第3单元 第11讲 降低化学反应活化能的酶（课件PPT）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 不定项）

该高中生物学高考复习课件聚焦“降低化学反应活化能的酶”专题，覆盖酶的作用和本质、特性（高效性、专一性、作用条件温和）、影响因素（温度、pH等）三大核心考点，严格对接课标“说明酶的本质及活性影响因素”要求。通过实验验证（过氧化氢分解实验）、曲线分析（温度/pH影响曲线）梳理考点，结合近三年高考真题统计考点权重（如“酶的特性”占中档题30%），归纳实验设计、曲线解读等常考题型，体现高考备考针对性。 课件亮点在于“考点整合+真题精析+素养落地”，如以2024河北高考题为例解析酶的本质，用“变量控制法”突破探究pH对酶活性的实验设计，培养科学思维与探究实践素养。特设易错点对比（如“酶活性与反应速率”）及答题模板，帮助学生规避陷阱，教师可据此精准把握学情，提升复习效率，助力学生高考冲刺。

第三单元 细胞的能量供应和 利用 正禾一本通高三一轮总复习 生物学 降低化学反应活化能的酶 第11讲 01 考点一 酶的作用和本质 02 03 考点二　 酶的特性 考点三　 影响酶促反应的因素分析 目录 04 课下巩固精练卷(十一) 降低化学反应活化能的酶 3 考点一 酶的作用和本质 返回 4 整合必备知识 点燃但无火焰的 卫生香燃烧 对照 少量 促进 过氧化氢 加热能促进过氧化氢的分解，提高 反应速率 催化作用 更显著 更高 实验对象 温度和催化剂 H2O2分解速率 气泡产生的多少 实验结果 反应物浓度和反应时间 保持相同且适宜 容易发生化学反应 化学反应的活化能 酶降低的 活化能 温和 双缩脲试剂 紫色反应 活细胞 蛋白 质 RNA 氨基酸或核 糖核苷酸 核糖体或细胞核(主要) 催化 数量 化学 性质 活化能 × × √ × 落实素养题组 考点二 酶的特性 返回 21 整合必备知识 无机催化剂 更显著 高效性 催化 A B C 蛋白质 脂肪 淀粉 一种或一类 专一性 温和 最高 过酸、过碱或温度过高 低温 适宜的 35～40℃ 40～50℃ 70℃ 6.5～8.0 1.5 4.5～6.5 × × × × × 提升关键能力 淀粉和 蔗糖都不是还原糖，但淀粉和蔗糖的水解产物都是还原糖 不能 蔗糖和蔗糖的 水解产物均不与碘液发生颜色反应，若选用碘液作为检测试剂，则无法 检测蔗糖是否被水解 蛋白块 相同时间内 蛋白块体积的变化 落实素养题组 考点三 影响酶促反应的因素分析 返回 43 整合必备知识 接触面积 不变 也不变 正相关 酶浓度 底物浓度 增加 最大值 增加 底物浓度 酶浓度 × √ √ 落实素养题组 课下巩固精练卷(十一) 降低化学反应活化能的酶 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 12 10 11 2 3 4 5 6 7 8 9 1 12 10 11 2 3 4 5 6 7 8 9 1 12 10 11 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 谢谢观看 102 【课标要求】说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 1.酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理 2H2O22H2O＋O2↑，可用产生气泡情况或 的情况来检验O2的生成速率。 (2)过程及现象 (3)分析现象与得出结论 [提醒]　加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。 (4)实验过程的变量及对照分析 2.酶的催化作用机理 (1)活化能：分子从常态转变为 的活跃状态所需要的能量。 (2)酶催化作用的原理：降低 。 (3)意义：使细胞代谢能在 条件下快速有序地进行。 3.酶本质的探究历程(连线) [深挖教材](必修1 P80“拓展应用”)验证从刀豆种子中提取的脲酶是蛋白质的实验思路：向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入等量的 ，若都出现 ，则说明脲酶是蛋白质。 4.酶的本质和作用 提示：酶分子在催化反应完成后仍可再发挥催化作用，而不是立即被降解。 提示：大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；只有部分激素是蛋白质类。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量。( ) (2)酶在反应完成后立即被降解。( ) (3)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用。( ) (4)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。( ) 提示：酶不能为化学反应提供能量。 1.(2024·河南信阳模拟)核糖体由rRNA和核糖体蛋白组成，rRNA组分占核糖体总体质量的50%以上。蛋白质合成时，核糖体上催化肽键形成的活性部位被称为肽酰转移酶。用红霉素或RNA酶处理肽酰转移酶均可抑制其合成肽链，用蛋白酶处理效果不明显。据此推断不正确的是(　　) A.组成肽酰转移酶的基本单位中含有核糖核苷酸 B.核糖体中起到催化作用的活性部位是rRNA而不是蛋白质 C.分泌蛋白合成过程中，核糖体与合成完毕的肽链转移至内质网 D.温度、pH、红霉素可以影响核糖体催化蛋白质合成的过程 解析：选C。肽酰转移酶是核糖体上催化肽键形成的活性部位，用RNA酶处理可抑制其合成肽链，用蛋白酶处理效果不明显，说明肽酰转移酶是RNA，故其基本单位是核糖核苷酸，A、B正确；分泌蛋白合成过程中，当合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移至粗面内质网继续其合成，C错误；根据题意，红霉素可以影响核糖体催化蛋白质合成的过程，而肽酰转移酶也会受温度、pH的影响，D正确。 2.(2024·湖北十堰模拟)胰脂肪酶和α­淀粉酶是影响消化吸收的关键酶，控制其活性可以有效减少糖类、脂质的吸收。为研究花椒(ZBM)和辣椒(CAL)的提取物对脂肪酶和α­淀粉酶活性的影响，某研究小组进行了相关探究，实验结果如图所示。下列有关叙述中错误的是(　　) A.酶的催化机理是降低化学反应的活化能 B.ZBM对两种酶均具有较强的抑制作用 C.奥利司他组和阿卡波糖组均为对照组 D.CAL具有提高α­淀粉酶活性的功能 解析：选D。酶具有催化作用，其催化机理是降低化学反应的活化能，A正确；奥利司他和阿卡波糖分别是脂肪酶和α­淀粉酶的抑制剂，奥利司他组和阿卡波糖组均为对照组，据图可知，ZBM和奥利司他对脂肪酶的抑制效果基本相同，而ZBM和阿卡波糖对α­淀粉酶的抑制效果也较为接近，故ZBM对脂肪酶和α­淀粉酶活性具有较为显著的抑制作用，B、C正确；CAL与阿卡波糖的IC50值相差很大，无法判断CAL对α­淀粉酶活性是提高作用还是抑制作用，D错误。 3.(多选)(2024·江西南昌二模)在一个固定温度下，反应体系中不同能量底物分子的数量呈正态分布，其分布规律如图中钟形实线所示。分子能量达到活化能的底物分子可以发生反应。下列相关叙述正确的是(　　) A.若反应体系原本没有酶，加入酶之后的活化能可以用①表示 B.若反应体系原本没有酶，加热之后不同能量底物分子的数量分布可以用③表示 C.若反应体系原本有酶，加入酶的抑制剂后，活化能可以用②表示 D.若反应体系原本有酶且处于最适温度，加热之后的活化能可以用①表示 解析：选ABC。酶的作用机理是能够降低化学反应的活化能，若反应体系原本没有酶，则加入酶之后的活化能下降，可以用①表示，A正确；加热可提高底物分子能量，故若反应体系原本没有酶，加热之后不同能量底物分子的数量分布可以用③表示，B正确；酶可以降低化学反应的活化能，加入酶的抑制剂后，活化能上升，可用②表示，C正确；若反应体系原本有酶且处于最适温度，加热后虽然底物的分子能量上升，但酶的高效性对反应的影响较显著，即加热后酶的活性下降，活化能上升，D错误。 1.酶具有高效性 (1)原因：与 相比，酶降低活化能的作用 ，催化效率更高。 (2)意义：使细胞代谢快速进行。 (3)曲线分析 酶对应曲线 ，无机催化剂对应曲线 ，未加催化剂对应曲线 。(填字母) [深挖教材]（1）(必修1 P81“正文”)酸既能催化 水解，也能催化 水解，还能催化 水解。 [提醒]　酶与无机催化剂的相同点：①都能降低化学反应的活化能；②可加快化学反应速率，缩短达到平衡点的时间，但不改变平衡点。 2.酶具有专一性 (1)定义：每一种酶只能催化 化学反应。 (2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。 (3)两种学说及相关曲线分析 ①两种学说 学说 实质 模型图 锁钥 学说 整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状，酶与底物的关系就像锁和钥匙 诱导 契合 学说 酶表面没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状，从而有利于底物的结合 ②相关曲线及分析 加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进而说明酶具有 。 3.酶的作用条件较温和 (1)酶所催化的化学反应一般是在比较 的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性 。 (2) 等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。 条件下酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，酶的保存宜选择低温、 pH等条件。 [深挖教材]（2）(必修1 P84“相关信息”)①酶的最适温度：动物体内的酶最适温度在 ，植物体内的酶最适温度在 ，细菌和真菌体内的酶最适温度可达到 。 ②酶的最适pH：动物体内的酶最适pH大多在 ，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为 ；植物体内的酶最适pH大多在 。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)比较H2O2在加入新鲜肝脏研磨液和加入蒸馏水时的分解速率，可验证酶具有高效性。( ) (2)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验。( ) 提示：酶的高效性是与无机催化剂相比的，比较H2O2在加入新鲜肝脏研磨液和加入蒸馏水时的分解速率，验证的是酶具有催化作用。 提示：淀粉酶和蛋白酶都是蛋白质，都能与双缩脲试剂反应呈紫色，因此不能用双缩脲试剂进行检测。 提示：一般来说，动物体内酶的最适温度比植物低。 (3)酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同。( ) (4)酶通常是在低温、低pH条件下进行保存。( ) (5)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。( ) 提示：低温使酶的活性受到抑制，高温使酶的空间结构被破坏而失活；在最适温度的两侧可能存在两个温度对应的酶的活性相同。 提示：高温、强酸、强碱会破坏酶的空间结构使其失活，酶通常是在低温、适宜pH条件下进行保存。 1.探究酶的专一性 方案一：酶相同、底物不同 ①底物1＋酶溶液 ②等量底物2＋等量相同酶溶液 实验 步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 1号试管中加入2 mL淀粉溶液 2号试管中加入2 mL蔗糖溶液 三 加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部浸到60 ℃左右的热水中，保温5 min 四 加入斐林试剂→振荡→沸水浴煮沸1 min 实验现象 砖红色沉淀 无变化 结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 方案二：底物相同、酶不同 ①底物＋酶溶液1 ②等量相同底物＋等量酶溶液2 (1)方案一中使用斐林试剂可检测酶促反应是否发生，原因是 。 (2) (填“能”或“不能”)选用碘液进行检测，因为 。 2.探究温度和pH对酶活性的影响 (1)探究温度对酶活性的影响 实验 步骤 一 六支试管分三组分别进行编号 1 1′ 2 2′ 3 3′ 二 可溶性淀粉溶液 2 mL － 2 mL － 2 mL － 三 淀粉酶溶液 － 1 mL － 1 mL － 1 mL 四 分别在不同条件下放置5 min 0 ℃保温 60 ℃保温 100 ℃保温 五 混合 在各自的温度下反应约5 min 六 加碘液 分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 现象 变蓝 不变蓝 变蓝 结论 温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶的活性 思考：①实验时，步骤四、五能否颠倒？ ②为何不选斐林试剂鉴定？ ③实验材料能否选过氧化氢和过氧化氢酶？ ④在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，可以选用 (填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，酶活性的观测指标是 。 提示：不能。应先控制好变量，再让底物和酶混合反应。　 提示：实验要严格控制温度，斐林试剂需加热。 提示：不能。过氧化氢常温常压下即可分解，加热分解更快。 (2)探究pH对酶活性的影响 实验 步骤 一 1号试管 2号试管 3号试管 二 各加入肝脏研磨液2滴 三 加蒸馏水1 mL 等量的5%HCl 等量的5%NaOH 四 各加入3%的过氧化氢2 mL 五 反应约5 min，记录气泡产生情况 实验现象 较多气泡 几乎无气泡 几乎无气泡 结论 过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高 思考：为什么实验材料选过氧化氢和肝脏研磨液，而不选淀粉和淀粉酶？ 提示：酸性条件下淀粉会分解。 1.(2024·湖北黄石三模)已知某些水果中含有蛋白酶，水果提取物可作为嫩肉粉的主要成分，下图为水果提取物的嫩化效果(与蒸馏水相比)与pH的关系图。下列说法错误的是(　　) A.水果提取物的相对有效性为1时表明其嫩化效果与水一样 B.炒肉过程中添加适量嫩肉粉效果最佳 C.蛋白酶可水解肉中的蛋白质，使肉制品口感鲜嫩 D.由图可知，pH为8时菠萝提取物的嫩化效果最好 解析：选B。如果水果提取物的相对有效性(与蒸馏水相比)为1时，表明其嫩化效果与水一样，A正确；嫩肉粉的主要成分是蛋白酶，炒肉过程中添加嫩肉粉，高温可能会破坏蛋白酶的结构使蛋白酶失活，从而不能起到水解肉中蛋白质的作用，B错误；蛋白酶可水解肉中的蛋白质，使蛋白质分解为多肽或氨基酸，有利于人体吸收，使肉制品口感鲜嫩，C正确；由图可知，当pH为8时菠萝提取物的相对有效性最高，此时菠萝提取物的嫩化效果最好，D正确。 2.(2024·山东聊城三模)植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列说法错误的是(　　) 组别 果胶 多聚半乳 糖醛酸酶 Ca2＋ Mn2＋ 55 ℃ 半乳糖 醛酸 ① ＋ ＋ － － － ＋ ② ＋ ＋ ＋ － － － ③ ＋ ＋ － ＋ － ＋＋＋ ④ ＋ ＋ － － ＋ ＋＋ 注：“＋”表示存在和量的多少，“－”表示无。①～③组在常温下实验。 A.分析①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受不同离子的影响 B.分析①④组可知，自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量 C.55 ℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度 D.该实验可证明多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性 解析：选D。①②③组条件为离子不同，因变量为半乳糖醛酸的量，实验结果表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响，A正确；①④组条件只有温度不同，自变量为温度，因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性，检测指标为半乳糖醛酸的量，B正确；55 ℃温度下，半乳糖醛酸的含量高于①组，说明55 ℃可能高于、等于或低于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度，C正确；多聚半乳糖醛酸酶只能催化果胶的分解，具有专一性，D错误。 题后点击　教材中具有专一性(或特异性)的五类物质 1.酶活性、酶促反应速率及其影响因素分析 [提醒]　酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。影响酶促反应速率的因素不一定影响酶活性，如底物浓度和酶浓度。 2.影响酶促反应的因素 (1)温度和pH 据图可知，不同pH条件下，酶的最适温度 ；不同温度条件下，酶的最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。 (2)酶浓度 ①在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈 。 ②ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 。 (3)底物浓度(酶浓度一定) ①ab段：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率 (酶没有完全与底物结合)。 ②bc段：当底物浓度增大到某一值(M)时，反应速率达到 ，不再 (酶完全与底物结合)。 ③ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 。 ④若该反应体系酶的量增多，曲线表示如图： 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)酶的活性不可以用酶催化化学反应的速率表示。( ) (2)低温只是抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，温度升高后酶可恢复活性。( ) (3)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH条件再加入底物。( ) 提示：酶催化化学反应的速率能体现酶的活性。 题组一　分析温度对酶活性的影响 1.(2024·山东济南模拟)为了研究温度对淀粉酶活性的影响，研究人员设置了甲、乙、丙三个实验组，各组温度条件不同，其他条件相同且适宜，测定各组淀粉水解速率的大小关系为乙组>丙组>甲组。下列叙述正确的是(　　) A.该实验中甲、乙、丙三组所用温度大小关系的可能性有4种 B.该实验中各组需要先将淀粉酶和淀粉混合均匀后再设置对应温度 C.实验中若将甲组的温度条件调整成乙组温度条件，淀粉水解速率一定会提高 D.若该实验在偏酸环境中进行，则各组的淀粉水解速率均为0 解析：选A。根据温度对酶活性影响的曲线及题中信息可推测，三组所用温度的大小关系有4种可能性：乙在最适温度或附近，丙在最适温度右侧，甲在最适温度左侧，即丙组>乙组>甲组；乙在最适温度附近，甲在最适温度右侧，丙在最适温度左侧，即甲组>乙组>丙组；乙在最适温度附近或右侧，甲、丙都在最适温度右侧，即甲组>丙组>乙组；乙在最适温度或附近，甲、丙在最适温度左侧，即乙组>丙组>甲组，A正确。在探究温度对酶活性影响的实验中，因为酶有高效性，酶和底物混合前必须将酶和底物分别在对应温度条件下处理一段时间，再混匀，B错误。甲组可能处于最适温度右侧的较高温度，可能会使酶失活，而高温对酶活性的影响是不可逆的，实验中若将甲组的温度条件调整成乙组温度条件，淀粉水解速率不一定提高，C错误。酸能够催化淀粉水解，因此若该实验在偏酸环境中进行，即使酶完全失活，淀粉仍会水解，水解速率不为0，D错误。 题组二　分析pH对酶活性的影响 2.(2024·河南许昌模拟)某实验小组为探究影响胶原蛋白酶活性的因素设计如下实验。下列相关叙述错误的是(　　) 试管 试管1 试管2 试管3 试管4 底物 5 cm3的蛋白块 试剂 4 mL蒸馏水 ① 4 mL胶原蛋白酶溶液 4 mL胶原蛋白酶溶液 温度 37 ℃水浴 37 ℃水浴 37 ℃水浴 0 ℃水浴 pH 7 7 2 ② 实验 现象 蛋白块无 明显变化 蛋白块 明显减小 蛋白块无 明显变化 蛋白块无 明显变化 A.选择蛋白块为底物的原因是蛋白块较容易观察 B.表中①②分别为4 mL胶原蛋白酶溶液、7 C.单位时间蛋白块体积的变化可反映胶原蛋白酶活性大小 D.试管3实验一段时间后，将其pH上调至7，一段时间后发现蛋白块大小会明显减小 解析：选D。蛋白块的变化较容易观察，故选择蛋白块为底物，A正确；根据单一变量原则，表中①②分别为4 mL胶原蛋白酶溶液、7，B正确；蛋白块可以被胶原蛋白酶分解，因此单位时间蛋白块体积的变化可反映胶原蛋白酶活性大小，C正确；强酸条件下胶原蛋白酶已经变性失活，将试管3的pH上调至7，一段时间后蛋白块大小仍无明显变化，D错误。 题组三　分析底物浓度对酶促反应速率的影响 3.(多选)(2024·山东潍坊模拟)酶A、酶B与酶C是分别从三种生物中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量其对不同浓度的ATP的水解反应速率，实验结果如图。下列叙述正确的是(　　) A.随ATP浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均增大 B.达到最大反应速率一半时，三种酶所需要的最低ATP浓度相同 C.酶A通过降低ATP水解所需活化能以提高反应速率 D.当反应速率相对值达到400时，三种酶中酶A所需要的ATP浓度最低 解析：选BCD。当ATP浓度相对值在0到50时，随ATP浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均增大；当ATP浓度相对值大于50时，随ATP浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均不变，A错误。据图可知，酶A、酶B和酶C的最大反应速率分别是1 200、800和400，各曲线达到最大反应速率一半时，三种酶需要的ATP浓度都是10，B正确。酶的作用机理是降低化学反应所需活化能以提高反应速率，故酶A通过降低ATP水解所需活化能以提高反应速率，C正确。当反应速率相对值达到400时，酶A、酶B和酶C所需要的ATP浓度依次增加，即酶A所需要的ATP浓度最低，D正确。 【高考真题·感悟试做】 考向一　酶的作用和本质 1.(2024·河北高考)下列关于酶的叙述，正确的是(　　) 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 解析：选D。作为生物催化剂，酶的作用底物可以是无机物，A错误；应在低温和最适pH条件下保存酶，B错误；醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等草食类动物的肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解成葡萄糖，供草食类动物吸收，因此，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，D正确。 考向二　酶的特性 2.(2024·广东高考)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 解析：选B。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时，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；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；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；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。 3.(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 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s 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(　　) 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：选C。H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，且该装置为密闭装置，故H2O2分解生成O2导致压强改变，A正确；甲中溶液与乙中溶液混合时，反应物与催化剂接触，酶的催化反应开始，故应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；三组实验中的H2O2溶液均为2 mL，甲中溶液均为0.2 mL，故甲中溶液与乙中溶液混合后三组实验中底物的量相同，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250 s时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。 考向三　影响酶促反应的因素分析 4.(2024·浙江1月选考)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl溶液(6 mol/L) － 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置于30 ℃水浴1 h ⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL － ⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量 下列叙述错误的是(　　) A.低温提取以避免PAL失活 B.30 ℃水浴1 h使苯丙氨酸完全消耗 C.步骤④加入H2O补齐反应体系体积 D.步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 解析：选B。温度过高会使酶失活，因此本实验应在低温条件下对PAL进行提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在步骤②中加入了HCl溶液，PAL已经变性失活，故试管②底物苯丙氨酸不会被PAL催化消耗，B错误；步骤④加入0.2 mL H2O，补齐了步骤②试管1中没有加入的液体(0.2 mL HCl溶液)的体积，C正确；pH过低或过高酶均会失活，故步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。 知识点 较易题 中档题 较难题 酶的作用和本质 1、3 8、11 － 酶的特性 2、6 10 － 影响酶促反应的因素分析 4、5 7、9 12 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1.(2024·湖北黄石模拟)为了比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，某同学进行了下图实验。图中1～4表示试管编号，每支试管中均装有2 mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液。正常情况下，____号试管中的过氧化氢分解速率最快。(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 解析：选D。由图可知，1号试管放在常温条件下，过氧化氢会分解，速度比较慢；2号试管90 ℃水浴加热，可以为过氧化氢分解提供能量，分解较快；3号试管加的是无机催化剂，4号试管加的是有机催化剂，都能降低化学反应活化能，但与无机催化剂相比，有机催化剂降低化学反应活化能的效果更显著，所以过氧化氢分解速率最快，D正确。 2.(2024·江西新余一模)如图表示随着温度的变化(其他条件适宜)，H2O2在有酶和无酶条件下的分解速率变化曲线图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A.图中a曲线对应无酶条件，b曲线对应有酶条件 B.图中a、b曲线对照不能说明该酶具有高效性的特点 C.当温度低于最适温度时，酶的空间结构将被破坏 D.图中M点对应的温度下，不宜长时间保存该酶 解析：选C。据图分析，b曲线中温度过高或者过低，反应速率都会受到抑制，说明b曲线是在有酶的条件下H2O2的分解速率变化曲线，a曲线中的反应速率随着温度升高而升高，说明a曲线是无酶条件下H2O2的分解速率变化曲线，A正确；图中a、b两曲线形成对照(相同温度下)，自变量是酶的有无，可说明酶具有催化作用，而酶的高效性是和无机催化剂对比得到的，B正确；温度低于最适温度时，酶的活性会下降，但其空间结构并没有遭到破坏，C错误；酶应在低温、最适pH条件下保存，故M点对应温度不宜长时间保存过氧化氢酶，D正确。 3.(2024·江西九江三模)1982年Cech领导的团队首先发现四膜虫核糖体RNA具有自我催化功能，之后Altman实验室也进一步证明了RNA的催化功能。1994年Breaker和Joyce利用SELEX技术合成了一种以单链DNA为基础成分的核酶，它能在Pb2＋的辅助下水解RNA特定位置的磷酸二酯键。结合上述信息推测下列有关叙述正确的是(　　) A.酶都是在细胞内发挥作用 B.酶的功能是催化物质的分解 C.酶的化学本质是蛋白质或RNA D.DNA核酶是通过人工合成的 解析：选D。酶也可以在生物体外发挥作用，例如淀粉酶能将试管中的淀粉分解，A错误；酶既能催化物质的合成又能催化物质的分解，B错误；大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，由题意可知利用SELEX技术合成的一种核酶是以单链DNA为基础成分的，C错误；由题干可知，DNA核酶是通过人工合成的，D正确。 4.(2024·湖北孝感一模)研究发现温度越高蛋白质分子热运动越快，分子内的氢键等弱键的断裂程度增加，立体结构被破坏程度增加。如图为β­葡萄糖苷酶在不同条件下分别处理20 min、60 min、120 min后的实验结果。下列叙述错误的是(　　) A.该实验的自变量有温度、处理时间，因变量是相对酶活性 B.该酶活性随温度升高、处理时间延长而降低 C.图示结果说明处理时间会影响酶的最适温度 D.处于高温环境越久，越多酶分子结构被破坏 解析：选B。由图可知，该实验的自变量有温度、处理时间，因变量是相对酶活性，A正确；由图可知，在37 ℃之前，该酶的活性随温度的升高而提高，处理60和120 min的酶活性比处理20 min的酶活性大，B错误；在处理20 min时，该酶的最适温度为42 ℃，在处理60和120 min时，该酶的最适温度为37 ℃，C正确；温度越高蛋白质分子热运动越快，分子内的氢键等弱键的断裂程度也增加，立体结构被破坏程度增加，由此推测处于高温环境越久，越多酶分子结构被破坏，D正确。 5.(2024·山东济宁模拟)板栗壳中的板栗壳黄酮因能抑制胰脂肪酶(PL)的活性而具有降脂减肥的功效。如图表示不同pH条件下板栗壳黄酮对PL活性的影响。下列叙述正确的是(　　) A.本实验中的自变量为pH，酶的用量为无关变量 B.PL能催化脂肪的分解，但不能作为酶的作用底物 C.pH为7.4时，板栗壳黄酮对PL活性的抑制作用最显著 D.实验时应先加入PL和脂肪，再加入不同pH的缓冲液处理 解析：选C。本实验中的自变量为pH和是否加入板栗壳黄酮，酶的用量为无关变量，A错误；PL能催化脂肪的分解，也能作为酶(如蛋白酶)的作用底物，B错误；据图可知，pH为7.4时，板栗壳黄酮对PL活性的抑制作用最显著，C正确；应使用不同pH的缓冲液处理PL后再与脂肪混合，若PL和脂肪提前接触，酶促反应会在非相应pH条件下提前发生，影响实验结果，D错误。 6.(2024·河南郑州一模)下列是有关酶的实验设计思路，正确的是(　　) A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂可验证酶的专一性 B.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响 C.在验证酶的高效性实验中，可选用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，检测产生的气体总量 D.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：加入已预保温的淀粉→加入已预保温的淀粉酶→加入缓冲液→保温反应→滴加斐林试剂水浴加热→观察溶液颜色变化 解析：选A。淀粉酶能够催化淀粉的分解，但不能催化蔗糖分解，而斐林试剂不与淀粉和蔗糖反应，但可以与两者水解后产生的单糖反应，因此利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂能验证酶的专一性，A正确；胃蛋白酶催化蛋白质分解的最适pH为1.5，因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响，B错误；在验证酶的高效性实验中，可选用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，检测气体产生的速率，而不是产生的气体总量(底物相同则总量相同)，C错误；探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：加入缓冲液→加入已预保温的淀粉→加入已预保温的淀粉酶→保温反应→滴加碘液→观察溶液颜色变化，D错误。 7.(2024·湖北襄阳模拟)为检测温度对糖化酶和α­淀粉酶活性的影响，某兴趣小组进行了A、B、C、D四组实验。每组实验取4支试管，各加入2 mL淀粉溶液，1号不加酶，2～4号分别加入0.5 mL 10万活性糖化酶、5万活性糖化酶、α­淀粉酶(底物淀粉和酶均已经置于相应温度下进行预保温)。反应1 min后，每支试管加入4滴碘液检测。结果如下表所示(“＋”表示显蓝色，“＋”越多蓝色越深，“－”表示不变蓝)。下列叙述正确的是(　　) 组别 反应温度/℃ 1号 2号 3号 4号 A 冰浴 ＋＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ － B 15 ＋＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ － C 60 ＋＋＋ － － － D 85 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋＋ － A.糖化酶对温度的敏感程度较α­淀粉酶高 B.60 ℃条件下4支试管的结果说明α­淀粉酶具有高效性 C.可以使用斐林试剂代替碘液检测实验结果 D.糖化酶的最适温度在15 ℃～60 ℃范围内 解析：选A。依据图示信息可知，糖化酶与α­淀粉酶相比较，随温度的变化，实验现象变化更明显，说明糖化酶对温度的敏感程度较α­淀粉酶高，A正确；酶的高效性是指酶与无机催化剂相比较，可以显著降低化学反应的活化能，而本实验由于缺乏无机催化剂的对照，不能说明α­淀粉酶具有高效性，B错误；若用斐林试剂检测淀粉水解，则需要进行水浴加热，而此实验的目的是检测温度对糖化酶和α­淀粉酶活性的影响，斐林试剂的使用会对实验造成干扰，所以不可以使用斐林试剂代替碘液检测实验结果，C错误；以2号试管为例，依据实验现象，60 ℃时不出现蓝色，说明淀粉已被完全分解，85 ℃时蓝色较浅，说明淀粉被部分分解，15 ℃时蓝色较85 ℃时深，说明剩余淀粉含量比85 ℃时多，综上可知糖化酶的最适温度在60 ℃～85 ℃范围内，D错误。 8.(2024·安徽合肥三模)某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，设计并进行了两个实验，实验过程中无关变量均保持相同且适宜，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.实验1、2的自变量分别为催化剂的种类和时间、pH B.实验1中H2O2酶和FeCl3发挥作用的原理不同 C.实验2表明H2O2酶适宜在pH为c的条件下保存 D.当pH小于b或大于d时，H2O2酶会永久失活 解析：选B。据图可知：实验1的自变量是催化剂的种类和时间，实验2的自变量是pH，A正确；实验1中H2O2酶和FeCl3的作用原理相同，都是降低化学反应的活化能，B错误；实验2表明H2O2酶适宜在pH为c的条件下保存，C正确；当pH小于b或大于d时，由于过酸或过碱，使酶的空间结构遭到破坏，所以H2O2酶会永久失活，D正确。 二、选择题：每小题有一个或多个选项符合题目要求。 9.(2024·湖南怀化模拟)酶抑制剂能降低酶的活性，主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。图1表示两种抑制剂的作用机理；图2为最适温度下酶促反应曲线，Km表示最大反应速率(Vmax)一半时的底物浓度。下列相关说法错误的是(　　) 　 A.酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子 B.竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除 C.加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值升高 D.Km值越小，酶与底物亲和力越高 解析：选AC。酶的化学本质为蛋白质或RNA，蛋白质类酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子，而RNA类酶合成场所不是核糖体，A错误。竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除，因为可以增大底物与酶的接触概率，B正确。非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失，反应物不能与活性部位结合，故加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低；加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低不是由底物浓度引起的，因此Km值不会升高，C错误。Km值越小，说明在底物浓度较低时就达到了Vmax，酶与底物亲和力高，D正确。 10.(2024·山东滨州一模)诱导契合学说认为，酶和底物结合前，酶的结合部位不完全与底物互补，在底物的作用下，酶会出现和底物结合的互补结构，继而完成酶促反应且互补结构不可恢复。酶sub既能催化CTH的水解，又能催化CU水解，实验小组以酶sub、底物CTH和CU为实验材料，设计下表实验，已知CTH和CU的结构不同。由该实验可知，不支持诱导契合学说的实验结果应为(　　) 组别 实验操作 甲组 用酶sub直接催化CTH的水解 乙组 酶sub和CTH反应完成后，过滤去除产物和剩余底物，再催化CTH水解 丙组 用酶sub直接催化CU的水解 丁组 酶sub和CTH反应完成后，过滤去除产物和剩余底物，再催化CU水解 A.甲组的水解速率和乙组的无显著差别，丙组的水解速率和丁组的也无显著差别 B.甲组的水解速率显著大于乙组的，丙组的水解速率和丁组的无显著差别 C.甲组的水解速率和乙组的无显著差别，丙组的水解速率显著大于丁组的水解速率 D.甲组的水解速率显著大于乙组的，丙组的水解速率显著大于丁组的水解速率 解析：选ABD。根据诱导契合学说可知，在底物的作用下，酶会出现和底物结合的互补结构，因此酶sub催化CTH的过程中，CTH会诱导酶sub的构象改变，改变构象后的酶sub能和CTH结合，无法和CU结合。因此再次加入CTH后，酶sub的催化效率基本不变，因此甲组和乙组的水解速率无差别，但再加入CU，酶促反应速率显著下降，因此丙组的水解速率显著大于丁组的，A、B、D符合题意，C不符合题意。 11.温度是影响酶促反应速率的重要因素。图中直线a表示反应物分子具有的能量与温度的关系，曲线b表示温度与酶空间结构稳定性的关系。将这两个作用叠加在一起，使得酶促反应速率与温度关系呈曲线c。下列相关叙述错误的是(　　) A.随着温度的升高，底物分子的活化能增加 B.未达到最适温度之前，底物分子的能量越多，酶促反应速率可适度加快 C.酶分子降低的活化能在t1条件下与t2条件下相同 D.t1与t2条件下酶促反应速率相同，此时酶的活性相同，酶的空间结构稳定性也相同 解析：选ACD。由图可知，随着温度的升高，底物分子具有的能量增加，A错误；由曲线c可知，未达到最适温度之前，底物分子的能量越多，酶促反应速率就越快，B正确；曲线c中t1、t2条件下酶促反应速率相等，但酶分子降低的活化能不一定相同，C错误；根据曲线b可知，t2温度下，酶空间结构的稳定性低于t1温度下，D错误。 12.(2024·江西赣州模拟)酸性磷酸酯酶(ACPase)对生物体内的磷脂代谢有重要作用。白玉菇生长环境中的某些金属离子可导致ACPase的酶活性发生变化，影响白玉菇的生长发育。某兴趣小组探究了pH、温度和4种金属离子对ACPase酶活性的影响，实验结果如图(图中OD420是指在波长420 nm时被检测物吸收的光密度，通常OD值越大，酶活性越高)。下列相关叙述正确的是(　　) A.酸性磷酸酯酶的作用机理是降低化学反应的活化能 B.据图分析，pH约为4.5时，ACPase的催化能力最强 C.Pb2＋、Cd2＋可能使酶的空间结构发生改变，导致酶活性降低 D.对白玉菇进行温室栽培时，室内温度应控制在50 ℃ 解析：选ABC。酸性磷酸酯酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A正确；据图分析，pH约为4.5时OD420值最大，说明此时ACPase的酶活性最高、催化能力最强，B正确；据图可知，不同金属离子均可抑制ACPase的酶活性，推测ACPase酶活性变化的机理是金属离子使酶的空间结构发生改变，使酶的活性降低，C正确；据图分析，温度为40 ℃时，OD420值最大，说明此时酶的活性最高，所以对白玉菇进行温室栽培时，室内温度应控制在40 ℃，D错误。 $