第3单元 第8讲 降低化学反应活化能的酶（教师word）-【金版新学案】2025年高考生物学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

第8讲　降低化学反应活化能的酶 【课标解读】　1.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。　2.实验：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。 考点一　酶的本质和作用 1．酶的作用 (1)比较过氧化氢在不同条件下的分解实验 ①实验过程 ②变量分析 (2)酶的作用原理 ①无酶催化的反应曲线是乙，有酶催化的反应曲线是甲。 ②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是酶降低的活化能。 ③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将向上移动。 ④酶的作用原理是降低化学反应的活化能。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。 提醒　①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。③酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。 2．酶的本质 (1)探索历程(连线) (2)酶的本质和作用 项目 内容 解释 产生部位 活细胞内产生 除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细胞都能产生酶 学生用书↓第55页 作用场所 可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用 可在生物体外发挥作用，但不能来自体外，只能由细胞合成 酶的本质 大多数酶是蛋白质，少数是RNA 合成原料是氨基酸或核糖核苷酸，合成场所是细胞核或核糖体(真核生物) 续表 项目 内容 解释 酶的功能 生物催化剂 酶只起催化功能，且反应前后酶的数量和化学性质不变 作用机理 降低化学反应的活化能 酶不能提供能量 【链接高考】 1．(2021·全国甲卷)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(　×　) 2．(2020·海南卷)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。(　×　) 3．(2020·江苏卷)细胞中生物大分子的合成需要酶来催化。(　√　) 4．(2021·海南卷)人体内有某种用于切割、分解细胞膜上“废物蛋白”的酶。 则该酶的空间结构由氨基酸的种类决定；“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂。(　×　) 5．(经典高考)生物体内酶的化学本质是__________________。 提示：RNA或蛋白质 1．对比分析酶与动物激素的“一同三不同” 相同 都具有微量、高效的特点，也具有一定特异性 不同 产生部位 几乎所有活细胞都产生酶，而只有内分泌细胞才能产生激素 化学本质 酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA；激素的化学本质为多肽和蛋白质、类固醇、氨基酸衍生物等 作用机制 酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；激素作为信号分子，在发挥完作用后被灭活 2.鉴定酶本质的实验原理和方法 (1)试剂鉴定法：利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理设计实验方案。 (2)酶解鉴定法 考向一　围绕酶的本质，考查生命观念 1．(2024·陕西汉中模拟)某实验小组设计实验对甲、乙两种酶的成分进行探究。实验设计如下：A 组为甲酶与蛋白酶混合，B组为等量乙酶与同种蛋白酶混合。结果发现，甲酶被分解成许多小分子物质，乙酶基本无变化。下列有关说法错误的是(　　) A．甲酶的组成单位为氨基酸，乙酶的组成单位为核苷酸 B．甲酶的合成场所为核糖体，乙酶的合成场所可能是细胞核 C．向反应后的两组混合溶液中加入双缩脲试剂，两组溶液均无紫色出现 D．酶既可以作为反应的催化剂，也可以作为反应的底物 答案：C 解析：酶的成分为蛋白质或RNA，酶具有专一性，蛋白酶能分解蛋白质，由题干可知，甲酶被蛋白酶分解，而乙酶不能被蛋白酶分解，故甲酶的成分为蛋白质，其组成单位为氨基酸，合成甲酶的场所为核糖体，而乙酶的成分为RNA，其组成单位为(核糖)核苷酸，合成场所可能是细胞核(也可能是线粒体或叶绿体等)，A、B正确；蛋白酶的化学本质为蛋白质，反应后的两组混合溶液中一定存在蛋白酶，故向反应后的两组混合溶液中加入双缩脲试剂，两组溶液均有紫色出现，C错误；酶既可以作为一个反应的催化剂，也可以作为另一个反应的底物，如本题中的甲酶可作为反应的催化剂，其本身成分为蛋白质，也可作为反应的底物，被蛋白酶催化分解，D正确。 2．(2024·苏州模拟)下列有关生物体内酶和激素的叙述，正确的是(　　) A．酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的 B．某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的 C．两者都是细胞的结构组成成分，都不能提供能量 D．一种酶只催化一种物质的反应，一种激素只作用于一种细胞 答案：B 解析：核糖体是合成蛋白质的场所，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，其中RNA不在核糖体上合成，激素有些也不是蛋白质类，如性激素，也不在核糖体上合成，A错误；激素不直接参与代谢，某些激素可以通过影响酶的活性来调节细胞代谢，B正确；激素不是细胞结构的组成成分，某些酶也不是细胞结构的组成成分，C错误；一种酶可以催化一种或者一类化学反应，并不是每一种激素都只作用于一种细胞，如甲状腺激素的靶细胞几乎是全身组织细胞，D错误。 学生用书↓第56页 考向二　借助酶的作用，考查理解能力 3．(2023·山东滨州期末)酶的“诱导契合学说”认为，酶活性中心的结构原来并不和底物的结构完全吻合，当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生变化，有关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上脱落后，酶活性中心又恢复到原构象。下图为“诱导契合学说”示意图，下列说法正确的是(　　) A．某种酶能催化可逆反应双向进行的事实，可用这一模型解释 B．酶与底物形成络合物时，为底物转化成产物提供了活化能 C．酶活性中心的构象发生变化的过程伴随着肽键的断裂 D．底物诱导酶空间结构改变与强酸强碱作用原理一致 答案：A 解析：酶活性中心的结构原来并不和底物的结构完全吻合，当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生变化，有关的各个基团达到正确的排列和定向，因此酶可以和不同底物结合，发生不同的改变，催化不同的化学反应，进而催化可逆反应双向进行，A正确；根据酶的作用机理，酶与底物形成络合物时，为底物转化成产物的化学反应降低了活化能，B错误；据图可知，酶活性中心构象发生变化后在一定条件下还可复原，说明该过程肽键并未断裂，否则变形过程无法恢复，C错误；底物诱导酶空间结构改变是酶活性中心的构象发生变化，有关的各个基团达到正确的排列和定向，并不会使酶失活，而强酸强碱作用原理是改变酶的空间结构，使酶失活，两者作用原理不一致，D错误。 4．(2023·普宁市月考)如图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与时的能量变化，相关叙述错误的是(　　) A．此反应为吸能反应 B．曲线Ⅱ表示有酶参与时的能量变化 C．E2为反应前后能量的变化 D．酶参与反应时，其降低的活化能为E4 答案：C 解析：此反应需要提供能量，为吸能反应，A正确；据图分析，曲线Ⅰ需要的能量多，反应速率慢，表示无酶参与时的反应，曲线Ⅱ表示有酶参与时的能量变化，B正确；反应前后能量的变化应为E3，C错误；E4代表有酶催化时所降低的活化能，D正确。 考点二　酶的特性 1．酶具有高效性 (1)定义：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。 (2)意义：使细胞代谢快速进行。 (3)曲线分析 2．酶具有专一性 (1)定义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (2)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 ①实验步骤及结果 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 ②实验结论：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。 提醒　该实验中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，而蔗糖无论是否被水解都不会遇碘液变色。 (3)作用模型分析 学生用书↓第57页 (4)作用曲线分析 3．酶的作用条件较温和 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。 教材拾遗 1．(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，胃蛋白酶随食物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．(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。 【链接高考】 1．(2022·浙江选考) 低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活。(　×　) 2．(2022·浙江选考)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。(　√　) 3．(2022·浙江选考)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。(　×　) 4．(2021·湖北卷)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。(　×　) 5．(2023·全国乙卷)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是______________________________(答出3点即可)；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的__________。 提示：高效性、专一性、作用条件温和　空间结构 借助模型建构法分析影响酶促反应的因素 1．反应物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系(图1、图2)　 (1)图1：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快，但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加。 (2)图2：在反应物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。 2．温度和pH与酶促反应速率的关系(图3) (1)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；反应物浓度和酶浓度是通过影响反应物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。 (2)反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH。 3．反应时间与酶促反应的关系(图4、图5、图6) (1)图4、图5、图6的时间t0、t1和t2是一致的。 (2)随着反应的进行，反应物的量因被消耗而减少，生成物的量因积累而增多。 (3)t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率较快。t1～t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢。t2时，反应物被消耗完，生成物不再增加，此时反应速率为0。 学生用书↓第58页 考向一　围绕酶的特性，考查理解能力 1．下图是人体内某化学反应的图解，其中英文字母代表物质，数字表示反应前、中、后过程，以下说法正确的是(　　) A．催化人体内该反应的酶是D，做出判断的依据是B、C、D中只有D的分子结构能与A相吻合 B．图1和图2可以反映出酶具有专一性，做出判断的依据是B、C、D同时存在，只有D能起催化作用 C．D可以代表蔗糖酶 D．如果把催化该化学反应的酶保存在4 ℃的环境中，A与D也能相互结合 答案：D 解析：据图可知：A与D结合，随之D被分解成E和F，所以A是一种酶，催化底物是D，A、B、C错误；低温并没有改变酶的分子结构，只是抑制了酶的活性，故如果把催化该化学反应的酶保存在4 ℃的环境中，A仍可以与D结合，D正确。 2．(2023·广东二模)如表为某兴趣小组设计的实验及实验结果，该实验结果可以证明(　　) 试管 淀粉溶液2 mL 蒸馏水2 mL 淀粉酶 蛋白酶 碘液 双缩脲试剂 结果 1 √ √ √ 变蓝 2 √ √ √ 不变蓝 3 √ √ √ 变紫色 4 √ √ √ 变紫色 A. 酶具有高效性 B．酶发挥催化作用需要温和的条件 C．酶具有专一性 D．多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 答案：C 解析：根据1、2号试管实验结果可知，淀粉能被淀粉酶水解，不能被蛋白酶水解，说明酶具有专一性，A、B错误，C正确；蛋白质能与双缩脲试剂产生紫色反应，故可推测3、4号试管中的酶是蛋白质，但不能得出酶是RNA的结论，D错误。 考向二　借助影响酶促反应的因素，考查科学思维能力 3．(2023·梅州二模)酶分子具有相应底物的活性中心，用于结合并催化底物反应。在37 ℃、适宜pH等条件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2＋、Cl－对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，得到实验结果如图所示，已知Na＋和SO几乎不影响该反应。下列相关分析正确的是(　　) A．实验中自变量是无机盐溶液的种类 B．Q点条件下淀粉完全水解所需的时间较P点的长 C．实验说明Cu2＋能与淀粉竞争酶分子上的活性中心 D．若将温度提高至60 ℃，则三条曲线的最高点均上移 答案：B 解析：实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量叫自变量，自变量是无机盐溶液的种类和淀粉溶液的浓度，A错误；根据图示分析可知，Q点和P点的淀粉水解速率相同，但Q点对应的淀粉溶液浓度更大，说明唾液淀粉酶活性低，所以Q点条件下淀粉完全水解所需的时间比P点长，B正确；根据图示分析可知，淀粉水解速率保持相对稳定时，也就是唾液淀粉酶全部充分参与催化反应时，甲组＞乙组＞丙组，说明Cu2＋没有使唾液淀粉酶失活，但降低了酶的活性，说明其是酶的抑制剂，但不能说明Cu2＋能与淀粉竞争酶分子上的活性中心，也有可能是改变了酶的空间结构导致其活性降低，C错误；由题意可知，该实验是在37 ℃条件下完成的，唾液淀粉酶的最适温度也是37 ℃左右，因此若将温度提高至60 ℃，酶活性降低，则三条曲线的最高点均下移，D错误。 4．(2024·东莞市模拟)研究发现，一定浓度的NaCl溶液会使酶的溶解度降低，从而使酶促反应速率降低。某实验小组探究了不同浓度的NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，实验结果如下表，分析错误的是(　　) NaCl溶液浓度(mol/L) 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 酶促反应速率相对值 5.0 5.7 6.2 6.5 6.0 5.4 4.3 A．该实验中的酶促反应速率可以用单位时间内淀粉的消耗量表示 B．低温条件下酶的空间结构较为稳定，因此该实验应在低温条件下进行 C．0.30 mol/L NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解的反应具有抑制作用 D．NaCl溶液提高淀粉酶催化淀粉水解速率的最适浓度在0.10～0.20 mol/L范围内 答案：B 解析：该实验中的酶促反应速率可以用单位时间内淀粉的消耗量表示，淀粉消耗的快，说明酶促反应速率快，酶的溶解度高，A正确；低温条件下酶的空间结构较为稳定，但酶的活性低，该实验温度是无关变量，应在适宜温度下进行，B错误；与浓度为0时比较可知，0.30 mol/L NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解的反应具有抑制作用，C正确；表中反应速率最高值为0.15 mol/L NaCl所对应的酶促反应速率，故NaCl溶液提高淀粉酶催化淀粉水解速率的最适浓度在0.10～0.20 mol/L范围内，D正确。 学生用书↓第59页 考点三　探究影响酶活性的条件 1．探究温度对酶活性的影响 (1)实验原理 (2)实验步骤、现象及结论 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。 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 ℃温水中水浴相同时间 在沸水中水浴相同时间 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，温度过高和过低都将影响酶的活性 2.探究pH对酶活性的影响 (1)实验原理 (2)步骤及现象 实验步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 一 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴 二 注入不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH溶液 三 注入等量过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 四 观察现象 有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生 (3)结论 酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏低或偏高都会影响酶的活性。 1．淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？ 提示：保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。 2．能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？为什么？ 提示：不能。探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而加热能促进过氧化氢分解，影响对实验结果的分析。 3．在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？为什么？ 提示：不能。因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同温度。 4．在探究pH对酶活性的影响的实验中能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？ 提示：不能。因为淀粉在酸性条件下会发生水解反应，影响对实验结果的分析。 1．(2022·广东卷)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(　　) 学生用书↓第60页 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 续表 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 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 答案：C 解析：分析②③组可知，其他条件相同，但③没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。 2．(2024·广东模拟)人体消化道中消化淀粉的酶有多种，胰淀粉酶是其中一种。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响，研究人员进行了如下表所示的实验(表中“＋”表示有“－”表示无)。据表推测，下列叙述正确的是(　　) 组别 淀粉 淀粉酶 茶花粉提取液 5%芦笋丁 5%维生素C 淀粉酶活性相对值 甲 ＋ ＋ － － － 100% 乙 ＋ ＋ ＋ － － 81% 丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － 72% 丁 ＋ ＋ ＋ － ＋ 84% A. 茶花粉提取液具有促进胰淀粉酶活性的作用 B．维生素C可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果 C．芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果 D．胰淀粉酶为淀粉水解提供活化能的多少表示胰淀粉酶活性的大小 答案：C 解析：从甲、乙两组对照结果分析，茶花粉会抑制胰淀粉酶的活性，A错误；从乙、丁两组结果分析，丁组的酶活性比乙组高，添加维生素C可以修复由于茶花粉导致的酶活性降低，B错误；从乙、丙两组结果分析，丙组酶活性比乙组更低，添加芦笋丁后酶活性更低，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而非提供活化能，D错误。 链接新情境命题8 抗衰老——SOD(超氧化物歧化酶)　　　　　　　 　 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，具有抗衰老的特殊效果。为探究SOD抗衰老的机理，科研人员通过紫外光催化反应装置分别在四种条件下检测紫外光对DNA损伤的相关曲线。Ⅰ组：黑暗处理曲线a(TiO2/DNA体系)；Ⅱ组：紫外光处理曲线b(UV/DNA体系)；Ⅲ组：光催化曲线c(UV/TiO2/DNA体系)；Ⅳ组：光催化引入SOD曲线d(UV/TiO2/SOD/DNA体系)。当反应温度为88 ℃，时间为15～30 min时对SOD的活性影响不大。据图回答下列问题。 注：TiO2表示二氧化钛，是一种光催化剂；UV表示紫外光。 角度一　利用信息，设计实验 (1)根据SOD的化学性质，我们可以利用________的方法来除去一部分其他杂质蛋白。实验中设计黑暗处理作为对照组的目的是____________________________。曲线b说明____________________________________________________。 角度二　分析曲线，信息转化 (2)分析曲线c、d可以得出的实验结论是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)高温变性(或88 ℃环境下处理15～30 min)　证明TiO2不会损伤DNA　无TiO2(催化剂)的条件下，紫外光对DNA损伤很小　(2)SOD能够明显延缓或抑制DNA的损伤 解析：(1)当反应温度为88 ℃，时间为15～30 min时对SOD的活性影响不大，而部分其他杂质蛋白在该条件下已经失活，故可利用这个特性来除去其他杂质蛋白。黑暗处理组为TiO2/DNA体系，设计黑暗处理对照组的目的是证明TiO2不会损伤DNA。紫外光处理曲线b说明没有TiO2的条件下，紫外光对DNA的损伤很小。(2)由曲线c可知，光催化下紫外光对DNA的损伤非常严重，300 min时，DNA几乎全部损伤，而曲线d处理组由于有SOD存在，DNA损伤很缓慢，说明SOD能够明显延缓或抑制DNA的损伤。 学生用书↓第61页 重温高考　典题演练 1．(2023·广东卷)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(　　) A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触 B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性 C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性 D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质 答案：C 解析：红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。 2. (2023·浙江6月选考)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。 组别 甲中溶液(0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa) 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s Ⅰ 肝脏提取液 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 下列叙述错误的是(　　) 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．250 s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 解析：H2O2分解生成O2导致压强增加，A正确；从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；250 s时Ⅲ组反应没有结束，只是Ⅲ组没有催化剂参与，反应非常慢，200 s～250 s之间压强才没有变化，C错误；组别Ⅰ和组别Ⅱ的比较说明了酶的催化作用具有高效性，D正确。 3．(2022·重庆卷)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的相对活性，结果如表。下列叙述最合理的是(　　) pH 相对活性 酶　　　　 3 5 7 9 11 M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6 L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1 A. 在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3 B．在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性不变 C．从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性 D．在37 ℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂 答案：D 解析：根据表格数据可知，在37 ℃时，M的适宜pH为5～9，而L的适宜pH为5左右，A错误；酶适宜在低温条件下保存，在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B错误；酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时都已经失活，C错误；在37 ℃、pH为3～11时，M比L的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D正确。 4．(2021·海南卷)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 答案：D 解析：据图可知，该酶在70 ℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的高温，A正确；据图可知，在t1时，酶促反应速率随温度升高而增大，即反应速率与温度的关系为40 ℃＜50 ℃＜60 ℃＜70 ℃，B正确；由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同，其中达到70 ℃温度下的最大反应速率时间最短，C正确；相同温度下，不同反应时间该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后，不同反应时间反应速率相同，D错误。 学生用书↓第62页 1．实验设计三类变量 (1)自变量、因变量、无关变量 (2)实验设计策略 2．模仿补充实验步骤，分析实验结果 (1)当已给实验步骤有多个变量时，通过拆分法，减少实验变量，遵循单一变量原则，构建多组实验，模式如图： (2)当自变量到因变量的逻辑推理因中间环节被忽视而难以得出结论时，再加入某些因素处理进行设计，进一步确认实验结果的发生是自变量处理所致，模式如图： 1．关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述，正确的是(　　) A．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验中，没有进行对照 B．在探究pH对酶活性影响的实验中，温度属于无关变量，pH为自变量，产物的生成量为因变量 C．观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原实验中，滴加蔗糖和清水，属于自变量，原生质层位置为因变量，该实验不存在对照 D．探究温度对淀粉酶活性影响实验中，淀粉酶的浓度是自变量，不同温度条件下淀粉遇碘变蓝程度是因变量 答案：B 解析：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验中，存在不加检测试剂的空白对照，A错误。探究pH对酶活性影响的实验分为三组，第一组加入2滴盐酸，第二组加入2滴NaOH溶液，第三组加入两滴蒸馏水(对照组)。温度属于无关变量，pH为自变量，产物的生成量为因变量，B正确。观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中，存在自身前后对照，C错误。探究温度对淀粉酶活性影响实验中，温度是实验的自变量，不同温度条件下淀粉遇碘变蓝程度是因变量，D错误。 2．(2024·重庆巴南模拟)下列不属于控制无关变量的操作为(　　) A．验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住 B．探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，先将每一组温度控制在37 ℃ C．验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理 D．探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉 答案：A 解析：验证光合作用需要光照的实验中的自变量是光照的有无，将叶片的一半用黑纸包住是控制自变量，不属于控制无关变量，A符合题意；探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，pH为自变量，温度等为无关变量，因此先将每一组温度控制在37 ℃属于控制无关变量，B不符合题意；验证光合作用能产生淀粉的实验中，植物体内原有的淀粉属于无关变量，实验时首先将实验植物做饥饿处理是消除原有的淀粉对实验结果的影响，属于控制无关变量对实验结果的影响，C不符合题意；探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，温度为自变量，其余为无关变量，因此每一组都加入等量的淀粉属于控制无关变量，D不符合题意。 学生用书↓第63页 3．如表所示是关于酶专一性的实验设计。下列叙述正确的是(　　) 步骤 1 2 3 4 5 淀粉溶液 蔗糖溶液 某酶溶液 斐林试剂 水浴加热后观察现象 试管Ⅰ 2 mL — 2 mL 2 mL ① 试管Ⅱ — 2 mL 2 mL 2 mL A. 该实验的自变量是底物的种类，步骤3只可选用新鲜的淀粉酶 B．该实验的无关变量有底物的量、酶的用量、温度、pH等 C．该实验的因变量也可用底物剩余量表示，可用碘液作为检测试剂 D．若“某酶溶液”是新鲜的淀粉酶，则①为无砖红色沉淀 答案：B 解析：本实验用同种酶催化两种不同的物质来研究酶的专一性，自变量是底物的种类，步骤3可选用新鲜的淀粉酶或蔗糖酶，A错误；本实验中的无关变量有底物的量、酶的用量、温度、pH等，B正确；该实验不可用碘液作为检测试剂，因为蔗糖及蔗糖水解产物都不能与碘液发生颜色反应，故用碘液无法判断蔗糖是否被催化水解，C错误；若选择新鲜的淀粉酶，试管Ⅰ中的淀粉被水解生成还原性糖，所以现象①是产生砖红色沉淀，D错误。 4．(2023·湖南永州期末)为了探究淀粉酶的最适温度，某同学进行了下图所示的实验操作，实验步骤如下： 步骤①：取10支试管，均分为五组。每组的两支试管中分别加入1 mL淀粉酶溶液和2 mL质量分数为5%的淀粉溶液。 步骤②：将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀。 步骤③：将装有混合溶液的五支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃水浴中。反应过程中每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色，回答下列问题。 (1)本实验的自变量是________，如果想验证淀粉酶的化学本质可以用______________来检测。 (2)该实验的设计存在一个明显的错误，即___________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在本实验中，各组溶液的pH要保证____________，该实验能否选用斐林试剂检测实验结果？________，理由是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)纠正实验步骤后，进行操作。一段时间后，当第3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时，各组实验现象如表所示(“＋”表示蓝色程度)。 组别 1 2 3 4 5 处理温度(℃) 15 25 35 45 5 结果 ＋＋ ＋ 棕黄色 ＋ ＋＋ 分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度在________之间。某同学在进行本实验的过程中发现反应时间过长，为缩短反应时间，请你提出合理的改进措施：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少答两点)。 答案：(1)温度　双缩脲试剂　(2)步骤②前应先将五组试管中的淀粉酶溶液和淀粉溶液各自在15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的水浴中保温一段时间　(3)相同且适宜　不能　利用斐林试剂检测时需要水浴加热，会改变温度，最终影响实验结果　(4)25～45 ℃　增加淀粉酶的量或浓度、适当降低底物的量或浓度 解析：(1)本实验目的是探究淀粉酶的最适温度，因此自变量为温度，淀粉酶的本质为蛋白质，可与双缩脲试剂反应出现紫色，因此验证淀粉酶的化学本质需要用双缩脲试剂来检测。(2)根据实验目的和步骤③，步骤②前应先将五组试管中的淀粉酶溶液和淀粉溶液各自在15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃水浴中保温一段时间再将其混匀，以保证底物和酶在反应前达到相同的预设温度。(3)该实验中自变量为温度，pH为无关变量，各组溶液的pH要保证相同且适宜，该实验不能选用斐林试剂检测实验结果，原因是斐林试剂使用时需要水浴加热，会改变反应过程的预设温度，影响实验结果。(4)试管3中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时，说明淀粉被分解完，而其他组还存在蓝色，说明还存在未被分解的淀粉，因此实验温度中3号试管内酶的活性最高，但由于温度梯度较大，因此不能确定该淀粉酶最适温度为35 ℃，但可以说明该淀粉酶的最适温度在25～45 ℃之间。为了加快反应，在不改变自变量的情况下，可适当增加酶量或适当降低底物的浓度，都会使反应时间缩短。 课时测评8　降低化学反应活化能的酶 (时间：40分钟，满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(每小题2分，共26分) 1．(2023·德庆县月考)核酶是具有催化功能的小分子RNA，与一般的RNA相比，其具有较稳定的空间结构，不易受到RNA酶的攻击。ATP在RNA合成过程中具有重要作用。下列说法不合理的是(　　) A．核酶与RNA酶降低反应活化能的能力均受温度的影响 B．具有催化功能的核酶分子中可能存在碱基互补配对的双链区域 C．RNA酶催化磷酸二酯键的形成从而合成某些核酶 D．ATP可以为RNA的合成过程提供能量和原料 答案：C 解析：无论蛋白质还是RNA，其空间结构均会受到温度的影响，因此酶降低反应活化能的能力受温度的影响，A合理；根据题意“与一般的RNA相比，其具有较稳定的空间结构，不易受到RNA酶的攻击”可知，核酶分子中可能存在碱基互补配对的双链区域，B合理；RNA酶催化磷酸二酯键断裂，C不合理；ATP脱去两个磷酸基团成为腺嘌呤核糖核苷酸，同时释放能量，可为RNA的合成过程提供原料和能量，D合理。 2．(2023·广东月考)酶工程作为一种新型的健康保鲜技术已逐渐进入人们视野。例如溶菌酶能溶解细菌的细胞壁，可用于肉制品、干酪、水产品等的保鲜。下列叙述正确的是(　　) A．溶菌酶的作用机理是为催化的化学反应提供大量的活化能 B．一般来说，溶菌酶对真菌无明显作用体现了酶的专一性 C．人体内的溶菌酶是由免疫细胞产生的一种免疫活性物质 D．将溶菌酶加入高温煮沸的食品中，可有效延长食品保质期 答案：B 解析：酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能为化学反应提供活化能，A错误；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，B正确；人体内的溶菌酶是免疫细胞或其他细胞(如唾液腺细胞)产生的免疫活性物质，C错误；高温煮沸的条件下，酶会失活，不能起到杀菌作用，D错误。 3．(2023·深圳二模)许多药物是通过阻断酶活性而起作用的。制药公司研发药物时首先筛选出能够阻断酶活性的化合物，然后对该化合物进行修饰，使之更为有效。下列叙述错误的是(　　) A．有些药物能结合在酶的底物结合区域起到阻断作用 B．提升药物对酶的结合能力能够增强该药物的有效性 C．理想的药物是能对绝大多数酶的活性起到阻断作用 D．药物研发过程需要综合考虑药物对人体的各种影响 答案：C 解析：有些药物能结合在酶的底物结合区域起到阻断作用，这样能降低酶活性，降低酶促反应速率，A正确；许多药物是通过阻断酶活性而起作用的，提升药物对酶的结合能力能够增强该药物的有效性，B正确；药物是针对某种疾病而言的，只能阻断特定的某种酶的活性，不能对绝大多数酶的活性起到阻断作用，C错误；药物研发过程需要综合考虑药物对人体的各种影响，用药安全是第一位的，D正确。 4．(2023·平远县期末)检测乳糖酶活性是临床诊断乳糖酶缺乏症的常用手段。医学上常用溶解有乳糖的磷酸钠缓液中加入小肠黏膜液，37 ℃保温30 min后用50%硫酸终止反应，乳糖水解产物在氧化酶的作用下与显色剂发生显色反应，通过分光光度计测定吸光值计算乳糖酶活性。下列分析错误的是(　　) A．乳糖酶降低乳糖水解反应的活化能，具有高效性 B．乳糖水解产物包括果糖、半乳糖，两者属于还原糖 C．50%的硫酸改变乳糖酶的空间结构导致乳糖酶失活 D．显色剂的用量、反应时间会影响乳糖酶活性的测定 答案：B 解析：酶作用的机理是降低化学反应的活化能，与无机催化剂相比酶具有高效性，A正确；乳糖可分解为一分子半乳糖和一分子葡萄糖，半乳糖和葡萄糖都属于还原糖，B错误；乳糖酶的本质为蛋白质，50%的硫酸可破坏其空间结构使其失活，C正确；显色剂的用量、反应时间等因素会影响产物的测定量，故会影响乳糖酶活性的测定，D正确。 5．(2023·博罗县月考)某同学在慢火熬制绿豆汤的过程中发现汤色偏红，经查阅资料得知：绿豆中含有的多酚物质在碱性酚酶的催化作用下，与空气中氧气反应生成了褐色物质。为制得绿色的绿豆汤，下列改进措施可能无效的是(　　) A．熬绿豆汤时应该盖上锅盖 B．在熬制绿豆的水中滴入几滴柠檬汁或食醋 C．将绿豆冷冻片刻后加水慢火熬制 D．先煮沸水，然后迅速放入绿豆熬制 答案：C 解析：熬绿豆汤时应该盖上锅盖，这样多酚物质不能与空气中氧气反应生成褐色物质，不符合题意，A错误；在煮绿豆的水中，滴加几滴新鲜的柠檬汁，这样可创设酸性环境，而多酚物质在碱性酚酶的催化作用下才能与空气中氧气反应生成褐色物质，因此绿豆汤不变红，不符合题意，B错误；将绿豆冷冻时，低温只是抑制碱性酚酶的活性，温度升高，酶的活性可以恢复，因此可能没有效果，C正确；水烧开沸腾一段时间后，再加入绿豆，这样高温使碱性酚酶的活性丧失，绿豆汤不变红，不符合题意，D错误。 6．(2023·普宁市月考)实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。下列有关生物学实验的叙述，正确的是(　　) A．“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂，因变量为O2生成量 B．探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，并且需要设计空白对照组 C．探究“pH影响酶活性”的实验，可选用胃蛋白酶，在pH为6～8范围设置不同实验组 D．探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖 答案：D 解析：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂的种类和有无，因变量为O2生成速率，A错误；探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，不需要设计空白对照组，不同温度形成相互对照，B错误；胃蛋白酶在pH为6～8范围内失活，C错误；探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖来证明，D正确。 7．(2023·德庆县月考)市面上有一种源自日本的口服减肥产品—酵素，其本质是蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等多种酶的混合物。可利用新鲜的蔬菜和瓜果为原料，以其上附着的天然菌种进行发酵，然后从发酵液中提取得到酵素。下列说法正确的是(　　) A．酵素进入消化道后会被消化酶水解，无法起到减肥的作用 B．发酵前可以煮熟蔬果进行消毒，确保发酵过程无杂菌污染 C．将酵素添加进洗衣粉中配合沸水冲洗，可以帮助分解衣服上的油渍 D．可将酵素加入饲料中降解不易消化的成分，加入ATP可促进此过程 答案：A 解析：酵素进入消化道后会被消化酶水解，失去活性，无法起到减肥的作用，A正确；发酵过程中利用的是附着的天然菌种，若发酵前对蔬菜进行煮熟消毒，将不能发酵，B错误；沸水可以使酵素和洗衣粉中的活性物质失活，会降低洗涤效果，C错误；酵素催化不易消化的成分降解无需消耗能量，故加入ATP对此过程无明显影响，D错误。 8．(2023·广州月考)褐变往往导致果蔬的色泽加深、风味改变和营养物质流失，多酚氧化酶(PPO)是引起褐变的关键酶。科研人员以OD值为指标，研究了不同pH下，两种梨PPO活性变化的对比情况，实验结果如图，下列说法正确的是(　　) A．本实验的自变量是pH，因变量是OD值 B．多酚氧化酶(PPO)为褐变反应提供活化能 C．实验结果说明，两种梨中PPO的酶活性、最适pH不同 D．实验过程中应将酶和底物混合后再用不同的pH处理 答案：C 解析：本实验的自变量为pH和梨的品种，因变量为OD值，A错误；酶能降低化学反应的活化能，但不能为酶促反应提供能量，B错误；实验结果说明，香水梨、皇冠梨中PPO的酶活性、最适pH不同，C正确；该实验应该将酶和底物先放在不同的pH条件下一段时间，再将相同pH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，D错误。 9．(2024·南江县模拟)在探究pH对淀粉酶催化淀粉水解反应速率的影响时，某研究小组绘制了如图所示的曲线图，其中曲线甲表示pH对淀粉分解速率的影响，曲线乙表示酶促反应速率与pH的关系。据图分析，酶促反应速率取决于(　　) A．pH对酶结构的影响 B．pH对反应物的影响 C．pH对反应物及酶结构的共同影响 D．pH和温度的共同影响 答案：C 解析：由图示可知，曲线甲表示pH可影响反应物淀粉的分解速率，曲线乙表示pH可通过影响酶活性影响酶促反应速率，因此综合甲、乙曲线信息，说明酶促反应速率取决于pH对反应物及酶结构的共同影响，C正确。 10．(2023·湛江一模)纺织厂常用枯草芽孢杆菌生产的α-淀粉酶除去织物中的淀粉。为探究α-淀粉酶的最适温度，某科研小组在适宜条件下进行了实验，棉花初始质量为5 g，每组在各自温度下保温20 min后测量棉花减重，结果如表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 组别 1 2 3 4 5 6 棉花减重/g 0 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15 温度/ ℃ 25 35 45 55 65 75 A. 该实验应保证每组的α-淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量完全相同 B．每组应先将α-淀粉酶与棉花混合，再进行保温 C．实验结果表明α-淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃ D．若验证α-淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验脂肪分解情况 答案：B 解析：该实验中加入的α-淀粉酶的浓度、体积及棉花的初始质量等属于无关变量，应保证相同且适宜，A正确；每组应先将α-淀粉酶和棉花分别预热到设置温度，再进行混合，B错误；结合实验结果可推测，α-淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃，C正确；若验证α-淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验分解情况，进而可说明酶具有专一性，D正确。 11．(2023·江门月考)反馈抑制是指生物合成过程中，终产物对代谢途径中的酶的活性进行调节所引起的抑制作用。大多数的调节是终产物与第一步的酶结合，引起酶空间结构改变导致酶活性降低。这种变化是可逆的，当代谢产物与酶脱离时，酶结构便会复原，又恢复原有的活性。下列说法正确的是(　　) A．反馈抑制有利于保持细胞中终产物浓度的稳定 B．提高初始底物的浓度，可以完全解除反馈抑制 C．终产物与所调节的酶结合后，会引起酶的永久失活 D．解除终产物反馈抑制，终产物的单位产量将只取决于初始底物浓度 答案：A 解析：当终产物达到一定浓度时，抑制代谢途径中的酶的活性，使终产物合成量减少。且这种抑制是可逆的，当终产物浓度降下来时，酶与终产物脱离，酶活性恢复，终产物继续合成。这种机制有利于保持细胞中终产物浓度的稳定，A正确。由图可知，终产物与酶的结合部位不同于酶与底物结合部位，所以提高初始底物的浓度，不能解除反馈抑制，B错误。根据题干“代谢产物与酶脱离时，酶结构便会复原，又恢复原有的活性”，终产物与所调节的酶结合后，只是引起酶结构暂时性变化，C错误。解除终产物反馈抑制，终产物的单位产量还将与底物浓度、酶浓度等因素有关，D错误。 12．(2024·山东潍坊模拟)图 1 为酶作用模型及两种抑制剂影响酶活性模型。果蔬褐变的主要原因是多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素。某同学设计实验探究不同温度下两种 PPO 活性的大小，结果如图 2，其中酶 A 和酶 B 分别为两种不同的 PPO。各组加入的 PPO 的量相同。下列叙述不正确的是(　　) A．由图 1 模型推测，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位，从而影响酶促反应速率 B．非竞争性抑制剂与酶结合后，改变了酶的空间结构，其机理与高温对酶活性抑制的机理相似 C．由图 1 模型推测，不能通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制 D．在研究的温度范围内，图 2 中相同温度条件下酶 B 催化效率更高 答案：C 解析：分析图1可知，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位，使酶与底物结合的机会减少，从而影响酶促反应速率，A正确；温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，分析图1可知，非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，改变了酶的空间结构，从而使酶的活性部位功能丧失，其机理与高温对酶活性抑制的机理相似，B正确；据题意可知，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位而影响酶促反应速率，所以可以通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制，C错误；图2中，各温度条件下酶B组的酚的剩余量都更少，说明酶B与底物结合率更高，所以相同温度条件下酶B催化效率更高，D正确。 13．(2023·山东烟台期末)已知酶的竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，非竞争性抑制剂可以改变酶的空间结构。图乙中的曲线a为无抑制剂时的反应速率。下列叙述正确的是(　　) A．图甲中，影响曲线2和曲线3的因素分别是pH和温度 B．图甲曲线1中，B点时增加底物浓度不会对反应速率产生影响 C．图甲曲线1中，在A点之前加入酶的竞争性抑制剂，会使曲线1变为图乙中的曲线b D．可以利用图甲曲线2中的C点和曲线3中的F点对应的条件，对酶进行保存 答案：C 解析：高温、过酸、过碱都会使酶因空间结构发生改变而永久失活，低温不会导致酶失活，据此可推知：在图甲中，影响曲线2的因素是温度，影响曲线3的因素是pH，A错误。图甲的曲线1起点不为0，即没有酶时底物也可以进行微弱的反应，因此该曲线可以表示酶浓度对酶促反应的影响，在B点时限制反应速率的因素是底物浓度等，所以在B点时增加底物浓度会对反应速率产生影响，B错误。依题意可知，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，从而使酶失去催化活性；竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，从而降低酶对底物的催化效应，因此图乙中的曲线b表示竞争性抑制剂存在时的作用效果，曲线c表示非竞争性抑制剂对反应速率影响的作用效果。图甲的曲线1中，在A点之前限制反应速率的因素是底物浓度，加入酶的竞争性抑制剂后，会导致与酶分子结合的底物分子的数量减少，酶促反应速率下降，会使曲线1变为图乙中的曲线b，C正确。图甲曲线2中的C点对应的是低温条件，曲线3中的F点对应的pH呈现强酸性、I点对应的pH为最适pH，酶应在最适pH、低温条件下，即C点和I点对应条件保存，D错误。 二、非选择题(共24分) 14．(12分) (2023·广州一模)涤纶是一种常用作包装材料和纺织用品的高分子化合物。提高涤纶的生物降解效率，回收水解产物对苯二甲酸(PTA)，能有效减少涤纶对环境的污染。科研工作者以能降解涤纶的ICCG(一种角质酶)为研究对象开展相关实验。在一定数量的三角瓶中加入适量的涤纶和磷酸缓冲液、一定浓度的ICCG溶液，设置6个温度组别，在适宜条件下反应8 h，根据PTA的浓度来判断ICCG的活性大小，结果如图。回答下列问题。 (1)ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解，这体现了酶具有________性。 (2)为探究ICCG水解涤纶的适宜温度，科研工作者先在40～90 ℃进行__________，再选取60～80 ℃进行实验。反应体系中加入磷酸缓冲液的目的是____________________。 (3)附着在涤纶表面的重金属污染物可降低ICCG活性，原因是_________________________ ________________________________________________________________________。 (4)为进一步研究不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响，完善以下实验步骤。 实验试剂：一定浓度的ICCG溶液、三种不同浓度的铜离子溶液、涤纶、磷酸缓冲液等。 实验步骤： 步骤一：向等量的三种浓度的铜离子溶液中分别滴加____________________________，随后在________℃下处理30 min获得孵育液。 步骤二：各组在三角瓶中加入适量的涤纶、磷酸缓冲液，再分别加入等量的上述三组孵育液，在适宜条件下反应8 h，检测并比较_____________________________________________。 答案：(1)专一　(2)预实验　维持pH值的相对恒定　(3)ICCG本质是蛋白质，重金属可使蛋白质变性　(4)等量一定浓度的ICCG溶液　72　PTA的浓度值 解析：(1)一种酶只能催化一种或一类反应，ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解，体现了酶的专一性。(2)先在40～90 ℃进行预实验，可以缩小实验范围，节约材料的同时也能使结论更加精确，磷酸缓冲液可以为酶促反应提供适宜的酸碱环境，维持pH值的相对恒定。(3)ICCG本质是蛋白质，重金属污染物中含有重金属离子，会导致蛋白质变性从而导致酶失活。(4)实验的自变量为不同浓度的铜离子，无关变量遵循等量原则，故向三种不同浓度铜离子溶液中加入等量一定浓度的ICCG溶液。由图可知，72 ℃是ICCG酶的最适温度，所以在此条件下进行实验。由题干可知，涤纶水解生成PTA，可通过PTA浓度大小判断ICCG的活性。 15．(12分)(2023·台山市月考)玉米在加工成各种产品的过程中，产生的下脚料中含有玉米蛋白，直接丢弃不仅浪费资源，还污染环境。某科研小组为提高玉米蛋白的利用率，利用中性蛋白酶和碱性蛋白酶对玉米蛋白进行水解，可将其加工成玉米蛋白肽。如图1、2表示两种蛋白酶在不同条件下对玉米蛋白的水解的实验结果。回答下列问题。 (1)蛋白酶只能催化蛋白质的水解，不能催化脂肪等物质的水解，这体现了酶的________性。 (2)据图1分析可知，两种蛋白酶的最适pH________(填“相同”或“不相同”)，过酸或过碱都使得两种酶的活性下降，甚至失活，其原因可能是________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在玉米蛋白肽的生产过程中，____________(填“中性蛋白酶”或“碱性蛋白酶”)更适合用于催化玉米蛋白的水解，原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若要保存酶用于研究，应该将温度控制在________(填“适宜温度”、“低温”或“高温”)条件下，这是因为__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)专一　(2)不相同　过酸或过碱会使酶的空间结构遭到破坏　(3)碱性蛋白酶　两种蛋白酶在各自最适温度和最适pH条件下，碱性蛋白酶的催化活性更高　(4)低温　在低温条件下，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 解析：(1)蛋白酶只能催化蛋白质的水解，不能催化脂肪等物质的水解，这体现了酶的专一性。(2)分析图1可知，两种蛋白酶的催化作用下，玉米蛋白肽的含量最高点所对应的pH值不同，说明两种蛋白酶的最适pH不相同，过酸或过碱都使得两种酶的活性下降，甚至失活，其原因可能是过酸或过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(3)分析图1可知，碱性蛋白酶的催化作用下玉米蛋白肽的含量最高点高于中性蛋白酶，说明最适pH值条件下，碱性蛋白酶的活性高于中性蛋白酶，同理分析图2可知，最适温度条件下，碱性蛋白酶的活性高于中性蛋白酶，所以在玉米蛋白肽的生产过程中，碱性蛋白酶更适合用于催化玉米蛋白的水解。(4)在低温下，酶的活性明显降低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，所以若要保存酶用于研究，应该将温度控制在低温条件下。 学生用书↓第64页 学科网（北京）股份有限公司 $$