高三生物一轮学案（人教版）第三单元 第9课时 降低化学反应活化能的酶

第9课时降低化学反应活化能的酶

课标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

要求温度等)的影响。

1.酶的作用、本质和特性2024•河北-T22022•湖南・T32022♦重庆・T7

考情2024.广东T辽宁T广东T1

2.影响酶促反应速率的因素

分析2021海南・T•北京・T4

3.酶的相关探究实验2022•全国乙,T42022•广东・T・湖北・T2I

考点一酶的作用、本质及特性

1.酶在细胞代谢中的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解

⑴过程、结果及结论

(2)实验过程的变量分析

2.能的催化作用机理

(1)活化能：分子从常态转变为的活法状态所需要的能量称为活化能。

(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。

［提醒1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。

3.酶本质的探究历程(连线)

［教材隐性知识］源于必修1P79“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母

菌细胞的存在所致，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发醉的只是酵母菌细胞

中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用醉母菌细胞、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。

4.酶的本质和作用

5.酶的特性

⑴酶具有高效性

①原因：与相比，酶降低活化能的作月，催化效率更高。

②意义：使细胞代谢快速进行。

③曲线分析(如图)

能对应曲线，无机催化剂对应曲线—，未加催化剂对应曲线(填字母)。

(2)酶具有专一性

①定义：每一种陶只能催化化学反应。

②意义：使细胞代谢有条不紊地进行。

③两种学说

a.锁钥学说：整个酹分子的天然构象具有刚性结构，悔表面具有特定的形状，睡与底物的关

系就像锁和钥匙。

b.诱导契合学说：酶表面没有•种与底物互补的固定形状，只是由于底物的诱导才形成了互

补形状，从而有利丁底物与之结合。

(3)前的作用条件较温和

①酶所催化的化学反应•股是在比较的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶

的活性________o

②________________________等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。条件

下酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜

在低温下保存。

0判断正误

(1)红茶制作包括萎凋、操玲、发酵、高温干燥等工序，发酵时有机酸含量增加不会影响多酚

氧化畴活性(2023•广东，1C)()

(2)探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理(2024•江苏，

3C)()

(3)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活(2020海南，8C)()

一、探究酶的专一性

方案：酶相同、底物不同

I.底物1+酶溶液

II.等量底物2+等量相同酶溶液

实—»取两支试管，编号1、2

验二1号试管中加入2mL淀粉溶液2号试管中加入2mL蔗糖溶液

步三加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部浸到60c左右的热水中，保温5min

骤四加入斐林试剂一振荡一涕水浴煮沸1min

实脸现象破红色沉淀无变化

结论淀粉醐只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解

思考：1.使用斐林试剂可检测酶促反应是否发生，原因是淀粉和蔗糖都不是

____________________________________________________________________________，但淀粉

和蔗糖的水解产物都是。

2.(填“能”或;'不能")选用碘液进行检测，因为。

一、探究温度和pH对酶活性的影响

1.探究温度对酶活性的影响

6支试管分三组

1r22，33，

分别进行编号

实二可溶性淀粉溶液2mL—2mL—2mL—

验三淀粉酶溶液—1mL—1mL—1mL

步分别在不同条件

四0℃保温60℃保温1(X)℃保温

骤下放置5min

五混合在各自的温度下反应约5min

六加碘液分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象

现象变蓝不变蓝变蓝

结论温度时前的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶的活性

思考：(1)实验时，步骤四、五能否颠倒？

(2)为何不选斐林试剂鉴定?

(3)实验材料能否选过氧化氢和过氧化氢酶?

(4)在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，可以选用___________(填“蛋白质溶液”或“蛋

白块”)作为反应底物，酶活性的观测指标是。

2.探究pH对酹活性的影响

—1号试管2号试管3号试管

二各加入肝脏研磨液2滴

实验

三加蒸馈水1mL等量的5%HC1等量的5%NaOH

步骤

四各加入3%的过氧化氢2mL

五反应约5min,记录气泡产生情况

实验现象较多气泡几乎无气泡几乎无气泡

结论过酸、过碱会影响前的活性，适宜pH下酹的催化效率最高

思考：为什么实验材料选过氧化氢和肝脏研磨液，而不选淀粉和淀粉酶？

考向一酶的作用和本质

1.(2025・十堰检测)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

理及结果如表所示。下列叙述错误的是()

甲中溶液乙中溶液不同时间测定的相对压强(kPa)

组别

(0.2mL)(2mL)0s50s100s150s200s250s

I肝脏提取液H2O2溶液09.09.69.810.010.0

IIFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9

III蒸储水H2O2溶液00000.10.1

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【II组反应已结束而H组仍在进行

D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性

2.已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下变为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO?。某研究

小组为了探究乙醛脱氢醐的化学本质进行了相关实验，实验处理如表所示。下列相关叙述错

误的是()

项目第1组第2组第3组

乙醛脱氢酶1mL1mL1mL

加入试剂种类蛋白酶1mLRNA水解酶1mL9•

乙醛1mL1mL1mL

保温适宜温度保温5min

碳酸氢钠溶液2mL2mL2mL

A.第3组为对照组，“？”可为加入蒸储水1mL

B.若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡

C.若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学木质为RNA

D.本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用

考向二酶的特性及探究实验

3.(2022・广东，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见表。下列分

析错误的是()

组别温度(℃)降解率(％)

PHCaCl2

①9+9038

②9+7088

③9—700

④7+7058

⑤5+4030

注：+/一分别表示有/无添加，反应物为I型胶原蛋白。

A.该酶的催化活性依赖于CaCb

B.结合①©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°C,最适pH为9

D.尚需补充实验才能确定该的是否能水解其他反应物

4.（2025•山东新高考联合体联考）二硝基水杨酸（DNS）与还原糖反应后的产物在高温条件下显

棕红色，且在一定范闱内，颜色深浅与还原糖的浓度成正比。某兴趣小组利用该原理探究“温

度对a淀粉酶活性的影响”，保温相同时间后，先加入NaOH终止酶促反应，再进行颜色测

定，结果如图（OD代表颜色深浅的相对值）。下列说法错误的是（）

A.保温是为了维持淀粉和a淀粉酶反应时的相应温度

B.可用HC1代替NaOH来终止海促反应

C.需在相同高温条件下对反应后的产物进行颜色测定

D.a淀粉酶在0℃和100C条件下的空间结构不同

考点二影响酶促反应的因素分析

酹活性、酶促反应速率及影响因素的分析

注意；酶仅反应速率与的活性不同。酶活性的大小可以月的促反应速率表示。

1.酶浓度

（I）在底物充足、其他条件适宜的情况下，酹促反应速率与酹浓度呈正相关。

⑵ab段限制因素是；be段限制因素是（或酶活性）。

2.底物浓度（酶浓度一定）

（Dab段：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率（酶没有完全与

底物结合）。

（2）bc段：当底物浓度增大到某一值（M）时，反应速率达到,不再（酶

完全与底物结合）。

（3）ab段限制因素是；be段限

制因素是c

（4）思考：若该反应体系酶的量增多，曲线该如何改变（在图中表示出来）？

影响酶促反应的曲线

请思考在不同条件下曲线①如何变化，并在图中绘制出相应的曲线。

（1）在①的基础上，增加酶浓度，请绘制曲线②。

（2）在①的基础上，增加反应物浓度，请绘制曲线③。

考向三影响醐促反应的因素分析

5.（2020・北京，4）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验

结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入05mL

酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了（）

A.悬液中酹的浓度B.H2O2溶液的浓度

C.反应体系的温度D.反应体系的pH

6.（2024.毫州蒙城第一中学期中）针对某酶促反应，某同学在酶量和反应时间都相同的情况下

进行了甲、乙、丙三组实验，并得到相应的三条曲线。如图所示，甲是反应速率随反应物浓

度变化的曲线，乙是存在一定量的物质W.时反应速率随反应物浓度变化的曲线，丙是存在

一定量的物质Wz时反应速率随反应物浓度变化的曲线。下列关于该实验的叙述，正确的是

（）

A.若仅提高甲组酶量重新比验.其最大反应速率保持不变

B.若在甲组中加入Wi重新实验，其最大反应速率会降低

C.可推测在与能的结合过程中，Wi和反应物有竞争关系

D.加大反应物的浓度，不会减弱W?对反应速率的影响

1.下列关于酶的作用和本质的叙述，正确的是（）

A.在探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响实验中，研究者采用了自变量控制中的减法

原理

B.酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量

C.与无机催化剂不同，从生物体内分离出的酶能降低化学反应的活化能

D.酹在反应完成后立即被降解成氨基酸

E.因为巴斯德显微镜下观察到「酵母菌发酵产生酒精的过程，所以其观点是对的

F.李比希坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞

死亡并裂解后才能发挥作用，这一观点缺乏观察或实验证据的支持

G.在葡萄糖溶液中加入不含酵母细胞的酵母细胞提取液，观察酒精产生与否，是结束巴斯

德与李比希争执的有力实验证据

H.悔是由活细胞产生的，是只能在细胞内起催化作用的蛋白质

2.下列有关酶特性及探究实验的叙述，正确的是（）

A.比较H2O2在加入新鲜肝脏研磨液和加入蒸储水时的分解速率，可验证酶具有高效性

B.酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解

C.每一种的只能催化一种或一类化学反应

D.酶在强酸、强碱和高温、低温条件下均会因酶的空间结构被破坏而变性失活

E.酶通常是在低温、低pH条件下进行保存的

F.探究酶的高效性实验，可用FeCb和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，待H2O2完全

分解后，检测产生的气体总量

G.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，需选用碘液疝其因变量进行检测

H.探究pH对淀粉酶活性的影响，需要选用斐林试剂对其因变量进行检测

I.探究pH对酶活性影响的实验步骤为：加底物调pHf加酶混匀一观察

J.探究温度对晦活性的影响实验，可以用H2O2的分解速率来衡量能活性

K.探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，可选择双缩服试剂检测实验结果

L.新鲜糯玉米用85°C的水热烫2min,可较好地保持甜味，推测加热破坏了淀粉酶的活性

M.溶菌酹能溶解细菌的纽胞壁，具有抗菌消炎的作用，与抗生素混用可增强抗生索的疗效

N.胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制微生物繁殖

答案精析

考点一整合

1.(1)对照少量促进过氧化氢降低活化能(2)温度和催化剂产生气泡数目多少、带

火星卫生香的复燃情况

2.(1)容易发生化学反应(2)的降低的活化能

3.@-e②一a③一c④一(1⑤一b

教材隐性知识将酵母菌细胞研磨粉碎、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，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纲的实验)。

4.蛋白质RNA核糖核甘酸核糖体活细胞

5.(1)①无机催化剂更显著③ABC⑵①一种或一类(3)①温和最高②温度过

高、过酸、过碱低温

判断正误

(l)X［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。］

(2)X［探究温度对酶活性的影响时，晦与底物应分别在设定温度下保温一段时间后再混合。］

(3)X［酶可以重复多次利用，不会立即被降解。］

提升

1.还原糖还原糖

2.不能蔗糖和蔗糖的水解产物均不与碘液发生颜色反应，若选用碘液作为检测试剂，则无

法检测蔗糖是否被水解

1.(1)不能。应先控制好变量，再让底物和酶混合反应。

(2)本实验需要保证反应温度自始至终在设定的温度下进行，使用斐林试剂需要水浴加热，从

而改变反应温度，对实验结果会产生影响。

(3)不能。过氧化氢常温常玉下即可分解，加热分解更快，并不能准确反映酶活性的变化。

(4)蛋白块相同时间内蛋m块体积的变化

2.酸性条件下淀粉会分解。

评价

1.C［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时

I组反应已结束，但I【组后HI组压强仍未达到I组的终止压强，故250s时I【组和H【组反应

仍在进行，C错误。］

2.C［若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第1组没有气泡产生，第2、3组能产生气泡，

B正确：若第1、3组能产生气泡，第2组不能产生气泡，则证明乙酸脱氢酶的化学本质为

RNA,C错误。］

3.C［②组酷的活性最高，此叶pH为9,温度为70℃,但由于温度梯度、pH梯度较大，

故不能说明该酶催化反应的最适温度为70C,最适pH为9,C错误。］

4.B［保温是让a淀粉晦催化淀粉水解，同时维持淀粉和a淀粉晦反应时的相应温度，A

正确；在酸性条件下，淀粉会水解，会影响实脸结果，因此不能用HCI代替NaOH来终止酶

促反应，B错误；反应结兼后，进行颜色测定时，需在相同高温条件下，避免无关变量对实

险结果的影响，C正确；a淀粉酶在0"C条件下空间结构不被破坏，在100°C条件下空间结

构被破坏，D正确。］

考点二整合

1.(2)酶浓度底物浓度

2.(I)增加(2)最大值增加(3)底物浓度酶浓度(4)如图所示

提升

(1)如图所示

(2)如图所示

评价

5.B［提高酹的浓度、适度提高温度、改变反应体系的pH均可以改变反应速率，但不能提

高产物的量；而提高H2O2溶液的浓度就是提高底物浓度，产物的量增加，B符合题意。］

6.B［若仅提高甲组酶量重新实脸，最大反应速率会增大，A错误；加入Wi后反应速率下

降，随反应物浓度上升反应速率也不能恢复，Wi很可能是非竞争性抑制剂，会结合酶的非活

性中心导致其空间构象发生改变，使晦的活性下降，若在甲组中加入Wi重新实验，算最大

反应速率会降低，B正确，C错误；由丙组曲线的趋势来看，W?最初抑制了酶促反应速率，

但随着反应物浓度升高，这种抑制被解除，可推测W?为竞争性抑制剂，与底物竞争酶的活

性中心，阻碍了反应物与酶结合，加大反应物浓度会减弱W?对反应速率的影响，D错误。］

查落实固基础

1.FG［在探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响实验中，研究者采用了