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高中生物一轮复习学案
第7讲 降低化学反应活化能的酶
考点一　酶的本质、作用和特性
1．酶在细胞代谢中的作用
(1)比较过氧化氢在不同条件下的分解实验
①实验过程(比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率)
②变量分析
③实验结论：酶在细胞代谢中具有催化作用。
(2)酶的作用原理
①酶具有催化作用的原因是酶能降低化学反应的活化能。
②同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著。
2．酶的本质
(1)酶本质的探索历程(连一连)
(2)酶的本质
3．酶的三大特性
[基础诊断]
1．酶都是活细胞产生的，具有催化和调节生命活动的作用。(必修1　P83黑体字)(×)
2．每种酶只能催化一种化学反应。(必修1　P83正文)(×)
3．酶作为无机催化剂，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。(必修1　P83学科交叉)(√)2-1-c-n-j-y
4．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(必修1　P85小字内容)(×)
5．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。(必修1　P87科学·技术·社会)(√)
[深度拓展]
1．(必修1　P80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？21*cnjy*com
提示：共同点：①化学反应前后其数量和性质不 ( http: / / www.21cnjy.com )变；②加快化学反应的速率，缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡点；③二者都能降低化学反应的活化能。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。
2．(必修1　P81)设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。
提示：向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。
3．(必修1　P80图5 2拓展)酶降低化学反应活化能的图解，据图回答有关问题。
(1)表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。
(2)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。
(3)酶降低的活化能是AB段。
(4)若将酶变为无机催化剂，则B点在纵轴上应向上移动。
　　
1．鉴定酶本质的实验原理和方法
(1)酶的化学本质：绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
(2)鉴定的原理与方法
①“试剂鉴定法”鉴定酶的化学本质：利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理设计实验方案。
②“酶解鉴定法”鉴定酶的化学本质
2．酶的特性分析
(1)高效性
①原理：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
②曲线模型
解读：①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点
(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①原理模型——锁钥学说
解读：①图中A表示酶，B表 ( http: / / www.21cnjy.com )示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构
②曲线模型
解读：加入酶B的反应速率和无 ( http: / / www.21cnjy.com )酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用；而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性
(3)温和性——酶的作用需要适宜的温度和pH
①原理：绝大多数酶是蛋白质，高温、过酸或过碱都会导致蛋白质变性失活。
②曲线模型
解读：在一定温度(pH)范围内， ( http: / / www.21cnjy.com )随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高后可恢复活性
eq \a\vs4\al(透析酶的本质，理解酶的概念)
1．(2022·大连模拟)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是(　　)
A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶
B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
C　[DNA的合成主要发生在细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能合成，因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶，A错误；只要给予适宜的温度、pH等条件，由活细胞产生的酶在生物体外也具有催化活性，B错误；盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低，但不影响蛋白质的活性，而胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，C正确；唾液淀粉酶催化反应最适温度是37 ℃，但是37 ℃不是保存该酶的最适温度，酶应该在低温条件下保存，D错误。]
2．(2022·潍坊模拟)在蛋白质合成过程中 ( http: / / www.21cnjy.com )，肽酰转移酶催化核糖体上一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间形成肽键。该酶对核糖核酸酶敏感，但对蛋白酶不敏感。下列关于肽酰转移酶的叙述错误的是(　　)www.21-cn-jy.com
A．肽酰转移酶在核糖体上合成
B．肽酰转移酶在核糖体中起作用
C．肽酰转移酶催化氨基酸脱水缩合
D．肽酰转移酶能降低反应的活化能
A　[肽酰转移酶对核糖核酸酶敏 ( http: / / www.21cnjy.com )感，但对蛋白酶不敏感，说明该酶的化学本质是RNA，不是在核糖体上合成的，A错误；肽酰转移酶催化核糖体上一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间形成肽键，而肽键的合成场所是核糖体，由此可见肽酰转移酶在核糖体中起作用，催化氨基酸脱水缩合，B、C正确；酶能降低化学反应的活化能，D正确。]
　有关酶的几个易错点(1)酶并不都是蛋白质，少部分是RNA。(2)酶并不只在细胞内起催化作用，酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用。(3)酶不具有调节作用，酶只起催化作用。(4)酶不会从食物中获得，是在活细胞中合成的。(5)酶的结构并不是始终不变的，酶在催化过程中会发生可逆性的结构变化。
eq \a\vs4\al(构建模型分析酶的作用机理)
3．(2022·泰安模拟)细胞的生命活动 ( http: / / www.21cnjy.com )能高效、有序地进行，与酶的功能特点密切相关。如图是酶降低化学反应活化能的示意图，下列叙述正确的是(　　)2·1·c·n·j·y
A．图中ab段表示酶所降低的活化能
B．酶具有高效性，细胞代谢可在任何条件下进行
C．若图中的底物是蛋白质，则酶可以是唾液淀粉酶
D．酶在化学反应中不能重复利用
A　[由图分析可知ab段表示酶所降低 ( http: / / www.21cnjy.com )的活化能，A正确；酶促反应需要适宜的条件，细胞代谢需要在适宜的温度和pH条件下进行，B错误；酶具有专一性，蛋白质可以被蛋白酶水解，唾液淀粉酶不能水解蛋白质，若图中的底物是蛋白质，则酶是蛋白酶，C错误；酶在化学反应前后，质和量不变，在化学反应中能重复利用，D错误。]
4．下图表示某酶的作用模式图，有关叙述正确的是(　　)
A．该酶的基本组成单位是氨基酸
B．酶提供底物RNA活化所需的能量
C．pH影响酶的空间结构从而影响催化效率
D．酶与底物结合后会失去催化活性
C　[根据题图分析，该酶的化学本质是R ( http: / / www.21cnjy.com )NA，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，A错误；酶能降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量，B错误；pH(过酸或者过碱) 影响酶的空间结构从而影响催化效率，C正确；酶与底物结合后没有失去催化活性，可循环使用，D错误。]21*cnjy*com
eq \a\vs4\al(围绕酶的特性，考查理解能力)
5．(2021·汕头三模)2020年1月26 ( http: / / www.21cnjy.com )日，联合应急攻关团队及时公布由上海科技大学饶子和杨海涛课题组测定的新型冠状病3CL水解酶(Mpro)的高分率晶体结构。下列有关3CL水解酶叙述不正确的是(　　)
A．Mpro的化学本质是蛋白质
B．Mpro具有高效性
C．设计验证Mpro的专一性的实验中，不需要控制适宜温度和pH
D．Mpro具有特定的空间结构，且空间结构一旦改变，催化活性就会丧失或改变
C　[Mpro为一种水解酶，化学本质是蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白质，A正确；Mpro为一种水解酶，具有高效性，B正确；设计验证Mpro的专一性的实验中，温度和pH为无关变量，需要相同且适宜，C错误；Mpro的化学本质是蛋白质，具有特定的空间结构，结构决定功能，其空间结构一旦改变，催化活性就会丧失或改变，D正确。]
6．(2021·济南期末)酶抑制作用 ( http: / / www.21cnjy.com )是指酶的功能基团受到某种物质的影响，导致酶活力降低或丧失。这些物质被称为酶抑制剂。根据酶抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，作用机理如图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．由模型A可知，酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础
B．由模型B可知，竞争性抑制剂通过竞争酶与底物的结合位点而影响酶促反应速度
C．由模型C可知，非竞争性抑制剂与酶的特定部位结合，改变了酶的空间结构
D．由以上模型推测，可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
D　[由模型A可知，酶与底物的 ( http: / / www.21cnjy.com )结构特异性契合，即一种酶与一种底物或一类底物结合，是酶具有专一性的结构基础，A正确；由模型B可知，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合位点，进而影响酶活性，影响酶促反应速度，B正确；由模型C可知，非竞争性抑制剂与酶的特定部位结合，改变了酶的空间结构，C正确；非竞争性抑制剂能改变酶的空间结构，使酶不能与底物结合，即使增加底物浓度也无法解除，D错误。]
考点二　探究影响酶促反应的因素
1．探究温度对酶活性的影响
(1)实验原理
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酶的活性。
(2)实验步骤
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 一 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min
三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象 蓝色 无明显现象 蓝色
实验结论 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性
2.探究pH对酶活性的影响
(1)实验原理：2H2O22H2O＋O2。pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。【版权所有：21教育】
(2)实验材料
质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数 ( http: / / www.21cnjy.com )为3%的过氧化氢溶液、质量分数为5%的HCl溶液、质量分数为5%的NaOH溶液、蒸馏水等(相关用具省略)。
(3)实验步骤
序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
1 加入等量的过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴
2 加入等量的不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL5%的HCl溶液 1 mL5%的NaOH溶液
3 加入等量的体积分数为3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL
4 观察实验现象 有大量气泡产生 无气泡产生 无气泡产生
5 将带火星的卫生香插入试管内液面的上方 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
(4)实验结论：过酸、过碱都会影响酶的活性，适宜pH下酶的活性最高。
[问题探究]
1．实验中的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？
提示：保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。
2．能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？
提示：不能。探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而过氧化氢在高温时会分解，影响对实验结果的分析。
3．在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？
提示：不能。因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同温度。
4．在探究pH对酶活性的影响的实验中能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？
提示：不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
1．验证酶的高效性和专一性
(1)验证酶的高效性
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 等量的无机催化剂
现象 反应速率很快，或反应用时短 反应速率缓慢，或反应用时长
结论 酶具有高效性
(2)验证酶的专一性
项目 方案一 方案二
实验组 对照组 实验组 对照组
材料 底物相同(等量) 与酶相对应的底物 另外一种底物
试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量)
现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应
结论 酶具有专一性
2.探究酶的最适温度或pH
组别编号 1 2 … n
实验材料 等量的同种底物
温度(pH) T1(a1) T2(a2) … Tn(an)
衡量指标 相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少
实验结论 生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)
eq \a\vs4\al(围绕教材基础实验，考查实验探究与分析能力)
1．(2021·浙江选考)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是(　　)
A．“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同
B．“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C．“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D．设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择斐林试剂检测反应产物
B　[熟马铃薯块茎的细胞已 ( http: / / www.21cnjy.com )死亡，酶已失活，没有催化效率，所以不能以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，A错误；“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，先分别加入不同pH的缓冲液，后再加入底物，B正确；“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验淀粉和蔗糖中是否混有还原糖，C错误；斐林试剂检测实验结果需要水浴加热，水浴加热会干扰实验结果，因此不能用斐林试剂检测实验结果，D错误。]
2．(2022·渝中区模拟)下列有关酶的实验中，选材及检测指标能达到实验目的的是(　　)
选项 实验目的 选材 检测指标
A 探究酶具有高效性 蛋白质、蛋白酶 双缩脲试剂检测观察颜色变化
B 探究酶的最适pH 淀粉、新鲜的唾液 加入碘液观察颜色变化
C 探究酶的最适温度 过氧化氢、过氧化氢酶 气泡产生速率
D 探究酶具有专一性 蔗糖、淀粉、淀粉酶 斐林试剂检测观察砖红色沉淀产生情况
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．A B．B C．C D．D
D　[蛋白酶的本质为蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )，无论是否将蛋白质分解完，加入双缩脲试剂都会变为紫色，故不能用蛋白质和蛋白酶探究酶具有高效性，A错误；酸性条件下淀粉会分解，影响实验结果，所以不能用淀粉、新鲜的唾液探究酶的最适pH，B错误；不同温度下过氧化氢的分解速率不同，过氧化氢受热易分解，所以不能用过氧化氢、过氧化氢酶探究酶的最适温度，C错误；淀粉酶可分解淀粉，不能分解蔗糖，且蔗糖属于非还原性糖，与斐林试剂不能反应，而淀粉被分解形成的葡萄糖为还原性糖，与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，故可用蔗糖、淀粉、淀粉酶探究酶具有专一性，D正确。]21教育网
eq \a\vs4\al(以酶的特性和影响因素为素材，考查实验设计与评价)
3．(2022·潍坊模拟)以下表格是某同学进行酶相关特性探究实验的记录，下列分析不合理的是(　　)
组 目的 试剂 底物 检测试剂 观察指标
一 ？ 胰蛋白酶和蒸馏水 蛋白块 ？ 蛋白块是否消失
二 专一性 淀粉酶 淀粉和蔗糖 ？ 是否有砖红色沉淀
三 温度影响 过氧化氢酶 过氧化氢 产生气泡的快慢
四 pH影响 淀粉酶、盐酸和氢氧化钠 淀粉 斐林试剂 是否有砖红色沉淀
A.实验一的目的是探究酶有催化作用
B．实验二中检测试剂可用斐林试剂
C．实验三中底物选择不合理
D．实验四实验设计方案合理
D　[通过有无酶可以探究酶的催化作 ( http: / / www.21cnjy.com )用，A正确；在验证酶的专一性实验中用淀粉酶分别处理淀粉和蔗糖时，可用斐林试剂检测结果，B正确；不用过氧化氢酶做温度实验就在于高温组酶的催化和高温下过氧化氢的分解会干扰实验结论的得出，C正确；实验四中不合理的原因有两个：斐林试剂的碱性会干扰实验的pH值，且酸性条件下会催化淀粉的分解，D错误。]21cnjy.com
4．为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，某同学具体的实验操作步骤如下：
①在1～5号试管中分别加入0.5%的唾液1 mL。
②分别向1～5号试管中加入0.5%的淀粉液2 mL。
③向各试管中加入相应的缓冲液3 mL，使各试管中的pH依次稳定在5.60、6.20、6.80、7.40、8.00。21·cn·jy·com
④将1～5号试管均放入37 ℃温水中恒温水浴。
⑤反应过程中，每隔1 min从第3号 ( http: / / www.21cnjy.com )试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如表所示：
项目 1 2 3 4 5
pH 5.60 6.20 6.80 7.40 8.00
颜色 ＋＋ ＋ 橙黄色 ＋ ＋＋
注：“＋”表示蓝色程度。
(1)实验设计中，因变量是________。实验过程中选择37 ℃恒温的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明_________________________________________
_______________________________。
(3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？____________________________
___________________________________________________________________________。
(4)该同学的操作中有一处错误，请改正。____________________________________
_____________________________________________________________________________。
(5)该实验得出的结论是___________________________________________________
__________________________________________________________________________。
解析：　(1)根据表中信息，因 ( http: / / www.21cnjy.com )变量是颜色变化。温度为无关变量，无关变量要保持相同且适宜，因此实验过程中选择37 ℃恒温是为了排除温度因素对结果的干扰，且37 ℃是唾液淀粉酶起催化作用的最适温度。(2)由于淀粉遇碘液变蓝，而3号试管加碘液后出现橙黄色，说明淀粉已被完全分解。(3)反应速率较快时，可对唾液加水稀释，从而减慢反应速率。(4)该同学的操作应将步骤③移到②之前。(5)根据表中数据可知，实验结论为唾液淀粉酶的活性受pH的影响，唾液淀粉酶的最适pH是6.8，高于或低于此pH时，酶活性都会降低。
答案：　(1)颜色变化　保证温度恒 ( http: / / www.21cnjy.com )定，排除温度对实验过程的干扰；37 ℃是唾液淀粉酶的最适催化温度　(2)淀粉已经完全分解　(3)适当稀释唾液　(4)将步骤③移到②之前　(5)唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低
1．(经典高考)为了研究温度对某种酶 ( http: / / www.21cnjy.com )活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：【来源：21·世纪·教育·网】
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。
(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会________。
(3)如果在时间t2时，向C组 ( http: / / www.21cnjy.com )反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量______，原因是_____________________________________。
(4)生物体内酶的化学本质是________________，其特性有________________(答出两点即可)。21·世纪*教育网
解析：　(1)分析曲线图可知：在B组(4 ( http: / / www.21cnjy.com )0 ℃)，反应到达化学平衡所需要的时间最短，故三个温度条件下，该酶活性最高的是B组。(2)从曲线图来看，三个温度条件较适合的是40 ℃，而A组是20 ℃条件下温度对某种酶活性的影响曲线，故在时间t1之前，反应尚未达到化学平衡之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会加快。(3)C组为60 ℃条件下温度对某种酶活性的影响曲线，看图可知，在时间t2时，产物浓度不再改变，高温酶已经失活，此时向反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量也不变。(4)生物体内酶的化学本质是蛋白质或RNA，其特性有高效性、专一性、作用条件温和。www-2-1-cnjy-com
答案：　(1)B　(2) ( http: / / www.21cnjy.com )加快　(3)不变　60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加　(4)蛋白质或RNA　高效性、专一性【出处：21教育名师】
2．(经典高考)回答下列问题：
(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变 ( http: / / www.21cnjy.com )化如上图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是________________________________________。若要去除衣服上的血渍，应选择含有________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是________________________________。
(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在 ( http: / / www.21cnjy.com )市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法________(填“合理”或“不合理”)，理由是_________________________________。
(3)已知溶液的pH可以影响酶的活性， ( http: / / www.21cnjy.com )请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中____________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。
解析：　(1)高温会使蛋白质变性失活，通 ( http: / / www.21cnjy.com )常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗，血渍的主要成分是蛋白质，因为碱性条件下只有蛋白酶丙有活性，故选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉。(2)脂肪酶的化学本质是蛋白质，蛋白酶会降解脂肪酶，故为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶是不合理的。(3)氨基酸是两性化合物，羧基显酸性、氨基显碱性，pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中羧基和氨基等基团的解离状态。
答案：　(1)开水使血中的蛋白质变性而沉 ( http: / / www.21cnjy.com )淀，难以清洗　蛋白酶丙　　碱性条件下只有蛋白酶丙有活性　(2)不合理　蛋白酶会降解脂肪酶　(3)羧基和氨基
析个性 第1题考查了温度对酶活性的影响和酶的本质与特性；第2题结合生活实践考查了酶的专一性和pH对酶活性的影响
找共性 两个题目都以曲线分析题形式考查了酶的特性和影响酶活性的因素。解答此类问题要学会构建影响酶活性的曲线，掌握此类曲线的分析方法
1．模型建构法分析影响酶促反应的因素
(1)反应物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系(图1、图2)
①图1：在其他条件适宜、酶量一定的情 ( http: / / www.21cnjy.com )况下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快，但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
②图2：在反应物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。
(2)温度和pH与酶促反应速率的关系(图3)
①图3：温度和pH是通过影响 ( http: / / www.21cnjy.com )酶活性来影响酶促反应速率的；反应物浓度和酶浓度是通过影响反应物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
②图3：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化不改变酶作用的最适pH。
(3)反应时间与酶促反应的关系(图4、图5、图6)
①图4、图5、图6的时间t0、t1和t2是一致的。
②随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因积累而增多。
③t0～t1段，因反应物较充足，所以反应 ( http: / / www.21cnjy.com )速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率较快。t1～t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢。t2时，反应物被消耗完，生成物不再增加，此时反应速率为0。
2．“四看法”分析酶促反应曲线
1．(2022·淄博模拟)温度会影 ( http: / / www.21cnjy.com )响酶促反应速率，其作用机理可用坐标曲线表示如图。其中a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是(　　)21世纪教育网版权所有
A．随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加
B．处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的
C．酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果
D．酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低
C　[由曲线a可知，随着温度 ( http: / / www.21cnjy.com )的升高，底物分子具有的能量增加，A错误；处于曲线c中1、2位点酶促反应速率相等，但酶分子活性不一定相同，B错误；由图可知，底物分子的能量与酶空间结构都会影响酶促反应速率，C正确；由图可知，酶适于低温保存，原因是低温只是抑制酶活性，不会使酶变性失活，D错误。]【来源：21cnj*y.co*m】
2．(2021·云南两校高三联考)如图曲线乙表示在外界条件均适宜时，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是(　　)21教育名师原创作品
A．反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B．酶量增加后，图示反应速率可用曲线丙表示
C．降低pH，重复该实验，A、B点位置都不变
D．B点后，升高温度，酶活性增强，曲线将呈现甲所示的变化
A　[AB段反应速率随反应物 ( http: / / www.21cnjy.com )浓度增加而增加，反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，A正确；酶量增加后，反应速率增大，图示反应速率可用曲线甲表示，B错误；曲线乙表示在外界条件均适宜时，反应物浓度与酶促反应速率的关系，降低pH，重复该实验，A、B点位置均将下降，C错误；B点后，升高温度，酶活性下降，曲线不会呈现甲所示变化，D错误。]
3．(2022·甘肃模拟)如图是某小组同学做的相关酶促反应所得的图形曲线，根据题目条件回答下列问题：
(1)在甲、乙、丙三支试 ( http: / / www.21cnjy.com )管中分别加入一定量的淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液，在不同的温度条件下(均低于最适温度)反应，产物量随时间的变化曲线如图。甲、乙、丙三支试管所处的温度大小为 ________________。T1之后甲试管中酶促反应的速率的变化情况为 ____________________。若适当提高甲试管的温度，则A点如何移动？________________。
(2)若乙试管：3 mL3%的过氧化氢溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液＋2滴过氧化氢酶溶液；丙试管：3 mL3%的过氧化氢溶液＋2滴3.5%的FeCl3溶液。则乙、丙曲线的不同说明酶具有 ________，若适当增加过氧化氢的量，则丙试管的曲线中B点会 __________移动。
解析：　(1)图中甲、乙、丙三支试管 ( http: / / www.21cnjy.com )的反应速度率为甲＞乙＞丙，且均低于最适温度，故所处的温度为甲＞乙＞丙。随着反应的进行，甲试管中酶促反应的速率在稳定一段时间后，由于底物不断减少产物不断积累，导致酶促反应速率不断下降。适当提高甲试管的温度，反应速率加快，但A点取决于底物的多少，不会移动。由曲线看出，当反应时间为T1之后，甲试管中酶促反应的速率为0。(2)若乙试管：3 mL3%的过氧化氢溶液＋2滴过氧化氢酶溶液；丙试管：3 mL3%的过氧化氢溶液＋2滴3.5%的FeCl3溶液。则乙、丙曲线的不同说明酶具有高效性，若适当增加过底物氧化氢的量，则丙试管的曲线中B点会向上移动。
答案：　(1)甲＞乙＞丙　速率为0　不动(或保持不变)　(2)高效性　向上
一、网络构建
二、要语必记
1．酶的来源及本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
2．酶的特性：酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。
3．影响酶活性的因素
(1)低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。
(2)高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。
4．酶的作用原理：降低化学反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
微专题突破1　变量控制在酶相关实验中的应用
1．实验变量分析
实验过程中可以变化的因素称为变量。在生物实验设计中对“变量”的确立、操纵成为实验设计成功与否的关键。
(1)变量类型
(2)变量控制原则
无论一个实验有几个自变量，都应确定一个自变 ( http: / / www.21cnjy.com )量对应观测一个因变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。单变量原则要求在实验组和对照组的实验中都只能有一个变量，这样得出的实验结果与单一变量之间就能形成一一对应关系，便于观察实验结果，以及便于分析实验结果的成因。
(3)无关变量要一致(等量原则)
在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，而 ( http: / / www.21cnjy.com )且不同的实验组中无关变量应完全相同，这样就可排除无关变量对实验的干扰，排除实验偶然性，提高实验的正确率。
2．实验设计策略
3．步骤书写
(1)步骤
第一步：等量分组、编号(注意不同实验材料“等量”的描述)；
第二步：单一变量处理，其他条件相同且适宜(无关变量的控制)；
第三步：观察记录结果。
(2)实验结果
结论：将实验的结果用文字、曲线图、柱形图、表格等形式予以表达。
1．(2021·安徽江淮十校联考)下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是(　　)
A．验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类
B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C．探究温度对酶活性影响时，自变量是温度
D．探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组
C　[验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类 ( http: / / www.21cnjy.com )，也可以是底物的种类，A错误；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，B错误；探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，C正确；探究酶催化最适pH时，过酸、过碱会使酶变性，使结果不精确，应设置酸性、中性、碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确，D错误。]
2．(2022·河北模拟)下列有关实验设计的叙述中，正确的是(　　)
A．实验材料的数量、温度和时间都可能是实验的变量
B．各种实验都必须单独设置对照组，确保单一变量
C．数据测量时只要认真记数，无需多次测量求平均值
D．探究实验中，实验结果总是与提出的假设一致
A　[变量即实验过程中可以变化的因素，实验材 ( http: / / www.21cnjy.com )料的数量、温度和时间都可能是实验的变量，A正确；探究实验一般都需要设置对照组，但也可能均为实验组，各组之间形成相互对照，B错误；进行数据测量时，为了减少误差，需多次测量求平均值，C错误；探究实验中，可能出现实验的结果与假设矛盾的情况，可能是假设不正确，那么就需要进一步查找资料，重新作出假设，也可能是实验过程中的某一环节出了问题，那么就需要重新进行实验，D错误。]
3．(2022·成都模拟)物质甲作为抑制剂 ( http: / / www.21cnjy.com )能与蔗糖酶结合或分离，从而改变蔗糖酶的活性。在适宜温度、pH等条件下，某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液均分为若干份，分别加入到不同浓度的等量蔗糖溶液中，检测发现，蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是(　　)
A．物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强
B．物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性
C．蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离
D．反应体系中没有甲时，蔗糖溶液的浓度会改变酶活性
C　[根据题意可知，物质甲属于抑制剂，即物 ( http: / / www.21cnjy.com )质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力降低，导致酶的催化效率降低，A错误；物质甲与蔗糖酶的结合能降低酶活性，从而改变酶的高效性，但不改变专一性，B错误；蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离，从而使酶活性升高，蔗糖的水解速率增大，C正确；反应体系中没有甲时，蔗糖溶液的浓度不会改变酶活性，只是改变酶促反应速率，D错误。]
4．酶抑制剂能降低酶的活性，不 ( http: / / www.21cnjy.com )同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图，请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________________，实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量有________________________________(至少答出两项)。
(2)据图分析，随着底物浓度的升 ( http: / / www.21cnjy.com )高，抑制剂________(填类型)的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析，推测抑制剂降低酶促反应速率的原理是__________________________
_____________________________________________________________。
(3)某同学认为该实验小组的实验 ( http: / / www.21cnjy.com )过程应是：a.将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份；b.在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；c.在①中加入一定量的蒸馏水，②中加入等量的抑制剂Ⅰ，③中加入等量的抑制剂Ⅱ；d.定时取样检测各反应中底物的量或产物的量，记录实验结果并绘图。你认为该实验操作是否正确？________。如果不正确，请进行改正，________________________________________
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)由图可知， ( http: / / www.21cnjy.com )该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。(2)由图可知，随着底物浓度的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性，酶能降低化学反应所需的活化能。(3)该实验操作不正确，若对酶处理前先将酶与底物混合，则酶会与底物发生反应，故应先对酶进行不同的处理，然后再将处理后的酶与底物混合。
答案：　(1)抑制剂种类和底物浓 ( http: / / www.21cnjy.com )度　温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等　(2)Ⅰ　在抑制剂的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化学反应活化能的能力下降(合理即可)　(3)不正确　步骤c应与步骤b互换，即先对酶溶液进行处理再加入底物(合理即可)
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