1、第三單元細胞的能量供應和利用第7講酶課標要求素養目標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 1.從結構和功能觀說明酶的本質、作用和特性，認同酶在細胞代謝中的重要作用(生命觀念)。2.能用曲線模型解釋、分析酶等重要概念(科學思維)。3.通過實驗設計與實驗結果分析，探究酶的特性(科學探究)【知識框架】考點一酶的本質、作用、特性及影響因素1核心概念(1)細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。(必修1 P76)(2)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。(必修1 P78)(3)酶：酶是活細胞產生的具有催化

2、作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。(必修1 P81)(4)酶活性：酶催化特定化學反應的能力。酶活性可用一定條件下酶所催化某一化學反應的速率表示。(必修1 P82)2酶的作用及本質(1)酶本質的探究歷程連線。(2)酶的定義。化學本質絕大多數是蛋白質少數是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核(真核細胞)來源一般來說，活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞除外)都能產生酶作用場所細胞內、外或生物體外生理功能催化作用(3)作用機理。下圖曲線表示在無酶催化和有酶催化條件下某化學反應的能量變化過程：.曲線M表示無酶催化，此時反應進行所需要的活化能是ac段。.曲線N表示有酶催化，此時反應進行所

3、需要的活化能是bc段。.若將酶催化改為無機催化劑催化該反應，則b點在縱軸上將向上移動。作用機理：降低化學反應的活化能。(4)比較過氧化氫在不同條件下的分解。實驗過程。步驟相同處理向4支試管中分別加入2 mL 過氧化氫溶液不同處理不處理放在90 左右的水浴中加熱滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液現象氣泡基本無少較多很多帶火星衛生香無復燃有復燃復燃性較強復燃性很強實驗結論：酶具有催化作用，同無機催化劑相比，催化效率更高。3酶的特性(1)高效性：酶的催化效率是無機催化劑的1071013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。(3)作用條件較溫和：與無機催化劑相比，酶所催化的化學反

4、應一般是在比較溫和的條件下進行的。在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。過酸、過堿或溫度過高條件下，會使酶的空間結構遭到破壞而永久失活。酶制劑適宜在低溫下保存，因為在低溫條件下酶活性很低，但空間結構穩定。判斷正誤。1(2020江蘇卷)細胞中生物大分子的合成需要酶來催化。()2(2020海南卷)胰蛋白酶和胰島素都能在常溫下與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應。()3(2021江蘇鹽城三模)對于一個細胞來說，酶的種類和數量不會發生變化。()提示：對于同一個細胞來說，隨著細胞的生命歷程，細胞中酶的種類和數量會發生變化。4(2021江蘇零模)酶只能在活細胞中產生的，可在細胞外發揮作用。()5隨著溫度

5、降低，酶促反應的活化能也下降。()提示：低于最適溫度時，隨著溫度降低，酶促反應活化能升高；高于最適溫度時，隨著溫度降低，酶促反應活化能降低。1加熱、無機催化劑和酶加快化學反應速率的區別是什么？答案：加熱只是為反應提供能量，并不降低活化能。無機催化劑和酶都能降低反應所需的活化能，只是酶降解活化能的作用更顯著。2新鮮采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味的原因是_。答案：加熱會破壞將可溶性糖(甜)轉化為淀粉(不甜)的酶3胃蛋白酶不會消化胃組織自身的蛋白質是由于酶的專一性，這種說法對嗎？若不對，理由是什么？1(科學思維)常考的幾種酶及其作用歸納DNA聚合酶將單個的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成

6、鏈，用于DNA復制RNA聚合酶將單個的核糖核苷酸連接成鏈，并能夠在轉錄時打開DNA堿基對間的氫鍵，用于RNA合成(轉錄)及RNA復制解旋酶在DNA分子復制過程中打開DNA堿基對之間的氫鍵各種消化酶可對應催化相關物質的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等2(科學探究)與酶有關的曲線分析(1)酶的特性。圖1中加入酶的曲線和加入無機催化劑的曲線比較，說明酶具有高效性，而與不加催化劑的曲線比較只能說明酶具有催化作用。圖2中加入酶B的反應速率和無酶條件下的反應速率相同，說明酶B對此反應無催化作用；加入酶A的反應速率明顯大于加入酶B的反應速率，說明酶具有專一性。(2)酶促反應的影響因素。溫度影響：由圖甲可知，

7、高溫會使酶失活，而低溫不會使酶失活。低溫可抑制酶的活性，酶分子空間結構未被破壞，溫度適當升高酶可恢復活性。pH的影響：由圖乙可知不同酶的最適pH不同。動物體內的酶pH大多在6.58.0，但有例外，如胃蛋白酶最適pH為1.5，而植物體內的酶最適pH大多為4.66.5。酶濃度的影響：在有足夠反應物而又不受其他因素影響的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。反應物濃度的影響：其他條件一定且適宜，在反應物濃度較低時，反應速率隨反應物濃度增加而加快，當反應物濃度達到一定程度時，所有的酶都參與催化反應，反應速率達到最大，此時即使再增加反應物濃度，反應速率也不會加快。(3)綜合影響。圖中顯示：不同pH條件下，

8、酶最適溫度不變；不同溫度下，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)。(1)酶并不改變反應的平衡點，也不能提供能量，只降低化學反應的活化能，從而縮短反應到達平衡的時間。(2)酶在反應后并不失活，反應前后酶的化學性質和數量均保持不變。(3)產生激素的細胞一定能產生酶，但產生酶的細胞不一定能產生激素。(4)酶是化合物，也可以作為底物被其他酶催化分解。(5)酶并非都是蛋白質，所以合成原料可能是氨基酸也可能是核苷酸，合成場所可能在核糖體也可能在細胞核。考向一圍繞酶的本質、作用和特性，考查生命觀念典型例題1(2021八省聯考湖北卷)在生物體內，酶是具有催化作用的有機物

9、。下列關于酶的敘述，錯誤的是()A過氧化氫酶、脲酶和麥芽糖酶的化學本質都是蛋白質BDNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成C胰蛋白酶的合成及分泌與核糖體、內質網和高爾基體有關D淀粉酶和鹽酸通過降低反應物的活化能催化淀粉水解解析：過氧化氫酶、脲酶和麥芽糖酶都屬于蛋白質類的酶，A正確；DNA聚合酶能將游離的脫氧核苷酸連接在正在合成的子鏈上，DNA連接酶將兩個DNA片段連接到一起，它們都能催化磷酸二酯鍵的形成，B正確；胰蛋白酶屬于分泌蛋白，其合成及分泌與核糖體、內質網和高爾基體有關，C正確；鹽酸不能降低反應物的活化能，D錯誤。答案：D考向二圍繞酶活性的因素，考查科學思維典型例題2(2020

10、北京卷) 用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖所示。第1組曲線是在pH7.0、20 條件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了()A懸液中酶的濃度BH2O2溶液的濃度C反應體系的溫度 D反應體系的pH解析：提高酶的濃度能夠提高速率，不能提高氧氣的量，A錯誤；提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，產物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以加快反應速率，不能提高產物的量，C錯誤；改變反應體系的pH，可以改變反應速率，不能提高產物的量，D錯誤。答案：B考向三圍繞酶在生活實踐中

11、的應用，考查社會責任典型例題3(2021浙江卷)某企業宣稱研發出一種新型解酒藥，該企業的營銷人員以非常“專業”的說辭推介其產品。下列關于解酒機理的說辭，合理的是()A提高肝細胞內質網上酶的活性，加快酒精的分解B提高胃細胞中線粒體的活性，促進胃蛋白酶對酒精的消化C提高腸道細胞中溶酶體的活性，增加消化酶的分泌以快速消化酒精D提高血細胞中高爾基體的活性，加快酒精轉運使血液中酒精含量快速下降解析：肝臟具有解酒精的功能，人肝臟細胞中的光面內質網有氧化酒精的酶，因此提高肝細胞內質網上酶的活性，可以加快酒精的分解，A正確；酶具有專一性，胃蛋白酶只能催化蛋白質水解，不能催化酒精分解，B錯誤；溶酶體存在于細胞中

12、，溶酶體中消化酶分泌出來會破壞細胞結構，且溶酶體中的消化酶一般也只能在溶酶體內起作用(需要適宜的pH等條件)，C錯誤；高爾基體屬于真核細胞中的物質轉運系統，能夠對來自內質網的蛋白質進行加工、分揀和轉運，但不能轉運酒精，D錯誤。答案：A1(2021廣州一模)酶對細胞代謝起著非常重要的作用。下列有關酶的敘述，正確的是()A細胞核和細胞質中都可能有DNA聚合酶B光合作用的光反應階段不需要酶的參與C人體細胞產生的蛋白酶的最適pH均相同D過氧化氫酶為H2O2的快速分解提供活化能解析：DNA聚合酶是在細胞質的核糖體上合成的，主要在細胞核內發揮作用，所以細胞核和細胞質中都可能有DNA聚合酶，A正確；光合作用

13、的光反應階段需要酶的參與，例如ATP合成酶，B錯誤；人體細胞產生的蛋白酶的最適pH不相同，例如胃蛋白酶的最適pH偏酸性，腸蛋白酶的最適pH偏堿性，C錯誤；酶可以降低化學反應的活化能，不能提供能量，D錯誤。答案：A2(2021珠海一模) 如圖所示，某一化學反應進行到t1時，加入一定量的酶，該反應在最適條件下進行直到終止。以下敘述不正確的是()A酶可降低該反應的活化能Bt1t2反應速率逐漸減慢Ct2時酶失去活性D適當降低反應溫度t2右移解析：酶的作用機理是降低化學反應的活化能，A正確；加入酶后，t1t2的開始階段，反應物濃度降低較快，說明反應速率大，隨著時間的延長，反應物濃度降低減慢，說明反應速率

14、逐漸減慢，可能是反應物的濃度限制了反應速率，B正確；根據題意“加入一定量的酶，該反應在最適條件下進行”，說明酶沒有失活，t2時反應物濃度為0，說明反應物被完全分解了，C錯誤；適當降低反應溫度，酶的活性降低，反應速率減慢，反應物完全被分解所需要的時間要延長，故t2右移，D正確。答案：C3(2021汕頭三模)2020年1月26日，聯合應急攻關團隊及時公布由上海科技大學饒子和/楊海濤課題組測定的新型冠狀病3CL水解酶(Mpro)的高分率晶體結構。下列有關3CL水解酶敘述不正確的是()AMpro的化學本質是蛋白質BMpro具有高效性C設計驗證Mpro的專一性的實驗中，不需要控制適宜溫度和pHDMpro

15、具有特定的空間結構，且空間結構一旦改變，催化活性就會喪失或改變解析：Mpro為一種水解酶，化學本質是蛋白質，A正確； Mpro為一種水解酶，具有高效性，B正確；設計驗證Mpro的專一性的實驗中，溫度和pH為無關變量，需要相同且適宜，C錯誤； Mpro的化學本質是蛋白質，具有特定的空間結構，結構決定功能，其空間結構一旦改變，催化活性就會喪失或改變，D正確。 答案：C考點二(實驗)淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用及影響酶活性的條件1(實驗)淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用【實驗原理】(1)淀粉和蔗糖都是非還原糖，葡萄糖、果糖、麥芽糖都是還原糖。(2)淀粉和蔗糖在酶的催化作用下都能水解成還原糖，斐林試劑能鑒

16、定溶液中有無還原糖。(3)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入等量淀粉酶，再用斐林試劑鑒定溶液中有無還原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學反應。【實驗步驟】實驗方案及預期結果如下表所示：序號操作步驟試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2 mL2注入蔗糖溶液2 mL3注入新鮮的淀粉酶溶液2 mL2 mL4振蕩混勻，將試管的下半部浸到60 左右的熱水中，保溫5 min5取出試管，各加入2 mL斐林試劑，振蕩搖勻6將兩支試管的下半部放進盛有熱水的大燒杯中，煮沸1 min，觀察顏色變化磚紅色沉淀藍色【實驗結論】實驗結論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。這說明酶具有專一性。2(實驗)探究酶活性的

17、條件【實驗原理】(1)酶活性：酶催化特定化學反應的能力，可用一定條件下酶所催化某一反應的速率表示。(2)淀粉酶可催化淀粉水解，淀粉遇碘液變藍色。(3)H2O2可分解為H2O和O2，常溫下H2O2易分解，高溫可以使H2O2分解加快。在H2O2酶的催化作用下快速分解。【實驗步驟】實驗方案及預期結果如下表所示：比較項目探究溫度對酶活性的影響探究pH對酶活性的影響實驗材料淀粉溶液、淀粉酶溶液H2O2溶液、H2O2酶溶液變量控制自變量先將反應物溶液與酶溶液在各溫度下分別保溫，然后混合先將反應物溶液與酶溶液分別調至各pH，然后混合無關變量反應物與酶的量、溶液pH等應適宜且相同反應物與酶的量、溫度等應適宜且

18、相同因變量檢測滴加碘液，觀察溶液顏色變化觀察氣泡產生的快慢預期結果酶活性較低時，溶液變為藍色酶活性較低時，氣泡產生較慢【實驗結論】實驗結論： 溫度過高、過酸、過堿都會使酶失活，在適宜的溫度和pH條件下，酶的活性較高。【實驗技巧】 (1)“五看法”探究實驗設計與評價。(2)探究酶的相關實驗中的幾點注意事項。實驗選材：a探究溫度對酶活性的影響實驗中，不能選擇過氧化氫和過氧化氫酶作為實驗材料，因為過氧化氫在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結果。b探究pH對酶活性的影響實驗中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為酸性條件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結果。實驗步驟：在探究溫度對

19、酶活性的影響實驗中，底物和酶溶液應先分別在預設的溫度中保溫一段時間后再混合，保證反應從一開始就是預設的溫度。在探究pH對酶活性的影響時，需要保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶液的pH調至實驗要求的pH后再讓反應物與底物接觸，保證反應一開始就是預設的pH。實驗結果：a在探究溫度對酶活性的影響實驗中，若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測試劑宜選用碘液，不宜用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需要水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。b在探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實驗中，檢測試劑宜選用斐林試劑，不宜選用碘液，因為碘液既不與蔗糖發生反應，也不與水解后的產物發生反應，無法檢測蔗糖是否被

20、水解。考向圍繞酶的相關實驗，考查科學思維典型例題(2021佛山一模)下列關于酶實驗的敘述，正確的是()A探究pH對酶活性影響實驗，將底物與酶混合后再調節pHB探究溫度對蛋白酶活性影響實驗，可以用雙縮脲試劑檢測結果C探究酶的高效性實驗，實驗組加適量酶液，對照組加等量蒸餾水D探究淀粉酶的專一性實驗，用淀粉和蔗糖做底物，不能用碘液檢測解析：探究pH對酶活性影響實驗，應先調節底物和酶液的pH值，再混合，A錯誤；高溫使蛋白酶失活，但是高溫并沒有破壞肽鍵，失活和不失活的蛋白酶與雙縮脲試劑都呈現紫色，故探究溫度對蛋白酶活性影響實驗，不能用雙縮脲試劑檢測結果，B錯誤；探究酶的高效性實驗，實驗組加適量酶液，對照

21、組加等量無機催化劑，C錯誤；探究淀粉酶的專一性實驗，用淀粉和蔗糖做底物，不能用碘液檢測，因為蔗糖是否被酶水解，用碘液檢測不到，D正確。答案：D1(2021茂名一模)有研究小組探究不同 pH對兩種螺的肝臟纖維素酶活性的影響，其他條件保持最適，其實驗結果如圖所示，下列有關敘述正確的是()A本實驗中兩種螺纖維素酶活性之間的差異僅由不同 pH所造成B甲螺纖維素酶為纖維素水解提供的活化能比乙螺的高C若升高實驗溫度 10 ，兩種螺纖維素酶的最適 pH會明顯下降D甲螺消化和利用纖維素的能力比乙螺高，在競爭上可能具有一定優勢解析：本實驗存在兩個自變量，當pH相同時，兩種酶活性不同，說明不同螺體內纖維素酶本身的催化能力不同，當pH不同時，兩種酶活性不同，說明pH及其自身催化能力不同共同導致，A錯誤；酶只起催化作用，只降低化學反應