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第 1 课时 降低化学反应活化能的酶
课标要求 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 酶的作用和本质
1．细胞代谢
(1)细胞代谢概念：细胞中每时每刻都进行着________________，统称为细胞代谢。
(2)主要场所：________________。
2．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解(见教材P )
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(1)方法步骤
(2)实验过程的变量及对照分析(3)实验结论
3．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：________________________的活化能。
(3)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。
4．酶本质的探究历程(连线)
5．酶的本质和作用
项目 内容 解释
除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细
产生部位 内产生
胞都能产生酶
作用场所 可在细胞内、细胞外、 可在生物体外发挥作用，但不能来自体外，只能生物体外发挥作用 由细胞合成
大多数酶是 ，少 合成原料是 ，合成场所是___________(真
酶的本质
数是 核生物)
酶只起 功能，且反应前后酶的 和
酶的功能 生物催化剂
_________不变
作用机理 降低化学反应的_____ 酶不能提供能量
源于必修1 P “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
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说明实验思路。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1.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，请思考回答下列
问题：
(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？说出理由。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)乙酶活性改变的机理是什么？其活性能否恢复？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．分析酶的作用原理曲线
(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。
1．(2023·江苏盐城高三模拟)某课外兴趣小组用图示实验装置验证酶的高效性。下列有关叙
述不正确的是( )
A．两个装置中的过氧化氢溶液要等量且不宜过多
B．需同时挤捏两支滴管的胶头，让肝脏液和FeCl 溶液同时注入试管中
3
C．肝脏液中的过氧化氢酶、FeCl 都可以降低该反应的活化能
3
D．左边移液管内红色液体上升的速度比右边慢，最终液面比右边低
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
归纳总结 典型酶的种类和作用
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碱基间氢键的断裂考点二 酶的高效性和专一性
1．酶具有高效性
(1)定义：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
①曲线分析：酶对应曲线_____，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线_____(填字
母)。
②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率________。
2．酶具有专一性
(1)定义：每一种酶只能催化________________化学反应。
(2)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
①实验步骤及结果
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
沸水浴煮沸1 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
②实验结论：_______________________________________________________________。
(3)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
(1)源于必修1 P “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
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蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)源于必修1 P “科学·技术·社会”：溶菌酶能够溶解细菌的________，具有抗菌消炎的作
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用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
1．同种酶有时会催化不同的反应，是不是就说明酶不具有专一性？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验中能否用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？为
什么？验证酶的专一性的另一思路是什么？
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______________________________________________________________________________
3．(2023·天津和平区高三期中)“投弹手甲虫”遇到危险时，会瞬间从尾部喷出温度近100
℃的气体攻击和吓唬靠近它的捕食者，如图所示。该行为主要体现了酶( )
A．具有专一性 B．具有可调节性
C．具有高效性 D．易受外界环境影响
4．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是( )
A．酶1与产物b结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定
B．酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列
C．酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性
D．酶1与产物b的相互作用可以防止细胞生产过多的产物a考点三 探究影响酶活性的条件
1．酶促反应一般是在________________的条件下进行的。
2．酶活性
(1)定义：酶催化特定______________________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________表示。
3．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
①反应原理
蓝色←――――――→________――→无蓝色出现
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响________________，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。
(2)探究pH对酶活性的影响
①反应原理：2HO―――――→2HO＋O。
2 2 2 2
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
________________________的情况来检验O 的生成速率。
2
(3)实验步骤和结果
①探究温度对酶活性的影响
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
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管3 试管3′
2′
2 mL淀粉酶 2 mL淀粉 2 mL淀粉 2 mL淀 2 mL淀粉 2 mL淀粉
一
溶液 溶液 酶溶液 粉溶液 酶溶液 溶液
实 放入60 ℃温水中水浴 放入100 ℃热水中水浴
二 放入0 ℃冰水中水浴5 min
验 5 min 5 min
步 将1与1′试管内的液体混 将2与2′试管内的液 将 3 与 3′试管内的液
骤 三 合后继续在0 ℃冰水内放 体混合后继续在60 ℃ 体混合后继续在100 ℃
置10 min 温水内放置10 min 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
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。
实验结论
酶的催化作用需要适宜的温度，温度 都会影响酶的活性
②探究pH对酶活性的影响试管编号 试管1 试管2 试管3
一 2滴过氧化氢酶溶液
1 mL 物质的量浓度为
实验 1 mL 物质的量浓度
二 1 mL蒸馏水 0.01 mol/L 的 NaOH 溶
步骤 为0.01 mol/L的盐酸
液
三 2 mL质量分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象
将带火星的卫生香插入
燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
试管内(液面的上方)
实验结论 pH会影响酶的活性，酶的活性有适宜的pH范围
4.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
①在最适宜的温度(B)和pH(E)条件下，酶的活性________。温度和pH偏高(BC和EF)或偏
低(AB和DE)，酶活性都会明显________。
②过酸(D)、过碱(F)或温度过高(C)，都会使________________遭到破坏，使酶
________________；而在低温(A)下，酶的活性明显降低，但酶的________________稳定，
在适宜的温度下酶的活性可以__________。因此，酶可以在________下保存。
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度____；不同温度条件下，酶最适pH________，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①图甲，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。
②图乙，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________。
(3)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因，果蔬运输
过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间。抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称
为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制，图甲为两种抑制
剂的作用机理模型，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速
率随底物浓度变化的曲线，柠檬酸对PPO活性的影响为曲线c对应情况。
(1)竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)非竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________(3)据图乙分析柠檬酸属于哪种酶抑制剂？其与高温等因素对酶的影响是否相似？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
5．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
6．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，t 时温度提高10 ℃，产物浓度会增加
3
D．60 ℃条件下，t 时增加底物的量不会改变产物浓度
2
归纳总结 酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”1．(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，结果见下表。下列分
析错误的是( )
组别 pH CaCl 温度(℃) 降解率(%)
2
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CaCl
2
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
2．(2022·湖南，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可
被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图
所示。下列叙述错误的是( )A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
3．(2017·江苏，17)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相
关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是( )
A．碱性纤维素酶对污布类型2 的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3 的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
4．(2020·海南，8)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是( )
A．都可通过体液运输到全身
B．都在细胞内发挥作用
C．发挥作用后都立即被灭活
D．都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
5．(2021·湖北，2)很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术，这种技术在民间沿
用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A．麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖B．麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C．55～60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D．麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
1．判断关于酶的催化作用和本质的叙述
(1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用( )
(2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成( )
(3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与( )
(4)酶是在核糖体上合成的生物大分子( )
2．判断关于酶具有高效性和专一性的叙述
(1)比较HO 在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性( )
2 2
(2)一种化合物只有一种酶的结合位点是酶专一性的基础( )
(3)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验( )
(4)酶催化化学反应时空间结构不会发生改变( )
3．判断关于酶的作用条件较温和的叙述
(1)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH条件再加入
底物( )
(2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等来探究pH对淀粉酶活性的影响( )
(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( )
(5)胃蛋白酶在中性水溶液中空间结构会发生变化( )
4．填空默写
(1)(必修1 P )活化能：________________________________________所需要的能量。
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(2)(必修1 P )与无机催化剂相比，酶________________的作用更显著，催化效率更高。
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(3)(必修1 P )酶是______产生的具有______作用的有机物，其中绝大多数酶是________。
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(4)(必修1 P )酶的专一性是指：________________________________。细胞代谢能够有条不
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紊地进行，与酶的________是分不开的。
(5)(必修1 P )酶所催化的化学反应一般是在________________的条件下进行的。
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(6)(必修1 P )________________________________，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久
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失活。低温下酶的空间结构________，因此，酶制剂适宜在________下保存。
