高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第3单元 第1课时　降低化学反应活化能的酶

这是一份高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第3单元 第1课时　降低化学反应活化能的酶，共19页。试卷主要包含了酶的作用及本质，酶的特性等内容，欢迎下载使用。
课标要求 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。
考点一 酶的本质、作用及特性
1．酶的作用及本质
(1)酶的本质
源于必修1 P79“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，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菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。
提示 将酵母菌细胞研磨粉碎、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(模拟毕希纳的实验)。
(2)酶的作用原理
①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。
③表示酶降低的活化能是AB段。
2．酶的特性
(1)高效性
①含义解读：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②作用实质：酶和无机催化剂一样，只能缩短到达化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量。
(2)专一性
①含义解读：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
②曲线解读：酶A可催化底物水解，酶B则与“无酶”相同，说明酶催化具有专一性。
③模型解读
(3)作用条件较温和
曲线解读：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。
3.酶促反应速率的影响曲线分析
(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
(2)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)。
(3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
①底物浓度对酶促反应速率的影响
②酶浓度对酶促反应速率的影响
特别提醒 (1)酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。
(2)温度和pH通过影响酶活性，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和酶的接触，进而影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。
(3)同一个体不同细胞中，酶的种类和数量不完全相同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。
(1)源于必修1 P84“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。因为没有了适宜的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1 P85“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，能增强抗生素的疗效。
考向一 酶的本质、作用与特性的综合分析
1．(2022·海口高三模拟)下列关于酶的叙述正确的是( )
①酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色
②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率
③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解，因此酶不具有专一性
④细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的高效性决定
⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的
⑥酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
A．③⑤⑥ B．②③⑥ C．③⑥ D．⑥
答案 D
解析 酶大部分是蛋白质、少量是RNA，蛋白质类的酶能与双缩脲试剂反应呈紫色，RNA类的酶不能，①错误；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，②错误；酶的专一性是指：酶能催化一种或一类化学反应，③错误；细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关，④错误；几乎所有活细胞均能产生酶，⑤错误；酶催化相应的化学反应时属于催化剂，酶被分解时作为反应的底物，⑥正确。
2．温度会影响酶促反应速率，其作用机理可用下图坐标曲线表示。其中a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是( )
A．随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加
B．处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的
C．酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果
D．酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低
答案 C
解析 由图可知，随着温度的升高，底物分子具有的能量增加，A错误；处于曲线c中1、2位点酶促反应速率相等，但酶分子活性不一定相同，B错误；由图可知，底物分子的能量与酶空间结构都会影响酶促反应速率，C正确；酶适于低温保存，原因是低温只是抑制酶活性，不会使酶变性失活，D错误。
考向二 酶促反应速率的影响因素
3．如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是( )
A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH
B．甲曲线中，a点与b点限制酶促反应速率的因素不相同
C．乙曲线中，d点与f点酶的空间结构都被破坏且不能恢复
D．丙曲线中，g点时对应因素升高，酶的活性不能到达h点
答案 C
解析 分析题图可知，甲曲线表示底物浓度与反应速率的关系，a点的限制因素是底物浓度，b点时底物达到饱和状态，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度；乙曲线是温度对酶活性的影响曲线，d点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构没有被破坏，温度恢复，酶的活性可恢复，f点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度降低，酶的空间结构也不能恢复；丙曲线是pH对酶活性的影响曲线，g点时pH过低，酶的空间结构发生改变，pH升高，酶的活性不能恢复，故不能到达h点。
4．下图为最适温度下酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是( )
A．适当升高温度，Vmax和Km均会增大
B．加入非竞争性抑制剂，Vmax降低
C．加入竞争性抑制剂，Km值降低
D．Km值越大，酶与底物亲和力越高
答案 B
解析 由题干可知，图中曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化，温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢，故适当升高温度，Vmax会减小，A错误；非竞争性抑制剂与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失，反应物不能与活性部位结合，故加入非竞争性抑制剂，导致Vmax降低，B正确；竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争酶的活性部位，从而降低底物与酶结合的机会，使反应速率降低，故加入竞争性抑制剂，会导致Km值增大，C错误；Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度，酶与底物亲和力越高，酶促反应速率越大，则Km值越小；说明Km值越大，酶与底物亲和力越低，D错误。
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
1．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)实验步骤
(2)实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。
(3)上述实验中不能(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。
(4)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
2．探究温度对酶活性的影响
(1)实验原理
①反应原理
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，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)实验步骤和结果
取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。
3.探究pH对酶活性的影响
(1)实验原理
①反应原理(用反应式表示)
2H2O2eq \(―――――→,\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O2的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。
(2)实验步骤和结果
1．实验材料选择时的注意事项
(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，能否选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料？
提示 不能，因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果，所以不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。
(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，能否选用淀粉和淀粉酶作为实验材料？
提示 不能，因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。
(3)在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，宜选用蛋白块(填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，同时探究酶活性的观测指标是相同时间内蛋白块体积的变化。
2．实验步骤和结果检测的注意事项
(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，底物和酶溶液应在何时进行混合？
提示 先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。
(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
(3)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂的原因是？
提示 因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
考向 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
5．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是( )
A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
答案 B
解析 在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能将淀粉分解，不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目的，B正确；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解，C错误；在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件下，过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性，D错误。
6．(2022·大同市高三模拟)丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质，褐色物质在410 nm可见光下有较高的吸光值(OD值)，且褐色物质越多，OD值越高。经测定PPO的最适pH为5.5。科学家利用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响，实验结果如下图。下列说法正确的是( )
A．实验过程中应将酶和底物混合后在相应温度下保温
B．应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液
C．丝瓜果肉PPO粗提液的制备和保存应在35 ℃条件下进行
D．可在35～40 ℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度
答案 B
解析 实验应该将酶和底物先分别放在相应的温度条件下一段时间，再将相应温度下的酶和底物混合，因为酶具有高效性，若先将酶和底物混合(反应已经进行)，再放于相应温度下保温，得不到相应的实验效果，A错误；因为该多酚氧化酶(PPO)的最适pH为5.5，pH是无关变量，在实验时，应该保持酶在最适pH下反应，因此该实验应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液，B正确；酶在高温下会失活，要保证多酚氧化酶(PPO)的结构不受破坏，需要在低温下保存，C错误；35 ℃时多酚氧化酶(PPO)活性为各组中的最高，为了更精确测定PPO的最适温度，应在30～40 ℃之间设置温度梯度，D错误。
重温高考 真题演练
1．(2020·海南，8)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是( )
A．都可通过体液运输到全身
B．都在细胞内发挥作用
C．发挥作用后都立即被灭活
D．都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
答案 D
解析 胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通过导管运输至消化道内发挥作用，而胰岛素由胰岛B细胞分泌，可通过血液运输至全身，A错误；胰蛋白酶在消化道内发挥作用，而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合，进而调节靶细胞的代谢活动，二者均不在细胞内发挥作用，B错误；胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变，胰岛素发挥作用后会被灭活，C错误；胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质，都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。
2．(2020·北京，4)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5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL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
答案 B
解析 提高酶的浓度能够提高反应速率，不能提高生成氧气的量，A错误；提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，可使产物的量增加，B正确；适度的提高温度可以加快反应速率，不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH，可以改变反应速率，不能提高产物的量，D错误。
3．(2016·全国Ⅰ，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，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→一段时间后检测产物的量
答案 C
解析 测定酶活力的影响因素时，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，C项所述操作顺序正确。
4．(2021·湖北，2)很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A．麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖
B．麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C．55～60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D．麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
答案 C
解析 在麦芽中存在麦芽糖，A错误；麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成，B错误；一般而言，植物体内酶的最适温度高于动物，故麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高，D错误。
5．(2016·全国Ⅱ，29)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)，结果如下图。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)。
答案 (1)B (2)加快 (3)不变 60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加 (4)蛋白质或RNA 高效性和专一性
解析 (1)曲线图显示：在反应时间内，40 ℃时反应到达反应平衡时间最短，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 ℃。(2)A组控制的温度是20 ℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，因酶的活性增强，A组酶催化反应的速度会加快。(4)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性和作用条件较温和的特性。
一、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( √ )
2．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( × )
3．酶提供了反应过程中所必需的活化能( × )
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．酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解( √ )
二、填空默写
1．(必修1 P78)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
2．(必修1 P78)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。
3．(必修1 P81)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
4．(必修1 P82)酶的专一性是指：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。
5．(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
6．(必修1 P84)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。
课时精练
一、选择题
1．(2022·济南市历城第二中学高三质检)下列实验中，温度属于无关变量的是( )
①证明酶具有专一性的实验中，将实验温度设置为酶的最适温度
②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90 ℃
③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三种温度
④用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，两组实验均在室温下进行
A．①② B．①②③ C．①④ D．①③④
答案 C
解析 ②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90 ℃，此时的温度属于自变量，②错误；③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，温度属于自变量，③错误。
2．(2022·大连市高三模拟)众所周知，氨基酸本身的化学性质十分稳定，无催化活性。但当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能。中科院院士、清华大学赵玉芬教授已经合成了几十种具有催化功能的磷酰氨基酸，并将其称为“微型酶”，为模拟酶的研究和合成开辟了一个崭新的途径和领域。下列有关叙述正确的是( )
A．“微型酶”只含有C、H、O、N四种元素
B．“微型酶”的合成场所为核糖体
C．“微型酶”可与双缩脲试剂反应呈紫色
D．“微型酶”能降低化学反应的活化能
答案 D
解析 据题干信息可知，氨基酸与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能，所以“微型酶”还含有P元素，A错误；“微型酶”的组成是氨基酸和磷酸结合，是在细胞外人工合成的，不是在细胞内进行的，B错误；“微型酶”的本质是氨基酸的衍生物，不含有肽键，所以不会与双缩脲试剂反应呈紫色，C错误。
3．真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料添加剂，可提高饲料利用率。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A．植酸酶只能在活细胞中产生，可在细胞外发挥作用
B．真菌合成的植酸酶需要经高尔基体参与，才能转运到细胞外
C．植酸酶A的最适pH为2或6，植酸酶B的最适pH为6
D．两种酶相比，植酸酶A更适合添加在家畜饲料中
答案 C
解析 pH为2时，植酸酶A的相对活性较高，但不是其最适pH，植酸酶A和B在pH为6时，酶的活性均最高，故植酸酶A和植酸酶B的最适pH均为6，C错误。
4．酶是一类极为重要的生物催化剂。由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行，按照蛋白酶的化学组成可分为单纯酶和结合酶两类。单纯酶分子中只有氨基酸残基组成的肽链。结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子、铁卟啉或含B族维生素的小分子有机物。下列有关酶的叙述错误的是( )
A．单纯酶的合成发生在核糖体上，该过程需要消耗能量
B．在“探究酶的专一性”实验中，自变量一定是酶的种类
C．结合酶中缺少相应的非蛋白成分，会导致活性降低乃至失活
D．锌元素是人体内多种结合酶的组成元素，虽然锌在细胞内含量很少，但是其作用非常重要
答案 B
解析 在“探究酶的专一性”实验中，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，B错误。
5．酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位，它通常包括两个部分：与底物结合的部分称为结合中心；促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的活性中心的叙述，错误的是( )
A．酶的结合中心决定酶的专一性
B．酶的高效性与酶的催化中心有关
C．低温条件下，酶的催化中心结构不变，而结合中心结构发生了改变
D．pH过高或过低可能会破坏酶的结合中心和催化中心的结构
答案 C
6．(2022·长春市高三模拟)某实验小组以干酪素(蛋白质)为底物探究不同pH对大菱鲆消化道中蛋白酶活性的影响，其他条件相同且适宜，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．本实验可采用双缩脲试剂来检测干酪素的水解情况
B．在pH＝8条件下，胃蛋白酶的活性会比肠蛋白酶的高
C．适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均将降低
D．相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶提供活化能的作用更显著
答案 C
解析 由于蛋白酶自身也是蛋白质，故不能采用双缩脲试剂来检测干酪素的水解情况，A错误；由题图可知，胃蛋白酶的最适pH为2，在pH＝8条件下，胃蛋白酶失活，B错误；据题干信息可知，除pH外，“其他条件相同且适宜”，故适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均将降低，C正确；在相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶的活性更高，降低活化能的作用更显著，不能提供活化能，D错误。
7．从小尾寒羊提取肌联蛋白，研究肌联蛋白的磷酸化和钙离子浓度是否影响肌联蛋白的降解。肌联蛋白T1是未降解的蛋白，小于该分子量的蛋白条带是降解后的蛋白，实验结果如图。已知蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化，碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸化。实验结果说明：钙离子会促进肌联蛋白的降解，相同钙离子浓度下，去磷酸化促进肌联蛋白的降解。与甲图比较，乙图只做了一个改变。乙组实验提高了( )
A．反应体系的反应温度
B．肌联蛋白的浓度
C．反应体系钙离子浓度
D．碱性磷酸酶浓度
答案 C
8．竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是( )
A．酶的活性中心能和竞争性抑制剂、底物同时结合
B．竞争性抑制剂或底物与酶结合，不会导致酶失活
C．竞争性抑制剂会增加化学反应所需的活化能
D．竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除
答案 B
解析 由图1可知，酶的活性中心均能和竞争性抑制剂、底物结合，但不能同时结合，A错误；据图2中底物浓度增加时，酶促反应速率加快可知，竞争性抑制剂或底物与酶结合，不会导致酶失活，B正确；竞争性抑制剂会抑制酶的活性，不会增加化学反应所需的活化能，C错误；由图2可知，当底物浓度达到一定程度时，酶促反应速率与只有底物时接近，说明竞争性抑制剂的抑制作用能通过增加底物浓度来解除，D错误。
9．细胞代谢离不开酶的催化，酶的催化需要温和的环境条件。某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响时发现，pH过低时淀粉水解速率也会加快，探究结果如图所示。下列有关实验的说法正确的是( )
A．由图可推断该淀粉酶在pH＝1时比pH＝3时活性一定更高
B．由实验结果分析可知，该淀粉酶的最适pH为7左右
C．pH＝7时淀粉的剩余量明显减少说明酶具有高效性
D．若要探究该酶的最适温度，需将酶与底物先混合，然后置于一系列温度梯度条件下
答案 B
解析 pH＝1时比pH＝3时淀粉剩余量更少是因为酸可以催化淀粉的水解，而不是淀粉酶的活性pH＝1时比pH＝3时更高，A错误；酶具有高效性应当有其他的催化剂作为对照时才能说明，C错误；探究该酶最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温，然后再将相同温度下的酶和底物混合，D错误。
10．某小组为研究温度对酶活性的影响，在t1、t2、t3温度下，分别用淀粉酶水解淀粉，保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c，且b>a>c，温度各升高相同幅度，重复上述实验，测定生成物的量分别为a′、b′、c′，且a′>a，b′>b，c>c′。下列相关分析正确的是( )
A．该淀粉酶的最适温度在t1～t2之间
B．当温度为t1时，可通过提高淀粉浓度来提高酶的活性
C．当温度在t2～t3之间时，随温度升高酶的活性降低
D．b>c是因为温度为t3时部分酶的空间结构可能发生改变
答案 D
解析 由题意分析可知，t2温度低于最适温度，且在三个温度中最接近最适温度，而t3温度高于最适温度，故最适温度在t2～t3之间，A错误；酶的活性受温度和pH影响，与淀粉浓度无关，B错误；升高温度后b′>b，证明在t2时升高温度，酶活性增强，C错误；根据分析可知，最适温度在t2～t3之间，所以t3时部分酶的空间结构可能发生改变，D正确。
11．研究发现酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验：
下列相关说法正确的是( )
A．①②③过程中，蛋白质的空间结构不变
B．蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解
C．处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可证明与无机催化剂相比，酶具有高效性
D．将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合，可直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果
答案 C
解析 加热和加酸均会使蛋白质的空间结构遭到破坏，A错误；加热使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，更容易被蛋白酶水解，B错误；盐酸会催化蛋白酶和蛋白块的水解，盐酸还会影响酶活性，从而影响实验效果，故不能直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果，D错误。
12．在日常生活中，削皮的土豆块一段时间后会发生褐变现象，这是土豆中的多酚氧化酶通过氧化多酚类物质引起的。某同学用土豆和儿茶酚探究了温度对酶活性的影响，实验步骤和结果如下表，下列相关叙述不正确的是( )
A.实验中儿茶酚的浓度、土豆块大小、温度属于无关变量
B．步骤2的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下
C．实验结果显示50 ℃条件下多酚氧化酶的活性较高
D．刚削皮的土豆立即用热水快速处理可防止褐变现象发生
答案 A
解析 实验中温度属于自变量，儿茶酚的浓度、土豆块大小属于无关变量，A错误。
二、非选择题
13．(2022·潍坊实验中学高三模拟)某生物兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响，做了如下实验。请结合实验回答问题：
实验步骤：一、取3支洁净的试管，编号为A、B、C，分别加入等量的酶溶液；
二、在每支试管中加入等量的底物溶液；
三、在A、B、C试管中加入等量的缓冲液，使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0；
四、将3支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。
(1)上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在实验操作正确的情况下，实验结果如图。
①该实验中酶促反应速率用_______________________________________________表示。实验开始1 min后A组产物浓度不再增加的原因是___________________________________。
②为进一步探究该酶作用的最适pH，应在pH为________范围开展实验。请写出实验设计思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下，定时检测产物浓度 (2)①单位时间内产物的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量) 底物的量有限(或底物浓度是一定的) ②0～7.0(或大于0小于7) 在pH 0～7.0之间每隔一定pH设置一个实验组，其他实验条件适宜且保持一致。反应一定时间后检测产物浓度，确定最适pH
14．植物内的过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究甘蓝梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。请回答下列问题：
注：表中“－”表示没有添加。
(1)1、2号试管中，________试管是对照组，该实验的自变量是________________。
(2)若2号试管显橙红色，并不能证明甘蓝梗中存在过氧化物酶，你的改进措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若3号试管不显橙红色，推测其原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知白菜梗内也含过氧化物酶，经测定，相同条件下，两种植物提取液中过氧化物酶的活性不同，从其分子结构分析，原因可能是____________________________________
________________________。
(5)如何通过实验检测过氧化物酶的化学本质，并比较甘蓝梗和白菜梗内过氧化物酶的含量多少(假设两种植物提取液中只含过氧化物酶)。
请简述设计思路：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1号 甘蓝梗提取液的有无 (2)再增加一组实验，把缓冲液换成2 mL过氧化物酶，其他条件与1号试管相同 (3)高温使甘蓝梗提取液中的过氧化物酶变性失活 (4)两种植物提取液中过氧化物酶的氨基酸序列不同(或空间结构不同) (5)将等量的白菜梗和甘蓝梗提取液分别放入两支试管中，再分别加等量且适量的双缩脲试剂进行实验；若产生紫色反应，说明过氧化物酶的化学本质是蛋白质；显色反应强(紫色深)的一组过氧化物酶含量高试管编号
1
2
注入可溶性淀粉溶液
2 mL
－
注入蔗糖溶液
－
2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液
2 mL
2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂
2 mL
2 mL
沸水浴煮沸1 min
实验现象
有砖红色沉淀
没有砖红色沉淀
试管编号
1
1′
2
2′
3
3′
实验步骤
一
2 mL淀粉酶溶液
2 mL可溶性淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL可溶性淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL可溶性淀粉溶液
二
在冰水中水浴5 min
在60 ℃温水中水浴
5 min
在沸水中水浴5 min
三
1与1′试管内液体混合，摇匀
2与2′试管内液体混合，摇匀
3与3′试管内液体混合，摇匀
四
在冰水中水浴数分钟
在60 ℃温水中水浴数分钟
在沸水中水浴数分钟
五
取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象
实验现象
呈蓝色
无蓝色出现
呈蓝色
结论
酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都会影响酶活性
序号
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量的过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
2
注入等量的不同pH的溶液
1 mL蒸馏水
1 mL 5%的HCl
1 mL 5%的NaOH
3
注入等量的体积分数为3%的H2O2溶液
2 mL
2 mL
2 mL
4
观察实验现象
有大量气泡产生
无明显气泡产生
无明显气泡产生
5
将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方)
燃烧剧烈
燃烧较弱
燃烧较弱
方案
催化剂
底物
pH
温度
①
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白块
中性
室温
②
淀粉酶
淀粉、蔗糖
适宜
适宜
③
蛋白酶
蛋白质
适宜
不同温度
④
过氧化氢酶、氯化铁溶液
过氧化氢
强酸性
室温
实验组别
1号试管
2号试管
3号试管
4号试管
5号试管
实验步骤
1
试管各加入15 mL 1%儿茶酚溶液
2
将儿茶酚溶液和2 g土豆块分别放入相应温度的恒温水浴锅中5 min
0 ℃冰水浴
25 ℃
50 ℃
75 ℃
100 ℃
3
向儿茶酚溶液中加入土豆块，振荡后放回相应温度，10 min后观察
实验现象
(褐变等级)
0
1
3
1.5
0
试管编号
1%焦性没食子酸/mL
2% H2O2/mL
缓冲液/mL
甘蓝梗提取液/mL
煮沸冷却后的甘蓝梗提取液/mL
1
2
2
2
－
－
2
2
2
－
2
－
3
2
2
－
－
2