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第三章 细胞中能量的转换和利用
第一节 生命活动需要酶和能源物质
第1课时 酶与酶促反应
1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。
2.活动：探究酶的催化作用具有高效性、专一性。
酶的化学本质及作用
1.关于酶的化学本质的探索
（1）1857年，巴斯德证实了酒精发酵是由酵母菌引起的。
（2）1897年，毕希纳证明了引起发酵的是酵母菌所含的酶，而不是酵母
菌本身。
（3）1926年，萨姆纳证明了脲酶是蛋白质，提出了酶是①________的观点。
（4）1936年，科学家制取了胃蛋白酶、胰蛋白酶等的结晶，确立②____
是蛋白质的观念。
（5）20世纪80年代，科学家发现少数③______也具有生物催化功能。
蛋白质
酶

（2）作用：④______。
①活化能：在一定温度下，分子从______转变为容易发生化学反应的过
渡态所需的能量。处于过渡态的分子称为活化分子。通过加热或光照等方
法，或使用________等，都会使活化分子增多。
②实质：降低__________________。
催化
基态
催化剂
化学反应的活化能
③图解
酶催化
降低
（1）酶只能在活细胞内发挥作用。( )
×
解析：酶在细胞内、外均能发挥作用。
×
解析：加热为分子活化提供能量，不能降低化学反应的活化能。
（3）酶均是由氨基酸在核糖体上脱水缩合形成的。( )
×
［探究1］ 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶的催化
效率与处理时间的关系如下图所示。
据图分析，甲、乙两种酶的化学本质分别是 ___________
_____。
［探究2］ 唾液中含有唾液淀粉酶，如何验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋
白质？请完善以下实验。
组别 待测液 检验试剂 现象
实验组 ______ 双缩脲试剂 出现紫色
对照组 ____________ 双缩脲试剂 出现紫色
唾液
已知蛋白液
（1）图中三种活化能与不使用催化剂、使用无机催化剂、
使用酶作催化剂的对应关系是_______________________
______________________________________________。
（2）使用酶作催化剂时，酶所降低的化学反应的活化能表示为________。

1.酶的作用及化学本质
化学本质 绝大多数是蛋白质
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核（主要）
来源 一般活细胞中均能产生
生理功能 具有生物催化功能
作用场所 细胞内或细胞外
2.对照组和实验组的辨别
（1）对照组：未经过处理的组别（自然状态下或已知实验结果的组别）。
（2）实验组：经过处理的组别（未知实验结果的组别）。
1.酶是一类生物催化剂。下列叙述正确的是( )
A.酶是具有生物催化作用的蛋白质
B.酶是活细胞产生的，在体外也能发挥作用
C.酶为化学反应提供能量，从而提高反应速率
D.酶在催化底物时，结构不会发生变化，否则将失活
√
√
√
√
（1）酶不仅能在细胞内发挥作用，在细胞外和生物体外也能发挥作用。
（2）酶作用的机理是降低化学反应的活化能，酶不能为化学反应提供能量。
（3）酶作为催化剂可改变化学反应的反应速率，但反应前后酶的自身性
质和数量不变。
（4）合成酶的原料为氨基酸或核糖核苷酸。
酶的特性
1.探究酶催化作用的高效性
（1）过程
试管编号 加入物质 处理 现象
1 滴入等量蒸馏水 基本无气泡，木条②
________
2 有③______气泡，木
条复燃
3 滴入等量新鲜的④______
_____（含过氧化氢酶） 有⑤______气泡，木
条猛烈燃烧

不燃烧
少量
酵母
菌液
大量
（2）结论：酶具有⑥______作用，且与无机催化剂相比具有⑦________。
催化
高效性
2.酶的催化作用具有专一性
（1）概念和机理
一种或一类
空间结构
（2）证明酶的催化作用具有专一性的实验
项目 试管编号
1 2
可溶性淀粉溶液 —
蔗糖溶液 —
淀粉酶溶液
新配制的斐林试剂
实验现象 ⑩______________ ________________
实验结论 酶的催化作用具有专一性
有砖红色沉淀
没有砖红色沉淀
（1）每一种酶只能催化一种或一类化学反应。( )
√
（2）二肽酶能够催化多种二肽水解，说明不是所有的酶都具有专一性。
( )
×
解析：二肽酶能催化多种二肽水解，而不是催化多肽水解，说明酶具有专
一性。
（3）蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体
现了酶催化作用的专一性。( )
√
（4）由于酶在化学反应前后性质和数量没有改变，所以酶的催化作用具
有高效性。( )
×
解析：酶的催化作用具有高效性是由于与无机催化剂相比，酶能够显著降
低化学反应的活化能。
［探究］ 淀粉和蔗糖都是非还原糖，但淀粉水解后会生成麦芽糖，蔗糖
水解后会产生葡萄糖和果糖，麦芽糖、葡萄糖和果糖都是还原糖。下表为
比较淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用实验，回答下列问题：
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 -
蔗糖溶液 -
新鲜的淀粉酶溶液
新配制的斐林试剂
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
（1）1号试管有砖红色沉淀生成，说明__________________________；2
号试管未出现砖红色沉淀，说明________________。从该实验得到的结论
是________________________________________________________。
产生了还原糖，淀粉被水解
蔗糖没有被水解
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性
（2）上述实验中______（填“能”或“不能”）使用碘液代替斐林试剂作为
鉴定试剂，原因是________________________________________________
_____________。
不能
碘液只能检测淀粉的有无，蔗糖无论是否被水解都不
会使碘液变色
（3）该实验的自变量和因变量分别是_______________________________
___。
（4）本实验的设计思路是____________________________________。
底物的种类、底物是否被淀粉酶水解
探究同一种酶是否能催化不同底物水解
1.以曲线形式反映酶的高效性和专一性
（1）表示酶高效性的曲线
①催化剂可加快化学反应的速率，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，不改变化学反应的平衡点。
③酶只能催化已存在的化学反应。
（2）表示酶专一性的曲线
①加入酶B的反应速率和未加酶条件下的反应速率相同，即酶B对此反应
无催化作用，说明酶的催化作用具有专一性。
②一定范围内，加入酶A的反应速率随底物浓度的增大明显加快。
（2）验证酶的高效性实验设计方案
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
1.为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：
步骤 基本过程 试管A 试管B
1
2 加入酵母菌液 少许 —
3 — 少许
4 检测
据此分析，下列叙述错误的是( )
A.实验的自变量是催化剂的种类
B.可用产生气泡的速率作为检测指标
C.该实验能说明酶的作用具有高效性
D.不能用鸡肝研磨液代替酵母菌液进行实验
√
A.甲和乙试管对照，说明酶具有专一性
B.甲和丙试管对照，自变量为温度
C.甲试管内出现砖红色沉淀，乙试管不
出现砖红色沉淀
D.若用双缩脲试剂检验，结果不会出现
紫色
√
解析：选D。甲试管和乙试管对照，其单一变量是酶的种类，说明酶具有
专一性，A正确；甲试管和丙试管对照，其单一变量是温度，B正确；甲
试管是适宜温度条件下，唾液淀粉酶将淀粉水解成还原糖，用斐林试剂鉴
定还原糖时在水浴加热后能看到砖红色沉淀，乙试管的胃蛋白酶不会水解
淀粉，试管中不会产生还原糖，不会出现砖红色沉淀，C正确；双缩脲试
剂用于检测蛋白质，唾液淀粉酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，酶在酶
促反应中作为催化剂不会被消耗，故三支试管中都会出现紫色，D错误。
【知识框架】
随堂 效果检测
1.（2025·江苏高一联考）下列有关酶的叙述，正确的是( )
A.酶的水解产物一定是氨基酸
B.酶为化学反应提供了活化能
C.酶是具有催化功能的有机物
D.一种酶的活性中心能与多种不同底物结合
√
√
3.底物与酶活性中心结合，会诱导酶
发生构象变化，使酶的活性中心变得
与底物的结构互补，两者相互契合，
从而发挥催化功能，如下图所示。下
列相关叙述错误的是( )
√
4.为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一
定的试剂进行检测，合理的实验方案是( )
组别 ① ② ③ ④ ⑤
酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶
反应物 蛋白质 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖
A.①和③对比，用双缩脲试剂检测 B.②和④对比，用碘液检测
C.④和⑤对比，用斐林试剂检测 D.③和④对比，用双缩脲试剂检测
√
解析：选B。①和③对照的自变量是酶的种类，但蛋白酶和淀粉酶的本质
都是蛋白质，在反应前后性质不变，用双缩脲试剂检测均会发生紫色反应，
同理③和④用双缩脲试剂检测也均会发生紫色反应，A、D不合理；②和
④对照的自变量是酶的种类，淀粉遇碘变蓝，淀粉酶能水解淀粉，而蛋白
酶不能水解淀粉，故可用碘液进行检测，根据两组颜色反应的不同证明酶
的专一性，B合理；④和⑤对照的自变量是反应物的种类，淀粉酶使淀粉
水解生成还原糖，麦芽糖也属于还原糖，故用斐林试剂检测都会出现砖红
色沉淀，C不合理。
5.（多选）在各小型圆底烧瓶内盛等量的过氧化氢溶液，并向各瓶中迅速
加入等量如下图所示的相应物质，烧瓶口紧包着一个小气球，使烧瓶沉于
烧杯底部的同一位置（瓶内有气体产生，烧瓶即可浮起）。下列相关分析
错误的是( )
√
√
√

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