第3单元 第1讲 降低化学反应活化能的酶(Word练习)-【金版新学案】2027年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

**基本信息** 聚焦酶的本质、特性及影响因素，通过概念辨析与实验探究构建完整知识链，强化科学思维与探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |酶的作用和本质|3题（含2026广东肇庆阶段练习）|概念辨析（化学本质、免疫功能）、实验步骤判断|从酶的本质（蛋白质/RNA）切入，推导作用机理（降低活化能）| |酶的特性|2题|曲线分析（活化能）、专一性判断|结合结构与功能观，阐释高效性与专一性的分子基础| |影响酶活性的因素|3题（含2025广东肇庆一模）|图表分析（温度/pH）、金属离子作用|环境因素（温度、pH、离子）通过影响空间结构调控酶活性| |实验探究|2题|实验设计（验证专一性、温度影响）|基于变量控制原则，设计对照实验验证酶活性调节机制|

课时作业8　降低化学反应活化能的酶 (时间：40分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－6题每小题4分，共24分) 一、酶的作用和本质 1．(2026·广东肇庆阶段练习)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。下列关于酶的叙述，正确的是(　　) A．酶具有催化作用，都能在适宜条件下与双缩脲试剂发生紫色反应 B．唾液中的溶菌酶能溶解细菌的细胞壁，属于免疫系统的第一道防线 C．过氧化氢在过氧化氢酶的作用下比加热产生气泡更多体现了酶具有高效性 D．探究温度对酶活性影响的实验步骤为：加底物→加酶→混匀→调温度→观察 答案：B 解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA，若某种酶的成分是RNA，则不能与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；唾液中的溶菌酶属于黏膜分泌物，能溶解细菌的细胞壁，属于免疫系统第一道防线(物理屏障和杀菌物质)，B正确；酶的高效性需与无机催化剂(如Fe3+)对比，而加热是通过提供能量加速反应，与酶作用条件温和有关，C错误；探究温度对酶活性影响的实验需先预保温(调温度)，再将酶和底物混合，否则反应提前进行，导致实验结果不准确，D错误。 2.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.两者都是细胞结构的组成成分，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，但酶和激素的化学本质并非都是蛋白质，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。酶和激素不参与细胞结构的组成，酶起催化作用，激素起调节代谢的作用，酶和激素都不为细胞代谢提供能量，C错误。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的细胞；一种酶只能催化一种或者一类化学反应，D错误。 3．(2026·广东惠州月考)反应底物从常态转变为活跃状态所需的能量称为活化能。如图为一定量的蔗糖水解反应能量变化的示意图，已知H＋能催化蔗糖水解。下列分析不正确的是(　　) A．E1和E2表示活化能，X表示果糖和葡萄糖 B．H＋降低的化学反应活化能的值等于E1 C．蔗糖酶使(E2－E1)的值增大，但反应结束后X不会增多 D．升高温度可通过改变酶的结构而影响酶促反应速率 答案：B 解析：酶的作用机理是降低化学反应的活化能，E1和E2表示活化能，蔗糖是二糖，能够被分解为果糖和葡萄糖，故X表示果糖和葡萄糖，A正确；据图可知，E2和E1分别表示在没有催化剂和加入H＋后从常态转变为活跃态需要的能量，故H＋降低的反应活化能的值等于E2－E1，B错误；蔗糖酶具有高效性，降低的活化能(E2－E1)的值更大，但由于底物的量不变，所以X产物的量最终不变，C正确；酶促反应存在最适温度，升高温度可通过改变酶的结构而影响酶促反应速率，D正确。 二、酶的特性 4.下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(　　) A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活 B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具有高效性 C.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 D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率 答案：B 解析：低温不会使酶失活，只是抑制酶的活性，A错误；稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具有高效性，B正确；酶的活性在最适pH下最大，不是随pH升高而不断升高，C错误；在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，蛋白酶会催化淀粉酶水解，使酶失活，D错误。 5.(2026·黑龙江哈尔滨模拟)细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示，下列有关叙述不正确的是(　　) A.酶1与产物b结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定 B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列 C.酶1能结合两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性 D.酶1与产物b的相互作用可以防止细胞产生过多的产物a 答案：C 解析：由题图可知，酶1与产物b结合后失活，酶1失活后与有活性时相比空间结构发生了变化，说明酶的功能由其空间结构决定，A正确；酶1的活性位点和变构位点分别是蛋白质的一部分，两者的结构取决于特定的氨基酸序列，B正确；酶的专一性体现在一种酶只能催化一种或一类化学反应，酶1与两种底物结合，是不同部位与不同底物结合，体现了酶1的专一性，C错误；酶1与产物b的结合使酶1无活性，合成产物a的反应会停止，这样可以防止细胞产生过多的产物a，D正确。 三、影响酶活性的因素 6．(2025·广东肇庆一模)某兴趣小组研究影响酶促反应速率的因素，设置了三个实验组：甲组、乙组、丙组。在其他条件相同且适宜的情况下，测定各组在不同反应时间内的底物剩余量，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该小组研究的影响因素可能是酶的种类、酶浓度、底物浓度 B．该小组研究的影响因素可能是温度，结果表明乙组的温度为该酶最适温度 C．该小组研究的影响因素可能是pH，结果表明乙组的pH低于丙组 D．甲组t2～t3时底物剩余量不再改变，表明该酶空间结构遭到破坏 答案：D 解析：如果研究的影响因素是酶浓度，酶浓度越高，反应速率越快，酶浓度越低，反应速率越慢，最终底物剩余量应都为零，不会出现甲组这种底物剩余量后期不变的情况，A错误；如果研究的影响因素是温度，仅根据这三组的底物剩余量不能确定乙组的温度就是该酶的最适温度，还需要更多的温度梯度实验来确定，B错误；如果研究的影响因素是pH，在一定范围内，随pH升高，酶促反应速率先增大后减小，从图可以看出甲组有底物剩余，说明甲组的酶失活了，丙组和乙组均几乎没有底物剩余，乙组反应速率比丙组快，但并不能得出丙组的pH高于乙组的结论，C错误；从图可以看出甲组t2～t3时底物剩余量不再改变，说明甲组的酶失活了，因此该酶空间结构遭到破坏，D正确。 (7－8题每小题5分，共10分) 7.基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A.SDS可以降低MMP2和MMP9活性 B.10 ℃保温降低了MMP2和MMP9活性 C.缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性 D.MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性 答案：D 解析：37 ℃保温、加SDS、加缓冲液组比37 ℃保温、不加SDS、加缓冲液组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，SDS可降低MMP2和MMP9活性，A正确；与37 ℃(不加SDS)相比，10 ℃(不加SDS)时MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，10 ℃保温降低了MMP2和MMP9活性，B正确；结合37 ℃保温、不加SDS、加缓冲液组与37 ℃保温、不加SDS、不加缓冲液组的实验结果，可知缓冲液可以维持pH的稳定，从而维持MMP2和MMP9活性，C正确；MMP2和MMP9都属于酶，酶具有专一性，D错误。 8．(2025·广东珠海一模)为探究金属离子对纤维素酶活性的影响，某研究小组将无机盐与酶以不同比例均匀混合，测定酶活力(见表)。下列分析正确的是(　　) 组别待测酶液的比例 蒸馏水 MnCl2 MgCl2 CuCl2 1∶10 1∶2 1∶10 1∶2 1∶10 1∶2 酶活力/ (U/g) 1 000 1 225 1 435 1 000 1 048 957 902 注：U/g为酶活力单位，值越大代表活性越高。 A.MnCl2能提高该实验化学反应的活化能 B．CuCl2浓度增加使其对酶活力的激活作用减弱 C．该实验表明Cl－对纤维素酶的活力无影响 D．金属离子与酶结合后可能改变了酶的空间结构 答案：D 解析：酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而不是提高。MnCl2处理后酶活力比蒸馏水组高，说明MnCl2增强了酶活性，更有利于降低反应活化能，A错误；从表格数据看，CuCl2比例为1∶10时酶活力为957，1∶2时酶活力为902，即CuCl2浓度增加，酶活力降低，说明其对酶活力是抑制作用且随浓度增加而增强，而不是激活作用减弱，B错误；表格中各实验组都含有Cl－，但酶活力不同，不能说明Cl－对纤维素酶的活力无影响，C错误；金属离子与酶结合后，酶活力发生变化，很可能是改变了酶的空间结构，从而影响酶活性，D正确。 9.(13分)(2026·湖北武汉模拟)某实验小组要对酶的一些性质进行验证，准备了以下材料和用具： 2％唾液淀粉酶溶液、20％肝脏研磨液、3％FeCl3溶液、3％淀粉溶液、3％蔗糖溶液、3％过氧化氢溶液、5％的盐酸、5％的NaOH溶液、碘液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅、冰块等。 请回答下列问题： (1)可选用2％的唾液淀粉酶溶液作为催化剂进行实验验证酶具有专一性，设置两组实验，两组实验的反应物应分别为　　　　　　　　　　　　　　　　。检验试剂不宜用碘液，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若要验证酶的活性是否受pH的影响，上述所给的材料中的淀粉溶液不宜选为反应物，最主要的原因是　　　　　　　　　　　　　。 (3)如要验证温度对唾液淀粉酶活性的影响，　　　　　　　　(填“需要”或“不需要”)设置预实验摸索温度范围，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)3％淀粉溶液、3％蔗糖溶液　3％蔗糖溶液组无论蔗糖是否被水解，碘液均无颜色变化　(2)淀粉在酸性条件下会被水解　(3)不需要　该实验的目的是验证温度对酶活性的影响，只需设置高温、低温及37 ℃三个组别即可，不需要设置预实验摸索温度范围 解析：(1)研究淀粉酶的专一性，选用的反应物最好是淀粉溶液和蔗糖溶液，由于淀粉酶可以水解淀粉而不能水解蔗糖，最好加入斐林试剂观察砖红色是否出现来观察实验结果。不宜用碘液，理由是3％蔗糖溶液组无论蔗糖是否被水解，碘液均无颜色变化。(2)由于酸性条件下淀粉易分解，因此淀粉不能作为探究pH对酶活性影响的实验材料。(3)验证温度对唾液淀粉酶活性的影响，不需要设置预实验摸索温度范围，该实验的目的是验证温度对酶活性的影响，只需设置高温、低温及37 ℃三个组别即可，不需要设置预实验摸索温度范围。 10．(13分)(2025·广东肇庆一模)真核细胞中L酶可感知葡萄糖的含量，在高浓度葡萄糖条件下，L酶可与亮氨酸和ATP结合，促进tRNA与亮氨酸结合，进而完成蛋白质合成。科研人员对L酶与亮氨酸和ATP的结合(图1)提出两种假设，假设Ⅰ：亮氨酸和ATP竞争结合L酶的位点2；假设Ⅱ：L酶的位点2与ATP结合影响L酶的位点1与亮氨酸的结合。为验证假设，科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2，在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度，检测结果如图2、图3所示。请回答下列问题： (1)tRNA与亮氨酸结合后，进入__________参与蛋白质的合成，其中携带亮氨酸的tRNA会与mRNA上的________进行碱基互补配对。 (2)由图2可知，只添加10 μmol[3H]ATP，野生型放射性相对值为________，说明各组测得的放射性强度都以野生型放射性强度为基数；加入10 μmol[3H]ATP＋10 mmol ATP可明显降低野生型放射性相对值，原因是_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根据图3可知，与野生型相比，加入10 μmol[3H]亮氨酸条件下，L1的放射性相对值________，说明____________________，推测上述实验结果支持假设________。 (4)进一步研究发现，在缺乏葡萄糖的条件下，L酶会发生磷酸化，使其空间结构发生变化。在低浓度葡萄糖条件下，更多的亮氨酸参与氧化供能，结合验证的假设，推测原理可能是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)核糖体　密码子　(2)100%　无放射性ATP与[3H]ATP竞争结合L酶　(3)降低　亮氨酸可与位点1结合　Ⅱ　(4)在低浓度葡萄糖条件下，L酶位点2发生磷酸化，无法与ATP结合，进而使L酶位点1无法与亮氨酸结合，抑制tRNA与亮氨酸的结合，使亮氨酸更多参与氧化供能 解析：(1)核糖体是翻译的场所，tRNA与亮氨酸结合后，进入核糖体参与蛋白质的合成，其中携带亮氨酸的tRNA会与mRNA上的密码子进行碱基互补配对。(2)由图2可知，只添加10 μmol[3H]ATP，野生型放射性相对值为100%，说明各组测得的放射性强度都以野生型放射性强度为基数。加入10 μmol[3H]ATP＋10 mmolATP可明显降低野生型放射性相对值，与只添加10 μmol[3H]ATP相比，自变量为是否含有10 mmol无放射性的ATP，故推测放射性减弱的原因是无放射性ATP与[3H]ATP竞争结合L酶。(3)由图3可知，与野生型相比，加入10 μmol[3H]亮氨酸的突变体细胞L1放射性相对值降低，说明亮氨酸可与位点1结合，加入10 μmol[3H]亮氨酸的突变体细胞L2放射性相对值降低得更多，说明位点2突变后亮氨酸几乎无法与位点1结合，说明ATP与L酶位点2的结合，促进了亮氨酸与L酶位点1的结合，因此支持假设Ⅱ。(4)在低浓度葡萄糖条件下，更多的亮氨酸参与氧化供能，原理是L酶位点2发生磷酸化，无法与ATP结合，进而使L酶位点1无法与亮氨酸结合，抑制tRNA与亮氨酸的结合，使亮氨酸更多参与氧化供能。 学科网（北京）股份有限公司 $