第三單元細(xì)胞的代謝第11講酶【課標(biāo)要求】1.說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響；2.實驗：探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素?？键c1酶在代謝中的作用考點透析知識1酶的作用和本質(zhì)1.證明酶在代謝中的作用的經(jīng)典實驗——比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗過程試管編號試劑處理現(xiàn)象12mLH2O2溶液常溫幾乎無氣泡產(chǎn)生22mLH2O2溶液90℃左右的水浴加熱有較少氣泡32mLH2O2溶液FeCl3溶液2滴有較多氣泡42mLH2O2溶液新鮮肝臟研磨液2滴有大量氣泡(2)變量分析2.酶的作用和本質(zhì)(1)關(guān)于酶本質(zhì)的探索(2)酶的概念和本質(zhì)酶是產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)酶是一類能催化生物化學(xué)反應(yīng)的，少數(shù)酶是。(3)酶的作用原理——降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(活化能指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。)①表示無酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是段。②表示有酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是段。③表示酶降低的活化能是段。知識2酶的特性特性解讀高效性含義與無機催化劑相比，酶的相關(guān)曲線作用實質(zhì)酶和無機催化劑一樣，只能縮短到達(dá)化學(xué)平衡所需要的時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。因此，酶不能改變最終生成物的量專一性含義每一種酶只能催化化學(xué)反應(yīng)曲線及解讀酶A可催化底物水解，酶B則與“無酶”相同，說明酶催化具有專一性模型及解讀作用條件較溫和曲線及解讀在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；等條件會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定解疑釋惑(1)酶在化學(xué)反應(yīng)前后保持不變，酶可以反復(fù)使用。(2)條件適宜時，酶在細(xì)胞內(nèi)外均可起作用。(3)低溫抑制酶的活性，但不會使其滅活，故可利用低溫保存酶。(4)加熱不能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但是可以為反應(yīng)提供能量。思辨小練1.判斷下列說法的正誤：(1)酶可降低過氧化氫分解反應(yīng)的活化能，無機催化劑不能。()(2)人體在發(fā)熱感冒時，常出現(xiàn)厭食現(xiàn)象，這與人體內(nèi)酶的活性有關(guān)，說明酶活性的發(fā)揮離不開適宜的溫度等。()(3)人體內(nèi)的消化酶的保存溫度是37℃。()(4)產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶，但是產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素。()(5)酶是在核糖體上合成的生物大分子。()2.溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的，具有抗菌消炎的作用，在臨床上與抗生素復(fù)合使用，能增強抗生素的療效。3.若胰蛋白酶濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH由1逐漸升高到10，則酶催化反應(yīng)的速率，因為在pH＝1時，胰蛋白酶已經(jīng)。典題說法考向1酶的本質(zhì)和作用(2024·河北卷)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A.作為生物催化劑，酶作用的反應(yīng)物都是有機物B.胃蛋白酶應(yīng)在酸性、37℃條件下保存C.醋酸桿菌中與發(fā)酵產(chǎn)酸相關(guān)的酶，分布于其線粒體內(nèi)膜上D.從成年牛、羊等草食類動物的腸道內(nèi)容物中可獲得纖維素酶(2024·鎮(zhèn)江期初)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A.絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，反應(yīng)前后空間結(jié)構(gòu)不變B.消化酶易被消化液降解，應(yīng)選用注射方式使用C.ATP合成酶位于線粒體內(nèi)膜上，具有催化和調(diào)節(jié)作用D.RNA聚合酶可與起始密碼子結(jié)合，催化轉(zhuǎn)錄起始考向2酶的特性(2023·浙江6月卷)為探究酶的催化效率，某同學(xué)采用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，實驗分組、處理及結(jié)果如下表所示。下列敘述錯誤的是()組別ⅠⅡⅢ甲中溶液(0.2mL)肝臟提取液FeCl3蒸餾水乙中溶液(2mL)H2O2溶液H2O2溶液H2O2溶液不同時間測定的相對壓強/kPa0s00050s9.000100s9.60.10150s9.80.30200s10.00.50.1250s10.00.90.1A．H2O2分解生成O2導(dǎo)致壓強改變B．從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時C．250s時Ⅰ組和Ⅲ組反應(yīng)已結(jié)束而Ⅱ組仍在進(jìn)行D．實驗結(jié)果說明酶的催化作用具有高效性考點2影響酶促反應(yīng)速率的因素及曲線分析考點透析1.影響酶活性的因素(1)酶活性：酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力?？梢杂靡欢l件下速率表示。(2)影響酶活性的因素主要包括等。酶活性還受某些激活劑或抑制劑的影響，前者可提高酶活性，后者則酶活性。2.影響酶促反應(yīng)速率的曲線分析(1)溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響據(jù)圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度；不同溫度條件下，酶最適pH，即反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。(2)底物(反應(yīng)物)濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響①底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響②酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響(3)酶促反應(yīng)產(chǎn)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線解疑釋惑(1)酶促反應(yīng)速率與酶活性不能等同。酶活性的大小可以用酶促反應(yīng)速率表示。(2)溫度和pH通過影響酶活性，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。(3)底物濃度和酶濃度是通過影響底物和酶的接觸，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率，但并未改變酶活性。思辨小練1.判斷下列說法的正誤：(1)酶的活性受溫度的影響，溫度過高或過低都會使酶失活，溫度不同，酶的活性也不同。()(2)酶通常是在低溫、低pH條件下進(jìn)行保存。()(3)底物濃度越高，酶促反應(yīng)速率越快。()2.人體的唾液淀粉酶和工業(yè)用淀粉酶的最適溫度相同嗎？典題說法考向影響酶活性的因素及曲線分析(2024·江陰段考)β-葡萄糖苷酶能催化纖維素水解，實驗小組測定了溫度對該酶活性的影響，實驗結(jié)果如圖所示。根據(jù)實驗結(jié)果，不能得出的結(jié)論是()A.高溫保存會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，降低其活性B.42℃時，隨著反應(yīng)時間的延長，酶的穩(wěn)定性逐漸下降C.各溫度條件下，酶的活性可用斐林試劑進(jìn)行檢測D.37℃時，纖維素反應(yīng)60min的消耗量與反應(yīng)120min的不同(2024·鹽城考前模擬)多酚氧化酶催化酚形成黑色素是儲存和運輸過程中引起果蔬褐變的主要原因。為探究不同溫度條件下兩種多酚氧化酶活性的大小，同學(xué)們設(shè)計了相關(guān)實驗結(jié)果，如圖所示。下列說法不正確的是()A.該實驗的自變量是溫度和酶的種類B.相同溫度條件下酶A的催化效率更高C.酶A和酶B的最適溫度有可能相同D.高溫處理能有效防止褐變的發(fā)生(2025·常州一中)在酶促反應(yīng)中，當(dāng)?shù)孜锱c酶的活性位點形成互補結(jié)構(gòu)時(如甲圖A所示)，可催化底物發(fā)生變化。酶抑制劑是與酶結(jié)合并降低酶活性的分子，其中競爭性抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而降低酶對底物的催化效應(yīng)；非競爭性抑制劑和酶活性位點以外的其他位點結(jié)合，能改變酶的構(gòu)型，使酶不能與底物結(jié)合，從而使酶失去催化活性。甲圖是不同酶抑制劑X、Y的作用示意圖，下列說法正確的是()A.甲圖中的X表示底物的非競爭性抑制劑，Y表示競爭性抑制劑B.若在乙圖曲線a表示的實驗中加入X，則反應(yīng)速度會近似于曲線cC.若在乙圖曲線a表示的實驗中加入Y，則反應(yīng)速度會近似于曲線bD.若在乙圖曲線c表示的實驗中加入底物，則最終反應(yīng)速率不會提高實驗5探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素實驗回歸1.探究酶的專一性(1)實驗步驟試管編號12注入可溶性淀粉溶液2mL—注入蔗糖溶液—2mL注入新鮮的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保溫5min新配制的斐林試劑2mL2mL沸水浴煮沸1min實驗現(xiàn)象有磚紅色沉淀沒有磚紅色沉淀(2)實驗結(jié)果和結(jié)論：1號試管有磚紅色沉淀生成，說明產(chǎn)生了還原糖，淀粉被水解，2號試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明蔗糖沒有被水解。結(jié)論：。(3)上述實驗中(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因為。2.探究酶的高效性(1)設(shè)計思路：通過比較不同類型(主要是酶與無機催化劑)催化底物的反應(yīng)速率，得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案項目實驗組對照組材料等量的同一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶溶液等量的現(xiàn)象反應(yīng)速度很快，或反應(yīng)用時短反應(yīng)速度緩慢，或反應(yīng)用時長結(jié)論酶具有3.探究溫度對酶活性的影響(1)實驗原理①反應(yīng)原理②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷淀粉被分解的情況，進(jìn)一步判斷酶的活性。(2)實驗步驟和結(jié)果取6支試管，分別編號為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進(jìn)行以下操作。試管編號11′22′33′實驗步驟一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃溫水中水浴5min在沸水中水浴5min三1與1′試管內(nèi)液體混合，搖勻2與2′試管內(nèi)液體混合，搖勻3與3′試管內(nèi)液體混合，搖勻四在冰水中水浴數(shù)分鐘在60℃溫水中水浴數(shù)分鐘在沸水中水浴數(shù)分鐘五取出試管，分別滴加2滴碘液，搖勻，觀察現(xiàn)象實驗現(xiàn)象呈出現(xiàn)呈結(jié)論酶發(fā)揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過高或過低都會影響酶活性4.探究pH對酶活性的影響(1)pH影響過氧化氫酶的活性，從而影響的生成量，可用氣泡的產(chǎn)生量(或帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況)來檢驗其生成量的多少。(2)方法步驟步驟項目試管1試管2試管31滴加(新鮮)肝臟研磨液2滴2滴2滴2加入蒸餾水1mL——3加入HCl溶液—1mL—4加入NaOH溶液——1mL5加入過氧化氫溶液2mL2mL2mL637℃水浴5min5min5min7(檢驗)放入帶火星的木條不能復(fù)燃不能復(fù)燃試管內(nèi)氣泡產(chǎn)生量深度指津探究pH對酶活性影響的實驗不選擇淀粉為實驗底物，因為。實驗延伸“梯度法”探究酶的最適溫度或最適pH(1)實驗思路(2)實驗分析①在酶的最適溫度探究實驗中，應(yīng)按一定的溫度梯度設(shè)置多個實驗組，通過對比實驗結(jié)果找出酶的最適溫度。材料不能用H2O2溶液，因為高溫下H2O2分解加快。若實驗材料選取淀粉和淀粉酶，則不宜選用斐林試劑作檢測試劑，因為斐林試劑需加熱，而溫度是自變量。②在酶的最適pH探究實驗中，應(yīng)按一定的pH梯度設(shè)置多個實驗組，通過對比實驗結(jié)果找出酶的最適pH。實驗素養(yǎng)一、實驗基本理論——實驗變量分析1.探究酶的專一性時，實驗的自變量是，因變量是底物是否被相應(yīng)的酶水解，此時，實驗設(shè)計的思路是；還可以用不同的酶作用于同一底物，此時實驗的自變量是，因變量是底物是否被酶水解，此時，實驗設(shè)計的思路是。2.探究酶的高效性時，實驗的自變量是，因變量是反應(yīng)速度，如過氧化氫分解實驗中觀察氣泡產(chǎn)生的速度等。3.探究溫度或pH對酶活性的影響時，實驗的自變量分別是，因變量是底物反應(yīng)情況。二、實驗步驟的科學(xué)設(shè)計1.探究溫度對酶活性影響的實驗中，為保證酶的催化反應(yīng)是在所控制的溫度下進(jìn)行，要將淀粉、淀粉酶。2.探究酶的最適pH實驗中，必須先(加清水、加NaOH溶液、加HCl溶液)，然后再加入反應(yīng)物。題組運用1.(2024·浙江1月卷)紅豆杉細(xì)胞內(nèi)的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，進(jìn)而促進(jìn)紫杉醇的合成。低溫條件下提取PAL酶液，測定PAL的活性，測定過程如下表。下列敘述錯誤的是()步驟處理試管1試管2①苯丙氨酸1.0mL1.0mL②HCl溶液/(6mol·L－1)—0.2mL③PAL酶液1.0mL1.0mL④試管1加0.2mLH2O,2支試管置30℃水浴1h⑤HCl溶液/(6mol·L－1)0.2mL—⑥試管2加0.2mLH2O，測定2支試管中的產(chǎn)物量A.低溫提取以避免PAL失活B.30℃水浴1h使苯丙氨酸完全消耗C.④加H2O補齊反應(yīng)體系體積D.⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應(yīng)2.(2022·廣東卷)某同學(xué)對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結(jié)果見下表。下列分析錯誤的是()組別pHCaCl2溫度/℃降解率/%①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分別表示有/無添加，反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白。A.該酶的催化活性依賴于CaCl2B.結(jié)合①②組的相關(guān)變量分析，自變量為溫度C.該酶催化反應(yīng)的最適溫度為70℃，最適pH為9D.尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物配套精練第三單元細(xì)胞的代謝第11講酶一、單項選擇題1.(2024·江西卷)溶酶體膜穩(wěn)定性下降，可導(dǎo)致溶酶體中酶類物質(zhì)外溢，引起機體異常，如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。下列有關(guān)溶酶體的說法，錯誤的是()A．溶酶體的穩(wěn)定性依賴其雙層膜結(jié)構(gòu)B．溶酶體中的蛋白酶在核糖體中合成C．從溶酶體外溢出的酶主要是水解酶D．從溶酶體外溢后，大多數(shù)酶的活性會降低2.(2024·靖江高級中學(xué))某實驗小組以H2O2為材料開展下表所示的實驗，相關(guān)敘述錯誤的是()試管編號加入物質(zhì)及順序1234563%H2O22mL2mL2mL2mL2mL2mL蒸餾水1.1mL1mL1mL1mL5%HCl1mL5%NaOH1mL飽和FeCl3溶液0.1mL20%肝研磨液0.1mL0.1mL0.1mL0.5%淀粉酶溶液0.1mLA．2、3組對照，用于驗證酶的催化作用具高效性B．3、4組對照，用于驗證酶的催化作用具專一性C．3、5、6組對照，用于探究酸堿度對酶活性的影響D．可增設(shè)2支3號試管，用于探究溫度對酶活性的影響3.(2025·揚州期初)下圖為酶促反應(yīng)曲線，Km表示反應(yīng)速率為1/2Vmax時的底物濃度。競爭性抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，可與底物競爭性結(jié)合酶的活性部位；非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位不可逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能喪失。下列分析錯誤的是()A．Km值越大，酶與底物親和力越高B．加入競爭性抑制劑，Km值增大C．加入非競爭性抑制劑，Vmax降低D．非競爭性抑制劑破壞酶的空間結(jié)構(gòu)4.(2023·廣東卷)中國制茶工藝源遠(yuǎn)流長。紅茶制作包括萎凋、揉捻、發(fā)酵、高溫干燥等工序，其間多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素是紅茶風(fēng)味形成的關(guān)鍵。下列敘述錯誤的是()A．揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使多酚氧化酶與茶多酚接觸B．發(fā)酵時保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性C．發(fā)酵時有機酸含量增加不會影響多酚氧化酶活性D．高溫滅活多酚氧化酶以防止過度氧化影響茶品質(zhì)5.雞蛋蛋清中含有蛋清蛋白、蛋白酶抑制因子等多種蛋白質(zhì)，其中蛋清蛋白是制備優(yōu)質(zhì)多肽的天然原料。某研究人員對新鮮雞蛋蛋清適度預(yù)熱后用蛋白酶進(jìn)行水解，探究水解溫度對其水解結(jié)果的影響。下列相關(guān)分析錯誤的是()A．實驗前預(yù)熱蛋清更有利于實驗中蛋白酶充分發(fā)揮作用B．探究蛋白酶的最適水解溫度時，不需要設(shè)計空白對照C．蛋白酶在一定溫度范圍內(nèi)起作用，酶活性隨溫度升高而不斷升高D．稀釋100萬倍的蛋白酶仍有催化能力，是因為酶的作用具高效性6.(2025·鹽城八校聯(lián)考)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)四膜蟲rRNA的前體在沒有蛋白質(zhì)參與的情況下，能專一催化寡聚核苷酸底物的切割與連接，被稱為核酶。下列敘述正確的是()A．核酶的組成元素為C、H、O、NB．核酶與雙縮脲試劑在常溫下可發(fā)生紫色反應(yīng)C．核酶的催化活性受溫度、pH等外界因素的影響D．核酶能催化磷酸二酯鍵和氫鍵的斷裂和形成7.下列關(guān)于研究淀粉酶的催化作用及特性實驗的敘述，正確的是()A．低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成，導(dǎo)致酶變性失活B．植物、動物和微生物都能產(chǎn)生淀粉酶C．淀粉酶在一定pH范圍內(nèi)起作用，酶活性隨pH升高而不斷升高D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會加快淀粉的水解速率8.(2024·揚州紅橋高級中學(xué))下圖中的曲線①表示某種淀粉酶在不同溫度下酶活性相對最高酶活性的百分比。將該淀粉酶在不同溫度下保溫足夠長的時間，再在酶活性最高的溫度下測其殘余酶活性，由此得到的數(shù)據(jù)為酶的熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，即圖中的曲線②。下列敘述錯誤的是()A．高溫影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，從而影響淀粉酶活性B．該淀粉酶長時間保存于80℃條件下，活性將會降低C．曲線②中各個數(shù)據(jù)點的獲得是在60℃條件下測得的D．工業(yè)生產(chǎn)中該淀粉酶使用的最佳溫度范圍是60～70℃9.(2024·無錫期末)下列關(guān)于酶應(yīng)用的相關(guān)敘述，正確的是()A．加酶洗衣粉中的酶可從植物體內(nèi)提取，比一般的酶穩(wěn)定性強B．果膠酶能分解果肉細(xì)胞壁中的果膠，減小了果汁產(chǎn)量C．溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞膜，具有抗菌消炎作用D．胰蛋白酶可用于促進(jìn)傷口愈合，抑制污染微生物的繁殖10.(2024·南通適應(yīng)性考試)科學(xué)家在體外合成了一種能降解某種塑料的“超級酶”。下列有關(guān)敘述正確的是()A．適當(dāng)升高溫度即可提高“超級酶”降解塑料的速率B．使用“超級酶”降解塑料的效率受到塑料種類的限制C．“超級酶”的體外合成不受pH、氧氣等環(huán)境條件的影響D．探究“超級酶”的高效性需設(shè)置自然降解塑料作為對照二、多項選擇題11.(2024·海門段考)研究小組利用胃蛋白酶和蛋清液進(jìn)行“不同pH對酶活性影響”的探究實驗，結(jié)果如下圖所示。下列說法錯誤的有()A．應(yīng)先將酶與蛋清液分別置于不同pH條件下，再充分混合B．應(yīng)設(shè)計多組實驗，每組實驗的反應(yīng)溫度都應(yīng)該設(shè)定為37℃C．可向試管中加入雙縮脲試劑以檢測蛋清液是否徹底水解D．若將C點對應(yīng)的試管中的pH逐漸降低到B點，則反應(yīng)速率能增大12.(2024·蘇州期末)某同學(xué)欲通過下圖所示的裝置探究影響酶促反應(yīng)速率的因素。下列分析錯誤的有()A．濾紙上需附有過氧化氫酶B．酶促反應(yīng)速率可用濾紙片從燒杯底部到浮出液面的時間(即t3－t2)來表示C．可通過設(shè)置不同溫度的H2O2溶液來探究溫度對酶活性的影響D．為了提高實驗的準(zhǔn)確性，每個燒杯中需放置多個濾紙片13.PTEN是一種腫瘤抑制因子。在PTEN基因缺失的細(xì)胞中，M酶會發(fā)生磷酸化影響糖酵解(細(xì)胞呼吸第一階段)過程中多種酶的活性。研究人員檢測正常小鼠(對照組)和前列腺癌模型小鼠(實驗組，PTEN基因缺失)中各種與糖酵解有關(guān)的酶活性如圖所示。下列有關(guān)敘述或推測錯誤的是()A．M酶的作用機理是給化學(xué)反應(yīng)提供活化能B．實驗組小鼠的M酶磷酸化水平低于對照組C．磷酸化的M酶能提高多種糖酵解酶的活性D．PTEN通過抑制M酶磷酸化來抑制腫瘤生長三、非選擇題14.(