2027年高考一轮生物学总复习（必修1）讲义3.3 细胞呼吸的影响因素、探究酵母菌细胞呼吸的方式

第1讲　降低化学反应活化能的酶 精准研读·备考定位 课标要求 核心素养 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。 1．通过比较酶与激素等物质的异同，类比具有专一性的物质，建立起辩证统一和普遍联系的观念。(生命观念) 2．通过分析与酶有关的曲线，培养学生利用数形结合分析生物学问题的思维习惯。(科学思维) 3．通过与酶有关的实验设计与分析，培养学生对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力及对实验方案的评价能力。(科学探究) 4．通过分析酶在生产、生活中的应用实例，让学生关注科学、技术和社会发展。(社会责任) 考点一　酶的本质和作用 知|识|巩|固 1．酶的作用和本质 (1)酶的本质的探索历程 科学家　　　　　　　　　　主要观点或成就 ①巴斯德 a．引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，细胞死亡 并裂解后才能发挥作用 ②李比希 b．发现少数RNA也具有生物催化功能 ③毕希纳 c．从酵母菌细胞中提取出能引起发酵的物质，并将其 称为酿酶 ④萨姆纳 d．从刀豆种子中提取出脲酶(第一个)，证明脲酶的化学 本质(蛋白质)和作用(分解尿素) ⑤切赫和奥尔特曼 e．糖类变成酒精必须有酵母活细胞的参与 (2)酶的本质与作用 化学本质 绝大多数是 少数是 合成原料 合成场所 主要是细胞核(真核细胞) 来源 一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体内、外均可 生理功能 (3)作用机理 ①活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 ②作用机理： 。 ③如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。 Ⅰ.无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是 。 Ⅱ.ca段与ba段的含义分别是 。 Ⅲ.若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将 移动。 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．酶的特性 [易错提醒]温度、pH是通过影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率的；底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积，进而影响酶促反应速率的，并不影响酶活性。 教材隐含知识 1． (必修1 P82探究·实践)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？ 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。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)酶不一定都会与双缩脲试剂发生紫色反应。(　　) (2)酶提供了反应过程所必需的活化能。(　　) (3)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(　　) (4)酶在催化反应完成后立即被分解。(　　) (5)酶只能在细胞内发挥作用。(　　) (6)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(　　) (7)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(　　) (8)产生激素的细胞一定能产生酶，但是产生酶的细胞不一定能产生激素。(　　) 延|伸|探|究 图1表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，图2表示将A、B两种物质混合，T1时加入酶C，在最适温度下这两种物质浓度的变化。据图分析并回答下列问题。 1．图1中A、B两种酶的化学本质是否相同？ 2．图1中B酶活性改变的原因是什么？ 3．图1中欲让A、B两种酶的变化趋势换位，应用哪种酶处理？ 4． 图2中适当降低反应温度，分析T2值如何变化？ 重|难|精|讲 1．酶的特性 (1)高效性：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高。 (2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ①物理模型——“锁钥学说” 图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。 ②曲线分析 酶A能催化底物A参与的反应，而酶B不能催化底物A参与的反应，说明酶具有专一性。 (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。在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。 ②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，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。 2．酶促反应速率的影响曲线分析 (1)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 (2)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线 (3)温度和pH对酶促反应速率的影响 精|准|命|题 考向一　考查酶的本质、作用和特性 》例1　(2025·江苏南京高三调研)下图为某种酶催化作用的图解。下列相关叙述错误的是(　　) A．该酶的基本组成单位是核苷酸 B．底物活化所需的能量由酶提供 C．高温通过影响酶的空间结构从而影响催化效率 D．酶与底物间的碱基互补配对方式无法体现酶的专一性 》例2　(2026·广东实验中学等四校联考)彩色马铃薯的营养含量要高于普通马铃薯，其中花青素与马铃薯的颜色有关，查尔酮合成酶是花青素合成的关键酶。下列叙述正确的是(　　) A．低温会使查尔酮合成酶的结构被破坏而失活 B．查尔酮合成酶的基本组成单位是脱氧核苷酸 C．不同pH下查尔酮合成酶的活性可能相同 D．查尔酮合成酶为花青素的合成提供活化能 考向二　考查酶相关的曲线分析 》例3　(2026·广东深圳调研)如图曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析下列说法正确的是(　　) A．增大pH后重复该实验，A、B点位置均会上升 B．酶浓度降低后，图示反应速率可用曲线甲表示 C．酶浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素 D．若B点后升高温度，将呈现曲线丙所示变化 》例4　(2026·广东梅州质检)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 考点二　酶的相关实验探究 知|识|巩|固 1．比较过氧化氢在不同条件下的分解——验证酶的高效性 (1)实验原理 2H2O22H2O＋O2↑，可用 的情况来检验O2的生成速率。 (2)实验设计与现象分析 (3)实验变量与对照分析 (4)实验结论 ①②对照，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率； ①④对照，说明酶具有 ； ③④对照，说明酶具有 。 2．探究酶的专一性(即探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用) (1)实验步骤 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 60 ℃水浴加热1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 (2)实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论： 。 (3)上述实验中不能(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为 。 3．探究温度对酶活性的影响 (1)实验原理 温度影响酶的活性，从而影响 ，滴加碘液，根据 来判断酶的活性。 (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 [提醒]①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。 ②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。 ③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2易分解，加热条件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。 4．探究pH对酶活性的影响 (1)实验原理： 。pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，也可用 的情况来检验O2的生成速率。 (2)步骤 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 mLNaOH溶液 三 注入等量的过氧化氢溶液 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 ， 都会影响酶的活性。 [提醒]①探究pH对酶活性的影响时，必须先调pH，然后再将反应物与酶混合，否则反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验的准确性。另外，本实验中也可将过氧化氢酶溶液和过氧化氢溶液分别调至同一pH再混合，以保证反应开始便达到预设pH。 ②探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用碘液作鉴定试剂，碘液会和NaOH发生化学反应，用斐林试剂作指示剂，盐酸会和斐林试剂发生反应，而且在酸性条件下淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度都是37 ℃。( × ) (2)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构。( × ) 精|准|命|题 考向　与酶有关的实验探究 》例1　(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，结果见下表。下列叙述最合理的是(　　) 相对活性　　　pH 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 》例2　(2024·浙江1月选考)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O，2支试管置于30 ℃水浴1小时 ⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL — ⑥ 试管2加0.2 mL H2O，2支试管置于30 ℃水浴1小时 下列叙述错误的是(　　) A．低温提取以避免PAL失活 B．30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 》例3　(2025·湘豫名校联考三模)研究发现，温度越高蛋白质分子热运动越快，蛋白质分子内的氢键等弱键的断裂程度也增加，蛋白质立体结构被破坏程度增加。如图为β－葡萄糖苷酶在不同温度下分别处理20 min、60 min、120 min后获得的实验结果。下列相关分析正确的是(　　) A．该实验的自变量只有温度，因变量是酶活性 B．该酶活性随温度、处理时间延长而降低 C．图示结果说明该酶活性的最适温度为42 ℃ D．处于高温环境越久，越多酶分子结构被破坏 |情境储备　战高考| 【情境储备】　酶活性的两种抑制机理 1．竞争性抑制剂 与被抑制的酶的正常底物通常有结构上的相似性，能与底物竞相争夺酶分子上的结合位点，从而产生酶活性的抑制作用。 竞争性抑制剂的作用是可逆的，只要底物的浓度够高，那么活性部位就不易被抑制剂所占据，底物可照常发生反应。 2．非竞争性抑制剂 在化学结构和分子形状上与正常底物无相似之处，因此并不在活性部位与酶结合，而是在活性部位以外的地方与酶结合。然而一旦结合，酶的构象就发生变化，从而导致活性部位不能再结合底物。 【高考预测】　某兴趣小组探究氯离子和乙醇浓度对唾液淀粉酶活性的影响时进行了相关实验，结果如图所示，回答下列问题： (1)唾液淀粉酶能够催化淀粉水解为______________，该产物可与____________试剂在水浴加热时反应产生砖红色沉淀。 (2)该实验的自变量是______________，唾液淀粉酶的作用机理是______________________________________。 (3)从图中可看出，________________对唾液淀粉酶的活性有促进作用，随乙醇浓度增大，唾液淀粉酶活性降低，其原因是___________________________。 (4)研究发现甲、乙两种抑制剂均能降低唾液淀粉酶的催化效率。图1为未添加抑制剂及分别加入甲、乙抑制剂后对起始反应速率的影响曲线。图2为抑制剂降低酶活性的两种模型。图1中对照组得到的是______________曲线，甲抑制剂对唾液淀粉酶影响的模型是________(填“A”或“B”)。 真|题|再|现 1．(2025·安徽卷)下列关于真核细胞内细胞器中的酶和化学反应的叙述，正确的是(　　) A．高尔基体膜上分布有相应的酶，可对分泌蛋白进行修饰加工 B．核糖体中有相应的酶，可将氨基酸结合到特定tRNA的3′端 C．溶酶体内含有多种水解酶，仅能消化衰老、损伤的细胞组分 D．叶绿体中的ATP合成酶，可将光能直接转化为ATP中的化学能 2．(2025·北京卷)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20 min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60 ℃以上热水。下列叙述错误的是(　　) A．该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物 B．洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解 C．减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D．水温过高导致酶活性下降 3．(2025·河北卷)下列过程涉及酶催化作用的是(　　) A．Fe3＋催化H2O2的分解 B．O2通过自由扩散进入细胞 C．PCR过程中DNA双链的解旋 D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除 4．(2025·1月浙江卷)取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度(℃) 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间(min) 16 9 4 6 50 min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是(　　) A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C．若实验温度为52 ℃，则滤液变澄清时间为4～6 min D．若实验后再将组5放置在57 ℃，则滤液变澄清时间为6 min 5．(2024·河北卷)下列关于酶的叙述，正确的是(　　) A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 提能训练　练案[8] A组 一、选择题 1．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 2．(2026·湖北武汉开学考试)为探究pH对人体胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响，研究人员以同等体积的蛋白块为底物进行实验，相同时间内蛋白块体积变化如图所示。下列实验分析错误的是(　　) A．胃腺细胞中含有与胰蛋白酶合成相关的基因 B．胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH分别为1和7 C．pH＝7的胰蛋白酶发挥作用后，不能用双缩脲试剂检测底物是否被彻底水解 D．胃蛋白酶随着胃液流入小肠，其活性将逐渐丧失 3．(2025·云南省拟联考高三期中)下列有关唾液淀粉酶的叙述，错误的是(　　) A．唾液淀粉酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 B．唾液淀粉酶进入胃液中其空间结构会发生改变，失去活性 C．在一定温度范围内，随温度升高，唾液淀粉酶的活性可能会降低 D．淀粉酶制剂适宜在最适温度和最适pH条件下保存 4．(2025·陕西省高三联考)淀粉在淀粉酶的作用下可以分解生成麦芽糖。某兴趣小组在适宜的温度和pH条件下进行了相关实验，测得麦芽糖的生成量如图中曲线b所示、根据图分析，曲线a、曲线c的产生原因可能分别是(　　) A．提高温度、降低温度 B．降低温度、升高pH C．增加淀粉含量、提高温度 D．增加淀粉酶含量、降低pH 5．(2025·湖北省高三期中)过渡态是指化学反应过程中达到的能量最高状态。过渡态理论认为，酶催化反应的过程为：酶＋反应物酶＋过渡态反应物酶＋产物；无催化剂时，同一反应的过程为：反应物过渡态反应物产物。下列叙述错误的是(　　) A．加热与加酶使该反应变快的作用机理是不同的，无机催化剂的原理和酶相似 B．与酶结合后反应物会更容易转变为过渡态反应物，从而加快反应速率 C．发生过程③所需的能量称为活化能，发生过程①不需要活化能 D．pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态 6．(2025·黑龙江省哈尔滨市德强高级中学期中)酶抑制剂有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种类型，竞争性抑制剂能与底物竞争结合酶的活性部位；而非竞争性抑制剂与活性部位以外的位点结合，使酶的结构发生改变。两种常用农药久效磷、敌百虫都是通过抑制害虫体内某消化酶活性来杀灭害虫的。为确定两种农药抑制酶活性的机制，某小组进行了实验，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．该实验的测量指标可以是单位时间内底物的消耗量 B．久效磷可能与底物竞争酶的结合部位，抑制作用可逆 C．敌百虫可能导致酶的活性部位功能丧失，抑制作用不可逆 D．这两种农药对消化酶活性的抑制都不能通过增加底物浓度来缓解 7．(2025·河南省名校大联考高三期中)为探究极端环境下酶的特性，科研团队从深海热泉中分离出一种耐高温淀粉酶(X酶)。将其与人体唾液淀粉酶(Y酶)进行对比实验，淀粉初始量为2.5 g，处理条件及结果如下表所示。下列分析错误的是(　　) 组别 处理条件 淀粉剩余量/g 甲 X酶＋淀粉，100 ℃水浴 0.8 乙 X酶＋淀粉，40 ℃水浴 0.1 丙 Y酶＋淀粉，100 ℃水浴 2.5 丁 Y酶＋淀粉，37 ℃水浴 0.3 A．高温会使Y酶的空间结构遭到破坏而失活 B．据实验结果分析，X酶的最适温度为40 ℃ C．将丙组反应体系冷却至37 ℃，淀粉分解速率不会恢复 D．甲组和乙组结果的差异与温度对酶活性的影响有关 二、非选择题 8．(2025·江西景德镇三模)浮梁红茶(又称“浮红”)因其形美、色艳、香郁、味醇的特点享誉海内外。发酵是浮红制作的关键工序，将揉捻后的茶叶置于特定环境，茶叶中的多酚氧化酶(PPO)能催化无色的多酚类物质氧化为褐色醌类物质。科研人员探究了pH、高温等因素对PPO活性的影响，结果如图所示。回答下列问题： 　　　 (1)PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是______________________。制作绿茶时，在揉捻之前需经过焙火杀青，其目的是将茶叶经________处理，防止酶促褐变。 (2)据图可知，温度越高，PPO维持活性的时间越________。PPO粗提取液应在低温下临时保存的原因是___________________________________。 (3)结合图甲中信息，拟设计实验进一步探究浮红茶叶中PPO的最适pH(注：PPO的最适温度约为35 ℃)。在制备PPO粗提取液时一般会加入少量二氧化硅，目的是____________。现有充足的PPO粗提取液、茶多酚、仪器设备(如分光光度计，可定量测量有色物质的吸光度值，进而反映有色物质的含量)、pH不同的缓冲液(请自主设置pH范围)和玻璃器皿，简要描述实验过程： ①取5支洁净的试管，编号为A、B、C、D、E，分别加入等量的PPO粗提取液。 ②______________________________________________________ ③在每支试管中加入等量(且足量)的等浓度的茶多酚溶液 ④_______________________________________________________ (4)桃、苹果、香蕉、荔枝等果实中也含有较多的PPO，褐变会导致果实品质下降，甚至腐败。为降低去皮后的果实和果汁褐变的速度，以利于保存。综合上述信息，请你提出两点合理的建议__________________________________(答出2点即可)。 B组 一、选择题 1．为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是(　　) A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中 B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致 C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液 D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围 2．(2025·安徽模拟预测)木瓜蛋白酶具有较宽的底物特异性，它能够作用于蛋白质中L－精氨酸、L－赖氨酸、甘氨酸和L－瓜氨酸残基的羧基参与形成的肽键。科研人员为了探究不同无机盐对木瓜蛋白酶活性的影响，进行了相关实验，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．木瓜蛋白酶催化蛋白质水解，所得产物是氨基酸 B．乙组与其余两组遵循单一变量原则，可构成对照实验 C．实验结果表明，CaCl2对木瓜蛋白酶活性的影响较小 D．木瓜蛋白酶活性越高，提供水解反应的活化能越多 3．(2025·贵州安顺市高三监测)实验小组在研究真核细胞中酶P(能催化前体RNA形成成熟RNA)的作用时发现，酶P由蛋白质和RNA两种物质构成，去除RNA后，该酶失去催化功能。以下分析错误的是(　　) A．组成酶P的单体分别是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 B．上述实验发现不能确定RNA是起催化作用的物质 C．实验研究时还应该考虑温度等实验条件是否适宜 D．酶P通过降低反应活化能来促进成熟RNA的形成 4．(2025·吉林省“BEST”合作体六校联考)在催化反应中，竞争性抑制剂与底物(S)结构相似，可与S竞争性结合酶(E)的活性部位；反竞争性抑制剂只能与酶—底物复合物(ES)结合，不能直接与游离酶结合。抑制剂与E或ES结合后，催化反应无法进行，产物(P)无法形成。下列说法正确的是(　　) A．酶是多聚体，其基本组成单位是氨基酸或脱氧核苷酸 B．ES→P＋E所需要的活化能与S直接转化为P所需要的活化能相等 C．酶量一定的条件下，底物浓度越高，竞争性抑制剂的抑制效率越低 D．底物充足的条件下，随着酶量的增加，反竞争性抑制剂存在的反应速率持续增强 5．(2025·吉林省“BEST”合作体六校联考)将某种酶运用到工业生产前，需测定使用该酶的最佳温度范围。下图中的曲线①表示在各种温度下该酶活性相对于最高酶活性的百分比。将该酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，即下图中的曲线②。据此作出判断，正确的是(　　) A．由曲线①可知80 ℃为该酶的最适温度，应该在30 ℃以下保存该酶 B．该实验的自变量是测定酶活性的温度，因变量是相对酶活性和残余酶活性 C．该酶使用的最佳温度范围是70～80 ℃ D．测定②曲线的各数据应在该酶的最适pH和最适温度下进行 6．(2026·山东日照阶段练习)已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 第1组 第2组 第3组 乙醛脱氢酶 1 mL 1 mL 1 mL 加入试剂种类 蛋白酶1 mL RNA水解酶1 mL ？ 乙醛 1 mL 1 mL 1 mL 保温 适宜温度保温5 min 碳酸氢钠溶液 2 mL 2 mL 2 mL A．若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNA B．第3组为对照组，“？”为加入蒸馏水1 mL C．若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡 D．本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用 7．(2025·宁夏吴忠一模)已有研究表明酪蛋白有助睡眠，其消化主要发生在胃和小肠中，且可在小肠中释放生物活性肽。为开发一种食物性的睡眠增强剂，研究人员通过体外模拟胃肠道消化过程，获得酪蛋白消化物，从中筛选出了四种短肽，并用这些短肽进行了相关实验，选取正常小鼠和焦虑模型小鼠为实验对象，实验处理和结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) 　　 A．体外条件下，将酪蛋白、胃液和肠液混合消化一段时间后即可获得酶解产物 B．酪蛋白消化物包含酪蛋白经过蛋白酶不完全水解后得到的小分子肽 C．YPVEPF等短肽能与双缩脲试剂发生紫色反应 D．四种短肽均具有生物活性，实验组焦虑小鼠的失眠症状得到改善 二、非选择题 8．(2025·江西模拟预测)Fe3O4纳米酶是一类具有类酶催化活性的四氧化三铁(Fe3O4)纳米材料。Fe3O4纳米酶具有催化H2O2分解的能力，可用于环境中除草剂草甘膦(GLY)浓度的定量测定。研究人员对纳米酶的功能特性展开研究，结果如图所示，图中“△DO”表示加入H2O2 5 min后反应体系中溶氧量的变化。 　　 (1)活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是____________，相比于天然酶，Fe3O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是：_____________________ _____________________________________________(答出一点即可)。 (2)图甲为探究____________________的实验结果。图乙为探究草甘膦(GLY)对纳米酶作用影响的实验结果，以添加草甘膦的△DO(GLY)与不添加草甘膦的△DO(0)的比值为纵坐标，GLY浓度为横坐标，绘制标准曲线如图乙。由此图可知GLY________(填“促进”“抑制”或“不影响”)纳米酶的作用。使用该实验体系测得某土壤样品△DO(GLY)/△DO(0)的比值为0.3，则该土壤样品的草甘膦浓度约为________。 (3)当常温且pH＝7时，反应体系中不同能量的H2O2分子数量呈正态分布，其分布规律如图丙中“钟”形实线所示，阴影部分表示底物分子能量达到活化能，可以发生反应。若反应体系原本没有酶，则加入纳米酶之后的活化能可以用________表示(选填序号“①”“②”“③”)；若反应体系原本没有酶，则加热之后的活化能可以用________(选填序号“①”“②”“③”)表示。 第1讲　降低化学反应活化能的酶 精准研读·备考定位 课标要求 核心素养 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。 1．通过比较酶与激素等物质的异同，类比具有专一性的物质，建立起辩证统一和普遍联系的观念。(生命观念) 2．通过分析与酶有关的曲线，培养学生利用数形结合分析生物学问题的思维习惯。(科学思维) 3．通过与酶有关的实验设计与分析，培养学生对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力及对实验方案的评价能力。(科学探究) 4．通过分析酶在生产、生活中的应用实例，让学生关注科学、技术和社会发展。(社会责任) 考点一　酶的本质和作用 知|识|巩|固 1．酶的作用和本质 (1)酶的本质的探索历程 科学家　　　　　　　　　　主要观点或成就 ①巴斯德 a．引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，细胞死亡 并裂解后才能发挥作用 ②李比希 b．发现少数RNA也具有生物催化功能 ③毕希纳 c．从酵母菌细胞中提取出能引起发酵的物质，并将其 称为酿酶 ④萨姆纳 d．从刀豆种子中提取出脲酶(第一个)，证明脲酶的化学 本质(蛋白质)和作用(分解尿素) ⑤切赫和奥尔特曼 e．糖类变成酒精必须有酵母活细胞的参与 答案：①—e　②—a　③—c　④—d　⑤—b (2)酶的本质与作用 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要是细胞核(真核细胞) 来源 一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体内、外均可 生理功能 催化作用 (3)作用机理 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作用机理：降低化学反应的活化能。 ③如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。 Ⅰ.无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是Y、X。 Ⅱ.ca段与ba段的含义分别是无酶催化条件下反应所需要的活化能、酶降低的活化能。 Ⅲ.若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将向上移动。 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．酶的特性 [易错提醒]温度、pH是通过影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率的；底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积，进而影响酶促反应速率的，并不影响酶活性。 教材隐含知识 1．(必修1 P82探究·实践)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？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。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)酶不一定都会与双缩脲试剂发生紫色反应。(　　) (2)酶提供了反应过程所必需的活化能。(　　) (3)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(　　) (4)酶在催化反应完成后立即被分解。(　　) (5)酶只能在细胞内发挥作用。(　　) (6)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(　　) (7)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(　　) (8)产生激素的细胞一定能产生酶，但是产生酶的细胞不一定能产生激素。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)√ 延|伸|探|究 图1表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，图2表示将A、B两种物质混合，T1时加入酶C，在最适温度下这两种物质浓度的变化。据图分析并回答下列问题。 1．图1中A、B两种酶的化学本质是否相同？ 提示：不相同。A酶活性不变，能抵抗蛋白酶的降解，则化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则化学本质为蛋白质。 2．图1中B酶活性改变的原因是什么？ 提示：B酶被降解的过程中其分子结构发生改变，从而使其活性丧失。 3．图1中欲让A、B两种酶的变化趋势换位，应用哪种酶处理？ 提示：应选用RNA水解酶处理。 4．图2中适当降低反应温度，分析T2值如何变化？ 提示：该图为最适温度下的物质变化，适当降低反应温度，达到反应平衡时的时间会延长，T2值会增大。 重|难|精|讲 1．酶的特性 (1)高效性：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高。 (2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ①物理模型——“锁钥学说” 图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。 ②曲线分析 酶A能催化底物A参与的反应，而酶B不能催化底物A参与的反应，说明酶具有专一性。 (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。在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。 ②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，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。 2．酶促反应速率的影响曲线分析 (1)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 (2)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线 (3)温度和pH对酶促反应速率的影响 精|准|命|题 考向一　考查酶的本质、作用和特性 》例1　(2025·江苏南京高三调研)下图为某种酶催化作用的图解。下列相关叙述错误的是(　　) A．该酶的基本组成单位是核苷酸 B．底物活化所需的能量由酶提供 C．高温通过影响酶的空间结构从而影响催化效率 D．酶与底物间的碱基互补配对方式无法体现酶的专一性 答案：B 解析：该酶与底物间可进行碱基互补配对，说明该酶的本质为RNA，酶能降低化学反应的活化能，但不能为化学反应提供能量，B错误。 教材中具有专一性(或特异性)的五类物质 》例2　(2026·广东实验中学等四校联考)彩色马铃薯的营养含量要高于普通马铃薯，其中花青素与马铃薯的颜色有关，查尔酮合成酶是花青素合成的关键酶。下列叙述正确的是(　　) A．低温会使查尔酮合成酶的结构被破坏而失活 B．查尔酮合成酶的基本组成单位是脱氧核苷酸 C．不同pH下查尔酮合成酶的活性可能相同 D．查尔酮合成酶为花青素的合成提供活化能 答案：C 解析：低温会降低酶活性，但不会破坏酶的空间结构，A错误；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，所以构成酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，B错误；pH会影响酶的活性，在一定的pH范围内，酶活性随着pH的增加而升高，达到最适pH后，酶活性随着pH的增加而降低，所以在最适pH两侧存在酶的活性相同的情况，C正确；酶的作用机制是降低化学反应的活化能，不是提供活化能，D错误。 考向二　考查酶相关的曲线分析 》例3　(2026·广东深圳调研)如图曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析下列说法正确的是(　　) A．增大pH后重复该实验，A、B点位置均会上升 B．酶浓度降低后，图示反应速率可用曲线甲表示 C．酶浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素 D．若B点后升高温度，将呈现曲线丙所示变化 答案：B 解析：根据题干“曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下”，因此如果增大pH，酶的活性会下降，A、B点位置都会下移，A错误；在曲线AB段酶促反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，C错误；曲线乙是在最适温度条件下进行的，如果升高温度，酶的活性会下降，不会呈现曲线丙所示变化，D错误。 》例4　(2026·广东梅州质检)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：根据图示分析可知，无机盐溶液的种类和淀粉溶液浓度是自变量，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，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，淀粉水解速率的大小关系为甲组>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Cu2＋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。 考点二　酶的相关实验探究 知|识|巩|固 1．比较过氧化氢在不同条件下的分解——验证酶的高效性 (1)实验原理 2H2O22H2O＋O2↑，可用点燃但无火焰的卫生香复燃的情况来检验O2的生成速率。 (2)实验设计与现象分析 (3)实验变量与对照分析 (4)实验结论 ①②对照，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率； ①④对照，说明酶具有催化作用； ③④对照，说明酶具有高效性。 2．探究酶的专一性(即探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用) (1)实验步骤 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 60 ℃水浴加热1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 (2)实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。 (3)上述实验中不能(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。 3．探究温度对酶活性的影响 (1)实验原理 温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。 (2)实验步骤、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 [提醒]①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。 ②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。 ③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2易分解，加热条件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。 4．探究pH对酶活性的影响 (1)实验原理：2H2O22H2O＋O2。pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，也可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。 (2)步骤 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 mLNaOH溶液 三 注入等量的过氧化氢溶液 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。 [提醒]①探究pH对酶活性的影响时，必须先调pH，然后再将反应物与酶混合，否则反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验的准确性。另外，本实验中也可将过氧化氢酶溶液和过氧化氢溶液分别调至同一pH再混合，以保证反应开始便达到预设pH。 ②探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用碘液作鉴定试剂，碘液会和NaOH发生化学反应，用斐林试剂作指示剂，盐酸会和斐林试剂发生反应，而且在酸性条件下淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度都是37 ℃。( × ) (2)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构。( × ) 答案：(1)×　(2)× 精|准|命|题 考向　与酶有关的实验探究 》例1　(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，结果见下表。下列叙述最合理的是(　　) 相对活性　　　pH 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。 》例2　(2024·浙江1月选考)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O，2支试管置于30 ℃水浴1小时 ⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL — ⑥ 试管2加0.2 mL H2O，2支试管置于30 ℃水浴1小时 下列叙述错误的是(　　) A．低温提取以避免PAL失活 B．30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 答案：B 解析：温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。 》例3　(2025·湘豫名校联考三模)研究发现，温度越高蛋白质分子热运动越快，蛋白质分子内的氢键等弱键的断裂程度也增加，蛋白质立体结构被破坏程度增加。如图为β－葡萄糖苷酶在不同温度下分别处理20 min、60 min、120 min后获得的实验结果。下列相关分析正确的是(　　) A．该实验的自变量只有温度，因变量是酶活性 B．该酶活性随温度、处理时间延长而降低 C．图示结果说明该酶活性的最适温度为42 ℃ D．处于高温环境越久，越多酶分子结构被破坏 答案：D 解析：由图可知，该实验的自变量有温度、处理时间，因变量是酶活性，A错误；由图可知，在37 ℃之前，该酶的活性随温度的升高而提高，处理60 min的酶活性比处理20 min的酶活性大，因此无法得出该酶活性随温度、处理时间延长而降低的结论，B错误；β－葡萄糖苷酶在处理20 min时，该酶活性的最适温度为42 ℃，β－葡萄糖苷酶在处理60 min时，该酶活性的最适温度为37 ℃，β－葡萄糖苷酶在处理120 min时，该酶活性的最适温度为37 ℃，C错误；温度越高蛋白质分子热运动越快，蛋白质分子内的氢键等弱键的断裂程度也增加，蛋白质立体结构被破坏程度增加，由此推测处于高温环境越久，越多酶分子结构被破坏，D正确。 |情境储备　战高考| 【情境储备】　酶活性的两种抑制机理 1．竞争性抑制剂 与被抑制的酶的正常底物通常有结构上的相似性，能与底物竞相争夺酶分子上的结合位点，从而产生酶活性的抑制作用。 竞争性抑制剂的作用是可逆的，只要底物的浓度够高，那么活性部位就不易被抑制剂所占据，底物可照常发生反应。 2．非竞争性抑制剂 在化学结构和分子形状上与正常底物无相似之处，因此并不在活性部位与酶结合，而是在活性部位以外的地方与酶结合。然而一旦结合，酶的构象就发生变化，从而导致活性部位不能再结合底物。 【高考预测】　某兴趣小组探究氯离子和乙醇浓度对唾液淀粉酶活性的影响时进行了相关实验，结果如图所示，回答下列问题： (1)唾液淀粉酶能够催化淀粉水解为______________，该产物可与____________试剂在水浴加热时反应产生砖红色沉淀。 (2)该实验的自变量是______________，唾液淀粉酶的作用机理是______________________________________。 (3)从图中可看出，________________对唾液淀粉酶的活性有促进作用，随乙醇浓度增大，唾液淀粉酶活性降低，其原因是___________________________。 (4)研究发现甲、乙两种抑制剂均能降低唾液淀粉酶的催化效率。图1为未添加抑制剂及分别加入甲、乙抑制剂后对起始反应速率的影响曲线。图2为抑制剂降低酶活性的两种模型。图1中对照组得到的是______________曲线，甲抑制剂对唾液淀粉酶影响的模型是________(填“A”或“B”)。 答案：(1)麦芽糖　斐林　(2)有无氯离子和乙醇浓度　降低化学反应的活化能　(3)氯离子　乙醇使酶的空间结构发生改变　(4)未添加抑制剂　A 解析：(1)淀粉在淀粉酶的作用下水解为麦芽糖，麦芽糖属于还原糖，与斐林试剂在水浴加热时反应产生砖红色沉淀。 (2)该实验是探究氯离子和乙醇浓度对唾液淀粉酶活性的影响，自变量为氯离子有无和乙醇浓度。唾液淀粉酶的作用机理是降低化学反应的活化能。 (3)在相同的乙醇浓度下，加入氯离子的酶活性高于未加氯离子的酶活性，所以氯离子对唾液淀粉酶的活性有促进作用。乙醇使酶的空间结构发生改变，因此随着乙醇浓度增大，唾液淀粉酶活性降低。 (4)图1中对照组是未进行变量处理的一组，得到的是未添加抑制剂曲线的结果。模型A的机理是抑制剂与底物竞争酶的活性部位，这种情况会随着底物浓度的增大而使酶促反应速率加快直至达到最大值。模型B的机理是抑制剂与酶结合，改变酶的空间结构使其失去活性且无法恢复。由此可以判断甲抑制剂对唾液淀粉酶的影响对应模型A。 真|题|再|现 1．(2025·安徽卷)下列关于真核细胞内细胞器中的酶和化学反应的叙述，正确的是(　　) A．高尔基体膜上分布有相应的酶，可对分泌蛋白进行修饰加工 B．核糖体中有相应的酶，可将氨基酸结合到特定tRNA的3′端 C．溶酶体内含有多种水解酶，仅能消化衰老、损伤的细胞组分 D．叶绿体中的ATP合成酶，可将光能直接转化为ATP中的化学能 答案：A 解析：高尔基体是真核细胞内对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”。从内质网运来的蛋白质(如分泌蛋白)进入高尔基体后，会经过一系列的修饰和加工，故推测高尔基体膜上分布有相应的酶，可对分泌蛋白进行修饰加工，A正确；将氨基酸活化并连接到特定tRNA上的过程，是由氨酰－tRNA合成酶催化的。这种酶存在于细胞质中，而不是在核糖体上，B错误；溶酶体主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，C错误；在光合作用的光反应阶段，能量转换过程是：光能被叶绿体中的色素分子吸收后，首先转化为电能(高能电子)，然后通过电子传递链转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中。具体到ATP的合成，ATP合成酶是利用类囊体膜两侧的质子(H＋)浓度梯度所形成的势能来合成ATP的，而不是直接利用光能，D错误。 2．(2025·北京卷)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20 min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60 ℃以上热水。下列叙述错误的是(　　) A．该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物 B．洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解 C．减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D．水温过高导致酶活性下降 答案：A 解析：酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，均无法分解纤维素，故不会损坏纯棉衣物，A错误；洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间，有利于酶与污渍结合催化其分解，B正确；一定范围内，减少用水量会提高酶的浓度，从而加快反应速率，C正确；酶活性的发挥需要适宜温度，高温会破坏其空间结构导致酶活性下降，故勿使用60 ℃以上热水，D正确。 3．(2025·河北卷)下列过程涉及酶催化作用的是(　　) A．Fe3＋催化H2O2的分解 B．O2通过自由扩散进入细胞 C．PCR过程中DNA双链的解旋 D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除 答案：D 解析：Fe3＋催化H2O2的分解，Fe3＋是无机催化剂，不是酶，A错误；O2通过自由扩散进入细胞，这是一种简单的物质跨膜运输方式，不涉及酶的催化作用，B错误；PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温实现的，不需要酶来解旋(在生物体内DNA解旋需要解旋酶)，C错误；植物体细胞杂交前细胞壁的去除，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，涉及酶的催化作用，D正确。 4．(2025·1月浙江卷)取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度(℃) 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间(min) 16 9 4 6 50 min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是(　　) A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C．若实验温度为52 ℃，则滤液变澄清时间为4～6 min D．若实验后再将组5放置在57 ℃，则滤液变澄清时间为6 min 答案：B 解析：浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，澄清时间越短，A错误；组3滤液变澄清时间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确；若实验温度为52 ℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4 min，C错误；组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57 ℃，滤液也不会澄清，D错误。 5．(2024·河北卷)下列关于酶的叙述，正确的是(　　) A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 答案：D 解析：一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物，A错误；胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误；醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。 提能训练　练案[8] A组 一、选择题 1．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分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；据表分析可知，甲中溶液是酶或无机催化剂等，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；三组中的H2O2溶液均为2 mL，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250 s之前(200 s)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 kPa，故250 s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；与Ⅱ组(无机催化剂组)相比，Ⅰ组反应更快，酶的催化效率更高，说明酶具有高效性，D正确。 2．(2026·湖北武汉开学考试)为探究pH对人体胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响，研究人员以同等体积的蛋白块为底物进行实验，相同时间内蛋白块体积变化如图所示。下列实验分析错误的是(　　) A．胃腺细胞中含有与胰蛋白酶合成相关的基因 B．胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH分别为1和7 C．pH＝7的胰蛋白酶发挥作用后，不能用双缩脲试剂检测底物是否被彻底水解 D．胃蛋白酶随着胃液流入小肠，其活性将逐渐丧失 答案：B 解析：控制胃蛋白酶和胰蛋白酶合成的基因在正常体细胞中均含有，即胃腺细胞中含有与胰蛋白酶合成相关的基因，A正确；根据实验结果不能说明胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH分别为1和7，只能初步判断在1～3和5～9之间，B错误；胰蛋白酶催化蛋白质分解为多肽，且胰蛋白酶本质也是蛋白质，多肽和蛋白质中均含有肽键，都能与双缩脲试剂反应，因而不能用双缩脲试剂检测底物是否被彻底水解，C正确；人体小肠肠腔内的pH为中性至弱碱性，胃蛋白酶的最适pH为1～3范围，因此其随着胃液流入小肠，其活性将逐渐丧失，D正确。 3．(2025·云南省拟联考高三期中)下列有关唾液淀粉酶的叙述，错误的是(　　) A．唾液淀粉酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 B．唾液淀粉酶进入胃液中其空间结构会发生改变，失去活性 C．在一定温度范围内，随温度升高，唾液淀粉酶的活性可能会降低 D．淀粉酶制剂适宜在最适温度和最适pH条件下保存 答案：D 解析：唾液淀粉酶由活细胞(唾液腺细胞)分泌，本质是蛋白质，具有催化淀粉分解的作用，A正确；胃液呈强酸性(pH≈1.5)，而唾液淀粉酶的最适pH为中性(约6.8)，进入胃液后，其空间结构被破坏而失活，B正确；高温会使酶变性失活，若温度超过最适温度，随温度升高，酶活性会因变性而降低，C正确；酶制剂应在低温下保存以维持活性，而在最适温度下保存会加速酶活性的丧失，D错误。 4．(2025·陕西省高三联考)淀粉在淀粉酶的作用下可以分解生成麦芽糖。某兴趣小组在适宜的温度和pH条件下进行了相关实验，测得麦芽糖的生成量如图中曲线b所示、根据图分析，曲线a、曲线c的产生原因可能分别是(　　) A．提高温度、降低温度 B．降低温度、升高pH C．增加淀粉含量、提高温度 D．增加淀粉酶含量、降低pH 答案：D 解析：曲线b表示在适宜条件下，淀粉被淀粉酶分解产生麦芽糖的量随时间的变化情况。曲线a的反应速率更快，可能是由于增加了淀粉酶的含量。曲线c表示条件从适宜到不适宜的变化情况，可能是由于温度或pH的升高或降低。综上所述，D正确，A、B、C错误。 5．(2025·湖北省高三期中)过渡态是指化学反应过程中达到的能量最高状态。过渡态理论认为，酶催化反应的过程为：酶＋反应物酶＋过渡态反应物酶＋产物；无催化剂时，同一反应的过程为：反应物过渡态反应物产物。下列叙述错误的是(　　) A．加热与加酶使该反应变快的作用机理是不同的，无机催化剂的原理和酶相似 B．与酶结合后反应物会更容易转变为过渡态反应物，从而加快反应速率 C．发生过程③所需的能量称为活化能，发生过程①不需要活化能 D．pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态 答案：C 解析：加热使该反应变快的作用机理是提供能量，加酶使该反应变快的作用机理是降低化学反应的活化能，无机催化剂的原理和酶相似，A正确；酶具有催化作用，与酶结合后反应物更容易转变为过渡态反应物，B正确；过程①和过程③都是反应物转变为过渡态反应物，所需的能量均称为活化能，C错误；pH影响酶的活性，pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态，从而影响酶促反应的速率，D正确。 6．(2025·黑龙江省哈尔滨市德强高级中学期中)酶抑制剂有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种类型，竞争性抑制剂能与底物竞争结合酶的活性部位；而非竞争性抑制剂与活性部位以外的位点结合，使酶的结构发生改变。两种常用农药久效磷、敌百虫都是通过抑制害虫体内某消化酶活性来杀灭害虫的。为确定两种农药抑制酶活性的机制，某小组进行了实验，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．该实验的测量指标可以是单位时间内底物的消耗量 B．久效磷可能与底物竞争酶的结合部位，抑制作用可逆 C．敌百虫可能导致酶的活性部位功能丧失，抑制作用不可逆 D．这两种农药对消化酶活性的抑制都不能通过增加底物浓度来缓解 答案：D 解析：测定酶促反应速率可以测定单位时间内底物的消耗量，A正确；施加久效磷后，随着底物浓度增加，反应速率提高，所以久效磷可能与底物竞争酶的结合部位，抑制作用可逆，是可逆性抑制剂，B正确；从图中看出，施加敌百虫后，随着底物浓度增加，酶促反应速率在较低的水平保持稳定，所以敌百虫的抑制作用是不可逆的，C正确；根据B、C选项，施加久效磷后，可以通过增加底物浓度缓解，而施加敌百虫后不能，D错误。 7．(2025·河南省名校大联考高三期中)为探究极端环境下酶的特性，科研团队从深海热泉中分离出一种耐高温淀粉酶(X酶)。将其与人体唾液淀粉酶(Y酶)进行对比实验，淀粉初始量为2.5 g，处理条件及结果如下表所示。下列分析错误的是(　　) 组别 处理条件 淀粉剩余量/g 甲 X酶＋淀粉，100 ℃水浴 0.8 乙 X酶＋淀粉，40 ℃水浴 0.1 丙 Y酶＋淀粉，100 ℃水浴 2.5 丁 Y酶＋淀粉，37 ℃水浴 0.3 A．高温会使Y酶的空间结构遭到破坏而失活 B．据实验结果分析，X酶的最适温度为40 ℃ C．将丙组反应体系冷却至37 ℃，淀粉分解速率不会恢复 D．甲组和乙组结果的差异与温度对酶活性的影响有关 答案：B 解析：据表中丙组结果可知，Y酶在100 ℃条件下不能催化淀粉水解，说明其活性受温度的影响，高温会破坏酶的空间结构使其不可逆失活，A正确；表格中只有两个温度，无法说明X酶的最适温度为40 ℃，B错误；丙组反应体系中的酶已经变性失活，且不可逆，将其冷却至37 ℃，酶不能恢复活性，因此淀粉分解速率不会恢复，C正确；甲组和乙组的差别在于温度不同，结果的差异与温度对酶活性的影响有关，D正确。 二、非选择题 8．(2025·江西景德镇三模)浮梁红茶(又称“浮红”)因其形美、色艳、香郁、味醇的特点享誉海内外。发酵是浮红制作的关键工序，将揉捻后的茶叶置于特定环境，茶叶中的多酚氧化酶(PPO)能催化无色的多酚类物质氧化为褐色醌类物质。科研人员探究了pH、高温等因素对PPO活性的影响，结果如图所示。回答下列问题： 　　　 (1)PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是______________________。制作绿茶时，在揉捻之前需经过焙火杀青，其目的是将茶叶经________处理，防止酶促褐变。 (2)据图可知，温度越高，PPO维持活性的时间越________。PPO粗提取液应在低温下临时保存的原因是___________________________________。 (3)结合图甲中信息，拟设计实验进一步探究浮红茶叶中PPO的最适pH(注：PPO的最适温度约为35 ℃)。在制备PPO粗提取液时一般会加入少量二氧化硅，目的是____________。现有充足的PPO粗提取液、茶多酚、仪器设备(如分光光度计，可定量测量有色物质的吸光度值，进而反映有色物质的含量)、pH不同的缓冲液(请自主设置pH范围)和玻璃器皿，简要描述实验过程： ①取5支洁净的试管，编号为A、B、C、D、E，分别加入等量的PPO粗提取液。 ②______________________________________________________ ③在每支试管中加入等量(且足量)的等浓度的茶多酚溶液 ④_______________________________________________________ (4)桃、苹果、香蕉、荔枝等果实中也含有较多的PPO，褐变会导致果实品质下降，甚至腐败。为降低去皮后的果实和果汁褐变的速度，以利于保存。综合上述信息，请你提出两点合理的建议__________________________________(答出2点即可)。 答案：(1)降低化学(多酚类物质氧化)反应活化能　高温　(2)短　低温下PPO(酶)的空间结构稳定，PPO(酶)活性较低，且在适宜温度下PPO(酶)的活性可恢复　(3)使研磨的更加充分　在pH为7至8范围内，设置一系列pH梯度缓冲液，将上述缓冲液等量分别加入不同的试管中，放于35 ℃保温　一段时间后用分光光度计测定各组混合液的吸光值，并记录。　(4)低温保存、糖水处理、淡盐水处理 解析：(1)PPO是多酚氧化酶，酶的作用机理是降低化学反应的活化能。制作绿茶时，在揉捻之前需经过焙火杀青，其目的是将茶叶经高温处理，防止酶促褐变。 (2)分析题图乙可知，在80 ℃下，PPO能维持70 s活性，在90 ℃下，PPO能维持40 s活性，温度越高，PPO维持活性的时间越短。低温下PPO(酶)的空间结构稳定，PPO(酶)活性较低，且在适宜温度下PPO(酶)的活性可恢复，因此PPO粗提取液应在低温下临时保存。 (3)在制备PPO粗提取液时一般会加入少量二氧化硅，有助于研磨充分。分析题图甲可知，在pH为7至8之间PPO的相对酶活性最高，为探究浮红茶叶中PPO的最适pH，可设计如下实验：①取5支洁净的试管，编号为A、B、C、D、E，分别加入等量的PPO粗提取液。②在pH为7至8范围内，设置一系列pH梯度缓冲液，将上述缓冲液等量分别加入不同的试管中，放于35 ℃保温。③在每支试管中加入等量(且足量)的等浓度的茶多酚溶液。④一段时间后用分光光度计测定各组混合液的吸光值，并记录。 (4)桃、苹果、香蕉、荔枝等果实中也含有较多的PPO，褐变会导致果实品质下降，甚至腐败。为降低去皮后的果实和果汁褐变的速度，可将果实低温保存、糖水处理、淡盐水处理，以利于保存。 B组 一、选择题 1．为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是(　　) A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中 B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致 C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液 D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围 答案：C 解析：温度会影响酶的活性，且本实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，所以反应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确；各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应保持一致，B正确；应将反应小室稍立起，使有滤纸片的一侧在上面，然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液，此时混合液不能与滤纸片接触，C错误；酶活性可以用一定条件下酶所催化的某一化学反应的速率表示，因此比较各组量筒中收集的气体量，可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围，D正确。 2．(2025·安徽模拟预测)木瓜蛋白酶具有较宽的底物特异性，它能够作用于蛋白质中L－精氨酸、L－赖氨酸、甘氨酸和L－瓜氨酸残基的羧基参与形成的肽键。科研人员为了探究不同无机盐对木瓜蛋白酶活性的影响，进行了相关实验，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．木瓜蛋白酶催化蛋白质水解，所得产物是氨基酸 B．乙组与其余两组遵循单一变量原则，可构成对照实验 C．实验结果表明，CaCl2对木瓜蛋白酶活性的影响较小 D．木瓜蛋白酶活性越高，提供水解反应的活化能越多 答案：B 解析：木瓜蛋白酶只能作用于蛋白质中L－精氨酸、L－赖氨酸、甘氨酸和L－瓜氨酸残基的羧基参与形成的肽键，不能将蛋白质彻底水解，因此所得产物中还有短肽，A错误；该实验的自变量是无机盐的种类和无机盐的浓度，乙组与其余两组遵循单一变量原则，可构成对照实验，B正确；由图可知，丙组酶活性变化最小，说明KCl对木瓜蛋白酶活性的影响最小，C错误；酶只能降低化学反应的活化能，不能为反应提供活化能，D错误。 3．(2025·贵州安顺市高三监测)实验小组在研究真核细胞中酶P(能催化前体RNA形成成熟RNA)的作用时发现，酶P由蛋白质和RNA两种物质构成，去除RNA后，该酶失去催化功能。以下分析错误的是(　　) A．组成酶P的单体分别是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 B．上述实验发现不能确定RNA是起催化作用的物质 C．实验研究时还应该考虑温度等实验条件是否适宜 D．酶P通过降低反应活化能来促进成熟RNA的形成 答案：A 解析：酶P由蛋白质和RNA两种物质构成，所以单体是氨基酸和核糖核苷酸，A错误；根据题干信息“去除RNA后，该酶失去催化功能”，但由于没有对照，即去除蛋白质的实验，所以不能确定RNA是起催化作用的物质，B正确；酶促反应需要在温和的条件下进行，所以实验研究时还应该考虑温度等实验条件是否适宜，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，所以酶P通过降低反应活化能来促进成熟RNA的形成，D正确。 4．(2025·吉林省“BEST”合作体六校联考)在催化反应中，竞争性抑制剂与底物(S)结构相似，可与S竞争性结合酶(E)的活性部位；反竞争性抑制剂只能与酶—底物复合物(ES)结合，不能直接与游离酶结合。抑制剂与E或ES结合后，催化反应无法进行，产物(P)无法形成。下列说法正确的是(　　) A．酶是多聚体，其基本组成单位是氨基酸或脱氧核苷酸 B．ES→P＋E所需要的活化能与S直接转化为P所需要的活化能相等 C．酶量一定的条件下，底物浓度越高，竞争性抑制剂的抑制效率越低 D．底物充足的条件下，随着酶量的增加，反竞争性抑制剂存在的反应速率持续增强 答案：C 解析：酶的本质绝大多数是蛋白质，少部分是RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；酶的作用机理是降低化学反应活化能，故ES→P＋E(有酶催化)所需要的活化能比S直接转化为P所需要的活化能要低，B错误；竞争性抑制剂与底物(S)结构相似，可与S竞争性结合酶(E)的活性部位，酶量一定的条件下，底物浓度越高，底物和酶结合的就越多，竞争性抑制剂的抑制效率越低，C正确；反竞争性抑制剂是一类只能与酶—底物复合物(ES)结合，但不能直接与游离酶结合的抑制剂，因反竞争性抑制剂量一定，故底物充足时随着酶量增加，酶促反应速率先不变后增加，D错误。 5．(2025·吉林省“BEST”合作体六校联考)将某种酶运用到工业生产前，需测定使用该酶的最佳温度范围。下图中的曲线①表示在各种温度下该酶活性相对于最高酶活性的百分比。将该酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，即下图中的曲线②。据此作出判断，正确的是(　　) A．由曲线①可知80 ℃为该酶的最适温度，应该在30 ℃以下保存该酶 B．该实验的自变量是测定酶活性的温度，因变量是相对酶活性和残余酶活性 C．该酶使用的最佳温度范围是70～80 ℃ D．测定②曲线的各数据应在该酶的最适pH和最适温度下进行 答案：D 解析：由曲线①可知，该酶的最适温度是80 ℃，但在30 ℃以下保存数据未测定，不能确定是否适合保持该酶，A错误；该实验的自变量是测定酶活性的温度以及保存该酶的温度，因变量是相对酶活性和残余酶活性，B错误；曲线②显示，酶的热稳定性从30 ℃开始不断下降，在70 ℃后，急剧下降，该酶使用的最佳温度范围是：60 ℃～70 ℃，C错误；在不同温度保温一段时间后，测定②曲线的各数据应在该酶的最适pH和最适温度下进行，D正确。 6．(2026·山东日照阶段练习)已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 第1组 第2组 第3组 乙醛脱氢酶 1 mL 1 mL 1 mL 加入试剂种类 蛋白酶1 mL RNA水解酶1 mL ？ 乙醛 1 mL 1 mL 1 mL 保温 适宜温度保温5 min 碳酸氢钠溶液 2 mL 2 mL 2 mL A．若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNA B．第3组为对照组，“？”为加入蒸馏水1 mL C．若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡 D．本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用 答案：A 解析：若第1组(蛋白酶处理)能产生气泡，说明乙醛脱氢酶未被蛋白酶破坏，其化学本质不是蛋白质，但无法直接证明是RNA，还需结合第2组(RNA水解酶处理)的结果。若第2组不产气泡，才能说明该酶是RNA，A错误；第3组为对照组，需保持酶活性，应加入等量蒸馏水1 mL以排除试剂体积对实验的干扰，B正确；若该酶本质是蛋白质，第2组(RNA水解酶处理)不会破坏其活性，第3组(未处理)正常反应，两组均能催化乙醛分解生成乙酸，与碳酸氢钠反应产生CO2，C正确；本实验在体外进行，需保证酶在细胞外仍具有催化活性，D正确。 7．(2025·宁夏吴忠一模)已有研究表明酪蛋白有助睡眠，其消化主要发生在胃和小肠中，且可在小肠中释放生物活性肽。为开发一种食物性的睡眠增强剂，研究人员通过体外模拟胃肠道消化过程，获得酪蛋白消化物，从中筛选出了四种短肽，并用这些短肽进行了相关实验，选取正常小鼠和焦虑模型小鼠为实验对象，实验处理和结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) 　　 A．体外条件下，将酪蛋白、胃液和肠液混合消化一段时间后即可获得酶解产物 B．酪蛋白消化物包含酪蛋白经过蛋白酶不完全水解后得到的小分子肽 C．YPVEPF等短肽能与双缩脲试剂发生紫色反应 D．四种短肽均具有生物活性，实验组焦虑小鼠的失眠症状得到改善 答案：A 解析：不同消化液的pH不一样，胃液的pH为0.9～1.5，小肠液的pH约为7.6，体外模拟胃肠道消化过程应分阶段进行，胃液消化后调整pH再进行肠液消化，多种消化液混合会降低消化酶的活性，甚至导致消化酶失活，A错误；由题干可知，可在小肠中获得酪蛋白不完全水解产生的短肽，这些短肽是小分子物质，B正确；YPVEPF等短肽含有肽键，能与Cu2＋在碱性溶液中发生反应，生成紫色络合物，C正确；据图可知，四种短肽的睡眠潜伏期均显著低于模型组，与对照组接近，睡眠率与睡眠持续时间均显著高于模型组，与对照组接近，说明四组短肽处理后，实验组焦虑小鼠入睡时间短，睡眠率高，睡眠较持久，即失眠症状有所改善，因此四种短肽均具有生物活性，D正确。 二、非选择题 8．(2025·江西模拟预测)Fe3O4纳米酶是一类具有类酶催化活性的四氧化三铁(Fe3O4)纳米材料。Fe3O4纳米酶具有催化H2O2分解的能力，可用于环境中除草剂草甘膦(GLY)浓度的定量测定。研究人员对纳米酶的功能特性展开研究，结果如图所示，图中“△DO”表示加入H2O2 5 min后反应体系中溶氧量的变化。 　　 (1)活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是____________，相比于天然酶，Fe3O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是：_____________________ _____________________________________________(答出一点即可)。 (2)图甲为探究____________________的实验结果。图乙为探究草甘膦(GLY)对纳米酶作用影响的实验结果，以添加草甘膦的△DO(GLY)与不添加草甘膦的△DO(0)的比值为纵坐标，GLY浓度为横坐标，绘制标准曲线如图乙。由此图可知GLY________(填“促进”“抑制”或“不影响”)纳米酶的作用。使用该实验体系测得某土壤样品△DO(GLY)/△DO(0)的比值为0.3，则该土壤样品的草甘膦浓度约为________。 (3)当常温且pH＝7时，反应体系中不同能量的H2O2分子数量呈正态分布，其分布规律如图丙中“钟”形实线所示，阴影部分表示底物分子能量达到活化能，可以发生反应。若反应体系原本没有酶，则加入纳米酶之后的活化能可以用________表示(选填序号“①”“②”“③”)；若反应体系原本没有酶，则加热之后的活化能可以用________(选填序号“①”“②”“③”)表示。 答案：(1)蛋白质或RNA　具有更好的稳定性；能在较宽pH范围内保持催化活性　(2)pH对纳米酶活性的影响　抑制　5 μmol/L　(3)①　② 解析：(1)活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是蛋白质或RNA。相比于天然酶，Fe3O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是：具有更好的稳定性；能在较宽pH范围内保持催化活性。 (2)图甲中自变量为pH，因变量为溶液的溶氧量(△DO)，因此图甲为探究纳米酶在不同pH下的活性(pH对纳米酶活性的影响)。随着除草剂草甘膦(GLY)的浓度增大，添加草甘膦的△DO(△DO(GLY))与不添加草甘膦的△DO(△DO(0))的比值减小，说明草甘膦对纳米酶活性具有抑制作用。分析图乙中数据可知，△DO(GLY)/△DO(0)比值为0.3时，草甘膦浓度约为5 μmol/L。 (3)若反应体系原本没有酶，加入纳米酶之后的活化能进一步降低，应比实线所示的活化能能量更低，不能用②表示，可以用①表示。若反应体系原本没有酶，加热之后的活化能可以用②表示。 学科网（北京）股份有限公司 $