高三一轮复习课件：降低反应活化能的酶

第三单元细胞的代谢第10讲降低化学反应活化能的酶

考情分析新旧教材对比增：①淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用；②ATP供能机制及实例；③“～”特殊化学键不稳定的原因；④吸能反应与放能反应的实例。改：①ATP中文名称，“～”代表特殊的化学键，不再说高能磷酸键；②能量“通货”改为能量“货币”。强化：过酸、过碱或高温对酶活性影响由小字改为宋体。考点由高考知核心知识点预测酶考点一：酶的作用和本质（3年8考，全国卷3年1考）（2024河北）酶的本质（2024浙江）酶的本质（2023

广东）酶的本质（2022

全国）酶的本质（2022

湖南）酶的本质题型：选择题、解答题内容：（1）常结合动物生命活动的调节、细胞代谢综合、酶的特性及相关的变量分析考查（2）一般会结合光合作用和呼吸作用一起来考核。考点二：酶的特性及相关实验（3年38考，全国卷3年3考）（2024广东）酶的特性及相关实验（2023

浙江）酶的特性（2023

湖南）酶的特性（2022

浙江、2022广东）酶的特性（2021浙江）酶的特性实验

考点一

酶的作用和本质知识点一、酶的本质和作用

1.酶与细胞代谢的关系：

细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。细胞代谢细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。主要场所：细胞质基质代谢类型物质代谢能量代谢细胞代谢离不开酶细胞代谢或新陈代谢

考点一

酶的作用和本质知识点一、酶的本质和作用

2.酶的催化作用机理

图中①表示：图中②表示：图中④表示：无催化剂时化学反应所需的活化能。无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。酶催化时化学反应所需的活化能。图中③表示：图中⑤表示：无机催化剂降低的活化能酶降低的活化能更显著地降低化学反应的活化能意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行

考点一

酶的作用和本质知识点一、酶的本质和作用

【教材隐性知识】（人教版必修1P78图拓展）酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？(1)共同点：①只能催化自然条件下能发生的化学反应；②化学反应前后酶的数量和性质均不变；③加快化学反应的速率（降低化学反应的活化能），缩短达到化学平衡的时间，但

不能改变化学反应的方向和化学平衡；(2)催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质。1857192620世纪80年代切赫和奥尔特曼少数RNA也具有生物催化功能酶本质的探索3.酶的本质探索：

考点一

酶的本质和作用法国微生物学家巴斯德认为发酵需要酵母活细胞参与德国化学家毕希纳证明酵母细胞提取液和活细胞一样可以引起发酵，并把这种物质称为酿酶美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶的结晶，证实了脲酶是一种蛋白质知识点一、酶的本质和作用

德国化学家李比希认为发酵是某些物质在细胞死亡裂解后的作用酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA

考点一

酶的本质和作用知识点一、酶的本质和作用

【教材隐性知识】源于必修1P81“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母细胞引起的，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母细胞中的某些化学物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。将酵母细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是？

考点一

酶的本质和作用4.酶的本质：

绝大多数是蛋白质，少部分是RNA氨基酸或核糖核苷酸核糖体或细胞核等可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用一般活细胞都能产生酶具有催化作用(降低化学反应的活化能）(哺乳动物成熟的红细胞除外)知识点一、酶的本质和作用

酶催化反应时空间结构可能改变

考点一

酶的本质和作用知识点一、酶的本质和作用

5.验证酶的化学本质：

验证酶的本质颜色反应法1酶解法2蛋白质类酶可用

双缩脲

试剂鉴定，反应后呈

紫色。甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示

考点一

酶的本质和作用知识点二、关注教材涉及中酶及其作用（常考点）

1.消化酶：是一类水解酶。有的由消化腺分泌到下消化道中,属于胞外酶，有的则参与细胞内消化，如溶酶体中的一些酶。

2.溶酶体酶：一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。P一49、533.溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。P选一684.脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。P一795.过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。P一77知识点一、酶的高效性

1.定义：与

相比，酶降低活化能的作用

，催化效率更高。2.意义：使细胞代谢快速进行。无机催化剂更显著酶结论：①a、b相比说明酶具有高效性②a、c相比说明酶具有催化作用③催化剂只缩短到达平衡点的时间，不改变化学反应的平衡点无机未加催化剂

考点二

酶的特性知识点二、酶的专一性

酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。①脲酶——只能催化尿素分解。②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。③二肽酶——可以催化所有的二肽分解底物浓度反应速率底物D+酶D底物D+酶E锁钥学说：意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。

考点二

酶的特性

考点二

酶的特性知识点三、影响酶活性的条件

1.酶活性（1）定义：酶催化特定化学反应的能力（2）表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。单位时间反应物的消耗量或产物的生产量低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复。（低温保存）高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性)（1）酶的活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。（2）在低于最适温度的范围内,酶的活性随着温度的升高而升高。（3）当超过最适温度，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。失活抑制2.温度对酶活性的影响

考点二

酶的特性3.pH对酶活性的影响（1）酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH。（2）在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的升高而升高。（3）当超过最适pH，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性)失活失活

考点二

酶的特性及相关实验温度和pH对酶促反应速率的影响据图可知，不同pH条件下，酶最适温度

；不同温度条件下，酶最适pH

，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。不变也不变

考点二

酶的特性及相关实验3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂由于竞争性抑制剂与底物竞争，因此，其抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用

考点二

酶的特性及相关实验知识点四、影响酶促反应速率的因素的曲线分析

3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。

考点二

酶的特性及相关实验1.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响图甲中OP段酶促反应速率的限制因素是

，而P点之后的限制因素可能为

；图乙对反应底物的要求是底物足量。底物浓度酶数量和活性即在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成

相关。正知识点五、影响酶促反应速率的因素的曲线分析（常考点）

考点训练

3.图1是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图2表示在最适温度下，pH=b时H2O2分解产生O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是()A.pH=c时，e点为0B.pH=a时，e点下移，d点左移C.温度降低时，e点不移，d点右移D.H2O2量增加时，e点不移，d点左移H2O2在常温下也能分解e点不移，d点右移e点上移，d点右移5．酶活性除了受温度，pH影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果，图1为抑制剂类型，图2为相同的酶溶液分别在无抑制剂、添加抑制剂A、添加抑制剂B的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列叙述错误的是（）A．酶活性可以通过检测单位数量的酶在单位时间内底物消耗量获得B．抑制剂A与底物竞争酶的活性位点，推测该抑制剂和底物具有类似结构C．抑制剂B能改变酶的结构，使酶失去催化活性，该抑制剂作用效果对应图2中乙曲线D．抑制剂A的作用机理与高温抑制酶的活性相同

考点训练

酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可以通过检测单位数量的酶在单位时间内底物消耗量获得图1中的抑制剂A和底物竞争酶的同一活性位点，说明该抑制剂和底物具有类似结构由分析可知，抑制剂B能改变酶的结构，使酶失去催化活性，该抑制剂作用效果对应图2中乙曲线高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，而抑制剂A和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，但不会破坏酶的空间结构，因此抑制剂A的作用机理与高温抑制酶的活性不相同(1)可以利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性。(

)(2)酶的活性越高，酶促反应速率越快。(

)(3)在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，可先控制酶的温度或pH，再将酶与底物混合，也可以先将酶与底物混合，再控制酶的温度或pH。(

)(4)若用唾液淀粉酶进行pH对酶活性影响的实验，则应将60℃水浴改为37℃水浴。(

)(5)在测定唾液淀粉酶的活性时，将溶液pH由1提升到6的过程中，该酶的活性将不断上升。(

)√××√×不一定酶促反应速率还受底物浓度、酶的浓度等因素的影响探究温度对酶活性影响的实验中,应将酶与底物分别保温后再混合探究pH对酶活性影响的实验中,应先对过氧化氢酶溶液调PH,再注入过氧化氢溶液没有变化易错辨析

高考真题演练1.（2024·广东·高考真题）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是（）肽链纤维素类底物褐藻酸类底物W1W2S1S2Ce5-Ay3-Bi-CB+++++++++Ce5+++——Ay3-Bi-CB——+++++Ay3——+++++Bi————CB————注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关

高考真题演练2.（2024·河北·高考真题）下列关于酶的叙述，正确的是（

）

A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物

B．胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上

D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物胃蛋白酶应在酸性、低温下保存醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶下列叙述错误的是（

）A．低温提取以避免PAL失活

B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗C．④加H2O补齐反应体系体积

D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应

高考真题演练3.（2024·浙江·高考真题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保存无关变量相同pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应

高考真题演练4.（2024·浙江·高考真题）下列不属于水在植物生命活动中作用的是（

）A．物质运输的良好介质 B．保持植物枝叶挺立C．降低酶促反应活化能 D．缓和植物温度变化自由水可以自由流动，是细胞内主要的物质运输介质降低酶促反应活化能的是酶，水不具有此功能水的比热容较大，能缓和植物温度的变化

高考真题演练5.（2023·河北·高考真题）关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是（

）A．淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏

B．磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化

C．氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构

D．载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生改变低温不会使蛋白质空间结构改变，淀粉酶本质为蛋白质，在0℃时空间结构不会被破坏蛋白质分子与磷酸结合后，空间结构发生变化，活性也发生改变氨基酸种类的改变会影响蛋白质中氨基酸的排列顺序，进而可能影响蛋白质空间结构载体蛋白在转运分子时，需要与被转运的分子结合，会发生自身构象的改变

高考真题演练6.（2024·浙江·高考真题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。下列叙述错误的是（

）A．低温提取以避免PAL失活

B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗C．④加H2O补齐反应体系体积

D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保存无关变量相同pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应

高考真题演练7.（2023·广东·高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（

）

A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触

B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性

C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性

D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质

高考真题演练8.(2022·广东)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是（

）注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。组别pHCaCl2温度(℃)降解率(%)①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030A.该酶的催化活性依赖于CaCl2B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度C.该酶催化反应的最适温度为70℃，最适pH为9D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于分组较少，不能说明其最适温度为70℃，最适pH为9该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”

高考真题演练9.(2022·湖南)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是()A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗

涤剂的去污效果D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，

减少环境污染由题干信息“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的加酶洗衣粉可以降低表面活性剂的数量，减少洗涤剂使用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染对酶在细胞代谢中作用的理解（1）酶只能催化热力学上允许进行的反应。（2）酶通过降低活化能加快化学反应速率。（3）酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡的位置。（4）在反应前后，酶的化学性质和数量均保持不变。（5）用加热的方法不能降低活化能，但会提供能量。教材深挖拓展及长句表达一、教材深挖拓展1.(源于必修1P84“相关信息”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？

不能。因