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(共37张PPT)
第三单元
细胞的代谢
考查内容
1.举例说明细胞中的能量转化(生命观念、科学思维)
2.解释ATP在细胞生命活动中的作用(科学思维)
3.通过分析小资料，描述酶的发现历程并理解酶的概念(科学思维、科学探究)
4.举例说明酶是生物催化剂(生命观念、科学思维)
5.通过活动，说明酶的催化功能具有专一性和高效性(科学思维、科学探究)
6.分析酶的催化作用受许多因素的影响(生命观念、科学思维、科学探究)
1.发现历程
2.酶的本质和功能
3.特性
(1)高效性：酶的催化效率________。
(2)专一性：一种酶只能催化______________________________的反应。
(3)酶作用需要适宜的条件：酶的催化功能受许多因素的影响，如______________等。此外，____________________________________________等都会影响酶的活性。
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.酶、载体蛋白、抗体、激素、转运RNA在发挥作用后均立即被降解失活。(　 　)
2.酶是生物体内产生的一类具有调节和催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质。
(　 　)
3.RNA聚合酶在细胞核内合成并发挥作用，属于核酶。(　 　)
4.所有酶的合成都包括转录和翻译两个过程。(　 　)
5.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。(　 　)
6.酶提供了反应过程所必需的活化能。(　 　)
7.同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同、代谢不同。(　 　)
极高
一种底物或少数几种相似底物
pH、温度
有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂







考向1　酶的本质和作用
1.酶的误区辨析
误区 辨析
酶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
酶在适宜温度下保存 酶在低温下保存，一般在4 ℃左右
酶具有催化、调节等多种功能 酶只具有催化功能
酶在代谢中发挥作用后失活而需不断合成 酶在反应前后不变
酶可以加快反应的速率，使产物生成总量增多 产物生成量和底物量有关
细胞代谢能够有条不紊地进行主要由酶的高效性决定 细胞代谢能够有条不紊地进行主要由酶的专一性决定
酶的催化作用是指能为化学反应提供能量或活化能 酶的催化作用是指降低化学反应的活化能
2.酶的作用机理分析(如图所示)
1.在酶促反应中，酶没有给反应提供能量，只是降低了反应的活化能，从而促进反应进行。
2.酶促反应的过程：底物＋酶→酶－底物复合物→复合物形状发生一定变化→酶(恢复原状)＋产物。
例 1
大多数酶是球蛋白，表面有一个或多个袋状的活性部位，底物分子与活性部位精确契合，催化反应才能发生。酶与底物结合后，常常会挤压或扭曲底物的化学键。下列说法中，错误的是(　 　)
A.酶的专一性与酶的活性部位有关
B.酶挤压或扭曲底物的某个化学键有利于降低反应的活化能
C.降低反应的活化能体现了酶的高效性
D.酶的催化过程既可以发生在细胞内也可以发生在细胞外
【解析】酶的活性部位与底物分子精确契合，一种酶只能催化一种或一类化学反应，所以酶的专一性与酶的活性部位有关，A正确；酶与底物结合后挤压或扭曲底物的化学键，能使底物更容易发生反应，有利于降低反应的活化能 ，B正确；酶的高效性是与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能。仅仅降低反应的活化能，并不能直接体现酶的高效性，C错误；酶在细胞内可参与细胞代谢反应，也可在细胞外，如唾液淀粉酶在口腔中催化淀粉水解，所以酶的催化过程既可以发生在细胞内也可以发生在细胞外，D正确。
C
B
例 2
为使反应物A→产物P，采取了酶催化(最适温度和pH)和无机催化剂催化两种催化方法，其能量变化过程用图甲中两条曲线表示；图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列分析中，错误的是(　 　)
A.距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因
B.适当升高温度，酶催化的曲线Ⅱ对应的距离a将下降
C.图乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表葡萄糖和果糖
D.图乙中若①代表胰蛋白酶，当pH稍低于最适值时，③④的生成速率也会下降
甲
乙
【解析】题图甲中曲线Ⅰ可代表无机催化剂催化的反应，曲线Ⅱ可代表酶催化的反应，距离b表示酶催化时降低的活化能(与无机催化剂催化的反应相比)，故距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因，A正确；题图甲中该酶所处的环境条件为最适条件，故将酶催化的反应温度升高，酶活性下降，导致其降低化学反应活化能的能力下降，a将上升，B错误；蔗糖由1分子果糖和1分子葡萄糖组成，C正确；pH会影响酶的活性，pH低于最适值时，酶活性降低，③④的生成速率也会下降，D正确。
高中生物涉及的部分酶及其作用
分类 酶的名称 酶的作用
水解酶 唾液淀粉酶、胰淀粉酶 催化分解淀粉
胰麦芽糖酶、肠麦芽糖酶 催化分解麦芽糖
胃蛋白酶、胰蛋白酶 催化分解蛋白质
胰脂肪酶、肠脂肪酶 催化分解油脂
DNA 酶 催化分解DNA
纤维素酶 催化分解纤维素
果胶酶 催化分解果胶
常见
代谢酶 酪氨酸酶 催化酪氨酸生成黑色素，衰老的细胞中酪氨酸酶活性降低，白化病患者体内不能合成酪氨酸酶
分类 酶的名称 酶的作用
与基因
有关
的酶 DNA 聚合酶 以DNA 的一条链为模板，催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
解旋酶 催化DNA 碱基对间氢键的断裂
逆转录酶 以RNA为模板，催化脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成
RNA 聚合酶 催化DNA 分子转录形成RNA
DNA 连接酶 催化DNA 片段的连接
限制性内切核酸酶 识别DNA 上特定核苷酸序列并催化其中特定的两个核苷酸间的磷酸二酯键水解
其他 溶酶体酶 催化细胞中衰老的细胞组织以及外源杂质等的水解
考向2　酶的特性及与酶有关的曲线分析
1.酶的高效性
(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，不改变化学反应的方向和平衡点。因此，酶不会改变最终生成物的量。
2.酶的专一性
(1)在底物A中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能催化底物A的反应。
(2)在底物A中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物A的反应。
(3)酶专一性的理论模型
3.酶的化学本质的探究
(1)将A、B两种酶分别用同一种蛋白酶处理，A酶活性不变，能抵抗该种蛋白酶的降解，则其化学本质不是蛋白质；B酶活性降低，能被蛋白酶降解，则其化学本质为蛋白质。
(2)B酶活性改变的原因是B酶在被降解的过程中分子结构发生改变。
4.影响酶活性因素的相关曲线
甲 乙
(1)分析图甲：在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过最适温度(pH)，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，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复其活性。
(2)分析图乙：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH7.0时，反应物剩余量最少，可能为最适pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
5.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
甲(在酶量一定的情况下)　　　乙(在底物足量的情况下)
(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度的增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再加快。
(2)图乙：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
例 3
(2025·金华模拟)用新制备的马铃薯悬液进行分解
H2O2的实验。在pH7.0、20 ℃条件下进行第1组实
验。若与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。
则据图分析，第2组实验提高了(　 　)
A.悬液中酶的浓度
B.反应体系的温度
C.H2O2溶液的浓度
D.反应体系的pH
【解析】提高了悬液中酶的浓度，只是加速化学反应的进程，不改变最终产物的量，A错误；提高了反应体系的温度，只是改变酶的活性，改变到达化学平衡点所用的时间，但不改变最终产物的量，B错误；提高了H2O2溶液的浓度，提高了化学反应速率，且使最终的产物量增加，C正确；提高了反应体系的pH，只是改变酶的活性，改变到达化学平衡点所用的时间，但不改变最终产物的量，D错误。
C
例 4
(2025·湖州期末)壳聚糖与纤维素具有相近的化学结构，纤维素酶对它们都有不同程度的水解作用。某科研小组以壳聚糖与纤维素为底物，比较不同的 pH 对纤维素酶活性的影响，实验结果如图所示。据图分析，下列叙述中，正确的是(　 　)
A.纤维素酶可以催化两种底物的水解，不具有专一性
B.该实验自变量是pH和底物种类，因变量是酶活性
C.通过增大底物的量能增强酶活性，提高酶促反应速率
D.纤维素酶对纤维素的催化效果强于对壳聚糖的催化效果
B
【解析】酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，纤维素酶具有专一性，A错误；分析题图可知，本实验研究的自变量是pH和底物种类，因变量是酶活性，B正确；酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，增加底物浓度不能增加酶促反应速率，C错误；纤维素酶对纤维素的水解作用，在pH小于4.8时强于对壳聚糖的水解作用，在pH大于4.8、小于6.3的范围内弱于对壳聚糖的水解作用，在pH约为4.8与6.3时，纤维素酶对纤维素和壳聚糖的水解作用相同，D错误。
1.首先要弄清横坐标和纵坐标表示的意义，相同的曲线在不同的坐标系中表示的含义不同；其次明确曲线中的几个关键点，如起点、与纵横轴的交点、拐点、最低点、最高点等。
2.在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，影响因素是横坐标所表示的因素；在生成物达到饱和后，限制因素是横坐标所表示的因素之外的其他因素。
课时作业
答案速对
第三单元　作业7　酶的本质、特性、作用及其影响因素
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 C B A D C C B
题号 8 9 10 11 12
答案 C C A B C
1.核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.核酶在核糖体上合成
B.核酶的基本单位是氨基酸
C.核酶具有专一性和高效性
D.核酶与核糖的元素组成相同
【解析】核酶是一类具有催化功能的单链RNA 分子，在原核细胞的拟核或真核细胞的细胞核中合成，A错误；核酶的基本单位是核糖核苷酸，B错误；酶具有专一性和高效性，C正确；核酶的组成元素是C、H、O、N、P，核糖的元素组成为C、H、O，二者的组成元素不完全相同，D错误。
C
2.体温不同的不同种高等哺乳动物体内都能产生麦芽糖酶，催化麦芽糖的水解，但产生的麦芽糖酶分子大小各有不同。下列关于这些麦芽糖酶的叙述，正确的是(　 　)
A.组成这些麦芽糖酶的氨基酸的种类和数量相同
B.这些麦芽糖酶的局部空间结构相似
C.这些麦芽糖酶具有相同的最适温度
D.麦芽糖酶为麦芽糖水解提供活化能
【解析】麦芽糖酶的化学本质是蛋白质，根据题干信息“体温不同的不同种高等哺乳动物体内都能产生麦芽糖酶，催化麦芽糖的水解，但产生的麦芽糖酶分子大小各有不同”，说明这些麦芽糖酶的结构有一定区别，因此组成这些麦芽糖酶的氨基酸的种类和数量可能不相同，A错误；根据题意可知，这些麦芽糖酶的结构有一定区别，但功能是类似的，因此推测这些麦芽糖酶的局部空间结构相似，B正确；根据题意可知，这些麦芽糖酶的最适温度不相同，C错误；麦芽糖酶只能降低化学反应的活化能，不能提供活化能，D错误。
B
3. (2025·绍兴模拟)T4 DNA 连接酶可将具有两个互补黏性末端的DNA 片段连接在一起。该反应过程需要ATP 水解产生的腺苷一磷酸(AMP)参与。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.ATP 的水解往往伴随着吸能反应
B.AMP 也可作为DNA 复制的原料
C.T4 DNA 连接酶无专一性
D.T4 DNA 连接酶为 DNA 片段连接供能从而加快反应
【解析】ATP 的水解供能，往往伴随着吸能反应，A正确；AMP 是腺嘌呤核糖核苷酸，不能作为DNA 复制的原料，B错误；T4 DNA连接酶能将两个互补黏性末端的DNA连接在一起，具有专一性，C错误；酶是降低化学反应的活化能，T4 DNA 连接酶不能为DNA 片段连接供能，D错误。
A
(2025·衢州期末)阅读下列材料，据此回答第4、5题。
全球市场三分之一的鱼子酱产自浙江省衢州市，鱼子酱加工过程中产生的边角料富含优质蛋白，随意丢弃不仅浪费资源，还会污染环境。利用木瓜蛋白酶处理边角料，可以变废为宝。
4. 下列关于木瓜蛋白酶的叙述，正确的是(　 　)
A.木瓜蛋白酶的化学本质是RNA
B.木瓜蛋白酶必须在细胞内才能发挥作用
C.木瓜蛋白酶能为蛋白质的分解过程提供部分能量
D.木瓜蛋白酶可分解蛋白质，但不能分解油脂，说明酶具有专一性
【解析】木瓜蛋白酶的化学本质是蛋白质，A错误；酶在细胞内和细胞外都可以起作用，B错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，C错误；酶具有专一性，木瓜蛋白酶可分解蛋白质，但不能分解油脂，D正确。
D
5. 某学习小组进行实验，探究木瓜蛋白酶的最适用量和最适pH，下列叙述中，错误的是
(　 　)
注：酶解度是指边角料中蛋白质的分解程度。
A.木瓜蛋白酶最适pH应为6.5
B.木瓜蛋白酶最适添加量应为0.020%
C.该酶只能在最适pH条件下测出活性
D.偏酸、偏碱会破坏酶空间结构，使酶解度降低
【解析】结合图示可知，木瓜蛋白酶最适pH应为6.5，A正确；结合图示可知，木瓜蛋白酶添加量应控制在0.020%，因为超过该值，酶解度不再增加，反而有所下降，B正确；酶在非最适pH条件下，也可能有活性，也能测出活性，但是最适pH条件下测出的活性是最高的，C错误；酶的作用条件较温和，偏酸、偏碱破坏酶空间结构，导致酶失活，使酶解度降低，D正确。
C
6.H2O2溶液常用于伤口及环境消毒，会引起细菌等微生物细胞内蛋白质结构发生改变。CAT是一种过氧化氢酶，可用于去除消毒后残余的H2O2。下列关于CAT的叙述，正确的是(　 　)
A.基本组成单位是脱氧核苷酸
B.能提供分解H2O2的活化能
C.去除残余H2O2的效果与反应的温度、pH有关
D.只能催化H2O2分解体现出CAT的专一性和高效性
【解析】CAT是一种过氧化氢酶，其化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，A错误；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，而不是为化学反应提供的活化能，B错误；CAT是一种过氧化氢酶，可用于去除消毒后残余的H2O2，其去除残余H2O2的效果受温度和pH等的影响，C正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应，只能催化H2O2分解体现出CAT的专一性，但不能体现CAT的高效性，D错误。
C
7. (2022·浙江6月选考)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是
(　 　)
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具有高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
【解析】低温可以抑制酶的活性，但低温既不能改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；淀粉酶在一定pH 范围内起作用，且具有最适pH，在该范围内，低于最适pH 时，酶活性随pH 升高而不断升高，高于最适pH 时，酶活性随pH 升高而不断降低，C错误；若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，蛋白酶会催化淀粉酶水解，淀粉的水解速率会降低，D错误。
B
8. (2025·绍兴期末)酶是生物催化剂，其活性受多种因素
的影响。如图所示曲线为不同pH对三种蛋白酶活力的影
响，下列叙述中，错误的是(　 　)
A.酶活性用来表示酶作用的强弱
B.甲酶由pH6转移至pH2环境，其活力不变
C.乙酶的活力不受pH影响
D.丙酶较乙酶的适宜pH范围窄
【解析】酶的活力是指酶催化相关化学反应的能力，可以用单位时间内产物的增加量或反应物的减少量表示，酶活性用来表示酶作用的强弱，A正确；分析曲线可知，甲酶最适宜pH为2左右，其在pH6的环境中会失活，而且不可恢复，因此，甲酶由pH6转移至pH2环境，其活力不变，B正确；乙酶的化学本质是蛋白质，其活性会受pH影响，只是在图示范围内乙酶的活性几乎不变，C错误；在图示pH范围内，乙酶的活力几乎不受pH影响，可见丙酶较乙酶的适宜pH范围窄，D正确。
C
9.(2025·浙江6月选考)血红素是血红蛋白的组成成分，其合成的简要过程如图所示，其中甲、乙和丙代表不同的物质，酶X能催化甲和乙转变为丙，“(－)”表示抑制作用。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.酶X为甲和乙的活化提供了能量
B.与甲、乙结合后，酶X会发生不可逆的结构变化
C.血红素浓度过高会通过反馈调节抑制酶X的活性
D.随着甲和乙的浓度提高，酶X催化反应的速率不断提高
【解析】酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供能量，A错误；酶与底物结合是可逆的，反应完成后酶会恢复原状，B错误；据图可知，图示中“(－)”表示血红素对酶X的反馈抑制，血红素浓度过高会通过反馈调节抑制酶X的活性，从而使血红素浓度维持在相对稳定的状态，C正确；一定范围内，反应速率会随底物浓度增加而提高，但达到酶饱和后速率不再变化，此外血红素的反馈抑制会限制速率持续提高，D错误。
C
10.科学家研究发现，“细胞外烟酰胺磷酸核糖转移酶(eNAMPT，蛋白质类)”不仅能延长小鼠的寿命，还逆转了小鼠身体机能的衰老。下列说法中，错误的是(　 　)
A.酶只能在生物体内发挥作用
B.eNAMPT可与双缩脲试剂反应呈紫色，高温变性后仍能与该试剂发生紫色反应
C.基因通过控制eNAMPT的合成，影响代谢过程，进而控制生物的性状
D.eNAMPT的催化具有高效性和专一性，其作用的发挥离不开特定的空间结构
【解析】酶只要不失活，在生物体外也能发挥作用，A错误；eNAMPT是一种蛋白质，蛋白质可与双缩脲试剂反应呈紫色，高温变性后肽键并没有断裂，其仍可与双缩脲试剂发生紫色反应，B正确；基因通过控制eNAMPT的合成，影响代谢过程，进而控制生物的性状，C正确；eNAMPT的催化具有高效性和专一性，其作用的发挥离不开特定的空间结构，D正确。
A
11.脲酶能催化尿素分解为NH3和CO2。
如图所示为pH对两种脲酶的相对酶活
性(酶活性与酶最大活性的百分比)的影
响。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.两种脲酶的最适温度相同
B.两种脲酶的空间结构部分相同
C.两种脲酶只能在碱性环境中发挥作用
D.pH为7.8时两种脲酶催化生成NH3量相同
【解析】由题图可知，该实验的自变量是pH和脲酶的种类，因变量是相对酶活性的变化，根据实验数据不能分析出两种脲酶的最适温度相同，A错误；脲酶能催化尿素的分解，即均能以尿素作为底物，据此可推测，两种脲酶的空间结构部分相同，B正确；由题图可知，实验没有设置在酸性条件下研究相对酶活性的实验，因此不能说明两种脲酶只能在碱性环境中发挥作用，C错误；pH为7.8时两种脲酶的相对酶活性相同，但不能说明此时两种酶活性相同，因而催化生成的NH3量不一定相同，D错误。
B
12.(2025·宁波期末)细胞内的各种化学反应都离不开酶的催化作用，如图所示为酶催化某物质水解反应的示意图，下列叙述中，正确的是(　 　)
A.该图可表示唾液淀粉酶催化淀粉水解的过程
B.酶催化反应过程中，酶的空间结构未发生改变
C.酶能降低底物发生化学反应的活化能
D.所有的酶都只能在细胞内发挥催化作用
【解析】淀粉是由多个葡萄糖组成的生物大分子，该图中不能表示淀粉的水解过程，A错误；根据诱导契合学说可知，酶在催化过程中，其空间结构会发生改变，B错误；酶的催化实质是：酶能降低化学反应的活化能，C正确；酶在适宜的环境条件下，也能在细胞外发挥作用，D错误。
C

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