第10讲 降低化学反应活化能的酶-备战2025年高考生物一轮复习情境教学精讲课件

第 10 讲 降低化学反应活化能的酶 2025高考一轮复习精讲 考点 五年考情（2020-2024） 命题趋势 考点1 酶本质、作用、特性及其影响酶活性的因素（5年5考） 2024·广东、浙江、河北、江西、湖南、全国2023·广东、全国、浙江2022·全国、广东、湖南、浙江2021·湖北、湖南、浙江2020·浙江 从近五年全国各地的高考试题来看，酶专题常出现的考点：酶常通过曲线分析、实验结果的分析等形式结合实验探究一起考查。创设的情境相对复杂,综合考查获取信息、分析问题的能力。此部分内容集中在选择题部分考察，五年来只有湖北21年卷出过一道非选择题。 目录 考点一 酶的作用和本质 考点二　酶的特性及影响酶促反应的因素 考点三　实验:探究酶催化的高效性和专一性 考点四　实验:探究影响酶活性的因素 经典真题·明考向 备用习题 酶的作用和本质 考点一 4 考点情境 (2022·全国乙卷，改编)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有,“－”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 反应物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － (1)该酶的蛋白质组分有催化活性吗？为什么？ 没有。第③组和第⑤组对照，无关变量是反应物和蛋白质组分，自变量是Mg2＋浓度，无论是高浓度Mg2＋条件下还是低浓度Mg2＋条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性。 考点情境 (2022·全国乙卷，改编)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有,“－”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 反应物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － (2)RNA组分在什么条件下具有催化活性？判断的依据是什么？ 高浓度Mg2＋条件下具有催化活性。第②组和第④组对照，无关变量是反应物和RNA组分，自变量是Mg2＋浓度，第④组在高浓度Mg2＋条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2＋条件下，没有产物生成，说明在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性。　 (4)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。 (1)无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是_____。 (2)ca、bc段含义分别_______________________ _________________________________________。 (3)ab段表示的含义是 。 (4)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b 点在纵轴上将_______移动。 Y、X　 无酶催化条件下反应所需 要的活化能、酶催化条件下反应所需要的活化能 向上　 酶降低的活化能 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。 (4)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。 BC AB 温和 【任务1】 如图表示在无酶和酶P催化下某化学反应的能量变化过程，完成以下问题并总结酶的作用机理 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 2025高考一轮复习精讲 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。 必备知识 易错辨析 考向突破 归纳提示 (2)作用机理： 降低化学反应的活化能　 (1)活化能： 活化能 常态 终态 活跃状态 反应物 【任务1】 如图表示在无酶和酶P催化下某化学反应的能量变化过程，完成以下问题并总结酶的作用机理 2025高考一轮复习精讲 考点情境 (2022·全国乙卷，改编)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有,“－”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 反应物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － (3)人体内的端粒酶也是由RNA和蛋白质组成，与酶P不同的是，端粒酶由催化蛋白和RNA模板构成，可以修复损伤的端粒DNA。请写出端粒的成分_____________，推测端粒酶应该是一种_________酶，该过程与复制相比特有的碱基配对方式为_________。 DNA和蛋白质　 U-A 逆转录 9 科学家 发现 巴斯德 李比希 毕希纳 从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质 发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。 切赫、奥尔特曼 萨姆纳 糖类变成酒精必须有活酵母菌细胞的参与 糖类变成酒精必须要酵母菌细胞死亡并释放其中的某些物质 将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶 完成下表，了解P酶，端粒酶的组成成分的发现过程 【任务2】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 2025高考一轮复习精讲 化学本质 绝大多数是 ________ 少数是_____ 合成原料 ________ ____________ 合成场所 ________ 主要是细胞核 (真核细胞) 来源 一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体外均可 生理功能 蛋白质　 RNA　 氨基酸　 核糖核苷酸　 核糖体　 催化作用(唯一功能)　 根据P酶，端粒酶的特点总结酶的本质与作用 【任务3】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 2025高考一轮复习精讲 (必修1 P80拓展应用，改编)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。 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 细节拾遗 2025高考一轮复习精讲 1.(2024·辽宁大连模拟)氨基酸本身的化学性质十分稳定，无催化活性。但当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能。中科院院士、清华大学教授赵玉芬已经合成了几十种具有催化功能的磷酰氨基酸，并将其称为“微型酶”，为模拟酶的研究和合成开辟了一个崭新的途径和领域。下列有关叙述正确的是(　　) A.“微型酶”只含有C、H、O、N四种元素 B.“微型酶”的合成场所为核糖体 C.“微型酶”可与双缩脲试剂反应呈紫色 D.“微型酶”能降低化学反应的活化能 D 考向一：酶的作用和本质 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 2025高考一轮复习精讲 【解析】D　根据题干信息可知，氨基酸与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能，所以“微型酶”还含有P，A错误；“微型酶”的组成是氨基酸和磷酸，是在细胞外人工合成的，不是在细胞内进行的，B错误；“微型酶”的本质是氨基酸的衍生物，不含有肽键，所以不会与双缩脲试剂反应，C错误；“微型酶”可以催化化学反应，所以可以降低化学反应的活化能，D正确。 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 2025高考一轮复习精讲 D 考向一：酶的作用和本质 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 2.[2023·广东广州黄埔区三模] 在生物体内,酶是具有催化作用的有机物。下列关于酶的叙述,错误的是 (　 ) A.过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质 B.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成 C.胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关 D.淀粉酶和盐酸通过降低反应物的活化能催化淀粉水解 [解析]淀粉酶和盐酸都能降低化学反应的活化能而非降低反应物的活化能， D错误。 2025高考一轮复习精讲 酶的特性 考点二 16 考点情境 (2022·全国乙卷，改编)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有,“－”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 反应物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － (4)与无机催化剂相比，酶的催化作用有什么特点 高效性、专一性和作用条件较温和 (5)研究发现，若在高温和低温时，降解率都较低，原因分别是?。 高温时,酶的空间结构被破坏,酶活性降低;低温时,酶活性被抑制,酶活性降低 与无机催化剂相比，酶具有_______________。 使细胞代谢_____________进行。 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 高效性　 快速　 生成物浓度 加酶 加无机催化剂 未加催化剂 时间 平衡点 a b c 曲线a、b对比说明酶具有 。 曲线a、c对比说明酶具有 。 曲线a、b、c对比说明酶只能： 。 。 高效性 催化作用 缩短达到化学平衡所需要的时间， 不能改变化学反应的平衡点 (1)高效性： 含义： 意义： 结合以下曲线和模型，总结酶的特性及意义 【任务4】 考点二 酶的特性 18 图中A表示______，B表示___________________，E、F表示_______________________，C、D表示不能被A催化的物质。 酶 被A催化的反应物 B被分解后产生的物质 结合以下曲线和模型，总结酶的特性及意义 【任务4】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点二 酶的特性 19 每一种酶只能催化___________________化学反应。 一种或一类　 有条不紊　 (2)专一性： 含义： 意义： 使细胞代谢能够_________________地进行。 只有酶A能催化___________参与的反应，说明酶具有专一性。 反应物A 反应速率 反应物A浓度 酶A 酶B 在反应物A中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A能催化反应物A参与的反应 在反应物A中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化反应物A参与的反应 结合以下曲线和模型，总结酶的特性及意义 【任务4】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点二 酶的特性 20 (3)酶的作用条件较温和 t/℃ 最适温度 酶促反应速率 PH 最适PH 酶促反应速率 酶所催化的化学反应一般是在________的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，都会使酶的________遭到破坏，使酶永久______。低温只是使酶的活性____，但酶的 ，在适宜的温度下酶的活性会升高。 比较温和　 空间结构　 失活　 降低　 空间结构稳定 结合以下曲线和模型，总结酶的特性及意义 【任务4】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点二 酶的特性 盐酸 (1)(必修1 P84相关信息，改编)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)(必修1 P84与社会的联系)20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用________催化淀粉水解的方法来生产的。 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 细节拾遗 考点二 酶的特性 1.(2024·湖南师大附中校考)科学家提取到的第一份纯酶结晶是脲酶，与没有催化剂相比，适宜条件下，脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍。幽门螺杆菌是一种与胃部疾病密切相关的细菌，常寄生于胃黏膜组织中，通过分泌脲酶水解尿素产生氨。下列相关叙述错误的是(　　) A.脲酶只能够催化尿素分解，说明脲酶具有专一性 B.幽门螺杆菌核糖体合成脲酶所需ATP来自细胞质 C.与没有催化剂相比，脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍，说明脲酶具有高效性 D.幽门螺杆菌产生的NH3可以抵抗胃酸杀灭作用,同时也会导致人“口气”重 C 考向一：酶的特性 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 考点二 酶的特性 【解析】C　脲酶只能够催化尿素分解符合酶专一性的含义，A正确；幽门螺杆菌是原核生物，没有线粒体，呼吸作用发生在细胞质基质，ATP直接来自细胞质基质，细胞生命活动所需能量直接来自ATP，B正确；与没有催化剂相比，适宜条件下，脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍，说明脲酶具有催化功能，若要证明脲酶具有高效性，需与无机催化剂相比，C错误；幽门螺杆菌产生的NH3可以中和胃酸而抵抗胃酸的杀灭作用，同时也会从口腔挥发出氨气的味道，导致人“口气”重，D正确。 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 考点二 酶的特性 C 考向一：酶的特性 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 2.[2023·吉林长春质监] 玉米加工过程产生的剩余废料中含有玉米蛋白,直接丢弃不仅浪费资源,还污染环境。某科研小组为提高玉米蛋白的利用率,利用中性蛋白酶和碱性蛋白酶对玉米蛋白进行水解,并将其加工成玉米蛋白肽。下图表示两种蛋白酶在不同条件下水解玉米蛋白的实验结果,下列有关叙述错误的是 (　 ) A.蛋白酶只能催化蛋白质的水解,不能催化淀粉的水解 B.可用两种蛋白酶水解玉米蛋白的反应速率表示酶活性 C.中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适pH和最适温度均不同 D.碱性蛋白酶更适合用来催化玉米蛋白水解生产蛋白肽 考点二 酶的特性 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 [解析]酶具有专一性,蛋白酶不能催化淀粉的水解,淀粉酶才能催化淀粉的水解,A正确; 酶催化特定化学反应的能力称为酶活性,酶活性可用在一定条件下酶促反应的速率表示, 故可用两种蛋白酶水解玉米蛋白的反应速率表示酶活性,B正确; 中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适pH不同,但是最适温度相同,C错误; 由图可知,在适宜条件下碱性蛋白酶催化产生的蛋白肽更多,更适合用来催化玉米蛋白 水解生产蛋白肽,D正确。 考点二 酶的特性 酶的相关实验探究 考点三 27 考点情境 某研究小组从深海热泉(低于100℃)中筛选出了某种细菌，该种细菌能够合成蛋白酶P。为了解蛋白酶P的催化特性，该研究小组进行了相关实验。回答下列问题： 组别 pH CaCl2溶液 温度/℃ 底物降解率/% 甲 9 ＋ 90 38 乙 9 ＋ 70 88 丙 9 － 70 0 丁 7 ＋ 70 58 戊 5 ＋ 40 30 (6)由表分析，该实验的自变量为______________________________； 温度、pH、有无添加CaCl溶液 (7)该实验______（填“能”或“不能”）说明蛋白酶P的最适温度为70℃，最适pH为9，理由是_______________。 不能 温度梯度、pH (8)酶P的活性可以用1g酶在1min内_________________来表示 底物的降解率（%） ①酶促反应速率表示酶所催化反应的快慢，可用单位时间内产物的生成量或反应物的消耗量来表示(反应物的消耗量不易测得)。 ②酶活性也称酶活力，指酶催化特定化学反应的能力。酶活性的大小可用一定条件下，酶催化某一化学反应的速率即酶促反应速率来表示，酶促反应速率越大，酶活性越高，反之酶活性越低。 ③酶促反应速率可受酶活性的影响，但也受酶浓度、反应物浓度等的影响。 辨析“酶活性”与“酶促反应速率” 【任务5】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点三 酶的相关实验探究 试管1 试管2 试管3 试管4 一 H2O2浓度 H2O2剂量 二 反应条件 三 观察 气泡产生 火星卫生香 实验结论 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 肝脏研磨液 2滴 2滴 几乎无 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 无关变量 自变量 因变量 相同 适宜 步骤 变量 对照组 实验组 (1)实验流程 设计实验比较过氧化氢在不同条件下的分解 【任务6】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点三 酶的相关实验探究 Fe3+做催化剂 过氧化氢酶 1 2 3 4 3 4 ①②对照，说明________________________________________； ①④对照，说明酶具有__________，可加快化学反应速率； ③④对照，说明酶具有________，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 催化作用 高效性 (2)实验结论 设计实验比较过氧化氢在不同条件下的分解 【任务6】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点三 酶的相关实验探究 (3)实验变量与对照分析 自变量 因变量 无关量 水浴加热(90℃)处理、无机催化剂(FeCl3)和过氧化氢酶 底物(H2O2)的分解速率，可用产生的气泡数目的多少表示 加入H2O2,的量;实验室的温度;FeC13和肝脏研磨液的新鲜程度 设计实验比较过氧化氢在不同条件下的分解 【任务6】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点三 酶的相关实验探究 (1)探究温度对酶活性的影响 原理 温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据_____________及_____________来判断酶的活性。 是否出现蓝色　 蓝色的深浅　 淀粉 麦芽糖 淀粉酶 碘液 碘液 蓝色 无蓝色出现 设计实验探究影响酶活性的条件 【任务7】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点三 酶的相关实验探究 (2)探究pH对酶活性的影响 原理 带火星的卫生香燃烧情况　 pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用______________________来检验O2产生量的多少。 反应原理： 鉴定原理： 2H2O2 2H2O＋O2↑ 过氧化氢酶 设计实验探究影响酶活性的条件 【任务7】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点三 酶的相关实验探究 比较项目 探究温度对酶活性的影响 探究pH对酶活性的影响 实验材料 _________________、___________________ _____________________、_______________________ 变 量 控 制 无关 变量 反应物与酶的量、溶液pH等应适宜且相同 ________________________等应适宜且相同 自变量 先将反应物溶液与酶溶液在各________下分别保温，然后混合 先将反应物溶液与酶溶液分别调至各梯度pH，然后混合 因变量检测 预期结果 酶活性较低时，溶液变为_____________ 酶活性较低时，气泡产生较___________ 淀粉溶液　 淀粉酶溶液　 过氧化氢溶液　 过氧化氢酶溶液　 反应物与酶的量、　 温度　 梯度温度　 碘液　 溶液颜色变化　 气泡产生的快慢　 蓝色　 慢　 滴加_____，观察____________ 观察____________________ 设计实验探究影响酶活性的条件 【任务7】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点三 酶的相关实验探究 步 骤 1 2 mL可溶性淀粉溶液＋2 mL_______________溶液 2 mL蔗糖溶液＋ 2 mL_______________溶液 2 轻轻振荡试管，并将试管下半部浸到60 ℃左右的热水中，保温5 min 3 取出试管，各加入2 mL_________________，将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1 min 现象 出现砖红色沉淀 无颜色变化 结论 _____________________ 淀粉酶　 淀粉酶　 斐林试剂　 酶具有专一性　 设计实验探究酶的专一性(即探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用) 【任务8】 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 必备知识 考点三 酶的相关实验探究 (1)同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？ 提示： 保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。 (2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？为什么？ 提示： 不能。探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而过氧化氢在高温时会自动分解，影响对实验结果的分析。 (3)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？为什么？ 提示： 不能。因为斐林试剂与还原糖只有在水浴加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同温度。 (4)在探究pH对酶活性的影响的实验中能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？ 提示： 不能。因为淀粉在酸性条件下会发生水解反应,影响对实验结果的分析。 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 细节拾遗 考点三 酶的相关实验探究 1.(2024·吉林延边期末)下列有关酶的探究实验的叙述，合理的是(　　) C 选项 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 用淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解，用碘液检测 C 温度对酶活性的影响 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，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 考向一：酶有关的实验探究 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 考点三 酶的相关实验探究 【解析】　H2O2完全分解产生的气体总量是由底物量决定的，该实验方案不能用来探究酶的高效性，A错误；碘液无法检测蔗糖是否被水解，因此用淀粉酶催化淀粉和蔗糖的水解来探究酶的专一性时，应选用斐林试剂作为检测试剂，B错误；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。 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 考点三 酶的相关实验探究 2.(2024·广东深圳期末)现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同 温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下探究实验：   1 2 3 4 5 6 7 8 Ⅰ.设置水浴缸温度/℃ 20 30 40 50 20 30 40 50 Ⅱ.取8支试管各加入淀粉溶液10 mL，分别保温5 min Ⅲ.另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5 min 酶A 酶A 酶A 酶A 酶B 酶B 酶B 酶B Ⅳ.将同组两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5 min 考向一：酶有关的实验探究 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 考点三 酶的相关实验探究 实验结果：对各组淀粉剩余量进行检测，结果如图所示。分析回答下列问题： (1)该实验的自变量是_______________________。 (2)根据实验结果分析，酶B在____℃条件时 活性较高，若要进一步探究酶B的最适温度， 实验设计的主要思路应是在________℃之间 设立较小等温度梯度的分组实验，按上述 步骤进行实验，分析结果得出结论。 温度和淀粉酶的种类 40 30～50 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 考点三 酶的相关实验探究 (3)本实验能不能用斐林试剂检测淀粉是否水解成麦芽糖？________，理由是_____________________________________ _____________________________________________________。 (4)如图表示最适温度下反应物浓度对酶催化的化学反应速率的影响，若从A点开始温度提高10 ℃，曲线会发生变化，请画出变化后的曲线。 不能 斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 考点三 酶的相关实验探究 【解析】　(1)根据表格可以看出本实验有两个自变量，即温度和淀粉酶的种类。 (2)酶B在40 ℃条件时淀粉剩余量较少，所以酶B在40 ℃条件时活性较高。要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是设计更多的温度梯度，分别测量淀粉的分解情况，即在30～50 ℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按步骤进行实验，分析结果得出结论。 (3)斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果。 (4)如果A点时温度升高10 ℃，曲线上升的幅度低于原曲线。因为图中原曲线表示在最适温度下反应速率随反应物浓度的变化，温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 考向突破 考点三 酶的相关实验探究 酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜” 目的 验证酶的专一性 检测底物是否分解 宜 不宜 选斐林试剂 选碘液(因其无法检测蔗糖是否水解) 底物为淀粉和蔗糖 目的 探究酶最适温度 检测底物是否分解 宜 不宜 选碘液 选斐林试剂(需水浴加热，而本实验需严控温度) 淀粉与 淀粉酶 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 归纳提示 考点三 酶的相关实验探究 酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜” 不宜 选过氧化氢和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果 探究酶的最适温度 保证酶的最适温度(排除温度干扰)且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让其与底物接触 宜 不宜 探究PH对酶活性的影响 选淀粉作底物,因酸(如HCl)本身可促进淀粉分解 不宜 在未达到预设pH前，先让反应物与酶接触 教学分析 细节拾遗 考向突破 归纳提示 归纳提示 考点三 酶的相关实验探究 B 经典真题 1．（2024·广东·高考真题）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 经典真题 【详解】A、由表可知，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；B、由表可知，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；C、由表可知，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；D、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。 经典真题 2．（2024·河北·高考真题）下列关于酶的叙述，正确的是（ D ）A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物B．胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 【详解】A、一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物，A错误；B、胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误；C、醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；D、成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。 3.(2023·天津卷，6)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较 低，原因不可能是(　　) A.该酶基因突变 B.该酶基因启动子甲基化 C.该酶中一个氨基酸发生变化 D.该酶在翻译过程中肽链加工方式变化 B 经典真题 经典真题 【解析】　基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA分子中碱基的增添、替换或缺失而引起基因碱基序列的改变。基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A正确；启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质，若该酶基因启动子甲基化，可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成该酶，B错误；蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。故若该酶中一个氨基酸发生变化(氨基酸种类变化)或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都可能导致该酶的空间结构变化而导致其功能改变，活性降低，C、D正确。 C 4.(2023·广东卷，1)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 经典真题 【解析】　红茶制作时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。 经典真题 5.(2022·重庆卷，7)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于 制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的 相对活性，结果如表。下列叙述最合理的是(　　) D pH酶相对活性 3 5 7 9 11 M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6 L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1 A.在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3 B.在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性不变 C.从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性 D.在37 ℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂 经典真题 【解析】　根据表格数据可知，在37 ℃时，M的适宜pH为5～9，而L的适宜pH为5左右，A错误；酶适宜在低温条件下保存，在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B错误；酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时都已经失活，C错误；在37 ℃、pH为3～11时，M比L的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D正确。 经典真题 6.(2021·海南卷，11)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如 图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是(　　) D A.该酶可耐受一定的高温 B.在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大 C.不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同 D.相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同 经典真题 【解析】　据图可知，该酶在70 ℃条件 下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一 定的高温，A正确；据图可知，在t1时， 酶催化反应速率随温度升高而增大，即反 应速率与温度的关系为40 ℃＜50 ℃ ＜ 60 ℃＜70 ℃，B正确；由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同，C正确；相同温度下，不同反应时间内该酶的催化反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同，D错误。 经典真题 7．（2021.6月浙江高考真题）下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是（　B　）A．“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同B．“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物C．“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖D．设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物 【详解】A、熟马铃薯块茎中酶已经失活，用其代替生马铃薯块茎，实验结果不相同，A错误；B、“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，不同pH为自变量，在酶溶液中分别加入不同pH的缓冲液后，再与底物混合，以保证反应pH为预设pH，B正确；C、“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有还原糖，C错误；D、探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，温度作为自变量，而本尼迪特试剂检验还原糖需要水浴加热，会改变实验温度，影响实验结果，故不能选择本尼迪特试剂检测反应产物，D错误。 经典真题 8.[2023·浙江6月选考] 为探究酶的催化效率,某同学采用如图所示装置进行实验,实 验分组、处理及结果如下表所示。 组别 甲中溶液 (0.2 mL) 乙中溶液 (2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa) 0s 50s 100s 150s 200s 250s Ⅰ 肝脏 提取液 H2O2 溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0 Ⅱ FeCl3 H2O2 溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9 Ⅲ 蒸馏水 H2O2 溶液 0 0 0 0 0.1 0.1 下列叙述错误的是 ( C 　) A.H2O2分解生成O2导致压强改变 B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时 C.250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性 [解析] H2O2分解产物是H2O和O2,其中O2属于气体,会导致压强改变,A正确; 据题表分析可知,甲中溶液表示酶或无机催化剂等,乙中是底物,应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时,B正确; 三组中的H2O2溶液均为2 mL,则最终产生的相对压强应相同,据表可知,250 s之前(200 s)Ⅰ组反应已结束,但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强10.0 kPa,故250 s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行,C错误; 酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,对比Ⅰ、Ⅱ组可知,在相同时间内Ⅰ组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快,说明酶的催化作用具有高效性,D正确。 构建网络 活细胞产生的具有催化作用的有机物 实验设计变量 实验设计原则 催化作用 显著降低活化能 温度、 pH、 底物浓度、 酶浓度等 影响因素 高效性 RNA 蛋白质 专一性 酶促反应 本质 作用 特性 机理 需要较温和的条件 酶 60 B 备用习题 1.[2024·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 备用习题 [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状态,部分解折叠的碱性蛋白酶在降温后可恢复到天然状态,因此一定温度范围内,加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的,B错误; 碱性蛋白酶会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,进而降低含碱性蛋白酶的洗涤剂的去污效果,添加酶稳定剂可使碱性蛋白酶保持稳定,提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果,C正确; 添加碱性蛋白酶可以降低洗涤剂中表面活性剂的添加量,减少洗涤剂的使用量,使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展,减少对环境的污染,D正确。 备用习题 2.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示。下列叙述正确的是（ C ） A. 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 B. 产物B与酶1变构位点的结合是不可逆的 C. 产物B浓度高低变化可调节酶1活性，有利于维持产物B含量的稳定 D. 增加底物的浓度能解除产物B对酶1活性的影响 备用习题 [解析]酶1只催化两种底物合成产物A的反应，具有专一性，A错误； 产物B浓度高时，酶1无活性，而当产物B浓度低时，酶1有活性，说明产物B与变构位点的结合是可逆的，B错误； 产物B浓度低时，酶1将两种底物合成产物A，产物A和另外一种物质在酶2的作用下合成产物B，当产物B浓度过高时，其与酶1的变构位点结合，使得酶1失去活性，从而不能生成产物A，进而不能形成产物B，这样使得产物B的含量维持在稳定的水平，这属于一种负反馈调节，C正确； 产物B与底物在酶1上的结合位点不同，增加底物的浓度可以得到较高浓度的产物A和产物B，不能解除产物B对酶1活性的影响，D错误。 备用习题 3.某生物小组探究温度对酶活性的影响,用α-淀粉酶溶液和淀粉溶液作为实验材 料设计实验,请回答下列问题。 Ⅰ. 取6支试管编号,分别加入等量的淀粉溶液。 Ⅱ. 在6支试管中依次加入等量的α-淀粉酶溶液。 Ⅲ. 迅速将6支试管分别放入0 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃的水浴锅中 保温5分钟。 Ⅳ. 取出试管,各加入等量的斐林试剂,将每支试管放在60 ℃的水浴锅中水浴1分钟, 观察各试管中溶液的颜色变化。 (1)请指出上述实验方案中存在的两处错误,并加以改正。 ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。  (2)α-淀粉酶是一种内切酶,以随机的方式从淀粉分子内部水解,β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。如图是β-淀粉酶在淀粉、Ca2+影响下的热稳定性测定结果绘制的曲线图。 ①α-淀粉酶和β-淀粉酶水解淀粉的作用部位不同,从两种酶结构上分析,这是因为 　　　 　 ; (填“α-淀粉酶”或“β-淀粉酶”)水解淀粉的产物主要是麦芽糖。 在达到设定温度前淀粉酶已经将淀粉水解;应将淀粉和淀粉酶分别保温后再混合　 用斐林试剂鉴定还原糖时,水浴加热会干扰实验;将加入斐林试剂改为加入等量 碘液,观察各试管中溶液的颜色变化 组成α-淀粉酶和β-淀粉酶的氨基酸的种类、数量、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 ②图中条件最有利于较长时间维持β-淀粉酶热稳定性的是　　　　　　　　。     [解析] （1）①探究温度对酶活性的影响时,酶应该在设定温度下发挥作用。该实验设计错在没有达到设定温度前淀粉酶和淀粉已经混合且在室温下发生了反应;应改为淀粉溶液和α-淀粉酶溶液分别在6种设定温度下保温5分钟,再混合。②斐林试剂鉴定时需要水浴加热会改变自变量(温度),从而对实验造成干扰,故宜选用碘液鉴定淀粉。 （2）①根据“ β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解”,可知把淀粉主要水解成麦芽糖的酶为β-淀粉酶。②2%淀粉组在前50 min能显著提高 β-淀粉酶的活性,但在50 min后随处理时间延长该淀粉酶的活性减弱,且低于 Ca2++ 2%淀粉组。在0 min~120 min内,Ca2++2%淀粉组酶能长时间维持在较高活性,故 Ca2++2%淀粉条件更有利于较长时间维持 β-淀粉酶的热稳定性。 Ca2++2%淀粉 $$