题型4 与酶相关的实验设计与分析（题型归纳）-【精讲精练】最新高考生物二轮题型复习讲练

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2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
题型4 与酶相关的实验设计与分析（题型归纳）
这部分以选择题为主，主要考查酶的概念、作用及机理、影响因素等。综合考查酶与ATP的相关知识点，考查考生对核心知识的掌握情况。
（2017•新课标Ⅱ）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℃
（2017•天津）将A、B两种物质混合，T1时加入酶C．如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是（ ）
A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B．该体系中酶促反应速率先快后慢
C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D．适当降低反应温度，T2值增大
（2020•北京）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图．第1组曲线是在pH＝7.0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果．与第1组相比，第2组实验只做了一个改变．第2组实验提高了（ ）
A．悬液中酶的浓度B．H2O2溶液的浓度
C．反应体系的温度D．反应体系的pH
（2021•海南）研究发现，人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是（ ）
A．该酶的空间结构由氨基酸的种类决定
B．该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与
C．“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂
D．“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用
（2021•鹤壁模拟）真核细胞中酶p能催化前体RNA→成熟RNA.为研究其作用，科学家对其进行如下实验：
实验一：酶P由蛋白质和RNA两种物质构成。去除RNA后，该酶失去催化功能。
实验二：实验组的前体rRNA中加入核液，对照组前体rRNA不做处理，结果两组前体rRNA都转变为成熟rRNA.
实验三：科学家设计新实验直接证明酶P中起催化作用的是RNA。
以下分析正确的是（ ）
A．合成rRNA的原料也能用于合成酶P
B．实验一说明酶P的功能只与其组成成分RNA相关
C．实验二说明加工rRNA的酶存在于核液中
D．实验三的做法是去除酶P的RNA进行实验
（2022•辽阳二模）下图表示在适宜条件下且酶浓度一定时，反应速率与反应物浓度、温度及pH的关系，其中，曲线①②是酶甲的有关曲线，曲线③④是酶乙的有关曲线。下列相关分析正确的是（ ）
A．20℃、pH＝8.5的条件下保存酶乙效果最佳
B．甲、乙这两种酶都不可能存在于正常人的体内
C．图①中，M浓度前后限制反应速率的因素不同
D．将酶甲溶液的pH从8.5调到2，酶的活性将增强
不同因素影响酶活性的原因
温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶活性，进而影响酶促反应速率。
底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
（2022•金凤区校级三模）细胞的代谢过程需要酶的催化，下列叙述正确的是（ ）
A．激素都是通过影响细胞内酶的活性来调节细胞的代谢活动
B．探究pH对酶活性的影响时，酶与底物混合前要调节pH
C．在叶绿体类囊体薄膜上存在着催化ATP水解的酶
D．在真核细胞中，DNA聚合酶和RNA聚合酶仅存在于细胞核中
关于酶的易错辨析
项目
正确说法
错误说法
产生场所
活细胞（不考虑哺乳动物成熟红细胞等）
具有分泌功能的细胞
化学本质
有机物（绝大多数为蛋白质，少数为RNA）
蛋白质
作用场所
可在细胞内、外，生物体外发挥作用
只在细胞内起催化作用
温度影响
低温只是抑制酶的活性，不会使酶变性失活
低温和高温均会使酶变性失活
作用
酶只起催化作用
酶具有调节、催化等功能
来源
生物体内合成
有的可来源于食物等
合成原料
氨基酸、核糖核苷酸
只有氨基酸
合成场所
核糖体、细胞核等
只有核糖体
能否重复利用
酶作为催化剂，反应前后化学性质不变，可以重复利用
不能重复利用
（2022•威海二模）超氧化物歧化酶（SOD）由两条分别含109个和119个氨基酸的肽链组成，能清除氧自由基，其催化活性受如图模型甲、乙所示两种作用机理不同的酶抑制剂影响。下列说法正确的是（ ）
A．组成SOD的氨基酸可能有21228种排列顺序
B．SOD能为清除自由基的反应提供活化能从而发挥催化活性
C．若提高底物浓度后酶促反应速率增大，则抑制剂的作用机理如模型乙所示
D．高温处理后SOD结构发生改变，但仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
酶活性的两种抑制机理
竞争性抑制剂
竞争性抑制剂是产生竞争性抑制作用的抑制剂。它与被抑制的酶的正常底物通常有结构上的相似性，能与底物竞争酶分子的结合位点，从而产生酶活性的抑制作用。
竞争性抑制剂的作用是可逆的，只要底物的浓度高于抑制剂的浓度，那么活性部位就不易被抑制剂占据，底物可照常发生反应，如曲线乙。
非竞争性抑制剂
非竞争性抑制剂在化学结构和分子形状上与正常底物无相似之处，因此并不在活性部位与酶结合，而是在活性部位以外的地方与酶结合。然而一旦结合，酶的构象就发生变化，从而导致活性中心不能再结合底物，如曲线丙。
（2022•扬州模拟）有关酶和 ATP 的叙述正确的是（ ）
A．当酶变性失活时，其空间结构才会发生改变.
B．酶和 ATP 都是细胞中的微量高效物质，作用后立即被分解
C．酶的水解需要 ATP 供能，ATP 的水解需要酶的催化
D．竞争性抑制剂含有与底物相似结构而影响酶促反应速率
有关酶的实验的考查主要集中在酶的催化功能及酶的专一性、高效性、作用条件温和等方面，考查形式多借助曲线、表格等，重点考查考生对实验数据的分析和推理能力。同时，还会以实验设计的类型考查，突出考查考生对自变量、因变量和无关变量的理解和运用。
（2022•浙江）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
（2021•浙江）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
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，可选择本尼迪特试剂（斐林试剂）检测反应产物
（2022•广东模拟）酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。下列有关酶促反应的叙述，正确（ ）
A．两组不同的酶促反应，反应速率高的组，酶具有高效性
B．淀粉酶水解蔗糖和淀粉的实验中，可用碘液做指示剂
C．随着底物浓度的增加，酶活性逐渐增强
D．蛋白酶水解蛋白质后可与双缩脲试剂发生紫色反应
归纳关于酶实验的“三不能一必须一特殊”
看到蔗糖，不能用碘液；看到温度，不能用H2O2；看到pH，不能用淀粉；
看到高效性，必须用无机催化剂。看到蛋白酶，特殊用蛋白块为底物，且不能用双缩脲检测。
（2022•玉树州三模）下列关于酶特性及影响酶活性因素的探究实验中，实验材料、部分用具和实验目的对应正确的是 （ ）
A．AB．BC．CD．D
（2020•浙江）为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是（ ）
A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
（2016•新课标Ⅰ）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是（ ）
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
（2016•江苏）过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是（ ）
A．1号管为对照组，其余不都是实验组
B．2号管为对照组，其余都为实验组
C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无氧化物酶
（2021•湖北）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，物质溶液，透析袋（人工合成半透膜），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
（1）实验设计思路：
取 支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量
，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
（2）实验预期结果与结论：
若出现结果①： 。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②： 。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③： 。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④： 。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
（2021•浙江）1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如表。
注：“+”表示有乙醇生成，“﹣”表示无乙醇生成
回答下列问题：
（1）除表中4组外，其它2组的实验处理分别是： ；
。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、 。
（2）若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用 试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是 。
（3）制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是
，以确保酶的活性。
（4）如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出2项原理不同的方法及相应原理）


（2022•昆都仑区校级一模）超氧化物歧化酶（SOD）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质，进而减缓生物体的衰老。某喜温植物幼苗在低温锻炼（10℃、6天）后，接着进行冷胁迫（2℃、12h），其细胞内SOD活性的动态变化图如图。下列相关分析错误的是（ ）
A．该实验目的为探究低温锻炼是否能提高植物抗寒能力
B．该实验过程中低温锻炼的温度和时间属于无关变量
C．未锻炼组冷胁迫后使SOD空间结构改变导致其活性降低
D．无论是否锻炼，冷胁迫后SOD降低化学反应活化能的能力均有所降低
快速找到实验变量
文字信息判断：
找到实验目的，一般情况下，实验目的的描述中“探究”、“研究”、“验证”等词后面跟的为自变量，“对”后面是因变量。
如：实验目的——探究温度对酶活性的影响；其中温度为自变量，酶活性为因变量。
坐标曲线或柱状图判断：
通常，横坐标表示的因素和不同曲线/柱状图的因素均为自变量；纵坐标表示的因素为因变量。
表格判断：
找出各组不同的因素，归纳出的变量即为自变量，最后检测或观察的因素为因变量；其余保持相同的为无关变量。
（2021•宝鸡二模）某兴趣小组探究氯离子和乙醇浓度对唾液淀粉酶活性的影响时进行了相关实验，结果如图1所示，回答下列问题。
图1
（1）唾液淀粉酶能够催化淀粉水解为 ，该产物可与 试剂在加热时产生砖红色沉淀。
（2）该实验的自变量是 ，唾液淀粉酶的作用机理是 。
（3）从图1中可看出， 对唾液淀粉酶的活性有促进作用，随乙醇浓度增大，唾液淀粉酶活性降低，其原因是乙醇使 。
（4）研究发现甲、乙两种抑制剂均能降低唾液淀粉酶的催化效率。图2为未加抑制剂及分别加入甲、乙抑制剂后对起始反应速率的影响曲线。图3为抑制剂降低酶活性的两种模型。图2中对照组是
曲线的结果，甲抑制剂对唾液淀粉酶影响的模型是 （填“A”或“B”）

图2 图3
（2022•广东）某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是（ ）
注：+/﹣分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①、②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70℃，最适pH为9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
（2022•乙卷）某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验（表中“+”表示有，“﹣”表示无）。
根据实验结果可以得出的结论是（ ）
A．酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B．蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C．在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D．在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
（2021•海南）某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是（ ）
A．该酶可耐受一定的高温
B．在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大
C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
（2017•浙江）为验证酶的特性，进行了实验，基本过程如表所示（单位：mL）
据表分析，下列叙述正确的是（ ）
A．试管1和2的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖
B．试管3﹣6需在沸水浴中保温2﹣3min以利于酶的催化作用
C．试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性
D．若试管5中出现阳性反应说明蔗糖酶也能分解淀粉
（2016•新课标Ⅱ）为了研究温度对某种酶活性的影响，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：
（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）。
（2022•临沂三模）酶的“诱导契合”学说认为，在酶与底物结合之前，其空间结构与底物不完全互补，在底物诱导下可出现与底物吻合的互补结构，继而完成酶促反应。为验证该学说，科研人员利用枯草杆菌蛋白酶（简称S酶，可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者的结合中心位置相同）进行研究，实验结果如图所示，其中SCTH、SCU分别表示催化CTH和CU反应后的S酶。下列说法正确的是（ ）
A．S酶催化CTH和CU两种底物的结合中心位置相同，说明S酶没有专一性
B．S酶与底物结合后，提供了底物转化为产物所需的活化能
C．S酶结合中心的结构发生变化时，部分肽键会断裂
D．进一步探究失活或是空间结构固化，可增加SCTH 催化CTH反应组
有关酶的学说
中间产物学说
中间产物学说又被称为酶—底物复合物学说。该学说认为，在酶促反应中，底物（S）首先与酶（E）结合形成不稳定的中间产物SE，这个中间产物进一步分解，形成产物（P），并释放出酶。这个反应所需要的活化能少，反应速度快。酶促反应可以表示为S+E→SE（中间产物）→E+P。可以解释酶在反应前后性质不变。
锁钥学说
锁钥学说是化学家费舍尔提出的，它是对酶反应机制的一种描述。费舍尔认为酶是蛋白质，而蛋白质有一定的空间结构，酶在化学反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合体后才能发生反应（如图）。这个学说可以用来解释酶催化作用的专一性。
有关酶的学说
诱导契合学说
诱导契合学说是在锁钥学说的基础上提出的一个学说，这个学说对锁钥学说的不足进行了修订。这个学说认为，酶的活性部位不是刚性不变的，其活性部位的形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，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（如图）。酶与底物的动态识别过程被称为诱导契合。这个理论已经得到实验上的证实。
选项
实验材料及部分用具
实验目的
A
蔗糖、蔗糖酶、蒸馏水、斐林试剂、水浴锅
探究酶的高效性
B
蛋白酶、脂肪、蛋白质、淀粉
探究酶的专一性
C
氢氧化钠溶液、胃蛋白酶、蛋白质
探究胃蛋白酶的最适pH
D
过氧化氢溶液、过氧化氢酶、水浴锅
探究过氧化氢酶的最适温度
管号
1%焦性没食子酸/mL
2%H2O2/mL
缓冲液/mL
过氧化物酶溶液/mL
白菜梗提取液/mL
煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL
1
2
2
2
﹣
﹣
﹣
2
2
2
﹣
2
﹣
﹣
3
2
2
﹣
﹣
2
﹣
4
2
2
﹣
﹣
﹣
2
组别
实验处理
实验结果
①
葡萄糖溶液+无菌水
﹣
②
葡萄糖溶液+酵母菌
+
③
葡萄糖溶液+A溶液
﹣
④
葡萄糖溶液+B溶液
﹣
组别
pH
CaCl2
温度（℃）
降解率（%）
①
②
③
④
⑤
9
9
9
7
5
+
+
﹣
+
+
90
70
70
70
40
38
88
0
58
30
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
+
+
+
+
+
RNA组分
+
+
﹣
+
﹣
蛋白质组分
+
﹣
+
﹣
+
低浓度Mg2+
+
+
+
﹣
﹣
高浓度Mg2+
﹣
﹣
﹣
+
+
产物
+
﹣
﹣
+
﹣
试管号
1
2
3
4
5
6
本尼迪特试剂
2
2
2
2
2
2
1%淀粉溶液
3
3
3
2%蔗糖溶液
3
3
3
稀释的人新鲜唾液
1
1
蔗糖酶溶液
1
1