第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶-【赢在高中起跑线】生物初高中教材衔接 知识回顾预习 专题特训（2026年）

衔接必刷题 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 课程要求 初中内容 高中内容 食物的消化和吸收 降低化学反应活化能的酶 酶的作用 唾液：唾液淀粉酶 胃液：蛋白酶 酶的本质 陝液、肠液：有消化糖类 蛋白质、脂肪的酶 爵的特性 高中知识预习 一、酶的作用和本质 (一)酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。 实例：细胞代谢产生的废物一过氧化氢(H2(O2),可以被过氧化氢酶分解为氧气和水。 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3.5%的FC13溶液和质量分数为20%的肝脏研 磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 目的要求： 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 用到的试剂： ·新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。 ·新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FC13溶液。 方法步骤： 试管1 试管2 试管3 试管4 1 过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 ml 2 90℃左右的水浴 √ FeCl3溶液 2滴 4 肝脏研磨液 2滴 5 气泡产生情况 不产生 少量 少量 大量 6 点燃的卫生香复燃情况 不复燃 复燃 复燃 复燃明显 本实验的结论：与无机催化剂FCl3相比，过氧化氢酶对过氧化氢分解的催化效率更高。 48 衔接点二初升高知识衔接 3.科学方法 控制变量和设计对照实验 实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，上述实验 中加热、加FCl3溶液、加肝脏研磨液，是对过氧化氢溶液的不同处理，温度和催化剂都属于自变量；因 自变量改变而变化的变量叫作因变量，上述实验中过氧化氢分解速率就是因变量。除自变量外，实验过 程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。如上述实验中反应物的浓度和反应 时间等。除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照 实验。 对照实验一般要设置对照组和实验组，上述实验中的1号试管就是对照组，2号、3号和4号试管是实验 组。本实验的对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。 4.酶作用的本质 (1)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。 (2)酶作用的本质是降低化学反应活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率 更高。正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。 能tkJ/mol) 没有催化剂 无机催化剂 E 酶促反应所降 化 低的活化能 能 无机催化剂所 降低的活化能 反应过程 (二)酶的本质 1.关于酶本质的探索 将肉块放人小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时 斯帕兰礼尼（意大利） 间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了 1716年《康熙字典》收录了酶字 “酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母 巴斯德（法国），1857年 酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致 认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵 李比希（德国） 母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用 酵母菌的研磨提取液十葡萄糖→酒。 毕希纳 他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶 萨姆纳（美国，1926） 用丙酮从刀豆种子中提取到脲酶 切赫和奥特曼 发现少数RNA也具有生物催化功能 2.酶的定义 酶是活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物。大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 49 衔接必刷题 二、酶的特性 (一)酶具有高效性 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因此，有高效性。（酶的催化效率是无机催化剂的 107~1013倍) (二)酶具有专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。 过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。脲酶除了催化尿素分解，对其他化学反 应也不起作用。 (三)酶的作用条件较温和 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。 影响酶活性的条件： 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所催化某一化学反应的速率 表示。 过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0℃左右时，酶的活性很低，但 酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。 三、影响酶促反应速率的因素 1.温度和pH对酶促反应速率的影响 海活注vn:、 酶活/fmmol·s 温度的影响： pH的影响： 最适宜pH pH 最适官温度 2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 反应速率w/(mmol·g1) 反应速率l(mmol·sl) 底物浓度 h a 底物浓度 注：意：山线A的酶浓度>山线B的酶浓度 1产物浓度 +反应速率 0 时问() 0 时问() 祥意：在一定量的反应物的酶促反应中，当产物浓度不再 增加时，说明已经完全反应，这时的反应速率为0。 50 衔接点二初升高知识衔接 轻松训练 一、单选题 1.(山西·忻州一中高二阶段练习)下图是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的4组实验，4支试管均加 人2L体积分数为3%的过氧化氧溶液，其他条件见下图。下列分析合理的是 2滴质量分数 2滴质量分数 为3.5%的上eC1 为20%的肝脏 济液 研磨液 常温 90: 常温 常温 6 A.a组与b组进行对照，可说明加热能催化过氧化氢的分解 B.b组与d组进行对照，可说明酶能催化过氧化氢的分解 C.a、c、d组两两对照，可说明酶的催化作用具有高效性 D.加热使b组反应加快，推测加热定使d组反应进一步加快 2.(广东·普宁市华美实验学校高一期中)下图中，①表示有酶催化的反应曲线。②表示没有酶催化的反 应曲线，图中表示有酶催化时化学反应所需的活化能是 () ② 能 反应过程 A.E B.E2 C.E3 D.E 3.(山东·济南市章丘区第四中学高一阶段练习)生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实 验与结论不相符的叙述是 ( 选项 科学史实验 结论 分析黑白两种美西螈的核移植实验和伞藻嫁 A 细胞核可以控制生物的遗传性状 接及核移植实验 斯帕兰札尼让鹰将装有肉块的金属笼吞下， B 鹰的消化道内存在化学性消化的物质 发现肉块消失 不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋 表明了细胞膜具有选择透过性 白进行细胞融合实验 D 蝾螈受精卵横缢实验 细胞核与细胞的分裂分化有关 二、多选题 4.(全国·高三专题练习)如图表示人体内某种酶促反应的反应物浓度对反应速 ↑反应速度 度的影响曲线。下列有关叙述正确的是 A.若在B点时升高温度，则B点将上移 B.C点时酶的活性高于A点时酶的活性 C.在A点时，添加少量同种酶，反应速度几乎不变 D.限制BC段反应速度的主要因素是酶的浓度 反应物浓 51 衔接必刷题 5.(全国·高三专题练习)下列与酶有关的实验设计思路不正确的是 A.利用淀粉、淀粉酶、碘液探究温度对酶活性的影响 B.利用淀粉、蔗糖酶、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C.利用pH为5、7、9缓冲液、胃蛋白酶和蛋清探究pH对酶活性的影响 D.利用肝脏研磨液、过氧化氢和蒸馏水探究酶催化的高效性 三、综合题 6.(浙江·高一课时练习)食物中的乳糖进入人体肠道后被水解成半乳糖和葡萄糖，经肠道吸收进人血液 并运输至细胞中。在细胞内，半乳糖最终转变为葡萄糖被利用，其代谢简图如下： 半乳糖酶物质司摩！葡萄糖和物质b馨！物质。膨八葡萄楷和物质可 请回答下列问题： (1)乳糖属于糖类中的 糖。组成糖类的元素有 ,糖类在生物体中的作用是细胞的 物质。 (2)酶是生物催化剂，能加快化学反应速度。半乳糖血症主要是由于物质a积累，导致血液中半乳糖增 高引起的代谢综合征。据图分析，患儿体内物质a积累是由于缺乏酶 (填“I”“Ⅱ”“Ⅲ”或 “N”)。 (3)据图分析，半乳糖血症患儿血液中葡萄糖浓度比正常值 ,应给患儿喂食含 的食物以 缓解病情。 第2节 细胞的能量“货币”ATP 高中知识预习 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1,ATP:中文名称：腺苷三磷酸，英文简称：ATP(ADP:中文名称：腺苷二磷酸，英文简称：ADP)。 2.ATP的结构 ·结构简式：A一P~P~P ·其中远离A的磷酸键容易水解断裂释放能量（转移势能）。 3.ATP的功能 ·ATP水解的过程就是释放能量的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54kJ,所以说ATP是一 种高能磷酸化合物。 ·细胞的直接能源物质（细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的）。 4.ATP供能的原理 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间 结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 二、ATP与ADP可以相互转化 L.ATP -ATP合成酵 ATP酶 ADP+Pi+能量。 2.水解释放的能量直接用于各种生命活动：许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供 能量。 52H衔接必刷题 (2)K带有电荷，不能通过自由扩散穿过细胞膜，需要借 合实验，证明细胞膜具有流动性，C错误：将蝾螈受精卵 助细胞膜上的[③]通道蛋白和[④]载体蛋白进行运输： 鎰裂形成两部分，一部分含有细胞核，一部分不含有细胞 这两种跨膜运蝓方式的区别是通过③顺浓度梯度进行的 核，含有细胞核的部分能正常发育，不含有细胞核的部分 运输（协助扩散）不需要细胞呼吸释放的能量，通过①逆 不能正常发育，这说明朝胞核与个体发育密切相关，而个 浓度梯度进行的方式（主动运输）需要细胞呼吸释放的 体发育过程是由胞分裂和分化完成的，故实验说明了 能量 细胞的分裂与细胞核有关，D正确。故选C。 (3)由题千信息知：“细胞内Ca2+浓度升高，可以引起细 4.【答案】CD 胞收缩，使血管阻力增大，血压升高”，故治疗高血压的二 【分析】分析曲线：曲线AB段，随着反应物浓度的增加， 氢吡啶类药物是通过阻断钙通道而减少钙离子递入细 反应速率加快，因此该段影响酶促反应速率的因素是反 胞，减少细胞收缩而降低血管阻力，从而避免血压升高。 应物浓度：B点时，酶促反应速率达到最大值：曲线BC段 随着反应物浓度的增加，信化速率不变，说明此时限制催 第5章 细胞的能量供应和利用 化速率的因素最有可能是酶的数量或酶的活性。 【解析】由于人体内某种酶促反应是最造温度（正常体 第1节 降低化学反应活化能的酶 温)下进行，因此若在B点时升高温度，会使酶活性降低， 反应速率降低，A错误：酶的活性受温度，PH值、抑制剂 轻松训练 等的影响，不受底物浓度影响，故与A点相比，C点时酶 1.【答案】C 的活性相同，B错误：由分析可知，曲线AB段限制酶促反 【分析】析画干信息可知，本实验的目的是探究温度、氯 应速率的因素是反应物浓度，故在A点时，添加少量同种 化铁溶液、肝脏研磨液对过氧化氢分解速率的影响，实验 酶，反应速度几乎不变，C正确：BC段随者反应物浓度的 室自交量有常温，90℃，氯化铁溶液、肝胜研磨液，因变量 增加催化速率不变，说明限制BC段反应速度的因素不是 是过氧化氢的分解速率，可以用产生氧气的量（或气泡的 反应物浓度，可能是酶的浓度，D正确。故选CD。 多少)来反应过氧化氢分解速率。 5.【答案】CD 【解析】a组与b组是常温和加热相比，说明加热能加快 【分析】晦的作用特点具有专一性、高效性及反应条件 过氧化氢的分解，但不能起催化作用，A错误：a组和d组 温和等特点，温度，H影响酶的活性，酶都有其最适宜温 的自变量为是否加入酶，说明酶能催化过氧化氢的分解， 度和pH,高温，强酸、强碱会改变酶的结构而使其失去 b组与d组的变量并不唯一，无法得出结论，B错误：a和 活性。 c、a和d对比能够说明FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化 【解析】淀粉水解、碘液的鉴定不受温度的影响，因此淀 氢酶能催化过氧化氢的分解，C和d对比能够说明过氧化 粉、淀粉酶、碘液探究温度对酶活性的影响，A正确：淀粉 氨酶的催化效率高于FeCla中的Fe3+,因此a,c,d组两 逼碘变蓝色，淀粉水解的产物不与碘液反应，因此可以利 两对照，可说明酶的催化作用具有高效性，C正确：加热 用淀粉、蔗糖酶、淀粉酶和碘液验证酶的专一性，B正确： 可能使酶变性失活，因此加热不一定使组反应进一步 胃蛋白质酶的最适宜pH是2左右，因此不能用pH为 加快，D错误。故选C。 5、7,9缓冲液、胃蛋白酶和蛋清探究pH对酶活性的影 2.【答案】B 响，C错误 【解析】酶能降低反应所需的活化能，分析图形可知E 酶的高效性是与无机催化剂相比，因此探究酶的高效性 是酶降低的活化能，在无酶催化下所需要的能量是E4,在 应该用肝脏研磨液、过氧化氢和无机催化剂探究酶催化 有酶催化作用下所需要的活化能是E2,B正确，A、C、D 的高效性，D错误。故选CD」 错误。 6.【答案】(1)二C、H、O主要能源(2)Ⅱ(3)低 3.【答案】C 葡萄糖 【分析】(1)细胞膜的结构特点：具有流动性（膜的结构 【分析】(1)组成糖的元素一般是C,H、O,根据糖类化 成分不是静止的，而是动态的)。(2)细胞核是遗传物质 合物的水解情况，可将糖类分为单糖、二糖和多糖。代表 贮存和复制的场所，是细胞造传和代谢的控制中心。 物质：单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖；二 (3)酶是活细胞中有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白 糖：蔗糖、麦芋糖和乳糖：多糖：淀粉、糖原、纤维素和几丁 质，少数是RNA。 质。糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的 【解析】白美西螈的细胞核移植实验说明细胞核可以控 主要来源。(2)据图分析可知，半乳糖在酶I的催化下可 制生物的性状，伞藻的嫁接实验可以说明生物体形态建 转变为物质a,物质a在晦Ⅱ的催化作用下可转变为葡萄 成与细胞核有关，故两者都可以表明细胞核可以控制生 糖和物质b,萄萄糖和物质b在酶Ⅲ的催化下可装变为物 物的遗传性状，A正嘀：斯帕兰礼尼让鹰将装有肉块的金 质c,物质c在酶V的催化作用下可转变为葡萄糖和物 属笼吞下，发现肉块消失，由于小笼子的存在撸涂了物理 质d。 因素等外力影响，表明了鹰的消化道内存在化学性消化 【解析】(1)根据以上分析可知，乳糖是糖类中的二糖。 的物质，B正确：利用荧光染料标记法进行人鼠细胞膜融 组成糖类的元素一般有C、H、O,糖类化合物是一切生物 90 一参考答案 体雏持生命活动所需能量的主要来源，因此糖是细胞内 【解析】图1中的A代表腺噪吟，A与核糖构成腺苷，b、 主要的能源物质。 C表示特殊的化学键，A错误：图2中酶2是ATP合成需 (2)据图分析可知，物质a在酶Ⅱ的催化作用下可转变为 要的酶，ATP的合成可发生在线粒体、叶绿体，细胞质基 葡葫糖和物质b,因此体内缺乏酶Ⅱ可导致物质a积累。 质中，酶1是ATP水解所需要的酶，ATP的水解发生在 (3)半乳糖血症是一种主要由血液中半乳糖增高引起的代谢 细胞吸能反应的部位，两者分布的场所不完全相同，B正 综合征，其半乳糖增高的原因是半乳糖不能最终转变为葡蓟 确：人体内成熟的红细胞中没有线粒体，只进行无氧呼 糖被利用，所以半乳糖血症患儿血液中葡萄糖的浓度比正常 吸，无氧呼吸第一阶段可以产生ATP,C错误：在有氧与 值低，所以需要给患儿喂食含葡萄糖的食物以缓解病情。 无氧的条件下，有氧和无氧呼吸第一阶段都发生在细胞 质基质中，都能形成ATP,D正确。故选AC。 第2节 细胞的能量“货币”ATP 5.【答案】BC 【分析】分析题图可知：钠钾泵逆浓度梯度吸收K+和排 轻松训练 出Na,故为主动运输。 1.【答案】 C 【解析】据图可知，NaT经钠钾泵逆浓度梯度运到细胞 【分析】ATP中文名称叫三磷酸腺苷，结构简式A一P 外，K经钠钾系逆浓度梯度运到细胞内，A错误：据图可 ~P一P,其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表特殊 知，ATP在钠钾系的作用下水解，且钠钾系是一种蛋白 的化学键。水解时远离A的磷酸键新裂。作用：新陈代 质，说明其是一种能水解ATP的蛋白酶，B正确：钠钾系 谢所需能量的直接来源。ATP在细胞内含量很少且相对 是一种蛋白酶，蛋白质的功能受温度影响，故温度变化会 稳定，但在细胞内的转化速度很快。 影响纳钾系的功能，C正确：由于知胞中ATP和ADP可 【解析】①表示腺嘌呤，腺嚎吟十核糖=腺苷，A错误： 以快速转化，常处于动态平衡，ATP在细胞中的含量相对 细胞中的ATP含量很少，易于消耗，并且消耗后可迅速 稳定，不会显著降低，D错误。故选BC 合成，B错误：④是特殊的化学键，断裂需消耗水，且释放 6.【答案】(1)呼吸脑思考(2)呼吸光合(3)能量 的能量比③多，因为③是普通磷酸键，C正确：③断裂，则 左边的化合物需要连上一个磷酸基团后，才是组成RNA ADP+Pi+能量·ATP 的基本单位之一，D错误。故选C。 【分析】(1)ATP的结构筒式为A一P~P~P,其中A代 2.【答案】D 表腺背，P代表磷酸，T代表三个，一代表普通磷酸健，一 【分析】ATP是直接的能源物质，ATP与ADP的相互 代表特殊的化学键。(2)ADP转变成ATP的能量即合成 转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，ATP ATP的能量在动物中来自于呼吸作用，植物中来自于呼 与ADP的相互转化的能量供应机制，在所有的细胞内都 吸作用和光合作用，而ATP水解成ADP时释放的能量 是一样的，这体现了生物界的统一性。 来自于特殊的化学键，用于各种生命活动。 【解析】(1)在人体内，图示左侧的能量用来合成ATP, 【解析】分析题千信息，甲组试管中加入葡萄糖没有荧 来自呼吸作用释放的能量，右侧的能量是ATP水解释放 光出现，乙组试管中加入ATP出现了荧光，证明萤火虫 的能量，用于各种耗能的生命活动，如脑思考、主动运 的直接能源物质是ATP而不是葡萄糖，A正确：荧光素 输等。 接受能量后，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素，该过 程需要吸收能量，属于吸能反应，B正确：萤火虫尾部发光 (2)在绿色植物体内，ATP合成所需的能量来自光合作用和 呼吸作用，故图示左侧的能量来自光合作用和呼吸作用。 的过程中，ATP中的活跃的化学能转换为光能，C正确： 在甲组试管中加入荧光素酶，由于没有ATP也不能使其 (3)从图中可知，在适宜的温度和酶的作用下，ADP转变 成ATP时还需要能量。ADP转化为ATP的反应式为 出现荧光，D错误。故选D。 3.【答案】D ADP+P十能量醉，ATP, 【分析】AP的合成：ADP+片+能量AP合成建，ATP ATP的水解：ATP ATP本解摩 第3节 细胞呼吸的原理和应用 ,ADP+Pi+能量 【解析】根据ATP的水解的方程式可以看出：ATP的水 轻松训练 解除生成ADP、能量外，还有磷酸的生成，故X为碎酸。 1.【答案】B 故选D。 【分析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生二氧 4.【答案】AC 化碳和水：在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和少量 【分析】分析图1：ATP中文名称叫腺苷三磷酸，结构简 二氧化碳，醇母菌可以用液体培养基来培养，培养液中的 式A一P一P一P,其中A代表腺普，P代表磷酸基团，一代 酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分，空间，H、温 表特殊的化学键。图中A表示腺票吟，方框内表示腺骠 度等因素有关。 玲核糖核苷酸，b、c表示特殊的化学键。分析图2：图2向 【解析】甲注射器内没有氧气，而乙甲注射器内含有氧 左代表ATP的合成，向右代表ATP的水解。 气，该实验为对比实验，实验中甲组和乙组都是实验组， 91