5.1 降低化学反应活化能的酶（精讲导学案）-【帮课堂】2024-2025学年高一生物同步学与练（2019人教版必修1）

第5章 第5章细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/课前导学 梳理教材内容，掌握基础知识；延伸思考探究，深入理解知识；预习判断检测，及时效果验收 04/课堂探究 课堂知识探究，全面学会知识 05/分层训练 基础提升拓展，突破学习任务 1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。（重点） 2.阐明酶发挥作用的原理。（重点） 3.通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验。（难点） 4.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。（重点） 5.通过探究“影响酶活性的条件”，培养科学探究能力。（难点） · 基础感知 1．新陈代谢： 是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。 细胞代谢： 中每时每刻都进行着的 。 活化能：分子从 转变为 所需要的 。 酶：是 （来源)所产生的具有 作用的一类 。（酶的作用： ，提高化学反应速率) 2．酶的作用原理 （1）活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 状态所需要的能量。 （2）原理：酶降低 的作用更显著。 （3）意义：使细胞代谢能在 条件下快速有序地进行。 3．酶的本质 （1）产生场所： 。 （2）生理作用： 。 （3）化学本质： 。 4．酶具有专一性 （1）酶的专一性是指每一种酶只能催化 化学反应。而无机催化剂催化的范围比较广，如酸能催化蛋白质、 和 水解。 （2）实例：脲酶只能催化 分解。 5．酶具有高效性 （1）酶的高效性是指 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 。 6．过酸、过碱或温度过高，会使酶的 遭到破坏，使酶永久失活。在0℃左右时，酶的活性很低，但空间结构稳定，转移到适宜的温度下，酶的活性会 （上升/下降/不变）。在100℃时酶已失去活性，将酶重新置于适宜的温度下酶的活性会 （上升/下降/不变），因此酶制剂适宜在 （高温/低温）下保存。 7．酶的的 3 个特性： （1） ：同 相比，酶降低化学反应活化能的效果更显著。实验验证自变量： 。 ①加酶与未加催化剂相比：说明 。 ②加酶与加无机催化剂相比：说明 。 ③催化剂只能改变 ，不改变 。 ④平衡点高低取决于 。 （2） ：一种酶只能催化 化学反应。 实验验证思路： 或 。 1图：A 为 ，B 为 ，C、D 为 。 2图：只有 能催化 A 反应物发生反应，说明 。 （3） ：在最适宜的温度和 pH 条件下， 酶的活性 。温度和 pH 偏高或偏低，酶活性都会 明显 。过酸、过碱或高温，会使酶的 ，使酶 。低温 ，但酶的 ，在适宜温度下酶的活性 。酶制剂适于在 下保存。（见下面甲图、乙图） · 思考提升 1．同种酶有时会催化不同的反应，是不是就说明酶不具有专一性？ 2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验中能否用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？为什么？验证酶的专一性的另一思路是什么？ · 预习检测 1．判断关于酶的催化作用和本质的叙述 (1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用(　 　) (2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成(　 　) (3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与(　 　) (4)酶是在核糖体上合成的生物大分子(　 　) 2．判断关于酶具有高效性和专一性的叙述 (1)比较H2O2在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性(　 　) (2)一种化合物只有一种酶的结合位点是酶专一性的基础(　 　) (3)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验(　 　) (4)酶催化化学反应时空间结构不会发生改变(　 　) 3．判断关于酶的作用条件较温和的叙述 (1)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH条件再加入底物(　 　) (2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等来探究pH对淀粉酶活性的影响(　 　) (3)酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同(　 　) (4)酶通常是在低温、低pH条件下进行保存(　 　) (5)胃蛋白酶在中性水溶液中空间结构会发生变化(　 　) 探究一 比较过氧化氢在不同条件下的分解 1．实验原理 2H2O22H2O＋O2 2．实验目的：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。 3．实验过程和现象 试管编号 1 2 3 4 第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液 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 大量 卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 4．讨论 (1)如何判断过氧化氢被分解的快慢？ (2)实验结果分析 ①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。 ②1、4号试管对照说明酶具有催化作用。 ③1、3、4(或3、4)号试管对照说明与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (3)2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么？ 探究二 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 1．淀粉和蔗糖都是非还原糖，但淀粉水解后会生成麦芽糖，蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖，麦芽糖、葡萄糖和果糖都是还原糖。如表为比较淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分析回答下列问题： 试管编号 1 2 可溶性淀粉溶液 2 mL － 蔗糖溶液 － 2 mL 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 水浴加热2 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 (1)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？你能从该实验得到什么结论？ (2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ (3)该实验的自变量和因变量分别是什么？ (4)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？ 探究三 探究温度对酶活性的影响实验 1.下列3组实验是探究温度对酶活性的影响，请分别从中寻找错误： 实验一 序号 项目 试管 1 2 1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL 3 温度 0 ℃ 90 ℃ 4 相同温度下两溶液混合 混合液 混合液 5 斐林试剂 2 mL 2 mL 6 实验现象 错误：缺少60_℃的对照组，且不应用斐林试剂作为检测试剂。 实验二 序号 项目 试管 1 2 3 1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL 2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL 3 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃ 4 碘液 2滴 2滴 2滴 5 实验现象 错误：未对底物和酶进行保温处理就混合在一起。 实验三 序号 项目 试管 1 2 3 1 过氧化氢溶液 5 mL 5 mL 5 mL 2 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃ 3 过氧化氢酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL 4 实验现象 错误：不应选用过氧化氢溶液作为反应底物，因为高温条件下，会直接使底物分解加快，而不是通过影响酶的活性来影响底物的分解。 · 基础过关练 一、单选题 1．下列化合物中含有的化学元素种类最少的一组是（    ） A．抗体和糖蛋白 B．葡萄糖和脱氧核糖 C．性激素和RNA D．DNA和呼吸酶 2．荧光素双醋酸酯（）本身不产生荧光，当自由扩散进入细胞被酯酶分解后，产生绿色荧光素，该物质不能透过活细胞膜，积累在细胞膜内。下列叙述错误的是（    ） A．进入细胞不需要消耗能量 B．通过细胞膜的磷脂双分子层进入细胞 C．若酯酶无活性则不能产生绿色荧光 D．和绿色荧光素进出细胞都与浓度差有关 3．1982年，美国科学家T. Cech和他的同事在对“四膜虫编码rRNA 前体的DNA 序列含有间隔内含子序列”的研究中发现，自身剪接内含子的RNA具有催化功能，这种RNA被称为核酶，并因此获得了1989年诺贝尔化学奖。某核酶是具有催化功能的单链RNA分子，可降解特异的mRNA序列。下列关于核酶的叙述正确的是（    ） A．磷脂分子和核酶的元素组成相同，ATP 中的A可作为核酶的基本组成单位 B．与无机催化剂不同的是核酶能够降低所催化反应的活化能，验证核酶的专一性时，可以用RNA和其他底物作对照 C．核酶降解特异的mRNA 序列时，破坏的是相邻碱基之间的氢键 D．RNA的种类包括tRNA、mRNA、rRNA 和作为酶的RNA等 4．大肠杆菌中以苏氨酸为原料合成异亮氨酸的反应途径分为五步，每一步反应都由特定的酶催化，异亮氨酸可以与其中的酶1发生可逆性结合，当细胞内异亮氨酸积累过多，会降低酶1的活性。下列叙述错误的是（　　）    A．酶1既能与异亮氨酸结合，也能与苏氨酸结合 B．异亮氨酸对酶1活性的调节方式为负反馈调节 C．酶2、酶3、酶4、酶5的空间结构都不能与异亮氨酸结合 D．可通过增大细胞膜通透性的方法使细胞合成的异亮氨酸减少 5．研究表明，类风湿性关节炎的发病机制可能与溶酶体膜的稳定性下降和水解酶外溢有关。下列叙述正确的是（　　） A．溶酶体分布在动物细胞中，其他细胞中不含溶酶体 B．提高溶酶体双层膜的结构稳定性可能是治疗类风湿性关节炎的思路 C．溶酶体合成水解酶所需要的ATP主要来自线粒体 D．溶酶体中的水解酶外溢到细胞质基质中，其活性可能会下降 6．褐变会导致果蔬的色泽加深、风味改变及营养物质流失，而多酚氧化酶是引起果蔬褐变的关键酶。科研人员探究了其他条件相同且适宜的情况下，pH对两种梨中多酚氧化酶活性的影响（OD₃₉₈值越大，酶活性越强），结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验的自变量是pH，因变量是多酚氧化酶的活性 B．若探究pH对淀粉酶活性的影响，也可得到趋势如图所示的曲线 C．由图可知，pH为6时，两种梨中香水梨更容易褐变 D．若在pH为5时改变反应体系中的温度，则A点将下移 7．淀粉酶有多种类型，α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解，β-淀粉酶可使淀粉从末端以两个 单糖为单位进行水解。对这两种淀粉酶进行的相关实验结果如图所示，下列叙述正确的是（　　）      A．α- 淀粉酶水解淀粉的最终产物中有葡萄糖，β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为二糖 B．若反应体系的pH由3逐步升至4.5，则两种淀粉酶的活性均逐渐升高 C．β-淀粉酶的最适pH低于α-淀粉酶，在人体胃内 β-淀粉酶活性高于α-淀粉酶 D．应在最适温度和pH为6的条件下保存α-淀粉酶制剂 8．温度是影响唾液淀粉酶活性的重要因素。某兴趣小组以唾液淀粉酶和淀粉为实验材料，设置三个实验组（T1、T2、T3），在其他条件相同下，测定各组在不同反应时间内的底物剩余量，结果如图所示。据图分析，三个实验组的温度大小关系可能是（　　）    A．T1>T2>T3 B．T2>T3>T1 C．T3>T2>T1 D．T2>T1>T3 9．某研究小组探究 pH 对蔗糖酶和胰蛋白酶活性的影响，结果如下。下列叙述正确的是（    ） A．各个实验组都应该在相同的低温条件下进行 B．pH为6时两种酶催化相应化学反应的速率相同 C．两种酶在生物体发挥作用时均需要消耗 ATP D．两种酶最适pH 不同与酶分子的结构不同有关 10．某实验小组在30℃条件下进行了三个实验，如表所示。据表分析，将实验①和实验②对比、实验②和实验③对比能分别体现酶的哪些特性（    ） 实验 实验设计 实验结果 ① 试管中加入2mL体积分数为3%的H₂O₂和2滴FeCl₃溶液 单位时间内，观察到少量气泡产生 ② 试管中加入2mL 体积分数为3%的 H₂O₂ 和2滴新鲜肝脏研磨液 单位时间内，观察到大量气泡产生 ③ 试管中加入2 mL 体积分数为3%的H₂O₂ 和2滴新鲜唾液 未观察到气泡产生 A．高效性、专一性 B．专一性、高效性 C．专一性、作用条件温和 D．高效性、作用条件温和 二、非选择题 11．1773年，意大利科学家斯帕兰札尼通过实验证明鸟类的胃液中存在着某种化学物质，可以消化瘦肉块，现在科学表明这种物质是一种酶。我学校学习兴趣小组做了探究影响酶活性因素的实验，他们设计了这样的一个实验方案，见下表（表中各组酶溶液浓度相同）： 试管 底物和试剂 实验条件 1 1cm3瘦肉块＋4mL蒸馏水 37℃水浴：pH＝1．5 2 1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶 ①_____：pH＝1．5 3 1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶 0℃水浴；pH＝1．5 4 1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶 37℃水浴：pH＝8 (1)请完成实验设计：①的处理应为 。此实验中的无关变量对实验结果 （填“有”或“没有”）影响。 (2)与1号试管相比，2号试管出现的现象是 。 (3)如果2、3号试管为一组对照实验，请你为该组实验拟定个课题名称： 。 (4)如果将实验材料换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否可行。 （填“是”或“否”） (5)胃蛋白酶与无机催化剂相比具有 性，原因是 。 12．几丁质（一种多糖）是昆虫外骨骼的重要成分，几丁质的催化降解主要依赖于N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶（NAGase）的作用，温度、pH和NAGase催化水解产物对NAGase活力的影响如图1所示，请回答下列问题： (1)NAGase 的成分最可能是 ，从 90℃降到最适温度过程中，它的活性 （填“变大”或“变小”或“基本不变”）。 (2)几丁质水解后的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖对NAGase的催化活力均有 （填“抑制”或“促进”）作用，其中作用最强的是 。 (3)研究发现果糖能抑制NAGase的催化活力，为了进一步探究果糖抑制该酶催化活力的机制，某研究小组取一系列浓度的几丁质溶液，每个浓度的几丁质溶液均分为a、b两组（记作 a1和 b1、a2和b2 ……），实验结果如图2所示。本实验的自变量为 ，由图2可知， a组实验应为 （填“添加”或“不添加”）果糖。实验结果说明随几丁质浓度的增加，果糖对酶催化活力的抑制 （填“增强”或“减弱”）。 (4)研究人员推测果糖抑制NAGase催化活力的机制如图3 所示， 果糖与几丁质可竞争结合酶的活性部位，并表现为可逆，该竞争结合不改变酶的空间结构，图2中曲线b出现的原因是 。 A．几丁质的浓度较低时，只有果糖能与酶结合，酶促反应速率降低 B．几丁质的浓度较低时，酶与几丁质的结合机会降低，酶促反应速率降低 C．几丁质的浓度较高时，果糖不能与酶结合，酶促反应速率升高 D．几丁质的浓度较高时，酶与几丁质的结合机会升高，酶促反应速率升高 · 能力提升练 一、单选题 1．某同学因为长期不吃早餐，导致胃部经常反酸，服用奥美拉唑后症状得到有效缓解。胃壁细胞膜上存在。H+-K+-ATP酶（一种质子泵），能催化ATP水解，并将细胞外的K+泵入细胞内，还能将胃壁细胞内的H+逆浓度梯度运输到膜外胃腔中，使得胃液的pH值维持在0.9~1.5.下列叙述错误的是（　　） A．该H+-K+-ATP酶运输H+的方式是主动运输 B．胃部的强酸性环境会导致胃液中的胃蛋白酶失活 C．H+-K+-ATP酶既可作为载体蛋白，还具有催化功能 D．奥美拉唑可能抑制H+-K+-ATP酶的活性，从而抑制胃酸分泌 2．固氮酶是由钼—铁蛋白和铁蛋白结合而成的一种蛋白复合体，能够催化氮分子还原成氨。这两种蛋白单独存在时，都无固氮酶活性，只有二者结合成复合体后，才具有固氮酶活性。下列相关叙述正确的是（　　） A．钼—铁蛋白和铁蛋白的合成场所都是高尔基体 B．钼和铁都参与了固氮酶基本组成单位的构成 C．固氮酶特定空间结构的形成与钼和铁都有关联 D．固氮酶为氮分子还原成氨的化学反应提供了活化能 3．酶促反应中，酶和底物结合时，底物的结构和酶活性中心的结构十分吻合。“诱导契合”学说指出，酶并不是事先就以一种与底物互补的形状存在，而是在受到诱导之后才形成互补的形状。底物一旦结合上去，就能诱导酶蛋白的构象发生相应的变化，从而使酶和底物契合而形成酶-底物络合物，并引起底物发生反应。反应结束当产物从酶上脱落下来后，酶的活性中心又恢复了原来的构象。下列描述符合“诱导契合”学说的是（    ） A．底物类似物不能诱导酶分子构象的改变 B．底物的结构朝着适应活性中心方向改变而酶的构象不发生改变 C．酶活性中心有可变性，在底物的影响下其空间构象发生一定的改变，才能引起底物进行反应 D．酶-底物络合物形成并引起底物发生反应后，酶失去催化作用 4．在研究肥胖成因的过程中，科研人员选取A、B、C三个品系小鼠，每个品系分为对照组和实验组，分别饲喂等量的常规饲料和高脂饲料。在适宜环境中饲养8周，禁食12h后检测脂肪细胞体积相对值结果如图1.根据图1挑选出最适宜作为肥胖成因研究对象的某品系小鼠，检测其细胞内与脂肪代谢相关酶含量的相对值，结果如图2（图中HSL、ATGL和TGH分别代表激素敏感脂酶、脂肪甘油三酯酶和甘油三酯水解酶）。下列叙述错误的是（　　）    A．该实验的自变量有小鼠品系及饲料的脂肪含量等 B．脂肪由甘油和脂肪酸反应形成，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温呈固态 C．据图1可知，最适宜作为肥胖成因研究对象的是B品系小鼠 D．小鼠肥胖的原因可能是其细胞内HSL和ATGL的含量明显低于正常鼠有关 5．果蔬在储存和运输过程中褐变的主要原因是多酚氧化酶（PPO）催化酚形成黑色素。为探究不同温度对两种PPO活性的影响，某同学设计了相关实验，结果如下图。下列叙述正确的是（    ）    A．本实验的自变量是温度，因变量是酚剩余量 B．据图分析，相同温度条件下酶A的活性更高 C．应在30℃~40℃之间设置多个温度梯度探究酶B的最适温度 D．低温可以减少储存和运输过程中的果蔬褐变 6．在酶促反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时（如甲图A所示），可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。甲图是不同酶抑制剂X、Y的作用示意图，下列说法正确的是（　　） A．甲图中的X表示底物的非竞争性抑制剂，Y表示竞争性抑制剂 B．若在乙图曲线a表示的实验中加入X，则反应速度会近似于曲线c C．若在乙图曲线a表示的实验中加入Y，则反应速度会近似于曲线b D．若在乙图曲线c表示的实验中加入底物，则最终反应速度不会提高 7．从某微生物中提取出的淀粉酶能催化淀粉水解成麦芽糖。取适量该淀粉酶分别在不同温度下水解等量淀粉，并在1小时末和2小时末测定产物麦芽糖的含量。下列说法错误的是（　　） A．该实验的自变量是反应温度和反应时间 B．15℃条件下,6h末麦芽糖含量有可能达到1.8g/mL C．35℃条件下，1~2h麦芽糖生成量比0~1h少最可能是因为淀粉酶变性了 D．若第2h末将45℃实验组的温度降至25℃,3h末麦芽糖含量还是0.1g/mL 8．现有3支洁净试管甲、乙、丙，先向试管内加入2mL可溶性淀粉溶液，再按下图所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列分析不正确的是（    ） A．甲试管与乙试管对照，说明酶具有专一性 B．甲试管与丙试管对照，说明酶的活性受温度的影响 C．该实验的自变量是温度和酶的种类 D．丙试管因为加热使唾液淀粉酶水解而失去酶活性 9．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示。下列说法错误的是（    ）    A．酶1变构位点空间结构的变化使酶1无法与底物1结合 B．抑制酶2的活性，可增加产物A的产生量 C．产物B的浓度变化可调节产物A和产物B的产生量 D．增加底物1的浓度无法解除产物B过多对酶1活性的影响 10．一定条件下，酶促反应速率与能接触到反应物的酶量成正相关。研究者将大鼠肝细胞悬浮液置于不同浓度的蔗糖溶液中，提取并检测溶液中两种酶的酶促反应速率，结果如图。下列相关叙述正确的是（    ）    A．检测出的酶促反应速率与膜结构的完整性有关 B．推测两种酸性水解酶存在于细胞的液泡中 C．较低浓度的蔗糖溶液中，酶溢出的量少，酶促反应速率大 D．正常细胞中两种水解酶所处溶液的浓度比0.2mol⋅L⁻¹的蔗糖溶液浓度小 二、非选择题 11．NAGase是催化几丁质降解过程中的一种关键酶，广泛存在于动物、植物、微生物中。研究发现一些糖类物质对NAGase催化活力有影响，如图1所示。请回答下列问题： (1)以果糖、蔗糖、半乳糖和葡萄糖作为效应物，这四种糖对NAGase的催化活力均有 （填“抑制”或“促进”）作用，其中影响该酶作用最强的是 。 (2)某小组开展实验探讨这四种糖影响该酶催化活力的机制，图2是效应物影响酶催化活力的两种理论：模型A表示抑制剂与底物存在竞争关系，可以结合到酶的活性部位，并表现为可逆，但该结合不改变酶的空间结构；模型B表示抑制剂与底物没有竞争关系，而是结合到酶的其他部位，导致酶的空间结构发生不可逆变化。图3是依据这两种理论判断这四种糖降低NAGase活力类型的曲线图，其中曲线a表示不添加效应物时的正常反应速度。请根据图3简要写出探究实验的实验思路，并根据可能的实验结果推断相应的结论。实验组设计思路：参照对照组加入等量的底物和NAGase，加入一定量的 后， ；实验预期：若实验结果如曲线b，则为模型 ；若实验结果如曲线c，则为模型 。 (3)该小组还探究了温度影响酶促反应速率的作用机理，其作用机理可用下图坐标曲线表示。其中a表示不同温度下底物分子具有的能量，b表示温度对酶活性的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。据图分析，处于曲线c中1、2位点酶分子活性是 （填“相同”或“不同”）的，酶促反应速率是 与 共同作用的结果。 (4)某同学为了验证酶的专一性，他选用了人的唾液淀粉酶、可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、碘液以及其他可能用到的器具来做实验。你觉得他 （能/不能）得到预期的实验结果和结论？为什么？ 。 12．胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列实验。 (1)胰脂肪酶可以催化食物中的脂肪水解为 。据图1可知，胰脂肪酶的作用机理是 ，可以用图1中的 (填“a-b”或“a-c”)来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化，则b在纵轴上将 (填“上移”或“下移”)。 (2)为研究板栗壳黄酮的作用，在酶量一定且环境适宜的条件下，科研人员检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图2。 ①图2曲线中的酶促反应速率，可通过测量 (指标)来体现。 ②据图2分析，板栗壳黄酮能够 胰脂肪酶活性。 (3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图3 所示。 ①本实验的自变量有 。 ②由图3可知，加入板栗壳黄酮后，胰脂肪酶的最适pH (填写“变大”或“变小”或“基本不变”)。 ③若探究加入板栗壳黄酮后，胰脂肪酶作用的最适温度，应选择的pH是 。 · 思维拓展练 知识拓展——多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因，果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间。抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制，图甲为两种抑制剂的作用机理模型，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，柠檬酸对PPO活性的影响为曲线c对应情况。 (1)竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？ (2)非竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？ (3)据图乙分析柠檬酸属于哪种酶抑制剂？其与高温等因素对酶的影响是否相似？ 思维训练 一、单选题 1．在酶促反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时（如甲图 A 所示），可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。甲图是不同酶抑制剂 X、Y的作用示意图，乙图表示无抑制剂和不同抑制剂作用的效果曲线。下列叙述正确的是（　　）          A．甲图中的X表示底物的非竞争性抑制剂，Y 表示竞争性抑制剂 B．若在乙图曲线a表示的实验中加入 X，则反应速度会近似于曲线c C．若在乙图曲线a表示的实验中加入Y，则反应速度会近似于曲线b D．若在乙图曲线c表示的实验中加入底物，则最终反应速度不会提高 2．几丁质合成酶常分布在昆虫和真菌的细胞膜上，可将供体底物上的糖基转移到受体几丁质糖链上。多氧霉素是几丁质合成酶的竞争性抑制剂，会与底物竞争酶的结合位点，影响底物与酶的正常结合，从而抑制酶活性。下列叙述正确的是（    ） A．昆虫和真菌的细胞核是几丁质合成的控制中心 B．几丁质合成酶可以为几丁质糖链的合成提供能量 C．几丁质是一种能与溶液中重金属离子结合的二糖 D．多氧霉素与高温抑制几丁质合成酶活性的机理相同 3．酶促反应受多种抑制剂影响。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心，非竞争性抑制剂与酶的非活性中心结合，改变酶活性中心的结构。下图表示A，B两种抑制剂影响酶促反应的示意图，下列叙述正确的是（    ）    A．酶活性中心的结构决定了酶具有高效性 B．抑制剂B是竞争性抑制剂，其与底物有相似的化学结构 C．在含有抑制剂A的反应体系中降低底物浓度，酶促反应速率变化不大 D．在含有抑制剂B的反应体系中增大底物浓度，酶促反应速率变化不大 4．酶抑制剂可分为：①不可逆性抑制剂，与酶活性中心的必需基团结合，稀释或透析等简单的方法不可解除抑制；②可逆性抑制剂，有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种，竞争性抑制剂主要通过和底物竞争与酶结合来实现抑制效果，增大底物浓度可使抑制作用减弱；非竞争性抑制剂可以降低酶的活性。下列有关酶抑制剂的说法﹐错误的是（    ） A．过酸、不可逆性抑制剂对酶活性的影响可能相同 B．添加底物可能解除某些抑制剂的抑制作用 C．在可逆性抑制剂的作用下产物的量会减少 D．利用抑制剂可获得有关酶活性部位的结构信息 5．酶的竞争性抑制剂与底物有类似的结构，可竞争结合酶的活性部位，导致反应速率下降。而非竞争性抑制剂不和底物产生竞争，而是与酶的其它部位结合，导致酶不能正常工作。机制如图1和图2。下列叙述错误的是（    ） A．图1、图2依次表示竞争性抑制和非竞争性抑制的示意图 B．图中的E、S、P、I分别表示酶、底物、产物和抑制剂 C．由图可知，竞争性抑制和非竞争性抑制的抑制作用均是可逆的 D．可通过增加E的浓度来消除两种抑制剂对酶促反应的抑制作用 6．下图为酶的作用机理以及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。以下说法错误的是（    ） A．酶和无机催化剂的作用机理相同，都是降低反应的活化能 B．竞争性抑制剂的作用机理是与底物竞争结合位点，可通过增加底物浓度提升反应速率 C．高温、强酸、强碱都会导致酶的空间结构改变，这与非竞争性抑制剂的作用效果相似 D．非竞争性抑制剂与酶结合后改变了酶的空间结构，可通过增加底物浓度提升反应速率 7．酶抑制剂能降低酶的活性，主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。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。图1表示在不同的底物浓度下，两种酶抑制剂对某种消化酶的反应速率的影响；图2为最适温度下酶促反应曲线，Km表示最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度。下列相关分析正确的是（　　） A．图1中抑制剂Ⅰ为竞争性抑制剂，抑制剂Ⅱ为非竞争性抑制剂 B．底物浓度不变时，增大酶浓度不会影响酶抑制剂Ⅱ的抑制作用 C．加入非竞争性抑制剂会使Vmax升高，加入竞争性抑制剂会使Km值降低 D．Km值较大，酶与底物亲和力较低，Km值较小，酶与底物亲和力较高 二、非选择题 8．图甲是一个含有淀粉的琼脂块，1-4代表分别用不同方法处理的4个位置。图乙为某些酶抑制剂（抑制酶催化作用的物质）的作用机理。请回答下列问题： (1)将图甲所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块放入37℃恒温箱中保温处理24h后，用等量碘液滴在4个三角形位置，观察到的现象是三角形 （填数字）呈蓝色，由此说明酶具有 ， 的特点。 (2)依据作用机理，①若抑制剂分子在外形上与作用底物相似，能与底物竞争结合酶的活性位点，这种抑制剂称为酶的竞争性抑制剂；②若抑制剂不是与酶活性位点结合，而是与活性位点以外的位点结合，则属于非竞争性抑制剂。据图乙判断抑制剂A属于 ，抑制剂B属于 。（填“竞争性抑制剂”或“非竞争性抑制剂”） 9．现有4支试管A、B、C、D，先向各试管内加入2mL可溶性淀粉溶液，再按图中所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验．请分析回答下列问题： (1)出现砖红色沉淀的试管有 。 (2)试管A、B形成对照，说明酶具有 。试管A、C形成对照，说明高温会破坏酶的 进而使酶失去活性。 (3)在加入斐林试剂检验之前，试管D中剩余的物质有水、多肽、 。 (4)除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果，图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线． ①据图1分析可推测，竞争性抑制剂与   具有类似结构因而能与酶的活性位点相结合，非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与 （选填“高温”、“低温”、“强酸”）对酶活性抑制的机理相同。 ②图2中代表在酶中添加了竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂的曲线分别是 、 。当底物浓度相对值大于15时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5章 第5章细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/课前导学 梳理教材内容，掌握基础知识；延伸思考探究，深入理解知识；预习判断检测，及时效果验收 04/课堂探究 课堂知识探究，全面学会知识 05/分层训练 基础提升拓展，突破学习任务 1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。（重点） 2.阐明酶发挥作用的原理。（重点） 3.通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验。（难点） 4.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。（重点） 5.通过探究“影响酶活性的条件”，培养科学探究能力。（难点） · 基础感知 1．新陈代谢： 是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。 细胞代谢： 中每时每刻都进行着的 。 活化能：分子从 转变为 所需要的 。 酶：是 （来源)所产生的具有 作用的一类 。（酶的作用： ，提高化学反应速率) 【答案】 细胞代谢 细胞 许多化学反应 常态 容易发生化学反应的活跃状态 能量 活细胞 催化 有机物 降低化学反应所需的活化能 2．酶的作用原理 （1）活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 状态所需要的能量。 （2）原理：酶降低 的作用更显著。 （3）意义：使细胞代谢能在 条件下快速有序地进行。 【答案】 常态 活跃 活化能 温和 【详解】酶的作用原理： （1）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）原理：酶降低活化能的作用更显著。 （3）意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。 3．酶的本质 （1）产生场所： 。 （2）生理作用： 。 （3）化学本质： 。 【答案】 活细胞 催化作用 蛋白质或RNA 【详解】酶的本质： （1）产生场所：酶是由活细胞产生的。 （2）生理作用：催化作用。 （3）化学本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA。　　　　 4．酶具有专一性 （1）酶的专一性是指每一种酶只能催化 化学反应。而无机催化剂催化的范围比较广，如酸能催化蛋白质、 和 水解。 （2）实例：脲酶只能催化 分解。 【答案】 一种或一类 脂肪 淀粉 尿素 【详解】酶具有专一性： （1）酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。而无机催化剂催化的范围比较广，如酸能催化蛋白质、脂肪和淀粉水解。 （2）实例：脲酶只能催化尿素分解。 5．酶具有高效性 （1）酶的高效性是指 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 。 【答案】 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用 高效性 【详解】酶具有高效性： （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。 6．过酸、过碱或温度过高，会使酶的 遭到破坏，使酶永久失活。在0℃左右时，酶的活性很低，但空间结构稳定，转移到适宜的温度下，酶的活性会 （上升/下降/不变）。在100℃时酶已失去活性，将酶重新置于适宜的温度下酶的活性会 （上升/下降/不变），因此酶制剂适宜在 （高温/低温）下保存。 【答案】 空间结构 上升 不变 低温 【分析】1.酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA； 2.酶的特性。 ①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍； ②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应； ③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 【详解】酶催化作用的发挥需要温和的条件，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。在0℃左右时，酶的活性很低，但空间结构稳定，转移到适宜的温度下，酶的活性会　　　　　　上升。在100℃时酶已失去活性，将酶重新置于适宜的温度下酶的活性会不变，因此酶制剂适宜在　　　　　　　低温下保存，因为低温条件下酶结构稳定。 7．酶的的 3 个特性： （1） ：同 相比，酶降低化学反应活化能的效果更显著。实验验证自变量： 。 ①加酶与未加催化剂相比：说明 。 ②加酶与加无机催化剂相比：说明 。 ③催化剂只能改变 ，不改变 。 ④平衡点高低取决于 。 （2） ：一种酶只能催化 化学反应。 实验验证思路： 或 。 1图：A 为 ，B 为 ，C、D 为 。 2图：只有 能催化 A 反应物发生反应，说明 。 （3） ：在最适宜的温度和 pH 条件下， 酶的活性 。温度和 pH 偏高或偏低，酶活性都会 明显 。过酸、过碱或高温，会使酶的 ，使酶 。低温 ，但酶的 ，在适宜温度下酶的活性 。酶制剂适于在 下保存。（见下面甲图、乙图） 【答案】 高效性 无机催化剂 催化剂种类 酶具有催化作用 酶具有高效性 达到平衡点的时间 平衡点 底物数量（浓度） 专一性 一种或一类 换酶不换底物 换底物不换酶 酶 反应物（底物） 产物 酶A 酶具有专一性 作用条件温和 最高 降低 空间结构遭到破坏 永久失活 抑制酶的活性 空间结构稳定 可以升高 低温（0～4 ℃ · 思考提升 1．同种酶有时会催化不同的反应，是不是就说明酶不具有专一性？ 提示：酶的专一性指的是酶可以催化一种或一类化学反应，不同的化学反应可能是同类的化学反应，故仍说明酶具有专一性。 2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验中能否用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？为什么？验证酶的专一性的另一思路是什么？ 提示：不能；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。可以用同一种底物、不同的酶进行实验验证，如用淀粉酶、蔗糖酶水解淀粉。 · 预习检测 1．判断关于酶的催化作用和本质的叙述 (1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用(　√　) (2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成(　×　) (3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与(　√　) (4)酶是在核糖体上合成的生物大分子(　×　) 2．判断关于酶具有高效性和专一性的叙述 (1)比较H2O2在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性(　×　) (2)一种化合物只有一种酶的结合位点是酶专一性的基础(　×　) (3)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验(　×　) (4)酶催化化学反应时空间结构不会发生改变(　×　) 3．判断关于酶的作用条件较温和的叙述 (1)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH条件再加入底物(　√　) (2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等来探究pH对淀粉酶活性的影响(　×　) (3)酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同 (　×　) (4)酶通常是在低温、低pH条件下进行保存(　×　) (5)胃蛋白酶在中性水溶液中空间结构会发生变化(　√　) 探究一 比较过氧化氢在不同条件下的分解 1．实验原理 2H2O22H2O＋O2 2．实验目的：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。 3．实验过程和现象 试管编号 1 2 3 4 第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液 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 大量 卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 4．讨论 (1)如何判断过氧化氢被分解的快慢？ 提示：观察单位时间内产生气泡的多少或观察带火星的卫生香的复燃情况。 (2)实验结果分析 ①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。 ②1、4号试管对照说明酶具有催化作用。 ③1、3、4(或3、4)号试管对照说明与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (3)2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么？ 提示：最终产生的氧气一样多，因为几支试管的过氧化氢溶液的体积和浓度都相同。 探究二 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 1．淀粉和蔗糖都是非还原糖，但淀粉水解后会生成麦芽糖，蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖，麦芽糖、葡萄糖和果糖都是还原糖。如表为比较淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分析回答下列问题： 试管编号 1 2 可溶性淀粉溶液 2 mL － 蔗糖溶液 － 2 mL 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 水浴加热2 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 (1)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？你能从该实验得到什么结论？ 提示：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。 (2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ 提示：不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。 (3)该实验的自变量和因变量分别是什么？ 提示：自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。 (4)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？ 提示：本实验设计思路：探究同一种酶是否能催化不同底物水解。 另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解。 探究三 探究温度对酶活性的影响实验 1.下列3组实验是探究温度对酶活性的影响，请分别从中寻找错误： 实验一 序号 项目 试管 1 2 1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL 3 温度 0 ℃ 90 ℃ 4 相同温度下两溶液混合 混合液 混合液 5 斐林试剂 2 mL 2 mL 6 实验现象 错误：缺少60_℃的对照组，且不应用斐林试剂作为检测试剂。 实验二 序号 项目 试管 1 2 3 1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL 2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL 3 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃ 4 碘液 2滴 2滴 2滴 5 实验现象 错误：未对底物和酶进行保温处理就混合在一起。 实验三 序号 项目 试管 1 2 3 1 过氧化氢溶液 5 mL 5 mL 5 mL 2 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃ 3 过氧化氢酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL 4 实验现象 错误：不应选用过氧化氢溶液作为反应底物，因为高温条件下，会直接使底物分解加快，而不是通过影响酶的活性来影响底物的分解。 · 基础过关练 一、单选题 1．下列化合物中含有的化学元素种类最少的一组是（    ） A．抗体和糖蛋白 B．葡萄糖和脱氧核糖 C．性激素和RNA D．DNA和呼吸酶 【答案】B 【分析】1、抗体是蛋白质，糖蛋白是由蛋白质和糖类构成，含有元素C、H、O、N等。 2、葡萄糖和脱氧核糖是糖类，是由C、H、O组成。 3、性激素是脂质，是由C、H、O组成，RNA由C、H、O、N、P组成。 【详解】A、抗体是蛋白质，糖类和蛋白质形成糖蛋白，是由C、H、O、N四种元素组成，A不符合题意； B、葡萄糖和脱氧核糖是糖类，是由C、H、O三种元素组成，B符合题意； C、性激素是脂质，是由C、H、O三种元素组成，RNA的元素组成是C、H、O、N、P，五种元素组成，C不合符题意； D、DNA是由C、H、O、N、P五种元素组成，呼吸酶的化学本质是蛋白质，由C、H、O、N四种元素组成，D不符合题意。 故选B。 2．荧光素双醋酸酯（）本身不产生荧光，当自由扩散进入细胞被酯酶分解后，产生绿色荧光素，该物质不能透过活细胞膜，积累在细胞膜内。下列叙述错误的是（    ） A．进入细胞不需要消耗能量 B．通过细胞膜的磷脂双分子层进入细胞 C．若酯酶无活性则不能产生绿色荧光 D．和绿色荧光素进出细胞都与浓度差有关 【答案】D 【分析】根据题干分析，“当FDA进入活细胞后，被细胞内的脂酶分解，生成有极性的、能产生绿色荧光的物质--荧光素，该物质不能自由透过活的细胞膜，积累在细胞膜内”，FDA的染色机理最主要是利用了死活细胞在代谢上的差异，即活细胞能产生绿色荧光，死细胞不能产生绿色荧光。 【详解】A、FDA通过 自由扩散进入细胞，所以不需要消耗能量，A正确； B、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，所以FDA 通过细胞膜的磷脂双分子层进入细胞，B正确； C、当 FDA 自由扩散进入细胞被酯酶分解后，产生绿色荧光素，如果酯酶没有活性，则不能产生绿色荧光，C正确； D、绿色荧光素不能透过活细胞膜，积累在细胞膜内，所以绿色荧光素进出细胞与浓度差无关，D错误。 故选D。 3．1982年，美国科学家T. Cech和他的同事在对“四膜虫编码rRNA 前体的DNA 序列含有间隔内含子序列”的研究中发现，自身剪接内含子的RNA具有催化功能，这种RNA被称为核酶，并因此获得了1989年诺贝尔化学奖。某核酶是具有催化功能的单链RNA分子，可降解特异的mRNA序列。下列关于核酶的叙述正确的是（    ） A．磷脂分子和核酶的元素组成相同，ATP 中的A可作为核酶的基本组成单位 B．与无机催化剂不同的是核酶能够降低所催化反应的活化能，验证核酶的专一性时，可以用RNA和其他底物作对照 C．核酶降解特异的mRNA 序列时，破坏的是相邻碱基之间的氢键 D．RNA的种类包括tRNA、mRNA、rRNA 和作为酶的RNA等 【答案】D 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：酶具有高效性；酶具有专一性；酶的作用条件比较温和。酶的作用：酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著，因而催化效率更高。 【详解】A、ATP的A 代表腺苷，核酶是 RNA，基本组成单位是核糖核苷酸，ATP 中的 A 不能作为核酶的基本组成单位，A 错误； B、无机催化剂与核酶都能降低所催化反应的活化能，与无机催化剂不同的是核酶降低所催化反应的活化能的效果更显著，B错误； C、核酶降解 mRNA 时，破坏的是相邻核苷酸之间的磷酸二酯键,C 错误; D、RNA的种类包括tRNA、mRNA、rRNA和作为酶的RNA等，D 正确。 故选D。 4．大肠杆菌中以苏氨酸为原料合成异亮氨酸的反应途径分为五步，每一步反应都由特定的酶催化，异亮氨酸可以与其中的酶1发生可逆性结合，当细胞内异亮氨酸积累过多，会降低酶1的活性。下列叙述错误的是（　　）    A．酶1既能与异亮氨酸结合，也能与苏氨酸结合 B．异亮氨酸对酶1活性的调节方式为负反馈调节 C．酶2、酶3、酶4、酶5的空间结构都不能与异亮氨酸结合 D．可通过增大细胞膜通透性的方法使细胞合成的异亮氨酸减少 【答案】D 【分析】结合题意和题图分可知，苏氨酸经5步反应合成异亮氨酸的过程，需要苏氨酸脱氨酶，而该酶的活性受异亮氨酸含量的影响。异亮氨酸越多，越容易与该酶结合而抑制其活性，导致合成异亮氨酸合成减少，这是一种负反馈调节机制。 【详解】A、据题意知，酶1能与异亮氨酸结合，同时能催化苏氨酸转化为物质甲，故能与苏氨酸结合，A正确； B、异亮氨酸越多，越容易与酶1结合而抑制其活性，导致合成异亮氨酸合成减少，异亮氨酸对酶1活性的调节方式为负反馈调节，B正确； C、酶具有专一性，酶2、酶3、酶4、酶5的空间结构都不能与异亮氨酸结合，C正确； D、增大细胞膜通透性的方法能加速细胞内异亮氨酸的外排，但不能减少其合成，D错误。 故选D。 5．研究表明，类风湿性关节炎的发病机制可能与溶酶体膜的稳定性下降和水解酶外溢有关。下列叙述正确的是（　　） A．溶酶体分布在动物细胞中，其他细胞中不含溶酶体 B．提高溶酶体双层膜的结构稳定性可能是治疗类风湿性关节炎的思路 C．溶酶体合成水解酶所需要的ATP主要来自线粒体 D．溶酶体中的水解酶外溢到细胞质基质中，其活性可能会下降 【答案】D 【分析】溶酶体主要分布在动物细胞中，其内含有多种水解酶，能吞噬和消化衰老损伤的细胞器和进入细胞的病原体，被称为“消化车间”。 【详解】A、溶酶体主要分布在动物细胞中，其他细胞中也可能含有溶酶体，A错误； B、溶酶体是单层膜结构的细胞器，B错误； C、溶酶体中的水解酶是在核糖体上合成的，C错误； D、酶需要适宜的pH条件，溶酶体中的水解酶为酸性水解酶，外溢到细胞质基质中会导致其活性可能会下降，D正确。 故选D。 6．褐变会导致果蔬的色泽加深、风味改变及营养物质流失，而多酚氧化酶是引起果蔬褐变的关键酶。科研人员探究了其他条件相同且适宜的情况下，pH对两种梨中多酚氧化酶活性的影响（OD₃₉₈值越大，酶活性越强），结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验的自变量是pH，因变量是多酚氧化酶的活性 B．若探究pH对淀粉酶活性的影响，也可得到趋势如图所示的曲线 C．由图可知，pH为6时，两种梨中香水梨更容易褐变 D．若在pH为5时改变反应体系中的温度，则A点将下移 【答案】A 【分析】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；与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著，催化效率更高。 【详解】A、实验的自变量是pH和梨的品种，A错误； B、探究pH对淀粉酶活性的影响，强酸、强碱均可以使淀粉酶的空间结构发生改变，降低酶活性，得到趋势如图所示的曲线，B正确； C、由曲线可知，在pH为6左右时，两种梨中香水梨OD398值较高，OD398值越大，多酚氧化酶活性越强，这说明pH为6时，两种梨中香水梨梨更容易褐变，C正确； D、该实验是在温度适宜的情况下进行的，若在pH为5时改变反应体系中的温度，酶活性会降低，则A点将下移，D正确。 故选A。 7．淀粉酶有多种类型，α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解，β-淀粉酶可使淀粉从末端以两个 单糖为单位进行水解。对这两种淀粉酶进行的相关实验结果如图所示，下列叙述正确的是（　　）      A．α- 淀粉酶水解淀粉的最终产物中有葡萄糖，β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为二糖 B．若反应体系的pH由3逐步升至4.5，则两种淀粉酶的活性均逐渐升高 C．β-淀粉酶的最适pH低于α-淀粉酶，在人体胃内 β-淀粉酶活性高于α-淀粉酶 D．应在最适温度和pH为6的条件下保存α-淀粉酶制剂 【答案】A 【分析】低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶失活. 【详解】A、α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解，最终产物中有葡萄糖，β-淀粉酶可使淀粉从末端以两个 单糖为单位进行水解，主要产物为二糖，A正确； B、pH=3时两种酶均已经变性失活，提高pH无法恢复活性，B错误； C、人体胃内pH<3，两种酶均已失活，C错误； D、保存酶的条件为低温和最适pH，D错误。 故选A。 8．温度是影响唾液淀粉酶活性的重要因素。某兴趣小组以唾液淀粉酶和淀粉为实验材料，设置三个实验组（T1、T2、T3），在其他条件相同下，测定各组在不同反应时间内的底物剩余量，结果如图所示。据图分析，三个实验组的温度大小关系可能是（　　）    A．T1>T2>T3 B．T2>T3>T1 C．T3>T2>T1 D．T2>T1>T3 【答案】A 【分析】酶的特性：专一性、高效性、作用条件较温和。温度过高或者过低都会使酶活性降低。 【详解】根据图中不同温度底物剩余量可知T1组最后酶失活了，温度最高，T3组相同时间内底物剩余量最少，酶促反应速率最快，酶活性更高，所以T3组的实验温度比T2组的实验温度更接近唾液淀粉酶的最适温度，T2组的实验温度可能高于最适温度，也可能低于最适温度，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．某研究小组探究 pH 对蔗糖酶和胰蛋白酶活性的影响，结果如下。下列叙述正确的是（    ） A．各个实验组都应该在相同的低温条件下进行 B．pH为6时两种酶催化相应化学反应的速率相同 C．两种酶在生物体发挥作用时均需要消耗 ATP D．两种酶最适pH 不同与酶分子的结构不同有关 【答案】D 【分析】由图分析可知，蔗糖酶和胰蛋白酶的最适pH分别在4和8左右；在pH=6时，两者相对活性（以最适pH的活性为基准）一致，但实际活性不一定相同。 【详解】A、探究pH对蔗糖酶和胰蛋白酶活性的影响，各个实验组都应该在相同且适宜的温度条件下进行，不是低温条件，A错误； B、图中pH为6时两条曲线交叉，表面看纵坐标值是相同的，但蔗糖酶和胰蛋白酶是两种不同的酶，是催化不同的化学反应，故不能进行酶活性的比较，B错误； C、两种酶都是水解酶，在生物体内发挥作用时不需要消耗ATP，C错误； D、图示显示，两种酶的最适pH不同，这与两种酶分子的结构不同有关，D正确。 故选D。 10．某实验小组在30℃条件下进行了三个实验，如表所示。据表分析，将实验①和实验②对比、实验②和实验③对比能分别体现酶的哪些特性（    ） 实验 实验设计 实验结果 ① 试管中加入2mL体积分数为3%的H₂O₂和2滴FeCl₃溶液 单位时间内，观察到少量气泡产生 ② 试管中加入2mL 体积分数为3%的 H₂O₂ 和2滴新鲜肝脏研磨液 单位时间内，观察到大量气泡产生 ③ 试管中加入2 mL 体积分数为3%的H₂O₂ 和2滴新鲜唾液 未观察到气泡产生 A．高效性、专一性 B．专一性、高效性 C．专一性、作用条件温和 D．高效性、作用条件温和 【答案】A 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。 2、酶的特性：①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。 ③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 【详解】实验①和实验②的自变量为催化剂的种类，通过对比实验结果可说明与无机催化剂相比，酶具有高效性；实验②和实验③两组实验的自变量为酶的种类，通过对比实验结果可说明酶具有专一性，A正确，BCD错误。 故选A。 二、非选择题 11．1773年，意大利科学家斯帕兰札尼通过实验证明鸟类的胃液中存在着某种化学物质，可以消化瘦肉块，现在科学表明这种物质是一种酶。我学校学习兴趣小组做了探究影响酶活性因素的实验，他们设计了这样的一个实验方案，见下表（表中各组酶溶液浓度相同）： 试管 底物和试剂 实验条件 1 1cm3瘦肉块＋4mL蒸馏水 37℃水浴：pH＝1．5 2 1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶 ①_____：pH＝1．5 3 1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶 0℃水浴；pH＝1．5 4 1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶 37℃水浴：pH＝8 (1)请完成实验设计：①的处理应为 。此实验中的无关变量对实验结果 （填“有”或“没有”）影响。 (2)与1号试管相比，2号试管出现的现象是 。 (3)如果2、3号试管为一组对照实验，请你为该组实验拟定个课题名称： 。 (4)如果将实验材料换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否可行。 （填“是”或“否”） (5)胃蛋白酶与无机催化剂相比具有 性，原因是 。 【答案】(1) 37℃水浴 有 (2)瘦肉块减小甚至消失 (3)探究温度（低温）对胃蛋白酶活性的影响 (4)否 (5) 高效 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更加显著，催化效率更高 【分析】影响酶活性因素有pH、温度、酶的抑制剂等。实验应该遵循的原则有对照原则、单一变量原则和平行重复原则。 【详解】（1）本实验探究影响酶活性因素，分析表格可知，该实验的自变量为酶的有无（试剂的种类）、pH和温度，故①应为37℃水浴，则试管2和试管4可以探究pH对酶活性的影响，试管2和试管3可以探究温度对酶活性的影响；本实验中胃蛋白酶的量、瘦肉块的体积，属于无关变量，对实验有影响。 （2）1号试管没有添加酶，2号试管添加了酶，则与1号试管相比，2号试管出现的现象是瘦肉块减小甚至消失。 （3）试管2和试管3的自变量为温度，故如果2、3号试管为一组对照实验，则课题名称为探究温度对胃蛋白酶活性的影响。 （4）H2O2在加热的条件下会分解，故不能将实验的材料换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。 （5）与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更加显著，催化效率更高，因此胃蛋白酶与无机催化剂相比具有高效性。 12．几丁质（一种多糖）是昆虫外骨骼的重要成分，几丁质的催化降解主要依赖于N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶（NAGase）的作用，温度、pH和NAGase催化水解产物对NAGase活力的影响如图1所示，请回答下列问题： (1)NAGase 的成分最可能是 ，从 90℃降到最适温度过程中，它的活性 （填“变大”或“变小”或“基本不变”）。 (2)几丁质水解后的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖对NAGase的催化活力均有 （填“抑制”或“促进”）作用，其中作用最强的是 。 (3)研究发现果糖能抑制NAGase的催化活力，为了进一步探究果糖抑制该酶催化活力的机制，某研究小组取一系列浓度的几丁质溶液，每个浓度的几丁质溶液均分为a、b两组（记作 a1和 b1、a2和b2 ……），实验结果如图2所示。本实验的自变量为 ，由图2可知， a组实验应为 （填“添加”或“不添加”）果糖。实验结果说明随几丁质浓度的增加，果糖对酶催化活力的抑制 （填“增强”或“减弱”）。 (4)研究人员推测果糖抑制NAGase催化活力的机制如图3 所示， 果糖与几丁质可竞争结合酶的活性部位，并表现为可逆，该竞争结合不改变酶的空间结构，图2中曲线b出现的原因是 。 A．几丁质的浓度较低时，只有果糖能与酶结合，酶促反应速率降低 B．几丁质的浓度较低时，酶与几丁质的结合机会降低，酶促反应速率降低 C．几丁质的浓度较高时，果糖不能与酶结合，酶促反应速率升高 D．几丁质的浓度较高时，酶与几丁质的结合机会升高，酶促反应速率升高 【答案】(1) 蛋白质 基本不变 (2) 抑制 葡萄糖 (3) 几丁质浓度和是否添加果糖 不添加 减弱 (4)BD 【分析】1、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。在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。 2、分析图1第三个图可知，NAGase催化活力随蔗糖、半乳糖和葡萄糖浓度的增加均减小，因此这四种糖对NAGase的催化活力均有抑制作用；其中随葡萄糖浓度增加，NAGase的催化活力下降速度更显著，因此对于NAGase的催化活力抑制作用最强的是葡萄糖。图2中的酶促反应速率随底物浓度变化的两条曲线中，底物浓度较低时，曲线a的反应速率较高，表示未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线；加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低，但升高底物浓度后酶和底物的结合机会又会升高，其催化反应速率又升高，可知曲线b是表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。分析图3可知，果糖能降低NAGase的催化效率的机理是果糖通过与反应底物竞争酶活性部位而抑制酶的活性。 【详解】（1）绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，所以NAGase的成分最可能是蛋白质。温度为 90℃时，NAGase已经失活，因此从 90℃降到最适温度过程中，它的活性基本不变。 （2）由图可知，NAGase的酶活力随蔗糖、半乳糖和葡萄糖浓度的增加均减小，因此这三种糖对NAGase的催化活力均有抑制作用；其中随葡萄糖浓度增加，NAGase的酶活力下降速度更显著，因此对于NAGase的催化活力抑制作用最强的是葡萄糖。 （3）实验思路是加入定量的果糖后持续增加底物浓度，检测反应速率是否能恢复到正常反应速率，自变量是底物浓度（几丁质浓度）和是否添加果糖。果糖可抑制NAGase的催化活力，添加果糖的一组反应速率慢。曲线a的反应速率快，是没添加果糖的反应曲线，曲线b反应速率块，是添加果糖的反应曲线。曲线b表示加入果糖时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，实验结果说明随几丁质浓度的增加，反应速率上升至与未添加果糖的一样，因此果糖对酶催化活力的影响在减弱。 （4）曲线b是表示加入竞争性抑制剂果糖时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。根据题意， 果糖与几丁质可竞争结合酶的活性部位，并表现为可逆，但该竞争结合不改变酶的空间结构，因此曲线b出现的原因是实验初期，果糖结合在酶的活性部位，虽未改变酶的结构，但酶与底物的结合机会降低，使酶催化几丁质的水解的速率降低，随着几丁质的浓度上升，几丁质分子数增多，酶和底物的结合机会又会升高，其催化反应速率又升高。BD正确，AC错误。 故选BD。 · 能力提升练 一、单选题 1．某同学因为长期不吃早餐，导致胃部经常反酸，服用奥美拉唑后症状得到有效缓解。胃壁细胞膜上存在。H+-K+-ATP酶（一种质子泵），能催化ATP水解，并将细胞外的K+泵入细胞内，还能将胃壁细胞内的H+逆浓度梯度运输到膜外胃腔中，使得胃液的pH值维持在0.9~1.5.下列叙述错误的是（　　） A．该H+-K+-ATP酶运输H+的方式是主动运输 B．胃部的强酸性环境会导致胃液中的胃蛋白酶失活 C．H+-K+-ATP酶既可作为载体蛋白，还具有催化功能 D．奥美拉唑可能抑制H+-K+-ATP酶的活性，从而抑制胃酸分泌 【答案】B 【分析】主动运输是指物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量。胃壁细胞膜上的 H⁺-K⁺-ATP 酶能将胃壁细胞内的 H⁺逆浓度梯度运输到膜外胃腔中，这符合主动运输的特点。   载体蛋白具有特异性，能与特定的物质结合进行运输。同时，一些载体蛋白还具有催化功能。   胃蛋白酶在强酸环境下具有活性，能分解蛋白质。 【详解】A、H⁺-K⁺-ATP酶能将胃壁细胞内的 H⁺逆浓度梯度运输到膜外胃腔中，消耗ATP，这种运输方式是主动运输，A正确； B、胃液的强酸性环境不会导致胃液中的胃蛋白酶失活，胃蛋白酶在酸性环境中才有活性，B错误； C、H⁺-K⁺-ATP酶能运输H⁺和 K⁺，说明其可作为载体蛋白，同时能催化ATP水解，具有催化功能，C正确； D、服用奥美拉唑后症状得到有效缓解，可能是奥美拉唑抑制了H⁺-K⁺-ATP酶的活性，从而减少了H⁺的运输，抑制胃酸分泌，D正确。 故选B。 2．固氮酶是由钼—铁蛋白和铁蛋白结合而成的一种蛋白复合体，能够催化氮分子还原成氨。这两种蛋白单独存在时，都无固氮酶活性，只有二者结合成复合体后，才具有固氮酶活性。下列相关叙述正确的是（　　） A．钼—铁蛋白和铁蛋白的合成场所都是高尔基体 B．钼和铁都参与了固氮酶基本组成单位的构成 C．固氮酶特定空间结构的形成与钼和铁都有关联 D．固氮酶为氮分子还原成氨的化学反应提供了活化能 【答案】C 【分析】蛋白质的合成场所为核糖体，蛋白质的基本单位是氨基酸，酶的作用机理为降低化学反应的活化能。 【详解】A、钼—铁蛋白和铁蛋白的合成场所是核糖体，A错误； B、固氮酶的基本组成单位是氨基酸，构成蛋白质的氨基酸中不含钼和铁，B错误； C、蛋白质发挥作用依赖于其复杂的空间结构，固氮酶空间结构的形成与钼和铁都有关联，C正确； D、酶能降低化学反应的活化能，但不能提供活化能，D错误。 故选C。 3．酶促反应中，酶和底物结合时，底物的结构和酶活性中心的结构十分吻合。“诱导契合”学说指出，酶并不是事先就以一种与底物互补的形状存在，而是在受到诱导之后才形成互补的形状。底物一旦结合上去，就能诱导酶蛋白的构象发生相应的变化，从而使酶和底物契合而形成酶-底物络合物，并引起底物发生反应。反应结束当产物从酶上脱落下来后，酶的活性中心又恢复了原来的构象。下列描述符合“诱导契合”学说的是（    ） A．底物类似物不能诱导酶分子构象的改变 B．底物的结构朝着适应活性中心方向改变而酶的构象不发生改变 C．酶活性中心有可变性，在底物的影响下其空间构象发生一定的改变，才能引起底物进行反应 D．酶-底物络合物形成并引起底物发生反应后，酶失去催化作用 【答案】C 【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA，酶在反应前后不发生改变。 【详解】A、底物类似物和底物都能诱导酶分子构象的改变，A不符合题意； B、由题意可知，酶和底物结合时，底物的结构和酶活性中心的结构十分吻合，酶并不是事先就以底物互补的形状存在，而是与底物结合后，底物会诱导酶的构象发生改变，形成酶-底物络合物，B不符合题意； C、酶活性中心有可变性，与底物结合后，在底物的诱导下构象改变，与底物形成酶-底物络合物，引起底物发生反应，反应结束当产物从酶上脱落下来后，酶的活性又恢复原来的构象，C符合题意； D、酶-底物络合物形成并引起底物发生反应后，产物从酶上脱落下来后，酶的活性中心又恢复原来的构象，仍具有催化作用，D不符合题意。 故选C。 4．在研究肥胖成因的过程中，科研人员选取A、B、C三个品系小鼠，每个品系分为对照组和实验组，分别饲喂等量的常规饲料和高脂饲料。在适宜环境中饲养8周，禁食12h后检测脂肪细胞体积相对值结果如图1.根据图1挑选出最适宜作为肥胖成因研究对象的某品系小鼠，检测其细胞内与脂肪代谢相关酶含量的相对值，结果如图2（图中HSL、ATGL和TGH分别代表激素敏感脂酶、脂肪甘油三酯酶和甘油三酯水解酶）。下列叙述错误的是（　　）    A．该实验的自变量有小鼠品系及饲料的脂肪含量等 B．脂肪由甘油和脂肪酸反应形成，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温呈固态 C．据图1可知，最适宜作为肥胖成因研究对象的是B品系小鼠 D．小鼠肥胖的原因可能是其细胞内HSL和ATGL的含量明显低于正常鼠有关 【答案】C 【分析】1、实验设计的一般步骤：分组编号→设置对照实验（给与不同的处理）→观察并记录实验结果（注意保证无关变量的一致性）→得出结论。 2、实验设计的原则：单一变量原则、对照原则和对照原则。 【详解】A、根据图1、图2中的横坐标可知该实验的自变量有小鼠品系和饲料的脂肪含量等，A正确； B、脂肪由一分子甘油和三分子脂肪酸反应形成的酯，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固，室温时呈固态，B正确； C、A品系小鼠实验的效果最明显，即最适宜作为肥胖成因研究对象的是A品系小鼠，C错误； D、检测A品系小鼠细胞内与脂肪代谢相关酶的含量，结果显示肥胖小鼠体内HSL（激素敏感脂酶）和ATGL（脂肪甘油三酯酶）含量明显低于对照组，据此可知推测小鼠肥胖的原因可能是其细胞内HSL和ATGL（激素敏感脂酶和脂肪甘油三酯酶）的含量明显低于正常鼠所致，D正确。 故选C。 5．果蔬在储存和运输过程中褐变的主要原因是多酚氧化酶（PPO）催化酚形成黑色素。为探究不同温度对两种PPO活性的影响，某同学设计了相关实验，结果如下图。下列叙述正确的是（    ）    A．本实验的自变量是温度，因变量是酚剩余量 B．据图分析，相同温度条件下酶A的活性更高 C．应在30℃~40℃之间设置多个温度梯度探究酶B的最适温度 D．低温可以减少储存和运输过程中的果蔬褐变 【答案】D 【分析】题图分析：本实验的目的是探究不同温度条件下两种多酚氧化酶活性的大小，本实验的自变量是温度和酶的种类，因变量是酚的剩余量；无关变量有pH、反应时间、溶液的量、酶的浓度等。 【详解】A、由题意可知，本实验的自变量是温度和酶的种类，因变量是酚剩余量，A错误； B、据图分析，相同温度条件下酶A对应酚的剩余量较多，说明其的活性更低，B错误； C、由图可知，酶活性在40℃时相对较高，应在30℃~50℃之间设置多个温度梯度探究酶B的最适温度，C错误； D、由图可知，低温条件下，多酚氧化酶活性相对较低，可以减少储存和运输过程中的果蔬褐变，D正确。 故选D。 6．在酶促反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时（如甲图A所示），可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。甲图是不同酶抑制剂X、Y的作用示意图，下列说法正确的是（　　） A．甲图中的X表示底物的非竞争性抑制剂，Y表示竞争性抑制剂 B．若在乙图曲线a表示的实验中加入X，则反应速度会近似于曲线c C．若在乙图曲线a表示的实验中加入Y，则反应速度会近似于曲线b D．若在乙图曲线c表示的实验中加入底物，则最终反应速度不会提高 【答案】D 【分析】①酶的作用条件比较温和，酶促反应需要最适的温度和最适的pH。温度过高或过低、pH值过高或过低都会影响酶的活性，高温、过酸和过碱的条件会使酶永久失活。另外酶的抑制剂和激活剂也会影响化学反应的速率； ②竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，可通过增加酶的浓度进行解除；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，不可通过增加酶的浓度进行解除。 【详解】A、竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，可通过增加酶的浓度进行解除；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，不可通过增加酶的浓度进行解除。观察甲图可知X表示底物的竞争性抑制剂，Y表示非竞争性抑制剂，A错误； BC、由A项分析可知，曲线b表示在竞争性抑制剂作用下酶的作用效果，曲线c表示在非竞争性抑制剂作用下酶的作用效果，因此若在乙图曲线a表示的实验中加入X，则反应速度会近似于曲线b，若在乙图曲线a表示的实验中加入Y，则反应速度会近似于曲线c，BC错误； D、曲线c表示在非竞争性抑制剂作用下酶的作用效果，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，加入底物，则最终反应速度不会提高，D正确。 故选D。 7．从某微生物中提取出的淀粉酶能催化淀粉水解成麦芽糖。取适量该淀粉酶分别在不同温度下水解等量淀粉，并在1小时末和2小时末测定产物麦芽糖的含量。下列说法错误的是（　　） A．该实验的自变量是反应温度和反应时间 B．15℃条件下,6h末麦芽糖含量有可能达到1.8g/mL C．35℃条件下，1~2h麦芽糖生成量比0~1h少最可能是因为淀粉酶变性了 D．若第2h末将45℃实验组的温度降至25℃,3h末麦芽糖含量还是0.1g/mL 【答案】C 【分析】酶是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，少数酶是RNA。酶的作用机理是降低化学反应的活化能。分析题图可知：在0~1h，35℃下麦芽糖含量最高（1.5g/mL），说明在已测的4个温度中，35℃时酶的催化效率最高，但不能确定该淀粉酶的最适温度为35℃。在1~2h，25℃和35℃条件下，麦芽糖含量均为1.8g/mL，说明此时淀粉已完全水解。 【详解】A、取适量该淀粉酶分别在不同温度下水解等量淀粉，并在1小时末和2小时末测定产物麦芽糖的含量，所以该实验的自变量是反应温度和反应时间，A正确； B、据图可知，15℃条件下，该淀粉酶每小时使麦芽糖含量增加0.3g/mL，而淀粉完全水解产生的麦芽糖总含量为1.8mg/L，所以15℃下淀粉被全部水解共需要6h，B正确； C、35℃第2h只增加了0.3g/mL，是因为在第1h内生成了麦芽糖1.5mg/L，留给第2h反应的淀粉少，不是酶已变性，C错误； D、若第2h末将45℃实验组的温度降至25℃，45℃时，酶已经变性，不能发挥作用，所以3h末麦芽糖含量还是0.1g/mL，D正确。 故选C。 8．现有3支洁净试管甲、乙、丙，先向试管内加入2mL可溶性淀粉溶液，再按下图所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列分析不正确的是（    ） A．甲试管与乙试管对照，说明酶具有专一性 B．甲试管与丙试管对照，说明酶的活性受温度的影响 C．该实验的自变量是温度和酶的种类 D．丙试管因为加热使唾液淀粉酶水解而失去酶活性 【答案】D 【分析】分析题图和题干信息可知，该实验的自变量是酶的种类和温度不同，实验的因变量是加入斐林试剂后呈现的颜色反应， 实验的目的是探究酶的专一性和温度对酶活性的影响。 【详解】 A、甲和乙试管对照，乙不能水解淀粉，故说明酶具有专一性，A正确； B、甲和丙试管对照，自变量是温度，故说明酶的活性受温度的影响，B正确； C、分析题图和题干信息可知，该实验的自变量是酶的种类和温度不同，C正确； D、加热使酶失去活性的原因是蛋白质的空间结构被破坏，形成松散的肽链，但肽键并未断裂，并非是因为水解而失活，D错误。 故选D。 9．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示。下列说法错误的是（    ）    A．酶1变构位点空间结构的变化使酶1无法与底物1结合 B．抑制酶2的活性，可增加产物A的产生量 C．产物B的浓度变化可调节产物A和产物B的产生量 D．增加底物1的浓度无法解除产物B过多对酶1活性的影响 【答案】A 【分析】题图分析，产物B浓度低时酶1有活性时，将两种底物合成产物A；产物A和另外一种物质在酶2的作用下合成产物B；当产物B浓度过高时，与酶1的变构位点结合，使得酶1失去活性。 【详解】A 、产物B与酶1结合才导致酶1无活性，而不是酶1变构位点空间结构变化，A错误； B 、酶 2 能将产物 A 转化为产物 B，抑制酶 2 的活性，不会导致酶1无活性，可增加产物A的产生量，B正确； C、产物 B 的浓度变化可以反馈调节酶 1 和酶 2 的活性，从而调节产物 A 和产物 B 的产生量，C正确； D 、产物 B 与酶 1 结合导致其活性被抑制，增加底物 1 的浓度也无法解除产物 B 过多对酶 1 活性的影响，D正确。 故选A。 10．一定条件下，酶促反应速率与能接触到反应物的酶量成正相关。研究者将大鼠肝细胞悬浮液置于不同浓度的蔗糖溶液中，提取并检测溶液中两种酶的酶促反应速率，结果如图。下列相关叙述正确的是（    ）    A．检测出的酶促反应速率与膜结构的完整性有关 B．推测两种酸性水解酶存在于细胞的液泡中 C．较低浓度的蔗糖溶液中，酶溢出的量少，酶促反应速率大 D．正常细胞中两种水解酶所处溶液的浓度比0.2mol⋅L⁻¹的蔗糖溶液浓度小 【答案】A 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】A、分析题意可知，一定条件下，酶促反应速率与能接触到反应物的酶量成正相关；而膜结构的破坏程度与能接触到反应物的酶量成正比，故检测出的酶促反应速率与膜结构的完整性有关，A正确； B、分析题意，所用材料是大鼠肝细胞，其中不含液泡，B错误； C、据图可知，0mol▪L-1的蔗糖溶液中，酶溢出的量多，酶促反应速率大，C错误； D、图中可以看出两种水解酶在 0.2mol▪L-1和 0.25mol▪L-1 的溶液中酶促反应速率基本持平，则此时细胞不再吸水涨破，由此推断正常细胞中的浓度高于 0.2mol▪mol▪L-1的，D错误。 故选A。 二、非选择题 11．NAGase是催化几丁质降解过程中的一种关键酶，广泛存在于动物、植物、微生物中。研究发现一些糖类物质对NAGase催化活力有影响，如图1所示。请回答下列问题： (1)以果糖、蔗糖、半乳糖和葡萄糖作为效应物，这四种糖对NAGase的催化活力均有 （填“抑制”或“促进”）作用，其中影响该酶作用最强的是 。 (2)某小组开展实验探讨这四种糖影响该酶催化活力的机制，图2是效应物影响酶催化活力的两种理论：模型A表示抑制剂与底物存在竞争关系，可以结合到酶的活性部位，并表现为可逆，但该结合不改变酶的空间结构；模型B表示抑制剂与底物没有竞争关系，而是结合到酶的其他部位，导致酶的空间结构发生不可逆变化。图3是依据这两种理论判断这四种糖降低NAGase活力类型的曲线图，其中曲线a表示不添加效应物时的正常反应速度。请根据图3简要写出探究实验的实验思路，并根据可能的实验结果推断相应的结论。实验组设计思路：参照对照组加入等量的底物和NAGase，加入一定量的 后， ；实验预期：若实验结果如曲线b，则为模型 ；若实验结果如曲线c，则为模型 。 (3)该小组还探究了温度影响酶促反应速率的作用机理，其作用机理可用下图坐标曲线表示。其中a表示不同温度下底物分子具有的能量，b表示温度对酶活性的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。据图分析，处于曲线c中1、2位点酶分子活性是 （填“相同”或“不同”）的，酶促反应速率是 与 共同作用的结果。 (4)某同学为了验证酶的专一性，他选用了人的唾液淀粉酶、可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、碘液以及其他可能用到的器具来做实验。你觉得他 （能/不能）得到预期的实验结果和结论？为什么？ 。 【答案】(1) 抑制 葡萄糖 (2) 效应物 持续增加底物浓度，检测反应速度是否能恢复到正常反应速度 A B (3) 不同 底物分子的能量 酶活性 (4) 不能 因为碘液无法检测蔗糖是否被催化 【分析】本题考查与酶有关的知识点。从图1可知，随着效应物（四种糖类）的浓度的增加，酶活力相对值不断减少，而且glu也就是葡萄糖对酶活力相对值的影响最大。分析图2可知，模型A表示抑制剂与底物存在竞争关系，此类抑制剂为竞争性抑制剂；模型B表示抑制剂与底物没有竞争关系，此类抑制剂为非竞争性抑制剂。分析图3可知，a为不添加效应物时的正常反应速度，也是对照组，b为加入竞争性抑制剂后的曲线，c为加入非竞争性抑制剂的曲线。 【详解】（1）分析图1可知，加入四种糖后，酶活力相对值下降，因此四种糖对酶的催化活力起到了抑制作用，四条曲线中，只有葡萄糖的曲线使酶活力相对值达到最低，因此影响该酶作用最强的是葡萄糖。 （2） 分析图3可知，a为不添加效应物时的正常反应速度，也是对照组。b、c分别分析对应了图2中的两种理论。由图2可知，模型A表示抑制剂与底物存在竞争关系，此类抑制剂为竞争性抑制剂，可以结合到酶的活性部位，与底物竞争酶的活性中心，但随着底物浓度的增加，酶促反应速率可以恢复到最大速度；模型B表示抑制剂与底物没有竞争关系，此类抑制剂为非竞争性抑制剂，能在酶的活性中心以外的部分与酶结合，虽然不影响酶与底物的结合，但是形成的底物-酶-抑制剂三元复合物不能进一步分解为产物，因此酶活力下降，并且底物浓度的增加并不能使其恢复到原来的酶促反应速率。根据实验组设计思路，参照对照组加入等量的底物和NAGase，还要加入一定量的效应物，也就是图1中的四种糖类，并持续增加底物浓度，检测反应速度是否能恢复到正常反应速度，才能得到图3曲线。通过分析图3，不难得出，b为加入竞争性抑制剂后的曲线，对应模型A，c为加入非竞争性抑制剂的曲线，对应模型B。 （3） 分析该坐标曲线图可知，随着温度的增加，底物分子具有的能量越来越高，酶的活性越来越差。在曲线c中1位点和2位点的酶促反应速率相同，但是所对应的底物分子具有的能量和酶的活性都不同，1位点的酶活性高，底物分子具有的能量低；2位点的酶活性低，底物分子具有的能量高。因此酶促反应速率是底物分子的能量与酶活性共同作用的结果。 （4）选用了人的唾液淀粉酶、可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、碘液以及其他可能用到的器具来验证酶的专一性，并不能得到预期的实验结果和结论，碘液无法检测蔗糖是否被催化，只能检测可溶性淀粉是否被催化。 12．胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列实验。 (1)胰脂肪酶可以催化食物中的脂肪水解为 。据图1可知，胰脂肪酶的作用机理是 ，可以用图1中的 (填“a-b”或“a-c”)来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化，则b在纵轴上将 (填“上移”或“下移”)。 (2)为研究板栗壳黄酮的作用，在酶量一定且环境适宜的条件下，科研人员检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图2。 ①图2曲线中的酶促反应速率，可通过测量 (指标)来体现。 ②据图2分析，板栗壳黄酮能够 胰脂肪酶活性。 (3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图3 所示。 ①本实验的自变量有 。 ②由图3可知，加入板栗壳黄酮后，胰脂肪酶的最适pH (填写“变大”或“变小”或“基本不变”)。 ③若探究加入板栗壳黄酮后，胰脂肪酶作用的最适温度，应选择的pH是 。 【答案】(1) 甘油和脂肪酸 降低化学反应的活化能 a-b 上移 (2) 单位时间内产物的增加量或底物的减少量 抑制 (3) pH、板栗壳黄酮 变大 7.7 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】（1） 脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油发生反应而形成的酯，因此胰脂肪酶可以通过催化作用将食物中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。酶能降低化学反应的活化能进而催化化学反应的进行，胰脂肪酶也不例外，其作用效果可用a-b表示，如果将酶催化改为无机催化剂催化，由于酶比无机催化剂具有高效性，则b在纵轴上将上升，即酶与无机催化剂相比，能更强烈地降低化学反应的活化能。 （2）本实验的目的是探究板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，因此实验的自变量为是否加入板栗壳黄酮，因变量是酶促反应速率的变化。 ①酶促反应速率可用单位时间内产物和生成量或底物的减少量来表示，故图2曲线中的酶促反应速率，可通过单位时间内甘油生成量、脂肪酸的生成量、脂肪消耗量、脂肪剩余量来表示。 ②据图1分析，加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组，说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。 （3） ①本实验目的是研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，据此可推测本实验的自变量有pH、板栗壳黄酮，因变量是酶促反应速率。 ②根据图3可知：加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶抑制作用效率最高的pH值约为7.4；即加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变大了，由7.4变成了7.7。 ③若要探究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性影响的最适温度，则实验的自变量为温度，因变量为酶促反应速率，pH属于无关变量，则无关变量的要求是相同且适宜，即此时的pH应该为7.7。 · 思维拓展练 知识拓展——多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因，果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间。抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制，图甲为两种抑制剂的作用机理模型，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，柠檬酸对PPO活性的影响为曲线c对应情况。 (1)竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？ 提示：竞争性抑制剂的分子结构与底物的非常相近，可以与底物竞争酶活性部位来影响催化效果。 (2)非竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？ 提示：非竞争性抑制剂与酶结合后，诱导酶的空间结构发生改变，使酶失去活性。 (3)据图乙分析柠檬酸属于哪种酶抑制剂？其与高温等因素对酶的影响是否相似？ 提示：非竞争性抑制剂；相似。 思维训练 一、单选题 1．在酶促反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时（如甲图 A 所示），可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。甲图是不同酶抑制剂 X、Y的作用示意图，乙图表示无抑制剂和不同抑制剂作用的效果曲线。下列叙述正确的是（　　）          A．甲图中的X表示底物的非竞争性抑制剂，Y 表示竞争性抑制剂 B．若在乙图曲线a表示的实验中加入 X，则反应速度会近似于曲线c C．若在乙图曲线a表示的实验中加入Y，则反应速度会近似于曲线b D．若在乙图曲线c表示的实验中加入底物，则最终反应速度不会提高 【答案】D 【分析】酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的，酶促反应需要最适的温度和最适的pH。温度过高或过低，pH值过高或过低都会影响酶的活性，高温、过酸和过碱的条件会使酶永久失活。另外酶的抑制剂和激活剂也会影响化学反应的速率。 【详解】A、竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，可通过增加酶的浓度进行解除；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，不可通过增加酶的浓度进行解除。因此甲图中的X表示底物的竞争性抑制剂，Y表示非竞争性抑制剂，A错误； B、由A项分析可知，曲线b表示在竞争性抑制剂作用下酶的作用效果，曲线c表示在非竞争性抑制剂作用下酶的作用效果，因此若在乙图曲线a表示的实验中加入X，则反应速度会近似于曲线b，B错误； C、若在乙图曲线a表示的实验中加入Y，则反应速度会近似于曲线c，C错误； D、曲线c表示在非竞争性抑制剂作用下酶的作用效果，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，加入底物，则最终反应速度不会提高，D正确。 故选D。 2．几丁质合成酶常分布在昆虫和真菌的细胞膜上，可将供体底物上的糖基转移到受体几丁质糖链上。多氧霉素是几丁质合成酶的竞争性抑制剂，会与底物竞争酶的结合位点，影响底物与酶的正常结合，从而抑制酶活性。下列叙述正确的是（    ） A．昆虫和真菌的细胞核是几丁质合成的控制中心 B．几丁质合成酶可以为几丁质糖链的合成提供能量 C．几丁质是一种能与溶液中重金属离子结合的二糖 D．多氧霉素与高温抑制几丁质合成酶活性的机理相同 【答案】A 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】A、昆虫和真菌都属于真核生物，都有细胞核，细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，昆虫和真菌的细胞核是几丁质合成的控制中心，A正确； B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量，B错误； C、几丁质属于多糖，C错误； D、氧霉素是几丁质合成酶的竞争性抑制剂，会与底物竞争酶的结合位点，影响底物与酶的正常结合，从而抑制酶活性，而高温是通过破坏酶的空间结构影响其活性，两者机理不同，D错误。 故选A。 3．酶促反应受多种抑制剂影响。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心，非竞争性抑制剂与酶的非活性中心结合，改变酶活性中心的结构。下图表示A，B两种抑制剂影响酶促反应的示意图，下列叙述正确的是（    ）    A．酶活性中心的结构决定了酶具有高效性 B．抑制剂B是竞争性抑制剂，其与底物有相似的化学结构 C．在含有抑制剂A的反应体系中降低底物浓度，酶促反应速率变化不大 D．在含有抑制剂B的反应体系中增大底物浓度，酶促反应速率变化不大 【答案】D 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】A、据图甲可知，底物结构和酶的活性中心结构吻合，体现了酶的专一性，A错误； B、据图可知，竞争性抑制剂与相应酶的活性中心结合，A是竞争性抑制剂，图中的抑制剂B能使酶的空间结构改变，属于非竞争性抑制剂，B错误； C、据图分析，抑制剂A属于竞争性抑制剂，竞争性抑制剂与底物竞争酶与底物的结合位点，进而影响酶活性，影响酶促反应速度，若在含有抑制剂A的反应体系中降低底物浓度，酶促反应速率降低，C错误； D、抑制剂B属于非竞争性抑制剂，能改变酶的空间结构，使酶不能与底物结合，即使增加底物浓度也无法解除，故在含有抑制剂B的反应体系中增大底物浓度，酶促反应速率变化不大，D正确。 故选D。 4．酶抑制剂可分为：①不可逆性抑制剂，与酶活性中心的必需基团结合，稀释或透析等简单的方法不可解除抑制；②可逆性抑制剂，有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种，竞争性抑制剂主要通过和底物竞争与酶结合来实现抑制效果，增大底物浓度可使抑制作用减弱；非竞争性抑制剂可以降低酶的活性。下列有关酶抑制剂的说法﹐错误的是（    ） A．过酸、不可逆性抑制剂对酶活性的影响可能相同 B．添加底物可能解除某些抑制剂的抑制作用 C．在可逆性抑制剂的作用下产物的量会减少 D．利用抑制剂可获得有关酶活性部位的结构信息 【答案】C 【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、酶的作用机理：能够降低化学反应的活化能。 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）的升高，酶活性增强；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）的升高，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、过酸的条件会改变酶的空间结构， 降低酶的活性；不可逆性抑制剂与酶活性中心的必需基团结合，从而降低酶的活性，因此过酸、不可逆性抑制剂对酶活性的影响可能相同，A正确； B、竞争性抑制剂主要通过和底物竞争与酶结合来实现抑制效果，增大底物浓度可使抑制作用减弱，故添加底物可能解除竞争性抑制剂的抑制作用，B正确； C、在可逆性抑制剂的作用下，酶促反应速率下降，但最终产物的量不变，C错误； D、竞争性抑制剂可与酶的活性位点进行结合，利用抑制剂可获得有关酶活性部位的结构信息，D正确。 故选C。 5．酶的竞争性抑制剂与底物有类似的结构，可竞争结合酶的活性部位，导致反应速率下降。而非竞争性抑制剂不和底物产生竞争，而是与酶的其它部位结合，导致酶不能正常工作。机制如图1和图2。下列叙述错误的是（    ） A．图1、图2依次表示竞争性抑制和非竞争性抑制的示意图 B．图中的E、S、P、I分别表示酶、底物、产物和抑制剂 C．由图可知，竞争性抑制和非竞争性抑制的抑制作用均是可逆的 D．可通过增加E的浓度来消除两种抑制剂对酶促反应的抑制作用 【答案】D 【分析】竞争性抑制剂与底物有类似的结构，可以通过增加底物的浓度来增大底物与酶结合概率，以此来消除竞争性抑制剂的影响；非竞争性抑制剂与酶的其它部位结合，导致酶不能正常工作，即便增加底物的浓度也不能使酶的工作恢复正常。 【详解】A、酶的竞争性抑制剂与底物有类似的结构，可竞争结合酶的活性部位，一旦竞争性抑制剂与酶结合后酶就无法再与底物结合，非竞争性抑制剂不和底物产生竞争，而是与酶的其它部位结合，也就是说非竞争性抑制剂与酶结合后，酶还可以与底物结合，只是酶无法发挥正常的催化作用，故图1、图2依次表示竞争性抑制和非竞争性抑制的示意图，A正确； B、由于酶在反应前后自身结构和性质不变，且酶需要先与底物结合成酶—底物复合物，然后再将底物转化为产物，因此图中的E、S、P、I分别表示酶、底物、产物和抑制剂，B正确； D、由图可知，两类抑制剂与底物的结合均是可逆的，因此其抑制作用均是可逆的，C正确； D、竞争性抑制剂与底物有类似的结构，可以通过增加底物的浓度来增大底物与酶结合概率，以此来消除竞争性抑制剂的影响；非竞争性抑制剂与酶的其它部位结合，导致酶不能正常工作，即便增加底物的浓度也不能使酶的工作恢复正常，因此不能通过增加酶的浓度来消除非竞争性抑制剂的影响，D错误。 故选D。 6．下图为酶的作用机理以及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。以下说法错误的是（    ） A．酶和无机催化剂的作用机理相同，都是降低反应的活化能 B．竞争性抑制剂的作用机理是与底物竞争结合位点，可通过增加底物浓度提升反应速率 C．高温、强酸、强碱都会导致酶的空间结构改变，这与非竞争性抑制剂的作用效果相似 D．非竞争性抑制剂与酶结合后改变了酶的空间结构，可通过增加底物浓度提升反应速率 【答案】D 【分析】分析题图：图中的竞争性抑制剂和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，从而降低酶对底物的催化反应速率，而非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率。 【详解】A、酶和无机催化剂的作用机理相同，都是降低反应的活化能，只是酶能显著降低化学反应的活化能，A正确； B、竞争性抑制剂的作用机理是与底物竞争结合位点，增加底物浓度，酶与底物结合更多，提升了反应速率，B正确； C、非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制，高温会使酶的空间结构破坏使酶的活性受到抑制，两者作用效果相似，C正确； D、非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶失去催化活性，增加底物浓度不能提升反应速率，D错误。 故选D。 7．酶抑制剂能降低酶的活性，主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。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。图1表示在不同的底物浓度下，两种酶抑制剂对某种消化酶的反应速率的影响；图2为最适温度下酶促反应曲线，Km表示最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度。下列相关分析正确的是（　　） A．图1中抑制剂Ⅰ为竞争性抑制剂，抑制剂Ⅱ为非竞争性抑制剂 B．底物浓度不变时，增大酶浓度不会影响酶抑制剂Ⅱ的抑制作用 C．加入非竞争性抑制剂会使Vmax升高，加入竞争性抑制剂会使Km值降低 D．Km值较大，酶与底物亲和力较低，Km值较小，酶与底物亲和力较高 【答案】D 【分析】据图可知：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，随着底物浓度的增加底物的竞争力增强，酶促反应速率加快，所以抑制剂II是竞争性抑制剂。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，即使增加底物浓度也不会改变酶促反应速率，所以抑制剂I是非竞争性抑制剂。 【详解】A、图1中抑制剂ⅠI为竞争性抑制剂，抑制剂I为非竞争性抑制剂，A错误； B、底物浓度不变时，增大酶浓度会加大底物与酶接触的机会从而影响酶抑制剂Ⅱ的抑制作用，B错误； C、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加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低；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，加入竞争性抑制剂会与底物发生竞争，降低底物与酶结合的机会，使Km值升高，C错误； D、Km表示最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度，酶与底物亲和力越高，酶促反应速率越大，Km越小，反之越大，D正确。 故选D。 二、非选择题 8．图甲是一个含有淀粉的琼脂块，1-4代表分别用不同方法处理的4个位置。图乙为某些酶抑制剂（抑制酶催化作用的物质）的作用机理。请回答下列问题： (1)将图甲所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块放入37℃恒温箱中保温处理24h后，用等量碘液滴在4个三角形位置，观察到的现象是三角形 （填数字）呈蓝色，由此说明酶具有 ， 的特点。 (2)依据作用机理，①若抑制剂分子在外形上与作用底物相似，能与底物竞争结合酶的活性位点，这种抑制剂称为酶的竞争性抑制剂；②若抑制剂不是与酶活性位点结合，而是与活性位点以外的位点结合，则属于非竞争性抑制剂。据图乙判断抑制剂A属于 ，抑制剂B属于 。（填“竞争性抑制剂”或“非竞争性抑制剂”） 【答案】(1) 1、2、3 专一性 作用条件较温和 (2) 竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA； 2、酶的特性： ①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～103倍； ②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应； ③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 【详解】（1）图甲的处理中，强酸和高温都会使淀粉酶变性失活，蔗糖酶不能催化淀粉水解，故将图甲所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块，放入37℃恒温箱中保温处理24h后，用等量碘液滴在4个三角形位置，观察到的现象是三角形1～3呈蓝色，由此说明酶具有专一性、作用条件较温和的特点。 （2）图乙中，底物与抑制剂A竞争同一活性部位，属于竞争性抑制剂；抑制剂B与酶结合后，会改变酶的空间构象，从而使底物无法与酶结合，因此属于非竞争性抑制剂。 9．现有4支试管A、B、C、D，先向各试管内加入2mL可溶性淀粉溶液，再按图中所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验．请分析回答下列问题： (1)出现砖红色沉淀的试管有 。 (2)试管A、B形成对照，说明酶具有 。试管A、C形成对照，说明高温会破坏酶的 进而使酶失去活性。 (3)在加入斐林试剂检验之前，试管D中剩余的物质有水、多肽、 。 (4)除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果，图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线． ①据图1分析可推测，竞争性抑制剂与   具有类似结构因而能与酶的活性位点相结合，非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与 （选填“高温”、“低温”、“强酸”）对酶活性抑制的机理相同。 ②图2中代表在酶中添加了竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂的曲线分别是 、 。当底物浓度相对值大于15时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是 。 【答案】(1)A (2) 专一性 空间结构 (3)淀粉和胃蛋白酶 (4) 底物 高温、强酸 乙 丙 酶浓度 【分析】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。酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。酶促反应的原理：酶能降低化学反应的活化能。 【详解】（1）由于唾液淀粉酶催化淀粉水解形成还原糖，因此加入斐林试剂后A试管会出现砖红色沉淀；B试管根据酶的专一性，胃蛋白酶不能催化淀粉水解；C试管高温使酶失去活性；D试管过酸使酶失去活性。 （2）A和B试管对照，B不能水解淀粉，故说明酶具有专一性；试管A、C形成对照，说明高温会破坏酶的空间结构进而使酶失去活性。 （3）乳清蛋白酶和唾液淀粉酶在pH=2的条件下，空间结构遭到破坏，失去活性，胃蛋白酶能把他们水解成多肽，但胃蛋白酶不能水解淀粉，因此在加入斐林试剂检验之前，试管D中剩余的物质有水、多肽、淀粉和胃蛋白酶。 （4）① 图1中的竞争性抑制剂和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，从而降低酶对底物的催化反应速率；而非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率，因此非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温和强酸对酶活性抑制的机理相同。 ②图2中的酶促反应速率随底物浓度变化的三条曲线中，底物浓度较低时，曲线甲的反应速率最高，表示未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓 度变化的曲线；加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低，但升高底物浓度后酶和底物的结合机会又会升高，其催化反应速率又升高，可知曲线乙是表示加入竞 争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线；加入非竞争性抑制剂后酶会失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率，可知曲线丙是表示加入非竞争性抑制 剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。当底物浓度相对值大于15时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 $$