江苏高三生物一轮复习：酶（导学案）

第三单元细胞的代谢

第11讲酶

【课标要求】1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度

等)的影响：2.实验：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。

考点1酶在代谢中的作用

考点透析

知识1酶的作用和本质

1.证明酶在代谢中的作用的经典实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)实验过程

试管编号试剂处理现象

12mLH2O2溶液常温儿乎无气泡产生

2ZmLHKh溶液90℃左右的水浴加热有较少气泡

32mLH2O2溶液FeCb溶液2滴有较多气泡

42mLH2O2溶液新鲜肝脏研磨液2滴有大量气泡

pl.2号试笆对照：说明加热能促迸过箕化氧的分解,

提高反应速率

-1、4号试管对照：酶具有俘化作用，可加快过氧化氢

分解的速率

-3、4号试管对照：过氧化氢酶比Fd♦的催化效率高

得多

丝鱼与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更

显著，催化效率更高

(2)变量分析

国前一温度和傕化剂的种类

面*底物(H2O2)的分解速率,可用单位时间内产生

但道一气泡数国多少恚示

疣疑耳I加入H2O2的量，实验室的法度.FeCb溶

~厂液和肝脏研磨液的用量

2.酶的作用和本质

(1)关于酶本质的探索

a.提取到了睬酹，并证明其

①巴斯德是蛋白质

②毕希纳b.将解母菌细胞中引起发酵

的物质称为赧膈

③萨姆纳c.发现少数RNA也具有生物

催化功能

④切赫和奥

d.酿酒中的发酵是由酵母菌

尔特屈（20世

纪80年代）细胞引起的

（2）酶的概念和本质

酷是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是一类能催化生物化学反应的蛋白质,少数酶

是RNA。

H合成原料）-♦基酸或核一核昔酸

根

据

概T合成场所）-核糖体、细胞核等

念

分

析T来源―一般活细胞都能产生麻

酶

催化

（3）酶的作用原理——降低化学反应的活化能。（活化能指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃

状态所需要的能最。）

①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AQ段。

②表示有的催化时反应进行所需要的活化能是BQ段。

③表示酶降低的活化能是A殳段。

知识2酶的特性

特性解读

含义与无机催化剂相比，酶的催化效率更高

加入胸加入无机催化剂

平衡点

相关曲线

高效性化剂

0时间

酶和无机催化剂一样，只能缩短到达化学平衡所需要的时间，不改

作用实质

变化学反应的平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量

专一性含义每一种酶只能催化一种或一类化学反应

(1)酶在化学反应前后保持不变，酶可以反复使用。

(2)条件适宜时，酶在细胞内外均可起作用。

(3)低温抑制酶的活性，但不会使其灭活，故可利用低温保存酶。

(4)加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。

思辨小练

1.判断下列说法的正误：

(I)酶可降低过氧化氢分解反应的活化能，无机催化剂不能。(X)

(2)人体在发热感冒时，常出现厌食现象，这与人体内酶的活性有关，说明酶活性的发挥离不开适宜的

温度等。(J)

(3)人体内的消化酶的保存温发是37℃。(X)

(4)产生激素的细胞一定能产生酶，但是产生酶的细胞不一定能产生激素。(J)

(5)酶是在核糖体上合成的生物大分子。(X)

2.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用，在临床上与抗生素复合使用，能增强抗生

素的疗效。

3.若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由1逐渐升高到1(),则酶催化反应的速率不变,因

为在pH=l时，胰蛋白的已经失活。

典题说法

考向1酶的本质和作用

即1(2024.河北卷)下列关于酶的叙述，正确的是(D)

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°C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

【解析】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，A错误；胃蛋白酶应在酸性、低温条件下保存，B错误；醋酸杆菌

是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；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，D正确。

度式(2024・镇江期初)下列关于酶的叙述，正确的是(A)

A.绝大多数酶的化学本质为蛋白质，反应前后空间结构不变

B.消化酶易被消化液降解，应选用注射方式使用

C.ATP合成酶位于线粒体内膜上，具有催化和调节作用

D.RNA聚合酶可与起始密码子结合，催化转录起始

【解析】绝大多数酶的化学本质为蛋白质，少部分酶是RNA,反应前后空间结构不变，A正确；消化

酶在消化道内发挥作用，不可注射，一般经过特殊处理不易被消化液降解，B错误；ATP合成酶分布于线

粒体内膜、叶绿体类囊体等位置，具有催化和转运H+作用，C错误；RNA聚合酶可与启动子结合，催化

转录起始，D错误。

考向2师的特性

即2(2023•浙江6月卷)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理

及结果如下表所示。下列叙述错误的是(C)

Y型试管

组别IIIIII

甲中溶液(0.2mL)肝脏提取液FeCh蒸储水

乙中溶液(2mL)H2O2溶液H2O2溶液H2O2溶液

0s000

不同时间50s9.000

测定的100s9.6O.l0

相对压强150s9.80.30

/kPa200s10.00.50.1

250s10.00.90.1

A.H2O2分解生成02导致压强改变

B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时

C.250s时I组和HI组反应已结束而II组仍在进行

D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性

【解析】H92的分解产物是H2O和02,其中02属于气体，会导致压强改变，A正确；据表分析可知,

甲甲溶液为酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；三组中

的H2O2溶液均为2mL,则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s之前(200s)I组反应已结束，但

II组和III组压强仍未达到I组的终止压强10.0kPa,故250s时n组和HI组反应仍在进行,C错误；酶的高

效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比I、II组可知，在相同时间内I

组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。

考点2影响酶促反应速率的因素及曲线分析

考点透析

I.影响酶活性的因素

(1)酶活性：酶催化特定化学反应的能力。可以用一定条件卜醛促反应速率表示。

(2)影响随活性的因素主要包括包度、pH等。陋活性还受某些激活剂或抑制剂的影响，前者可提高睡

活性，后者则降低酶活性。

2.影响酶促反应速率的曲线分析

(I)温度和pH对酶促反应速率的影响

［反应物剩余成/相对量f反应物剩余量/相对量

0

3

7

5

据图可知，不同pH条件下，陋最适温度不变;不同温度条件下，酶最适DH不变,即反应溶液pH(温

度的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。

(2)底物(反应物)浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响

①底物浓度对酹促反应速率的影响

护A-B段限制

液

道因素是用浓

山度和瓯活性

()底物浓度

②酶浓度对酶促反应速率的影响

在底物充足,其他

条件适宜的情况

下,反应速率与醐

浓度成正比

酶浓度

(3)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线

曲线②：在①的基础上，

增加酶浓度

曲线③：在①的基

础上.增加反应物

(底物)浓度

时间

解疑释惑

(1)酶促反应速率与酶活性不能等同。酶活性的大小可以用耐促反应速率表示。

(2)温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。

(3)底物浓度和解浓度是通过影响底物和能的接触，进而影响防促反应速率，但并未改变酶活性。

思辨小练

1.判断下列说法的正误：

(1)酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同。(X)

(2)能通常是在低温、低pH条件下进行保存。(X)

(3)底物浓度越高，酶促反应速率越快。(X)

2.人体的唾液淀粉酶和工业用淀粉酶的最适温度相同吗？

提示：不同。人体的唾液淀粉酶的最适温度在37c左右，工业用淀粉酶的最适温度在65°C左右。

典题说法

考向影响酶活性的因素及曲线分析

曲(2024.江阴段考)p-葡萄糖昔酶能催化纤维素水解，实验小组测定了温度对该酶活性的影响，实验结

果如图所示。根据实验结果，不能得出的结论是(C)

B.42C时，随着反应时间的延长，酶的稳定性逐渐下降

C.各温度条件下，悔的活件可用斐林试剂进行检测

D.37℃时,纤维素反应60min的消耗量与反应120min的不同

【解析】高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性，甚至使酶失活，A正确；由图可知，在42℃

时，随着反应时间的延长，酶的活性逐渐下降，酶的稳定性逐渐下降，B正确；各温度条件下，斐林试剂

可以检测生成物葡萄糖的存在，但不能检测浓度，故酹的活性不可用斐林试剂进行检测，C错谩；37℃时，

纤维素反应60min的消耗量与反应120min的不同，但酶活性差不多，反应时间越长底物消耗量越多，D

正确。

座式11（2024・盐城考前模拟）多酚氧化的催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要

原因。为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶活性的大小，同学们设计了相关实验结果，如图所示。下列

说法不正确的是（B）

A.该实验的自变量是温度和酶的种类

B.相同温度条件卜.醐A的催化效率更高

C.酶A和睡B的最适温度有可能相同

D.高温处理能有效防止褐变的发生

【解析】本实验的目的是探究不同温度条件下两种多酚氧化的活性的大小，该实验的自变量是温度和

能的种类，A正确；由实验结果可知，与前B相比，陋A催化条件下底物的剩余量更多，故相同温度条件

下髀A的活性更低，B错误；由图可看出，酶A和酶B分别在50c左右、40C左右时底物的剩余量最少,

因比酶A和酶B的最适温度有可能相同，C正确：高温会让多酚氧化酶变性，不能催化酚形成黑色素，不

会引起果蔬褐变，D正确。

鹿理（2025•常州一中）在酶促反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时（如甲图A所示），可催

化底物发生变化。酶抑制剂是与醐结合并降低酶活性的分子，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,

从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酰的构型，使

酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。甲图是不同酶抑制剂X、Y的作用示意图，下列说法正确的

是（D）

A.甲图中的X表示底物的非竞争性抑制剂，Y表示竞争性抑制剂

B.若在乙图曲线a表示的实验中加入X,则反应速度会近似于曲线c

C.若在乙图曲线a表示的实验中加入Y,则反应速度会近似于曲线b

D.若在乙图曲线c表示的实验中加入底物，则最终反应速率不会提高

【解析】竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，可通过增加底物浓

度进行解除；非竞争性抑制剂和醛活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合,

从而使命失去催化活性，不可通过增加底物浓度进行解除。观察甲图可知，X表示底物的竞争性抑制剂，

Y表示非竞争性抑制剂，A错误；由A项分析可知，曲线b表示在曲线a代表的实验中加入竞争性抑制剂

后酶的作用效果，曲线c表示在曲线a代表的实验中加入非竞争性抑制剂后酶的作用效果，B、C错误；

曲线c表示在非竞争性抑制剂作用卜酶的作用效果，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，

能改变酶的构型，加入底物，则最终反应速率不会提高，D正确。

实验5探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

实验回归

i.探究能的专一性

(|)实验步骤

试管编号12

注入可溶性淀粉溶液2niL—

注入蔗糖溶液—2mL

注入新鲜的淀粉酶溶液2mL2mL

60C水浴保温5min

新配制的斐林试剂2mL2mL

沸水浴煮沸1min

实验现象有砖红色沉淀没有砖红色沉淀

(2)实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现

砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：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

专一性。

⑶上述实验中丕能(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉

是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。

2.探究酶的高效性

(I)设计思路：通过比较不同类型催化剂(主要是能与无机催化剂)催化底物的反应速率，得出结论。

(2)设计方案

项目实验组对照组

材料等量的同一种底物

试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机傕化剂

现象反应速度很快，或反应用时短反应速度缓慢，或反应用时长

结论酶具有高效性

3.探究温度对"酶活性的影响

(1)实验原理

①反应原理

淀粉解

淀粉麦芽期

碘碘

液液

蓝色无蓝色出现

②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解,滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅

来判断淀粉被分解的情况，进一步判断酣的活性。（2）实验步骤和结果

取6支试管，分别编号为1与1'、2与2'、3与3',并分别进行以下操作。

试管编号122，33，

2mL淀粉酶2mL可溶性2mL淀粉酶2mL可溶性2mL淀粉酶2mL可溶性

--

溶液淀粉溶液溶液淀粉溶液溶液淀粉溶液

实验二在冰水中水浴5min在60℃温水中水浴5min在沸水中水浴5min

步骤1与1'试管内液体混合，摇2与2'试管内液体混合，摇3与3'试管内液体混合，摇

三

匀匀匀

四在冰水中水浴数分钟在60℃温水中水浴数分钟在沸水中水浴数分钟

五取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象

实验现象呈蓝色无蓝色出现呈蓝色

结论能发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都会影响能活性

4.探究pH对能活性的影响

（DpH影响过氧化氢酶的活性，从而影响区的生成量，可用气泡的产生量（或带火星的卫生香燃烧的

情况）来检验其生成量的多少。

（2）方法步骤

步骤项目试管1试管2试管3

1滴加（新鲜）肝脏研磨液2滴2滴2滴

2加入蒸储水1mL——

3加入HC1溶液—1mL

4加入NaOH溶液——1mL

5加入过氧化氢溶液2mL2mL2mL

637℃水浴5min5min5min

放入带火星的木条能够复燃不能复燃不能复燃

7（检验）

试管内气泡产生量较多较少较少

深度指津

探究pH对酶活性影响的实验不选择淀粉为实验底物，因为淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。

实验延伸

“梯度法”探究耐的最适温度或最适pH

(1)实验思路

各自住所控制的温度

下保温•段时间

探究酶的最适温度探究酶的最适|)||

(2)实验分析

①在酶的最适温度探究实验中，应按一定的温度梯度设置多个实验组，通过对比实验结果找出薛的最

适温度。材料不能用HKh溶液，因为高温下H2O2分解加快。若实验材料选取淀粉和淀粉酶，则不宜选用

斐林试剂作检测试剂，因为斐林试剂需加热，而温度是自变量。

②在酶的最适pH探究实验中，应按一定的pH梯度设置多个实验组，通过对比实验结果找出前的最

适pHo

实验素养

一、实验基本理论——实验变量分析

1.探究能的专一性时，实验的自变最是底物的种类,因变最是底物是否被相应的酶水解，此时，实验

设计的思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解;还可以月不同的酶作用于同一底物，此时实验的自

变量是酶的种类,因变量是底物是否被酶水解，此时，实验设计的思路是探究不同的酶是否能催化同种底

物水解。

2.探究酶的高效性时，实验的自变量是催化剂的种类,因变量是反应速度，如过氧化氢分解实验中观

察气泡产生的速度等。

3.探究温度或pH对酶活性的影响时，实验的自变量分别是遢度或辿，因变量是底物反应情况。

二、实验步骤的科学设计

1.探究温度对酶活性影响的实验中，为保证酶的催化反应是在所控制的温度下进行，要将淀粉、淀粉

酶分别置于•定温度条件下处理•段时间再混合。

2.探究能的最适pH实验中，必须先将酶置于不同pH条件下(加清水、加NaOH溶液、加HC1溶液),

然后再加入反应物。

题组运用

1.(2024.浙江1月卷)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酷(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，达而促进紫杉

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(B)

步躲处理试管1试管2

①苯丙氨酸1.0mL1.0mL

②HC1溶液/(6molL-1)—0.2mL

③PAL酶液1.0mL1.0mL

④

试管1加0.2mLH2O,2支试管置30℃水浴1h

⑤HC1溶液/(6molL-1)0.2mL—

⑥

试管2加0.2mLH2O,测定2支试管中的产物量