5.1 降低化学反应活化能的酶-2024-2025学年新高一生物预习讲义（2019人教版必修1）

5.1 降低化学反应活化能的酶 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（把握考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.说明酶在细胞代谢中的作用和本质特性，认同酶的功能是由其独特的空间结构决定的。（生命观念） 2.通过阅读分析关于“酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。（科学思维） 3.通过相关的实验和探究，尝试控制自变量，观察和检测因变量，设置对照组和实验组，培养设计实验、实施方案以及交流讨论结果的能力。（科学探究） 4.联系实际，分析酶在生活中的应用，从而更加注重生物知识与现实生活的联系（社会责任） 降低化学反应活化能的酶 一、酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为 。 是细胞生命活动的基础。 2.酶在细胞代谢中的作用 （1）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 ①实验原理： 肝脏中有较多的过氧化氢酶，过氧化氢酶能将过氧化氢分解，变成 。经计算，质量分数为3.5%的FeC13溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeC13溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 ②方法步骤及结果分析：下图为该实验装置及结果图示，图中1、2、3、4号试管内应先加入2mL 溶液，将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察 ，发现与1号试管相比，2号试管放出的气泡多。这一现象说明 。3号、4号试管未经加热，但依次滴加2滴 后也有大量气泡产生，这说明 。3号试管与4号试管相比，4号试管的反应速率比3号试管 ，这说明 。 ③实验分析：实验过程中的变化因素称为变量。其中 叫作自变量，上述实验中 是对过氧化氢溶液的不同处理， 都属于自变量； 叫作因变量，上述实验中 就是因变量。除自变量外，实验过程中还存在一些 的可变因素，叫作无关变量。如上述实验中 等。实验中除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都 ，并将结果 的实验叫作对照实验。对照实验一般要设置 ，上述实验中的1号试管就是 ，2号、3号和4号试管是 。本实验的对照组未作任何处理．这样的对照组叫作 。 ④实验结论： 。 3.酶在细胞代谢中的作用 （1）活化能：分子从 所需要的能量称为活化能。 （2）酶的作用：正常由于酶能通过降低 而发挥 作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。如下图中曲线 表示没有酶催化的反应，曲线 表示有酶催化的反应， 酶催化时化学反应所需的活化能。AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能，BC段的含义是 。 二、酶的本质对照实验的类型 1.关于酶本质的探索 （1）巴斯德认为糖为变酒精必需酵母 ；李比希认为引起发酵的是 ，但是认为这些物质只有在 才能发挥作用。科学发展过程中出现争论是正常的，巴斯德和李比希之间出现争论。因为巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或 的作用；李比希是化学家，倾向于从 的角度考虑问题。（P79“教材”、P80“讨论”2） （2）德国化学家毕希纳通过实验发现，不含酵母细胞的提取液和活酵母细胞在酿酒中发挥的作用是 。他将酵母细胞中引起发酵的物质称为 。毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在 ，就像在活酵母细胞中一样。 （3）萨姆纳从刀豆种子中提取纯酶——脲酶（这种酶能使尿素分解成 ），然后他又用多种方法证明脲酶是 。萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将 ，说明成功属于不畏艰苦的人。（P79“教材”、P80“讨论”4） （4）20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现 也具有生物催化功能。 2.酶的定义：酶是 的有机物，其中绝大多数是 ，也有少数是 。 三、酶的特性 1.酶具有高效性 酶具有 。大量的实验数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。 2.酶具有专一性 酶具有专一性是指： 。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。 （1）A、B曲线比较，说明酶具有 ，A、C曲线比较，说明酶具有 。 （2）酶具有催化剂的特点： ①反应前后性质、数量 ； ② 改变反应速率，原因： ； ③ 达到平衡的时间， 平衡点（即产物的总量不变）。 3.酶的作用条件较温和 （1）酶所催化的化学反应一般是在 的条件下进行的。科学家采用 的方法，分别在不同的温度和pH条件下测定 的活性，根据所得到的数据绘制成下面曲线图。分析这两个曲线图可以看出，在 条件下，酶的活性最高。温度和pH ，酶活性都会明显降低。 （2）一般来说，植物体内的酶最适温度范略图 （高于、低于）动物体内的酶最适温度范围，；细菌和真菌体内的酶最适温度 ，有的酶最适温度可高达70°C。动物体内的酶最适pH大多在 之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为 ;植物体内的酶最适pH大多在 之间。 （3）过酸、过碱或温度过高，会使酶的 遭到破坏，使酶 。0°C左右时，酶的活性很低，但酶的 稳定，在适宜的温度下酶的活性 。因此，酶制剂适于在 下保存。 抑制剂的类型及作用机理 【作用机理分析】 ①竞争性抑制剂：与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点。通过影响酶与底物的接触，进而影响酶促反应速率。 ②非竞争性抑制剂：通过影响酶的活性，进而影响酶促反应速率。 温度和pH共同作用对酶活性的影响 【曲线分析】 ①反应物剩余量越少，反应速率越快，酶活性越高。 ②据图可知，酶的最适温度为M，反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。 教材习题01 酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ） A.酶不能脱离生物体起作用 B.酶只有释放到细胞外才起作用 C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物 笔记·感悟 教材习题02 酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是 A. 能为反应物提供能量 B. 能降低化学反应的活化能 C. 能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效 教材习题03 嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是( ) A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶 教材习题04 能够促使唾液淀粉酶水解的酶是( ) A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶 教材习题05 将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min，可较好地保持甜味。这是因为加热会( ) A.提高淀粉酶的活性 B.改变可溶性糖分子的结构 C.破坏淀粉酶的活性 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性 1．图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，有关分析合理的是（    ） A．本实验的自变量是过氧化氢的分解条件，即温度和催化剂的种类 B．1号、2号试管对照，说明加热能降低化学反应的活化能 C．1号、4号试管对照，说明酶具有高效性 D．2号、4号试管对照，说明酶能为化学反应提供更多的能量 2．下图表示某反应“甲→乙”进行过程中，有酶参与和无酶参与时的能量变化，则下列叙述不正确的是（    ） A．此反应不能说明酶的高效性 B．为反应前后能量的变化 C．表示在有酶参与下化学反应需要的活化能 D．酶参与反应时，所降低的活化能为 3．关于酶本质的探索，下列相关叙述错误的是（    ） A．巴斯德提出发酵是纯化学反应，与生命活动无关 B．李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质 C．毕希纳从酵母菌细胞中获得了含有酶的提取液 D．萨姆纳用多种方法证明脲酶是蛋白质 4．某同学为研究酶的特性，进行了一系列相关实验，结果如下表所示，下列叙述错误的是（    ） 试剂名称 试管A 试管B 试管C 试管D 试管E 质量分数为1%的淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL 新鲜唾液 1mL —— —— 1mL 1mL 蔗糖酶 —— 1mL —— —— —— 恒温水浴 37℃ 37℃ 37℃ 0℃ 80℃ A．本实验的自变量是酶的种类、温度、酶的有无 B．试管A、B对照, 可证明酶的专一性，检测试剂可用碘液 C．试管A、C对照，可证明酶具有高效性，检测试剂可用斐林试剂 D．试管A、D、E对照可证明酶活性受温度的影响，检测试剂可用碘液 5．如图是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图。下列有关叙述正确的是 A．pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性 B．pH为1时有淀粉水解，则过酸条件下酶没有失活 C．实验的自变量是1h后淀粉剩余量，因变量是pH D．与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用要弱 6．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。下列有关叙述错误的是（    ） A．三个温度条件下，该酶活性最高的是B组 B．在t1之前，若A组温度提高10℃，则A组酶催化反应的速度会加快 C．该实验的无关变量是酶的种类和数量、反应物的浓度和量、除温度外的其他反应条件等 D．在t2时，C组增加底物的量，则C组产物量会增加 7．下列有关酶的叙述正确的是 ①是有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得，有的在体内转化而来 ③凡是活细胞，一般都能产生酶 ④酶都是蛋白质 ⑤有的酶不是蛋白质 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用 A．①② B．④⑤⑧ C．③⑤⑧ D．①③⑤ 8．为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示下列叙述错误的是（    ） 组别 甲中溶液 （2mL） 乙中溶液 （2mL） 不同时间测定的相对压强（kpa） 0s 50s 100s 150s 200s 250s I 肝脏研磨液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0 II FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9 III 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1 A．H2O2分解生成O2导致压强改变 B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时 C．250s时I组和III组反应已结束而II组仍在进行 D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性 9．为探究α-淀粉酶的失活温度，兴趣小组开展了下列探究实验，下列叙述正确的是（    ） 试管编号 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL α-淀粉酶 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL 保温温度 80℃ 85℃ 90℃ 95℃ 100℃ 保温时间 15min 15min 15min 15min 15min 反应时间 将每种温度下的两支试管中的溶液混合均匀，再次在所设定的温度下保温15min 碘液 往每组试管中滴加2滴碘液 现象 不变蓝 深蓝 深蓝 深蓝 深蓝 A．实验结果的检测试剂不能替换成斐林试剂溶液 B．每支试管内的反应溶液需要设置相同的pH值 C．实验表明酶的催化作用具有高效性和专一性 D．加热至85℃为酶的作用提供活化能来加快反应速率 10．（不定项）凝乳酶能够水解蛋白质使牛奶凝固，被广泛地应用于奶酪和酸奶的制作。温度对凝乳酶活性的影响如图所示。据图判断，下列叙述正确的是（    ） A．不同温度下凝乳酶的活性均不相同 B．60℃左右，凝乳酶使牛奶凝固的速度最快 C．85℃条件下，凝乳酶失活与其空间结构被破坏有关 D．凝乳酶的保存温度应该在45℃以下 11．（不定项）甲、乙、丙图分别表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。丁图表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列有关表述错误的是（　　） A．图甲中，反应速率最终不再上升是因为酶的活性下降所致 B．图乙中，a点对应的温度称为最适温度，也是保存该酶的最适温度 C．图丙中，pH从6上升到10的过程中，酶活性不变 D．图丁中，c点和d点相关酶促反应的速率都处于最大值 12．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，乙物质溶液，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：加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。 结论③： 。 若出现结果④：加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。 结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 13．人的酒量主要与人体肝脏产生的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶有关，其作用如图，在人体中，都存在乙醇脱氢酶，而且数量基本相等。但缺少乙醛脱氢酶的人就比较多，这种乙醛脱氢酶的缺少，使酒精不能被完全分解为水和二氧化碳，使人喝酒后产生恶心欲吐、昏迷不适等醉酒症状。 （注：碳酸氢钠在酸性条件下能产生二氧化碳） (1)某科技团队从动物肝脏中提取出了纯净的乙醛脱氢酶，为了验证乙醛脱氢酶的成分，设计了如下实验： 第1组 第2组 第3组 乙醛脱氢酶 1ml 1ml 1ml 加入试剂种类 蛋白酶ml RNA酶1ml A试剂1ml 乙醛 1ml 1ml 1ml 保温 适宜温度保温5分钟 碳酸氢钠 2ml 2ml 2ml 实验结果 ①实验中的A试剂应为 。 ②如果实验结果是第 组产生气泡，则说明乙醛脱氢酶的成分是蛋白质。 ③如果实验结果是第 组产生气泡，则说明乙醛脱氢酶的成分是RNA。 ④实验中产生的气泡成分可以用溴麝香草酚蓝水溶液进行鉴定，则颜色反应是 。 (2)经研究发现，乙醛脱氢酶最适作用温度为37℃，请在下方坐标图中，画出温度对酶活性的影响曲线 。 1．细胞代谢离不开酶的催化。下列关于酶的叙述，错误的是（　　） A．低温和高温抑制酶活性的原因不同，高温可能导致酶变性 B．一般情况下，酶在反应前后的化学性质和含量不变 C．酶在催化反应的过程中不改变化学反应的活化能 D．pH会影响酶的空间结构，进而影响酶的活性 2．生物体里的化学反应能够在较为温和的条件下进行，其中一个很重要的原因就是因为生物体内含有酶。下列有关叙述正确的是（　　） A．夏季人往往食欲不佳，主要原因是体内酶的活性受到外界高温的抑制或破坏 B．酶与无机催化剂相比具有高效性的原因是酶可以提供更多化学反应的活化能 C．体外储存酶时，最好将其置于低温和适宜的pH环境中 D．酶的作用条件温和，在酸性条件下，人体内所有酶的活性都会降低 3．为探究影响酶活性的因素，某班同学设计了如下实验，其中合理的是（　　） 选项 探究课题 选用材料与试剂 ① 探究酶的专一性 新制的蔗糖酶溶液　蔗糖溶液 可溶性淀粉溶液　碘液 ② 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液　可溶性淀粉溶液　斐林试剂 ③ 探究酶的高效性 过氧化氢溶液　新鲜的肝脏研磨液 ④ pH对酶活性的影响 过氧化氢溶液　新鲜的肝脏研磨液 A．① B．② C．③ D．④ 4．酶为生活添姿彩。下列有关酶的说法错误的是（    ） A．果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮 B．多酶片含有多种消化酶，有助于缓解人消化不良症状 C．处理废油脂最好用脂肪酶，而不用胰蛋白酶，这是利用了酶的高效性 D．溶菌酶在过酸、过碱、高温条件下，空间结构会遭到破坏 5．呼气实验是检测幽门螺杆菌常用的方法，用14C标记的尿素胶囊，吞服之后被幽门螺杆菌产生的脲酶催化，产生NH3和CO2，然后通过呼气实验检测呼出的气体中是否存在14C，从而达到对幽门螺杆菌检测的目的。该实验与没有催化剂相比，尿素分解的速率提高10倍。下列相关叙述错误的是（　　） A．与没有催化剂相比，脲酶可以将尿素分解的速率提高10倍，说明脲酶具有高效性 B．幽门螺杆菌核糖体合成脲酶所需ATP可能来自细胞质基质 C．脲酶的活性可用单位质量的酶在单位时间内催化分解尿素的量来表示 D．温度、pH以及口服尿素浓度都会影响脲酶催化反应的速率 6．将牛奶和姜汁混合，待牛奶凝固便成为一种特色甜品——姜撞奶。为了掌握牛奶凝固所需的条件，某同学在不同温度的等量牛奶中加入等量新鲜姜汁，观察混合物15min，看其是否会凝固，结果如下表。下列表述正确的是（    ） 温度（℃） 20 40 60 80 100 结果 15min后仍未有凝固迹象 14min内完全凝固 1min内完全凝固 1min内完全凝固 15min后仍未有凝固迹象 注：用煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固 A．在20℃和100℃的实验中，15min后牛奶仍未有凝固迹象的原因是酶的活性被抑制 B．新鲜姜汁中有促进牛奶凝固的酶，煮沸后的姜汁中该酶分子中的肽键被破坏 C．将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，可提高实验的准确度 D．在60℃和80℃实验时牛奶凝固的速率相同，可推测70℃是该酶的最适温度 7．新鲜菠萝肉中的蛋白酶会使人在食用过程中产生刺痛感。将新鲜菠萝肉用盐水浸泡一段时间后再食用会减轻这种刺痛感。某研究小组探究NaCl溶液浓度与菠萝蛋白酶活性的关系，绘制下图。结合图示分析，下列说法错误的是（    ） A．图中不同浓度的NaCl溶液均能抑制菠萝蛋白酶的活性 B．用热水浸泡菠萝后再食用也可能会减轻刺痛感 C．随着NaCl溶液浓度的升高，蛋白酶逐渐变性失活 D．在该实验中抑制效果最佳的NaCl溶液浓度为3% 8．普洱茶中的蛋白质在湿热条件下经黑曲霉蛋白酶作用，会发生降解，形成普洱茶独特的风味。为研究温度对黑曲霉蛋白酶的影响，在40℃~70℃范围内，设置不同温度条件，分别处理黑曲霉蛋白酶10min、60min、90min后，测定酶活力，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白酶活力的测定可以用单位时间内单位体积中产物的增加量来表示 B．温度高于50℃时，3个处理时间下的酶活力随处理时间的延长而降低 C．将该酶在70℃下处理60min后，迅速降温到50℃，酶可恢复活性 D．生产中如对该酶的热处理时间为60min，则宜选择55℃的处理温度 9．植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列叙述不正确的是（　　） 组别/条件及产物 ① ② ③ ④ 果胶 + + + + 多聚半乳糖醛酸酶 + + + + Ca2+ - + - - Mn2+ - - + - 55℃ - - - + 半乳糖醛酸 + - +++ ++ 注：“+”表示存在和量的多少，“-”表示无。①~③组在常温下实验 A．由①④组可知，自变量为温度，因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性 B．由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响 C．该实验说明，喷施Mn2+制剂可缩短果实成熟期 D．该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性 10．PET是一种造成“白色污染”的塑料。自然界中的L酶能破坏PET中的化学键，有利于PET的降解、回收和再利用。研究人员尝试对L酶进行改造，获得了一种催化活性更高的突变酶。 (1)高温可以软化PET，有利于酶促反应的进行，72℃及更高温度下PET的软化效果较好。研究人员测定L酶与突变酶的催化活性，获得下表结果。 酶的种类 L酶 突变酶 温度（℃） 72 72 72 72 75 酶的相对浓度（单位） 1 1 2 3 1 PET降解率（%） 53.9 85.6 95.3 95.1 60.9 ①上述实验中的自变量有酶的种类、 ，写出一项应该控制的无关变量 。 ②根据表中数据，与L酶相比，突变酶对PET的降解能力 ；随着温度上升，突变酶对PET的降解率 ，原因可能是高温破坏了突变酶的 ，进而影响突变酶的催化功能。 (2)下图为突变酶对PET的降解率随时间变化的曲线。反应9小时以内，影响PET降解率的因素主要是 。 (3)与L酶相比，突变酶肽键未增加但额外形成了一个二硫键，使其热稳定性大大提升。请从蛋白质分子结构的角度，推测突变酶形成新的二硫键的原因是 。 11．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的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：在酶量一定且环境适宜的条件下，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1。请回答下列问题。 (1)图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 作用（填“促进”或“抑制”）。 (2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，因此酶的作用具有 性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理应为 （填“B”或“C”）。 (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 。（需答出两点） ②由图3可知，加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变 。 ③若要探究pH为7.4条件下，不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，实验的基本思路是：在pH7.4条件下，设置一系列板栗壳黄酮的 ，分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性，并计算其差值。 (4)影响酶活性的因素很多。某同学对响酶活性的因素进行了如下探究实验，请回答相关问题： Ⅰ、探究不同金属离子对某种水解酶活性的影响，实验结果如下表所示： 金属离子/（mmol·L-1） 酶的相对活性/% 对照组 100 Cu2+ 78 Mn2+ 120 Mg2+ 75 ①该实验的自变量是 ，表中数据表明， 可作为该水解酶的抑制剂。由表可知，金属离子改变了该水解酶的相对活性，原因可能是 。 ②生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 （答出两点即可）。 Ⅱ、探究温度对某种酶活性的影响，他设置三个实验组：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），结果如图所示曲线： ③三种温度条件下，该酶活性最高的是 组。 ④在时间t1之前，如果将A组的温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会 （填“升高”、“降低”或“不变”）。 ⑤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 （填“增加”、“减少”或“不变”），原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.1 降低化学反应活化能的酶 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（把握考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.说明酶在细胞代谢中的作用和本质特性，认同酶的功能是由其独特的空间结构决定的。（生命观念） 2.通过阅读分析关于“酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。（科学思维） 3.通过相关的实验和探究，尝试控制自变量，观察和检测因变量，设置对照组和实验组，培养设计实验、实施方案以及交流讨论结果的能力。（科学探究） 4.联系实际，分析酶在生活中的应用，从而更加注重生物知识与现实生活的联系（社会责任） 降低化学反应活化能的酶 一、酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。 2.酶在细胞代谢中的作用 （1）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 ①实验原理：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶，过氧化氢酶能将过氧化氢分解，变成氧和水。经计算，质量分数为3.5%的FeC13溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeC13溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 ②方法步骤及结果分析：下图为该实验装置及结果图示，图中1、2、3、4号试管内应先加入2mL过氧化氢溶液，将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，发现与1号试管相比，2号试管放出的气泡多。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号、4号试管未经加热，但依次滴加2滴FeCl3溶液、肝脏研磨液后也有大量气泡产生，这说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。3号试管与4号试管相比，4号试管的反应速率比3号试管快得多，这说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。（P77“讨论”1、3） ③实验分析：实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，上述实验中加热、加FeCl3溶液、加肝脏研磨液是对过氧化氢溶液的不同处理，温度和催化剂都属于自变量；因自变量改变而变化的变量叫作因变量，上述实验中过氧化氢分解速率就是因变量。除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。如上述实验中反应物的浓度和反应时间等。实验中除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组，上述实验中的1号试管就是对照组，2号、3号和4号试管是实验组。本实验的对照组未作任何处理．这样的对照组叫作空白对照。 ④实验结论：过氧化氢在不同条件下的分解速率不同。 3.酶在细胞代谢中的作用 （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称为活化能。 （2）酶的作用：正常由于酶能通过降低化学反应活化能而发挥催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。如下图中曲线①表示没有酶催化的反应，曲线②表示有酶催化的反应，④酶催化时化学反应所需的活化能。AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能，BC段的含义是酶降低的活化能。 二、酶的本质对照实验的类型 1.关于酶本质的探索 （1）巴斯德认为糖为变酒精必需酵母活细胞；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。科学发展过程中出现争论是正常的，巴斯德和李比希之间出现争论。因为巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。（P79“教材”、P80“讨论”2） （2）德国化学家毕希纳通过实验发现，不含酵母细胞的提取液和活酵母细胞在酿酒中发挥的作用是一样的。他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。 （3）萨姆纳从刀豆种子中提取纯酶——脲酶（这种酶能使尿素分解成氨和二氧化碳），然后他又用多种方法证明脲酶是蛋白质。萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来，说明成功属于不畏艰苦的人。（P79“教材”、P80“讨论”4） （4）20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。 2.酶的定义：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，也有少数是RNA。 三、酶的特性 1.酶具有高效性 酶具有高效性。大量的实验数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。 2.酶具有专一性 酶具有专一性是指：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。 （1）A、B曲线比较，说明酶具有高效性，A、C曲线比较，说明酶具有催化作用。 （2）酶具有催化剂的特点： ①反应前后性质、数量不变； ②能改变反应速率，原因：（显著）降低化学反应活化能； ③缩短达到平衡的时间，不改变平衡点（即产物的总量不变）。 3.酶的作用条件较温和 （1）酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。科学家采用定量分析的方法，分别在不同的温度和pH条件下测定同一种酶的活性，根据所得到的数据绘制成下面曲线图。分析这两个曲线图可以看出，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，酶活性都会明显降低。 （2）一般来说，植物体内的酶最适温度范略图高于（高于、低于）动物体内的酶最适温度范围，；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70°C。动物体内的酶最适pH大多在6.5-8.0之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5;植物体内的酶最适pH大多在4.5-6.5之间。 （3）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。0°C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可以升高。因此，酶制剂适于在低温（0～4°C)下保存。 抑制剂的类型及作用机理 【作用机理分析】 ①竞争性抑制剂：与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点。通过影响酶与底物的接触，进而影响酶促反应速率。 ②非竞争性抑制剂：通过影响酶的活性，进而影响酶促反应速率。 温度和pH共同作用对酶活性的影响 【曲线分析】 ①反应物剩余量越少，反应速率越快，酶活性越高。 ②据图可知，酶的最适温度为M，反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。 教材习题01 酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ） A.酶不能脱离生物体起作用 B.酶只有释放到细胞外才起作用 C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物 笔记·感悟 答案:D酶可以在细胞内发挥作用,也可以在细胞外发挥作用，A、B 错误。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA，C错误。 教材习题02 酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是 A. 能为反应物提供能量 B. 能降低化学反应的活化能 C. 能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效 答案：D 与无机催化剂相比,酶具有高效性。 教材习题03 嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是( ) A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶 答案：D 解析：肌肉组织中富含蛋白质,嫩肉粉中起分解作用的酶是蛋白酶。 教材习题04 能够促使唾液淀粉酶水解的酶是( ) A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶 答案：B 唾液淀粉酶的本质是蛋白质,故蛋白酶能够促使唾液淀粉酶水解。 教材习题05 将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min，可较好地保持甜味。这是因为加热会( ) A.提高淀粉酶的活性 B.改变可溶性糖分子的结构 C.破坏淀粉酶的活性 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性 答案：D 酶在较高温度下容易变性失活,将刚采摘的新鲜糯玉米立即放人85℃的水中热烫处理2min,可破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性,防止酶将有甜味的可溶性糖转化为不具有甜味的淀粉。 1．图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，有关分析合理的是（    ） A．本实验的自变量是过氧化氢的分解条件，即温度和催化剂的种类 B．1号、2号试管对照，说明加热能降低化学反应的活化能 C．1号、4号试管对照，说明酶具有高效性 D．2号、4号试管对照，说明酶能为化学反应提供更多的能量 【答案】A 【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶在化学反应中起催化作用，其催化活性受温度、pH等条件的影响。 2、实验中的变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。自变量是想研究且可人为改变的变量称为自变量，对照实验中的自变量要唯一； 因变量是随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。无关变量是在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，对照实验中的无关变量应保持适宜且相同。 【详解】A、本实验自变量是不同的处理条件，包括温度和不同的催化剂处理，因变量是过氧化氢的分解速率，A正确； B、1号、2号试管进行比较，反应的温度不同，加热可为反应提供能量，说明加热能降低化学反应的活化能的分析不合理，B错误； C、1号、4号试管进行比较，1号未加催化剂，4号加了肝脏研磨液，反应速率不同，说明肝脏研磨液中酶具有催化作用，说明酶具有高效性的分析不合理，C错误； D、分析2号、4号试管，发现该两组实验设置了温度不同和是否加肝脏研磨液两个自变量，无法得出正确实验结论，说明酶能为化学反应提供更多的能量的分析不合理，D错误。 2．下图表示某反应“甲→乙”进行过程中，有酶参与和无酶参与时的能量变化，则下列叙述不正确的是（    ） A．此反应不能说明酶的高效性 B．为反应前后能量的变化 C．表示在有酶参与下化学反应需要的活化能 D．酶参与反应时，所降低的活化能为 【答案】B 【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、酶与无机催化剂相比，能显著降低化学反应的活化能，据图分析，曲线Ⅰ表示没有酶参与的能量变化，曲线Ⅱ表示有酶参与的能量变化，E1表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能，E2表示在有酶催化的条件下化学反应需要的活化能，因此该图不可以体现酶具有高效性，A正确； B、E1表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能，B错误； C、E2表示在有酶参与的条件下化学反应需要的活化能，C正确； D、E1表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能，E2表示在有酶参与的条件下化学反应需要的活化能。因此，酶参与反应时，所降低的活化能为E1-E2=E4，D正确。 3．关于酶本质的探索，下列相关叙述错误的是（    ） A．巴斯德提出发酵是纯化学反应，与生命活动无关 B．李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质 C．毕希纳从酵母菌细胞中获得了含有酶的提取液 D．萨姆纳用多种方法证明脲酶是蛋白质 【答案】A 【分析】酶的探究历程：①1773年 ，意大利 斯帕兰札尼证明鹰的胃液可以消化肉块；②19世纪 欧洲许多化学家认为：发酵是纯化学反应，与生命活动无关；③1857年 法国 微生物学家巴斯德认为 ：发酵与活细胞有关，起发酵作用的是整个酵母细胞；④1857年 德国化学家李比希认为：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用；⑤德国化学家 毕希纳认为：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样；⑥1926年 美国科学家萨姆纳从刀豆种子提纯出来脲酶，并证明是一种蛋白质；⑦20世纪80年代            美国 科学家切赫和奥特曼发现少数RNA具有生物催化功能。 【详解】A、巴斯德之前，人们认为发酵是纯化学反应，与生命活动无关，而巴斯德认为发酵与活细胞有关，起发酵作用的是整个酵母细胞，A错误； B、德国化学家李比希认为发酵的是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，B正确； C、德国化学家毕希纳从细胞中获得了含有酶的提取液，证明活细胞中的某些物质也可引起发酵，并将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶，C正确； D、美国科学家萨姆纳从刀豆种子提纯出来脲酶，并证明是一种蛋白质，D正确。 4．某同学为研究酶的特性，进行了一系列相关实验，结果如下表所示，下列叙述错误的是（    ） 试剂名称 试管A 试管B 试管C 试管D 试管E 质量分数为1%的淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL 新鲜唾液 1mL —— —— 1mL 1mL 蔗糖酶 —— 1mL —— —— —— 恒温水浴 37℃ 37℃ 37℃ 0℃ 80℃ A．本实验的自变量是酶的种类、温度、酶的有无 B．试管A、B对照, 可证明酶的专一性，检测试剂可用碘液 C．试管A、C对照，可证明酶具有高效性，检测试剂可用斐林试剂 D．试管A、D、E对照可证明酶活性受温度的影响，检测试剂可用碘液 【答案】C 【分析】分析表格数据可知：本实验的可变因素是酶的种类、温度、酶的有无；试管AB对照可证明酶的专一性；试管AC对照，可证明酶具有催化作用；试管ADE对照可证明酶活性受温度的影响。 【详解】A、分析表格数据可知，本实验的自变量是酶的种类、温度、酶的有无，A正确； B、试管A、B的变量是酶的种类，唾液中含有唾液淀粉酶，淀粉酶可以催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解，试管A、B对照可证明淀粉酶的专一性，鉴定试剂可以用碘液，B正确； C、试管A、C对照，可证明酶具有催化作用，但并不能说明酶具有高效性，C错误； D、试管A、D、E对照可证明酶活性受温度的影响，由于斐林试剂使用时需要温水浴，影响本实验自变量，因此，检测试剂不能用斐林试剂，但是可以用碘液，D正确。 5．如图是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图。下列有关叙述正确的是 A．pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性 B．pH为1时有淀粉水解，则过酸条件下酶没有失活 C．实验的自变量是1h后淀粉剩余量，因变量是pH D．与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用要弱 【答案】A 【分析】本题考查酶活性的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容以及数据处理能力。 【详解】酸能催化淀粉水解，pH为3时在酶和酸的共同作用下淀粉水解量与pH为9时酶单独作用时的淀粉水解量相同，可见pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性，A项正确； pH为1时有淀粉水解，是酸对淀粉的水解作用，此时酶已失活，B项错误；实验的自变量是pH，因变量是1h后淀粉剩余量，C项错误； pH为1时，仅盐酸起作用，pH为7时，仅淀粉酶起作用，二者相比，淀粉酶降低反应活化能的作用强，D项错误。 6．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。下列有关叙述错误的是（    ） A．三个温度条件下，该酶活性最高的是B组 B．在t1之前，若A组温度提高10℃，则A组酶催化反应的速度会加快 C．该实验的无关变量是酶的种类和数量、反应物的浓度和量、除温度外的其他反应条件等 D．在t2时，C组增加底物的量，则C组产物量会增加 【答案】D 【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和的特性。 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。 4、分析题图：题图是研究温度对某种酶活性的影响时，设置的三个实验组：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）的结果图，由图可知，在40℃酶的活性最高，其次是20℃时，60℃条件下，由于温度过高，t1时酶已失活。 【详解】A、分析曲线图可知在B组（40℃），反应到达化学平衡所需要的时间最短，故三个温度（20℃、40℃、60℃）条件下，40℃时该酶的活性最高，A正确； B、在这三种温度中，40℃该酶的活性最强，在时间t1之前，限制A组酶促反应速率的因素是自变量温度，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会加快，B正确； C、题意分析，本实验的目的是研究“温度对某种酶活性的影响”，因此，自变量为不同的温度，因变量是酶促反应的速率，其它影响酶促反应速率的反应条件均为无关变量，要求相同且适宜，C正确； D、在时间t2时，C组的酶已经完全失活，所以增加底物的量，其产物的总量也不会改变，D错误。 7．下列有关酶的叙述正确的是 ①是有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得，有的在体内转化而来 ③凡是活细胞，一般都能产生酶 ④酶都是蛋白质 ⑤有的酶不是蛋白质 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用 A．①② B．④⑤⑧ C．③⑤⑧ D．①③⑤ 【答案】C 【详解】①酶是由活细胞产生的，①错误；酶是由活细胞产生的，不能来源于食物，②错误；几乎所有的活细胞都能产生酶，③正确；绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA，④错误；酶是蛋白质或RNA，⑤正确；酶只起催化功能，⑥错误；酶只起催化作用，不起调控作用，⑦错误；酶只起催化作用，其催化作用的实质是降低反应的活化能，⑧正确； 8．为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示下列叙述错误的是（    ） 组别 甲中溶液 （2mL） 乙中溶液 （2mL） 不同时间测定的相对压强（kpa） 0s 50s 100s 150s 200s 250s I 肝脏研磨液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0 II FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9 III 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1 A．H2O2分解生成O2导致压强改变 B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时 C．250s时I组和III组反应已结束而II组仍在进行 D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性 【答案】C 【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、H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确； B、据表分析可知，甲中溶液酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确； C、三组中的H2O2溶液均为2ml，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s时I组反应已结束，但II组和III组压强仍未达到I组的终止压强10.0，故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误； D、酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比I、II组可知，在相同时间内I组（含过氧化氢酶）相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。 9．为探究α-淀粉酶的失活温度，兴趣小组开展了下列探究实验，下列叙述正确的是（    ） 试管编号 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL α-淀粉酶 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL 保温温度 80℃ 85℃ 90℃ 95℃ 100℃ 保温时间 15min 15min 15min 15min 15min 反应时间 将每种温度下的两支试管中的溶液混合均匀，再次在所设定的温度下保温15min 碘液 往每组试管中滴加2滴碘液 现象 不变蓝 深蓝 深蓝 深蓝 深蓝 A．实验结果的检测试剂不能替换成斐林试剂溶液 B．每支试管内的反应溶液需要设置相同的pH值 C．实验表明酶的催化作用具有高效性和专一性 D．加热至85℃为酶的作用提供活化能来加快反应速率 【答案】B 【分析】根据题意可知，该实验的目的是探究α-淀粉酶的失活温度，因此该实验的自变量是设置温度的不同，实验的因变量可以检测淀粉的剩余量或淀粉分解后还原糖的产生量，其它均为无关变量，实验中无关变量保持相同且适宜。 【详解】A、实验结果发现，在80℃下，加碘液后溶液不变蓝，说明淀粉已经被α-淀粉酶分解成还原糖，在高于80℃的温度下，加碘液后溶液都为深蓝色，说明淀粉很可能均没有被分解，即α-淀粉酶很可能已经失活，因而溶液中没有产生还原糖，若将检测试剂碘液替换成斐林试剂，则80℃下的溶液呈现砖红色，其他温度下均不出现砖红色，因而可将碘液替换成斐林试剂进行检测，A错误； B、实验的自变量是温度，反应溶液的pH值为无关变量，因而反应溶液的pH值必须设置为相同且适宜的pH值，B正确； C、实验结果表明让α-淀粉酶失活的温度为85℃，不能证明酶的高效性和专一性，C错误； D、酶通过降低化学反应的活化能来加快反应的进行，不能为生物反应提供活化能，D错误。 10．（不定项）凝乳酶能够水解蛋白质使牛奶凝固，被广泛地应用于奶酪和酸奶的制作。温度对凝乳酶活性的影响如图所示。据图判断，下列叙述正确的是（    ） A．不同温度下凝乳酶的活性均不相同 B．60℃左右，凝乳酶使牛奶凝固的速度最快 C．85℃条件下，凝乳酶失活与其空间结构被破坏有关 D．凝乳酶的保存温度应该在45℃以下 【答案】BCD 【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】A、由图可知，最适温度左右不同温度下酶活性可能相同，A错误； B、结合图示可知，60℃左右，凝乳酶活性最高，水解蛋白质速度最快，牛奶凝固的速度最快，B正确； C、85℃的牛奶会使得姜汁中的凝乳酶失活，原因是高温导致凝乳酶空间结构被破坏而失活，C正确； D、低温时酶的空间结构比较稳定，所以保存凝乳酶应该在低温的条件下，可以保存在45℃以下，D正确。 11．（不定项）甲、乙、丙图分别表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。丁图表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列有关表述错误的是（　　） A．图甲中，反应速率最终不再上升是因为酶的活性下降所致 B．图乙中，a点对应的温度称为最适温度，也是保存该酶的最适温度 C．图丙中，pH从6上升到10的过程中，酶活性不变 D．图丁中，c点和d点相关酶促反应的速率都处于最大值 【答案】ABD 【分析】 酶的特性：①高效性：酶能显著降低反应活化能，加快反应速率；②专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应；③酶的作用条件温和。 【详解】A、甲图表明，反应物浓度超过某一浓度时，反应速率不再随反应物浓度增大而增大，此时的限制因素是酶的浓度，A错误； B、图乙中，最高点a点对应的温度称为最适温度，但是保存酶的最适温度在低温（4℃左右），B错误； C、图丙中，pH=6时酶变性失活不可恢复，故pH从6上升到10的过程中，酶活性不变，C正确； D、图丁中M点表示最终生成氨基酸的总量，cd段产物不再变化，说明底物耗尽，此时酶促反应速率较小， 12．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，乙物质溶液，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：加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。 结论③： 。 若出现结果④：加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。 结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 【答案】(1) 2 甲物质溶液、乙物质溶液 (2) 透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 透析前后，两组的酶活性均不变 甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂 【分析】对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力。一般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组。没有处理是的就是对照组。 【详解】（1）分析题意可知，实验目的是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量为甲乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液（单一变量和无关变量一致原则）；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）据题意可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有： ①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。 ②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。 ③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。 ④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。 13．人的酒量主要与人体肝脏产生的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶有关，其作用如图，在人体中，都存在乙醇脱氢酶，而且数量基本相等。但缺少乙醛脱氢酶的人就比较多，这种乙醛脱氢酶的缺少，使酒精不能被完全分解为水和二氧化碳，使人喝酒后产生恶心欲吐、昏迷不适等醉酒症状。 （注：碳酸氢钠在酸性条件下能产生二氧化碳） (1)某科技团队从动物肝脏中提取出了纯净的乙醛脱氢酶，为了验证乙醛脱氢酶的成分，设计了如下实验： 第1组 第2组 第3组 乙醛脱氢酶 1ml 1ml 1ml 加入试剂种类 蛋白酶ml RNA酶1ml A试剂1ml 乙醛 1ml 1ml 1ml 保温 适宜温度保温5分钟 碳酸氢钠 2ml 2ml 2ml 实验结果 ①实验中的A试剂应为 。 ②如果实验结果是第 组产生气泡，则说明乙醛脱氢酶的成分是蛋白质。 ③如果实验结果是第 组产生气泡，则说明乙醛脱氢酶的成分是RNA。 ④实验中产生的气泡成分可以用溴麝香草酚蓝水溶液进行鉴定，则颜色反应是 。 (2)经研究发现，乙醛脱氢酶最适作用温度为37℃，请在下方坐标图中，画出温度对酶活性的影响曲线 。 【答案】(1) 蒸馏水 2、3 1、3 由蓝变绿再变黄(2) 【分析】酶具有专一性，蛋白酶可水解蛋白质，若乙醛脱氢酶的成分是蛋白质，则会被蛋白酶水解，若乙醛脱氢酶的成分是RNA，则会被RNA酶水解。乙醛脱氢酶可使乙醛转变为乙酸，乙酸可分解为水和二氧化碳等。 【详解】（1）①由表可知，第3组为对照实验，实验须讲究对照原则和控制变量单一原则，因此实验中的A试剂应为生理盐水。 ②若乙醛脱氢酶的成分是蛋白质，则第1组中的乙醛脱氢酶会被蛋白质酶分解，从而使乙醛不能转化为乙酸，不能使碳酸氢钠在酸性条件下产生二氧化碳，则第1组没有气泡产生，而第2、3组中的乙醛脱氢酶没有被分解，因此乙醛能转化为乙酸，使碳酸氢钠在酸性条件下产生二氧化碳，因此2、3组会产生气泡。 ③同理，若乙醛脱氢酶的成分是RNA，则会被RNA酶水解，不能使乙醛不能转化为乙酸，不能使碳酸氢钠在酸性条件下产生二氧化碳，故第2组不产生气泡，而1、3组乙醛脱氢酶没有被分解，使乙醛不能转化为乙酸，因此能使碳酸氢钠在酸性条件下产生二氧化碳，，会产生气泡。 ④实验中产生的气泡为CO2，可用溴麝香草酚蓝水溶液进行鉴定，其颜色反应是由蓝变绿再变黄。 （2）已知乙醛脱氢酶最适作用温度为37℃，则低于37℃，酶的活性随温度升高而逐渐增强，37℃酶的活性最高，超过37℃，酶的活性随温度升高而逐渐降低至失活，因此曲线为见答案 。 1．细胞代谢离不开酶的催化。下列关于酶的叙述，错误的是（　　） A．低温和高温抑制酶活性的原因不同，高温可能导致酶变性 B．一般情况下，酶在反应前后的化学性质和含量不变 C．酶在催化反应的过程中不改变化学反应的活化能 D．pH会影响酶的空间结构，进而影响酶的活性 【答案】C 【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、低温和高温抑制酶活性的原因不同，低温抑制酶的活性，而高温使酶发生空间结构的改变，可能导致酶变性，A正确； B、酶是生物催化剂，不参与化学反应，只是起催化作用，在反应前后的化学性质和含量不变，B正确； C、酶作用的原理是降低化学反应的活化能，C错误； D、pH过高或过低都会改变酶的空间结构，进而降低酶的活性，D正确。 2．生物体里的化学反应能够在较为温和的条件下进行，其中一个很重要的原因就是因为生物体内含有酶。下列有关叙述正确的是（　　） A．夏季人往往食欲不佳，主要原因是体内酶的活性受到外界高温的抑制或破坏 B．酶与无机催化剂相比具有高效性的原因是酶可以提供更多化学反应的活化能 C．体外储存酶时，最好将其置于低温和适宜的pH环境中 D．酶的作用条件温和，在酸性条件下，人体内所有酶的活性都会降低 【答案】C 【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；酶具有高效性、专一性和作用条件温和的特性；酶能通过降低化学反应的活化能促进化学反应的进行。 【详解】A、由于人体内环境能维持相对稳定，体内酶的活性不会受外界高温抑制或破坏，而夏季人往往食欲不佳，主要原因是由于通过机体调节，产热量下降引起的，A错误； B、与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，即酶具有高效性，B错误； C、体外贮存酶时，最好将其置于低温和适宜的pH环境中，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，C正确； D、胃蛋白酶的最适PH为1.5～2.2，因此其在酸性条件下才能正常发挥其作用，D错误。 3．为探究影响酶活性的因素，某班同学设计了如下实验，其中合理的是（　　） 选项 探究课题 选用材料与试剂 ① 探究酶的专一性 新制的蔗糖酶溶液　蔗糖溶液 可溶性淀粉溶液　碘液 ② 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液　可溶性淀粉溶液　斐林试剂 ③ 探究酶的高效性 过氧化氢溶液　新鲜的肝脏研磨液 ④ pH对酶活性的影响 过氧化氢溶液　新鲜的肝脏研磨液 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】D 【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。根据题意和图表分析可知：该实验是探究影响酶活性的因素，表格中信息可知，该实验的自变量是温度和PH，因此该实验是探究温度和PH对酶活性的影响。 【详解】A、探究酶的专一性时，用碘液来检测，不论蔗糖酶是否能催化蔗糖水解，都不变蓝色，A错误； B、探究温度对酶活性的影响，该实验的自变量是温度，不能用斐林试剂鉴定，因为斐林试剂鉴定还原糖，需要水浴加热，会破坏设定的温度条件，B错误； C、探究酶的高效性除了需要过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液外，还需要三氯化铁无机催化剂做比较，C错误； D、探究pH对酶活性的影响，自变量是pH，可以用过氧化氢溶液新鲜的肝脏研磨液，观察过氧化氢的分解速率来探究不同pH条件下酶的活性，D正确。 4．酶为生活添姿彩。下列有关酶的说法错误的是（    ） A．果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮 B．多酶片含有多种消化酶，有助于缓解人消化不良症状 C．处理废油脂最好用脂肪酶，而不用胰蛋白酶，这是利用了酶的高效性 D．溶菌酶在过酸、过碱、高温条件下，空间结构会遭到破坏 【答案】C 【分析】1、果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶和果胶分解酶等。作用：果胶酶分解果胶，瓦解细胞壁和胞间层，使榨取果汁变得更容易，提高水果的出汁率。 2、酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。化学本质：大多数是蛋白质，少数是RNA；作用机理：能够降低化学反应的活化能：特性：高效性、专一性、作用条件温和。 【详解】A、果胶酶分解果胶，瓦解细胞壁和胞间层，使榨取果汁变得更容易，提高水果的出汁率，A正确； B、多酶片含有多种消化酶，口服进入消化道，有助于缓解人消化不良症状，B正确； C、脂肪酶可处理废油脂，胰蛋白酶不可，是利用了酶的专一性，C错误； D、酶在过酸、过碱、高温条件下，空间结构会遭到破坏，进而失去活性，D正确。 5．呼气实验是检测幽门螺杆菌常用的方法，用14C标记的尿素胶囊，吞服之后被幽门螺杆菌产生的脲酶催化，产生NH3和CO2，然后通过呼气实验检测呼出的气体中是否存在14C，从而达到对幽门螺杆菌检测的目的。该实验与没有催化剂相比，尿素分解的速率提高10倍。下列相关叙述错误的是（　　） A．与没有催化剂相比，脲酶可以将尿素分解的速率提高10倍，说明脲酶具有高效性 B．幽门螺杆菌核糖体合成脲酶所需ATP可能来自细胞质基质 C．脲酶的活性可用单位质量的酶在单位时间内催化分解尿素的量来表示 D．温度、pH以及口服尿素浓度都会影响脲酶催化反应的速率 【答案】A 【分析】幽门螺旋杆菌为原核生物，没有细胞核，只有核糖体一种细胞器，以DNA为遗传物质，产生的脲酶催化分解尿素为NH3和14CO2。 【详解】A、与没有催化剂相比，适宜条件下，脲酶可以将尿素分解的速率提高10倍，说明脲酶具有催化功能能，若要证明脲酶具有高效性，需与无机催化剂相比，A错误； B、幽门螺杆菌是原核生物，没有线粒体，呼吸作用发生在细胞质基质，ATP来自细胞质基质，细胞生命活动所需能量直接来自ATP，B正确； C、脲酶的活性可用单位质量的酶在单位时间内催化分解尿素的量，即底物的减少量来表示，也可用单位时间内单位质量的脲酶使尿素分解产生的二氧化碳或NH的量，即产物的增加量来表示，C正确； D、脲酶催化反应的速率会受到温度和pH以及口服尿素浓度的影响，D正确。 6．将牛奶和姜汁混合，待牛奶凝固便成为一种特色甜品——姜撞奶。为了掌握牛奶凝固所需的条件，某同学在不同温度的等量牛奶中加入等量新鲜姜汁，观察混合物15min，看其是否会凝固，结果如下表。下列表述正确的是（    ） 温度（℃） 20 40 60 80 100 结果 15min后仍未有凝固迹象 14min内完全凝固 1min内完全凝固 1min内完全凝固 15min后仍未有凝固迹象 注：用煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固 A．在20℃和100℃的实验中，15min后牛奶仍未有凝固迹象的原因是酶的活性被抑制 B．新鲜姜汁中有促进牛奶凝固的酶，煮沸后的姜汁中该酶分子中的肽键被破坏 C．将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，可提高实验的准确度 D．在60℃和80℃实验时牛奶凝固的速率相同，可推测70℃是该酶的最适温度 【答案】C 【分析】分析表格：用曾煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固，说明姜汁中存在活性物质，且在高温下能失活，因此可证明新鲜姜汁含有一种酶，该酶能将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不溶状态．如果不保温就将姜汁与牛奶混合，往往会使温度发生一定的变化，因此将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能够提高实验的准确度，60℃和80℃不一定是酶的最适温度。 【详解】A、20℃未有凝固迹象的原因温度过低，酶的活性被抑制；而100℃时仍未有凝固迹象的原因是酶因高温失活，没有活性而不能凝固，A错误； B、高温煮沸只是破坏了酶（蛋白质）分子的空间结构，使之失活，而不会造成肽键的断裂，B错误； C、将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，可以精确控制自变量（温度），因此能提高实验的准确度，C正确； D、依据题意，60℃和80℃完全凝固所用的时间更短，说明酶的活性较高，但不一定是酶的最适温度，需在60℃和80℃之间设置更多、更小的温度梯度来测最适温度，并不能推测70℃就是最适温度，D错误。 7．新鲜菠萝肉中的蛋白酶会使人在食用过程中产生刺痛感。将新鲜菠萝肉用盐水浸泡一段时间后再食用会减轻这种刺痛感。某研究小组探究NaCl溶液浓度与菠萝蛋白酶活性的关系，绘制下图。结合图示分析，下列说法错误的是（    ） A．图中不同浓度的NaCl溶液均能抑制菠萝蛋白酶的活性 B．用热水浸泡菠萝后再食用也可能会减轻刺痛感 C．随着NaCl溶液浓度的升高，蛋白酶逐渐变性失活 D．在该实验中抑制效果最佳的NaCl溶液浓度为3% 【答案】C 【分析】1、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、图中实验自变量为不同浓度的NaCl溶液，根据图示，不论NaCl溶液的浓度高低，菠萝蛋白酶的活性均低于100%，因此图中不同浓度的NaCl溶液均能抑制菠萝蛋白酶的活性，A正确； B、由于菠萝蛋白酶在高温下会失活，因此，热水浸泡菠萝后再食用也可能会减轻刺痛感，B正确； C、随着NaCl溶液浓度的升高，蛋白酶的活性逐渐受到抑制，但不会变性失活，C错误； D、根据图示，NaCl溶液浓度为3%，菠萝蛋白酶活性最低，D正确。 8．普洱茶中的蛋白质在湿热条件下经黑曲霉蛋白酶作用，会发生降解，形成普洱茶独特的风味。为研究温度对黑曲霉蛋白酶的影响，在40℃~70℃范围内，设置不同温度条件，分别处理黑曲霉蛋白酶10min、60min、90min后，测定酶活力，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白酶活力的测定可以用单位时间内单位体积中产物的增加量来表示 B．温度高于50℃时，3个处理时间下的酶活力随处理时间的延长而降低 C．将该酶在70℃下处理60min后，迅速降温到50℃，酶可恢复活性 D．生产中如对该酶的热处理时间为60min，则宜选择55℃的处理温度 【答案】C 【分析】酶作用条件较温和，温度过高或者过低均会降低酶的活性。温度过高会破坏酶的空间结构。 【详解】A、底物充足时，酶活性越大，酶促反应速率越高，蛋白酶活力可以用单位时间内单位体积中某种氨基酸的增加量来表示，A正确； B、温度高于50℃时，三条曲线相继逐渐下降，即3个处理时间下的酶活力随处理时间的延长而降低，B正确； C、70℃下处理60min酶已失活，酶的空间结构已被破坏，当温度降低到60℃时酶的活性无法恢复，C错误； D、由图可知，若对该酶的热处理时间为60min时，温度为55℃时较适宜，此时酶活力最高，超过55℃后，酶活力逐渐下降，D正确。 9．植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列叙述不正确的是（　　） 组别/条件及产物 ① ② ③ ④ 果胶 + + + + 多聚半乳糖醛酸酶 + + + + Ca2+ - + - - Mn2+ - - + - 55℃ - - - + 半乳糖醛酸 + - +++ ++ 注：“+”表示存在和量的多少，“-”表示无。①~③组在常温下实验 A．由①④组可知，自变量为温度，因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性 B．由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响 C．该实验说明，喷施Mn2+制剂可缩短果实成熟期 D．该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性 【答案】D 【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】A、由①④组条件只有温度不同，自变量为温度，因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性，检测指标为半乳糖醛酸的量，A正确； B、由①②③条件为离子不同，因变量为半乳糖醛酸的量，表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响，B正确； C、喷施Mn2+制剂，半乳糖醛酸增多，能促进果实的软化和成熟脱落，缩短果实成熟期，C正确； D、多聚半乳糖醛酸酶具有专一性，D错误。 10．PET是一种造成“白色污染”的塑料。自然界中的L酶能破坏PET中的化学键，有利于PET的降解、回收和再利用。研究人员尝试对L酶进行改造，获得了一种催化活性更高的突变酶。 (1)高温可以软化PET，有利于酶促反应的进行，72℃及更高温度下PET的软化效果较好。研究人员测定L酶与突变酶的催化活性，获得下表结果。 酶的种类 L酶 突变酶 温度（℃） 72 72 72 72 75 酶的相对浓度（单位） 1 1 2 3 1 PET降解率（%） 53.9 85.6 95.3 95.1 60.9 ①上述实验中的自变量有酶的种类、 ，写出一项应该控制的无关变量 。 ②根据表中数据，与L酶相比，突变酶对PET的降解能力 ；随着温度上升，突变酶对PET的降解率 ，原因可能是高温破坏了突变酶的 ，进而影响突变酶的催化功能。 (2)下图为突变酶对PET的降解率随时间变化的曲线。反应9小时以内，影响PET降解率的因素主要是 。 (3)与L酶相比，突变酶肽键未增加但额外形成了一个二硫键，使其热稳定性大大提升。请从蛋白质分子结构的角度，推测突变酶形成新的二硫键的原因是 。 【答案】(1) 温度、酶的相对浓度 pH 更强 降低 空间结构 (2)酶的活性和酶的浓度 (3)二硫键形成可改变空间结构，提高蛋白质分子稳定性 【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】（1）①根据表格分析，该实验的自变量是酶的种类、温度以及酶的相对浓度，因变量是PET降解率；pH、PET的初始含量等都是无关变量，应该保持相同且适宜。 ②比较72℃条件下的降解率，与L酶相比，突变酶对PET的降解能力更强；而提高温度够突变酶对PET的降解能力下降，可能是因为高温破坏了酶的空间结构，进而影响突变酶的催化功能，最终影响了降解率。 （2）反应9小时以内，PET降解率逐渐提高，影响PET降解率的主要因素是酶的活性和浓度。 （3）蛋白质分子的结构取决于氨基酸的种类、数目排列顺序以及肽链的空间结构，新的二硫键的形成会导致酶具有一定的空间结构，使得酶分子结构更稳定。 11．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的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：在酶量一定且环境适宜的条件下，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1。请回答下列问题。 (1)图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 作用（填“促进”或“抑制”）。 (2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，因此酶的作用具有 性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理应为 （填“B”或“C”）。 (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 。（需答出两点） ②由图3可知，加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变 。 ③若要探究pH为7.4条件下，不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，实验的基本思路是：在pH7.4条件下，设置一系列板栗壳黄酮的 ，分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性，并计算其差值。 (4)影响酶活性的因素很多。某同学对响酶活性的因素进行了如下探究实验，请回答相关问题： Ⅰ、探究不同金属离子对某种水解酶活性的影响，实验结果如下表所示： 金属离子/（mmol·L-1） 酶的相对活性/% 对照组 100 Cu2+ 78 Mn2+ 120 Mg2+ 75 ①该实验的自变量是 ，表中数据表明， 可作为该水解酶的抑制剂。由表可知，金属离子改变了该水解酶的相对活性，原因可能是 。 ②生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 （答出两点即可）。 Ⅱ、探究温度对某种酶活性的影响，他设置三个实验组：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），结果如图所示曲线： ③三种温度条件下，该酶活性最高的是 组。 ④在时间t1之前，如果将A组的温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会 （填“升高”、“降低”或“不变”）。 ⑤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 （填“增加”、“减少”或“不变”），原因是 。 【答案】(1)抑制 (2) 专一 B (3) 是否加入板栗壳黄酮和不同pH 大 浓度梯度 (4) 是否加入金属离子和加入金属离子的种类 铜离子和镁离子 金属离子使酶的空间结构发生改变 蛋白质或者是RNA 专一性、高效性、作用条件温和 B 升高 不变 60°C条件 下，t 2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加 【分析】酶作为生物催化剂，其作用机理是降低化学反应所需的活化能；具有高效性（与无机催化剂相比）、专一性（催化一种或一类化学反应）、作用条件较温和（适宜的温度和pH）。 【详解】（1）据图1实验结果显示，加入板栗壳黄酮后酶促反应速率比对照组低，说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。 （2）图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，这说明酶促反应的发生需要酶与底物发生特异性结合，因此酶的作用具有专一性；图2中的B的作用机理显示板栗壳黄酮与酶结合后导致酶的空间结构发生改变，进而使脂肪无法与脂肪酶发生结合，从而实现了对酶促反应速率的抑制，该抑制作用会导致脂肪的分解终止，此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解，C图显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点，从而减少了脂肪与胰脂肪酶的结合几率，进而是酶促反应速率下降，此种抑制可以通过增加底物浓度而缓解，据图1可知，加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组，且增加脂肪浓度，反应速率依然比对照组低，因此板栗壳黄酮的作用机理应为B。 （3）①本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄铜对胰脂肪酶活性的影响，根据实验目的可知，本实验的自变量有是否加入板栗壳黄酮和不同pH。 ②由图3可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH值约为7.4；加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变大，即由7.4变成了7.7。 ③若要探究不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，则实验的自变量为板栗壳黄酮浓度，因变量为酶促反应速率，因此实验的基本思路是在pH7.4条件下，设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度，分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性，并计算其差值。 （4）①该实验有未添加金属离子的对照组和添加不同种类的金属离子组，故该实验的自变量是是否加入金属离子和加入金属离子的种类。表中数据表明，与对照组相比，铜离子和镁离子均使 酶的活性降低，两者可作为该水解酶的抑制剂。可以推测金属离子改变了该水解酶的相对活性，原因可能是金属离子使酶的空间结构发生改变。 ②生物体内酶的化学本质是蛋白质或者是RNA，其特性有专一性、高效性、作用条件温和。 ③三个温度条件下，B组生成产物的速率最快，则B组（40°C）条件下酶活性最高。 ④则在时间t1之前，A组（20°C）温度提高10°C，A组酶催化反应的速度会加快。 ⑤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，在t3时， C组产物总量不变，原因是60°C条件 下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$