知識(shí)點(diǎn)一　酶的作用與本質(zhì)[自主學(xué)習(xí)]　　　　　　　1.酶的本質(zhì)和作用(1)酶的基本概念圖示：
(2)酶本質(zhì)的探索[連一連]。
(3)比較過氧化氫在不同條件下的分解。①實(shí)驗(yàn)過程：
無(wú)機(jī)催化劑(FeCl3)和過氧化氫酶　
產(chǎn)生氣泡數(shù)目多少(快慢)　
[自主檢測(cè)]1.思考判斷(1)由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性。(　　)(2)酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸。(　　)(3)酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能。(　　)(4)纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁。(　　)
2.深挖教材酶作為生物催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比，在發(fā)揮作用過程中有哪些共同特點(diǎn)?酶除了具有催化功能外，可以調(diào)節(jié)生命活動(dòng)嗎?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。?
【答案】提示：共同點(diǎn)為①化學(xué)反應(yīng)前后其數(shù)量和性質(zhì)不變；②加快化學(xué)反應(yīng)的速率，縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間，但不能改變平衡點(diǎn)；③二者都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。催化(降低化學(xué)反應(yīng)的活化能)是酶唯一的功能，它不具調(diào)節(jié)功能，也不作為能源(或組成)物質(zhì)
知識(shí)點(diǎn)二　酶的特性[自主學(xué)習(xí)]　酶的特性及作用原理[連一連]
[自主檢測(cè)]1.思考判斷(1)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)。(　　)(2)高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性。(　　)(3)酶活性最高時(shí)的溫度適合酶的保存。(　　)(4)酶只能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。(　　)
如圖表示將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時(shí)加入酶C，在最適溫度下這兩種物質(zhì)濃度的變化。(1)適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，分析T2值如何變化?_______________________________________________________________________________________________________________________。?
提示：該圖為最適溫度下的物質(zhì)變化，適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，達(dá)到反應(yīng)平衡的時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，T2值會(huì)增大
(2)分析T2后B增加緩慢的原因：_____________________________________________________________。?(3)T1時(shí)加入酶C后，酶促反應(yīng)速率變化有什么規(guī)律?___________________________________________________。?
【答案】提示：T2后B增加緩慢的原因是A濃度降低導(dǎo)致反應(yīng)速率下降
【答案】提示：T1時(shí)加入酶C后，酶促反應(yīng)速率先快后慢
(5)各種消化酶：可對(duì)應(yīng)催化相關(guān)大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解、蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解等。
[考向預(yù)測(cè)](一)考查酶的本質(zhì)、作用及特性(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)
1.(2022年海南?？谀M)下列關(guān)于酶的敘述正確的是 (　　)①酶具有催化作用，并都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色?、诿竿ㄟ^提供反應(yīng)所需的活化能提高反應(yīng)速率?、鄣鞍酌改艽呋煌牡鞍踪|(zhì)水解，因此酶不具有專一性?、芗?xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，主要由酶的高效性決定?、菝甘怯删哂蟹置诠δ艿募?xì)胞產(chǎn)生的　⑥酶既可作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物A.③⑤⑥　 B.②③⑥ C.③⑥　 D.⑥
【解析】酶大部分是蛋白質(zhì)、少量是RNA，蛋白質(zhì)類的酶能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，RNA類的酶不能，①錯(cuò)誤；酶的作用原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，②錯(cuò)誤；酶的專一性是指酶能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，③錯(cuò)誤；細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行與酶的專一性有關(guān)，④錯(cuò)誤；幾乎所有活細(xì)胞均能產(chǎn)生酶，⑤錯(cuò)誤；酶催化相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)時(shí)屬于催化劑，酶被分解時(shí)作為反應(yīng)的底物，⑥正確。
(二)考查酶的作用特性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)探究)
2.為探究影響酶活性的因素、驗(yàn)證酶的專一性和高效性等，某同學(xué)設(shè)計(jì)了4套方案，如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是 (　　)
A.方案①的目的是探究pH對(duì)酶活性的影響，自變量是酶的種類B.方案②的目的是驗(yàn)證淀粉酶的專一性，可用斐林試劑檢測(cè)C.方案③的目的是驗(yàn)證溫度對(duì)酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測(cè)D.方案④的目的是驗(yàn)證酶的高效性，加酶的一組產(chǎn)生氣泡數(shù)較多
【解析】在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，自變量是pH，A錯(cuò)誤；淀粉酶能將淀粉分解，不能將蔗糖分解，利用斐林試劑檢測(cè)生成物可以達(dá)到目的，B正確；由于蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，故不能用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)是否被分解，C錯(cuò)誤；在高溫、過酸、過堿的條件下，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶變性失活，因此強(qiáng)酸性條件下，過氧化氫酶失活，不能用于驗(yàn)證酶的高效性，D錯(cuò)誤。
(1)溫度和pH是通過影響酶活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的。(2)過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)其活性。(3)底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。
2.與酶相關(guān)的復(fù)合曲線模型解讀
【解析】由于蛋白酶自身也是蛋白質(zhì)，故不能采用雙縮脲試劑來(lái)檢測(cè)干酪素的水解情況，A錯(cuò)誤；由題圖可知，胃蛋白酶的最適pH為2，在pH為8的條件下，胃蛋白酶失活，B錯(cuò)誤；據(jù)題干信息可知，除pH外，“其他條件相同且適宜”，故適當(dāng)升高溫度，三種蛋白酶水解干酪素的速率均將降低，C正確；在相同pH條件下，幽門盲囊蛋白酶比腸蛋白酶的活性更高，降低活化能的作用更顯著，不能提供活化能，D錯(cuò)誤。
(二)考查多個(gè)因素對(duì)酶活性和反應(yīng)速率的影響(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)探究)2.(2022年廣東東莞四中階段練習(xí))為驗(yàn)證影響酶活性的因素，實(shí)驗(yàn)小組取若干支試管，加入等量的過氧化氫溶液和過氧化氫酶溶液，在最適溫度條件下測(cè)得O2釋放量的變化如圖中實(shí)線所示。重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在a、b、c、d四點(diǎn)，改變反應(yīng)條件，測(cè)得O2釋放量的變化如圖中虛線所示。不考慮過氧化氫自身分解的情況。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是 (　　)?A.a點(diǎn)時(shí)，可能是加入了重金屬B.b點(diǎn)時(shí)，可能是加入了過氧化氫酶C.c點(diǎn)時(shí)，可能是適當(dāng)?shù)亟档土藴囟菵.d點(diǎn)時(shí)，可能是加入了過氧化氫酶
【解析】a點(diǎn)后，O2釋放量不再增加，可能是酶失活導(dǎo)致的，重金屬能引起蛋白質(zhì)變性失活，A正確；b點(diǎn)后，O2的最大釋放量不變，但是速率增大，可能是增加了酶量所致，B正確；題圖是在最適溫度條件下測(cè)得，c點(diǎn)后，反應(yīng)速率降低，可能是降低了反應(yīng)溫度，導(dǎo)致酶的活性降低，C正確；d點(diǎn)后，O2的最大釋放量變大，可能是加入了過氧化氫溶液(底物)所致，D錯(cuò)誤。
注意：①本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)底物是否分解的試劑只能用斐林試劑，不能用碘液，因?yàn)榈庖簾o(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被分解。②實(shí)驗(yàn)的成功關(guān)鍵是蔗糖的純度和新鮮程度。這是因?yàn)檎崽鞘欠沁€原糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了被細(xì)菌分解成單糖，則與斐林試劑水浴加熱時(shí)能產(chǎn)生磚紅色沉淀。為確保實(shí)驗(yàn)的成功，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢驗(yàn)一下蔗糖的純度，并且蔗糖溶液必須要現(xiàn)配現(xiàn)用，以避免細(xì)菌的污染。
注意：在上述實(shí)驗(yàn)操作中，不能先加入等量淀粉酶再分別控制溫度。因?yàn)槊妇哂懈咝?，先加入酶后，酶在常溫下可以發(fā)揮催化作用，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫度影響酶的活性。
注意：上述實(shí)驗(yàn)步驟中，不能把調(diào)節(jié)pH和注入等量的H2O2溶液這兩個(gè)步驟調(diào)換，因?yàn)槊概c底物一接觸，就會(huì)發(fā)生催化作用，使H2O2分解，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：pH能影響酶的活性。
[方法透析]1.用“對(duì)比實(shí)驗(yàn)法”探究或驗(yàn)證酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素(1)驗(yàn)證酶的高效性。①設(shè)計(jì)思路：驗(yàn)證酶高效性的方法是“對(duì)比法”，實(shí)驗(yàn)變量為不同類型的催化劑，因變量為底物的反應(yīng)速率，進(jìn)行比較。
(2)酶的專一性的實(shí)驗(yàn)探究方法——對(duì)比法。①設(shè)計(jì)思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。②設(shè)計(jì)方案。
【解析】脂質(zhì)包括脂肪、磷脂和固醇等，酶具有專一性，胰脂肪酶只能催化脂肪水解為甘油和脂肪酸，A錯(cuò)誤；圖2所示結(jié)果中，實(shí)驗(yàn)的自變量是不同pH(橫坐標(biāo)表示含義)和是否加入板栗殼黃酮(與對(duì)照組相比)，B正確；據(jù)圖1分析，板栗殼黃酮對(duì)胰脂肪酶的活性具有抑制作用，結(jié)合圖2曲線分析，板栗殼黃酮的作用機(jī)理應(yīng)為使酶活性降低，但無(wú)法得出板栗殼黃酮通過與胰脂肪酶結(jié)合改變酶的空間結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性的結(jié)論，C錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，板栗殼黃酮對(duì)胰脂肪酶作用效率最高時(shí)的pH約為7.4，D錯(cuò)誤。
【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的是研究溫度對(duì)動(dòng)物腸道內(nèi)各種消化酶活力的影響，所以自變量有溫度和酶的種類，pH、消化酶量等屬于無(wú)關(guān)變量，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，A錯(cuò)誤；從圖中看出蛋白酶和淀粉酶的最適溫度在50 ℃左右，但保存酶應(yīng)該在低溫下保存，B錯(cuò)誤；從圖中看出溫度控制在40~55 ℃，各種酶的活性達(dá)到最大，且淀粉酶的活性最強(qiáng)，說明該動(dòng)物對(duì)淀粉的分解能力最強(qiáng)，所以應(yīng)該多飼喂淀粉類飼料，C正確；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先將各種消化酶液和底物分別在設(shè)定的溫度下保溫一段時(shí)間，再將其混合，若先將各種消化酶液和底物混合，反應(yīng)已經(jīng)開始，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D錯(cuò)誤。
1.(2022年廣東卷)某同學(xué)對(duì)蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結(jié)果見下表。下列分析錯(cuò)誤的是 (　　)
注：+/－分別表示有/無(wú)添加，反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白。
A.該酶的催化活性依賴于CaCl2B.結(jié)合①②組的相關(guān)變量分析，自變量為溫度C.該酶催化反應(yīng)的最適溫度為70 ℃，最適pH為9D.尚需補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)才能確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物
【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(shí)pH為9，溫度為70 ℃，但由于溫度梯度、pH梯度較大，不能說明該酶催化反應(yīng)的最適溫度為70 ℃，最適pH為9，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白，要確定該酶能否水解其他反應(yīng)物還需補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，D正確。
【解析】由題“部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識(shí)別并降解(自溶)失活”可知，堿性蛋白酶在一定條件下可發(fā)生自溶失活，A正確；由圖可知，加熱導(dǎo)致堿性蛋白酶由天然狀態(tài)變?yōu)椴糠纸庹郫B，部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復(fù)到天然狀態(tài)，因此加熱導(dǎo)致堿性蛋白酶構(gòu)象改變是可逆的，B錯(cuò)誤；堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構(gòu)象，而且加熱也能使堿性蛋白酶失活，會(huì)降低堿性蛋白酶的洗滌劑去污效果，添加酶穩(wěn)定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果，C正確；酶具有高效性，堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成多肽和氨基酸，具有很強(qiáng)的分解蛋白質(zhì)的能力，可有效地清除汗?jié)n、奶漬、醬油漬等污漬，添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環(huán)境污染，D正確。
3.(2022年浙江卷)下列關(guān)于研究淀粉酶的催化作用及特性實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是 (　　)A.低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成，導(dǎo)致酶變性失活B.稀釋100萬(wàn)倍的淀粉酶仍有催化能力，是因?yàn)槊妇哂懈咝訡.淀粉酶在一定pH范圍內(nèi)起作用，酶活性隨pH升高而不斷升高D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會(huì)加快淀粉的水解速率
【解析】低溫可以抑制酶的活性，不會(huì)改變淀粉酶的氨基酸組成，也不會(huì)導(dǎo)致酶變性失活，A錯(cuò)誤；酶具有高效性，故稀釋100萬(wàn)倍的淀粉酶仍有催化能力，B正確；酶活性的發(fā)揮需要適宜條件，在一定pH范圍內(nèi)，隨著pH升高，酶活性升高，超過最適pH后，隨pH增加，酶活性降低甚至失活，C錯(cuò)誤；淀粉酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會(huì)將淀粉酶水解，則淀粉的水解速率會(huì)變慢，D錯(cuò)誤。
4.(2021年廣東適應(yīng)性考試)同工酶是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但其分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不相同的一組酶。同工酶可因編碼基因的不同、轉(zhuǎn)錄或翻譯后加工過程的不同而產(chǎn)生差異。對(duì)同一個(gè)體而言，下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)A.相同反應(yīng)條件，同工酶催化效率相同B.不同的組織，同工酶催化的底物相似C.不同的同工酶，mRNA序列可能相同D.相同的細(xì)胞，同工酶的編碼基因相同

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