蛋白質，在0℃時空間結構不會被破壞，A錯誤；B、蛋白質分子與磷酸結合后，空間結構發(fā)生變化，活性也發(fā)生改變，B正確；C、氨基酸種類的改變會影響蛋白質中氨基酸的排列順序，進而可能影響蛋白質空間結構，C正確；D、載體蛋白在轉運分子時，需要與被轉運的分子結合，會發(fā)生自身構象的改變，D正確。故選A。3．（2024·浙江·高考真題）紅豆杉細胞內的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，進而促進紫杉醇的合成。低溫條件下提取PAL酶液，測定PAL的活性，測定過程如下表。下列敘述錯誤的是（

）A．低溫提取以避免PAL失活 B．30℃水浴1小時使苯丙氨酸完全消耗C．④加H2O補齊反應體系體積 D．⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應【答案】B【分析】1、酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)酶是蛋白質，極少數(shù)酶是RNA．2、酶的特性：高效性、專一性和作用條件溫和的特性．3、影響酶活性的因素主要是溫度和pH，在最適溫度（pH）前，隨著溫度（pH）的升高，酶活性增強；到達最適溫度（pH）時，酶活性最強；超過最適溫度（pH）后，隨著溫度（pH）的升高，酶活性降低．另外低溫酶不會變性失活，但高溫、pH過高或過低都會使酶變性失活．【詳解】A、溫度過高，酶失活，因此本實驗采用低溫提取，以避免PAL失活，A正確；B、因為試管2在②中加入了HCl，酶已經變性失活，故不會消耗底物苯丙氨酸，B錯誤；C、④加H2O，補齊了②試管1沒有加入的液體的體積，即補齊反應體系體積，保存無關變量相同，C正確；D、pH過低或過高酶均會失活，⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應，D正確。故選B。4．（2023·廣東·高考真題）中國制茶工藝源遠流長。紅茶制作包括萎凋、揉捻、發(fā)酵、高溫干燥等工序，其間多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素是紅茶風味形成的關鍵。下列敘述錯誤的是（

）A．揉捻能破壞細胞結構使多酚氧化酶與茶多酚接觸B．發(fā)酵時保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性C．發(fā)酵時有機酸含量增加不會影響多酚氧化酶活性D．高溫滅活多酚氧化酶以防止過度氧化影響茶品質【答案】C【分析】酶是活細胞產生的具有生物催化能力的有機物，大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA。酶的特性：高效性、專一性以及作用條件溫和的特性。【詳解】A、紅茶制作時揉捻能破壞細胞結構，使其釋放的多酚氧化酶與茶多酚接觸，A正確；B、發(fā)酵過程的實質就是酶促反應過程，需要將溫度設置在酶的最適溫度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能獲得更多的茶黃素，B正確；C、酶的作用條件較溫和，發(fā)酵時有機酸含量增加會降低多酚氧化酶的活性，C錯誤；D、高溫條件會使多酚氧化酶的空間結構被破壞而失活，以防止過度氧化影響茶品質，D正確。故選C。5．（2022·廣東·高考真題）某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結果見下表。下列分析錯誤的是（

）組別pHCaCl2溫度（℃）降解率（%）①9+9038②9+7088③9-700④7+7058⑤5+4030注：+/-分別表示有/無添加，反應物為Ⅰ型膠原蛋白A．該酶的催化活性依賴于CaCl2B．結合①、②組的相關變量分析，自變量為溫度C．該酶催化反應的最適溫度70℃，最適pH9D．尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物【答案】C【分析】分析表格信息可知，降解率越高說明酶活性越高，故②組酶的活性最高，此時pH為9，需要添加CaCl2，溫度為70℃。【詳解】A、分析②③組可知，沒有添加CaCl2，降解率為0，說明該酶的催化活性依賴于CaCl2，A正確；B、分析①②變量可知，pH均為9，都添加了CaCl2，溫度分別為90℃、70℃，故自變量為溫度，B正確；C、②組酶的活性最高，此時pH為9，溫度為70℃，但由于溫度梯度、pH梯度較大，不能說明最適溫度為70℃，最適pH為9，C錯誤；D、該實驗的反應物為Ⅰ型膠原蛋白，要確定該酶能否水解其他反應物還需補充實驗，D正確。故選C?！绢}后悟道·方法】6．（2024·廣東·高考真題）現(xiàn)有一種天然多糖降解酶，其肽鏈由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式連接而成。研究者將各段序列以不同方式構建新肽鏈，并評價其催化活性，部分結果見表。關于各段序列的生物學功能，下列分析錯誤的是（）肽鏈纖維素類底物褐藻酸類底物W1W2S1S