新课改专用版高考一轮复习第三单元第一讲降低化学反应活化能的酶讲义生物 解析版Word文档格式.docx
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酶只能在生物体内合成，不能从食物中获得
⑥作用
酶具有催化、调节等多种功能
⑦作用场所
酶只在细胞内发挥作用
⑧温度影响
低温和高温均能使酶变性失活
（2）酶提供了反应过程所必需的活化能（×
）
（3）酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸（×
（4）不同酶的最适温度可能相同（2013·
海南卷，T3A）（√）
（5）随着温度降低，酶促反应的活化能下降（×
（2013·
海南卷，T3B）
（6）酶活性最高时的温度不适合酶的保存（√）
海南卷，T3C）
2．据图完成有关问题
如图曲线表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。
（1）没有催化剂参与的反应曲线是
。
（2）有酶催化的反应曲线是
（3）AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。
（4）BC段的含义是酶降低的活化能。
（5）若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。
3．连线酶的特性和原理
4．学透教材、理清原因、规范答题用语专练
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右图所示，请据图回答：
（1）甲、乙两种酶的化学本质分别是什么？
请说出判断依据。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：
观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质
（2）乙酶活性改变的机制是什么？
其活性能否恢复？
_________________________________________________________________________
乙酶被降解的过程中其空间结构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改变不可逆转，故无法恢复
（3）欲让甲、乙两种酶的变化趋势换位，应加入何类酶？
________________。
RNA水解酶
1．对比分析酶与动物激素的“一同三不同”
相同
都具有微量、高效的特点，也具有一定特异性
不同
产生部位
几乎所有活细胞都产生酶；
而只有内分泌细胞才能产生激素
化学本质
酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA；
激素的化学本质则为蛋白质、脂质、氨基酸衍生物等
作用机制
酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；
激素作为信号分子在发挥完作用后被灭活
2．归纳概括具有“专一性（特异性）”的五类物质
（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能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
（2）载体蛋白：
某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白协助，不同物质所需载体不同，载体蛋白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）tRNA：
tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
（5）抗体：
抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
[对点落实]
1．（2019·
菏泽一模）下列关于酶的说法，正确的是（ ）
A．酶的合成一定需要核糖体，但不一定需要高尔基体
B．pH较低时一定会降低酶的活性，但温度较低时则不一定会降低酶的活性
C．在任何条件下，酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著
D．所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶，但不一定都分布在线粒体中
解析：
选D 化学本质是蛋白质类的酶需要在核糖体上合成，而化学本质为RNA的酶合成则不需要，有些酶是分泌蛋白，有些酶是胞内蛋白，其中胞内蛋白不需要高尔基体的加工；
不同酶的最适pH不同，因此pH较低时不一定会降低酶的活性，反而可能升高酶的活性，如胃蛋白酶；
酶降低化学反应的活化能较无机催化剂显著，体现出酶的高效性，但酶的催化作用需要适宜的条件，因此并不是在任何条件下酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著；
所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶，无氧呼吸及有氧呼吸的第一阶段都是在细胞质基质中进行的，催化这些反应的酶不在线粒体中，另外原核细胞没有线粒体也能进行呼吸作用。
2．下列对动物体内酶、激素和ATP三类有机物的相关叙述，错误的是（ ）
A．这三类有机物一定都含有C、H、O
B．成年男性体内，精原细胞形成精子的过程中有酶、激素和ATP的参与
C．能合成酶的细胞一定都能合成ATP
D．酶和ATP均可以在细胞内外发挥作用，而激素只能在细胞内发挥作用
选D 酶的本质为蛋白质或RNA，激素的本质为蛋白质、固醇或氨基酸衍生物等，它们和ATP都含有C、H、O；
精原细胞形成精子的过程中需要酶的催化、性激素的调节，并消耗ATP；
活细胞均能合成酶和ATP，能合成酶的细胞一定都能合成ATP；
激素由内分泌腺细胞分泌进入细胞外液中，通过体液运输到相应部位的细胞内或细胞外发挥作用。
3．核酶（ribozyme）是具有催化功能的RNA分子，在特异性地结合并切断特定的mRNA后，核酶可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的mRNA分子，下列关于核酶的叙述，正确的是（ ）
A．向核酶中滴加双缩脲试剂，水浴加热可发生紫色反应
B．与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可反映核酶的高效性
C．核酸具有热稳定性，故核酶的活性不受温度的影响
D．核酶与催化底物特异性结合时，有氢键形成，也有磷酸二酯键的断裂
选D 根据题意可知，核酶是具有催化功能的RNA分子，因此不会和双缩脲试剂发生紫色反应；
与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可反映核酶的催化性；
核酸具有热稳定性，但是在高温条件下其结构也会发生改变，因此核酶的活性也会受温度的影响；
核酶与催化底物特异性结合时，核酶和mRNA之间有氢键形成，而切割mRNA分子也会有磷酸二酯键的断裂。
用曲线模型表示酶的三大特性
[典型图示]
[问题设计]
（1）图1中酶参与的反应对应曲线
，无机催化剂参与的反应对应曲线
，未加催化剂时对应曲线
，由此说明，与无机催化剂相比，酶的催化作用具有高效性。
（2）图2中加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶的催化作用具有专一性。
（3）①图3中b点表示最适温度，e点表示最适pH。
②温度在a点时，酶的活性较
，但不会失活；
温度≥c点，酶会失活。
pH≤
点、pH≥
点，酶都会失活。
③由图3可知，酶的作用条件较温和，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。
4．（2019·
临沂一模）如图为pH对作用于同一底物的两种水解酶活性的影响，下列相关叙述正确的是（ ）
A．在任何温度条件下，pH＝5时，酶1的活性高于酶2
B．将酶2由pH＝9转移到pH＝4的环境中，活性上升
C．在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同
D．酶1和酶2能够水解同一种底物是酶专一性的体现
选C 高温使酶变性失活，在高温环境条件下，pH＝5时，酶1的活性等于酶2；
过酸、过碱使酶变性失活，pH＝9的环境下，酶2的空间结构被破坏，即使pH恢复到4，酶的活性也不能恢复；
据图分析可知，在最适pH的两侧，有两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同；
酶1和酶2能够水解同一种底物不是酶专一性的体现。
5．如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述，错误的是（ ）
A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH
B．甲曲线中，a点与b点限制酶促反应速率的因素不同
C．乙曲线中，d点与f点酶的空间结构都被破坏且不能恢复
D．丙曲线中，g点时对应因素升高，酶的活性不能到达h点
选C 低温时酶的活性很低，但并不失活，高温使酶的空间结构发生改变而失活，过酸、过碱都会使酶的空间结构发生改变而失活，分析题图，影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH；
甲曲线表示底物浓度与反应速率的关系，a点的限制因素是底物浓度，b点时底物达到饱和状态，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度；
乙曲线是温度对酶活性的影响曲线，d点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构不被破坏，温度恢复，酶的活性即恢复，f点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度降低，酶的空间结构也不能恢复；
丙曲线是pH对酶活性的影响曲线，g点时pH过低，酶的空间结构发生改变，pH升高，酶的活性不能恢复，故不能到达h点。
酶在人们的日常生活和生产中都有广泛的应用，以此为素材，设置新情景考查酶的应用也是常见的命题形式。
6．把分解酒精的酶（化学本质不是RNA）装进纳米级小笼子做成的“防护服”中，酶就不怕被消化液分解，可安心分解酒精分子。
下列推测合理的是（ ）
A．用于分解酒精的酶可能是脂质
B．该酶进入人体后能分解人体内无氧呼吸的产物
C．“防护服”的主要功能是阻碍消化道内蛋白酶的作用
D．该成果中用于分解酒精的酶应放在最适温度下储藏
选C 酶的化学本质是蛋白质或RNA，依据题意，分解酒精的酶的化学本质不是RNA，那肯定是蛋白质；
酶具有专一性，人体内无氧呼吸的产物是乳酸，不是酒精，故该酶不能分解人体内无氧呼吸的产物；
根据题干信息可知，该“防护服”的作用是防止酶被消化道内的蛋白酶分解；
酶应放在低温条件下储藏。
7．科学研究发现，某些免疫球蛋白具有催化功能，称之为抗体酶。
如图表示某新型抗体酶的结构，据图判断下列叙述错误的是（ ）
A．抗体酶能与双缩脲试剂发生紫色反应
B．抗体酶能与各种抗原结合
C．抗体酶与底物结合后，能降低反应的活化能
D．利用抗体酶特异性识别抗原和催化无活性药物前体的转化反应，可靶向治疗癌症
选B 由题干信息可知，抗体酶的化学成分是蛋白质，功能上既具有抗体特异性识别抗原的功能，又具有酶的催化功能。
[归纳拓展]
关注常考的五类酶及其作用
（1）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）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。
（3）解旋酶：
用于DNA复制时双链间氢键打开。
（5）各种消化酶：
可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白质水解等。
考点二 影响酶活性的因素与相关实验探究[重难深化类]
巧用三种方法破解酶实验难题
1．鉴定酶的本质——试剂检测法
2．验证酶的高效性和专一性——对比法
（1）验证酶的高效性
[设计方案]
项目
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的酶溶液
等量的无机催化剂
现象
反应速率很快，或反应用时短
反应速率缓慢，或反应用时长
结论
酶具有高效性
[操作示例]
（2）验证酶的专一性
方案一
方案二
底物相同（等量）
与酶相对应的底物
另外一种底物
与底物相对应的酶
另外一种酶
同一种酶（等量）
发生反应
不发生反应
酶具有专一性
3．探究酶的最适温度或pH——梯度法
组别编号
1
2
…
n
实验材料
等量的同种底物
温度（pH）
T1（a1）
T2（a2）
Tn（an）
衡量指标
相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少
实验结论
生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组所处温度（或pH）为最适温度（或pH）
（1）探究酶的最适温度
（2）探究酶的最适pH
题点
（一） 考查实验材料和实验试剂的选取
1．下列关于淀粉酶参与催化的实验中，可采用斐林试剂来检验淀粉水解情况的是（ ）
A．探究pH对酶活性的影响
B．探究温度对酶活性的影响
C．探究酶是否具有专一性
D．探究Cu2＋对酶活性的影响
选C 淀粉在酸性环境中能够直接水解为麦芽糖，故不能用淀粉酶探究pH对酶活性的影响；
用斐林试剂检测时需要水浴加热，故不能用来探究温度对酶活性的影响；
可以用斐林试剂来检验淀粉水解情况，探究酶是否具有专一性；
斐林试剂与还原糖反应的实质是还原糖将Cu2＋还原为Cu2O而呈砖红色沉淀，故不能用来探究Cu2＋对酶活性的影响。
2．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。
下列相关叙述，正确的是（ ）
方案
催化剂
底物
pH
温度
①
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白块
中性
室温
②
淀粉酶
淀粉、蔗糖
适宜
③
蛋白酶
蛋白质
不同温度
④
过氧化氢酶、氯化铁溶液
过氧化氢
强酸性
A．方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
选B 在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH；
淀粉酶能将淀粉分解，不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目的；
由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解；
在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件下，过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性。
酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”
（1）若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
（2）若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
（3）在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
（4）在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢（H2O2）在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
题点
（二） 考查实验操作过程及评价
3．（2016·
全国卷Ⅰ）若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是（ ）
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
选C 在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求。
威海模拟）某生物兴趣小组要设计实验验证酶的专一性。
请根据题意回答问题：
备选实验材料和用具：
蛋白块，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸馏水，双缩脲试剂，试管若干，恒温水浴锅，时钟等。
（1）该实验的自变量是________________。
（2）实验步骤：
①取两支洁净的相同试管，编号为甲、乙。
②取5mL牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中，再取牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中。
③将两支试管置于恒温水浴锅中，保温（39℃）5min。
④分别加入等体积等质量的蛋白块，其他条件相同且适宜。
⑤一段时间后，分别加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。
上述实验步骤中，有两处明显错误，请找出这两处错误并更正。
a．________________________________________________________________________。
b．________________________________________________________________________。
（1）探究酶的专一性，需要设计对照实验，该实验变量是酶的种类。
（2）实验步骤中加入到乙试管中的牛胰淀粉酶溶液没有注明用量，不符合单一变量原则。
两支试管中都有蛋白质类酶，遇双缩脲试剂呈紫色，因而不能用双缩脲试剂检测。
答案：
（1）酶的种类
（2）a.不符合单一变量原则（或不符合等量原则），取5mL牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中B．不能用双缩脲检测，应直接观察蛋白块体积的大小
[类题通法]
解答实验方案评价试题的一般思路
用曲线模型表示影响酶促反应的因素
1．底物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系（图1、2）
（1）图1：
在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
（2）图2：
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．温度和pH与酶促反应速率的关系（图3）
（1）图3：
温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；
底物浓度和酶浓度是通过影响底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）图3：
反应溶液pH的变化不影响（填“影响”或“不影响”）酶作用的最适温度；
反应溶液温度的变化也不改变（填“改变”或“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、5、6）
（1）图4、5、6的时间t0、t1和t2是一致的。
（2）随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因积累而增多。
（3）t0～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，因反应物含量较少，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，生成物也不再增加，此时反应速率为
5．在最适温度和最适pH条件下，用人体胃蛋白酶溶液与一定量的稀释鸡蛋清溶液混合，测得生成物量与反应时间的关系如图中甲曲线所示。
下列说法正确的是（ ）
A．甲曲线70min后，生成物量不再增加的原因是酶的数量有限
B．探究胃蛋白酶的最适pH时应设置过酸、过碱和中性三组实验
C．将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验，结果与乙曲线一致
D．形成乙曲线的原因可能是将反应温度变为25℃，其他条件不变
选D 根据题意可知，甲曲线70min后，生成物量不再增加的原因蛋清中蛋白质被水解完；
探究胃蛋白酶的最适pH时应设置等pH梯度的一系列实验组，不能只有三组实验；
由于胃蛋白酶的最适pH大约在1.5左右，如果将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验，胃蛋白酶已经失去活性，不能水解蛋白质，此时生成物的量为0，结果与乙曲线完全不同；
根据前面的分析，甲曲线比乙曲线先达到平衡，说明甲曲线代表的反应速率比乙快，导致形成乙曲线的原因可能是将反应温度变为25℃，即反应温度不是在最适温度下进行，此时反应速率减慢。
6．（2016·
全国卷Ⅱ）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）三个温度条件下，该酶活性最高的是________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）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________，原因是_______________________________________。
（4）生物体内酶的化学本质是__________________________________________，其特性有______________________________________________________________（答出两点即可）。
（1）在60℃条件下，反应的最终产物浓度比20℃和40℃条件下小很多，说明酶在60℃条件下最终失活。
20℃与40℃条件下相比，40℃时酶促反应达到反应平衡的时间短，说明40℃条件下酶活性较高。
（2）在时间t1前，如果A组温度提高10℃变成30℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30℃条件下的该酶活性大于20℃条件下的，因此提高A组的温度酶催化反应的速度会加快。
（3）t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度过高导致t2时酶已经变性失活。
因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。
（4）生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。
酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。
（1）B
（2）加快 （3）不变 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
（4）蛋白质或RNA 高效性和专一性（其他合理答案也可）
“四看法”分析酶促反应曲线
课堂一刻钟
1．（2017·
全国卷Ⅱ）下列关于
升级会员 