【备考2026】高考生物一轮复习资源：第3单元 第9课时 降低化学反应活化能的酶（课件）

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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。
考点一　酶的作用、本质及特性
考点二　影响酶促反应的因素分析
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
产生气泡数目多少、带火星卫
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称为活化能。(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。
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。
3.酶本质的探究历程(连线)
源于必修1 P79“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。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。
答案　将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。
5.酶的特性(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(如图)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)。
(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a.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。
b.诱导契合学说：酶表面没有一种与底物互补的固定形状，只是由于底物的诱导才形成了互补形状，从而有利于底物与之结合。
(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，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
(1)红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性(2023·广东，1C)(　　)
提示　酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性。
(2)探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理(2024·江苏，3C)(　　)
提示　探究温度对酶活性的影响时，酶与底物应分别在设定温度下保温一段时间后再混合。
(3)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活(2020·海南，8C)(　　)
提示　酶可以重复多次利用，不会立即被降解。
一、探究酶的专一性方案：酶相同、底物不同Ⅰ.底物1＋酶溶液Ⅱ.等量底物2＋等量相同酶溶液
思考：1.使用斐林试剂可检测酶促反应是否发生，原因是淀粉和蔗糖都不是_____ ，但淀粉和蔗糖的水解产物都是 。2. (填“能”或“不能”)选用碘液进行检测，因为_______________________ 。
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
二、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
思考：(1)实验时，步骤四、五能否颠倒？
提示　不能。应先控制好变量，再让底物和酶混合反应。
(2)为何不选斐林试剂鉴定？
提示　本实验需要保证反应温度自始至终在设定的温度下进行，使用斐林试剂需要水浴加热，从而改变反应温度，对实验结果会产生影响。
(3)实验材料能否选过氧化氢和过氧化氢酶？
提示　不能。过氧化氢常温常压下即可分解，加热分解更快，并不能准确反映酶活性的变化。
(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 。
相同时间内蛋白块体积的变化
2.探究pH对酶活性的影响
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。
考向一　酶的作用和本质1.(2025·十堰检测)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、处理及结果如表所示。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
2.已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下变为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如表所示。下列相关叙述错误的是
A.第3组为对照组，“？”可为加入蒸馏水1 mLB.若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡C.若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNAD.本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用
考向二　酶的特性及探究实验3.(2022·广东，13)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
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2B.结合①②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9D.尚需补充实验才能确定该酶 是否能水解其他反应物
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
4.(2025·山东新高考联合体联考)二硝基水杨酸(DNS)与还原糖反应后的产物在高温条件下显棕红色，且在一定范围内，颜色深浅与还原糖的浓度成正比。某兴趣小组利用该原理探究“温度对α-淀粉酶活性的影响”，保温相同时间后，先加入NaOH终止酶促反应，再进行颜色测定，结果如图(OD代表颜色深浅的相对值)。下列说法错误的是A.保温是为了维持淀粉和α-淀粉酶反应时的 相应温度B.可用HCl代替NaOH来终止酶促反应C.需在相同高温条件下对反应后的产物进行 颜色测定D.α-淀粉酶在0 ℃和100 ℃条件下的空间结构不同
影响酶促反应的因素分析
酶活性、酶促反应速率及影响因素的分析
注意：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。
(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正相关。(2)ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 (或酶活性)。
2.底物浓度(酶浓度一定)
(1)ab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)。(2)bc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)。(3)ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 。
(4)思考：若该反应体系酶的量增多，曲线该如何改变(在图中表示出来)?
影响酶促反应的曲线请思考在不同条件下曲线①如何变化，并在图中绘制出相应的曲线。(1)在①的基础上，增加酶浓度，请绘制曲线②。
(2)在①的基础上，增加反应物浓度，请绘制曲线③。
考向三　影响酶促反应的因素分析5.(2020·北京，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度C.反应体系的温度D.反应体系的pH
6.(2024·亳州蒙城第一中学期中)针对某酶促反应，某同学在酶量和反应时间都相同的情况下进行了甲、乙、丙三组实验，并得到相应的三条曲线。如图所示，甲是反应速率随反应物浓度变化的曲线，乙是存在一定量的物质W1时反应速率随反应物浓度变化的曲线，丙是存在一定量的物质W2时反应速率随反应物浓度变化的曲线。下列关于该实验的叙述，正确的是A.若仅提高甲组酶量重新实验，其最大反应速率保持不变B.若在甲组中加入W1重新实验，其最大反应速率会降低C.可推测在与酶的结合过程中，W1和反应物有竞争关系D.加大反应物的浓度，不会减弱W2对反应速率的影响
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
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.酶在强酸、强碱和高温、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
(1)高效性、专一性、作用条件温和　空间结构(2)甲、乙两种研磨液混合后，其中的酶1和酶2使白色底物经酶促反应生成了红色色素(3)AAbb　aaBB　白色
(1)高温使多酚氧化酶变性失活，不能将无色的酚类物质氧化成褐色(2)抑制剂类型及浓度　磷酸盐缓冲液　0.10%的柠檬酸(3)乙组茶多酚的分解速率小于甲组
一、选择题1.(2024·湖北荆州中学期末)如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。下列有关分析不正确的是A.本实验的因变量是过氧化氢的分解速率B.本实验的无关变量有过氧化氢的浓度、 催化剂的用量等C.①号与③号、①号与④号可分别构成对照实验D.分析②号、④号试管的实验结果可知，加热和酶都能降低反应的活化能
2.反应底物从常态转变为活跃状态所需的能量称为活化能。如图为蔗糖水解反应能量变化的示意图，已知H＋能催化蔗糖水解。下列分析错误的是A.E1和E2表示活化能，X表示果糖和葡萄糖B.H＋降低的化学反应活化能的值等于(E2－E1)C.蔗糖酶使(E2－E1)的值增大，反应结束后X 增多D.升高温度可通过改变酶的结构而影响酶促反应速率
3.(2024·河北，2)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
4.(2025·达州市高级中学检测)诱导契合模型认为，酶分子具有一定的柔性，当酶与底物分子接近时，酶受底物分子诱导，构象发生有利于与底物结合的变化，这种构象的变化能使活性中心的催化基团处于合适的位置。甲物质和乙物质与R酶之间的关系如图所示。根据诱导契合模型推测，下列叙述正确的是A.R酶能催化甲物质和乙物质发生相关的化学反应B.底物和酶发生结合导致酶的空间结构发生不可逆变性C.构象的变化使酶能更好地结合底物，从而行使催化功能D.该模型说明了酶促反应在温和的条件下可以高效进行
5.(2022·重庆，7)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的相对活性，结果见表。下列叙述最合理的是
A.在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3B.在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性不变C.从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性D.在37 ℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂
6.(2025·荆州联考)下列关于探究酶的特性的相关实验描述，正确的是A.探究温度对淀粉酶的活性影响时，可用斐林试剂作为鉴定试剂B.在加入等量过氧化氢反应物的条件下，滴加肝脏研磨液的实验组会产 生更多的氧气C.“探究pH对过氧化氢酶的活性影响”时，应先分别在酶溶液中加入不 同pH的缓冲液之后再加入底物D.在探究淀粉酶的专一性时，可用碘液检验淀粉、蔗糖是否水解
7.(2022·全国乙，4)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。根据实验结果可以得出的结论是
A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有 催化活性B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度 升高而升高C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有 催化活性D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具 有催化活性
8.(2021·海南，11)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。据图分析，下列有关叙述错误的是A.该酶可耐受一定的高温B.在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大C.不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所 需时间不同D.相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
9.(2024·江苏沭阳县检测)丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质，褐色物质在410 nm可见光下有较高的吸光值(OD值)，且褐色物质越多，OD值越高。已知底物分子在温度升高时所具有的能量提高，PPO的最适pH为5.5。科学家用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响，结果如图。
下列说法错误的是A.PPO在35 ℃和40 ℃时降低的活化能相同B.测定PPO的最适温度需要在30～40 ℃范围内设置温度梯度C.实验中应先将PPO提取液和邻苯二酚溶液分别在相应的温度下保温适 当时间，然后再混合D.丝瓜果肉PPO粗提液可以在0 ℃和pH为5.5的条件下保存
10.为探究不同温度下两种淀粉酶的活性，某同学设计了多组实验并对各组淀粉的剩余量进行检测，结果如图所示。下列叙述正确的是A.该实验的自变量是酶的种类，因变量是 淀粉剩余量B.据图分析可知，酶A的最适温度是50 ℃， 高于酶B的最适温度C.本实验不宜使用斐林试剂进行检测D.酶的作用条件较温和，故保存酶B时，应选择40 ℃和最适pH来保存
11.(2023·辽宁，19改编)基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据图分析，下列叙述错误的是A.SDS可以降低MMP2和MMP9活性B.10 ℃保温降低了MMP2和MMP9活性C.缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性D.MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性
12.(2024·广东，15)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
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
13.(2025·河南九师联盟联考)鸡蛋蛋清中含有蛋清蛋白、蛋白酶抑制因子等多种蛋白质，其中蛋清蛋白是制备优质多肽的天然原料。某研究人员对新鲜鸡蛋蛋清适度预热后用蛋白酶进行水解，探究酶用量及水解温度条件，获得如图1、图2所示结果。下列相关分析错误的是
A.实验前预热蛋清有利于实验中蛋白酶充分发挥作用B.图1中，随着酶浓度增加酶活性逐渐降低，水解速率降低C.探究蛋白酶的最适水解温度条件时，应选择与底物相同浓度的酶进行实验D.60 ℃条件下水解度降低是因为高温导致蛋白酶的空间结构改变
14.(2024·咸宁期中)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。据图分析下列说法正确的是A.增大pH后重复该实验，a、b点位置均会上升B.酶浓度降低后，图示反应速率可用曲线甲表示C.酶浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素D.若b点后升高温度，将呈现曲线丙所示变化
二、非选择题15.(2023·全国乙，32)某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的①取甲、乙细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。实验二：确定甲和乙植株的基因型将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。
回答下列问题：(1)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是______________________________(答出3点即可)；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的__________。(2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是__________________________________________________________________________。
高效性、专一性、作用条件温和
甲、乙两种研磨液混合后，其中的酶1和酶2使白色底物经酶促反应生成了红色色素
(3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是________，乙的基因型是________；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是______。
16.(2024·恩施检测)福建人对茶情有独钟，在福建闽南一带更有着“宁可百日无肉，不可一日无茶”的传统。茶叶细胞中存在多种酚类物质，多酚氧化酶可以将无色的酚类物质氧化成褐色。请回答下列问题：(1)绿茶的品质特点是“绿叶、绿汤”，在制作过程中用高温炒制，防止其褐变。其原理是__________________________________________________________。
高温使多酚氧化酶变性失活，不能将无色的酚类物质氧化成褐色
(2)为减少绿茶制作过程中发生褐变，科研人员探究褐变抑制剂对多酚氧化酶活性的影响，其中褐变抑制剂用磷酸盐缓冲液配制而成，结果如图。
本实验的自变量是__________________，对照组中应加入_____________、等量的底物溶液和酶溶液，在适宜的条件下测出最大酶活性。据图分析，________________处理方式对多酚氧化酶活性的抑制效果最佳。