新高考生物一轮复习讲练测第08讲 酶和ATP（第一课时）（讲义）（2份，原卷版+解析版）

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\l "_Tc12947" 02知识导图·思维领航 PAGEREF _Tc12947 \h 3
\l "_Tc355" 03考点突破·考法探究 PAGEREF _Tc355 \h 3
\l "_Tc16143" 考点一 酶的本质和作用 PAGEREF _Tc16143 \h 3
\l "_Tc13283" 知识点1 酶的本质和作用 PAGEREF _Tc13283 \h 3
\l "_Tc1870" 知识点2 关注教材涉及中酶及其作用（常考点） PAGEREF _Tc1870 \h 8
\l "_Tc1285" 考向1 结合酶的本质、作用和特性，考查生命观念 PAGEREF _Tc1285 \h 10
\l "_Tc15077" 考点二 酶的特性及酶相关实验 PAGEREF _Tc15077 \h 11
\l "_Tc1894" 知识点1 酶的高效性 PAGEREF _Tc1894 \h 11
\l "_Tc9713" 知识点2 酶的专一性及验证专一性实验 PAGEREF _Tc9713 \h 12
\l "_Tc4825" 知识点3 教材中具有“专一性”的物质总结（常考点） PAGEREF _Tc4825 \h 13
\l "_Tc13434" 知识点4 探究影响酶活性的条件 PAGEREF _Tc13434 \h 14
\l "_Tc4283" 知识点5 影响酶促反应速率的因素的曲线分析 PAGEREF _Tc4283 \h 17
\l "_Tc2551" 考向1 结合酶的特性，考查科学探究 PAGEREF _Tc2551 \h 18
\l "_Tc16375" 考向2 结合外界因素对酶活性的影响，考查科学思维 PAGEREF _Tc16375 \h 21
\l "_Tc5583" 考向3 结合与酶有关的实验探究，考查科学探究 PAGEREF _Tc5583 \h 22
04真题练习·命题洞见 \l "_Tc21997" PAGEREF _Tc21997 \h 23
\l "_Tc5392" 05长句分析·规范作答 PAGEREF _Tc5392 \h 26
\l "_Tc19425" 一、教材知识链接 PAGEREF _Tc19425 \h 26
\l "_Tc12979" 二、教材深挖拓展 PAGEREF _Tc12979 \h 26
\l "_Tc25758" 三、长句规范作答 PAGEREF _Tc25758 \h 27
考点一 酶的本质和作用
知识点1 酶的本质和作用
1.酶与细胞代谢的关系：
（1）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞代谢的主要场所：细胞质基质
（2）细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。
（3）代谢类型：
①物质代谢
②能量代谢
注意：细胞代谢离不开酶的催化
2.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。
（2）实验原理：2H2O2eq \(―――――→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O＋O2↑
①加热是化学反应常见的条件；
②Fe3+是无机催化剂；
③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶。
（3）判断H2O2的分解快慢依据：O2的产生量
①点燃的卫生香的复燃情况；
②气泡冒出情况
（4）实验过程和现象
（5）实验结论：
①1、4号试管对照，说明酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可以加快化学反应速率。
②3、4号试管对照，说明酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
③与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
3.控制变量及教材中自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
（1）控制变量和设计对照实验
①自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素（不同条件X）
②因变量：因自变量改变而变化的变量（结果Y）
③无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素（相同条件a）
④对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验；对照实验一般要设置对照组和实验组。
提示：Y = a + f(x)
（2）“加法原理”和“减法原理”
①加法原理：与常态相比，人为增加某种影响因素。
第2组、第3组、第4组就是利用了加法原理。
②减法原理：与常态相比，人为去除某种影响因素。
艾弗里肺炎球菌转化实验：
第一组：R型活菌+S型菌的细胞提取物→混合培养
第二组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+蛋白酶→混合培养
第三组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+RNA酶→混合培养
第四组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+酯酶→混合培养
第五组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+DNA酶→混合培养
提示：第二~五组就是利用了减法原理。
研究甲状腺激素的功能：
第1组：健康的动物不做处理(空白对照)
第2组：健康的动物饲喂一定量的甲状腺激素(加法原理)
第3组：将健康的动物甲状腺摘除(减法原理)
4.酶的催化作用机理
图中①表示：无催化剂时化学反应所需的活化能。
图中②表示：无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。
图中④表示：酶催化时化学反应所需的活化能。
图中③表示：无机催化剂降低的活化能。
图中⑤表示：酶降低的活化能，酶更显著地降低化学反应的活化能。
意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
【教材隐性知识】（人教版必修1 P78图拓展）酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？
（1）共同点：①只能催化自然条件下能发生的化学反应；
②化学反应前后酶的数量和性质均不变；
③加快化学反应的速率（降低化学反应的活化能），缩短达到化学平衡的时间，但 不能改变化学反应的方向和化学平衡；
（2）催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质。
【名师点拨】
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检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。
④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。
5.酶的本质探索：
（1）1857年，法国微生物学家巴斯德认为发酵需要酵母活细胞参与。
（2）德国化学家李比希认为发酵是某些物质在细胞死亡裂解后的作用。
（3）德国化学家毕希纳证明酵母细胞提取液和活细胞一样可以引起发酵，并把这种物质称为酿酶。
（4）1926年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶的结晶，证实了脲酶是一种蛋白质。
（5）20世纪80年代，切赫和奥尔特曼少数RNA也具有生物催化功能。
结论：酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
【教材隐性知识】源于必修1 P81“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母细胞引起的，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细胞中的某些化学物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母细胞、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。
将酵母细胞研磨粉碎、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)。
6.酶的本质：
（1）本质：绝大多数是蛋白质，少部分是RNA。
（2）合成原料：氨基酸或核糖核苷酸。
（3）合成场所：核糖体或细胞核等。
（4）作用场所：可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用。
（5）来源：一般活细胞都能产生酶(哺乳动物成熟的红细胞除外)
（6）功能：具有催化作用(降低化学反应的活化能）
提示：酶催化反应时空间结构可能改变
【巧记技巧】酶概念的1个“二”和3个“一”
【教材隐性知识】源于必修1 P80“拓展应用”：设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。→向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。
7.验证酶的化学本质：
（1）颜色反应法：蛋白质类酶可用双缩脲试剂鉴定，反应后呈紫色。
（2）酶解法：甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。
【易错提示】有关酶的本质和作用
【归纳总结】酶和激素的比较“一同三不同”
知识点2 关注教材涉及中酶及其作用（常考点）
1.消化酶：是一类水解酶。有的由消化腺分泌到下消化道中,属于胞外酶，有的则参与细胞内消化，如溶酶体中的一些酶。
2.溶酶体酶：一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。P一49、53
3.溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。P选一68
4.脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。P一79
5.过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。P一77
6.酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶
①白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因。P二71
②老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。P一124
7.细胞工程中的酶
①纤维素酶(将纤维素水解为葡萄糖) P选三38
②果胶酶(将果胶水解为半乳糖醛酸)，可用于制备植物原生质体；
③胰蛋白酶、胶原蛋白酶(动物细胞培养)。
8.基因工程中的酶 P选三71、77
①限制酶：特异性切割DNA分子
②DNA连接酶：连接两个DNA片段
③耐高温的DNA聚合酶：用于PCR技术扩增目的基因(耐高温)
9.中心法则相关酶
①DNA复制：以DNA为模板的DNA聚合酶（催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段，上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）
②逆转录：以RNA为模板的DNA聚合酶(即逆转录酶) P二69
③转录：以DNA为模板的RNA聚合酶（催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）P二65
④RNA复制：以RNA为模板的RNA聚合酶(即RNA复制酶) P二69
⑤端粒酶：端粒酶在干细胞和生殖细胞中有活性,在体细胞中没有活性。在肿瘤中被重新激活，从而使癌细胞具备无限增殖的条件。P一124
【易错辨析】
(1)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。( √ )
提示：唾液淀粉酶是催化剂,但在胃液里唾液淀粉酶是胃蛋白酶的底物。
(2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。( × )
提示：酶可以重复利用
(3)酶提供了反应过程中所必需的活化能。( √ )
提示：酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是给化学反应提供活化能。
(4)酶活性的发挥离不开其特定的结构。( × )
(5)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。( × )
(6)有的酶能催化蛋白质水解，有的酶能催化脂肪水解，有的酶能催化淀粉水解。( √ )
【归纳总结】典型酶的种类和作用
考向1 结合酶的本质、作用和特性，考查生命观念
例1．蛋白质磷酸化是在蛋白质激酶的催化作用下，将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白质中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上的过程。蛋白质磷酸化可使没有活性的蛋白质转化为有活性的蛋白质，是调节和控制蛋白质活力和功能最普遍的机制。下列叙述正确的是( )
A.蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上，说明酶不具有专一性
B.蛋白质磷酸化可以改变蛋白质的活性，该过程与ATP的水解有关，为放能反应
C.蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可提高该反应的活化能，使反应速率更快
D.蛋白质活性变化与其结构改变有关，蛋白质结构的改变不一定导致其活性丧失
【答案】 D
【解析】 蛋白质激酶只能催化将磷酸基团转移到某些氨基酸残基上，仍然体现酶的专一性，A错误；蛋白质磷酸化可改变蛋白质的活性，该过程与ATP的水解有关，ATP水解释放能量，所以该反应为吸能反应，B错误；蛋白质激酶催化的实质为降低该反应的活化能，C错误。
【变式训练】1.嚼馒头时会感觉有甜味，那是因为唾液淀粉酶将淀粉分解成了麦芽糖。下列有关酶的说法，错误的是( )
A.升高温度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用机理相同
B.高温、强酸、强碱都会导致唾液淀粉酶的空间结构改变而使其失活
C.唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物
D.唾液淀粉酶能够与双缩脲试剂反应显紫色
【答案】 A
【解析】 升高温度的原理是提供能量，加酶的原理是降低化学反应所需的活化能，作用机理不同，A错误；高温、强酸、强碱都会导致蛋白质的空间结构改变而使其失活，唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，B正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物，C正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，蛋白质能够与双缩脲试剂反应显紫色，D正确。
【变式训练】2.酶是生物催化剂，下列有关酶的叙述正确的是( )
A．酶脱离生物体以后无法起作用
B．在酶的最适温度下储存酶
C．酶通过提供化学反应活化能加快反应速率
D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶
【答案】 D
【解析】 只要条件适宜，生物体中的酶可以在体外发挥作用，A错误；酶需要在低温下储存，B错误；酶通过降低反应的活化能加快反应速率，C错误；唾液淀粉酶化学本质是蛋白质，可以被蛋白酶水解，D正确。
【变式训练】3.下列有关生物体内酶的叙述，正确的是( )
A．酶在完成催化作用后立即失活
B．酶只能在活细胞内才能发挥作用
C．大多数酶是在核糖体上合成的
D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能
【答案】 C
【解析】 酶在完成催化作用后不会立即失活，酶可以多次重复利用，A错误；只要条件适宜，酶在生物体内、外都能发挥作用，B错误；大多数酶是蛋白质，是在核糖体上合成的，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能为反应过程供能，D错误。
【思维建模】
考点二 酶的特性及酶相关实验
知识点1 酶的高效性
1.定义：与 无机催化剂 相比，酶降低活化能的作用 更显著 ，催化效率更高。
2.意义：使细胞代谢快速进行。
3.曲线分析
①曲线分析：酶对应曲线A，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线C。
②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
4.结论：
①a、b相比说明酶具有高效性。
②a、c相比说明酶具有催化作用。
③催化剂只缩短到达平衡点的时间，不改变化学反应的平衡点。
【名师点拨】
(1)酶的高效性是指同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
(2)酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，说明酶具有高效性。
知识点2 酶的专一性及验证专一性实验
实验材料及器具：质量分数为2%的新配置的淀粉酶溶液；质量分数为2%的新配置的蔗糖酶溶液；质量分数为3%的新配置的淀粉溶液；质量分数为3%的新配置的蔗糖溶液；斐林试剂、碘液、热水、量筒、试管、滴管、试管夹、温度计、酒精灯等等。
问题1：请同学们自主学习淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，完成以下问题。
（1）实验材料选择、检测试剂选择。
（2）写出实验目的：
（3）说出实验原理：
（4）找出自变量、因变量、无关变量。
（5）简述实验步骤：
（6）预期实验结论：
1.实验步骤
【教材隐性知识】
(1)源于必修1 P84“相关信息”：已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？
提示：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。
(2)源于必修1 P85“科学·技术·社会”：溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
2.实验结论：
（1）淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。
（2）酶具有专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①脲酶——只能催化尿素分解。
②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。
③二肽酶——可以催化所有的二肽分解
锁钥学说：
意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
【拓展延伸】验证酶专一性实验的其他方案
思路1：底物不同，酶相同
方案一：（用斐林试剂检测）
淀粉 + 淀粉酶
蔗糖 + 淀粉酶
方案二：（用斐林试剂检测）
淀粉 + 蔗糖酶
蔗糖 + 蔗糖酶
思路2：底物相同，酶不同
方案三：（用碘液或者斐林试剂检测）
淀粉 + 淀粉酶
淀粉 + 蔗糖酶
方案四：（用斐林试剂检测）
蔗糖 + 淀粉酶
蔗糖 + 蔗糖酶
知识点3 教材中具有“专一性”的物质总结（常考点）
1.酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
2.载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
3.激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
4.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
5.神经递质：由突触前膜释放，作用于突触后膜，产生抑制或兴奋。
6.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
知识点4 探究影响酶活性的条件
1.酶活性
（1）定义：酶催化特定化学反应的能力
（2）表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
提示：用单位时间反应物的消耗量或产物的生产量表示化学反应的速率。
2.探究温度对酶活性的影响
（1）实验材料及器具：质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液物质的量浓度为0.01ml/L的盐酸、物质的量浓度为0.01ml/L的NaOH溶液、热水、蒸馏水、冰块碘液、斐林试剂。
问题2：请同学们自主学习探究温度对酶活性的影响材料，完成以下问题。
（1）实验选择材料是什么？原因？
（2）检测试剂选择什么？原因？
（3）实验材料先分别处理温度，还是先混合？
（4）找出自变量、因变量、无关变量。
（5）简述实验步骤：
（6）预期实验结论：
①实验材料：淀粉、淀粉酶
不选用H2O2作为反应底物的原因？
提示：H2O2不稳定，受热易分解。
②检测试剂：碘液
不选用斐林试剂进行鉴定的原因?
提示：斐林试剂检测需要水浴加热，温度是干扰条件。
问题3：实验材料先处理温度，还是先混合？
提示：先处理温度，再混合，原因：保证反应从一开始就是预设温度。
（2）原理
①反应原理
蓝色eq \(←――――,\s\up7(碘液),\s\d5())eq \x(淀粉)eq \(――→,\s\up7(淀粉酶))麦芽糖eq \(――→,\s\up7(碘液))无蓝色出现
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
（3）实验步骤和结果
注意：☆酶和底物先分别在对应温度（或pH）下保温后再混合。
低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复。（低温保存）
高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性)
（1）酶的活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。
（2）在低于最适温度的范围内,酶的活性随着温度的升高而升高。
（3）当超过最适温度，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。
【名师点拨】
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）实验材料及器具：质量分数为2%的淀粉酶溶液，质量分数为20%的肝脏研磨液(H2O2酶)，质量分数为3%的淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液,
问题4：请同学们自主学习探究pH对酶活性的影响材料，完成以下问题。
（1）实验选择材料是什么？原因？
（2）检测试剂选择什么？
（3）先往试管加入酶溶液还是底物?
（4）找出自变量、因变量、无关变量。
（5）简述实验步骤：
（6）预期实验结论：
①实验材料：H2O2、H2O2酶
不选用淀粉作为反应底物的原因？
提示：淀粉在酸性条件下会被水解
先往试管加入酶溶液还是底物?
提示：先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物。
（2）原理
①反应原理：2H2O2eq \(―――――→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O＋O2。
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。
（3）实验步骤和结果
强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性)
（1）酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH。
（2）在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的升高而升高。
（3）当超过最适pH，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。
【名师点拨】探究影响酶活性实验的“四步曲”
(1)分组编号：将实验器具分组编号并装入相应的等量试剂。
(2)控制变量：控制影响酶活性的条件(如温度)，即首先将底物、酶液分别处理到预设的条件。
(3)进行反应：让酶液与底物混合，在预设的条件(如温度、pH等)下反应，无关变量保持相同。
(4)结果检测：检测实验的因变量，观察并记录实验结果。
知识点5 影响酶促反应速率的因素的曲线分析
1.温度和pH对酶促反应速率的影响
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 不变 ；不同温度条件下，酶最适pH 也不变 ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
图甲中OP 段酶促反应速率的限制因素是 底物浓度 ，而P点之后的限制因素可能为 酶数量和活性 ；
即在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成 正 相关。
3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂
（1）由于竞争性抑制剂与底物竞争，因此，其抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用。

（2）由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。

【易错辨析】
(1)可以利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性。( √ )
(2)酶的活性越高，酶促反应速率越快。( × )
提示：酶促反应速率还受底物浓度、酶的浓度等因素的影响
(3)在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，可先控制酶的温度或pH，再将酶与底物混合，也可以先将酶与底物混合，再控制酶的温度或pH。( × )
提示：探究温度对酶活性影响的实验中,应将酶与底物分别保温后再混合；探究pH对酶活性影响的实验中, 应先对过氧化氢酶溶液调PH,再注入过氧化氢溶液
(4)若用唾液淀粉酶进行pH对酶活性影响的实验，则应将60 ℃水浴改为37 ℃水浴。( √ )
(5)在测定唾液淀粉酶的活性时，将溶液pH由1提升到6的过程中，该酶的活性将不断上升。( × )
提示：酶的活性没有变化
考向1 结合酶的特性，考查科学探究
例1．如图曲线反映了温度或pH对A、B、C三种酶活性的影响。下列相关叙述正确的是( )
A．酶B和酶C的最适温度相似，但最适pH一定不同
B．图甲中a点和c点，酶A的活性相同，空间结构也相同
C．图乙中d点，酶B和酶C的空间结构都有一定程度的破坏
D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人体的内环境中
【答案】 C
【解析】 从图中只能得出酶A的最适温度，不能得出酶B和酶C的最适温度，故不能比较酶B与酶C最适温度的大小，A错误；低温时酶的活性降低，但空间结构不变，高温时酶的空间结构被破坏，图甲中a点和c点，酶A的空间结构不相同，B错误；人体温度为37 ℃左右，pH范围为7.35～7.45，而酶A的最适温度大于40 ℃，酶B和酶C的最适pH偏离人体内pH范围较大，故三种酶不会存在于人体内环境中，D错误。
【变式训练】1.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。下列分析正确的是( )
A．实验结果表明该酶的最适温度是40 ℃
B．实验过程中pH的变化不会对该实验产生影响
C．20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产物浓度会增加
D．60 ℃条件下，t2时增加底物的量不会改变产物浓度
【答案】 D
【解析】 实验结果表明在三组设定的温度中40 ℃时酶活性最高，但不能说明酶的最适温度是40 ℃，A错误；实验过程中pH是无关变量，必须保持相同，如果pH变化会对实验产生影响，B错误；20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产物浓度不再增加，因为此时反应物已经消耗完，C错误；60 ℃条件下，t2前酶已经失活，所以t2时增加底物的量不会改变产物浓度，D正确。
【变式训练】2.在洗涤剂中添加碱性纤维素酶可大大提高对衣物的洗涤效果。研究人员从某芽孢杆菌菌株中分离纯化出一种碱性纤维素酶，探究其催化作用的最适pH和温度，结果如图。下列相关叙述不正确的是( )
A．碱性纤维素酶的催化机理是降低反应所需的活化能
B．该酶的最适温度在50 ℃左右
C．不同温度下，该酶的最适pH有差异
D．30 ℃酶活性低的原因是空间结构被破坏
【答案】 D
【解析】 酶的催化活性受温度的影响，低温可以降低酶的活性，但是不会破坏酶的空间结构，D错误。
【思维建模】
【变式训练】3.如表是有关淀粉酶的探究实验，“＋”表示加，“－”表示不加。下列叙述正确的是( )
A.实验的目的是探究pH对淀粉酶活性的影响
B．能用碘液对实验的结果进行检测
C．实验中的自变量是催化剂的种类
D．实验结果说明淀粉酶具有专一性
【答案】 D
【解析】 分析题表信息可知，该实验中的单一变量为底物的种类而不是pH，故实验目的不是探究pH对淀粉酶活性的影响，A、C错误；本实验不可用碘液对实验结果进行检测，因为不管淀粉酶能否催化蔗糖水解，溶液都不变色，B错误。
考向2 结合外界因素对酶活性的影响，考查科学思维
例2．如图表示酶的活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )
A.随着温度的升高，酶的活性一直升高
B.温度在T2时比在T1时更适合酶的保存
C.酶的空间结构在T1时比T3时破坏更严重
D.温度为T2时，酶降低活化能的作用最显著
【答案】 D
【解析】 酶需要保存在低温环境下，B错误；低温抑制酶的活性，但不破坏酶的空间结构，而高温会破坏酶的空间结构，C错误。
【变式训练】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，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。
考向3 结合与酶有关的实验探究，考查科学探究
例3.下列有关酶的探究实验的叙述，合理的是( )
【答案】 C
【解析】 H2O2完全分解产生的气体总量是由底物量决定的，该实验方案不能用来探究酶的高效性，A错误；碘液无法检测蔗糖是否被水解，因此用淀粉酶催化淀粉和蔗糖的水解来探究酶的专一性时，应选用斐林试剂作为检测试剂，B错误；斐林试剂是检测还原糖的，用H2O2酶在不同pH条件下催化H2O2分解，没有还原糖产生，因此该实验不能用斐林试剂检测，D错误。
【变式训练】某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
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9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】 C
【解析】 分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于分组较少，不能说明其最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
1．（2024·浙江·高考真题）下列不属于水在植物生命活动中作用的是（ ）
A．物质运输的良好介质B．保持植物枝叶挺立
C．降低酶促反应活化能D．缓和植物温度变化
【答案】C
【分析】水是活细胞中含量最多的化合物，在细胞内以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是化学反应的介质，自由水还是许多化学反应的反应物或者产物，自由水能自由移动，对于生物体内的营养物质和代谢废物的运输具有重要作用，自由水与结合水可以相互转化，自由水与结合水比值升高，细胞代谢旺盛，抗逆性差，反之亦然。
【详解】A、自由水可以自由流动，是细胞内主要的物质运输介质，A正确；
B、水可以保持植物枝叶挺立，B正确；
C、降低酶促反应活化能的是酶，水不具有此功能，C错误；
D、水的比热容较大，能缓和植物温度的变化，D正确。
故选C。
2．（2023·河北·高考真题）关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是（ ）
A．淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏B．磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C．氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构D．载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生改变
【答案】A
【分析】蛋白质的变性：受热、酸碱、重金属盐、某些有机物（乙醇、甲醛等）、紫外线等作用时蛋白质可发生变性，其空间结构发生改变，失去其生理活性。
【详解】A、低温不会使蛋白质空间结构改变，淀粉酶本质为蛋白质，在0℃时空间结构不会被破坏，A错误；
B、蛋白质分子与磷酸结合后，空间结构发生变化，活性也发生改变，B正确；
C、氨基酸种类的改变会影响蛋白质中氨基酸的排列顺序，进而可能影响蛋白质空间结构，C正确；
D、载体蛋白在转运分子时，需要与被转运的分子结合，会发生自身构象的改变，D正确。
故选A。
3．（2024·浙江·高考真题）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，测定过程如下表。
下列叙述错误的是（ ）
A．低温提取以避免PAL 失活B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C．④加H2O补齐反应体系体积D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
【答案】B
【分析】1、酶是由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，极少数酶是RNA．
2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性．
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低．另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活．
【详解】A、温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL 失活，A正确；
B、因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；
C、④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保存无关变量相同，C正确；
D、pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
故选B。
4．（2023·广东·高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（ ）
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
【答案】C
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：高效性、专一性以及作用条件温和的特性。
【详解】A、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；
B、发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；
C、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，C错误；
D、高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。
故选C。
5．（2022·广东·高考真题）某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是（ ）
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70℃，最适pH9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【分析】分析表格信息可知，降解率越高说明酶活性越高，故②组酶的活性最高，此时pH为9，需要添加CaCl2，温度为70℃。
【详解】A、分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；
B、分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；
C、②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；
D、该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
故选C。
【题后悟道·方法】
一、教材知识链接
1.除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致并将结果进行比较的实验叫作对照实验，它一般要设置对照组和实验组，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。(P78“科学方法”)
2.酶在细胞代谢中的作用是降低活化能。酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没有改变。无机催化剂也能降低活化能，但没有酶的显著。加热的作用不是降低活化能，是使反应分子得到能量，从常态转变为容易反应的活跃状态。(P78)
3.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。(P81)
4.酶有如下的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和。(P81)
5.建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。(P82“探究·实践”)
6.过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。(P84)
二、教材深挖拓展
1.(源于必修1 P84“相关信息”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？
提示：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。
2.(源于必修1 P85“科学·技术·社会”(改编)):溶菌酶有怎样的作用？
提示：溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
三、长句规范作答
1.(科学思维)酶具有高效性的原理是 同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能 。
2.(科学思维)过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因： 酶的空间结构遭到破坏 。
3.(社会生活)人发烧时不想吃东西，原因是 体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢 。
考点
由高考知核心知识点
预测
酶
考点一：酶的作用和本质
（3年8考，全国卷3年1考）
（2023广东）酶的本质
（2023浙江）酶的本质
（2022全国）酶的本质
（2022湖南）酶的本质
题型：选择题、解答题
内容：
（1）常结合动物生命活动的调节、细胞代谢综合、酶的特性及相关的变量分析考查
（2）一般会结合光合作用和呼吸作用一起来考核。
考点二：酶的特性及相关实验
（3年38考，全国卷3年3考）
（2023浙江）酶的特性
（2023湖南）酶的特性
（2022浙江、2022广东）酶的特性
（2021浙江）酶的特性实验
课标要求
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.探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素
3.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
新旧教材对比
增：①淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用；②ATP供能机制及实例；③“～”特殊化学键不稳定的原因；④吸能反应与放能反应的实例。
改：①ATP中文名称，“～”代表特殊的化学键，不再说高能磷酸键；②能量“通货”改为能量“货币”。
强化：过酸、过碱或高温对酶活性影响由小字改为宋体。
对照实验
对照组
实验组
试管编号
1
2
3
4
一
H2O2浓度
3%
3%
3%
3%
无关变量
（相同且适宜）
剂量
2 mL
2 mL
2 mL
2 mL
二
反应条件
常温
90 ℃
FeCl3溶液
肝脏研磨液（H2O2酶）
自变量
剂量
2滴清水
2滴清水
2滴
2滴
结果
气泡产生
不明显
少量
较多小气泡
大量较大气泡
因变量
卫生香复燃情况
不复燃
不复燃
变亮
复燃，猛烈燃烧
项目
错误说法
正确理解
产生场所
具有分泌功能的细胞才能产生
活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)
化学本质
蛋白质
有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA)
作用场所
只在细胞内起催化作用
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度影响
低温和高温均使酶变性失活
低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活
作用
酶具有调节、催化等多种功能
酶只起催化作用
来源
有的可来源于食物等
酶只在生物体内合成
项目
酶
激素
来源及作用场所
活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用
专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；
一般细胞外发挥作用
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质
生物功能
催化作用
调节作用
共性
在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
酶的名称
酶的作用
淀粉酶
催化淀粉水解为麦芽糖
麦芽糖酶
催化麦芽糖水解为葡萄糖
蛋白酶
催化蛋白质水解为多肽
脂肪酶
催化脂肪水解为脂肪酸和甘油
DNA酶
催化DNA水解为脱氧核苷酸
DNA聚合酶
催化DNA复制产生子代DNA
RNA聚合酶
催化DNA转录产生RNA
纤维素酶
分解纤维素
果胶酶
分解果胶
逆转录酶
催化RNA形成DNA单链
DNA连接酶
将两个DNA片段的黏性末端或平末端连接起来
限制酶
识别DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯键断裂
酪氨酸酶
催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶
催化DNA复制过程中DNA碱基间氢键的断裂
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（注意：淀粉酶的最适温度为60℃，酶活性最高）
新配制的斐林试剂（不用碘液）
2 mL
2 mL
沸水浴煮沸1 min
实验现象
有砖红色沉淀
没有砖红色沉淀
试管编号
试管1
试管1′
试管2
试管2′
试管3
试管3′
实
验
步
骤
一
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
二
放入0 ℃冰水中水浴5 min
放入60 ℃温水中水浴5 min
放入100 ℃热水中水浴5 min
三
将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min
将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min
将3与3′试管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
呈蓝色
无蓝色出现
呈蓝色
实验结论
淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。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
试管编号
一
试管1
试管2
试管3
实验
步骤
二
三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应
三
1 mL蒸馏水
1 mL物质的量浓度为0.01 ml/L的盐酸
1 mL物质的量浓度为0.01 ml/L的NaOH溶液
四
三支试管都加入2 mL质量分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象
有大量气泡产生
产生少量气泡
产生少量气泡
将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方)
燃烧剧烈
燃烧较弱
燃烧较弱
实验结论
酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。
试管编号
1
2
2 mL 3%淀粉溶液
＋
－
2 mL 3%蔗糖溶液
－
＋
1 mL 2%淀粉酶溶液
＋
＋
结果检测
滴加斐林试剂并水浴加热
实验结果
砖红色
无砖红色
选项
探究内容
实验方案
A
酶的高效性
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
B
酶的专一性
用淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解，用碘液检测
C
温度对酶活性的影响
用淀粉酶分别在热水、冰水和常温下催化淀粉水解，反应相同时间后，检测淀粉分解程度
D
pH对酶活性的影响
用H2O2酶在不同pH条件下催化H2O2分解，用斐林试剂检测
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
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