第三單元　細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用
第1講　酶的本質(zhì)、特性及相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究
▌考綱研讀備考定位▌
考綱要求
核心素養(yǎng)
1.說明酶在代謝中的作用。
2.探究酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素。
1.生命觀念——通過分析酶的作用、本質(zhì)及特性，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。
2.科學(xué)思維——通過構(gòu)建酶作用、特性的模型，學(xué)會(huì)利用模型解釋和解決實(shí)際問題的能力。
3.科學(xué)探究——通過與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析，培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力，及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)能力。
4.社會(huì)責(zé)任——通過分析酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例，關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)發(fā)展。
考點(diǎn)一　酶的本質(zhì)和作用

ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG
自主學(xué)習(xí)·探究提升

1．酶本質(zhì)的探索歷程

2．酶在細(xì)胞代謝中的作用
(1)細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)。是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。
(2)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。
3．比較過氧化氫在不同條件下的分解
(1)實(shí)驗(yàn)流程

(2)變量分析


易錯(cuò)整合，判斷正誤。
(1)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物(　√　)
(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)隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降(　×　)
(5)酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，因此酶只能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用(　×　)
(6)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)(　√　)
(7)蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類(　√　)
(8)同一個(gè)體各種體細(xì)胞酶的種類相同、數(shù)量不同，代謝不同(　×　)

1．用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可完成氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測(cè)核糖體中對(duì)該反應(yīng)起催化作用的物質(zhì)是什么？你的推斷依據(jù)是什么？
[提示]酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA，若經(jīng)蛋白酶處理后仍具活性，則酶應(yīng)屬RNA而不是蛋白質(zhì)。
2．甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)思考：

(1)甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)分別是什么？請(qǐng)說出判斷依據(jù)。
(2)乙酶活性改變的機(jī)制是什么？其活性能否恢復(fù)？
(2)欲讓甲、乙兩種酶的變化趨勢(shì)換位，應(yīng)加入何類酶？
[提示](1)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(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質(zhì)。
(2)乙酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，從而使其活性喪失，這種活性的改變不可逆轉(zhuǎn)，故無(wú)法恢復(fù)。
(3)RNA水解酶。
3．在教材“比較過氧化氫酶不同條件下分解”實(shí)驗(yàn)中，若將FeCl3溶液和肝臟研磨液事先經(jīng)90 ℃水浴加熱處理之后，再按原劑量分別加入3號(hào)、4號(hào)試管中并繼續(xù)后續(xù)實(shí)驗(yàn)，你推測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何變化？說明推斷依據(jù)。
[提示]3號(hào)試管將產(chǎn)生更多氣泡，帶火星的衛(wèi)生香燃燒猛烈；而4號(hào)試管則不再產(chǎn)生氣泡，帶火星的衛(wèi)生香也不再發(fā)亮，原因是過氧化氫酶在高溫下將喪失活性，而FeCl3經(jīng)高溫處理作用效果將更明顯。

KAO DIAN TU PO POU XI NAN DIAN
考點(diǎn)突破·剖析難點(diǎn)

1．酶的本質(zhì)和作用

內(nèi)容
解釋
產(chǎn)生部位
活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生
除哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞外，其他細(xì)胞都能產(chǎn)生酶
作用場(chǎng)所
可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體外發(fā)揮作用
可在生物體外發(fā)揮作用，但不能來(lái)自體外，只能由細(xì)胞合成
酶的本質(zhì)
大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA
合成原料是氨基酸或核糖核苷酸
酶的功能
生物催化劑
酶只起催化功能，且反應(yīng)前后酶的數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)不變
作用機(jī)理
降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
酶不能提供能量
酶的特性
①高效性
②專一性
③作用條件較溫和
①相對(duì)于無(wú)機(jī)催化劑而言，酶的催化效率非常高
②一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)
③高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)使酶發(fā)生變性失活
2．酶的作用特點(diǎn)
(1)酶不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，只能改變達(dá)到平衡點(diǎn)的時(shí)間；
(2)酶和無(wú)機(jī)催化劑一樣，在反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量保持不變，但酶并非能終生發(fā)揮作用，酶和其他物質(zhì)一樣也需要更新；
(3)有的酶存在于細(xì)胞外(如消化酶)，有的存在于細(xì)胞內(nèi)(如呼吸酶)。
3．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(zhì)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(fù)制產(chǎn)生子代DNA
RNA聚合酶
催化DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生RNA
纖維素酶
分解纖維素
果膠酶
分解果膠
逆轉(zhuǎn)錄酶
催化RNA形成DNA單鏈
DNA連接酶
將兩個(gè)DNA片段的黏性末端或平末端連接起來(lái)
限制酶
識(shí)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(fù)制過程中DNA堿基間氫鍵的斷裂
　　■
酶的作用機(jī)理

酶和其他催化劑均能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，分析如下：
(1)圖中ac和bc段分別表示無(wú)催化劑和酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能。
(2)若將酶變?yōu)闊o(wú)機(jī)催化劑，則b在縱軸上向上移動(dòng)。用加熱的方法不能降低活化能，但會(huì)提供活化能。

　例1　(2020·福建廈門雙十中學(xué)月考)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　C　)
A．人體中酶的活性受溫度、pH的影響，并只能在人體的內(nèi)環(huán)境中起作用
B．酶的形成都要經(jīng)過核糖體的合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工等幾個(gè)階段
C．與光合作用有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中
D．酶均是由內(nèi)分泌細(xì)胞合成的，具有高效性、專一性
[解析]　酶的活性受溫度、pH的影響，消化酶在消化道內(nèi)起催化作用，消化道不屬于內(nèi)環(huán)境，A錯(cuò)誤；有的酶是RNA，不在核糖體上合成，B錯(cuò)誤；與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜上，與暗反應(yīng)有關(guān)的酶分布在葉綠體基質(zhì)中，C正確；活細(xì)胞都能合成酶(哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞除外)，用于自身代謝需要，D錯(cuò)誤。
〔對(duì)應(yīng)訓(xùn)練〕
1．(不定項(xiàng)選擇題)(2020·山東省濟(jì)南市模擬)下列有關(guān)酶的敘述正確的是( ABCD )
A．吞噬細(xì)胞的溶酶體中不含有分解硅塵的酶
B．脲酶可與雙縮脲試劑反應(yīng)產(chǎn)生紫色絡(luò)合物
C．溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁，具有抗菌消炎的作用
D．基因可通過控制酶的合成來(lái)控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀
[解析]　吞噬細(xì)胞中的溶酶體缺乏分解硅塵的酶，而硅塵卻能破壞溶酶體膜，使其中的水解酶釋放出來(lái)，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞死亡，最終導(dǎo)致肺功能受損，A正確；脲酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠與雙縮脲試劑反應(yīng)產(chǎn)生紫色絡(luò)合物，B正確；細(xì)菌細(xì)胞壁的成分是肽聚糖，因此溶菌酶能夠溶解大多數(shù)細(xì)菌的細(xì)胞壁，具有抗菌消炎的作用，C正確；基因可通過控制酶的合成來(lái)控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀，D正確。
2．(2019·全國(guó)百校聯(lián)盟聯(lián)考)細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，酶在細(xì)胞代謝中起到了重要的作用，下列有關(guān)說法，正確的是(　B　)
A．DNA復(fù)制時(shí)需要解旋酶和RNA聚合酶的催化
B．葉肉細(xì)胞中，光反應(yīng)和暗反應(yīng)均需要酶
C．構(gòu)成淀粉和纖維素的單體都是葡萄糖，所以水解淀粉和纖維素的酶是同一種酶
D．酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高，是因?yàn)槊改芙档突瘜W(xué)反應(yīng)的活化能
[解析]　DNA復(fù)制時(shí)需要解旋酶和DNA聚合酶，轉(zhuǎn)錄時(shí)需要RNA聚合酶的催化，A錯(cuò)誤；光反應(yīng)和暗反應(yīng)均需要酶，B正確；催化淀粉和纖維素水解的酶分別是淀粉酶和纖維素酶，C錯(cuò)誤；催化劑都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，只是酶降低的活化能更多，D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二　酶的作用特性、影響因素、曲線分析和實(shí)驗(yàn)探究

ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG
自主學(xué)習(xí)·探究提升

1．酶的特性
(1)高效性：催化效率約是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍。
(2)專一性：每一種酶只能催化某一種或一類化學(xué)反應(yīng)。
(3)作用條件較溫和：在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、過堿會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
2．酶特性相關(guān)模型分析

(1)酶的高效性
①與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。
②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。
(2)酶的專一性
①圖像模型解讀

解讀：圖中A表示酶，B表示被酶催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。
②曲線模型解讀

加入酶B的反應(yīng)速率和無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率相同，說明酶B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用。
加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說明酶具有專一性。

易錯(cuò)整合，判斷正誤。
(1)纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁(海南，T4D)(　×　)
(2)唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37 ℃(2017·全國(guó)Ⅱ，T3D)(　×　)
(3)低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)(全國(guó)Ⅱ，6B)(　×　)
(4)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不會(huì)導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變化(海南，T4B)(　×　)

1．教材必修1 P85文字信息：唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)會(huì)失活嗎？為什么？
[提示]唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)會(huì)失活，是因?yàn)橥僖旱矸勖傅淖钸mpH為6.8，而胃液的pH約為1.5。
2．教材必修1P87“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”：若提高加酶洗衣粉的洗滌效果特別注意什么？含酶牙膏中應(yīng)含哪類酶？
[提示]前者特別注意水溫，后者應(yīng)含有溶菌酶。

KAO DIAN TU PO POU XI NAN DIAN
考點(diǎn)突破·剖析難點(diǎn)

1．影響酶促反應(yīng)的因素
(1)溫度和pH

①在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。
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)活性。
③從丙圖可以看出：反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。
(2)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

①甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。
②乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。
2．對(duì)比法——驗(yàn)證酶的高效性和專一性
(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”，即通過對(duì)不同類型催化劑(主要是與無(wú)機(jī)催化劑做比較)催化底物反應(yīng)速率進(jìn)行比較，得出結(jié)論。
②設(shè)計(jì)方案
項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)組
對(duì)照組
材料
等量的同一種底物
試劑
與底物相對(duì)應(yīng)的酶溶液
等量的無(wú)機(jī)催化劑
現(xiàn)象
反應(yīng)速率很快；或反應(yīng)用時(shí)短
反應(yīng)速率緩慢；或反應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)
結(jié)論
酶具有高效性
③實(shí)驗(yàn)操作

(2)驗(yàn)證酶的專一性
①設(shè)計(jì)思路
驗(yàn)證酶專一性的方法也是“對(duì)比法”，常見的有兩種方案：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
項(xiàng)目
方案一
方案二
實(shí)驗(yàn)組
對(duì)照組
實(shí)驗(yàn)組
對(duì)照組
材料
底物相同(等量)
與酶相對(duì)應(yīng)的底物
另外一種底物
試劑
與底物相對(duì)應(yīng)的酶
另外一種酶
同一種酶(等量)
現(xiàn)象
發(fā)生反應(yīng)
不發(fā)生反應(yīng)
發(fā)生反應(yīng)
不發(fā)生反應(yīng)
結(jié)論
酶具有專一性
酶具有專一性
③實(shí)驗(yàn)操作

3．梯度法——探究酶的最適溫度和最適pH
(1)設(shè)計(jì)思路
常用“梯度法”來(lái)探究酶的最適溫度(或pH)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需設(shè)置一系列不同溫度(或pH)的實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行相互對(duì)照，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：酶促反應(yīng)時(shí)間最短的一組所處的溫度(或pH)即最適溫度(或pH)。相鄰組間的差值(即梯度值)越小，測(cè)定的最適溫度(或pH)就越精確。特別注意：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)“單一變量原則”，除自變量(如溫度或pH等)成等差數(shù)列相互對(duì)照外，其他所有無(wú)關(guān)變量都必須相同(包括材料的大小、質(zhì)量、生長(zhǎng)狀況等)。
(2)設(shè)計(jì)方案
組別編號(hào)
1
2
…
n
實(shí)驗(yàn)材料
等量的同種底物
pH
a1
a2
…
an
溫度
T1
T2
…
Tn
衡量指標(biāo)
相同時(shí)間內(nèi)，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余的多少
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
生成物量最多的一組，或底物剩余最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)
(3)①溫度對(duì)酶活性的影響操作


②pH對(duì)酶活性的影響
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容
試管1
試管2
試管3
1
注入等量的過氧化氫酶溶液
2滴
2滴
2滴
2
注入等量的不同pH的溶液
1 mL蒸餾水
1 mL 5%的HCl
1 mL 5%的NaOH
3
注入等量的3%的過氧化氫溶液
2 mL
2 mL
2 mL
4
觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
有大量氣泡產(chǎn)生
無(wú)氣泡產(chǎn)生
無(wú)氣泡產(chǎn)生
5
將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方
燃燒劇烈
燃燒較弱
燃燒較弱

考向一　酶的特點(diǎn)與影響因素
　例2　下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　B　)
A．發(fā)燒時(shí)，食欲減退是因?yàn)橥僖旱矸勖甘チ嘶钚?br /> B．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小腸中發(fā)揮作用
C．用果膠酶澄清果汁時(shí)，溫度越低澄清速度越快
D．洗衣時(shí)，加少許白醋能增強(qiáng)加酶洗衣粉中酶的活性
[解析]　發(fā)燒時(shí)，消化酶的活性降低，使人的消化功能減退，從而導(dǎo)致食欲減退，A錯(cuò)誤；胰蛋白酶可在小腸中發(fā)揮作用，B正確；果膠酶在其最適溫度時(shí)活性最強(qiáng)，澄清速度最快，C錯(cuò)誤；由于加酶洗衣粉中的酶屬于堿性酶，因此洗衣時(shí)加入白醋，會(huì)使pH下降，導(dǎo)致加酶洗衣粉中酶的活性降低，D錯(cuò)誤。
〔對(duì)應(yīng)訓(xùn)練〕
3．(不定項(xiàng)選擇題)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是( BC )
A．每一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)
B．酶的專一性與其空間結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系
C．酶和無(wú)機(jī)催化劑的催化機(jī)理相同
D．酶不可能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核
[解析]　酶具有專一性，每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，A項(xiàng)正確；酶的專一性與其空間結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，當(dāng)酶的空間結(jié)構(gòu)改變時(shí)，酶作用的底物也可能發(fā)生改變，B項(xiàng)正確；酶和無(wú)機(jī)催化劑的催化機(jī)理一樣，都是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，C項(xiàng)正確；DNA聚合酶、RNA聚合酶等能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核，分別參與DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向二　與酶相關(guān)的曲線
　例3　(2020·江蘇省泰州中學(xué)高三生物)如圖表示不同pH及溫度對(duì)某反應(yīng)產(chǎn)物生成量的影響，下列相關(guān)敘述正確的是(　C　)

A．隨著pH的升高，酶的活性先降低后增大
B．該酶的最適溫度是35 ℃
C．酶的最適pH相對(duì)穩(wěn)定，一般不隨溫度變化
D．隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低
[解析]　據(jù)圖分析可知，在一定范圍內(nèi)，隨著pH的升高，酶的活性先增大后降低，A錯(cuò)誤；該圖表示反應(yīng)物剩余量隨pH及溫度的變化情況，剩余量越少，表示反應(yīng)越快，但該圖沒有溫度高于35 ℃的實(shí)驗(yàn)，所以不能得出該酶的最適溫度是35 ℃，B錯(cuò)誤；由圖可知溫度不影響酶的最適pH，所以隨著溫度的升高，酶的最適pH(pH＝8)保持不變，C正確；在一定范圍內(nèi)，隨著pH的升高，酶的活性先增大后降低，D錯(cuò)誤。

技巧點(diǎn)撥
“三看法”分析酶促反應(yīng)曲線

〔對(duì)應(yīng)訓(xùn)練〕
4．(2019·河北衡水高三生物)某科研小組將新鮮的蘿卜磨碎，過濾制得提取液，對(duì)提取液中過氧化氫酶的活性進(jìn)行了相關(guān)研究，得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是(　B　)

A．圖甲中兩支試管內(nèi)加入的H2O2的濃度和量都屬于無(wú)關(guān)變量
B．若將圖甲中的蘿卜提取液換成等量新鮮肝臟研磨液，則O2產(chǎn)生總量明顯增多
C．圖乙中引起A、B曲線出現(xiàn)差異的原因可能是溫度不同
D．過氧化氫酶可保存在低溫、pH為7的環(huán)境中
[解析]　圖甲中兩支試管內(nèi)加入的H2O2的濃度和量都屬于無(wú)關(guān)變量，A正確；若將圖甲中的蘿卜提取液換成等量新鮮肝臟研磨液，則反應(yīng)速率會(huì)加快，但O2產(chǎn)生總量不變，B錯(cuò)誤；圖乙中引起A、B曲線出現(xiàn)差異的原因可能是溫度不同，C正確；過氧化氫酶可保存在低溫、pH為7的環(huán)境中，D正確。
考向三　與酶相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究
　例4　(2020·河北衡水高三生物)下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，正確的是(　C　)
A．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗(yàn)證酶的專一性
C．利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、7、11的緩沖液驗(yàn)證pH對(duì)酶活性的影響
[解析]　過氧化氫的分解受溫度影響，所以不能用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響，A錯(cuò)誤；淀粉酶能催化淀粉的分解，但不能催化蔗糖的分解，若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶來(lái)驗(yàn)證酶的專一性，加碘液無(wú)法驗(yàn)證蔗糖是否被水解，利用淀粉、蔗糖、淀粉酶來(lái)驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，不可采用碘液檢測(cè)，應(yīng)該選用斐林試劑，B錯(cuò)誤；酶的高效性是指酶和無(wú)機(jī)催化劑相比具有較高的催化效率，新鮮的豬肝研磨液含過氧化氫酶，屬于生物催化劑，氯化鐵溶液中的鐵離子是無(wú)機(jī)催化劑，二者都可使過氧化氫分解，故可利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性，C正確；胃蛋白酶的適宜pH是1.5～2.0，在pH為7和11的環(huán)境中變性失活，所以利用胃蛋白酶、蛋清來(lái)驗(yàn)證pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，pH不能設(shè)置成3、7、11，D錯(cuò)誤。

技巧點(diǎn)撥
酶活性實(shí)驗(yàn)探究中的“三宜”“五不宜”


〔對(duì)應(yīng)訓(xùn)練〕
5．(2019·四川成都診斷)酶的抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對(duì)酶活性的影響不同。某科研小組通過實(shí)驗(yàn)研究了兩種抑制劑對(duì)某消化酶酶促反應(yīng)速率的影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析并繪圖如下，請(qǐng)回答：

(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是抑制劑種類和底物濃度，實(shí)驗(yàn)中對(duì)無(wú)關(guān)變量應(yīng)進(jìn)行控制，該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量等(合理即可)。(答出兩項(xiàng)即可)
(2)據(jù)圖分析，隨著底物濃度的升高，抑制劑Ⅰ的作用逐漸減小甚至消失。從活化能的角度分析，推測(cè)抑制劑能降低酶促反應(yīng)速率的原因在抑制劑的作用下，酶的活性(催化效率)降低。其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力下降(合理即可)。
(3)某同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)是：
a．將某消化酶溶液等分為①②③三組，將每組等分為若干份；
b．在一定條件下將三組消化酶溶液均與等量的不同濃度的底物混合；
c．在①中加入一定量的蒸餾水、2中加入等量的抑制劑Ⅰ、③中加入等量的抑制劑Ⅱ；
d．定時(shí)取樣檢測(cè)各反應(yīng)中底物的量或產(chǎn)物的量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并繪圖。
你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)操作是否正確？不正確，如果不正確，請(qǐng)進(jìn)行改正。
[答案]　(3)步驟c應(yīng)與步驟b互換，即先對(duì)酶溶液進(jìn)行處理再加入底物(合理即可)。
[解析]　(1)由圖可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量有兩個(gè)，分別是抑制劑種類和底物濃度。該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量、反應(yīng)時(shí)間等。 (2)由圖可知，隨著底物濃度的升高，曲線②的酶促反應(yīng)速率逐漸與曲線①無(wú)抑制劑時(shí)相同，即抑制劑I的作用逐漸減小甚至消失。抑制劑能降低酶活性，酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(3)若對(duì)酶處理前先將酶與底物混臺(tái)，則酶會(huì)先與底物發(fā)生反應(yīng)，故應(yīng)先對(duì)酶進(jìn)行不同的處理，然后再將處理后的酶與底物混合。
課末總結(jié)

1．〔思維導(dǎo)圖〕

2．〔簡(jiǎn)答題常考長(zhǎng)句分析〕
下圖為不同條件下，某酶促反應(yīng)生成物隨時(shí)間的變化曲線，請(qǐng)分析：

(1)若表示的是不同催化劑條件下的反應(yīng)，③是不加催化劑，②是加無(wú)機(jī)催化劑，①是加酶，這體現(xiàn)了酶的高效性，酶具有該特性的原理是同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。
(2)若表示不同溫度條件下的反應(yīng)，能否確定三種溫度的高低，為什么？不能，因?yàn)樵谧钸m溫度下，酶的活性最高，但是溫度偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。
(3)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。其特性有高效性、專一性、酶的作用條件較溫和(答出兩點(diǎn)即可)。
(4)過酸、過堿或溫度過高使酶永久失活的原因：酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2017·全國(guó)卷Ⅱ，3)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是(　C　)
A．在細(xì)胞中，核外沒有參與DNA合成的酶
B．由活細(xì)胞產(chǎn)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(yīng)最適溫度和保存溫度是37 ℃
[解析]　鹽析法主要用于蛋白質(zhì)的分離、純化，胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因而可用鹽析法進(jìn)行沉淀，C項(xiàng)正確。真核細(xì)胞中DNA主要分布于細(xì)胞核中，細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也有少量DNA分布，所以參與DNA合成的酶也可分布于線粒體和葉綠體中，A項(xiàng)錯(cuò)誤。酶作為生物催化劑可以在生物體內(nèi)發(fā)揮作用，也可以在生物體外發(fā)揮作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤。唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度為37 ℃左右，而該酶通常在低溫下保存，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2．(全國(guó)卷Ⅰ，3)若除酶外所有試劑均已預(yù)保溫，則在測(cè)定酶活力的試驗(yàn)中，下列操作順序合理的是(　C　)
A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量
B．加入底物→加入酶→計(jì)時(shí)→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量
C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量
D．加入底物→計(jì)時(shí)→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量
[解析]　根據(jù)題意可知，該實(shí)驗(yàn)的pH為無(wú)關(guān)變量，為了排除pH的干擾，應(yīng)在酶和底物混合之前加入緩沖液，為酶促反應(yīng)提供穩(wěn)定的pH環(huán)境，A、B、D項(xiàng)都錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。
3．(2017·天津理綜)將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時(shí)加入酶C。如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。敘述錯(cuò)誤的是(　C　)

A．酶C降低了A生成B這一反應(yīng)的活化能
B．該體系中酶促反應(yīng)速率先快后慢
C．T2后B增加緩慢是酶活性降低導(dǎo)致的
D．適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，T2值增大
[解析]　加入酶C后A濃度降低，B濃度升高，說明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的實(shí)質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，A項(xiàng)正確；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，底物A濃度由大變小，酶促反應(yīng)速率先快后慢，B項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖示反應(yīng)在最適溫度下進(jìn)行，降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率將減慢，反應(yīng)時(shí)間將延長(zhǎng)，T2值增大，D項(xiàng)正確。
4．(全國(guó)卷Ⅱ，29)為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}：

(1)三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是B組。
(2)在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。
(3)如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時(shí)，C組產(chǎn)物總量不變，原因是60_℃條件下，t2時(shí)酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會(huì)增加。
(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，其特性有高效性和專一性(答出兩點(diǎn)即可)。
[解析]　(1)圖中信息表明，40 ℃條件下產(chǎn)物濃度達(dá)到最大值所需時(shí)間比20 ℃條件下短，且40 ℃條件下產(chǎn)物濃度最大值大于60 ℃條件下，故在三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是B組。(2)由圖可知，在20 ℃～40 ℃范圍內(nèi)的酶活性均大于20 ℃時(shí)的酶活性，故在t1前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。(3)圖中信息表明：在t2時(shí)，60 ℃條件下的酶已失活，故此時(shí)增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量不會(huì)增加。(4)絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA；酶的特性包括：高效性、專一性、作用條件較溫和。



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