第3单元 第8讲 降低化学反应活化能的酶(学用讲义)-【优学精研】2027年高考生物一轮总复习学用Word（冀赣专版）

该高中生物学高考复习学案系统覆盖酶的本质特性、影响因素及实验探究三大核心考点，以结构与功能观为主线串联理论与实验，通过问题链引导学生自主梳理活化能降低机理、特性曲线分析等知识，构建层次分明的酶学知识网络。 亮点在于诊断式自测与探究式任务设计，开篇设置8道判断正误题帮助学生自主诊断薄弱点，实验探究模块通过变量分析、曲线解读等任务培养科学思维与探究实践素养。配套高考真题分类演练及“四看法”解题方法指导，助力学生自主提升，教师可依学情精准辅导。

第8讲　降低化学反应活化能的酶 核心考点 考题统计 考情分析 1.酶的作用、本质和特性 2025·河北卷T2 2025·黑吉辽蒙卷T1 2025·安徽卷T1 2024·河北卷T2 1.命题特点：主要考查酶的本质、作用机理、特性及相关实验设计。 2.备考重点：重视酶的实验探究与影响因素分析；重视酶与细胞呼吸；光合作用的知识融合 2.影响酶促反应速率的因素 2025·四川卷T10 2025·北京卷T3 2024·广东卷T15 3.酶的相关探究实验 2025·江苏卷T8 2025·四川卷T5 2025·湖南卷T2 2025·陕晋青宁卷T5 考点一　酶的本质、特性及影响酶促反应速率的因素 1.酶在细胞代谢中的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解 （1）过程、结果及结论 （2）实验过程的变量分析 2.酶的催化作用机理 （1）活化能：分子从　　　　转变为容易发生化学反应的　　　　状态所需要的能量。 （2）酶具有催化作用的机理：　　　　　　　　　　　　　　。 （3）曲线解读： 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。 3.酶本质的探究历程（连线） 教材拾遗：〔必修1 P79“思考·讨论”〕“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。 4.酶的本质和作用 判断下列说法的正误。 （1）酶不一定都会与双缩脲试剂发生紫色反应。（　　） （2）酶提供了反应过程所必需的活化能。（　　） （3）酶活性的发挥离不开其特定的结构。（　　） （4）酶在催化反应完成后立即被分解。（　　） （5）酶只能在细胞内发挥作用。（　　） （6）高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。（　　） （7）酶活性最高时的温度适合酶的保存。（　　） （8）产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定能产生激素。（　　） 5.酶的特性 （1）高效性 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；③均不改变平衡点。 （2）专一性 每一种酶只能催化　　　　　化学反应。 （3）作用条件较温和 ①在一定温度（pH）范围内，随温度（pH）的升高，酶的催化作用　　　　，超过这一范围，酶的催化作用逐渐　　　　。 ②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的　　　　，酶分子结构　　　　　　。 ③从丙图可以看出：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越　　　　，反应速率越　　　　；图示pH＝7时，反应物剩余量　　　　，应为　　　　pH。 ④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　　　　（填“能”或“不能”）发挥作用，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 提醒：在最适温度和最适pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定；酶的保存宜选择低温、适宜的pH等条件。 6.影响酶促反应的因素分析 （1）酶活性、酶促反应速率及影响因素的分析 提醒：酶促反应速率与酶活性不同。一定条件下，酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。 （2）酶、反应物和生成物三者的浓度与酶促反应速率的关系曲线 ①图甲：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成　　　　。 ②图乙：在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而　　　，但当底物达到一定浓度后，受　　　　　　　　　限制，酶促反应速率不再增加。 ③图丙：在其他条件适宜的情况下，生成物浓度较低时，酶促反应速率随反应的进行能长时间　　　　　　；在生成物浓度较高时，酶促反应速率明显　　　　。 1.Fe3＋催化H2O2的分解涉及酶催化作用。 （2025·河北卷）（　　） 2.具有催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。 （2023·广东卷）（　　） 3.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。 （2023·浙江6月选考）（　　） 4.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。 （2021·湖北卷）（　　） 1.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，据图分析： （1）A、B两种酶的化学本质是否相同？　　　。理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。 （2）B酶活性改变的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。 2.如图中曲线Ⅰ、Ⅱ是胰蛋白酶在不同条件下催化某种物质反应速率的变化曲线。 （1）与无机催化剂相比，酶具有　　　　性，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。 （2）Ⅰ、Ⅱ　　　　（填“能”或“不能”）催化脂肪，判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　 　　。 （3）Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率慢，这是因为　　　　　　　　　　　　　　。温度过高使酶的活性降低，同时会使酶的　　　　　　遭到破坏，使酶永久　　　　。 （4）在该温度和pH条件下，要提升B点，可采取的措施是　　　　　　　　　　　。 （5）若该酶是人的胃蛋白酶（最适pH为1.5），若其他条件不变，反应液pH由10逐渐降低到2，则酶催化反应的速度将　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 鉴定酶本质的实验原理和方法 （1）试剂鉴定法：利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理设计实验方案。 （2）酶解鉴定法 酶的本质、作用及特性 1.如图是某种核酶催化反应的示意图，与普通酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶，下列叙述正确的是（　　） A.核酶的基本单位是脱氧核糖核苷酸 B.酶促反应的底物是核糖核苷酸 C.核酶发挥催化作用与其空间结构有关 D.核酶为化学反应提供的能量较普通酶少 与酶有关的曲线分析 2.（2025·四川高考10题）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 3.（2024·河北保定二模）β-葡萄糖苷酶能催化纤维素水解，实验小组测定了温度对该酶活性的影响，实验结果如图所示。根据实验结果，不能得出的结论是（　　） A.高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性 B.42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的稳定性逐渐下降 C.各温度条件下，酶的活性可用斐林试剂进行检测 D.37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同 4.（2025·广东茂名模拟）叶酸是某些细菌生长所必需的物质，对氨基苯甲酸是合成叶酸的原料。磺胺类药与对氨基苯甲酸结构相似，与其竞争性结合叶酸合成酶，从而抑制叶酸的合成，起到杀菌作用。研究人员进行了相关实验，结果如图。下列分析正确的是（　　） A.底物增大到一定浓度时，两组的反应速率不再增加主要受时间限制 B.可推测磺胺类药对叶酸合成酶的空间结构造成了不可逆的破坏 C.若细菌产生的叶酸合成酶量增加，则可能减弱磺胺类药的杀菌作用 D.促进细菌吸收对氨基苯甲酸，可增强磺胺类药物的杀菌作用 题后归纳：“四看法”分析酶促反应曲线 考点二　酶的相关实验探究 1.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用——验证酶的专一性 （1）实验步骤 试管编号 1 2 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 沸水浴约1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 （2）实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。 （3）上述实验中　　　　　　（填“能”或“不能”）用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。 2.探究温度对酶活性的影响 （1）实验原理 （2）实验步骤和结果 取6支试管，分别编号为1与1'、2与2'、3与3'，并分别进行以下操作。 试管编号 1 1' 2 2' 3 3' 实验步骤 一 2 mL淀粉酶 溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 2 mL淀粉酶 溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 2 mL淀粉酶 溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 二 在冰水中水浴5 min 在60 ℃温水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min 三 1与1'试管内液体混合，摇匀 2与2'试管内液体混合，摇匀 3与3'试管内液体混合，摇匀 四 在冰水中水浴数分钟 在60 ℃温水中水浴相同时间 在沸水中水浴相同时间 五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 实验现象 呈　　 呈　　 结论 酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性 提醒：（1）探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。 （2）选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。 （3）探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2易分解，加热条件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。 3.探究pH对酶活性的影响 （1）反应原理 2H2O22H2O＋O2↑。 （2）鉴定原理 pH影响酶的活性，从而影响　　　　的生成量，可用气泡的产生量（或点燃但无火焰的卫生香复燃的情况）来检验其生成量的多少。 （3）步骤及现象 实验步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 一 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴 二 注入不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH溶液 三 注入等量的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 四 观察现象 有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生 （4）结论 酶的催化作用需要适宜的　　　　，　　　　　　　　　都会影响酶的活性。 提醒：（1）探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。 （2）探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。 1.酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，酶活性可以用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。（　　） 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。 （2022·北京卷）（　　） 3.用淀粉酶、淀粉、蔗糖来验证酶的专一性，检测底物是否被分解的试剂宜选用碘液。 〔必修1 P82“探究·实践”〕（　　） 4.相同温度下，随着反应时间的延长，酶活性上升，产物增多。（　　） 5.除了温度以外，还有其他因素如酶的激活剂和抑制剂也影响酶的活性。（　　） 1.某兴趣小组以淀粉纸为材料设计了4套实验方案来探究酶的特性，如表所示。 方案 底物 催化剂 pH 温度 ① 淀粉纸 淀粉酶或蛋白酶 7 37 ℃ ② 淀粉纸 淀粉酶＋蛋白酶 7 37 ℃ ③ 淀粉纸 淀粉酶 3、7、11 37 ℃ ④ 淀粉纸 淀粉酶 3 0 ℃、37 ℃、90 ℃ （1）方案①可验证酶的　　　　性，自变量是　　　　　　。 （2）方案②可同时探究两种酶的活性吗？为什么？ （3）方案③可用于探究pH对酶活性的影响吗？为什么？ （4）方案④可用于探究温度对酶活性的影响吗？为什么？ 2.某种酶A能够催化小分子物质b合成大分子物质B，某兴趣小组为了探究温度对该酶A活性的影响，进行了如下表所示的实验。回答下列问题。 组别 甲 乙 丙 丁 戊 ①物质b溶液 5 mL 5 mL 5 mL 5 mL 5 mL ②酶A溶液 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL ③控制温度 0 ℃ 80 ℃ 20 ℃ 40 ℃ 60 ℃ ④将酶A溶液和物质b溶液混合，再在相应温度下分别恒温 ⑤反应一段时间后，测定单位时间内物质B的生成量 注：①～⑤表示操作步骤 （1）在该实验中，实验的无关变量有　　　　　　　　　（答出2个即可）。 （2）表中操作步骤存在错误，正确的操作应该是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 （3）若第⑤步丙、丁中B的合成量相同且是实验条件中最高，要进一步探究该酶催化b合成B的最适温度，应如何进行实验，请简要叙述：　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 1.验证酶的作用、高效性和专一性 （1）酶具有催化作用 ①实验组：底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 ②对照组：底物＋等量蒸馏水→检测→底物不被分解。 （2）酶的专一性 ①方案一：自变量是底物（反应物） A.实验组：底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 B.对照组：另一种底物＋相同酶液→检测→底物不被分解。 ②方案二：自变量是酶的种类 A.实验组：底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 B.对照组：相同底物＋另一种酶液→检测→底物不被分解。 （3）酶的高效性 ①实验组：反应物＋适量酶溶液→检测→底物分解速率快。 ②对照组：反应物＋等量无机催化剂→检测→底物分解速率慢。 2.探究酶的最适温度或pH （1）探究酶的最适温度 ①设计思路 ②设计方案 （2）探究酶的最适pH ①设计思路 ②设计方案 教材基础实验的原理、操作及注意事项 1.（2025·吉林东北师大附中模拟）请判断下列利用相关材料、试剂开展的实验，实验目标能够达成的是（　　） A.利用淀粉、淀粉酶、斐林试剂探究pH对酶活性的影响 B.利用蔗糖、麦芽糖、蔗糖酶和斐林试剂探究酶的专一性 C.利用淀粉、淀粉酶、碘液探究温度对酶活性的影响 D.利用蛋清液、蛋白酶、双缩脲试剂探究pH对酶活性的影响 关注高考拓展实验 2.（2022·广东高考13题）某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见表。下列分析错误的是（　　） 组别 pH CaCl2 温度（℃） 降解率（％） ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白 A.该酶的催化活性依赖于CaCl2 B.结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度 C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9 D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 3.（2025·河南郑州模拟）α-淀粉酶能够把淀粉水解为糊精，在工业生产中有着广泛应用。科研人员为研究甲、乙、丙三种离子对其活性影响，将三种离子的盐酸盐配制成1.0 mol/L的溶液，分别测定三种溶液对酶活性的影响，结果如表所示（相对酶活性＝加入盐酸盐后的酶活性/未加盐酸盐的酶活性）。下列说法错误的是（　　） 盐酸盐 甲 乙 丙 相对酶活性 115％ 95％ 90％ A.表中实验结果可能是在温度相同但pH不同的条件下测定的 B.为保证实验结果的可靠性，每组实验需要设置一定的重复组 C.三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性 D.该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性 考教衔接　酶的本质、作用及特性 （2024·河北高考2题）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 〔必修1 P77“探究·实践”〕（1）新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。 〔必修1 P84正文〕（2）酶制剂适宜在低温下保存。细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。 〔必修1 P25正文〕（3）食草动物有发达的消化器官，也需要借助某些微生物的作用才能分解纤维素。 考法1：结合酶的本质和作用考查科学探究 1.（2025·河南新乡模拟）科学家发现，去除大肠杆菌RNaseP（一种核酸内切酶）的蛋白质部分后，在体外高浓度Mg2＋条件下，剩余的RNA部分仍有与全酶相同的催化活性。下列叙述正确的是（　　） A.RNaseP可为反应提供所需的活化能 B.RNaseP的催化活性只取决于RNA C.实验中高浓度Mg2＋参与RNA的合成 D.实验说明某些酶的化学本质是RNA 考法2：结合竞争性抑制的机理，关注命题新角度 2.（2025·安徽合肥模拟）在催化反应中，竞争性抑制剂与底物（S）结构相似，可与S竞争性结合酶（E）的活性部位；反竞争性抑制剂只能与酶－底物复合物（ES）结合，不能直接与游离酶结合。抑制剂与E或ES结合后，催化反应无法进行，产物（P）无法形成。下列说法错误的是（　　） A.酶是多聚体，大多数以氨基酸为单体，其作用的底物可以是无机物 B.ES→P＋E所需要的活化能比S直接转化为P所需要的活化能要低 C.酶量一定的条件下，底物浓度越高，竞争性抑制剂的抑制效率越高 D.底物充足的条件下，即使酶量增加，反竞争性抑制剂存在的反应速率也不会增加 一、命题角度练 角度一 结合酶的本质、作用，考查生命观念 1.（2025·黑吉辽蒙高考1题）下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是（　　） A.基本单位是脱氧核苷酸 B.在细胞内或细胞外均可发挥作用 C.当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D.为维持较高活性，适宜在70～75 ℃下保存 2.（2025·安徽高考1题）下列关于真核细胞内细胞器中的酶和化学反应的叙述，正确的是（　　） A.高尔基体膜上分布有相应的酶，可对分泌蛋白进行修饰加工 B.核糖体中有相应的酶，可将氨基酸结合到特定tRNA的3'端 C.溶酶体内含有多种水解酶，仅能消化衰老、损伤的细胞组分 D.叶绿体中的ATP合成酶，可将光能直接转化为ATP中的化学能 3.（2025·北京高考3题）某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20 min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60 ℃以上热水。下列叙述错误的是（　　） A.该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物 B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解 C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D.水温过高导致酶活性下降 角度二 结合酶的特性，考查科学探究 4.（2025·江苏高考8题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（　　） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入 2mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 5.（2024·广东高考15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 二、长句表达练 6.〔经典高考题改编〕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。 （1）该酶是否可耐受一定的高温？为什么？ （2）在t1时，该酶催化反应速率与温度之间具有怎样的相关性？ （3）相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率一定不同吗？ 提示：完成课后作业　第三单元　第8讲 答案 第8讲　降低化学反应活化能的酶 考点一 必备知识·夯基 1.（1）􀀁对照　􀀂少量　􀀃促进过氧化氢　􀀄降低活化能　（2）温度和催化剂　产生气泡数目多少、带火星卫生香的复燃情况 2.（1）常态　活跃　（2）降低化学反应的活化能　（3）①AC　②BC　③AB　（4）温和 3. 4.（1）√　（2）×　（3）√　（4）×　（5）×　（6）×　（7）×　（8）√ 5.（1）高效性　催化　（2）一种或一类　专一性　专一性　（3）①增强　减弱　②活性　未被破坏　③少　慢　最少　最适　④不能　脱离了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用 6.（2）①正比　②加快　酶数量和酶活性　③保持不变　下降 基础诊断 1.×　提示：Fe3＋能催化H2O2的分解，Fe3＋是无机催化剂，不是酶。 2.√ 3.×　提示：pH过高会导致酶变性失活。 4.×　提示：一般来说，动物体内酶的最适温度比植物低。 重难知识·探究 1.（1）不相同　A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，其化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被该种蛋白酶破坏，活性降低，其化学本质为蛋白质　（2）B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失 2.（1）高效　酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高　（2）不能　Ⅰ、Ⅱ是胰蛋白酶，酶具有专一性　（3）温度较低，酶活性较弱　空间结构　失活　（4）增大酶量或提高酶浓度　（5）不变　胃蛋白酶的最适pH为1.5，pH为10时已经失活，再改变pH，酶的活性不变 关键能力·提升 1.C　核酶的本质是RNA，RNA的基本单位是核糖核苷酸，而不是脱氧核糖核苷酸（脱氧核糖核苷酸是DNA的基本单位），A错误；从示意图可以看出，核酶催化的是RNA的断裂，因此酶促反应的底物是RNA，而不是核糖核苷酸（核糖核苷酸是RNA的基本单位，不是该反应的底物），B错误；酶的催化作用与酶的空间结构密切相关，核酶也不例外，其特定的空间结构决定了它能与底物结合并发挥催化作用，C正确；酶的作用是降低化学反应的活化能，而不是为化学反应提供能量，核酶和普通酶在这一点上是一致的，D错误。 2.D　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（D-果糖）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也加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误；转化率＝产物量/底物量×100％，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。 3.C　由图可知，高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性，A正确；由图可知，在42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的活性逐渐下降，酶的稳定性逐渐下降，B正确；此实验酶的活性不可用斐林试剂进行检测，因为斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生变化，影响实验结果，C错误；37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同，因为两温度下酶活性差不多，反应时间越长底物消耗量越多，D正确。 4.C　底物增大到一定浓度时，两组的反应速率不再增加主要受酶数量限制，A错误；依据“磺胺类药与对氨基苯甲酸结构相似，与其竞争性结合叶酸合成酶”，推测磺胺类药与对氨基苯甲酸竞争性结合酶活性中心，并未改变酶的空间结构，B错误；若细菌产生的叶酸合成酶量增加，其与对氨基苯甲酸结合的概率增大，合成叶酸的量增多，可能减弱磺胺类药的杀菌作用，C正确；促进细菌吸收对氨基苯甲酸，可降低磺胺类药物的竞争效果，从而降低药物的杀菌作用，D错误。 考点二 必备知识·夯基 1.（2）淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶作用具有专一性　（3）不能　碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色 2.（1）淀粉的水解　（2）蓝色　无蓝色出现　蓝色 3.（2）O2　（4）pH　pH偏低或偏高 基础诊断 1.√ 2.×　提示：应分别在设定温度下保温一段时间后再混合。 3.×　提示：蔗糖及水解产物都不能用碘液检测。 4.×　提示：相同温度下，随着反应时间的延长，酶活性不会上升。 5.√ 重难知识·探究 1.（1）专一　酶的种类 （2）提示：不能。淀粉酶与蛋白酶混合后，蛋白酶会分解淀粉酶，导致淀粉酶失活，无法催化淀粉水解，故该实验无法验证淀粉酶的活性，即方案②的设计存在干扰因素。 （3）提示：不能。淀粉在酸性条件下会被分解，因此选择淀粉和淀粉酶来探究pH对酶活性的影响并不适宜。 （4）提示：不能。方案④用于探究温度对酶活性的影响，无关变量应该相同且适宜，因此设置pH＝7较为合适，而pH为3时，酶会失活。 2.（1）pH、反应时间　（2）应先设置好酶和物质b的温度，然后再将相应温度的物质b和酶混合进行反应　（3）在20～40 ℃之间缩小温度区间并多设置几组温度区间，以探究最适温度 关键能力·提升 1.C　酸性条件下淀粉会被水解，所以不能利用淀粉、淀粉酶、斐林试剂探究pH对酶活性的影响，A错误；蔗糖酶可以催化蔗糖水解产生葡萄糖和果糖，而葡萄糖、果糖都是还原糖，与斐林试剂在加热的条件下反应呈现砖红色沉淀，麦芽糖是由2分子葡萄糖组成的，麦芽糖和葡萄糖都是还原糖，因此不能判断麦芽糖是否发生水解，故而不能利用蔗糖、麦芽糖、蔗糖酶和斐林试剂探究酶的专一性，B错误；淀粉酶可以催化淀粉的水解，而淀粉遇碘液变蓝，可以检测淀粉是否被淀粉酶催化水解，可以利用淀粉、淀粉酶、碘液探究温度对酶活性的影响，C正确；蛋白酶将蛋白质水解为多肽，而双缩脲试剂与蛋白质和多肽都会生成紫色，所以不能用该组材料鉴定，D错误。 2.C　分析表格可知，降解率越大说明该酶的活性越高，②组酶活性最高，此时pH为9，添加CaCl2，温度为70 ℃，③组没有添加CaCl2，pH为9，温度为70 ℃，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①、②组可知，除了温度以外，pH相同且都添加CaCl2，说明①、②组的自变量为温度，B正确；②组酶活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，由于温度梯度和pH梯度都较大，不能说明该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，若要确定该酶能否水解其他反应物，还需补充实验，D正确。 3.A　实验中研究的是不同离子对酶活性的影响，根据单一变量原则，除自变量（离子种类）外，其他无关变量（如温度、pH）应保持相同且适宜，A错误；设置重复组可减少实验误差，提高结果可靠性，符合实验设计规范，B正确；离子可能通过改变酶的空间结构（如可逆结合或轻微构象变化）影响其活性，如甲离子可能作为激活剂，乙、丙可能为抑制剂，C正确；该实验的自变量为三种盐酸盐的种类（对应不同离子），而因变量为（相对）酶活性，D正确。 考教衔接 高考真题 D　作为生物催化剂，酶的作用反应物可以是无机物，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。 拓展延伸 1.D　酶具有降低化学反应所需活化能的作用，但酶不能提供活化能，A错误；去除大肠杆菌RNaseP（一种核酸内切酶）的蛋白质部分后，在体外高浓度Mg2＋条件下，剩余的RNA部分仍有与全酶相同的催化活性，说明其发挥催化活性不仅需要RNA，也需要其他条件，如体外高浓度Mg2＋，B错误；RNA的元素组成是C、H、O、N、P，没有Mg2＋参与，该酶在实验中发挥催化作用需要Mg2＋参与，C错误；RNA部分仍有与全酶相同的催化活性，说明某些酶的化学本质是RNA，D正确。 2.C　酶是生物大分子，大多数酶是蛋白质，蛋白质是多聚体，其单体是氨基酸。酶的作用底物可以是无机物，例如过氧化氢酶催化过氧化氢（无机物）的分解，A正确；酶能降低化学反应的活化能，ES→P＋E是在酶催化下的反应，所以所需要的活化能比S直接转化为P所需要的活化能要低，B正确；在酶量一定的条件下，底物浓度越高，底物与酶活性部位结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性部位结合的机会就越小，抑制效率越低，C错误；反竞争性抑制剂只能与酶－底物复合物（ES）结合，底物充足的条件下，增加酶量会使ES增多，但由于反竞争性抑制剂的存在，其与ES结合后催化反应无法进行，所以反应速率不会增加，D正确。 【高考真题感悟】 1.B　耐高温的DNA聚合酶的化学本质为蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误；只要有活性，酶可以在细胞内或细胞外发挥作用，B正确；耐高温的DNA聚合酶通常应用于PCR过程，发挥作用时还需要引物等，C错误；酶应该在较低温度下保存，而不是在适宜活性温度下保存，D错误。 2.A　高尔基体参与分泌蛋白的加工过程，可以对来自内质网的分泌蛋白进行进一步的加工和修饰，所以推测高尔基体膜上分布有相应的酶，A正确；氨基酸和tRNA的结合发生在mRNA与核糖体结合之前，所以核糖体中不存在与该过程相应的酶，B错误；溶酶体中的水解酶还可以吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，并非仅能消化衰老、损伤的细胞组分，C错误；叶绿体中的ATP合成酶，不能直接利用光能，其合成ATP直接的能量来源是类囊体膜两侧H＋的浓度差，D错误。 3.A　酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，洗衣粉中的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶无法分解纤维素，A错误；洗涤前浸泡衣物有利于酶与污渍中的蛋白质等有机物充分结合，催化其分解，B正确；减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度，加快酶与衣物中有机物污渍的反应速率，有利于特别脏的衣物的清洗，C正确；水温过高会导致酶的空间结构遭到破坏，使酶的活性下降，甚至永久失活，D正确。 4.C　本实验的目的是探究淀粉酶是否具有专一性，酶的种类应相同且为淀粉酶，所以丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液，A不合理；第一次60 ℃水浴加热的目的是为淀粉酶的催化反应提供适宜的温度，提高酶活性；第二次60 ℃水浴加热是为了让斐林试剂与还原糖在该温度下发生显色反应，B不合理；乙组加入的是淀粉溶液和蒸馏水，没有淀粉酶催化，若出现砖红色沉淀，说明淀粉溶液中含有还原糖；若没有出现砖红色沉淀，说明淀粉溶液中不含还原糖，C合理；甲组中淀粉酶催化淀粉水解产生还原糖，还原糖与斐林试剂发生作用会产生砖红色沉淀；由于淀粉酶具有专一性，丙组中淀粉酶不能催化蔗糖水解，蔗糖不属于还原糖，其不会与斐林试剂发生作用并产生砖红色沉淀，D不合理。 5.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；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。 6.（1）提示：可耐受。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。 （2）提示：在t1时，酶促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 ℃。 （3）提示：不一定，相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率（曲线平缓）之后的反应速率相同。 12 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $