第3单元 第1讲 降低化学反应活化能的酶(Word教师用书)-【金版新学案】2027年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中生物学讲义围绕“降低化学反应活化能的酶”核心考点，涵盖酶的本质、作用机理、特性及影响因素，按课标要求构建“必备知识梳理-关键能力提升-分层检测”复习体系，通过概念辨析、易错点提示、真题精讲等环节，帮助学生系统突破酶的特性及实验探究难点。 讲义突出科学思维与探究实践，如设计“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解”实验分析，引导学生通过变量控制、结果验证培养实验设计能力。设置层级练习与高考真题对接，结合模型分析酶促反应影响因素，高效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第1讲　降低化学反应活化能的酶 课标要求 核心概念 1.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 2.活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。 酶、催化、活化能、高效性、专一性、酶活性、酶促反应速率 层级Ⅰ　根基稳筑牢——夯实必备知识 必备知识梳理 析概念·点易错·练表达 一、酶的作用和本质 1.酶本质的探索历程(连线) 2.酶的概念解读 3.酶的作用机理降低化学反应的活化能 析概念 1.下列关于酶的作用和本质的叙述错误的是(①④) ①细胞中酶在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 ②产生激素的细胞一定能产生酶，但是产生酶的细胞不一定能产生激素 ③酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 ④酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 ⑤酶活性的发挥离不开其特定的结构 点易错 1.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。 2.酶可以重复多次利用，不会立即被降解。 3.酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。 练表达 1.(必修1 P80“拓展应用”3延伸)如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系。 (1)A、B两种酶的化学本质是否相同？推断依据是什么？ 提示：不同。A酶用蛋白酶处理后活性不变，说明其化学本质不是蛋白质，推测应该是RNA；B酶用蛋白酶处理后活性降低，说明其化学本质是蛋白质。 (2)B酶活性改变的原因是B酶被蛋白酶降解的过程中其分子结构会发生改变。 二、酶的特性 1.高效性 2.专一性 3.作用条件温和 析概念 2.下列关于酶的特性的叙述错误的是(①③④) 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，不宜选用双缩脲试剂进行检验 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 点易错 　温度过高、过酸、过碱等条件下，酶失活，即使再给予适宜的条件，活性仍不能够恢复正常，原因是温度过高、过酸、过碱等条件都会导致酶空间结构被破坏，使酶永久失活。 练表达 2.(必修1 P82探究·实践)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH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？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。 三、探究酶的特性及影响酶活性的条件 1.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用——探究酶的专一性 (1)实验原理 ①淀粉和蔗糖都是非还原糖，其水解产物葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原糖。 ②斐林试剂能鉴定溶液中有无还原糖。 ③淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖，不能催化蔗糖水解。 (2)实验设计 项目 试管1 试管2 实验 步骤 注入可溶性淀粉溶液 2 mL — 注入蔗糖溶液 — 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 水浴加热2 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 析概念 3.下列关于酶的有关探究实验的叙述错误的是(①②③) ①淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高 ②“探究温度对酶活性的影响”实验中，室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合后，在设定温度下保温 ③探究酶的最适pH实验中，进行预实验能确定有效pH范围，减小实验误差 ④探究淀粉酶的专一性实验，用淀粉和蔗糖作底物，不用碘液检测 点易错 1.探究酶的专一性 (1)不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会遇碘液变色。 　(3)实验结论：酶具有专一性，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。 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 项目 试管1 试管1' 试管2 试管2' 试管3 试管3' 实 验 步 骤 一 1 mL淀 粉酶溶 液　　 2 mL 淀粉 溶液 1 mL淀 粉酶溶 液　　 2 mL 淀粉 溶液 1 mL淀 粉酶溶 液　　 2 mL 淀粉 溶液 二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min 三 将试管1与试管1'内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将试管2与试管2'内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将试管3与试管3'内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min 四 取出试管各加入两滴碘液，振荡 实验 现象 蓝色 无明显现象 蓝色 实验 结论 酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性 (2)探究pH对酶活性的影响 项目 试管1 试管2 试管3 实 验 步 骤 一 2滴过氧化氢酶溶液 二 1 mL 蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液 三 2 mL体积分数为3％的过氧化氢溶液 实验 现象 有大量气泡产生 无气泡产生 无气泡产生 实验 结论 pH会影响酶的活性，酶有适宜的pH范围 (2)本实验也可以选用不同的酶去催化同一种底物，观察底物的分解情况。 (3)该实验是通过不完全归纳法得出的结论。 2.探究温度对酶活性的影响 (1)探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶各自在所需的温度下保温一段时间，再进行混合。 (2)探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作为反应物，因为H2O2易分解，加热条件下分解会加快，氧气的产生速率增加，不能准确反映酶活性的变化。 3.探究pH对酶活性的影响 (1)探究pH对酶活性的影响时，必须先调反应物与酶的pH，然后再将反应物与酶混合。 (2)探究pH影响酶活性的实验不宜选择淀粉和淀粉酶作实验材料，因为强酸能催化淀粉水解，从而影响实验结果。 练表达 3.(1)(必修1 P82“探究·实践”拓展)过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因是酶的空间结构遭到破坏。 (2)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中不能(填“能”或“不能”)用斐林试剂来检测，原因是斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制温度。 4.(必修1 P81“探究·实践”思考)在探究酶专一性实验中，淀粉和淀粉酶要预热到同一温度再混合的原因是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。 层级Ⅱ　要义深剖析——提升关键能力 主题(一)　酶的特性及探究影响酶活性的因素 (2025·江西卷)芸香糖苷酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物生产槲皮素、柚皮素和橙皮素等活性物质，具有重要的应用前景。研究人员比较了芸香糖苷酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的酶学性质，部分结果如表。下列叙述正确的是(　　) 芸香糖苷酶 最适温度(℃) 最适pH Ⅰ 50 4.0 Ⅱ 70 4.0 Ⅲ 40 6.0 A.酶Ⅰ的反应温度升高20 ℃，其他条件不变，酶Ⅰ与酶Ⅱ活性一致 B.三种酶在最适的温度和pH条件下，催化底物的活性相同 C．三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物，表明它们具有专一性 D．三种酶的空间结构会因环境温度和pH的改变而发生变化 答案：D 解析：每一种酶都有各自的最适温度、pH等，酶Ⅰ的反应温度升高20 ℃，其他条件不变，不能确定其活性与酶Ⅱ的活性是否一致，A错误。三种酶的最适温度和pH不同，在各自最适条件下催化底物的效率不一定相同，B错误。酶的专一性指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物，不代表三种酶只能水解芸香糖苷类黄酮化合物，C错误。在温度过高或过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，酶将永久失活，D正确。 借助模型分析影响酶促反应的因素 1.模型构建 2.模型分析 (1)反应物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系(图1、图2) ①图1：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快，但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加。 ②图2：在反应物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。 ③反应物浓度和酶浓度是通过影响反应物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。 (2)温度和pH与酶促反应速率的关系(图3) ①温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。 ②反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH。 (3)反应时间与酶促反应的关系(图4、图5、图6) ①图4、图5、图6的时间t0、t1和t2是一致的。 ②随着反应的进行，反应物的量因被消耗而减少，生成物的量因积累而增多。 ③t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率较快；t1～t2段，因反应物含量减少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢；t2时，反应物被消耗完，生成物不再增加，此时反应速率为0。 考向1　酶的特性 1.(2026·安徽合肥模拟)酶抑制剂是能与酶结合并降低酶活性的物质，主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心；非竞争性抑制剂作用于酶活性中心以外的其他位点，使酶的空间结构发生变化。下列叙述错误的是(　　) A.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 B.非竞争性抑制剂与酶结合后，可能会影响酶与底物的结合 C.竞争性抑制剂与酶结合，会降低酶促反应的最大反应速率 D.探究某种酶抑制剂的类型时，可通过增加底物浓度进行判断 答案：C 解析：酶活性是酶催化特定化学反应的能力，可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示，A正确；由题可知，非竞争性抑制剂会使酶的空间结构发生变化，可能影响酶与底物的结合，B正确；竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心，可通过增加底物浓度减弱其抑制作用，当底物浓度足够高时，该抑制剂对酶活性的影响可以忽略不计，最大反应速率不变，C错误；增加底物浓度可以减弱竞争性抑制剂对酶的抑制作用，但不能解除非竞争性抑制剂对酶活性的抑制作用，因此，可通过增加底物浓度来判断某种酶抑制剂的类型，D正确。 考向2　影响酶活性的因素 2．(2026·广东深圳高三月考)某同学研究某因素对酶促反应速率的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min，酶促反应速率降低50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min，酶促反应速率仅降低3%。该同学研究的因素是(　　) A．温度　　B．底物　　C．反应时间　　D．酶量 答案：B 解析：由题干可知，两组实验的温度都为45 ℃，所以研究的因素不是温度，A错误；由题干分析，这两组实验的不同条件在于是否加入底物，所以研究的因素是底物，B正确；由题干可知，两组实验的反应时间均为12 min，所以研究的因素不是反应时间，C错误；由题干可知，两组实验的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D错误。 主题(二)　与酶相关曲线的分析与判断 (2025·四川卷)D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2＋可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2＋条件)下，测定不同浓度D-果糖的转化率(转化率＝产物量/底物量×100％)，其变化趋势如下图。下列叙述正确的是(　　) A.升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率 B.D-果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C.若将Co2＋的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D.2 h时，三组中500 g·L－1果糖组产物量最高 答案：D 解析：题干中实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D-果糖转化率，A错误；D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误；Co2＋可协助酶Y催化反应，但Co2＋不是酶，将Co2＋的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率加倍，酶促反应速率还受酶的数量、底物浓度等多种因素的影响，C错误；2 h时，500 g·L－1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量＝底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。 1.(2026·河北石家庄模拟)如图曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A.酶量增加后，B点向左上方移动 B.增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变 C.限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度 D.B点后，升高温度，酶活性增强，将呈现曲线丙所示变化 答案：C 解析：B点的限制因素是酶数量，故酶量增加后，反应速率增大，B点向右上方移动，A错误；曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系，因此如果增大pH，酶的活性会下降，A、B点位置都会下移，B错误；在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度，C正确；曲线乙是在最适温度条件下进行的，如果在B点后升高温度，酶活性将会下降，反应速率应下降，不会呈现曲线丙所示变化，D错误。 2．(2025·广东模拟预测)某同学从紫冠豆角的种子中提取某种蛋白成分，在不同温度和pH条件下处理20 min，用以研究该蛋白对α­淀粉酶活性的抑制效果，结果如下图所示。下列分析正确的是(　　) A．实验时应将蛋白成分与α­淀粉酶混匀后，再设置不同的温度和pH B．该实验可通过检测还原糖的含量来判断该蛋白成分的抑制效果 C．该蛋白成分在80～100 ℃条件不能抑制α­淀粉酶活性 D.该蛋白成分在pH＝4～10条件下对α­淀粉酶的催化效率高 答案：B 解析：根据该实验目的，应先将蛋白质经不同温度、pH处理20 min后，再与α­淀粉酶混匀进行反应，A错误；α­淀粉酶水解淀粉生成还原糖，实验通过检测还原糖的含量计算α­淀粉酶的活力，也反映该蛋白成分抑制酶活性的效果，B正确；由图可知，该蛋白成分在80～100 ℃条件对α­淀粉酶有一定的抑制率，在pH＝4～10条件下对α­淀粉酶的抑制率高，α­淀粉酶的催化效率低，C、D错误。 知能快检窗——查落实·固基础 1.下列关于酶的作用和本质的叙述，正确的是(　　) A.在探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响实验中，研究者采用了自变量控制中的“减法原理” B.酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量 C.与无机催化剂不同，从生物体内分离出的酶能降低化学反应的活化能 D.酶在反应完成后立即被降解成氨基酸 E.因为巴斯德显微镜下观察到了酵母菌发酵产生酒精的过程，所以其观点是对的 F.李比希坚持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母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用，这一观点缺乏观察或实验证据的支持 G.在葡萄糖溶液中加入不含酵母细胞的酵母细胞提取液，观察酒精产生与否，是结束巴斯德与李比希争执的有力实验证据 H.酶是由活细胞产生的，是只能在细胞内起催化作用的蛋白质 答案：FG 解析：在探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响实验中，研究者采用了自变量控制中的“加法原理”，A错误；酶不能为化学反应提供能量，B错误；无机催化剂与酶一样，都能降低化学反应的活化能，C错误；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，D错误；巴斯德未直接观察发酵过程，仅通过实验推测活细胞作用，E错误；酶也可以在细胞外起作用，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，H错误。 2.下列有关酶特性及探究实验的叙述，正确的是(　　) A.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 B.酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解 C.每一种酶只能催化一种或一类化学反应 D.酶在过酸、过碱和温度过高、低温条件下均会因酶的空间结构被破坏而变性失活 E.酶通常是在低温、低pH条件下进行保存的 F.探究酶的高效性实验，可用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 G.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，需选用碘液对其因变量进行检测 H.探究pH对淀粉酶活性的影响，需要选用斐林试剂对其因变量进行检测 I.探究pH对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察 J.探究温度对酶活性的影响实验，可以用H2O2的分解速率来衡量酶活性 K.探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，可选择双缩脲试剂检测实验结果 L.新鲜糯玉米用85 ℃的水热烫2 min，可较好地保持甜味，推测加热破坏了淀粉酶的活性 M.溶菌酶能溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，与抗生素混用可增强抗生素的疗效 N.胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制微生物繁殖 答案：BCIMN 解析：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，A错误；酶在过酸、过碱和温度过高的条件下均会因酶的空间结构被破坏而变性失活，低温下不会，D错误；酶通常在低温、最适pH条件下进行保存，E错误；由于两组底物的量相同，因此若两组的H2O2都完全分解后，产生的气体总量会相等，F错误；由于碘液不能鉴定蔗糖是否水解，故利用淀粉酶、淀粉和蔗糖为材料验证酶的专一性时，不能选用碘液对其因变量进行检测，G错误；淀粉在酸性条件下会分解，故不可用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，H错误；H2O2的分解同时受到温度影响，不能用于探究温度对酶活性的影响，J错误；探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，不可选择双缩脲试剂检测实验结果，因为不同温度下的蛋白酶均可以与双缩脲试剂发生颜色反应，而呈现紫色，K错误；糯玉米用85 ℃的水热烫2 min，可较好地保持甜味，是因为高温破坏了将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性，L错误。 学科网（北京）股份有限公司 $