第08讲 酶和ATP（第一课时）（讲义）（解析版）

第08讲酶和ATP（第一课时）名目TOC\o"1-3"\h\u01考情透视·目标导航 202学问导图·思维领航 303考点突破·考法探究 3考点一酶的本质和作用 3学问点1酶的本质和作用 3学问点2关注教材涉及中酶及其作用（常考点） 8考向1结合酶的本质、作用和特性，考查生命观念 10考点二酶的特性及酶相关试验 11学问点1酶的高效性 11学问点2酶的专一性及验证专一性试验 12学问点3教材中具有“专一性”的物质总结（常考点） 13学问点4探究影响酶活性的条件 14学问点5影响酶促反应速率的因素的曲线分析 17考向1结合酶的特性，考查科学探究 18考向2结合外界因素对酶活性的影响，考查科学思维 21考向3结合与酶有关的试验探究，考查科学探究 2204真题练习·命题洞见 2305长句分析·规范作答 26一、教材学问链接 26二、教材深挖拓展 26三、长句规范作答 27考点由高考知核心学问点猜测酶考点一：酶的作用和本质（3年8考，全国卷3年1考）（2023广东）酶的本质（2023浙江）酶的本质（2022全国）酶的本质（2022湖南）酶的本质题型：选择题、解答题内容：（1）常结合动物生命活动的调整、细胞代谢综合、酶的特性及相关的变量分析考查（2）一般会结合光合作用和呼吸作用一起来考核。考点二：酶的特性及相关试验（3年38考，全国卷3年3考）（2023浙江）酶的特性（2023湖南）酶的特性（2022浙江、2022广东）酶的特性（2021浙江）酶的特性试验课标要求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.探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素3.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。新旧教材对比增：①淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用；②ATP供能机制及实例；③“～”特殊化学键不稳定的缘由；④吸能反应与放能反应的实例。改：①ATP中文名称，“～”代表特殊的化学键，不再说高能磷酸键；②能量“通货”改为能量“货币”。强化：过酸、过碱或高温对酶活性影响由小字改为宋体。考点一酶的本质和作用学问点1酶的本质和作用1.酶与细胞代谢的关系：（1）细胞中每时每刻都进行着很多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢的主要场所：细胞质基质（2）细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。（3）代谢类型：①物质代谢②能量代谢留意：细胞代谢离不开酶的催化2.酶的催化作用试验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）试验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。（2）试验原理：2H2O2eq\o(→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O＋O2↑①加热是化学反应常见的条件；②Fe3+是无机催化剂；③新颖肝脏中含有过氧化氢酶。（3）推断H2O2的分解快慢依据：O2的产生量①点燃的卫生香的复燃状况；②气泡冒出状况（4）试验过程和现象对比试验对比组试验组试管编号1234一H2O2浓度3%3%3%3%无关变量（相同且适宜）剂量2mL2mL2mL2mL二反应条件常温90℃FeCl3溶液肝脏研磨液（H2O2酶）自变量剂量2滴清水2滴清水2滴2滴结果气泡产生不明显少量较多小气泡大量较大气泡因变量卫生香复燃状况不复燃不复燃变亮复燃，猛烈燃烧（5）试验结论：①1、4号试管对比，说明酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可以加快化学反应速率。②3、4号试管对比，说明酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。③与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。3.把握变量及教材中自变量把握中的“加法原理”和“减法原理”（1）把握变量和设计对比试验①自变量：人为把握的对试验对象进行处理的因素（不同条件X）②因变量：因自变量转变而变化的变量（结果Y）③无关变量：除自变量外，试验过程中还存在一些对试验结果造成影响的可变因素（相同条件a）④对比试验：除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持全都，并将结果进行比较的试验；对比试验一般要设置对比组和试验组。提示：Y=a+f(x)（2）“加法原理”和“减法原理”①加法原理：与常态相比，人为增加某种影响因素。第2组、第3组、第4组就是利用了加法原理。②减法原理：与常态相比，人为去除某种影响因素。艾弗里肺炎球菌转化试验：第一组：R型活菌+S型菌的细胞提取物→混合培育其次组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+蛋白酶→混合培育第三组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+RNA酶→混合培育第四组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+酯酶→混合培育第五组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+DNA酶→混合培育提示：其次~五组就是利用了减法原理。争辩甲状腺激素的功能：第1组：健康的动物不做处理(空白对比)第2组：健康的动物饲喂肯定量的甲状腺激素(加法原理)第3组：将健康的动物甲状腺摘除(减法原理)4.酶的催化作用机理图中①表示：无催化剂时化学反应所需的活化能。图中②表示：无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。图中④表示：酶催化时化学反应所需的活化能。图中③表示：无机催化剂降低的活化能。图中⑤表示：酶降低的活化能，酶更显著地降低化学反应的活化能。意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温存条件下快速有序地进行。【教材隐性学问】（人教版必修1P78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，可以调整生命活动吗？（1）共同点：①只能催化自然条件下能发生的化学反应；②化学反应前后酶的数量和性质均不变；③加快化学反应的速率（降低化学反应的活化能），缩短达到化学平衡的时间，但不能转变化学反应的方向和化学平衡；（2）催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调整功能，也不作为能源（或组成）物质。【名师点拨】①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应供应能量。②酶可以重复多次利用，不会马上被降解。③检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观看其消逝状况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。5.酶的本质探究：（1）1857年，法国微生物学家巴斯德认为发酵需要酵母活细胞参与。（2）德国化学家李比希认为发酵是某些物质在细胞死亡裂解后的作用。（3）德国化学家毕希纳证明酵母细胞提取液和活细胞一样可以引起发酵，并把这种物质称为酿酶。（4）1926年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶的结晶，证明白脲酶是一种蛋白质。（5）20世纪80年月，切赫和奥尔特曼少数RNA也具有生物催化功能。结论：酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。【教材隐性学问】源于必修1P81“关于酶本质的探究”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母细胞引起的，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母细胞中的某些化学物质，不肯定需要活的细胞。请你利用酵母细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个试验来结束这一争辩。将酵母细胞研磨粉碎、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(模拟毕希纳的试验)。6.酶的本质：（1）本质：绝大多数是蛋白质，少部分是RNA。（2）合成原料：氨基酸或核糖核苷酸。（3）合成场所：核糖体或细胞核等。（4）作用场所：可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用。（5）来源：一般活细胞都能产生酶(哺乳动物成熟的红细胞除外)（6）功能：具有催化作用(降低化学反应的活化能）提示：酶催化反应时空间结构可能转变【巧记技巧】酶概念的1个“二”和3个“一”【教材隐性学问】源于必修1P80“拓展应用”：设计简洁的试验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明试验思路。→向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都消灭紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。7.验证酶的化学本质：（1）颜色反应法：蛋白质类酶可用双缩脲试剂鉴定，反应后呈紫色。（2）酶解法：甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。【易错提示】有关酶的本质和作用项目错误说法正确理解产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)化学本质蛋白质有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA)作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响低温存高温均使酶变性失活低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活作用酶具有调整、催化等多种功能酶只起催化作用来源有的可来源于食物等酶只在生物体内合成【归纳总结】酶和激素的比较“一同三不同”项目酶激素来源及作用场所活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用特地的内分泌腺或特定部位细胞产生；一般细胞外发挥作用化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质生物功能催化作用调整作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不行缺少学问点2关注教材涉及中酶及其作用（常考点）1.消化酶：是一类水解酶。有的由消化腺分泌到下消化道中,属于胞外酶，有的则参与细胞内消化，如溶酶体中的一些酶。2.溶酶体酶：一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。P一49、533.溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。P选一684.脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分别提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。P一795.过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特殊在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。P一776.酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶①白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因。P二71②老年白发是由于细胞年轻，酪氨酸酶活性下降。P一1247.细胞工程中的酶①纤维素酶(将纤维素水解为葡萄糖)P选三38②果胶酶(将果胶水解为半乳糖醛酸)，可用于制备植物原生质体；③胰蛋白酶、胶原蛋白酶(动物细胞培育)。8.基因工程中的酶P选三71、77①限制酶：特异性切割DNA分子②DNA连接酶：连接两个DNA片段③耐高温的DNA聚合酶：用于PCR技术扩增目的基因(耐高温)9.中心法则相关酶①DNA复制：以DNA为模板的DNA聚合酶（催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段，上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）②逆转录：以RNA为模板的DNA聚合酶(即逆转录酶)P二69③转录：以DNA为模板的RNA聚合酶（催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）P二65④RNA复制：以RNA为模板的RNA聚合酶(即RNA复制酶)P二69⑤端粒酶：端粒酶在干细胞和生殖细胞中有活性,在体细胞中没有活性。在肿瘤中被重新激活，从而使癌细胞具备无限增殖的条件。P一124【易错辨析】(1)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。(√)提示：唾液淀粉酶是催化剂,但在胃液里唾液淀粉酶是胃蛋白酶的底物。(2)酶分子在催化反应完成后马上被降解成氨基酸。(×)提示：酶可以重复利用(3)酶供应了反应过程中所必需的活化能。(√)提示：酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是给化学反应供应活化能。(4)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(×)(5)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。(×)(6)有的酶能催化蛋白质水解，有的酶能催化脂肪水解，有的酶能催化淀粉水解。(√)【归纳总结】典型酶的种类和作用酶的名称酶的作用淀粉酶催化淀粉水解为麦芽糖麦芽糖酶催化麦芽糖水解为葡萄糖蛋白酶催化蛋白质水解为多肽脂肪酶催化脂肪水解为脂肪酸和甘油DNA酶催化DNA水解为脱氧核苷酸DNA聚合酶催化DNA复制产生子代DNARNA聚合酶催化DNA转录产生RNA纤维素酶分解纤维素果胶酶分解果胶逆转录酶催化RNA形成DNA单链DNA连接酶将两个DNA片段的黏性末端或平末端连接起来限制酶识别DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯键断裂酪氨酸酶催化酪氨酸合成黑色素解旋酶催化DNA复制过程中DNA碱基间氢键的断裂考向1结合酶的本质、作用和特性，考查生命观念例1．蛋白质磷酸化是在蛋白质激酶的催化作用下，将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白质中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上的过程。蛋白质磷酸化可使没有活性的蛋白质转化为有活性的蛋白质，是调整和把握蛋白质活力和功能最普遍的机制。下列叙述正确的是()A.蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上，说明酶不具有专一性B.蛋白质磷酸化可以转变蛋白质的活性，该过程与ATP的水解有关，为放能反应C.蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可提高该反应的活化能，使反应速率更快D.蛋白质活性变化与其结构转变有关，蛋白质结构的转变不肯定导致其活性丢失【答案】D【解析】蛋白质激酶只能催化将磷酸基团转移到某些氨基酸残基上，仍旧体现酶的专一性，A错误；蛋白质磷酸化可转变蛋白质的活性，该过程与ATP的水解有关，ATP水解释放能量，所以该反应为吸能反应，B错误；蛋白质激酶催化的实质为降低该反应的活化能，C错误。【变式训练】1.嚼馒头时会感觉有甜味，那是由于唾液淀粉酶将淀粉分解成了麦芽糖。下列有关酶的说法，错误的是()A.上升温度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用机理相同B.高温、强酸、强碱都会导致唾液淀粉酶的空间结构转变而使其失活C.唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物D.唾液淀粉酶能够与双缩脲试剂反应显紫色【答案】A【解析】上升温度的原理是供应能量，加酶的原理是降低化学反应所需的活化能，作用机理不同，A错误；高温、强酸、强碱都会导致蛋白质的空间结构转变而使其失活，唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，B正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物，C正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，蛋白质能够与双缩脲试剂反应显紫色，D正确。【变式训练】2.酶是生物催化剂，下列有关酶的叙述正确的是()A．酶脱离生物体以后无法起作用B．在酶的最适温度下储存酶C．酶通过供应化学反应活化能加快反应速率D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶【答案】D【解析】只要条件适宜，生物体中的酶可以在体外发挥作用，A错误；酶需要在低温下储存，B错误；酶通过降低反应的活化能加快反应速率，C错误；唾液淀粉酶化学本质是蛋白质，可以被蛋白酶水解，D正确。【变式训练】3.下列有关生物体内酶的叙述，正确的是()A．酶在完成催化作用后马上失活B．酶只能在活细胞内才能发挥作用C．大多数酶是在核糖体上合成的D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能【答案】C【解析】酶在完成催化作用后不会马上失活，酶可以多次重复利用，A错误；只要条件适宜，酶在生物体内、外都能发挥作用，B错误；大多数酶是蛋白质，是在核糖体上合成的，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能为反应过程供能，D错误。【思维建模】考点二酶的特性及酶相关试验学问点1酶的高效性1.定义：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.意义：使细胞代谢快速进行。3.曲线分析①曲线分析：酶对应曲线A，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线C。②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。4.结论：①a、b相比说明酶具有高效性。②a、c相比说明酶具有催化作用。③催化剂只缩短到达平衡点的时间，不转变化学反应的平衡点。【名师点拨】(1)酶的高效性是指同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。(2)酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，说明酶具有高效性。学问点2酶的专一性及验证专一性试验试验材料及器具：质量分数为2%的新配置的淀粉酶溶液；质量分数为2%的新配置的蔗糖酶溶液；质量分数为3%的新配置的淀粉溶液；质量分数为3%的新配置的蔗糖溶液；斐林试剂、碘液、热水、量筒、试管、滴管、试管夹、温度计、酒精灯等等。问题1：请同学们自主学习淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，完成以下问题。（1）试验材料选择、检测试剂选择。（2）写出试验目的：（3）说出试验原理：（4）找出自变量、因变量、无关变量。（5）简述试验步骤：（6）预期试验结论：1.试验步骤试管编号12注入可溶性淀粉溶液2mL－注入蔗糖溶液－2mL注入新颖的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保温5min（留意：淀粉酶的最适温度为60℃，酶活性最高）新配制的斐林试剂（不用碘液）2mL2mL沸水浴煮沸1min试验现象有砖红色沉淀没有砖红色沉淀【教材隐性学问】(1)源于必修1P84“相关信息”：已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？提示：不能。由于没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。(2)源于必修1P85“科学·技术·社会”：溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增加抗生素的疗效。2.试验结论：（1）淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。（2）酶具有专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。①脲酶——只能催化尿素分解。②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。③二肽酶——可以催化全部的二肽分解锁钥学说：意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。【拓展延长】验证酶专一性试验的其他方案思路1：底物不同，酶相同方案一：（用斐林试剂检测）淀粉+淀粉酶蔗糖+淀粉酶方案二：（用斐林试剂检测）淀粉+蔗糖酶蔗糖+蔗糖酶思路2：底物相同，酶不同方案三：（用碘液或者斐林试剂检测）淀粉+淀粉酶淀粉+蔗糖酶方案四：（用斐林试剂检测）蔗糖+淀粉酶蔗糖+蔗糖酶学问点3教材中具有“专一性”的物质总结（常考点）1.酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。2.载体：某些物质通过细胞膜时需要载体帮忙，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。3.激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其缘由在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。4.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。5.神经递质：由突触前膜释放，作用于突触后膜，产生抑制或兴奋。6.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。学问点4探究影响酶活性的条件1.酶活性（1）定义：酶催化特定化学反应的力量（2）表示方法：可用在肯定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。提示：用单位时间反应物的消耗量或产物的生产量表示化学反应的速率。2.探究温度对酶活性的影响（1）试验材料及器具：质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、热水、蒸馏水、冰块碘液、斐林试剂。问题2：请同学们自主学习探究温度对酶活性的影响材料，完成以下问题。（1）试验选择材料是什么？缘由？（2）检测试剂选择什么？缘由？（3）试验材料先分别处理温度，还是先混合？（4）找出自变量、因变量、无关变量。（5）简述试验步骤：（6）预期试验结论：①试验材料：淀粉、淀粉酶不选用H2O2作为反应底物的缘由？提示：H2O2不稳定，受热易分解。②检测试剂：碘液不选用斐林试剂进行鉴定的缘由?提示：斐林试剂检测需要水浴加热，温度是干扰条件。问题3：试验材料先处理温度，还是先混合？提示：先处理温度，再混合，缘由：保证反应从一开头就是预设温度。（2）原理①反应原理蓝色eq\o(,\s\up7(碘液),\s\do5())eq\x(淀粉)eq\o(→,\s\up7(淀粉酶))麦芽糖eq\o(→,\s\up7(碘液))无蓝色消灭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，依据是否消灭蓝色及蓝色的深浅来推断酶的活性。（3）试验步骤和结果试管编号试管1试管1′试管2试管2′试管3试管3′实验步骤一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入60℃温水中水浴5min放入100℃热水中水浴5min三将1与1′试管内的液体混合后连续在0℃冰水内放置10min将2与2′试管内的液体混合后连续在60℃温水内放置10min将3与3′试管内的液体混合后连续在100℃热水内放置10min四取出试管各加入两滴碘液，振荡试验现象呈蓝色无蓝色消灭呈蓝色试验结论淀粉酶在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留意：☆酶和底物先分别在对应温度（或pH）下保温后再混合。低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复。（低温保存）高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性)（1）酶的活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。（2）在低于最适温度的范围内,酶的活性随着温度的上升而上升。（3）当超过最适温度，酶的活性随着温度的上升而降低，甚至失活。【名师点拨】①探究温度对酶活性的影响时，肯定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不行用斐林试剂代替碘液。由于斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该试验中需严格把握温度。③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，由于H2O2易分解，加热条件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能精确     反映酶活性的变化。3.探究pH对酶活性的影响（1）试验材料及器具：质量分数为2%的淀粉酶溶液，质量分数为20%的肝脏研磨液(H2O2酶)，质量分数为3%的淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液,问题4：请同学们自主学习探究pH对酶活性的影响材料，完成以下问题。（1）试验选择材料是什么？缘由？（2）检测试剂选择什么？（3）先往试管加入酶溶液还是底物?（4）找出自变量、因变量、无关变量。（5）简述试验步骤：（6）预期试验结论：①试验材料：H2O2、H2O2酶不选用淀粉作为反应底物的缘由？提示：淀粉在酸性条件下会被水解先往试管加入酶溶液还是底物?提示：先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物。（2）原理①反应原理：2H2O2eq\o(→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O＋O2。②鉴定原理：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状况来检验O2的生成速率。（3）试验步骤和结果试管编号一试管1试管2试管3试验步骤二三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应三1mL蒸馏水1mL物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸1mL物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液四三支试管都加入2mL质量分数为3%的过氧化氢溶液试验现象有大量气泡产生产生少量气泡产生少量气泡将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方)燃烧猛烈燃烧较弱燃烧较弱试验结论酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性)（1）酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH。（2）在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的上升而上升。（3）当超过最适pH，酶的活性随着温度的上升而降低，甚至失活。【名师点拨】探究影响酶活性试验的“四步曲”(1)分组编号：将试验器具分组编号并装入相应的等量试剂。(2)把握变量：把握影响酶活性的条件(如温度)，即首先将底物、酶液分别处理到预设的条件。(3)进行反应：让酶液与底物混合，在预设的条件(如温度、pH等)下反应，无关变量保持相同。(4)结果检测：检测试验的因变量，观看并记录试验结果。学问点5影响酶促反应速率的因素的曲线分析1.温度和pH对酶促反应速率的影响据图可知，不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响图甲中OP段酶促反应速率的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素可能为酶数量和活性；即在底物充分、其他条件适宜的状况下,酶促反应速率与酶浓度成正相关。3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂（1）由于竞争性抑制剂与底物竞争，因此，其抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用。（2）由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。【易错辨析】(1)可以利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性。(√)(2)酶的活性越高，酶促反应速率越快。(×)提示：酶促反应速率还受底物浓度、酶的浓度等因素的影响(3)在探究温度或pH对酶活性影响的试验中，可先把握酶的温度或pH，再将酶与底物混合，也可以先将酶与底物混合，再把握酶的温度或pH。(×)提示：探究温度对酶活性影响的试验中,应将酶与底物分别保温后再混合；探究pH对酶活性影响的试验中,应先对过氧化氢酶溶液调PH,再注入过氧化氢溶液(4)若用唾液淀粉酶进行pH对酶活性影响的试验，则应将60℃水浴改为37℃水浴。(√)(5)在测定唾液淀粉酶的活性时，将溶液pH由1提升到6的过程中，该酶的活性将不断上升。(×)提示：酶的活性没有变化考向1结合酶的特性，考查科学探究例1．如图曲线反映了温度或pH对A、B、C三种酶活性的影响。下列相关叙述正确的是()A．酶B和酶C的最适温度相像，但最适pH肯定不同B．图甲中a点和c点，酶A的活性相同，空间结构也相同C．图乙中d点，酶B和酶C的空间结构都有肯定程度的破坏D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人体的内环境中【答案】C【解析】从图中只能得出酶A的最适温度，不能得出酶B和酶C的最适温度，故不能比较酶B与酶C最适温度的大小，A错误；低温时酶的活性降低，但空间结构不变，高温时酶的空间结构被破坏，图甲中a点和c点，酶A的空间结构不相同，B错误；人体温度为37℃左右，pH范围为7.35～7.45，而酶A的最适温度大于40℃，酶B和酶C的最适pH偏离人体内pH范围较大，故三种酶不会存在于人体内环境中，D错误。【变式训练】1.为了争辩温度对某种酶活性的影响，设置三个试验组：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。下列分析正确的是()A．试验结果表明该酶的最适温度是40℃B．试验过程中pH的变化不会对该试验产生影响C．20℃条件下，t3时温度提高10℃，产物浓度会增加D．60℃条件下，t2时增加底物的量不会转变产物浓度【答案】D【解析】试验结果表明在三组设定的温度中40℃时酶活性最高，但不能说明酶的最适温度是40℃，A错误；试验过程中pH是无关变量，必需保持相同，假如pH变化会对试验产生影响，B错误；20℃条件下，t3时温度提高10℃，产物浓度不再增加，由于此时反应物已经消耗完，C错误；60℃条件下，t2前酶已经失活，所以t2时增加底物的量不会转变产物浓度，D正确。【变式训练】2.在洗涤剂中添加碱性纤维素酶可大大提高对衣物的洗涤效果。争辩人员从某芽孢杆菌菌株中分别纯化出一种碱性纤维素酶，探究其催化作用的最适pH和温度，结果如图。下列相关叙述不正确的是()A．碱性纤维素酶的催化机理是降低反应所需的活化能B．该酶的最适温度在50℃左右C．不同温度下，该酶的最适pH有差异D．30℃酶活性低的缘由是空间结构被破坏【答案】D【解析】酶的催化活性受温度的影响，低温可以降低酶的活性，但是不会破坏酶的空间结构，D错误。【思维建模】【变式训练】3.如表是有关淀粉酶的探究试验，“＋”表示加，“－”表示不加。下列叙述正确的是()试管编号122mL3%淀粉溶液＋－2mL3%蔗糖溶液－＋1mL2%淀粉酶溶液＋＋结果检测滴加斐林试剂并水浴加热试验结果砖红色无砖红色A.试验的目的是探究pH对淀粉酶活性的影响B．能用碘液对试验的结果进行检测C．试验中的自变量是催化剂的种类D．试验结果说明淀粉酶具有专一性【答案】D【解析】分析题表信息可知，该试验中的单一变量为底物的种类而不是pH，故试验目的不是探究pH对淀粉酶活性的影响，A、C错误；本试验不行用碘液对试验结果进行检测，由于不管淀粉酶能否催化蔗糖水解，溶液都不变色，B错误。考向2结合外界因素对酶活性的影响，考查科学思维例2．如图表示酶的活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A.随着温度的上升，酶的活性始终上升B.温度在T2时比在T1时更适合酶的保存C.酶的空间结构在T1时比T3时破坏更严峻D.温度为T2时，酶降低活化能的作用最显著【答案】D【解析】酶需要保存在低温环境下，B错误；低温抑制酶的活性，但不破坏酶的空间结构，而高温会破坏酶的空间结构，C错误。【变式训练】如图曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是()A.酶量增加后，B点向左上方移动B.增大pH，重复该试验，A、B点位置都不变C.限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度D.B点后，上升温度，酶活性增加，将呈现曲线丙所示变化【答案】C【解析】B点的限制因素是酶数量，故酶量增加后，反应速率增大，B点向右上方移动，A错误；曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下，因此假如增大pH，酶的活性会下降，A、B点位置都会下移，B错误；在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度，C正确；曲线乙是在最适温度条件下进行的，假如在B点后上升温度，酶活性将会下降，反应速率应下降，不会呈现曲线丙所示变化，D错误。考向3结合与酶有关的试验探究，考查科学探究例3.下列有关酶的探究试验的叙述，合理的是()选项探究内容试验方案A酶的高效性用FeCl3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B酶的专一性用淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解，用碘液检测C温度对酶活性的影响用淀粉酶分别在热水、冰水和常温下催化淀粉水解，反应相同时间后，检测淀粉分解程度DpH对酶活性的影响用H2O2酶在不同pH条件下催化H2O2分解，用斐林试剂检测【答案】C【解析】H2O2完全分解产生的气体总量是由底物量打算的，该试验方案不能用来探究酶的高效性，A错误；碘液无法检测蔗糖是否被水解，因此用淀粉酶催化淀粉和蔗糖的水解来探究酶的专一性时，应选用斐林试剂作为检测试剂，B错误；斐林试剂是检测还原糖的，用H2O2酶在不同pH条件下催化H2O2分解，没有还原糖产生，因此该试验不能用斐林试剂检测，D错误。【变式训练】某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步争辩，结果见下表。下列分析错误的是()组别pHCaCl2温度(℃)降解率(%)①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。A．该酶的催化活性依靠于CaCl2B．结合①②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℃，最适pH为9D．尚需补充试验才能确定该酶是否能水解其他反应物【答案】C【解析】分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依靠于CaCl2，A正确；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于分组较少，不能说明其最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；该试验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充试验，D正确。1．（2024·浙江·高考真题）下列不属于水在植物生命活动中作用的是（

）A．物质运输的良好介质 B．保持植物枝叶直立C．降低酶促反应活化能 D．缓和植物温度变化【答案】C【分析】水是活细胞中含量最多的化合物，在细胞内以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是化学反应的介质，自由水还是很多化学反应的反应物或者产物，自由水能自由移动，对于生物体内的养分物质和代谢废物的运输具有重要作用，自由水与结合水可以相互转化，自由水与结合水比值上升，细胞代谢旺盛，抗逆性差，反之亦然。【详解】A、自由水可以自由流淌，是细胞内主要的物质运输介质，A正确；B、水可以保持植物枝叶直立，B正确；C、降低酶促反应活化能的是酶，水不具有此功能，C错误；D、水的比热容较大，能缓和植物温度的变化，D正确。故选C。2．（2023·河北·高考真题）关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是（

）A．淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏 B．磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化C．氨基酸种类的转变可能影响蛋白质空间结构 D．载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生转变【答案】A【分析】蛋白质的变性：受热、酸碱、重金属盐、某些有机物（乙醇、甲醛等）、紫外线等作用时蛋白质可发生变性，其空间结构发生转变，失去其生理活性。【详解】A、低温不会使蛋白质空间结构转变，淀粉酶本质为蛋白质，在0℃时空间结构不会被破坏，A错误；B、蛋白质分子与磷酸结合后，空间结构发生变化，活性也发生转变，B正确；C、氨基酸种类的转变会影响蛋白质中氨基酸的排列挨次，进而可能影响蛋白质空间结构，C正确；D、载体蛋白在转运分子时，需要与被转运的分子结合，会发生自身构象的转变，D正确。故选A。3．（2024·浙江·高考真题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进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（

）A．低温提取以避开PAL失活 B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应【答案】B【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA．2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温存的特性．3、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的上升，酶活性增加；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的上升，酶活性降低．另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活．【详解】A、温度过高，酶失活，因此本试验接受低温提取，以避开PAL失活，A正确；B、由于试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；C、④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保存无关变量相同，C正确；D、pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。故选B。4．（2023·广东·高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（

）A．揉捻能破坏细