資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
5.1 降低化學反應活化能的酶（1）
1.通過對酶催化作用實例的討論，說明酶在細胞代謝中的作用。
2.通過分析“關于酶本質的探索”資料，認同科學是在不斷探索和爭論中前進的。
3.通過探究“過氧化氫在不同條件下的分解”，學習控制自變量、觀察因變量，設置對照組和實驗組。
知識點01 酶在代謝中的作用
細胞的生活需要物質和能量。 ( http: / / www.21cnjy.com )能量的釋放、儲存和利用，都必須通過化學反應來實現。細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。細胞代謝離不開酶的催化。
知識點02 比較過氧化氫在不同條件下的分解
1.比較過氧化氫酶在不同條件下的分解的方法步驟
1號試管 2號試管 3號試管 4號試管
體積分數3%的過氧化氫溶液（mL） 2mL 2mL 2mL 2mL
溫度（℃） 室溫 90℃ 室溫 室溫
催化劑類型和數量（滴） 無 無 質量分數3.5%的FeCl3溶液2滴 質量分數20%的肝臟研磨液2滴
預期實驗結果（氣泡的冒出情況） 少 較少 較多 多
2.控制變量和設計對照實驗
①實驗過程中的變化因素稱為變量。其中 ( http: / / www.21cnjy.com )人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫作自變量；因自變量改變而變化的變量叫作因變量；除自變量外，實驗過程中存在的一些對實驗結果造成影響的可變因素，叫作無關變量，如上述實驗中反應物的濃度和反應時間等。
②除作為自變量的因素外，無關變量都保持一致，并將結果進行比較的實驗叫作對照實驗。對照實驗一般要設置對照組和實驗組。21cnjy.comwww.21-cn-jy.com
知識點03 酶催化作用的原理和本質
1.加熱能促進過氧化氫分解，是因為加熱 ( http: / / www.21cnjy.com )使過氧化氫分子得到了能量，從常態轉變為容易分解的活躍狀態。分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。21·cn·jy·com
2.下圖是催化劑降低化學反應活化能的圖解。
表示無酶催化條件下反應的活 ( http: / / www.21cnjy.com )化能的曲線是ad段，表示有酶催化條件下反應的活化能的曲線是cd段，表示有酶催化條件下降低反應活化能的曲線是ac段。21·世紀*教育網
3.酶的本質：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。
考法01 比較過氧化氫在不同條件下的分解
1.實驗的變量與對照
自變量 因變量 無關變量 對照組 實驗組
1號：常溫（做對照） 用單位時間內產生氣泡的數目多少表示H2O2分解速率 加入H2O2的量；實驗室溫度；FeCl3溶液和肝臟研磨液的新鮮程度 1號試管 2、3、4號試管
2號：90 ℃水浴加熱
3號：加入3.5%FeCl3溶液2滴
4號：加入20%肝臟研磨液2滴
2.“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗說明的問題：
①與1號試管相比，2號試管氣泡產生 ( http: / / www.21cnjy.com )較快。原因是加熱使過氧化氫分子得 到了能量，從常態轉變為容易分解的活躍狀態。www-2-1-cnjy-com21·世紀*教育網
②1、4號試管對照，4號試管氣泡產生較快。原 ( http: / / www.21cnjy.com )因是加入20%肝臟研磨液，說明酶具有催化作用。原因是肝臟研磨液中的過氧化氫酶降低了過氧化氫分解所需要的活化能。
③1、3、4(或3、4)號試管對 ( http: / / www.21cnjy.com )照，4號試管氣泡產生較快。說明與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。原因是與無機催化劑 相比，酶降低活化能的作用更顯著。
特別提醒：
①制備肝臟研磨液時，應用新鮮的剛從活體動物內取出的肝臟的原因是新鮮肝臟中的酶能保持其原有的活性。
②對肝臟充分研磨的意義是加大肝細胞內過氧化氫酶與試管中H2O2的接觸面積，從而加速H2O2的分解。
【典例1】過氧化物酶能分 ( http: / / www.21cnjy.com )解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，設計實驗如表所示。下列相關敘述正確的是(　　)21教育網
管號 1%焦性沒食子酸/mL 2%H2O2溶液/mL 緩沖液/mL 過氧化物酶溶液/mL 白菜梗提取液/mL 煮沸冷卻后的白菜梗提取液/mL
1 2 2 2 — — —
2 2 2 — 2 — —
3 2 2 — — 2 —
4 2 2 — — — 2
A.1號管為對照組，其余不都是實驗組
B．2號管為對照組，其余都為實驗組
C．若3號管顯橙紅色，無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶
D．若4號管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無過氧化物酶
【答案】A　
【解析】由題干信息可知，該實驗的 ( http: / / www.21cnjy.com )自變量為是否加入白菜梗的提取液，故加入白菜梗提取液的3號管為實驗組，其他都為對照組，A項正確；由題干信息可知2號管是對照組，只有3號管是實驗組，B項錯誤；若3號管顯橙紅色，還需要與1、2、4號管對照才能證明白菜梗中存在過氧化物酶，C項錯誤；4號管不顯橙紅色是因為高溫處理使過氧化物酶變性失活，D項錯誤。【來源：21·世紀·教育·網】2-1-c-n-j-y
考法02 酶的概念、化學本質及生理功能
項目 內容 解讀
產生部位 活細胞 酶是活細胞產生的，發揮作用可以在細胞內或細胞外
化學本質 絕大多數是蛋白質，少數是RNA 合成原料為氨基酸或核糖核苷酸
生理功能 催化作用 反應前后其本身的量和化學性質不變
【特別提醒】關于酶的幾個易錯點
項目 正確說法 錯誤說法
產生場所 活細胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等) 具有分泌功能的細胞才能產生
化學本質 有機物(大多數為蛋白質，少數為RNA) 蛋白質
作用場所 可在細胞內、細胞外、體外發揮作用 只在細胞內起催化作用
作用 酶只起催化作用 酶具有調節、催化等多種功能
來源 酶只在生物體內合成 有的可來源于食物
作用實質 降低化學反應的活化能 為化學反應提供活化能
紅細胞與酶 哺乳動物紅細胞不能合成酶，但細胞內的化學反應需要酶的催化 哺乳動物紅細胞中不存在酶
【典例2】下列關于酶的作用特點及本質的敘述，正確的是（　　）
A.酶不能脫離生物體起作用
B.酶只有釋放到細胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白質
D.酶是具有催化作用的有機物
【答案】D
【解析】酶可以在體內或體外起作用 ( http: / / www.21cnjy.com )，A錯誤；酶可以在細胞內或細胞外發揮作用，B錯誤；大多酶是蛋白質，少數是RNA，C錯誤；酶是具有催化作用的有機物，大多是蛋白質，D正確。21世紀21世紀教育網有21cnjy.com
考法03 酶的催化作用機理
下圖是表示酶作用機理的曲線
( http: / / www.21cnjy.com )
1.圖中ac和bc段分別表示無催化劑和酶催化時反應進行所需要的活化能，ab段表示使用酶所降低的活化能。21世紀教育網21-cn-jy.com21*cnjy*com
2.若將酶變為無機催化劑，則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供活化能。
【典例3】.如圖表示某反應“甲→乙”進行過程中，有酶參與和無酶參與時的能量變化，則下列敘述，不正確的是（ ）21*cnjy*com【出處：21教育名師】
( http: / / www.21cnjy.com )
A．此反應為吸能反應
B．E1為反應前后能量的變化
C．曲線Ⅱ表示有酶參與
D．酶參與反應時，所降低的活化能為E4
【答案】B
【解析】由圖可知，該反應需要外界提供能 ( http: / / www.21cnjy.com )量，因此該反應為吸能反應，A正確；E1表示在無催化劑的條件下化學反應需要的活化能，B錯誤；酶可以降低化學反應的活化能，因此曲線Ⅱ表示有酶參與，C正確；酶促反應的原理是降低化學反應需要的活化能，由此可以看出，酶參與反應時，所降低的活化能為E4，D正確。【出處：21教育名師】【版權所有：21教育】
題組A 基礎過關練
1．在如圖所示的實驗中屬于自變量的是(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．催化劑　　　　　 B．過氧化氫分解的速率
C．產生氣泡量 D．試管中的過氧化氫溶液的量
【答案】A　
【解析】由圖示可知，圖中的實驗處理是分別向 ( http: / / www.21cnjy.com )過氧化氫溶液中加入氯化鐵和過氧化氫酶溶液，Fe3＋和過氧化氫酶都能催化過氧化氫分解，因此該實驗的自變量是催化劑的不同。
2.酶具有催化功能的最根本的原因是（ ）
A.增加了反應物之間的接觸 B.降低了反應物分子的活化能
C.提高了反應物分子中的活化能 D.本身數量和性質不改變，可反復利用
【答案】B
【解析】酶因為能夠降低反應物分子的活化能，所以具有催化功能。
3.下列與酶有關的說法中正確的是（ ）
A. 所有的酶都是蛋白質
B. 酶與無機催 ( http: / / www.21cnjy.com )化劑的催化效率相同
C. 酶在活細胞內產生，能在細胞外發揮催化作用
D. 酶在催化生化反應前后本身的性質會發生改變21*cnjy*com21·cn·jy·com
【答案】C
【解析】 酶在活細胞內產生，在細胞內和細胞外都能發揮催化作用。
4.下圖表示在生物細胞內進行的某種生化反應。有關敘述中，正確的是( )
A. 甲和乙都是反應的底物
B. 丙和丁的相對分子質量之和小于乙
C. 甲、乙、丙可能都不是蛋白質
D. 該反應的過程只能發生在細胞內2-1-c-n-j-y2·1·c·n·j·y
【答案】C
【解析】甲在化學反應前后數量和化學性質不變 ( http: / / www.21cnjy.com )，甲表示生物催化劑——酶，乙是反應的底物，A錯誤；根據圖示，此反應應為水解或分解反應，若為水解反應，丙、丁的分子量之和大于乙，B錯誤；甲是酶，絕大多數酶都是蛋白質，但也有少數酶是RNA，乙是反應物，丙是生成物，可能都不是蛋白質，C正確；該圖所示的酶催化物質分解過程可發生于細胞內，如葡萄糖分解成丙酮酸，也可發生在細胞外，如蛋白質的消化分解，D錯誤。
5.根據以下關于過氧化氫實驗的過程和結果，下列哪項分析不正確( )
試管 a b c d
3%過氧化氫溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
處理措施 不做任何處理 置于90 ℃水浴杯中 加2滴3.5%的FeCl3 加2滴20%的新鮮肝臟研磨液
實驗結果 － ＋ ＋＋ ＋＋＋＋
注“－”表示無氣泡產生；“＋” (的數量)表示氣泡產生數量的多少。
A. a和b、a和c、a和d分別 ( http: / / www.21cnjy.com )構成對照實驗
B. c和d是對照實驗，自變量是催化劑類型
C. a、b、c、d說明酶能高效地提供活化能
D. a、c、d不能說明生物催化劑具有專一性21教育名師原創作品21教育名師原創作品
【答案】C
【解析】a和b對照說明溫度能加快過 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化氫的分解，a和c對照說明FeCl3具有催化作用，a和d對照說明酶具有催化作用，A正確；c和d對照，自變量是催化劑類型，說明酶具有高效性，B正確；酶不能為反應提供能量，酶的作用原理是降低化學反應的活化能，C錯誤；c組是無機催化劑，d組是有機催化劑，a、c、d不能說明生物催化劑的專一性，D正確。
6.下圖曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示物質M在無催化劑條件和有酶催化條件下生成物質P所需能量的變化過程。下列敘述正確的是( )
A. ad段表示無催化劑時，反應所需要的活化能
B. ac段表示有酶催化時，酶降低的活化能
C. 若換用無機催化劑，b點將向上移動
D. 加熱加壓使物質M更容易從b狀態轉變為a狀態
【答案】C
【解析】ac段表示無催化劑 ( http: / / www.21cnjy.com )時，反應所需要的活化能，A錯誤；ab段表示有酶催化時，酶降低的活化能，B錯誤；無機催化劑也能降低化學反應的活化能，但與酶相比降低活化能不顯著，因此若換用無機催化劑，b點將向上移動，C正確；加熱加壓使物質M更容易從c狀態轉變為a狀態，D錯誤。
題組B 能力提升練
7.下列關于酶的敘述中，錯誤的是(　　)
A．酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸
B．酶只能由分泌細胞合成，可在細胞外起催化作用
C．酶通過降低化學反應活化能來提高化學反應速率
D．催化過程中酶本身不變，但人體內的酶仍需自我更新
【答案】B
【解析】酶的化學本質是蛋白質或RNA，基本 ( http: / / www.21cnjy.com )組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，A正確；能進行正常代謝的細胞都能合成酶，B錯誤；酶是通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速率的，C正確；反應前后，酶本身不變，但在人體內的酶仍會不斷更新，D正確。
8.關于活化能，下列說法不正確的是(　　)
A．是反應物分子從常態變為活躍狀態所需要的能量
B．加熱能使過氧化氫分子得到能量，但不能降低活化能
C．無機催化劑使反應物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應速率
D．酶能降低反應物分子發生反應的活化能而使反應更容易進行
【答案】C
【解析】活化能是反應物分子從常態變 ( http: / / www.21cnjy.com )為活躍狀態所需要的能量，A正確；加熱能使過氧化氫分子得到能量，但不能降低活化能，B正確；與無機催化劑相比，酶的催化效率高，即酶比無機催化劑降低活化能的效果更顯著，并不是提供活化能，C不正確；酶能降低反應物分子發生反應的活化能而使反應更容易進行，D正確。【來源：21·世紀·教育·網】
9.關于“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗，下列敘述正確的是(　　)
A．實驗中所用肝臟必須是新鮮的，若放置時間過長肝細胞內的過氧化氫會減少
B．實驗中用到的滴管，必須先吸取氯化鐵溶液再吸取肝臟研磨液，這樣對實驗結果影響較小
C．過氧化氫在溫度高的環境中分解速度比常溫下會加快
D．實驗的自變量是試管中產生氣泡數目的多少和衛生香的復燃情況
【答案】C
【解析】肝臟放置時間過長 ( http: / / www.21cnjy.com )，過氧化氫酶會分解失活，A錯誤；吸取氯化鐵溶液和吸取肝臟研磨液的滴管不能混用，B錯誤；過氧化氫在高溫條件下會加快分解速度，C正確；試管中產生氣泡數目的多少和衛生香的復燃情況是因變量，D錯誤。
10.如圖中的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產生的現象及推測錯誤的是(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．若有氣體大量產生，可推測新鮮土豆片中含有過氧化氫酶
B．為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關變量
C．一段時間后氣體量不再增加是因為土豆片的數量有限
D．若增加新鮮土豆片的數量，量筒中產生氣體的速率加快
【答案】C
【解析】若有氣體大量產生，說明化學 ( http: / / www.21cnjy.com )反應速率快，由此可推測新鮮土豆片中含有過氧化氫酶，A正確；為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關變量，B正確；一段時間后氣體量不再增加是因為過氧化氫已經消耗完，C錯誤；新鮮土豆片中含過氧化氫酶，增加新鮮土豆片的數量即增加酶的數目，這樣會加快化學反應速率，使量筒中產生的氣體速率加快，D正確。
11.下表是“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的相關內容。請回答:
編號 加入材料 處理方法 實驗現象
1 2 mL H2O2溶液+2滴清水 室溫 無氣泡
2 2 mL H2O2溶液+2滴清水 90 ℃水浴 少量氣泡,帶火星的衛生香不復燃
3 2 mL H2O2溶液+2滴質量分數為3.5%FeCl3溶液 室溫 較多氣泡,帶火星的衛生香復燃不明顯
4 2 mL H2O2溶液+2滴肝臟研磨液 室溫 大量氣泡,帶火星的衛生香猛烈復燃
(1)該實驗中,對照組是　　　　(填試管編號),實驗組是　　　　(填試管編號)。
(2)比較3號和4號試管,你能得出的結論是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某同學按照表中方法做了這個實驗,結果 ( http: / / www.21cnjy.com )試管3和試管4的現象剛好相反,你認為實驗失敗的原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【版權所有：21教育】
【答案】（1）1　2、3、4　（2）過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多　（3）肝臟研磨液不新鮮
【解析】（1）該實驗的目的是“比較過氧 ( http: / / www.21cnjy.com )化氫在不同條件下的分解”,分析實驗可知,試管1中滴加的是清水,處于室溫環境中;試管2中滴加的是清水,90 ℃水浴加熱;試管3中添加了2滴質量分數為3.5%的FeCl3溶液,處于室溫環境中;試管4中添加了2滴肝臟研磨液,處于室溫環境中。故試管1應為空白對照組,試管2、3、4是實驗組。21教育網
(2)3號和4號試管的自變量是催化劑的種 ( http: / / www.21cnjy.com )類,即無機催化劑和酶,結果單位時間內4號試管中產生的氣泡明顯較3號試管多,說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率更高。
(3)某同學按照表中方法做了這個實驗,結果試管3和試管4的現象剛好相反,可能的原因是肝臟研磨液不新鮮,過氧化氫的分解速率降低。
12.根據下面的信息回答：
信息一：不同的消化液的pH不一樣。唾液 ( http: / / www.21cnjy.com )的pH為6.2—7.4，胃液的pH為0.9—1.5，小腸液的pH為7.6。信息二：多酶片是一種復方制劑，它主要是由胰酶、胃蛋白酶復合而成的一種藥物，其說明書的部分內容如下：【來源：21cnj*y.co*m】
( http: / / www.21cnjy.com )
請根據以上兩則信息，回答下列問題。
（1）酶是活細胞產生的具有催化作用的_____，具有_____特性（三個特性寫全）。
（2）多酶片為腸溶衣與糖衣雙層 ( http: / / www.21cnjy.com )包被，外層包被應為_____（選填“腸溶衣”或“糖衣”）。糖衣以糖漿為主要包衣材料，有一定的防潮、隔絕空氣、掩蓋藥物不良氣味等作用；腸溶衣為一層特殊包裹物質，能很好保護胰酶不會在胃部被破壞。服用多酶片時不能嚼碎的原因是防止胰酶_____。
（3）請利用提供的材料用具，設計實驗探究pH對多酶片中胃蛋白酶活性的影響。
備選材料用具：蛋白塊若干，胃蛋白酶溶液，一系列pH梯度的溶液，蒸餾水，試管若干，恒溫水浴鍋，秒表等。2·1·c·n·j·y
實驗步驟：
①取規格相同的5支潔凈試管，編號1、2、3、4、5；
②向5支試管中分別注入5 mL一系列pH梯度的溶液，然后各加入5 mL_____；
③將試管置于37℃的恒溫水浴鍋中保溫5 min；
④向5支試管中各加入等量且適量的蛋白塊，繼續在恒溫水浴鍋中保溫；
⑤觀察5支試管中蛋白塊體積變化的情況，并記錄_____的時間。
【答案】（1）有機物 ( http: / / www.21cnjy.com )高效性、專一性、作用條件溫和 （2）糖衣 胰酶在胃部的酸性環境中失活（變性或空間結構被破壞），且會被胃蛋白酶（催化）水解 （3）②胃蛋白酶溶液 ⑤蛋白塊消失（完全被水解） www-2-1-cnjy-com
【解析】（1）酶是活細胞產生的 ( http: / / www.21cnjy.com )具有催化作用的有機物，大部分是蛋白質，少數是RNA，具有高效性、專一性、作用條件溫和三個特性。（2）多酶片為腸溶衣與糖衣雙層包被，糖衣以糖漿為主要包衣材料，有一定的防潮、隔絕空氣、掩蓋藥物不良氣味等作用；腸溶衣為一層特殊包裹物質，能很好保護胰酶不會在胃部被破壞。因此外層是糖衣，可溶于胃液，內層是腸溶衣，不易溶于胃液，可溶于腸液。胰酶的適宜pH是7.6左右，而胃中pH為0.9—1.5左右，胰酶會在胃部的酸性環境中變性失活，且會被胃蛋白酶催化水解，因此患者服用多酶片時不能嚼碎。（3）該實驗的目的是探究pH對胃蛋白酶活性的影響，自變量是pH，因變量是胃蛋白酶活性，蛋白塊消失的時間是衡量指標，根據對照原則和單一變量原則進一步完善實驗步驟為：①取規格相同的5支潔凈試管，分別編號1、2、3、4、5；②向5支試管中分別注入5mL 一系列pH梯度的溶液，然后各加入5mL胃蛋白酶溶液；③將試管置于37°C的恒溫水浴鍋中保溫5min；④向5支試管中各加入等量且適量的蛋白塊，繼續在恒溫水浴鍋中保溫；⑤觀察5支試管中蛋白塊體積變化，并記錄蛋白塊消失的時間。
題組C 培優拔尖練
13.（2019浙江4月選考）為研究酶的特性，進行了實驗，基本過程如下表所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
據此分析，下列敘述錯誤的是
A．實驗的可變因素是催化劑的種類
B．可用產生氣泡的速率作檢測指標
C．該實驗能說明酶的作用具有高效性
D．不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗
【答案】D
【解析】實驗中的可改變的自變量為催化劑 ( http: / / www.21cnjy.com )的種類，A選項正確；過氧化氫分解產生水和氧氣，故可以通過產生氣泡的速率作為判斷反應速率的指標，B選項正確；該實驗通過比較酶的催化速率和二氧化錳的催化速率來驗證酶的高效性，C選項正確；雞肝勻漿和馬鈴薯勻漿中均含有過氧化氫酶，均可用作過氧化氫酶的性質的探究實驗，D選項錯誤。故錯誤的選項選擇D。21世紀教育網版權所有
14.（2017·新課標Ⅱ卷）下列關于生物體中酶的敘述，正確的是（　　）
A．在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶
B．由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性
C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法
D．唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37 ℃
【答案】C
【解析】線粒體和葉綠體中也能進行DNA復 ( http: / / www.21cnjy.com )制，所以也有參與DNA合成的酶，A錯誤；酶是活細胞產生的，既能在生物體內發揮作用，也能在細胞外發揮作用，只要給予適宜的溫度和pH，活細胞產生的酶在生物體外仍然有催化活性，B錯誤；向某些蛋白質溶液中加入某些無機鹽溶液后，可以降低蛋白質的溶解度，使蛋白質凝聚而從溶液中析出，這種作用叫作鹽析，可在胃蛋白酶的提取液中加濃（NH4）2SO4使蛋白質凝聚沉淀，C正確；酶在低溫環境中保存，D錯誤。
15.某生物興趣小組為了研究pH對某種酶活 ( http: / / www.21cnjy.com )性的影響,設置a、b、c三組實驗,各組pH條件均不同,其他條件相同且適宜。測定各組在不同反應時間內的產物量,結果如圖所示。下列相關分析不正確的是(　 　)
A.a組的pH可能高于b組的pH
B.a組pH條件下,該酶降低化學反應的活化能可能最多
C.在c組pH條件下比較適宜保存酶
D.實驗要求“其他條件相同且適宜”的目的是減小實驗誤差
【答案】C
【解析】依題意并分析圖示可知,a ( http: / / www.21cnjy.com )組酶的活性高于b組酶的活性,因此a組的pH可能高于b組的pH;與b、c組相比,a組酶的活性最高,說明a組pH條件下,該酶降低化學反應的活化能可能最多;c組產物的最大生成量明顯低于a、b組,說明在c組pH條件下,酶已經變性失活,不適宜保存酶;實驗中的“其他條件”為無關變量,實驗要求“其他條件相同且適宜”的目的是減小實驗誤差。
16.抗氧化成為當下的一個 ( http: / / www.21cnjy.com )熱門話題,很多廣告宣傳告訴人們:體內的活性氧濃度越低越好,長期大量服用抗氧化劑,可以延緩衰老。在多數人的想象中,活性氧對機體正常的肌肉工作效率只有負面影響。為了探究真偽,科研人員利用大鼠的橫膈肌進行了如下實驗。下列相關敘述不正確的是(　　)
組別 材料 處理 橫膈肌收縮力度
1 大鼠的橫膈肌 一定量X溶液 b
2 大鼠的橫膈肌 等量H2O2酶處理后的X溶液 3 大鼠的橫膈肌 等量添加抗氧化劑的X溶液 4 大鼠的橫膈肌(若干小組) 在每組X溶液中分別添加一定劑量的0.1~10μmol/L的過氧化氫 隨過氧化氫濃度增加,先增大后降低
記錄現象后在高H2O2濃度的溶液中再加入抗氧化劑 增加
注:X溶液為橫膈肌細胞所處環境的模擬培養液。
A.本實驗的設計遵循了對照原則,其對照形式僅為空白對照
B.本實驗的目的之一是探究過氧化氫(活性氧)對大鼠橫膈肌收縮力度的影響
C.實驗需要控制好大鼠的橫膈肌的生理狀態、X溶液濃度等無關變量
D.實驗結果表明,一定濃度的活性氧對肌肉功能的正常發揮起促進作用,證明廣告中對抗氧化宣傳是不夠科學的【來源：21cnj*y.co*m】
【答案】A　
【解析】H2O2酶可專一、高效地催化過 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化氫水解。根據對照實驗設計的單因子變量原則可分析自變量與因變量之間的關系,進而得出實驗結論。本實驗的設計遵循了對照原則,其對照形式包括空白對照、相互對照,A錯誤;1組和2組對比,可得知本實驗的目的之一是探究過氧化氫(活性氧)對大鼠橫膈肌收縮力度的影響,B正確;該實驗的自變量為過氧化氫濃度和抗氧化劑的有無,實驗需要控制好大鼠的橫膈肌的生理狀態、X溶液濃度等無關變量,使無關變量相同且適宜,C正確;實驗結果表明,與對照組相比,2組和3組肌肉收縮力度均較小,4組中隨過氧化氫濃度增加, 肌肉收縮力度先增大后降低,在高H2O2濃度的溶液中再加入抗氧化劑,肌肉收縮力度增加,說明一定濃度的活性氧對肌肉功能的正常發揮起促進作用,證明廣告中對抗氧化宣傳是不夠科學的,D正確。21*cnjy*com
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5.1 降低化學反應活化能的酶（1）
1.通過對酶催化作用實例的討論，說明酶在細胞代謝中的作用。
2.通過分析“關于酶本質的探索”資料，認同科學是在不斷探索和爭論中前進的。
3.通過探究“過氧化氫在不同條件下的分解”，學習控制自變量、觀察因變量，設置對照組和實驗組。
知識點01 酶在代謝中的作用
細胞的生活需要物質和能量。能量 ( http: / / www.21cnjy.com )的釋放、儲存和利用，都必須通過化學反應來實現。細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。細胞代謝離不開酶的催化。
知識點02 比較過氧化氫在不同條件下的分解
1.比較過氧化氫酶在不同條件下的分解的方法步驟
1號試管 2號試管 3號試管 4號試管
體積分數3%的過氧化氫溶液（mL） 2mL 2mL 2mL 2mL
溫度（℃） 室溫 90℃ 室溫 室溫
催化劑類型和數量（滴） 無 無 質量分數3.5%的FeCl3溶液2滴 質量分數20%的肝臟研磨液2滴
預期實驗結果（氣泡的冒出情況） 少 較少 較多 多
2.控制變量和設計對照實驗
①實驗過程中的變化因素稱為變量。其中人 ( http: / / www.21cnjy.com )為控制的對實驗對象進行處理的因素叫作自變量；因自變量改變而變化的變量叫作因變量；除自變量外，實驗過程中存在的一些對實驗結果造成影響的可變因素，叫作無關變量，如上述實驗中反應物的濃度和反應時間等。
②除作為自變量的因素外，無關變量都保持一致，并將結果進行比較的實驗叫作對照實驗。對照實驗一般要設置對照組和實驗組。21·cn·jy·com21世紀教育網版權所有
知識點03 酶催化作用的原理和本質
1.加熱能促進過氧化氫分 ( http: / / www.21cnjy.com )解，是因為加熱使過氧化氫分子得到了能量，從常態轉變為容易分解的活躍狀態。分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。【來源：21·世紀·教育·網】
2.下圖是催化劑降低化學反應活化能的圖解。
表示無酶催化條件下反應的活化能的曲 ( http: / / www.21cnjy.com )線是ad段，表示有酶催化條件下反應的活化能的曲線是cd段，表示有酶催化條件下降低反應活化能的曲線是ac段。www-2-1-cnjy-com
3.酶的本質：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。
考法01 比較過氧化氫在不同條件下的分解
1.實驗的變量與對照
自變量 因變量 無關變量 對照組 實驗組
1號：常溫（做對照） 用單位時間內產生氣泡的數目多少表示H2O2分解速率 加入H2O2的量；實驗室溫度；FeCl3溶液和肝臟研磨液的新鮮程度 1號試管 2、3、4號試管
2號：90 ℃水浴加熱
3號：加入3.5%FeCl3溶液2滴
4號：加入20%肝臟研磨液2滴
2.“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗說明的問題：
①與1號試管相比，2號試管氣泡產生較快。原因是加熱使過氧化氫分子得 到了能量，從常態轉變為容易分解的活躍狀態。21*cnjy*com21cnjy.com
②1、4號試管對照，4號 ( http: / / www.21cnjy.com )試管氣泡產生較快。原因是加入20%肝臟研磨液，說明酶具有催化作用。原因是肝臟研磨液中的過氧化氫酶降低了過氧化氫分解所需要的活化能。
③1、3、4(或3、4)號試管對照，4號 ( http: / / www.21cnjy.com )試管氣泡產生較快。說明與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。原因是與無機催化劑 相比，酶降低活化能的作用更顯著。
特別提醒：
①制備肝臟研磨液時，應用新鮮的剛從活體動物內取出的肝臟的原因是新鮮肝臟中的酶能保持其原有的活性。
②對肝臟充分研磨的意義是加大肝細胞內過氧化氫酶與試管中H2O2的接觸面積，從而加速H2O2的分解。
【典例1】過氧化物酶能分解H2O2，氧 ( http: / / www.21cnjy.com )化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，設計實驗如表所示。下列相關敘述正確的是(　　)21·cn·jy·com
管號 1%焦性沒食子酸/mL 2%H2O2溶液/mL 緩沖液/mL 過氧化物酶溶液/mL 白菜梗提取液/mL 煮沸冷卻后的白菜梗提取液/mL
1 2 2 2 — — —
2 2 2 — 2 — —
3 2 2 — — 2 —
4 2 2 — — — 2
A.1號管為對照組，其余不都是實驗組
B．2號管為對照組，其余都為實驗組
C．若3號管顯橙紅色，無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶
D．若4號管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無過氧化物酶
【答案】A　
【解析】由題干信息可知，該實驗的自 ( http: / / www.21cnjy.com )變量為是否加入白菜梗的提取液，故加入白菜梗提取液的3號管為實驗組，其他都為對照組，A項正確；由題干信息可知2號管是對照組，只有3號管是實驗組，B項錯誤；若3號管顯橙紅色，還需要與1、2、4號管對照才能證明白菜梗中存在過氧化物酶，C項錯誤；4號管不顯橙紅色是因為高溫處理使過氧化物酶變性失活，D項錯誤。21世紀21世紀教育網有www.21-cn-jy.com
考法02 酶的概念、化學本質及生理功能
項目 內容 解讀
產生部位 活細胞 酶是活細胞產生的，發揮作用可以在細胞內或細胞外
化學本質 絕大多數是蛋白質，少數是RNA 合成原料為氨基酸或核糖核苷酸
生理功能 催化作用 反應前后其本身的量和化學性質不變
【特別提醒】關于酶的幾個易錯點
項目 正確說法 錯誤說法
產生場所 活細胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等) 具有分泌功能的細胞才能產生
化學本質 有機物(大多數為蛋白質，少數為RNA) 蛋白質
作用場所 可在細胞內、細胞外、體外發揮作用 只在細胞內起催化作用
作用 酶只起催化作用 酶具有調節、催化等多種功能
來源 酶只在生物體內合成 有的可來源于食物
作用實質 降低化學反應的活化能 為化學反應提供活化能
紅細胞與酶 哺乳動物紅細胞不能合成酶，但細胞內的化學反應需要酶的催化 哺乳動物紅細胞中不存在酶
【典例2】下列關于酶的作用特點及本質的敘述，正確的是（　　）
A.酶不能脫離生物體起作用
B.酶只有釋放到細胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白質
D.酶是具有催化作用的有機物
【答案】D
【解析】酶可以在體內或體外 ( http: / / www.21cnjy.com )起作用，A錯誤；酶可以在細胞內或細胞外發揮作用，B錯誤；大多酶是蛋白質，少數是RNA，C錯誤；酶是具有催化作用的有機物，大多是蛋白質，D正確。2·1·c·n·j·y【來源：21·世紀·教育·網】
考法03 酶的催化作用機理
下圖是表示酶作用機理的曲線
( http: / / www.21cnjy.com )
1.圖中ac和bc段分別表示無催化劑和酶催化時反應進行所需要的活化能，ab段表示使用酶所降低的活化能。【出處：21教育名師】21·世紀*教育網
2.若將酶變為無機催化劑，則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供活化能。
【典例3】.如圖表示某反應“甲→乙”進行過 ( http: / / www.21cnjy.com )程中，有酶參與和無酶參與時的能量變化，則下列敘述，不正確的是（ ）21世紀教育網21-cn-jy.comwww-2-1-cnjy-com
( http: / / www.21cnjy.com )
A．此反應為吸能反應
B．E1為反應前后能量的變化
C．曲線Ⅱ表示有酶參與
D．酶參與反應時，所降低的活化能為E4
【答案】B
【解析】由圖可知，該反應需要外 ( http: / / www.21cnjy.com )界提供能量，因此該反應為吸能反應，A正確；E1表示在無催化劑的條件下化學反應需要的活化能，B錯誤；酶可以降低化學反應的活化能，因此曲線Ⅱ表示有酶參與，C正確；酶促反應的原理是降低化學反應需要的活化能，由此可以看出，酶參與反應時，所降低的活化能為E4，D正確。【版權所有：21教育】2-1-c-n-j-y
題組A 基礎過關練
1．在如圖所示的實驗中屬于自變量的是(　　)
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A．催化劑　　　　　 B．過氧化氫分解的速率
C．產生氣泡量 D．試管中的過氧化氫溶液的量
2.酶具有催化功能的最根本的原因是（ ）
A.增加了反應物之間的接觸 B.降低了反應物分子的活化能
C.提高了反應物分子中的活化能 D.本身數量和性質不改變，可反復利用
3.下列與酶有關的說法中正確的是（ ）
A. 所有的酶都是蛋白質
B. 酶與無機 ( http: / / www.21cnjy.com )催化劑的催化效率相同
C. 酶在活細胞內產生，能在細胞外發揮催化作用
D. 酶在催化生化反應前后本身的性質會發生改變21教育名師原創作品【來源：21cnj*y.co*m】
4.下圖表示在生物細胞內進行的某種生化反應。有關敘述中，正確的是( )
A. 甲和乙都是反應的底物
B. 丙和丁的相對分子質量之和小于乙
C. 甲、乙、丙可能都不是蛋白質
D. 該反應的過程只能發生在細胞內【出處：21教育名師】
5.根據以下關于過氧化氫實驗的過程和結果，下列哪項分析不正確( )
試管 a b c d
3%過氧化氫溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
處理措施 不做任何處理 置于90 ℃水浴杯中 加2滴3.5%的FeCl3 加2滴20%的新鮮肝臟研磨液
實驗結果 － ＋ ＋＋ ＋＋＋＋
注“－”表示無氣泡產生；“＋” (的數量)表示氣泡產生數量的多少。
A. a和b、a和c、a和d分別構 ( http: / / www.21cnjy.com )成對照實驗
B. c和d是對照實驗，自變量是催化劑類型
C. a、b、c、d說明酶能高效地提供活化能
D. a、c、d不能說明生物催化劑具有專一性21教育網21教育名師原創作品
6.下圖曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示物質M在無 ( http: / / www.21cnjy.com )催化劑條件和有酶催化條件下生成物質P所需能量的變化過程。下列敘述正確的是( )
A. ad段表示無催化劑時，反應所需要的活化能
B. ac段表示有酶催化時，酶降低的活化能
C. 若換用無機催化劑，b點將向上移動
D. 加熱加壓使物質M更容易從b狀態轉變為a狀態21*cnjy*com
題組B 能力提升練
7.下列關于酶的敘述中，錯誤的是(　　)
A．酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸
B．酶只能由分泌細胞合成，可在細胞外起催化作用
C．酶通過降低化學反應活化能來提高化學反應速率
D．催化過程中酶本身不變，但人體內的酶仍需自我更新
8.關于活化能，下列說法不正確的是(　　)
A．是反應物分子從常態變為活躍狀態所需要的能量
B．加熱能使過氧化氫分子得到能量，但不能降低活化能
C．無機催化劑使反應物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應速率
D．酶能降低反應物分子發生反應的活化能而使反應更容易進行
9.關于“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗，下列敘述正確的是(　　)
A．實驗中所用肝臟必須是新鮮的，若放置時間過長肝細胞內的過氧化氫會減少
B．實驗中用到的滴管，必須先吸取氯化鐵溶液再吸取肝臟研磨液，這樣對實驗結果影響較小
C．過氧化氫在溫度高的環境中分解速度比常溫下會加快
D．實驗的自變量是試管中產生氣泡數目的多少和衛生香的復燃情況
10.如圖中的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產生的現象及推測錯誤的是(　　)
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A．若有氣體大量產生，可推測新鮮土豆片中含有過氧化氫酶
B．為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關變量
C．一段時間后氣體量不再增加是因為土豆片的數量有限
D．若增加新鮮土豆片的數量，量筒中產生氣體的速率加快
11.下表是“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的相關內容。請回答:
編號 加入材料 處理方法 實驗現象
1 2 mL H2O2溶液+2滴清水 室溫 無氣泡
2 2 mL H2O2溶液+2滴清水 90 ℃水浴 少量氣泡,帶火星的衛生香不復燃
3 2 mL H2O2溶液+2滴質量分數為3.5%FeCl3溶液 室溫 較多氣泡,帶火星的衛生香復燃不明顯
4 2 mL H2O2溶液+2滴肝臟研磨液 室溫 大量氣泡,帶火星的衛生香猛烈復燃
(1)該實驗中,對照組是　　　　(填試管編號),實驗組是　　　　(填試管編號)。
(2)比較3號和4號試管,你能得出的結論是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某同學按照表中方法做了這個實驗,結果試 ( http: / / www.21cnjy.com )管3和試管4的現象剛好相反,你認為實驗失敗的原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 21cnjy.com
12.根據下面的信息回答：
信息一：不同的消化液的pH不一樣。唾液的 ( http: / / www.21cnjy.com )pH為6.2—7.4，胃液的pH為0.9—1.5，小腸液的pH為7.6。信息二：多酶片是一種復方制劑，它主要是由胰酶、胃蛋白酶復合而成的一種藥物，其說明書的部分內容如下：【來源：21cnj*y.co*m】21教育網
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請根據以上兩則信息，回答下列問題。
（1）酶是活細胞產生的具有催化作用的_____，具有_____特性（三個特性寫全）。
（2）多酶片為腸溶衣與糖 ( http: / / www.21cnjy.com )衣雙層包被，外層包被應為_____（選填“腸溶衣”或“糖衣”）。糖衣以糖漿為主要包衣材料，有一定的防潮、隔絕空氣、掩蓋藥物不良氣味等作用；腸溶衣為一層特殊包裹物質，能很好保護胰酶不會在胃部被破壞。服用多酶片時不能嚼碎的原因是防止胰酶_____。21*cnjy*com2·1·c·n·j·y
（3）請利用提供的材料用具，設計實驗探究pH對多酶片中胃蛋白酶活性的影響。
備選材料用具：蛋白塊若干，胃蛋白酶溶液，一系列pH梯度的溶液，蒸餾水，試管若干，恒溫水浴鍋，秒表等。2-1-c-n-j-y21*cnjy*com
實驗步驟：
①取規格相同的5支潔凈試管，編號1、2、3、4、5；
②向5支試管中分別注入5 mL一系列pH梯度的溶液，然后各加入5 mL_____；
③將試管置于37℃的恒溫水浴鍋中保溫5 min；
④向5支試管中各加入等量且適量的蛋白塊，繼續在恒溫水浴鍋中保溫；
⑤觀察5支試管中蛋白塊體積變化的情況，并記錄_____的時間。
題組C 培優拔尖練
13.（2019浙江4月選考）為研究酶的特性，進行了實驗，基本過程如下表所示：
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據此分析，下列敘述錯誤的是
A．實驗的可變因素是催化劑的種類
B．可用產生氣泡的速率作檢測指標
C．該實驗能說明酶的作用具有高效性
D．不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗
14.（2017·新課標Ⅱ卷）下列關于生物體中酶的敘述，正確的是（　　）
A．在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶
B．由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性
C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法
D．唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37 ℃
15.某生物興趣小組為了研究pH對某 ( http: / / www.21cnjy.com )種酶活性的影響,設置a、b、c三組實驗,各組pH條件均不同,其他條件相同且適宜。測定各組在不同反應時間內的產物量,結果如圖所示。下列相關分析不正確的是(　 　)
A.a組的pH可能高于b組的pH
B.a組pH條件下,該酶降低化學反應的活化能可能最多
C.在c組pH條件下比較適宜保存酶
D.實驗要求“其他條件相同且適宜”的目的是減小實驗誤差
16.抗氧化成為當下的一個熱門話題,很多 ( http: / / www.21cnjy.com )廣告宣傳告訴人們:體內的活性氧濃度越低越好,長期大量服用抗氧化劑,可以延緩衰老。在多數人的想象中,活性氧對機體正常的肌肉工作效率只有負面影響。為了探究真偽,科研人員利用大鼠的橫膈肌進行了如下實驗。下列相關敘述不正確的是(　　)
組別 材料 處理 橫膈肌收縮力度
1 大鼠的橫膈肌 一定量X溶液 b
2 大鼠的橫膈肌 等量H2O2酶處理后的X溶液 3 大鼠的橫膈肌 等量添加抗氧化劑的X溶液 4 大鼠的橫膈肌(若干小組) 在每組X溶液中分別添加一定劑量的0.1~10μmol/L的過氧化氫 隨過氧化氫濃度增加,先增大后降低
記錄現象后在高H2O2濃度的溶液中再加入抗氧化劑 增加
注:X溶液為橫膈肌細胞所處環境的模擬培養液。
A.本實驗的設計遵循了對照原則,其對照形式僅為空白對照
B.本實驗的目的之一是探究過氧化氫(活性氧)對大鼠橫膈肌收縮力度的影響
C.實驗需要控制好大鼠的橫膈肌的生理狀態、X溶液濃度等無關變量
D.實驗結果表明,一定濃度的活性氧對肌肉功能的正常發揮起促進作用,證明廣告中對抗氧化宣傳是不夠科學的
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