新高考2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)講義第3單元第1課時(shí)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶新人教版

PAGEPAGE1第1課時(shí)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課標(biāo)要求說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響。考點(diǎn)一酶的本質(zhì)、作用及特性1．酶的作用及本質(zhì)(1)酶的本質(zhì)源于必修1P79“關(guān)于酶本質(zhì)的探究”：巴斯德認(rèn)為釀酒中的發(fā)酵是由酵母菌細(xì)胞的存在所致，沒有活細(xì)胞就不能產(chǎn)生酒精；李比希卻認(rèn)為引起發(fā)酵的只是酵母菌細(xì)胞中的某些物質(zhì)，不肯定須要活的細(xì)胞。請你利用酵母菌細(xì)胞、研磨和過濾裝置、葡萄糖溶液等材料設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)來結(jié)束這一爭辯。提示將酵母菌細(xì)胞研磨粉碎、加水?dāng)嚢韬筮^濾，將提取液加入葡萄糖溶液中，也能產(chǎn)生酒精，說明引起發(fā)酵的是一種化學(xué)物質(zhì)(模擬畢希納的試驗(yàn))。(2)酶的作用原理①表示無酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所須要的活化能是AC段。②表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所須要的活化能是BC段。③表示酶降低的活化能是AB段。2．酶的特性(1)高效性①含義解讀：與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。②作用實(shí)質(zhì)：酶和無機(jī)催化劑一樣，只能縮短到達(dá)化學(xué)平衡所須要的時(shí)間，不能改變更學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。因此，酶不能變更最終生成物的量。(2)專一性①含義解讀：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。②曲線解讀：酶A可催化底物水解，酶B則與“無酶”相同，說明酶催化具有專一性。③模型解讀(3)作用條件較溫柔曲線解讀：在最相宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、過堿等條件會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。3.酶促反應(yīng)速率的影響曲線分析(1)酶促反應(yīng)產(chǎn)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線(2)溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響據(jù)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(yīng)溶液pH(溫度)的變更不影響酶作用的最適溫度(pH)。(3)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響①底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響②酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響特殊提示(1)酶促反應(yīng)速率與酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反應(yīng)速率表示。(2)溫度和pH通過影響酶活性，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。底物濃度和酶濃度是通過影響底物和酶的接觸，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率，但并未變更酶活性。(3)同一個(gè)體不同細(xì)胞中，酶的種類和數(shù)量不完全相同，對于同一個(gè)細(xì)胞而言，在不同的時(shí)期或生理狀態(tài)下，細(xì)胞中酶的種類和數(shù)量也會(huì)發(fā)生變更。(1)源于必修1P84“相關(guān)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(jìn)入小腸后還能發(fā)揮作用嗎？為什么？提示不能。因?yàn)闆]有了相宜的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(xué)·技術(shù)·社會(huì)”：溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合運(yùn)用，能增加抗生素的療效?？枷蛞幻傅谋举|(zhì)、作用與特性的綜合分析1．(2024·?？诟呷M)下列關(guān)于酶的敘述正確的是()①酶具有催化作用，并都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色②酶通過供應(yīng)反應(yīng)所需的活化能提高反應(yīng)速率③蛋白酶能催化不同的蛋白質(zhì)水解，因此酶不具有專一性④細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，主要由酶的高效性確定⑤酶是由具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的⑥酶既可作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物A．③⑤⑥B．②③⑥C．③⑥D(zhuǎn)．⑥答案D解析酶大部分是蛋白質(zhì)、少量是RNA，蛋白質(zhì)類的酶能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，RNA類的酶不能，①錯(cuò)誤；酶的作用原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，②錯(cuò)誤；酶的專一性是指：酶能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，③錯(cuò)誤；細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行與酶的專一性有關(guān)，④錯(cuò)誤；幾乎全部活細(xì)胞均能產(chǎn)生酶，⑤錯(cuò)誤；酶催化相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)時(shí)屬于催化劑，酶被分解時(shí)作為反應(yīng)的底物，⑥正確。2．溫度會(huì)影響酶促反應(yīng)速率，其作用機(jī)理可用下圖坐標(biāo)曲線表示。其中a表示底物分子具有的能量，b表示溫度對酶空間結(jié)構(gòu)的影響，c表示酶促反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系。下列說法正確的是()A．隨著溫度的上升，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)共同作用的結(jié)果D．酶適于低溫保存，緣由是底物分子的能量低答案C解析由圖可知，隨著溫度的上升，底物分子具有的能量增加，A錯(cuò)誤；處于曲線c中1、2位點(diǎn)酶促反應(yīng)速率相等，但酶分子活性不肯定相同，B錯(cuò)誤；由圖可知，底物分子的能量與酶空間結(jié)構(gòu)都會(huì)影響酶促反應(yīng)速率，C正確；酶適于低溫保存，緣由是低溫只是抑制酶活性，不會(huì)使酶變性失活，D錯(cuò)誤?？枷蚨复俜磻?yīng)速率的影響因素3．如圖所示為影響酶促反應(yīng)的溫度、pH和底物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系的曲線圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．影響乙曲線的因素是溫度，影響丙曲線的因素是pHB．甲曲線中，a點(diǎn)與b點(diǎn)限制酶促反應(yīng)速率的因素不相同C．乙曲線中，d點(diǎn)與f點(diǎn)酶的空間結(jié)構(gòu)都被破壞且不能復(fù)原D．丙曲線中，g點(diǎn)時(shí)對應(yīng)因素上升，酶的活性不能到達(dá)h點(diǎn)答案C解析分析題圖可知，甲曲線表示底物濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系，a點(diǎn)的限制因素是底物濃度，b點(diǎn)時(shí)底物達(dá)到飽和狀態(tài)，限制酶促反應(yīng)速率的因素不再是底物濃度；乙曲線是溫度對酶活性的影響曲線，d點(diǎn)是低溫條件，酶的活性很低，但是酶的空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞，溫度復(fù)原，酶的活性可復(fù)原，f點(diǎn)是高溫條件，高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，即使溫度降低，酶的空間結(jié)構(gòu)也不能復(fù)原；丙曲線是pH對酶活性的影響曲線，g點(diǎn)時(shí)pH過低，酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，pH上升，酶的活性不能復(fù)原，故不能到達(dá)h點(diǎn)。4．下圖為最適溫度下酶促反應(yīng)曲線，Km表示反應(yīng)速率為1/2Vmax時(shí)的底物濃度。競爭性抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相像，可與底物競爭性結(jié)合酶的活性部位；非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位不行逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能丟失。下列分析正確的是()A．適當(dāng)上升溫度，Vmax和Km均會(huì)增大B．加入非競爭性抑制劑，Vmax降低C．加入競爭性抑制劑，Km值降低D．Km值越大，酶與底物親和力越高答案B解析由題干可知，圖中曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變更，溫度高于或低于最適溫度，反應(yīng)速率都會(huì)變慢，故適當(dāng)上升溫度，Vmax會(huì)減小，A錯(cuò)誤；非競爭性抑制劑與酶的非活性部位不行逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能丟失，反應(yīng)物不能與活性部位結(jié)合，故加入非競爭性抑制劑，導(dǎo)致Vmax降低，B正確；競爭性抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相像，可與底物競爭酶的活性部位，從而降低底物與酶結(jié)合的機(jī)會(huì)，使反應(yīng)速率降低，故加入競爭性抑制劑，會(huì)導(dǎo)致Km值增大，C錯(cuò)誤；Km表示反應(yīng)速率為1/2Vmax時(shí)的底物濃度，酶與底物親和力越高，酶促反應(yīng)速率越大，則Km值越小；說明Km值越大，酶與底物親和力越低，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素1．探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用(1)試驗(yàn)步驟試管編號(hào)12注入可溶性淀粉溶液2mL－注入蔗糖溶液－2mL注入簇新的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保溫5min新配制的斐林試劑2mL2mL沸水浴煮沸1min試驗(yàn)現(xiàn)象有磚紅色沉淀沒有磚紅色沉淀(2)試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：1號(hào)試管有磚紅色沉淀生成，說明產(chǎn)生了還原糖，淀粉被水解，2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明蔗糖沒有被水解。結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有專一性。(3)上述試驗(yàn)中不能(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因?yàn)榈庖褐荒軝z測淀粉是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會(huì)使碘液變色。(4)該試驗(yàn)的自變量是底物的種類；因變量是底物是否被淀粉酶水解。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是探究同一種酶是否能催化不同底物水解。2．探究溫度對酶活性的影響(1)試驗(yàn)原理①反應(yīng)原理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，依據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來推斷酶的活性。(2)試驗(yàn)步驟和結(jié)果取6支試管，分別編號(hào)為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進(jìn)行以下操作。試管編號(hào)11′22′33′試驗(yàn)步驟一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃溫水中水浴5min在沸水中水浴5min三1與1′試管內(nèi)液體混合，搖勻2與2′試管內(nèi)液體混合，搖勻3與3′試管內(nèi)液體混合，搖勻四在冰水中水浴數(shù)分鐘在60℃溫水中水浴數(shù)分鐘在沸水中水浴數(shù)分鐘五取出試管，分別滴加2滴碘液，搖勻，視察現(xiàn)象試驗(yàn)現(xiàn)象呈藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn)呈藍(lán)色結(jié)論酶發(fā)揮催化作用須要相宜的溫度條件，溫度過高或過低都會(huì)影響酶活性3.探究pH對酶活性的影響(1)試驗(yàn)原理①反應(yīng)原理(用反應(yīng)式表示)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O2的生成速率，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的狀況來檢驗(yàn)O2的生成速率。(2)試驗(yàn)步驟和結(jié)果序號(hào)試驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液2mL2mL2mL4視察試驗(yàn)現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡產(chǎn)生5將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)(液面的上方)燃燒猛烈燃燒較弱燃燒較弱1．試驗(yàn)材料選擇時(shí)的留意事項(xiàng)(1)在探究溫度對酶活性的影響試驗(yàn)中，能否選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作為試驗(yàn)材料？提示不能，因?yàn)檫^氧化氫(H2O2)在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會(huì)加快，從而影響試驗(yàn)結(jié)果，所以不能選擇過氧化氫和過氧化氫酶作為試驗(yàn)材料。(2)在探究pH對酶活性的影響試驗(yàn)中，能否選用淀粉和淀粉酶作為試驗(yàn)材料？提示不能，因?yàn)樵谒嵝詶l件下淀粉分解也會(huì)加快，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。(3)在探究溫度對蛋白酶活性的影響試驗(yàn)中，宜選用蛋白塊(填“蛋白質(zhì)溶液”或“蛋白塊”)作為反應(yīng)底物，同時(shí)探究酶活性的觀測指標(biāo)是相同時(shí)間內(nèi)蛋白塊體積的變更。2．試驗(yàn)步驟和結(jié)果檢測的留意事項(xiàng)(1)在探究溫度對酶活性的影響試驗(yàn)中，底物和酶溶液應(yīng)在何時(shí)進(jìn)行混合？提示先分別在預(yù)設(shè)的溫度中保溫一段時(shí)間后再混合，保證反應(yīng)從一起先就是預(yù)設(shè)的溫度。(2)在探究pH對酶活性的影響試驗(yàn)中，宜先保證酶的最適溫度(解除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至試驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸，不宜在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。(3)若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不能選用斐林試劑的緣由是？提示因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)須要水浴加熱，而該試驗(yàn)中需嚴(yán)格限制溫度?？枷蛱骄棵傅膶Ｒ恍?、高效性及影響酶活性的因素5．為探究影響酶活性的因素、驗(yàn)證酶的專一性和高效性等，某同學(xué)設(shè)計(jì)了4套方案，如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是()方案催化劑底物pH溫度①胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白塊中性室溫②淀粉酶淀粉、蔗糖相宜相宜③蛋白酶蛋白質(zhì)相宜不同溫度④過氧化氫酶、氯化鐵溶液過氧化氫強(qiáng)酸性室溫A.方案①的目的是探究pH對酶活性的影響，自變量是酶的種類B．方案②的目的是驗(yàn)證淀粉酶的專一性，可用斐林試劑檢測C．方案③的目的是驗(yàn)證溫度對酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測D．方案④的目的是驗(yàn)證酶的高效性，加酶的一組產(chǎn)生氣泡數(shù)較多答案B解析在探究pH對酶活性的影響試驗(yàn)中，自變量是pH，A錯(cuò)誤；淀粉酶能將淀粉分解，不能將蔗糖分解，利用斐林試劑檢測生成物可以達(dá)到目的，B正確；由于蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，故不能用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)是否被分解，C錯(cuò)誤；在高溫、過酸、過堿的條件下，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶變性失活，因此強(qiáng)酸性條件下，過氧化氫酶失活，不能用于驗(yàn)證酶的高效性，D錯(cuò)誤。6．(2024·大同市高三模擬)絲瓜果肉中鄰苯二酚等酚類物質(zhì)在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物質(zhì)，褐色物質(zhì)在410nm可見光下有較高的吸光值(OD值)，且褐色物質(zhì)越多，OD值越高。經(jīng)測定PPO的最適pH為5.5?？茖W(xué)家利用絲瓜果肉的PPO粗提液、鄰苯二酚、必需的儀器等探究溫度對PPO活性的影響，試驗(yàn)結(jié)果如下圖。下列說法正確的是()A．試驗(yàn)過程中應(yīng)將酶和底物混合后在相應(yīng)溫度下保溫B．應(yīng)運(yùn)用pH為5.5的緩沖液配制PPO提取液和鄰苯二酚溶液C．絲瓜果肉PPO粗提液的制備和保存應(yīng)在35℃條件下進(jìn)行D．可在35～40℃間設(shè)置溫度梯度試驗(yàn)以更精確測定PPO的最適溫度答案B解析試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)將酶和底物先分別放在相應(yīng)的溫度條件下一段時(shí)間，再將相應(yīng)溫度下的酶和底物混合，因?yàn)槊妇哂懈咝?，若先將酶和底物混?反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行)，再放于相應(yīng)溫度下保溫，得不到相應(yīng)的試驗(yàn)效果，A錯(cuò)誤；因?yàn)樵摱喾友趸?PPO)的最適pH為5.5，pH是無關(guān)變量，在試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持酶在最適pH下反應(yīng)，因此該試驗(yàn)應(yīng)運(yùn)用pH為5.5的緩沖液配制PPO提取液和鄰苯二酚溶液，B正確；酶在高溫下會(huì)失活，要保證多酚氧化酶(PPO)的結(jié)構(gòu)不受破壞，須要在低溫下保存，C錯(cuò)誤；35℃時(shí)多酚氧化酶(PPO)活性為各組中的最高，為了更精確測定PPO的最適溫度，應(yīng)在30～40℃之間設(shè)置溫度梯度，D錯(cuò)誤。重溫高考真題演練1．(2024·海南，8)下列關(guān)于胰蛋白酶和胰島素的敘述，正確的是()A．都可通過體液運(yùn)輸?shù)饺鞡．都在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用C．發(fā)揮作用后都馬上被滅活D．都能在常溫下與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)答案D解析胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通過導(dǎo)管運(yùn)輸至消化道內(nèi)發(fā)揮作用，而胰島素由胰島B細(xì)胞分泌，可通過血液運(yùn)輸至全身，A錯(cuò)誤；胰蛋白酶在消化道內(nèi)發(fā)揮作用，而胰島素通過與靶細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，進(jìn)而調(diào)整靶細(xì)胞的代謝活動(dòng)，二者均不在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，B錯(cuò)誤；胰蛋白酶在催化反應(yīng)前后性質(zhì)不變更，胰島素發(fā)揮作用后會(huì)被滅活，C錯(cuò)誤；胰蛋白酶和胰島素的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，都能在常溫下與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，D正確。2．(2024·北京，4)用簇新制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進(jìn)行分解H2O2的試驗(yàn)，兩組試驗(yàn)結(jié)果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20℃條件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結(jié)果。與第1組相比，第2組試驗(yàn)只做了一個(gè)變更。第2組試驗(yàn)提高了()A．懸液中酶的濃度 B．H2O2溶液的濃度C．反應(yīng)體系的溫度 D．反應(yīng)體系的pH答案B解析提高酶的濃度能夠提高反應(yīng)速率，不能提高生成氧氣的量，A錯(cuò)誤；提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，可使產(chǎn)物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以加快反應(yīng)速率，不能提高產(chǎn)物的量，C錯(cuò)誤；變更反應(yīng)體系的pH，可以變更反應(yīng)速率，不能提高產(chǎn)物的量，D錯(cuò)誤。3．(2016·全國Ⅰ，3)若除酶外全部試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的試驗(yàn)中，下列操作依次合理的是()A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量B．加入底物→加入酶→計(jì)時(shí)→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量D．加入底物→計(jì)時(shí)→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量答案C解析測定酶活力的影響因素時(shí)，在變更被探究因素之前，務(wù)必防止酶與底物混合，C項(xiàng)所述操作依次正確。4．(2024·湖北，2)很久以前，勤勞的中國人就獨(dú)創(chuàng)了制飴(麥芽糖)技術(shù)，這種技術(shù)在民間沿用至今。麥芽糖制作的大致過程如圖所示。下列敘述正確的是()A．麥芽含有淀粉酶，不含麥芽糖B．麥芽糖由葡萄糖和果糖結(jié)合而成C．55～60℃保溫可抑制該過程中細(xì)菌的生長D．麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低答案C解析在麥芽中存在麥芽糖，A錯(cuò)誤；麥芽糖由2分子葡萄糖脫水縮合而成，B錯(cuò)誤；一般而言，植物體內(nèi)酶的最適溫度高于動(dòng)物，故麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度高，D錯(cuò)誤。5．(2016·全國Ⅱ，29)為了探討溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)試驗(yàn)組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如下圖。回答下列問題：(1)三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是___________________________________組。(2)在時(shí)間t1之前，假如A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)________。(3)假如在時(shí)間t2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t3時(shí)，C組產(chǎn)物總量______，緣由是____________________________________________________________________。(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)。答案(1)B(2)加快(3)不變60℃條件下，t2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高效性和專一性解析(1)曲線圖顯示：在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，40℃時(shí)反應(yīng)到達(dá)反應(yīng)平衡時(shí)間最短，說明酶的活性最高，而B組限制的溫度是40℃。(2)A組限制的溫度是20℃。在時(shí)間t1之前，假如A組溫度提高10℃，因酶的活性增加，A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。(4)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性、專一性和作用條件較溫柔的特性。一、易錯(cuò)辨析1．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物(√)2．酶分子在催化反應(yīng)完成后馬上被降解成氨基酸(×)3．酶供應(yīng)了反應(yīng)過程中所必需的活化能(×)4．酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)(√)5．纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁(×)6．酸既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解(√)二、填空默寫1．(必修1P78)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵伟l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所須要的能量。2．(必修1P78)與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。3．(必修1P81)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。4．(必修1P82)酶的專一性是指：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的專一性是分不開的。5．(必修1P84)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫柔的條件下進(jìn)行的。6．(必修1P84)過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。低溫下酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此，酶制劑相宜在低溫下保存。課時(shí)精練一、選擇題1．(2024·濟(jì)南市歷城其次中學(xué)高三質(zhì)檢)下列試驗(yàn)中，溫度屬于無關(guān)變量的是()①證明酶具有專一性的試驗(yàn)中，將試驗(yàn)溫度設(shè)置為酶的最適溫度②比較過氧化氫在不同條件下分解的試驗(yàn)，其中一支試管的溫度設(shè)置為90℃③探究溫度對唾液淀粉酶活性影響的試驗(yàn)，設(shè)置0℃、37℃、100℃三種溫度④用過氧化氫作為底物驗(yàn)證酶具有催化作用時(shí)，兩組試驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行A．①②B．①②③C．①④D．①③④答案C解析②比較過氧化氫在不同條件下分解的試驗(yàn)，其中一支試管的溫度設(shè)置為90℃，此時(shí)的溫度屬于自變量，②錯(cuò)誤；③探究溫度對唾液淀粉酶活性影響的試驗(yàn)，溫度屬于自變量，③錯(cuò)誤。2．(2024·大連市高三模擬)眾所周知，氨基酸本身的化學(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)定，無催化活性。但當(dāng)它與磷酸作用合成磷酰氨基酸時(shí)就變得極其活潑，具有了催化劑的功能。中科院院士、清華高校趙玉芬教授已經(jīng)合成了幾十種具有催化功能的磷酰氨基酸，并將其稱為“微型酶”，為模擬酶的探討和合成開拓了一個(gè)嶄新的途徑和領(lǐng)域。下列有關(guān)敘述正確的是()A．“微型酶”只含有C、H、O、N四種元素B．“微型酶”的合成場所為核糖體C．“微型酶”可與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色D．“微型酶”能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能答案D解析據(jù)題干信息可知，氨基酸與磷酸作用合成磷酰氨基酸時(shí)就變得極其活潑，具有了催化劑的功能，所以“微型酶”還含有P元素，A錯(cuò)誤；“微型酶”的組成是氨基酸和磷酸結(jié)合，是在細(xì)胞外人工合成的，不是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，B錯(cuò)誤；“微型酶”的本質(zhì)是氨基酸的衍生物，不含有肽鍵，所以不會(huì)與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，C錯(cuò)誤。3．真菌分泌的植酸酶作為畜禽飼料添加劑，可提高飼料利用率?？蒲腥藛T對真菌產(chǎn)生的兩種植酸酶在不同pH條件下活性的差異進(jìn)行探討，結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．植酸酶只能在活細(xì)胞中產(chǎn)生，可在細(xì)胞外發(fā)揮作用B．真菌合成的植酸酶須要經(jīng)高爾基體參加，才能轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外C．植酸酶A的最適pH為2或6，植酸酶B的最適pH為6D．兩種酶相比，植酸酶A更適合添加在家畜飼料中答案C解析pH為2時(shí)，植酸酶A的相對活性較高，但不是其最適pH，植酸酶A和B在pH為6時(shí)，酶的活性均最高，故植酸酶A和植酸酶B的最適pH均為6，C錯(cuò)誤。4．酶是一類極為重要的生物催化劑。由于酶的作用，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)在極為溫柔的條件下也能高效和特異地進(jìn)行，依據(jù)蛋白酶的化學(xué)組成可分為單純酶和結(jié)合酶兩類。單純酶分子中只有氨基酸殘基組成的肽鏈。結(jié)合酶分子中則除了多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，還有非蛋白成分，如金屬離子、鐵卟啉或含B族維生素的小分子有機(jī)物。下列有關(guān)酶的敘述錯(cuò)誤的是()A．單純酶的合成發(fā)生在核糖體上，該過程須要消耗能量B．在“探究酶的專一性”試驗(yàn)中，自變量肯定是酶的種類C．結(jié)合酶中缺少相應(yīng)的非蛋白成分，會(huì)導(dǎo)致活性降低乃至失活D．鋅元素是人體內(nèi)多種結(jié)合酶的組成元素，雖然鋅在細(xì)胞內(nèi)含量很少，但是其作用特別重要答案B解析在“探究酶的專一性”試驗(yàn)中，自變量可以是酶的種類，也可以是底物的種類，B錯(cuò)誤。5．酶的活性中心是指干脆將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的部位，它通常包括兩個(gè)部分：與底物結(jié)合的部分稱為結(jié)合中心；促進(jìn)底物發(fā)生化學(xué)變更的部分稱為催化中心。下列有關(guān)酶的活性中心的敘述，錯(cuò)誤的是()A．酶的結(jié)合中心確定酶的專一性B．酶的高效性與酶的催化中心有關(guān)C．低溫條件下，酶的催化中心結(jié)構(gòu)不變，而結(jié)合中心結(jié)構(gòu)發(fā)生了變更D．pH過高或過低可能會(huì)破壞酶的結(jié)合中心和催化中心的結(jié)構(gòu)答案C6．(2024·長春市高三模擬)某試驗(yàn)小組以干酪素(蛋白質(zhì))為底物探究不同pH對大菱鲆消化道中蛋白酶活性的影響，其他條件相同且相宜，試驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是()A．本試驗(yàn)可采納雙縮脲試劑來檢測干酪素的水解狀況B．在pH＝8條件下，胃蛋白酶的活性會(huì)比腸蛋白酶的高C．適當(dāng)上升溫度，三種蛋白酶水解干酪素的速率均將降低D．相同pH條件下，幽門盲囊蛋白酶比腸蛋白酶供應(yīng)活化能的作用更顯著答案C解析由于蛋白酶自身也是蛋白質(zhì)，故不能采納雙縮脲試劑來檢測干酪素的水解狀況，A錯(cuò)誤；由題圖可知，胃蛋白酶的最適pH為2，在pH＝8條件下，胃蛋白酶失活，B錯(cuò)誤；據(jù)題干信息可知，除pH外，“其他條件相同且相宜”，故適當(dāng)上升溫度，三種蛋白酶水解干酪素的速率均將降低，C正確；在相同pH條件下，幽門盲囊蛋白酶比腸蛋白酶的活性更高，降低活化能的作用更顯著，不能供應(yīng)活化能，D錯(cuò)誤。7．從小尾寒羊提取肌聯(lián)蛋白，探討肌聯(lián)蛋白的磷酸化和鈣離子濃度是否影響肌聯(lián)蛋白的降解。肌聯(lián)蛋白T1是未降解的蛋白，小于該分子量的蛋白條帶是降解后的蛋白，試驗(yàn)結(jié)果如圖。已知蛋白激酶A促進(jìn)肌聯(lián)蛋白發(fā)生磷酸化，堿性磷酸酶可以促進(jìn)磷酸化的肌聯(lián)蛋白發(fā)生去磷酸化。試驗(yàn)結(jié)果說明：鈣離子會(huì)促進(jìn)肌聯(lián)蛋白的降解，相同鈣離子濃度下，去磷酸化促進(jìn)肌聯(lián)蛋白的降解。與甲圖比較，乙圖只做了一個(gè)變更。乙組試驗(yàn)提高了()A．反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度B．肌聯(lián)蛋白的濃度C．反應(yīng)體系鈣離子濃度D．堿性磷酸酶濃度答案C8．競爭性抑制劑與被抑制活性的酶的底物通常有結(jié)構(gòu)上的相像性，其能與底物競爭結(jié)合酶分子上的活性中心，從而對酶活性產(chǎn)生可逆的抑制作用。圖1表示競爭性抑制劑干脆阻礙底物與酶結(jié)合的機(jī)理；圖2是有無競爭性抑制劑對酶促反應(yīng)速率的影響曲線。下列相關(guān)推斷正確的是()A．酶的活性中心能和競爭性抑制劑、底物同時(shí)結(jié)合B．競爭性抑制劑或底物與酶結(jié)合，不會(huì)導(dǎo)致酶失活C．競爭性抑制劑會(huì)增加化學(xué)反應(yīng)所需的活化能D．競爭性抑制劑的抑制作用不能通過增加底物濃度來解除答案B解析由圖1可知，酶的活性中心均能和競爭性抑制劑、底物結(jié)合，但不能同時(shí)結(jié)合，A錯(cuò)誤；據(jù)圖2中底物濃度增加時(shí)，酶促反應(yīng)速率加快可知，競爭性抑制劑或底物與酶結(jié)合，不會(huì)導(dǎo)致酶失活，B正確；競爭性抑制劑會(huì)抑制酶的活性，不會(huì)增加化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，C錯(cuò)誤；由圖2可知，當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到肯定程度時(shí)，酶促反應(yīng)速率與只有底物時(shí)接近，說明競爭性抑制劑的抑制作用能通過增加底物濃度來解除，D錯(cuò)誤。9．細(xì)胞代謝離不開酶的催化，酶的催化須要溫柔的環(huán)境條件。某課外活動(dòng)小組用淀粉酶探究pH對酶活性的影響時(shí)發(fā)覺，pH過低時(shí)淀粉水解速率也會(huì)加快，探究結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)試驗(yàn)的說法正確的是()A．由圖可推斷該淀粉酶在pH＝1時(shí)比pH＝3時(shí)活性肯定更高B．由試驗(yàn)結(jié)果分析可知，該淀粉酶的最適pH為7左右C．pH＝7時(shí)淀粉的剩余量明顯削減說明酶具有高效性D．若要探究該酶的最適溫度，需將酶與底物先混合，然后置于一系列溫度梯度條件下答案B解析pH＝1時(shí)比pH＝3時(shí)淀粉剩余量更少是因?yàn)樗峥梢源呋矸鄣乃?，而不是淀粉酶的活性pH＝1時(shí)比pH＝3時(shí)更高，A錯(cuò)誤；酶具有高效性應(yīng)當(dāng)有其他的催化劑作為比照時(shí)才能說明，C錯(cuò)誤；探究該酶最適溫度時(shí)，應(yīng)先將酶和底物分別在一系列溫度梯度下保溫，然后再將相同溫度下的酶和底物混合，D錯(cuò)誤。10．某小組為探討溫度對酶活性的影響，在t1、t2、t3溫度下，分別用淀粉酶水解淀粉，保溫相同時(shí)間后測定生成物的量分別為a、b、c，且b>a>c，溫度各上升相同幅度，重復(fù)上述試驗(yàn)，測定生成物的量分別為a′、b′、c′，且a′>a，b′>b，c>c′。下列相關(guān)分析正確的是()A．該淀粉酶的最適溫度在t1～t2之間B．當(dāng)溫度為t1時(shí)，可通過提高淀粉濃度來提高酶的活性C．當(dāng)溫度在t2～t3之間時(shí)，隨溫度上升酶的活性降低D．b>c是因?yàn)闇囟葹閠3時(shí)部分酶的空間結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變更答案D解析由題意分析可知，t2溫度低于最適溫度，且在三個(gè)溫度中最接近最適溫度，而t3溫度高于最適溫度，故最適溫度在t2～t3之間，A錯(cuò)誤；酶的活性受溫度和pH影響，與淀粉濃度無關(guān)，B錯(cuò)誤；上升溫度后b′>b，證明在t2時(shí)上升溫度，酶活性增加，C錯(cuò)誤；依據(jù)分析可知，最適溫度在t2～t3之間，所以t3時(shí)部分酶的空間結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變更，D正確。11．探討發(fā)覺酸可以催化蛋白質(zhì)、脂肪以及淀粉的水解。探討人員以蛋清為試驗(yàn)材料進(jìn)行了如下試驗(yàn)：下列相關(guān)說法正確的是()A．①②③過程中，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不變B．蛋清中的蛋白質(zhì)分子比蛋白塊a中的蛋白質(zhì)分子更簡單被蛋白酶水解C．處理相同時(shí)間，蛋白塊b明顯小于蛋白塊c，可證明與無機(jī)催化劑相比，酶具有高效性D．將鹽酸與蛋白酶、蛋白塊混合，可干脆測定蛋白酶在此pH下的催化效果答案C解析加熱和加酸均會(huì)使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，A錯(cuò)誤；加熱使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，更簡單被蛋白酶水解，B錯(cuò)誤；鹽酸會(huì)催化蛋白酶和蛋白塊的水解，鹽酸還會(huì)影響酶活性，從而影響試驗(yàn)效果，故不能干脆測定蛋白酶在此pH下的催化效果，D錯(cuò)誤。12．在日常生活中，削皮的土豆塊一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生褐變現(xiàn)象，這是土豆中的多酚氧化酶通過氧化多酚類物質(zhì)引起的。某同學(xué)用土豆和兒茶酚探究了溫度對酶活性的影響，試驗(yàn)步驟和結(jié)果如下表，下列相關(guān)敘述不正確的是()試驗(yàn)組別1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管4號(hào)試管5號(hào)試管試驗(yàn)步驟1試管各加入15mL1%兒茶酚溶液2將兒茶酚溶液和2g土豆塊分別放入相應(yīng)溫度的恒溫水浴鍋中5min0℃冰水浴25℃50℃75℃100℃3向兒茶酚溶液中加入土豆塊，振蕩后放回相應(yīng)溫度，10min后視察試驗(yàn)現(xiàn)象(褐變等級(jí))0131.50A.試驗(yàn)中兒茶酚的濃度、土豆塊大小、溫度屬于無關(guān)變量B．步驟2的目的是保證酶與底物結(jié)合時(shí)在試驗(yàn)預(yù)設(shè)溫度下C．試驗(yàn)結(jié)果顯示50℃條件下多酚氧化酶的活性較高D．剛削皮的土豆馬上用熱水快速處理可防止褐變現(xiàn)象發(fā)生答案A解析試驗(yàn)中溫度屬于自變量，兒茶酚的濃度、土豆塊大小屬于無關(guān)變量，A錯(cuò)誤。二、非選擇題13．(2024·濰坊試驗(yàn)中學(xué)高三模擬)某生物愛好小組為了探究pH對某種酶活性的影響，做了如下試驗(yàn)。請結(jié)合試驗(yàn)回答問題：試驗(yàn)步驟：一、取3支干凈的試管，編號(hào)為A、B、C，分別加入等量的酶溶液；二、在每支試管中加入等量的底物溶液；三、在A、B、C試管中加入等量的緩沖液，使pH分別穩(wěn)定在5.0、7.0、9.0；四、將3支試管置于不同的溫度下，定時(shí)檢測產(chǎn)物濃度。(1)上述試驗(yàn)步驟中存在兩處明顯錯(cuò)誤，請更正：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在試驗(yàn)操作正確的狀況下，試驗(yàn)結(jié)果如圖。①該試驗(yàn)中酶促反應(yīng)速率用_______________________________________________表示。試驗(yàn)起先1min后A組產(chǎn)物濃度不再增加的緣由是___________________________________。②為進(jìn)一步探究該酶作用的最適pH，應(yīng)在pH為________范圍開展試驗(yàn)。請寫出試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：___________________