2026届高三生物一轮复习导学案降低化学反应活化能的酶（一）

降低化学反应活化能的酶（一） 学习目标 1．概述酶的本质、作用及特性； 2．结合图像分析影响酶促反应速率的因素。 学习过程 【知识梳理】 【知识精讲】 情景展示： 中科院天津工业生物技术研究所在一种专门用于分解 PET 塑料的水解酶研究方面取得重要突破，未来将据 此培育出专“吃 ”PET 塑料的新酶种，通过生物降解方法帮助解决日益严重的塑料垃圾污染问题。 思考 1 ：该水解酶的本质最可能是什么？该酶是否能重复利用？ 思考 2 ：用酶进行生物降解塑料，与传统的化学降解相比有什么优点？ 内容一：酶的本质、作用及特性 1．酶的本质和作用 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、外均可 生理功能 ______________ 2．酶的作用机理 如图曲线表示在无酶催化和有酶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： 第 : 页 学科网（北京）股份有限公司 （1）无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是______________。 （2）ca 段与cb 段的含义分别_______________________________________________________。 （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。 3．酶的特性 （1）高效性 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：_________________________________________________。 （2）专一性 每一种酶只能催化____________化学反应，使细胞代谢能够有条不紊地进行。 （3）作用条件较温和 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。 内容二：酶促反应速率的影响曲线分析 1．底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 思考 1 ： OA 段限制因素主要是什么？ 思考 2 ：AB 段限制因素可能是什么？ 2．温度和pH 对酶促反应速率的影响 不同pH 条件下，酶最适温度_______；不同温度条件下，酶最适pH _______。 【学以致用】 例 1：图中甲是过氧化氢酶活性受pH 影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH = b 时H2 O2 分解产生O2 量（m ） 随时间的变化曲线。若改变该酶促反应过程中某一初始条件，以下改变正确的是( ) A ．图甲中c 点时的H2 O2 酶因肽键遭到破坏而变性失活 B ．温度降低时，图乙e 点下移，d 点左移 C ．pH = a 时，图乙e 点不变，d 点右移 D ．将pH 从甲图中的c 点调至b 点，酶活性将升高 【课堂小结】 学习过程答案 【学以致用】 例 1 ：C 课后习题 一、单选题（本题共 4 小题） 1．下列关于酶的叙述，正确的是( ) A ．细胞中的酶能提供反应所需的活化能，催化反应发生 B ．用于治疗消化不良的多酶片咀嚼后吞服会影响疗效 C ．所有具有催化功能的RNA 都只能在细胞内发挥作用 D ．酶的催化效率总是高于无机催化剂 【答案】B 【解析】A．细胞中的酶能降低反应所需的活化能，催化反应的发生，但不能为化学反应提供能量，A 错误； 第 3 页 学科网（北京）股份有限公司 B ．多酶片外有肠溶衣，进入小肠接触到碱性的肠液后才溶解，使药物在小肠直接发挥作用，若咀嚼后吞 服，失去了肠溶衣的保护，药物在胃中就会释放出来，进而被胃酸破坏而失去疗效，B 正确； C ．具有催化功能的RNA 属于酶，有些酶在体外适宜条件下也能发挥作用，并非只能在细胞内起作用，C 错误； D．在最适温度、最适pH 条件下，通常酶与无机催化剂相比较，具有高效性，但在低温或强酸、强碱条件 下，酶的催化效率可能比无机催化剂低，D 错误。 2．如图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与时的能量变化，相关叙述错误的是( ) A ．此反应为吸能反应 B ．曲线Ⅱ表示有酶参与时的能量变化 C ．E 2 为反应前后能量的变化 D ．酶参与反应时，其降低的活化能为E4 【答案】C 【解析】A ．生成物乙的能量比反应物甲的能量高，因此，此反应为吸能反应，A 正确； BD ．曲线Ⅱ表示有酶催化条件下的能量变化，其降低的活化能为E4 ，BD 正确； C ．反应前后能量的变化应为E3 ，C 错误。 3．实验室对磷酸酯酶性质的研究结果如下图，其中OD420 是指在波长420nm 时被检测物吸收的光密度，通常 OD 值越大，酶活性越高。下列叙述正确的是( ) A ．酶活性是指酶催化特定反应的能力，只能通过测定反应底物的消耗速率得到 B ．探究温度对磷酸酯酶的酶活性影响时，pH 应维持在4.5 左右 C ．图 2 显示磷酸酯酶有两个不同的最适温度，保存该酶应在最适温度条件下进行 D ．将磷酸酯酶置于 60℃条件时无催化作用，降至 50℃后该酶可催化反应的进行 【答案】B 第 4 页 学科网（北京）股份有限公司 【解析】A．酶催化特定反应的能力称为酶活性，测定反应底物的消耗速率或产物的生成速率等均可判断酶 活性，A 错误； B ．由图 1 可知，该酶的最适pH 为4.5 左右，探究温度对磷酸酯酶活性影响的实验中，pH 属于无关 变量，要保持相同且适宜，因此pH 需维持在4.5 左右，B 正确； C ．该酶的最适温度为 40℃左右，酶通常在低温条件下保存，C 错误； D ．由图 2 可知，该酶在 60℃条件下失活，高温条件下酶的失活不可恢复，因此降低至 50℃后该酶仍 不能催化反应的进行，D 错误。 4．如图所示，曲线②表示最适温度、最适 pH 条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列分析错误的 是( ) A ．反应物浓度是限制曲线 ab 段反应速率的主要因素 B ．若 d 点时升高温度，酶促反应速率可用曲线①表示 C ．降低 pH，重复实验，酶促反应速率可用曲线③表示 D ．减少酶量，重复实验，曲线上 d 点位置向左下方移动 【答案】B 【解析】A、图中可以看出，在曲线 ab 段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线 ab 段反应速率的主要因素，A 正确； B、由于曲线②是在最适温度、最适 pH 条件下进行的，所以如果在 d 点升高温度，酶促反应速率降低，不 能用曲线①表示，B 错误； C、曲线②是在最适温度、最适 pH 条件下进行的，如果降低 pH 后，重复该实验，酶促反应速率将降低， 可用曲线③表示，C 正确； D、酶量减少时重复该实验，酶促反应速率降低，达到最大反应速率的反应物浓度降低，d 点位置向左下 方移动，D 正确。故选 B。 二、多选题（本题共 1 小题） 5．图表示某种酶催化反应过程的模式图，下列叙述错误的是( ) A ．该图体现酶催化作用具有高效性 B ．图中A 表示酶，B 、 C 表示底物 C ．形成复合物D 时酶形状发生改变 D ．图中E 可能是麦芽糖 【答案】A D 【解析】A ．底物和酶的结合具有专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行），故该图体现酶催 化作用具有专一性，A 错误； B ．据图所示，B 、 C 被A 催化生成E ，可知A 是酶，B 、C 是底物，B 正确； C ．由图可知，形成复合物D 时酶形状发生改变，C 正确； D ．麦芽糖由 2 分子葡萄糖组成，而图中的B 和C 代表不同的分子，D 错误。 故选 AD。 三、非选择题（本题共 1 大题） 6．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A 组（20℃)、B 组（40℃)和C 组（60℃), 测定 各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题： （1）酶活性是指 1 的能力。三个温度条件下，该酶活性最高的是 2 组。 （2）在时间t1 之前，如果A 组温度提高 10℃,那么A 组酶催化反应的速度会 3 。 （3）如果在时间t2 时，向C 组反应体系中增加 2 倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3 时，C 组产 物总量 4 ，原因是 5 。 （4）生物体内酶的化学本质是 6 ，其特性有 7 （答出两点即可）。 （5）若此酶为动物体内提取的某种消化酶，则研究它在细胞中合成和运输采用的科学方法为 8 ， 其分泌过程主要体现了细胞膜的 9 性。 【答案】1、酶催化特定化学反应 2 、B 3、加快 4、不变 5 、60℃条件下，t2 时酶已失活， 即使增加底物，反应产物总量也不会增加 6、蛋白质或RNA 7、高效性、专一性、作用条件温和 8、 同位素标记法 9、流动 【解析】（1）酶催化特定化学反应的能力称为酶活性；由图可知，40℃时酶活性最高，即B 组酶活性最高。 （2）由图可知，三个温度条件较适合的是 40℃, 而A 组是 20℃条件下温度对某种酶活性的影响曲线， 低温条件下，A 组酶活性较低，故在时间t1 之前，若温度提高 10℃ , A 组酶活性升高，酶催化反应的速度 会加快。 （3）C 组为 60℃条件下温度对某种酶活性的影响曲线，由图可知，在时间t2 时，产物浓度不再改变， 说明高温已经使酶变性失活。所以此时向反应体系中增加 2 倍量的底物，其他条件保持不变，反应不能发 生，那么在t3 时，C 组产物总量不变。 （4）酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA ，与无机催 化剂相比，酶具有高效性、专一性和作用条件温和的特性。 （5）若此酶为动物体内提取的某种消化酶，属于分泌蛋白，研究分泌蛋白在细胞中合成和运输采用 的科学方法为同位素标记法，其分泌过程主要体现了细胞膜的流动性。 第 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $