資源簡介

(共119張PPT)
第1課時
降低化學反應活化能的酶
課標要求
說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響。
考點一　酶的作用和本質
考點二　酶的高效性和專一性
考點三　探究影響酶活性的條件
內容索引
重溫高考 真題演練
課時精練
考點一
酶的作用和本質
1.細胞代謝
(1)細胞代謝概念：細胞中每時每刻都進行著 ，統稱為細胞代謝。
(2)主要場所： 。
歸納 夯實必備知識
許多化學反應
細胞質基質
2.酶的催化作用的實驗驗證：比較過氧化氫在不同條件下的分解(見教材P77)
(1)方法步驟
幾乎不分解
對照
少量
促進過氧
化氫
發亮
過氧化氫酶
燃燒猛烈
(2)實驗過程的變量及對照分析
實驗對象
溫度和催化劑
H2O2分解速率
氣泡產生的多少
實驗結果
(3)實驗結論
加熱
催化作用
高效性
3.酶的催化作用機理
(1)活化能：分子從常態轉變為 的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。
(2)酶催化作用的原理： 的活化能。
(3)意義：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，使細胞代謝能在 條件下快速有序地進行。
容易發生化學反應
降低化學反應
溫和
4.酶本質的探究歷程(連線)
項目 內容 解釋
產生部位 _______內產生 除哺乳動物成熟紅細胞等部分細胞外，其他活細胞都能產生酶
作用場所 可在細胞內、細胞外、生物體外發揮作用 可在生物體外發揮作用，但不能來自體外，只能由細胞合成
酶的本質 大多數酶是 ，少數是______ 合成原料是 ，合成場所是 (真核生物)
酶的功能 生物催化劑 酶只起 功能，且反應前后酶的_____和 不變
作用機理 降低化學反應的______ 酶不能提供能量
5.酶的本質和作用
活細胞
蛋白質
RNA
氨基酸或核糖核苷酸
催化
數量
活化能
化學性質
細胞核或核糖體
源于必修1 P80“拓展應用”：設計簡單的實驗驗證從大豆種子中提取的脲酶是蛋白質，請說明實驗思路。
提示　向脲酶溶液和蛋白質溶液中分別加入雙縮脲試劑，若都出現紫色反應，則說明脲酶是蛋白質。
1.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如圖所示，請思考回答下列問題：
拓展 提升科學思維
(1)甲、乙兩種酶的化學本質是否相同？說出理由。
提示　不相同。觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學本質不是蛋白質而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質。
(2)乙酶活性改變的機理是什么？其活性能否恢復？
提示　乙酶被降解的過程中其分子結構會發生改變，從而使其活性喪失，這種活性的改變不可逆轉，故無法恢復。
2.分析酶的作用原理曲線
(1)表示無酶催化時反應進行所需要的活化能是 段。
(2)表示有酶催化時反應進行所需要的活化能是 段。
(3)表示酶降低的活化能是 段。
AC
BC
AB
1.(不定項)(2023·湖南長沙高三模擬)某課外興趣小組用圖示實驗裝置驗證酶的高效性。下列有關敘述正確的是
A.兩個裝置中的過氧化氫溶液要等量
且不宜過多
B.需同時擠捏兩支滴管的膠頭，讓肝
臟液和FeCl3溶液同時注入試管中
C.肝臟液中的過氧化氫酶、FeCl3都可以提高該反應的活化能
D.左邊移液管內紅色液體上升的速度比右邊慢，最終液面比右邊低
√
突破 強化關鍵能力
√
新鮮肝臟中的過氧化氫酶、FeCl3都可以降低該化學反應的活化能，C錯誤；
由于過氧化氫酶的催化效率高于
FeCl3，所以左邊移液管內紅色液
體上升的速度比右邊快，由于過
氧化氫的量相等，產生的氧氣一
樣多，最終兩側移液管中的液面
等高，D錯誤。
2.酶是生物催化劑，下列有關酶的敘述正確的是
A.酶脫離生物體以后無法起作用
B.在酶的最適溫度下儲存酶
C.酶通過提供化學反應活化能加快反應速率
D.蛋白酶可以水解唾液淀粉酶
√
只要條件適宜，生物體中的酶可以在體外發揮作用，A錯誤；
酶需要在低溫下儲存，B錯誤；
酶通過降低反應的活化能加快反應速率，C錯誤；
唾液淀粉酶化學本質是蛋白質，可以被蛋白酶水解，D正確。
典型酶的種類和作用
歸納
總結
酶的名稱 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解為麥芽糖
麥芽糖酶 催化麥芽糖水解為葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白質水解為多肽
脂肪酶 催化脂肪水解為脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解為脫氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA復制產生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA轉錄產生RNA
典型酶的種類和作用
歸納
總結
纖維素酶 分解纖維素
果膠酶 分解果膠
逆轉錄酶 催化RNA形成DNA單鏈
DNA連接酶 將兩個DNA片段的黏性末端或平末端連接起來
限制酶 識別DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯鍵斷裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA復制過程中DNA堿基間氫鍵的斷裂
考點二
酶的高效性和專一性
1.酶具有高效性
(1)定義：與 相比，酶降低活化能的作用 ，催化效率更高。
(2)意義：使細胞代謝快速進行。
(3)曲線分析
①曲線分析：酶對應曲線 ，無機催化劑對應曲
線B，未加催化劑對應曲線 (填字母)。
②結論：與無機催化劑相比，酶的催化效率 。
歸納 夯實必備知識
無機催化劑
更顯著
A
C
更高
試管編號 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鮮的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保溫5 min
新配制的斐林試劑 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
實驗現象 有磚紅色沉淀 沒有磚紅色沉淀
2.酶具有專一性
(1)定義：每一種酶只能催化 化學反應。
(2)探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用
①實驗步驟及結果
一種或一類
②實驗結論：___________________________________________________
___________。
(3)意義：使細胞代謝有條不紊地進行。
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有專一性
(1)源于必修1 P84“相關信息”：已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH約為7.6，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后還能發揮作用嗎？為什么？
提示　不能。因為沒有了適宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再發揮作用。
(2)源于必修1 P85“科學·技術·社會”：溶菌酶能夠溶解細菌的_______，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。
細胞壁
1.同種酶有時會催化不同的反應，是不是就說明酶不具有專一性？
拓展 提升科學思維
提示　酶的專一性指的是酶可以催化一種或一類化學反應，不同的化學反應可能是同類的化學反應，故仍說明酶具有專一性。
2.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用的實驗中能否用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑？為什么？驗證酶的專一性的另一思路是什么？
提示　不能；碘液只能檢測淀粉是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會使碘液變色?？梢杂猛环N底物、不同的酶進行實驗驗證，如用淀粉酶、蔗糖酶水解淀粉。
3.(2023·遼寧葫蘆島高三期中)“投彈手甲蟲”遇到危險時，會瞬間從尾部噴出溫度近100 ℃的氣體攻擊和嚇唬靠近它的捕食者，如圖所示。該行為主要體現了酶
A.具有專一性
B.具有可調節性
C.具有高效性
D.易受外界環境影響
√
突破 強化關鍵能力
4.細胞代謝中某種酶與其底物、產物的關系如下圖所示，下列有關敘述不正確的是
A.酶1與產物b結合后失活，說明酶的功能由其空間結構決定
B.酶1的變構位點和活性位點的結構取決于特定的氨基酸序列
C.酶1有兩種底物且能與
產物b結合，因此酶1
不具有專一性
D.酶1與產物b的相互作
用可以防止細胞生產
過多的產物a
√
同一種酶，氨基酸種類和數目相同，故酶1的變構位點和活性位點的結構不同是因為氨基酸的序列不同，B正確；
從圖中可知，酶1只催化兩種底物合成產物a的反應，具有專一性，C錯誤；
酶1與產物b結合使酶1無活性，合成產物a的反應會中斷，這樣可以防止細胞生產過多的產物a，D正確。
考點三
探究影響酶活性的條件
1.酶促反應一般是在 的條件下進行的。
2.酶活性
(1)定義：酶催化特定 的能力。
(2)表示方法：可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的 表示。
歸納 夯實必備知識
比較溫和
化學反應
速率
3.探究溫度和pH對酶活性的影響
(1)探究溫度對酶活性的影響
①反應原理
麥芽糖
②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響 ，滴加碘液，根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。
淀粉的水解
(2)探究pH對酶活性的影響
②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成速率，可用______
_____________的情況來檢驗O2的生成速率。
帶火星
的衛生香燃燒
(3)實驗步驟和結果
①探究溫度對酶活性的影響
取6支試管，分別編號為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進行以下操作。
試管編號 試管1 試管1′ 試管2 試管2′ 試管3 試管3′
實 驗 步 驟 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 ℃溫水中水浴5 min 放入100 ℃熱水中水浴5 min
實 驗 步 驟 三 將1與1′試管內的液體混合后繼續在0 ℃冰水內放置10 min 將2與2′試管內的液體混合后繼續在60 ℃溫水內放置10 min 將3與3′試管內的液體混合后繼續在100 ℃熱水內放置10 min
四 取出試管各加入兩滴碘液，振蕩
實驗現象 ______ ___________ ______
實驗結論 淀粉酶在60 ℃時催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃時都不能發揮催化作用。酶的催化作用需要適宜的溫度，溫度_______ _____都會影響酶的活性
呈藍色
無藍色出現
呈藍色
過高或
過低
試管編號 試管1 試管2 試管3
實驗 步驟 一 2滴過氧化氫酶溶液
二 1 mL蒸餾水 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的鹽酸 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL質量分數為3%的過氧化氫溶液
實驗現象 有大量氣泡產生 _______________ _______________
②探究pH對酶活性的影響
無明顯氣泡產生
無明顯氣泡產生
將帶火星的衛生香插入試管內(液面的上方) 燃燒劇烈 燃燒較弱 燃燒較弱
實驗結論 pH會影響酶的活性，酶的活性有適宜的pH范圍
4.影響酶促反應速率的因素的曲線分析
(1)溫度和pH對酶促反應速率的影響
①在最適宜的溫度(B)和pH(E)條件下，酶的活性 。溫度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE)，酶活性都會明顯 。
②過酸(D)、過堿(F)或溫度過高(C)，都會使 遭到破壞，使酶 ；而在低溫(A)下，酶的活性明顯降低，但酶的 穩定，在適宜的溫度下酶的活性可以 。因此，酶可以在 下保存。
最高
降低
酶的空間結構
永久失活
空間結構
升高
低溫
據圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度 ；不同溫度條件下，酶最適pH ，即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。
不變
也不變
(2)底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響
①圖甲，在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應速率隨底物濃度增加而 ，但當底物達到一定濃度后，受 限制，酶促反應速率不再增加。
②圖乙，在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成 。
加快
酶數量
正比
(3)酶促反應產物濃度與反應時間的關系曲線
酶
反應物
多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反應是儲運過程中引起果蔬褐變和品質劣變的主因，果蔬運輸過程中加入適量的檸檬酸能延長保鮮時間。抑制劑與酶結合引起酶活性降低或喪失的過程稱為失活作用。根據抑制劑與底物的關系可分為競爭性抑制和非競爭性抑制，圖甲為兩種抑制劑的作用機理模型，圖乙為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同
抑制劑的條件下，酶促反
應速率隨底物濃度變化的
曲線，檸檬酸對PPO活性
的影響為曲線c對應情況。
拓展 提升科學思維
(1)競爭性抑制劑引起酶活性降低的原因是什么？
提示　競爭性抑制劑的分子結構與底物的非常相近，可以與底物競爭酶活性部位來影響催化效果。
(2)非競爭性抑制劑引起酶活性降低的原因是什么？
提示　非競爭性抑制劑與酶結合后，誘導酶的空間結構發生改變，使酶失去活性。
(3)據圖乙分析檸檬酸屬于哪種酶抑制劑？其與高溫等因素對酶的影響是否相似？
提示　非競爭性抑制劑；相似。
5.如圖曲線反映了溫度或pH對A、B、C三種酶活性的影響。下列相關敘述正確的是
A.酶B和酶C的最適溫度相似，但最適pH一定不同
B.圖甲中a點和c點，酶A的活性相同，空間結構也相同
C.圖乙中d點，酶B和酶C
的空間結構都有一定程
度的破壞
D.酶A、酶B和酶C都可能
存在于人體的內環境中
√
突破 強化關鍵能力
從圖中只能得出酶A的最適溫度，不能得出酶B和酶C的最適溫度，故不能比較酶B與酶C最適溫度的大小，A錯誤；
低溫時酶的活性降低，但空間結構不變，高溫時酶的空間結構被破壞，圖甲中a點和c點，酶A的空間結構不相同，B錯誤；
人體溫度為37 ℃左右，pH范圍為7.35～7.45，而酶A的最適溫度大于40 ℃，酶B和酶C的最適pH偏離人體內pH范圍較大，故三種酶不會存在于人體內環境中，D錯誤。
6.(不定項)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖。下列分析正確的是
A.實驗結果表明該酶的最適溫度是40 ℃
B.實驗過程中pH的變化不會對該實驗產
生影響
C.20 ℃條件下，t3時溫度提高10 ℃，產
物濃度會增加
D.60 ℃條件下，t2時增加底物的量不會改變產物濃度
√
實驗結果表明在三組設定的溫度中40 ℃時酶活性最高，但不能說明酶的最適溫度是40 ℃，A錯誤；
實驗過程中pH是無關變量，必須保持
相同，如果pH變化會對實驗產生影響，
B錯誤；
20 ℃條件下，t3時溫度提高10 ℃，產
物濃度不再增加，因為此時反應物已經消耗完，C錯誤；
60 ℃條件下，t2前酶已經失活，所以t2時增加底物的量不會改變產物濃度，D正確。
酶活性實驗探究中的“三宜”“五不宜”
歸納
總結
酶活性實驗探究中的“三宜”“五不宜”
歸納
總結
四
重溫高考 真題演練
1.(2022·廣東·13)某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結果見下表。下列分析錯誤的是
注：＋/－分別表示有/無添加，反應物為Ⅰ型膠原蛋白。
組別 pH CaCl2 溫度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
1
2
3
4
5
A.該酶的催化活性依賴于CaCl2
B.結合①②組的相關變量分析，自變量為溫度
C.該酶催化反應的最適溫度為70 ℃，最適pH為9
D.尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物
1
2
3
4
√
5
分析②③組可知，沒有添加CaCl2，降解率為0，說明該酶的催化活性依賴于CaCl2，A正確；
分析①②組變量可知，pH均為9，都添加了CaCl2，溫度分別為90 ℃、70 ℃，故自變量為溫度，B正確；
②組酶的活性最高，此時pH為9，溫度為70 ℃，但由于分組較少，不能說明其最適溫度為70 ℃，最適pH為9，C錯誤；
該實驗的反應物為Ⅰ型膠原蛋白，要確定該酶能否水解其他反應物還需補充實驗，D正確。
1
2
3
4
5
2.(2022·湖南，3)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外，加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示。下列敘述錯誤的是
A.堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活
B.加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的
C.添加酶穩定劑可提高加堿性蛋
白酶洗滌劑的去污效果
D.添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑
使用量，減少環境污染
√
1
2
3
4
5
由圖可知，加熱導致堿性蛋白酶由天然狀態變為部分解折疊，部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復到天然狀態，因此加熱導致堿性蛋白酶構象改變是可逆的，B錯誤。
1
2
3
4
5
3.(2017·江蘇，17)為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能，研究性學習小組進行了相關實驗，結果如圖。由圖中實驗結果能直接得出的結論是
A.堿性纖維素酶對污布類型2的
去污力最強
B.不同類型洗衣粉影響堿性纖
維素酶的去污力
C.堿性纖維素酶對污布類型2、
3的去污力不同
D.加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力
1
2
3
4
√
5
由實驗結果可知，由于沒有設置對照，不能說明堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強，A錯誤；
由于存在多個變量，不能說明不
同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶
的去污力，B錯誤；
通過實驗數據比較可知，堿性纖
維素酶對污布類型2、3的去污力
不同，C正確；
通過實驗結果不能得出加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力的結論，D錯誤。
1
2
3
4
5
4.(2020·海南，8)下列關于胰蛋白酶和胰島素的敘述，正確的是
A.都可通過體液運輸到全身
B.都在細胞內發揮作用
C.發揮作用后都立即被滅活
D.都能在常溫下與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應
√
1
2
3
4
5
胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通過導管運輸至消化道內發揮作用，而胰島素由胰島B細胞分泌，可通過血液運輸至全身，A錯誤；
胰蛋白酶在消化道內發揮作用，而胰島素通過與靶細胞膜上的受體結合，進而調節靶細胞的代謝活動，二者均不在細胞內發揮作用，B錯誤；
胰蛋白酶在催化反應前后性質不改變，胰島素發揮作用后會被滅活，C錯誤；
胰蛋白酶和胰島素的化學本質都是蛋白質，都能在常溫下與雙縮脲試劑發生紫色反應，D正確。
1
2
3
4
5
5.(2021·湖北，2)很久以前，勤勞的中國人就發明了制飴(麥芽糖)技術，這種技術在民間沿用至今。麥芽糖制作的大致過程如圖所示。
下列敘述正確的是
A.麥芽含有淀粉酶，不含
麥芽糖
B.麥芽糖由葡萄糖和果糖
結合而成
C.55～60 ℃保溫可抑制該過程中細菌的生長
D.麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低
√
1
2
3
4
5
在麥芽中存在麥芽糖，A錯誤；
麥芽糖由2分子葡萄糖脫水縮合而成，B錯誤；
麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度高，D錯誤。
1
2
3
4
5
1.判斷關于酶的催化作用和本質的敘述
(1)酶在細胞內、內環境和體外都能發揮催化作用(　　)
(2)胃蛋白酶發揮作用時伴隨著ADP的生成(　　)
(3)細胞內蛋白質發生水解時，通常需要另一種蛋白質的參與(　　)
(4)酶是在核糖體上合成的生物大分子(　　)
√
五分鐘　查落實
×
√
×
2.判斷關于酶具有高效性和專一性的敘述
(1)比較H2O2在加了新鮮肝臟研磨液和加熱時的分解速率，可驗證酶具有高效性(　　)
(2)一種化合物只有一種酶的結合位點是酶專一性的基礎(　　)
(3)用豆漿、淀粉酶、蛋白酶探究酶的專一性，可選用雙縮脲試劑進行檢驗(　　)
(4)酶催化化學反應時空間結構不會發生改變(　　)
×
×
×
×
3.判斷關于酶的作用條件較溫和的敘述
(1)在“探究pH對過氧化氫酶活性的影響”實驗中，應先對酶溶液設置不同pH條件再加入底物(　　)
(2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等來探究pH對淀粉酶活性的影響(　　)
(3)酶的活性受溫度的影響，溫度過高或過低都會使酶失活，溫度不同，酶的活性也不同(　　)
(4)酶通常是在低溫、低pH條件下進行保存(　　)
(5)胃蛋白酶在中性水溶液中空間結構會發生變化(　　)
√
×
×
×
√
4.填空默寫
(1)(必修1 P78)活化能：___________________________________________
所需要的能量。
(2)(必修1 P78)與無機催化劑相比，酶 的作用更顯著，催化效率更高。
(3)(必修1 P81)酶是 產生的具有 作用的有機物，其中絕大多數酶是 。
分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態
降低活化能
活細胞
催化
蛋白質
(4)(必修1 P82)酶的專一性是指： 。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的 是分不開的。
(5)(必修1 P84)酶所催化的化學反應一般是在 的條件下進行的。
(6)(必修1 P84) ，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。低溫下酶的空間結構 ，因此，酶制劑適宜在 下保存。
每一種酶只能催化一種或一類化學反應
專一性
比較溫和
過酸、過堿或溫度過高
穩定
低溫
五
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1.(2023·江蘇蘇北四市高三期末)下列關于酶的敘述，正確的是
A.酶的基本組成單位是氨基酸
B.酶催化化學反應時空間結構不會發生改變
C.酶催化的實質是提供化學反應的活化能
D.酶促反應速率與酶濃度、底物濃度、溫度和pH等有關
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
少數酶是RNA，其基本組成單位是核糖核苷酸，A錯誤；
酶在催化化學反應時，酶的空間結構會發生變化，B錯誤；
酶催化的實質是降低化學反應的活化能，C錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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13
14
2.下圖表示在不同條件下，酶催化反應的速率(或生成物)變化。下列有關敘述中，不正確的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A.圖①虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時，反應速率與底物濃度的
關系
B.圖②虛線表示增加酶濃度，其
他條件不變時，生成物的量與
反應時間的關系
C.圖③不能表示在反應開始的一
段時間內，反應速率與時間的關系
D.若圖②中的實線表示Fe3＋的催化效
率，則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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13
14
在酶促反應過程中，隨著反應時間的延長，底物逐漸減少，反應速率逐漸降低，可以用圖③表示反應速率與時間的關系，C錯誤。
1
2
3
4
5
6
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8
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14
3.反應底物從常態轉變為活躍狀態所需的能量稱為活化能。如圖為蔗糖水解反應能量變化的示意圖，已知H＋能催化蔗糖水解。下列相關分析錯誤的是
A.E1和E2表示活化能，X表示果
糖和葡萄糖
B.H＋降低的化學反應活化能的
值等于(E2－E1)
C.蔗糖酶使(E2－E1)的值增大，
反應結束后X增多
D.升高溫度可通過改變酶的結構而影響酶促反應速率
√
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蔗糖酶具有高效性，降低的活化能(E2－E1)的值更大，但由于底物的量有限，所以X產物的量不變，C錯誤。
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4.(2023·山東煙臺高三模擬)乳糖合成酶含有α、β兩個亞基，亞基α單獨存在時不能催化乳糖的合成，但能催化半乳糖與蛋白質結合形成糖蛋白；當亞基α與β結合后，才能催化乳糖的形成。下列說法正確的是
A.乳糖合成酶催化乳糖合成時不會產生水
B.亞基α作為酶和乳糖合成酶均具有專一性
C.亞基α能為半乳糖與蛋白質的結合提供能量
D.亞基α與β結合不會改變其空間結構
√
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乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖脫水形成的，所以乳糖合成酶催化乳糖合成時會產生水，A錯誤；
據題干信息可知，亞基α和乳糖合成酶均具有專一性，亞基β與亞基α的結合可能改變了亞基α的空間結構，B正確，D錯誤；
亞基α為乳糖合成酶的一個亞基，具有催化功能，不能為半乳糖與蛋白質的結合提供能量，C錯誤。
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5.(2023·遼寧實驗中學高三模擬)關于酶的驗證實驗，下列敘述錯誤的是
A.將淀溶液中驗證酶的專一性，不能用碘液檢驗
B.不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH對酶活性的影響的實驗，宜用H2O2
和過氧化氫酶
C.驗證溫度對酶活性的影響實驗，需要分別預熱處理淀粉溶液和淀粉酶
溶液，不同溫度組需嚴格按時間差混合，再放入到原預熱的水浴中，
最后用斐林試劑檢驗
D.驗證pH對酶活性的影響實驗，調pH用的NaOH或稀HCl不應在第三順
次加入
√
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碘液能使淀粉溶液變藍，但碘液不能檢驗淀粉酶是否分解蔗糖溶液，所以不能用碘液檢驗，A正確；
酸性條件下會催化淀粉的水解，從而影響實驗的觀察效果，所以不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH對酶活性的影響的實驗，宜用H2O2和過氧化氫酶，B正確；
斐林試劑檢測還原糖時，需要水浴加熱，驗證溫度對酶活性的影響實驗中，自變量是溫度，所以該實驗中不能用斐林試劑檢驗，C錯誤；
若調pH用的NaOH或稀HCl在第三順次加入，則前面兩次加入的酶和底物已經完全反應，無法驗證pH對酶活性的影響，D正確。
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6.(2023·遼寧大連高三檢測)農科所通過實驗研究了溫度對其飼養的某種經濟動物腸道內各種消化酶活力的影響，得到下圖實驗結果。下列對實驗過程及結果的分析，正確的是
1
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A.該實驗的自變量是溫
度，但實驗過程中pH、
消化酶量均可影響實
驗結果
B.實驗前應在適宜溫度
下保存提取到的消化
酶，40 ℃最適宜
C.該動物的最佳飼養條件為：溫度控制在35 ℃～40 ℃、多飼喂淀粉類飼料
D.實驗中應先將各種消化酶液和底物混合，再置于對應組溫度環境中放
置一段時間
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√
本實驗自變量有溫度和酶的種類，pH、消化酶量等屬于無關變量，但也會影響實驗結果，A錯誤；
從圖中看出蛋白酶和淀粉酶發揮作用的最適溫度在40 ℃左右，但保存酶應該在零上低溫下保
存，B錯誤；
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從圖中看出，溫度控制在35 ℃～40 ℃，各種酶的活性達到最大，且淀粉酶的活性最強，說明該動物對淀粉的分解能力最強，所以應該多飼喂淀粉類飼料，C正確；
若先將各種消化酶液和底物混合，反應已經開始，會影響實驗結果，D錯誤。
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7.如圖是某課外活動小組探究pH對淀粉酶活性影響時繪制的實驗結果圖(實驗中用鹽酸創設酸性條件，鹽酸能催化淀粉水解)。下列有關敘述正確的是
A.將淀粉與淀粉酶溶液混合后再調
節各組混合液的pH
B.pH為3和9的兩支試管中的淀粉酶
的活性相同
C.pH為13的試管調到pH為7后繼續
反應，淀粉含量將明顯下降
D.根據上述實驗結果無法推測出淀粉酶的最適pH為7
√
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實驗中需要將淀粉與淀粉酶溶液分別調節pH，然后再將pH相等的淀粉和淀粉酶混合后再進行相應的因變量的檢測，這樣獲得的數據更有說服力，A錯誤；
分析柱形圖可知，pH為3條件下
和pH為9條件下淀粉剩余量基本
相等，而由于淀粉在酸性條件下
易分解，因此pH為3條件下的酶
活性小于pH為9條件下的酶活性，B錯誤；
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pH為13的試管調到pH為7后繼續反應，由于酶已經失活，則淀粉含量將不會明顯下降，C錯誤。
8.如圖甲表示在最適溫度下，H2O2酶促反應速率受pH影響的曲線，圖乙表示某一溫度下，pH＝b時H2O2酶促分解產生的O2量隨時間的變化。下列說法正確的是
A.可用H2O2和H2O2酶探究溫度
對酶活性的影響
B.其他條件保持相同且適宜，
則pH由b變為a時，e點下降
C.在圖甲中c點對應的條件下，
向該反應體系中加入雙縮脲試劑，溶液仍變紫
D.其他條件保持相同且適宜，溫度降低時，d點右移
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√
溫度可直接影響H2O2的分解，因此不能用H2O2和H2O2酶探究溫度對酶活性的影響，A錯誤；
酶不能改變生成物的量，pH由
b變為a時，酶促反應速率下降，
但e點不動，B錯誤；
H2O2酶的化學本質為蛋白質，
酶在反應前后的化學本質不變，因此在圖甲中c點對應的條件下，向該反應體系中加入雙縮脲試劑，溶液仍變紫，C正確；
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若圖乙為高于最適溫度時的情況，則溫度降低時，酶促反應速率加快，d點左移，D錯誤。
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9.(2023·湖南師大附中高三模擬)右圖1為酶的作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理示意圖。多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素是儲存和運輸過程中引起果蔬褐變的主要原因。為探究不同溫度條件下兩種PPO活性的大小，某同學設計了實驗并對各組酚的剩余量進行檢測，結果如圖2所示，各組加入的PPO的量相同。下列說法不正確的是
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二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
A.由圖1模型推測，可通過增加底物濃度
來降低競爭性抑制劑對酶活性的抑制
B.非競爭性抑制劑降低酶活性的機理與
高溫對酶活性抑制的機理相似
C.該實驗的自變量是溫度和酶的種類
D.圖2中，相同溫度條件下酶A的活性更高
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√
競爭性抑制劑與底物競爭酶的結合位點，使底物無法與酶結合形成酶—底物復合物，進而影響酶促反應速率，因此增加反應體系中底物的濃度，可減弱競爭性抑制劑對酶活性的抑制，A正確；
非競爭性抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合，通過改變酶的結構使酶的
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活性受到抑制，高溫會使酶的空間結構破壞，使酶的活性受到抑制，作用機理相似，B正確；
本實驗是探究不同溫度條件下兩種PPO活性的大小，本實驗的自變量有溫度和酶的種類，C正確；
從圖2所示的溫度條件下，酶A催化酚分解的剩余量比酶B多，說明相同溫度條件下酶B的活性更高，D錯誤。
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10.鹽酸和蛋白酶均可使蛋白質發生水解。某同學使用鹽酸、蛋白酶、蛋清做了如下圖所示的探究實驗，其中①③表示特定的生化反應。下列說法正確的是
A.①過程破壞了蛋白質的
空間結構
B.蛋白塊a中的蛋白質分子
比蛋清中的蛋白質分子更容易被蛋白酶水解
C.處理相同時間后，根據蛋白塊b明顯小于蛋白塊c的現象可得出酶具有
高效性的結論
D.用鹽酸配制不同pH的溶液與蛋白酶混合后加入蛋白塊中，可用于探究
pH對酶活性的影響
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過程①為加熱過程，該過程蛋白質的空間結構會發生改變，A正確；
經過加熱后，蛋白質的空間結構改變，變得松散，更容易被蛋白酶分解，即蛋白塊a中的蛋白質分子比蛋清中的蛋白質分子更容易被蛋白酶水解，B正確；
酶的高效性是指酶和
無機催化劑相比催化
效率更高，因此處理
相同時間后，根據蛋白塊b明顯小于蛋白塊c的現象可得出酶具有高效性的結論，C正確。
11.(2023·江蘇連云港高三檢測)關于酶及其特性的實驗設計，下列敘述錯誤的是
A.探究酶的專一性，不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液設計實驗
B.利用過氧化氫探究酶的高效性，因作用機理不同，加酶組比加FeCl3組
產生的氣體量多
C.探究pH對酶活性影響的實驗步驟為：加底物→調pH→加酶→混勻→觀察
D.探究溫度對酶活性的影響，可利用淀粉酶、淀粉和斐林試劑設計實驗
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無機催化劑和有機催化劑的作用機理相同，都是降低化學反應的活化能，最終加酶組與加FeCl3組產生的氣體量一樣多，B錯誤；
利用斐林試劑檢測產物量時，需要水浴加熱，反應溫度就會發生改變，影響實驗結果，所以不能選用斐林試劑驗證溫度對酶活性的影響，D錯誤。
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12.(2023·河北衡水中學高三模擬)1894年，科學家提出了“鎖鑰”學說，認為酶具有與底物相結合的互補結構。1958年，又有科學家提出“誘導契合”學說，認為在與底物結合之前，酶的空間結構不完全與底物互補，在底物的作用下，可誘導酶出現與底物相結合的互補空間結構，繼而完成酶促反應。為驗證上述兩種學說，科研人員利用枯草桿菌蛋白酶(S酶)進行研究。該酶可催化兩種結構不同的底物CTH和CU，且與兩者結合的催化中心位置相同。進行的四組實驗的結果如圖所示，圖中SCTH
表示催化CTH反應后的S酶，
SCU表示催化CU反應后的S酶。
下列敘述正確的是
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A.S酶既可催化CTH反應，又可催化CU反應，但不能說明S酶沒有專一性
B.S酶的活性可以用反應產物的相對含量來表示
C.該實驗結果更加支持“誘導契合”學說
D.為進一步探究SCTH不能催化CU水解的原因是SCTH失去活性，還是出現
空間結構的固化，可以用SCTH催化CTH反應
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√
√
√
酶活性可以用單位時間單位體積反應物的消耗量或產物的生成量來表示，不可以用反應產物的相對含量來表示，B錯誤；
由實驗可知，S酶可催化兩種結構不同的底物CTH和CU，說明S酶的空間結構可以在不同底物的誘導下發生相應改變，進而與不同底物結合，該實驗結果更加支持“誘導契合”學說，C正確；
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為探究SCTH不能催化CU水解的原因，用SCTH催化CTH反應，檢測反應產物的生成量，如果SCTH能催化CTH水解，那么酶沒有失活，即出現空間結構的固化；如果SCTH不能催化CTH水解，則SCTH失活，D正確。
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(1)該實驗的因變量是_____________________________________________
_______。
的多少)
三、非選擇題
13.下圖是驗證酶的催化特性的幾組實驗。1～4號試管內裝有等量的H2O2溶液，且控制溶液pH＝7(過氧化氫酶的最適pH在7左右)。1～4號試管控制溫度與投入物品如圖所示，請回答：
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底物(H2O2)的分解速率(或單位時間內產生氣泡數目
本實驗為驗證酶的催化特性的幾組實驗，通過題圖分析自變量為處理方式，因變量為底物(H2O2)的分解速率(或單位時間內產生氣泡數目的多少)。
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(2)若要證明酶的活性受酸堿度的影響，須增設5號試管，請補充：
①5號試管內應加________________________________________。
②5號試管溫度應控制在37 ℃。
③設置的5號試管與____號試管對照，從而證明酶的活性受酸堿度的影響。
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1克鮮豬肝、適量鹽酸(或NaOH)和等量底物
若要證明酶的活性受酸堿度的影響，向5號試管內應加1克鮮豬肝、適量鹽酸(或NaOH)和等量底物，在37 ℃下反應一段時間，觀察實驗結果；設置的5號試管與2號試管對照，從而證明酶的活性受酸堿度的影響。
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(3)酶與人們的生活密切相關，某工廠生產了一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下部分說明：該加酶洗衣粉不能用于洗滌絲質及羊毛衣料，其主要原因是_____________________________________________________
_____________。
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絲質及羊毛衣料中含有蛋白質，蛋白質會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解
(4)酶的催化效率比無機催化劑的催化效率更高，原因是_______________
________________________________。
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相比，酶降低活化能的作用更顯著
酶與無機催化劑
14.(2023·江蘇徐州高三模擬)植酸(肌醇六磷酸)作為磷酸的儲存庫，廣泛存在于植物體中。植酸酶能夠水解飼料中的植酸而釋放出無機磷，提高飼料中磷的利用率，減少無機磷源的使用，降低飼料配方成本，同時可降低動物糞便中磷的排放，保護環境，是一種綠色高效的畜禽飼料添加劑。科研人員對真菌分泌的兩種植酸酶在
不同pH條件下活性的差異進行研究，結果
如圖。請分析回答問題：
(1)植酸酶的化學本質是__________，其合
成和分泌所經過的具膜細胞器有________
_________。
蛋白質
內質網、
高爾基體
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(2)兩種植酸酶適合添加在飼料中的是________，理由是______________
_________________________________________。
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植酸酶A
植酸酶A適宜pH為2和6，在胃中仍能發揮作用
胃中pH為酸性，
(3)某生產豬飼料的工廠為探究植酸酶在飼料中的適宜添加量，研究人員進行了如下實驗，請完成下表。
實驗原理：植酸酶在一定溫度和pH下，水解植酸生成無機磷和肌醇衍生物，在酸性溶液中，無機磷與釩鉬酸銨反應會生成黃色的[(NH4)3PO4NH4VO3·16MoO3]復合物，在波長415 nm藍光下進行比色測定。
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實驗步驟 實驗簡要操作過程
制備飼料懸浮液 稱取500 g飼料，加入500 mL蒸餾水，用攪拌機攪拌制成勻漿，加蒸餾水定容到1 000 mL，最后用緩沖液調整pH到6
配制①________ 的植酸酶溶液 稱取適量的某植酸酶溶于蒸餾水中，并依次稀釋制成質量濃度分別為0.01 g/mL、0.02 g/mL、0.03 g/mL、0.04 g/mL、0.05 g/mL的酶溶液
控制變量，進行實驗 取6只錐形瓶編號1～6，分別加入40 mL的飼料懸浮液，在2～6號瓶中分別加入2 mL不同濃度的酶溶液，1號瓶中加入②__________________。③_________后放入37 ℃水浴中保溫適宜時間
測定產物吸光值，并計算④______的含量 經過處理后，分別在各瓶中加入適宜釩鉬酸銨溶液，并在波長415 nm藍光下測定吸光值
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不同濃度
等量(或2 mL)蒸餾水
振蕩搖勻
無機磷第1課時　降低化學反應活化能的酶
課標要求　說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響。
考點一　酶的作用和本質
1．細胞代謝
(1)細胞代謝概念：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。
(2)主要場所：細胞質基質。
2．酶的催化作用的實驗驗證：比較過氧化氫在不同條件下的分解(見教材P77)
(1)方法步驟
(2)實驗過程的變量及對照分析
(3)實驗結論
3．酶的催化作用機理
(1)活化能：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。
(2)酶催化作用的原理：降低化學反應的活化能。
(3)意義：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，使細胞代謝能在溫和條件下快速有序地進行。
4．酶本質的探究歷程(連線)
5．酶的本質和作用
項目 內容 解釋
產生部位 活細胞內產生 除哺乳動物成熟紅細胞等部分細胞外，其他活細胞都能產生酶
作用場所 可在細胞內、細胞外、生物體外發揮作用 可在生物體外發揮作用，但不能來自體外，只能由細胞合成
酶的本質 大多數酶是蛋白質，少數是RNA 合成原料是氨基酸或核糖核苷酸，合成場所是細胞核或核糖體(真核生物)
酶的功能 生物催化劑 酶只起催化功能，且反應前后酶的數量和化學性質不變
作用機理 降低化學反應的活化能 酶不能提供能量
源于必修1 P80“拓展應用”：設計簡單的實驗驗證從大豆種子中提取的脲酶是蛋白質，請說明實驗思路。
提示　向脲酶溶液和蛋白質溶液中分別加入雙縮脲試劑，若都出現紫色反應，則說明脲酶是蛋白質。
1.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如圖所示，請思考回答下列問題：
(1)甲、乙兩種酶的化學本質是否相同？說出理由。
提示　不相同。觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學本質不是蛋白質而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質。
(2)乙酶活性改變的機理是什么？其活性能否恢復？
提示　乙酶被降解的過程中其分子結構會發生改變，從而使其活性喪失，這種活性的改變不可逆轉，故無法恢復。
2．分析酶的作用原理曲線
(1)表示無酶催化時反應進行所需要的活化能是AC段。
(2)表示有酶催化時反應進行所需要的活化能是BC段。
(3)表示酶降低的活化能是AB段。
1．(不定項)(2023·湖南長沙高三模擬)某課外興趣小組用圖示實驗裝置驗證酶的高效性。下列有關敘述正確的是(　　)
A．兩個裝置中的過氧化氫溶液要等量且不宜過多
B．需同時擠捏兩支滴管的膠頭，讓肝臟液和FeCl3溶液同時注入試管中
C．肝臟液中的過氧化氫酶、FeCl3都可以提高該反應的活化能
D．左邊移液管內紅色液體上升的速度比右邊慢，最終液面比右邊低
答案　AB
解析　新鮮肝臟中的過氧化氫酶、FeCl3都可以降低該化學反應的活化能，C錯誤；由于過氧化氫酶的催化效率高于FeCl3，所以左邊移液管內紅色液體上升的速度比右邊快，由于過氧化氫的量相等，產生的氧氣一樣多，最終兩側移液管中的液面等高，D錯誤。
2．酶是生物催化劑，下列有關酶的敘述正確的是(　　)
A．酶脫離生物體以后無法起作用
B．在酶的最適溫度下儲存酶
C．酶通過提供化學反應活化能加快反應速率
D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶
答案　D
解析　只要條件適宜，生物體中的酶可以在體外發揮作用，A錯誤；酶需要在低溫下儲存，B錯誤；酶通過降低反應的活化能加快反應速率，C錯誤；唾液淀粉酶化學本質是蛋白質，可以被蛋白酶水解，D正確。
歸納總結　典型酶的種類和作用
酶的名稱 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解為麥芽糖
麥芽糖酶 催化麥芽糖水解為葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白質水解為多肽
脂肪酶 催化脂肪水解為脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解為脫氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA復制產生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA轉錄產生RNA
纖維素酶 分解纖維素
果膠酶 分解果膠
逆轉錄酶 催化RNA形成DNA單鏈
DNA連接酶 將兩個DNA片段的黏性末端或平末端連接起來
限制酶 識別DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯鍵斷裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA復制過程中DNA堿基間氫鍵的斷裂
考點二　酶的高效性和專一性
1．酶具有高效性
(1)定義：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。
(2)意義：使細胞代謝快速進行。
(3)曲線分析
①曲線分析：酶對應曲線A，無機催化劑對應曲線B，未加催化劑對應曲線C(填字母)。
②結論：與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。
2．酶具有專一性
(1)定義：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。
(2)探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用
①實驗步驟及結果
試管編號 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鮮的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保溫5 min
新配制的斐林試劑 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
實驗現象 有磚紅色沉淀 沒有磚紅色沉淀
②實驗結論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有專一性。
(3)意義：使細胞代謝有條不紊地進行。
(1)源于必修1 P84“相關信息”：已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH約為7.6，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后還能發揮作用嗎？為什么？
提示　不能。因為沒有了適宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再發揮作用。
(2)源于必修1 P85“科學·技術·社會”：溶菌酶能夠溶解細菌的細胞壁，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。
1．同種酶有時會催化不同的反應，是不是就說明酶不具有專一性？
提示　酶的專一性指的是酶可以催化一種或一類化學反應，不同的化學反應可能是同類的化學反應，故仍說明酶具有專一性。
2.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用的實驗中能否用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑？為什么？驗證酶的專一性的另一思路是什么？
提示　不能；碘液只能檢測淀粉是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會使碘液變色。可以用同一種底物、不同的酶進行實驗驗證，如用淀粉酶、蔗糖酶水解淀粉。
3．(2023·遼寧葫蘆島高三期中)“投彈手甲蟲”遇到危險時，會瞬間從尾部噴出溫度近100 ℃的氣體攻擊和嚇?？拷牟妒痴?，如圖所示。該行為主要體現了酶(　　)
A．具有專一性 B．具有可調節性
C．具有高效性 D．易受外界環境影響
答案　C
4．細胞代謝中某種酶與其底物、產物的關系如下圖所示，下列有關敘述不正確的是(　　)
A．酶1與產物b結合后失活，說明酶的功能由其空間結構決定
B．酶1的變構位點和活性位點的結構取決于特定的氨基酸序列
C．酶1有兩種底物且能與產物b結合，因此酶1不具有專一性
D．酶1與產物b的相互作用可以防止細胞生產過多的產物a
答案　C
解析　同一種酶，氨基酸種類和數目相同，故酶1的變構位點和活性位點的結構不同是因為氨基酸的序列不同，B正確；從圖中可知，酶1只催化兩種底物合成產物a的反應，具有專一性，C錯誤；酶1與產物b結合使酶1無活性，合成產物a的反應會中斷，這樣可以防止細胞生產過多的產物a，D正確。
考點三　探究影響酶活性的條件
1．酶促反應一般是在比較溫和的條件下進行的。
2．酶活性
(1)定義：酶催化特定化學反應的能力。
(2)表示方法：可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的速率表示。
3．探究溫度和pH對酶活性的影響
(1)探究溫度對酶活性的影響
①反應原理
藍色麥芽糖無藍色出現
②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。
(2)探究pH對酶活性的影響
①反應原理：2H2O22H2O＋O2。
②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成速率，可用帶火星的衛生香燃燒的情況來檢驗O2的生成速率。
(3)實驗步驟和結果
①探究溫度對酶活性的影響
取6支試管，分別編號為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進行以下操作。
試管編號 試管1 試管1′ 試管2 試管2′ 試管3 試管3′
實 驗 步 驟 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 ℃溫水中水浴5 min 放入100 ℃熱水中水浴5 min
三 將1與1′試管內的液體混合后繼續在0 ℃冰水內放置10 min 將2與2′試管內的液體混合后繼續在60 ℃溫水內放置10 min 將3與3′試管內的液體混合后繼續在100 ℃熱水內放置10 min
四 取出試管各加入兩滴碘液，振蕩
實驗現象 呈藍色 無藍色出現 呈藍色
實驗結論 淀粉酶在60 ℃時催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃時都不能發揮催化作用。酶的催化作用需要適宜的溫度，溫度過高或過低都會影響酶的活性
②探究pH對酶活性的影響
試管編號 試管1 試管2 試管3
實驗 步驟 一 2滴過氧化氫酶溶液
二 1 mL蒸餾水 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的鹽酸 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL質量分數為3%的過氧化氫溶液
實驗現象 有大量氣泡產生 無明顯氣泡產生 無明顯氣泡產生
將帶火星的衛生香插入試管內(液面的上方) 燃燒劇烈 燃燒較弱 燃燒較弱
實驗結論 pH會影響酶的活性，酶的活性有適宜的pH范圍
4.影響酶促反應速率的因素的曲線分析
(1)溫度和pH對酶促反應速率的影響
①在最適宜的溫度(B)和pH(E)條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE)，酶活性都會明顯降低。
②過酸(D)、過堿(F)或溫度過高(C)，都會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活；而在低溫(A)下，酶的活性明顯降低，但酶的空間結構穩定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。因此，酶可以在低溫下保存。
據圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度不變；不同溫度條件下，酶最適pH也不變，即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。
(2)底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響
①圖甲，在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應速率隨底物濃度增加而加快，但當底物達到一定濃度后，受酶數量限制，酶促反應速率不再增加。
②圖乙，在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。
(3)酶促反應產物濃度與反應時間的關系曲線
多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反應是儲運過程中引起果蔬褐變和品質劣變的主因，果蔬運輸過程中加入適量的檸檬酸能延長保鮮時間。抑制劑與酶結合引起酶活性降低或喪失的過程稱為失活作用。根據抑制劑與底物的關系可分為競爭性抑制和非競爭性抑制，圖甲為兩種抑制劑的作用機理模型，圖乙為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線，檸檬酸對PPO活性的影響為曲線c對應情況。
(1)競爭性抑制劑引起酶活性降低的原因是什么？
提示　競爭性抑制劑的分子結構與底物的非常相近，可以與底物競爭酶活性部位來影響催化效果。
(2)非競爭性抑制劑引起酶活性降低的原因是什么？
提示　非競爭性抑制劑與酶結合后，誘導酶的空間結構發生改變，使酶失去活性。
(3)據圖乙分析檸檬酸屬于哪種酶抑制劑？其與高溫等因素對酶的影響是否相似？
提示　非競爭性抑制劑；相似。
5．如圖曲線反映了溫度或pH對A、B、C三種酶活性的影響。下列相關敘述正確的是(　　)
A．酶B和酶C的最適溫度相似，但最適pH一定不同
B．圖甲中a點和c點，酶A的活性相同，空間結構也相同
C．圖乙中d點，酶B和酶C的空間結構都有一定程度的破壞
D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人體的內環境中
答案　C
解析　從圖中只能得出酶A的最適溫度，不能得出酶B和酶C的最適溫度，故不能比較酶B與酶C最適溫度的大小，A錯誤；低溫時酶的活性降低，但空間結構不變，高溫時酶的空間結構被破壞，圖甲中a點和c點，酶A的空間結構不相同，B錯誤；人體溫度為37 ℃左右，pH范圍為7.35～7.45，而酶A的最適溫度大于40 ℃，酶B和酶C的最適pH偏離人體內pH范圍較大，故三種酶不會存在于人體內環境中，D錯誤。
6．(不定項)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖。下列分析正確的是(　　)
A．實驗結果表明該酶的最適溫度是40 ℃
B．實驗過程中pH的變化不會對該實驗產生影響
C．20 ℃條件下，t3時溫度提高10 ℃，產物濃度會增加
D．60 ℃條件下，t2時增加底物的量不會改變產物濃度
答案　D
解析　實驗結果表明在三組設定的溫度中40 ℃時酶活性最高，但不能說明酶的最適溫度是40 ℃，A錯誤；實驗過程中pH是無關變量，必須保持相同，如果pH變化會對實驗產生影響，B錯誤；20 ℃條件下，t3時溫度提高10 ℃，產物濃度不再增加，因為此時反應物已經消耗完，C錯誤；60 ℃條件下，t2前酶已經失活，所以t2時增加底物的量不會改變產物濃度，D正確。
歸納總結　酶活性實驗探究中的“三宜”“五不宜”
1．(2022·廣東·13)某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結果見下表。下列分析錯誤的是(　　)
組別 pH CaCl2 溫度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分別表示有/無添加，反應物為Ⅰ型膠原蛋白。
A．該酶的催化活性依賴于CaCl2
B．結合①②組的相關變量分析，自變量為溫度
C．該酶催化反應的最適溫度為70 ℃，最適pH為9
D．尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物
答案　C
解析　分析②③組可知，沒有添加CaCl2，降解率為0，說明該酶的催化活性依賴于CaCl2，A正確；分析①②組變量可知，pH均為9，都添加了CaCl2，溫度分別為90 ℃、70 ℃，故自變量為溫度，B正確；②組酶的活性最高，此時pH為9，溫度為70 ℃，但由于分組較少，不能說明其最適溫度為70 ℃，最適pH為9，C錯誤；該實驗的反應物為Ⅰ型膠原蛋白，要確定該酶能否水解其他反應物還需補充實驗，D正確。
2．(2022·湖南，3)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外，加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活
B．加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的
C．添加酶穩定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果
D．添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環境污染
答案　B
解析　由圖可知，加熱導致堿性蛋白酶由天然狀態變為部分解折疊，部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復到天然狀態，因此加熱導致堿性蛋白酶構象改變是可逆的，B錯誤。
3．(2017·江蘇，17)為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能，研究性學習小組進行了相關實驗，結果如圖。由圖中實驗結果能直接得出的結論是(　　)
A．堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強
B．不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力
C．堿性纖維素酶對污布類型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力
答案　C
解析　由實驗結果可知，由于沒有設置對照，不能說明堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強，A錯誤；由于存在多個變量，不能說明不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力，B錯誤；通過實驗數據比較可知，堿性纖維素酶對污布類型2、3的去污力不同，C正確；通過實驗結果不能得出加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力的結論，D錯誤。
4．(2020·海南，8)下列關于胰蛋白酶和胰島素的敘述，正確的是(　　)
A．都可通過體液運輸到全身
B．都在細胞內發揮作用
C．發揮作用后都立即被滅活
D．都能在常溫下與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應
答案　D
解析　胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通過導管運輸至消化道內發揮作用，而胰島素由胰島B細胞分泌，可通過血液運輸至全身，A錯誤；胰蛋白酶在消化道內發揮作用，而胰島素通過與靶細胞膜上的受體結合，進而調節靶細胞的代謝活動，二者均不在細胞內發揮作用，B錯誤；胰蛋白酶在催化反應前后性質不改變，胰島素發揮作用后會被滅活，C錯誤；胰蛋白酶和胰島素的化學本質都是蛋白質，都能在常溫下與雙縮脲試劑發生紫色反應，D正確。
5．(2021·湖北，2)很久以前，勤勞的中國人就發明了制飴(麥芽糖)技術，這種技術在民間沿用至今。麥芽糖制作的大致過程如圖所示。
下列敘述正確的是(　　)
A．麥芽含有淀粉酶，不含麥芽糖
B．麥芽糖由葡萄糖和果糖結合而成
C．55～60 ℃保溫可抑制該過程中細菌的生長
D．麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低
答案　C
解析　在麥芽中存在麥芽糖，A錯誤；麥芽糖由2分子葡萄糖脫水縮合而成，B錯誤；麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度高，D錯誤。
1．判斷關于酶的催化作用和本質的敘述
(1)酶在細胞內、內環境和體外都能發揮催化作用(　√　)
(2)胃蛋白酶發揮作用時伴隨著ADP的生成(　×　)
(3)細胞內蛋白質發生水解時，通常需要另一種蛋白質的參與(　√　)
(4)酶是在核糖體上合成的生物大分子(　×　)
2．判斷關于酶具有高效性和專一性的敘述
(1)比較H2O2在加了新鮮肝臟研磨液和加熱時的分解速率，可驗證酶具有高效性(　×　)
(2)一種化合物只有一種酶的結合位點是酶專一性的基礎(　×　)
(3)用豆漿、淀粉酶、蛋白酶探究酶的專一性，可選用雙縮脲試劑進行檢驗(　×　)
(4)酶催化化學反應時空間結構不會發生改變(　×　)
3．判斷關于酶的作用條件較溫和的敘述
(1)在“探究pH對過氧化氫酶活性的影響”實驗中，應先對酶溶液設置不同pH條件再加入底物(　√　)
(2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等來探究pH對淀粉酶活性的影響(　×　)
(3)酶的活性受溫度的影響，溫度過高或過低都會使酶失活，溫度不同，酶的活性也不同
(　×　)
(4)酶通常是在低溫、低pH條件下進行保存(　×　)
(5)胃蛋白酶在中性水溶液中空間結構會發生變化(　√　)
4．填空默寫
(1)(必修1 P78)活化能：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。
(2)(必修1 P78)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。
(3)(必修1 P81)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。
(4)(必修1 P82)酶的專一性是指：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的專一性是分不開的。
(5)(必修1 P84)酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的。
(6)(必修1 P84)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。低溫下酶的空間結構穩定，因此，酶制劑適宜在低溫下保存。
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1．(2023·江蘇蘇北四市高三期末)下列關于酶的敘述，正確的是(　　)
A．酶的基本組成單位是氨基酸
B．酶催化化學反應時空間結構不會發生改變
C．酶催化的實質是提供化學反應的活化能
D．酶促反應速率與酶濃度、底物濃度、溫度和pH等有關
答案　D
解析　少數酶是RNA，其基本組成單位是核糖核苷酸，A錯誤；酶在催化化學反應時，酶的空間結構會發生變化，B錯誤；酶催化的實質是降低化學反應的活化能，C錯誤。
2．下圖表示在不同條件下，酶催化反應的速率(或生成物)變化。下列有關敘述中，不正確的是(　　)
A．圖①虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時，反應速率與底物濃度的關系
B．圖②虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時，生成物的量與反應時間的關系
C．圖③不能表示在反應開始的一段時間內，反應速率與時間的關系
D．若圖②中的實線表示Fe3＋的催化效率，則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率
答案　C
解析　在酶促反應過程中，隨著反應時間的延長，底物逐漸減少，反應速率逐漸降低，可以用圖③表示反應速率與時間的關系，C錯誤。
3．反應底物從常態轉變為活躍狀態所需的能量稱為活化能。如圖為蔗糖水解反應能量變化的示意圖，已知H＋能催化蔗糖水解。下列相關分析錯誤的是(　　)
A．E1和E2表示活化能，X表示果糖和葡萄糖
B．H＋降低的化學反應活化能的值等于(E2－E1)
C．蔗糖酶使(E2－E1)的值增大，反應結束后X增多
D．升高溫度可通過改變酶的結構而影響酶促反應速率
答案　C
解析　蔗糖酶具有高效性，降低的活化能(E2－E1)的值更大，但由于底物的量有限，所以X產物的量不變，C錯誤。
4．(2023·山東煙臺高三模擬)乳糖合成酶含有α、β兩個亞基，亞基α單獨存在時不能催化乳糖的合成，但能催化半乳糖與蛋白質結合形成糖蛋白；當亞基α與β結合后，才能催化乳糖的形成。下列說法正確的是(　　)
A．乳糖合成酶催化乳糖合成時不會產生水
B．亞基α作為酶和乳糖合成酶均具有專一性
C．亞基α能為半乳糖與蛋白質的結合提供能量
D．亞基α與β結合不會改變其空間結構
答案　B
解析　乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖脫水形成的，所以乳糖合成酶催化乳糖合成時會產生水，A錯誤；據題干信息可知，亞基α和乳糖合成酶均具有專一性，亞基β與亞基α的結合可能改變了亞基α的空間結構，B正確，D錯誤；亞基α為乳糖合成酶的一個亞基，具有催化功能，不能為半乳糖與蛋白質的結合提供能量，C錯誤。
5．(2023·遼寧實驗中學高三模擬)關于酶的驗證實驗，下列敘述錯誤的是(　　)
A．將淀溶液中驗證酶的專一性，不能用碘液檢驗
B．不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH對酶活性的影響的實驗，宜用H2O2和過氧化氫酶
C．驗證溫度對酶活性的影響實驗，需要分別預熱處理淀粉溶液和淀粉酶溶液，不同溫度組需嚴格按時間差混合，再放入到原預熱的水浴中，最后用斐林試劑檢驗
D．驗證pH對酶活性的影響實驗，調pH用的NaOH或稀HCl不應在第三順次加入
答案　C
解析　碘液能使淀粉溶液變藍，但碘液不能檢驗淀粉酶是否分解蔗糖溶液，所以不能用碘液檢驗，A正確；酸性條件下會催化淀粉的水解，從而影響實驗的觀察效果，所以不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH對酶活性的影響的實驗，宜用H2O2和過氧化氫酶，B正確；斐林試劑檢測還原糖時，需要水浴加熱，驗證溫度對酶活性的影響實驗中，自變量是溫度，所以該實驗中不能用斐林試劑檢驗，C錯誤；若調pH用的NaOH或稀HCl在第三順次加入，則前面兩次加入的酶和底物已經完全反應，無法驗證pH對酶活性的影響，D正確。
6．(2023·遼寧大連高三檢測)農科所通過實驗研究了溫度對其飼養的某種經濟動物腸道內各種消化酶活力的影響，得到下圖實驗結果。下列對實驗過程及結果的分析，正確的是(　　)
A．該實驗的自變量是溫度，但實驗過程中pH、消化酶量均可影響實驗結果
B．實驗前應在適宜溫度下保存提取到的消化酶，40 ℃最適宜
C．該動物的最佳飼養條件為：溫度控制在35 ℃～40 ℃、多飼喂淀粉類飼料
D．實驗中應先將各種消化酶液和底物混合，再置于對應組溫度環境中放置一段時間
答案　C
解析　本實驗自變量有溫度和酶的種類，pH、消化酶量等屬于無關變量，但也會影響實驗結果，A錯誤；從圖中看出蛋白酶和淀粉酶發揮作用的最適溫度在40 ℃左右，但保存酶應該在零上低溫下保存，B錯誤；從圖中看出，溫度控制在35 ℃～40 ℃，各種酶的活性達到最大，且淀粉酶的活性最強，說明該動物對淀粉的分解能力最強，所以應該多飼喂淀粉類飼料，C正確；若先將各種消化酶液和底物混合，反應已經開始，會影響實驗結果，D錯誤。
7．如圖是某課外活動小組探究pH對淀粉酶活性影響時繪制的實驗結果圖(實驗中用鹽酸創設酸性條件，鹽酸能催化淀粉水解)。下列有關敘述正確的是(　　)
A．將淀粉與淀粉酶溶液混合后再調節各組混合液的pH
B．pH為3和9的兩支試管中的淀粉酶的活性相同
C．pH為13的試管調到pH為7后繼續反應，淀粉含量將明顯下降
D．根據上述實驗結果無法推測出淀粉酶的最適pH為7
答案　D
解析　實驗中需要將淀粉與淀粉酶溶液分別調節pH，然后再將pH相等的淀粉和淀粉酶混合后再進行相應的因變量的檢測，這樣獲得的數據更有說服力，A錯誤；分析柱形圖可知，pH為3條件下和pH為9條件下淀粉剩余量基本相等，而由于淀粉在酸性條件下易分解，因此pH為3條件下的酶活性小于pH為9條件下的酶活性，B錯誤；pH為13的試管調到pH為7后繼續反應，由于酶已經失活，則淀粉含量將不會明顯下降，C錯誤。
8．如圖甲表示在最適溫度下，H2O2酶促反應速率受pH影響的曲線，圖乙表示某一溫度下，pH＝b時H2O2酶促分解產生的O2量隨時間的變化。下列說法正確的是(　　)
A．可用H2O2和H2O2酶探究溫度對酶活性的影響
B．其他條件保持相同且適宜，則pH由b變為a時，e點下降
C．在圖甲中c點對應的條件下，向該反應體系中加入雙縮脲試劑，溶液仍變紫
D．其他條件保持相同且適宜，溫度降低時，d點右移
答案　C
解析　溫度可直接影響H2O2的分解，因此不能用H2O2和H2O2酶探究溫度對酶活性的影響，A錯誤；酶不能改變生成物的量，pH由b變為a時，酶促反應速率下降，但e點不動，B錯誤；H2O2酶的化學本質為蛋白質，酶在反應前后的化學本質不變，因此在圖甲中c點對應的條件下，向該反應體系中加入雙縮脲試劑，溶液仍變紫，C正確；若圖乙為高于最適溫度時的情況，則溫度降低時，酶促反應速率加快，d點左移，D錯誤。
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
9．(2023·湖南師大附中高三模擬)下圖1為酶的作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理示意圖。多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素是儲存和運輸過程中引起果蔬褐變的主要原因。為探究不同溫度條件下兩種PPO活性的大小，某同學設計了實驗并對各組酚的剩余量進行檢測，結果如圖2所示，各組加入的PPO的量相同。下列說法不正確的是(　　)
A．由圖1模型推測，可通過增加底物濃度來降低競爭性抑制劑對酶活性的抑制
B．非競爭性抑制劑降低酶活性的機理與高溫對酶活性抑制的機理相似
C．該實驗的自變量是溫度和酶的種類
D．圖2中，相同溫度條件下酶A的活性更高
答案　D
解析　競爭性抑制劑與底物競爭酶的結合位點，使底物無法與酶結合形成酶—底物復合物，進而影響酶促反應速率，因此增加反應體系中底物的濃度，可減弱競爭性抑制劑對酶活性的抑制，A正確；非競爭性抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合，通過改變酶的結構使酶的活性受到抑制，高溫會使酶的空間結構破壞，使酶的活性受到抑制，作用機理相似，B正確；本實驗是探究不同溫度條件下兩種PPO活性的大小，本實驗的自變量有溫度和酶的種類，C正確；從圖2所示的溫度條件下，酶A催化酚分解的剩余量比酶B多，說明相同溫度條件下酶B的活性更高，D錯誤。
10．鹽酸和蛋白酶均可使蛋白質發生水解。某同學使用鹽酸、蛋白酶、蛋清做了如下圖所示的探究實驗，其中①③表示特定的生化反應。下列說法正確的是(　　)
A．①過程破壞了蛋白質的空間結構
B．蛋白塊a中的蛋白質分子比蛋清中的蛋白質分子更容易被蛋白酶水解
C．處理相同時間后，根據蛋白塊b明顯小于蛋白塊c的現象可得出酶具有高效性的結論
D．用鹽酸配制不同pH的溶液與蛋白酶混合后加入蛋白塊中，可用于探究pH對酶活性的影響
答案　ABC
解析　過程①為加熱過程，該過程蛋白質的空間結構會發生改變，A正確；經過加熱后，蛋白質的空間結構改變，變得松散，更容易被蛋白酶分解，即蛋白塊a中的蛋白質分子比蛋清中的蛋白質分子更容易被蛋白酶水解，B正確；酶的高效性是指酶和無機催化劑相比催化效率更高，因此處理相同時間后，根據蛋白塊b明顯小于蛋白塊c的現象可得出酶具有高效性的結論，C正確。
11．(2023·江蘇連云港高三檢測)關于酶及其特性的實驗設計，下列敘述錯誤的是(　　)
A．探究酶的專一性，不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液設計實驗
B．利用過氧化氫探究酶的高效性，因作用機理不同，加酶組比加FeCl3組產生的氣體量多
C．探究pH對酶活性影響的實驗步驟為：加底物→調pH→加酶→混勻→觀察
D．探究溫度對酶活性的影響，可利用淀粉酶、淀粉和斐林試劑設計實驗
答案　BD
解析　無機催化劑和有機催化劑的作用機理相同，都是降低化學反應的活化能，最終加酶組與加FeCl3組產生的氣體量一樣多，B錯誤；利用斐林試劑檢測產物量時，需要水浴加熱，反應溫度就會發生改變，影響實驗結果，所以不能選用斐林試劑驗證溫度對酶活性的影響，D錯誤。
12．(2023·河北衡水中學高三模擬)1894年，科學家提出了“鎖鑰”學說，認為酶具有與底物相結合的互補結構。1958年，又有科學家提出“誘導契合”學說，認為在與底物結合之前，酶的空間結構不完全與底物互補，在底物的作用下，可誘導酶出現與底物相結合的互補空間結構，繼而完成酶促反應。為驗證上述兩種學說，科研人員利用枯草桿菌蛋白酶(S酶)進行研究。該酶可催化兩種結構不同的底物CTH和CU，且與兩者結合的催化中心位置相同。進行的四組實驗的結果如圖所示，圖中SCTH表示催化CTH反應后的S酶，SCU表示催化CU反應后的S酶。下列敘述正確的是(　　)
A．S酶既可催化CTH反應，又可催化CU反應，但不能說明S酶沒有專一性
B．S酶的活性可以用反應產物的相對含量來表示
C．該實驗結果更加支持“誘導契合”學說
D．為進一步探究SCTH不能催化CU水解的原因是SCTH失去活性，還是出現空間結構的固化，可以用SCTH催化CTH反應
答案　ACD
解析　酶活性可以用單位時間單位體積反應物的消耗量或產物的生成量來表示，不可以用反應產物的相對含量來表示，B錯誤；由實驗可知，S酶可催化兩種結構不同的底物CTH和CU，說明S酶的空間結構可以在不同底物的誘導下發生相應改變，進而與不同底物結合，該實驗結果更加支持“誘導契合”學說，C正確；為探究SCTH不能催化CU水解的原因，用SCTH催化CTH反應，檢測反應產物的生成量，如果SCTH能催化CTH水解，那么酶沒有失活，即出現空間結構的固化；如果SCTH不能催化CTH水解，則SCTH失活，D正確。
三、非選擇題
13．下圖是驗證酶的催化特性的幾組實驗。1～4號試管內裝有等量的H2O2溶液，且控制溶液pH＝7(過氧化氫酶的最適pH在7左右)。1～4號試管控制溫度與投入物品如圖所示，請回答：
(1)該實驗的因變量是_____________________________________________。
(2)若要證明酶的活性受酸堿度的影響，須增設5號試管，請補充：
①5號試管內應加________________________________________________。
②5號試管溫度應控制在37 ℃。
③設置的5號試管與________號試管對照，從而證明酶的活性受酸堿度的影響。
(3)酶與人們的生活密切相關，某工廠生產了一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下部分說明：該加酶洗衣粉不能用于洗滌絲質及羊毛衣料，其主要原因是___________________________
______________________________________________________________________________。
(4)酶的催化效率比無機催化劑的催化效率更高，原因是______________________________。
答案　(1)底物(H2O2)的分解速率(或單位時間內產生氣泡數目的多少)　(2)①1克鮮豬肝、適量鹽酸(或NaOH)和等量底物?、?　(3)絲質及羊毛衣料中含有蛋白質，蛋白質會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解　(4)酶與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著
解析　(1)本實驗為驗證酶的催化特性的幾組實驗，通過題圖分析自變量為處理方式，因變量為底物(H2O2)的分解速率(或單位時間內產生氣泡數目的多少)。(2)若要證明酶的活性受酸堿度的影響，向5號試管內應加1克鮮豬肝、適量鹽酸(或NaOH)和等量底物，在37 ℃下反應一段時間，觀察實驗結果；設置的5號試管與2號試管對照，從而證明酶的活性受酸堿度的影響。
14．(2023·江蘇徐州高三模擬)植酸(肌醇六磷酸)作為磷酸的儲存庫，廣泛存在于植物體中。植酸酶能夠水解飼料中的植酸而釋放出無機磷，提高飼料中磷的利用率，減少無機磷源的使用，降低飼料配方成本，同時可降低動物糞便中磷的排放，保護環境，是一種綠色高效的畜禽飼料添加劑?？蒲腥藛T對真菌分泌的兩種植酸酶在不同pH條件下活性的差異進行研究，結果如下圖。請分析回答問題：
(1)植酸酶的化學本質是__________，其合成和分泌所經過的具膜細胞器有_______________。
(2)兩種植酸酶適合添加在飼料中的是________，理由是_______________________________。
(3)某生產豬飼料的工廠為探究植酸酶在飼料中的適宜添加量，研究人員進行了如下實驗，請完成下表。
實驗原理：植酸酶在一定溫度和pH下，水解植酸生成無機磷和肌醇衍生物，在酸性溶液中，無機磷與釩鉬酸銨反應會生成黃色的[(NH4)3PO4NH4VO3·16MoO3]復合物，在波長415 nm藍光下進行比色測定。
實驗步驟 實驗簡要操作過程
制備飼料懸浮液 稱取500 g飼料，加入500 mL蒸餾水，用攪拌機攪拌制成勻漿，加蒸餾水定容到1 000 mL，最后用緩沖液調整pH到6
配制①_________的植酸酶溶液 稱取適量的某植酸酶溶于蒸餾水中，并依次稀釋制成質量濃度分別為0.01 g/mL、0.02 g/mL、0.03 g/mL、0.04 g/mL、0.05 g/mL的酶溶液
控制變量，進行實驗 取6只錐形瓶編號1～6，分別加入40 mL的飼料懸浮液，在2～6號瓶中分別加入2 mL不同濃度的酶溶液，1號瓶中加入②________。③________后放入37 ℃水浴中保溫適宜時間
測定產物吸光值，并計算④________的含量 經過處理后，分別在各瓶中加入適宜釩鉬酸銨溶液，并在波長415 nm藍光下測定吸光值
答案　(1)蛋白質　內質網、高爾基體　(2)植酸酶A　胃中pH為酸性，植酸酶A適宜pH為2和6，在胃中仍能發揮作用　(3)①不同濃度?、诘攘?或2 mL)蒸餾水?、壅袷帗u勻　④無機磷第1課時　降低化學反應活化能的酶
課標要求　說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響。
考點一　酶的作用和本質
1．細胞代謝
(1)細胞代謝概念：細胞中每時每刻都進行著________________，統稱為細胞代謝。
(2)主要場所：________________。
2．酶的催化作用的實驗驗證：比較過氧化氫在不同條件下的分解(見教材P77)
(1)方法步驟
(2)實驗過程的變量及對照分析
(3)實驗結論
3．酶的催化作用機理
(1)活化能：分子從常態轉變為_____________________的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。
(2)酶催化作用的原理：________________________的活化能。
(3)意義：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，使細胞代謝能在________條件下快速有序地進行。
4．酶本質的探究歷程(連線)
5．酶的本質和作用
項目 內容 解釋
產生部位 內產生 除哺乳動物成熟紅細胞等部分細胞外，其他活細胞都能產生酶
作用場所 可在細胞內、細胞外、生物體外發揮作用 可在生物體外發揮作用，但不能來自體外，只能由細胞合成
酶的本質 大多數酶是 ，少數是 合成原料是 ，合成場所是___________(真核生物)
酶的功能 生物催化劑 酶只起 功能，且反應前后酶的 和_________不變
作用機理 降低化學反應的_____ 酶不能提供能量
源于必修1 P80“拓展應用”：設計簡單的實驗驗證從大豆種子中提取的脲酶是蛋白質，請說明實驗思路。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如圖所示，請思考回答下列問題：
(1)甲、乙兩種酶的化學本質是否相同？說出理由。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)乙酶活性改變的機理是什么？其活性能否恢復？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．分析酶的作用原理曲線
(1)表示無酶催化時反應進行所需要的活化能是________段。
(2)表示有酶催化時反應進行所需要的活化能是________段。
(3)表示酶降低的活化能是________段。
1．(不定項)(2023·湖南長沙高三模擬)某課外興趣小組用圖示實驗裝置驗證酶的高效性。下列有關敘述正確的是(　　)
A．兩個裝置中的過氧化氫溶液要等量且不宜過多
B．需同時擠捏兩支滴管的膠頭，讓肝臟液和FeCl3溶液同時注入試管中
C．肝臟液中的過氧化氫酶、FeCl3都可以提高該反應的活化能
D．左邊移液管內紅色液體上升的速度比右邊慢，最終液面比右邊低
2．酶是生物催化劑，下列有關酶的敘述正確的是(　　)
A．酶脫離生物體以后無法起作用
B．在酶的最適溫度下儲存酶
C．酶通過提供化學反應活化能加快反應速率
D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶
歸納總結　典型酶的種類和作用
酶的名稱 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解為麥芽糖
麥芽糖酶 催化麥芽糖水解為葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白質水解為多肽
脂肪酶 催化脂肪水解為脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解為脫氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA復制產生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA轉錄產生RNA
纖維素酶 分解纖維素
果膠酶 分解果膠
逆轉錄酶 催化RNA形成DNA單鏈
DNA連接酶 將兩個DNA片段的黏性末端或平末端連接起來
限制酶 識別DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯鍵斷裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA復制過程中DNA堿基間氫鍵的斷裂
考點二　酶的高效性和專一性
1．酶具有高效性
(1)定義：與________________相比，酶降低活化能的作用________，催化效率更高。
(2)意義：使細胞代謝快速進行。
(3)曲線分析
①曲線分析：酶對應曲線_____，無機催化劑對應曲線B，未加催化劑對應曲線_____(填字母)。
②結論：與無機催化劑相比，酶的催化效率________。
2．酶具有專一性
(1)定義：每一種酶只能催化________________化學反應。
(2)探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用
①實驗步驟及結果
試管編號 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鮮的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保溫5 min
新配制的斐林試劑 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
實驗現象 有磚紅色沉淀 沒有磚紅色沉淀
②實驗結論：_______________________________________________________________。
(3)意義：使細胞代謝有條不紊地進行。
(1)源于必修1 P84“相關信息”：已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH約為7.6，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后還能發揮作用嗎？為什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)源于必修1 P85“科學·技術·社會”：溶菌酶能夠溶解細菌的________，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。
1．同種酶有時會催化不同的反應，是不是就說明酶不具有專一性？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用的實驗中能否用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑？為什么？驗證酶的專一性的另一思路是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．(2023·遼寧葫蘆島高三期中)“投彈手甲蟲”遇到危險時，會瞬間從尾部噴出溫度近100 ℃的氣體攻擊和嚇?？拷牟妒痴?，如圖所示。該行為主要體現了酶(　　)
A．具有專一性 B．具有可調節性
C．具有高效性 D．易受外界環境影響
4．細胞代謝中某種酶與其底物、產物的關系如下圖所示，下列有關敘述不正確的是(　　)
A．酶1與產物b結合后失活，說明酶的功能由其空間結構決定
B．酶1的變構位點和活性位點的結構取決于特定的氨基酸序列
C．酶1有兩種底物且能與產物b結合，因此酶1不具有專一性
D．酶1與產物b的相互作用可以防止細胞生產過多的產物a
考點三　探究影響酶活性的條件
1．酶促反應一般是在________________的條件下進行的。
2．酶活性
(1)定義：酶催化特定______________________的能力。
(2)表示方法：可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的________表示。
3．探究溫度和pH對酶活性的影響
(1)探究溫度對酶活性的影響
①反應原理
藍色________無藍色出現
②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響________________，滴加碘液，根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。
(2)探究pH對酶活性的影響
①反應原理：2H2O22H2O＋O2。
②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成速率，可用________________________的情況來檢驗O2的生成速率。
(3)實驗步驟和結果
①探究溫度對酶活性的影響
取6支試管，分別編號為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進行以下操作。
試管編號 試管1 試管1′ 試管2 試管2′ 試管3 試管3′
實 驗 步 驟 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 ℃溫水中水浴5 min 放入100 ℃熱水中水浴5 min
三 將1與1′試管內的液體混合后繼續在0 ℃冰水內放置10 min 將2與2′試管內的液體混合后繼續在60 ℃溫水內放置10 min 將3與3′試管內的液體混合后繼續在100 ℃熱水內放置10 min
四 取出試管各加入兩滴碘液，振蕩
實驗現象
實驗結論 淀粉酶在60 ℃時催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃時都不能發揮催化作用。酶的催化作用需要適宜的溫度，溫度 都會影響酶的活性
②探究pH對酶活性的影響
試管編號 試管1 試管2 試管3
實驗 步驟 一 2滴過氧化氫酶溶液
二 1 mL蒸餾水 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的鹽酸 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL質量分數為3%的過氧化氫溶液
實驗現象
將帶火星的衛生香插入試管內(液面的上方) 燃燒劇烈 燃燒較弱 燃燒較弱
實驗結論 pH會影響酶的活性，酶的活性有適宜的pH范圍
4.影響酶促反應速率的因素的曲線分析
(1)溫度和pH對酶促反應速率的影響
①在最適宜的溫度(B)和pH(E)條件下，酶的活性________。溫度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE)，酶活性都會明顯________。
②過酸(D)、過堿(F)或溫度過高(C)，都會使________________遭到破壞，使酶________________；而在低溫(A)下，酶的活性明顯降低，但酶的________________穩定，在適宜的溫度下酶的活性可以__________。因此，酶可以在________下保存。
據圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度____；不同溫度條件下，酶最適pH________，即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。
(2)底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響
①圖甲，在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應速率隨底物濃度增加而__________，但當底物達到一定濃度后，受__________限制，酶促反應速率不再增加。
②圖乙，在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成________。
(3)酶促反應產物濃度與反應時間的關系曲線
多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反應是儲運過程中引起果蔬褐變和品質劣變的主因，果蔬運輸過程中加入適量的檸檬酸能延長保鮮時間。抑制劑與酶結合引起酶活性降低或喪失的過程稱為失活作用。根據抑制劑與底物的關系可分為競爭性抑制和非競爭性抑制，圖甲為兩種抑制劑的作用機理模型，圖乙為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線，檸檬酸對PPO活性的影響為曲線c對應情況。
(1)競爭性抑制劑引起酶活性降低的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)非競爭性抑制劑引起酶活性降低的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)據圖乙分析檸檬酸屬于哪種酶抑制劑？其與高溫等因素對酶的影響是否相似？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
5．如圖曲線反映了溫度或pH對A、B、C三種酶活性的影響。下列相關敘述正確的是(　　)
A．酶B和酶C的最適溫度相似，但最適pH一定不同
B．圖甲中a點和c點，酶A的活性相同，空間結構也相同
C．圖乙中d點，酶B和酶C的空間結構都有一定程度的破壞
D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人體的內環境中
6．(不定項)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖。下列分析正確的是(　　)
A．實驗結果表明該酶的最適溫度是40 ℃
B．實驗過程中pH的變化不會對該實驗產生影響
C．20 ℃條件下，t3時溫度提高10 ℃，產物濃度會增加
D．60 ℃條件下，t2時增加底物的量不會改變產物濃度
歸納總結　酶活性實驗探究中的“三宜”“五不宜”
1．(2022·廣東·13)某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結果見下表。下列分析錯誤的是(　　)
組別 pH CaCl2 溫度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分別表示有/無添加，反應物為Ⅰ型膠原蛋白。
A．該酶的催化活性依賴于CaCl2
B．結合①②組的相關變量分析，自變量為溫度
C．該酶催化反應的最適溫度為70 ℃，最適pH為9
D．尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物
2．(2022·湖南，3)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外，加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活
B．加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的
C．添加酶穩定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果
D．添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環境污染
3．(2017·江蘇，17)為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能，研究性學習小組進行了相關實驗，結果如圖。由圖中實驗結果能直接得出的結論是(　　)
A．堿性纖維素酶對污布類型2 的去污力最強
B．不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力
C．堿性纖維素酶對污布類型2、3 的去污力不同
D．加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力
4．(2020·海南，8)下列關于胰蛋白酶和胰島素的敘述，正確的是(　　)
A．都可通過體液運輸到全身
B．都在細胞內發揮作用
C．發揮作用后都立即被滅活
D．都能在常溫下與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應
5．(2021·湖北，2)很久以前，勤勞的中國人就發明了制飴(麥芽糖)技術，這種技術在民間沿用至今。麥芽糖制作的大致過程如圖所示。
下列敘述正確的是(　　)
A．麥芽含有淀粉酶，不含麥芽糖
B．麥芽糖由葡萄糖和果糖結合而成
C．55～60 ℃保溫可抑制該過程中細菌的生長
D．麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低
1．判斷關于酶的催化作用和本質的敘述
(1)酶在細胞內、內環境和體外都能發揮催化作用(　　)
(2)胃蛋白酶發揮作用時伴隨著ADP的生成(　　)
(3)細胞內蛋白質發生水解時，通常需要另一種蛋白質的參與(　　)
(4)酶是在核糖體上合成的生物大分子(　　)
2．判斷關于酶具有高效性和專一性的敘述
(1)比較H2O2在加了新鮮肝臟研磨液和加熱時的分解速率，可驗證酶具有高效性(　　)
(2)一種化合物只有一種酶的結合位點是酶專一性的基礎(　　)
(3)用豆漿、淀粉酶、蛋白酶探究酶的專一性，可選用雙縮脲試劑進行檢驗(　　)
(4)酶催化化學反應時空間結構不會發生改變(　　)
3．判斷關于酶的作用條件較溫和的敘述
(1)在“探究pH對過氧化氫酶活性的影響”實驗中，應先對酶溶液設置不同pH條件再加入底物(　　)
(2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等來探究pH對淀粉酶活性的影響(　　)
(3)酶的活性受溫度的影響，溫度過高或過低都會使酶失活，溫度不同，酶的活性也不同(　　)
(4)酶通常是在低溫、低pH條件下進行保存(　　)
(5)胃蛋白酶在中性水溶液中空間結構會發生變化(　　)
4．填空默寫
(1)(必修1 P78)活化能：________________________________________所需要的能量。
(2)(必修1 P78)與無機催化劑相比，酶________________的作用更顯著，催化效率更高。
(3)(必修1 P81)酶是______產生的具有______作用的有機物，其中絕大多數酶是________。
(4)(必修1 P82)酶的專一性是指：________________________________。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的________是分不開的。
(5)(必修1 P84)酶所催化的化學反應一般是在________________的條件下進行的。
(6)(必修1 P84)________________________________，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。低溫下酶的空間結構________，因此，酶制劑適宜在________下保存。

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