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第11 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。
考情
分析
1.酶的作用、本质和特性
2022·湖南·T3 2022·重庆·T7
2.影响酶促反应速率的因素
2023·广东·T1 2021·海南·T11 2020·北京·T4
3.酶的相关探究实验
2022·全国乙·T4 2022·广东·T13 2021·湖北·T21
考点一 酶的作用和本质
1．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
(1)过程及结果
(2)分析结果与得出结论
1
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(3)实验过程的变量及对照分析
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。
(3)意义：使细胞代谢能在________条件下快速有序地进行。
2
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3．酶本质的探究历程(连线)
4．酶的本质和作用
(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行( )
(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量( )
(3)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸( )
(4)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用( )
(5)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP 的生成( )
(6)酶是在核糖体上合成的生物大分子( )
考向一 酶的作用和本质
1．如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。下列有关分析不合理的是( )
3
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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．已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，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( )
项目
第1 组
第2 组
第3 组
乙醛脱氢酶
1 mL
1 mL
1 mL
加入试剂种类
蛋白酶1 mL
RNA 水解酶1 mL
？
乙醛
1 mL
1 mL
1 mL
保温
适宜温度保温5 min
碳酸氢钠溶液
2 mL
2 mL
2 mL
A.第3 组为对照组，“？”可为加入蒸馏水1 mL
B．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RNA
D．本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用
考点二 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
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)
4
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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)两种学说及相关曲线分析
①两种学说
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，而只是由于底物的诱导才形成
了互补形状，从而有利于底物的结合。
②相关曲线及分析
加入酶B 的反应速率与空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A 的反应速率随反应物
浓度增大明显加快，说明酶B 对此反应无催化作用，进而说明酶具有专一性。
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，酶制剂适宜在低温条
件下保存。
5
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(1)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(
)
(2)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( )
(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( )
1．探究酶的专一性
方案一：酶相同、底物不同
①底物1＋酶溶液
②等量底物2＋等量相同酶溶液
实验
步骤
一
取两支试管，编号1、2
二
1 号试管中加入2 mL 淀粉溶液
2 号试管中加入2 mL 蔗糖溶液
三
加入淀粉酶溶液2 滴，振荡，试管下半部浸到60 ℃左右的热水中，
保温5 min
四
加入斐林试剂→振荡→沸水浴煮沸1 min
实验现象
砖红色沉淀
无变化
结论
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
方案二：底物相同、酶不同
①底物＋酶溶液1
②等量相同底物＋等量酶溶液2
思考：(1)方案一中使用斐林试剂可检测酶促反应是否发生，原因是_________________
___________________________________________________________________________。
(2)________(填“能”或“不能”)选用碘液进行检测，因为________________________
___________________________________________________________________________。
2．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
实
验
步
骤
一
六支试管分三组
分别进行编号
1
1′
2
2′
3
3′
二
可溶性淀粉溶液
2 mL
2 mL
2 mL
三
淀粉酶溶液
1 mL
1 mL
1 mL
四
分别在不同条件
下放置5 min
0 ℃保温
60 ℃保温
100 ℃保温
五
混合
在各自的温度下反应约5 min
6
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六
加碘液
分别滴加2 滴碘液，摇匀，观察现象
现象
变蓝
不变蓝
变蓝
结论
温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶的活性
思考：①实验时，步骤四、五能否颠倒？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
②为何不选斐林试剂鉴定？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
③实验材料能否选过氧化氢和过氧化氢酶？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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
______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)探究pH 对酶活性的影响
实验
步骤
一
1 号试管
2 号试管
3 号试管
二
各加入肝脏研磨液2 滴
三
加蒸馏水1 mL
等量的5%HCl
等量的5%NaOH
四
各加入3%的过氧化氢2 mL
五
反应约5 min，记录气泡产生情况
实验现象
较多气泡
几乎无气泡
几乎无气泡
结论
过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH 下酶的催化效率最高
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？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
考向二 酶的特性
3．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示，下列有关叙述不正确的是( )
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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产生过多的产物a
4．(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
考点三 影响酶促反应的因素分析
酶活性、酶促反应速率及其影响因素分析：
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．温度和pH
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据图可知，不同pH 条件下，酶的最适温度________；不同温度条件下，酶的最适
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．酶浓度
(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____________。
(2)ab 段限制因素是____________；bc 段限制因素是________________。
3．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)?
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。
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考向三 影响酶促反应的因素分析
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，结果见下表。下列叙述
最合理的是( )
pH
相对活性
酶
3
5
7
9
11
M
0.7
1.0
1.0
1.0
0.6
L
0.5
1.0
0.5
0.2
0.1
A.在37 ℃时，两种酶的最适pH 均为3
B．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．(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)。
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
＋
＋
＋
＋
＋
RNA 组分
＋
＋
－
＋
－
蛋白质组分
＋
－
＋
－
＋
低浓度Mg2＋
＋
＋
＋
－
－
高浓度Mg2＋
－
－
－
＋
＋
产物
＋
－
－
＋
－
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
1．(必修1 P78)活化能：___________________________________________________
________________________________________________________________________
所需要的能量。
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2．(必修1 P78)与无机催化剂相比，酶______________的作用更显著，催化效率更高。
3．(必修1 P81)酶是________________产生的具有____________作用的有机物，其中绝大多
数酶是____________。
4．(必修1 P82)酶的专一性是指______________________________________。细胞代谢能够
有条不紊地进行，与酶的____________是分不开的。
5．(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在____________________的条件下进行的。
6．(必修1 P84)______________，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的
空间结构________，因此，酶制剂适宜在________下保存。
7．生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化，酶作用的机理是_________________。
8．有同学认为在以淀粉为材料，探究温度对酶活性影响的实验中，不宜选用斐林试剂鉴定
麦芽糖，原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
9．不能以H2O2为材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响，原因是____________
________________________________________________________________________。
11
