第3单元 第7课时 降低化学反应活化能的酶(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案（创新版）

**基本信息** 聚焦酶的化学本质、特性及影响因素，以基础概念辨析与实验探究为核心，构建“概念-原理-应用”逻辑链条，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|1-3题|结合实例考查酶本质、作用原理|从简单蛋白与结合蛋白的结构差异，推导辅助因子对酶活性的影响| |特性探究|5、7题|通过实验设计分析专一性、高效性|基于诱导契合学说解释专一性，对比酶与无机催化剂验证高效性| |影响因素|4、6、8、9题|曲线分析温度、pH、离子对酶活性的影响|从分子结构稳定性角度，阐释温度/pH对酶活性的双重作用机制| |实验设计|10-12题|变量控制与结果分析|以H₂O₂酶、脲酶为材料，训练实验变量控制与数据解读能力|

限时规范训练 (建议用时：30分钟　满分：50分) (选择题1～10题每题3分，共30分) [A组　基础达标练] 1．(2024·广西卷，5)我国科研工作者利用病毒衣壳蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，构建了高效、易调控的蛋白类纳米酶。关于该纳米酶的说法，错误的是(　　) A．催化效率受pH、温度影响 B．可在细胞内发挥作用 C．显著降低反应的活化能 D．可催化肽键的断裂 解析：D　酶对化学反应的催化效率，受温度、pH等影响，需要温和的作用条件，A正确；适宜条件下酶在细胞内和细胞外都能发挥作用，B正确；纳米酶是利用病毒衣壳蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，因此会显著降低反应的活化能，C正确；纳米酶是利用病毒衣壳蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，因此不可以催化肽键的断裂，D错误。 2．(2026·四川宜宾一模)酶在工业生产和生活实践中存在着广泛的应用。下列关于酶应用的叙述，正确的是(　　) A．新采摘的玉米经热烫处理2分钟后能保持甜味，其原理是高温使淀粉酶失活 B．果汁制作过程中加入胰蛋白酶和果胶酶，可使细胞破碎更充分、出汁率更高 C．多酶片有助于消化，其内层为肠溶衣包有胰酶，外层为糖衣包有胃蛋白酶 D．营养学家建议适量吃富含纤维素的食物，是因为人消化道中含有纤维素酶 解析：C　新采摘的玉米经热烫处理2分钟后能保持甜味，其原理是降低可溶性糖转化为淀粉所需酶的活性，A错误；植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此果汁制作过程中加入纤维素酶和果胶酶，以瓦解植物的细胞壁和胞间层，可使细胞破碎更充分、出汁率更高，B错误；多酶片有助于消化，其内层为肠溶衣包有胰酶，外层为糖衣包有胃蛋白酶，C正确；人消化道中不含纤维素酶，营养学家建议适量吃富含纤维素的食物，是因为膳食纤维能促进胃肠蠕动和排空，并且减少患大肠癌的风险等，D错误。 3．(2026·新疆乌鲁木齐开学考试)已知甲酶属于简单蛋白，乙酶属于结合蛋白。甲酶的催化活性仅取决于酶蛋白本身的结构；乙酶由酶蛋白和辅助因子(锰、铁等离子)或辅酶(有机小分子或金属有机化合物)共同组成。下列有关叙述正确的是(　　) A．铁元素是人体内多种乙酶的组成元素，故铁在细胞内含量很多 B．辅助因子不会影响酶蛋白的空间结构 C．用双缩脲试剂可区分甲酶和乙酶 D．甲、乙酶催化作用的部位可能不同 解析：D　铁是乙酶的辅助因子，但铁属于微量元素，细胞内含量极少，A错误；辅助因子可能参与维持酶蛋白的空间结构或活性中心，若缺失会影响空间结构，B错误；双缩脲试剂检测蛋白质，甲酶和乙酶均含酶蛋白，均呈紫色，无法区分，C错误；甲酶和乙酶可能分别催化不同的反应，催化部位可能不同，D正确。 4．(2026·贵州贵阳模拟)为研究Mg2＋对α-淀粉酶活性的影响，实验组用含有Mg2＋的溶液处理α-淀粉酶，对照组不做处理。在最适温度和pH条件下，分别测定两组α-淀粉酶催化淀粉水解反应的速率随时间的变化，结果如图所示。下列相关分析错误的是(　　) A．Mg2＋可作为激活剂增强α-淀粉酶的活性 B．t1时，两组实验中的α-淀粉酶的活性相同 C．滴加斐林试剂可检测两组实验中产物的生成量 D．若将反应温度升高5 ℃，通常情况下t2和t3均右移 解析：B　根据实验结果，Mg2＋处理后的α-淀粉酶活性较强，因此可作为激活剂增强α-淀粉酶的活性，A正确；t1时，虽然两组实验的酶促反应速率相同，但是实验组完成酶促反应的速度快于对照组，说明实验组中α-淀粉酶的活性高于对照组，B错误；斐林试剂能够检测淀粉水解产生的还原性糖的量的多少，C正确；上述实验是在最适温度下进行的，若将反应温度升高5 ℃，通常情况下酶促反应速率减慢，t2和t3均右移，D正确。 5．(2026·重庆开学考试)诱导契合学说指出，酶的活性部位并非固定不变，当底物与酶的活性部位结合时，酶的活性部位会发生构象变化，这种变化使酶的活性部位与底物结构互补，从而实现高效催化。酶与底物的这种动态识别过程称为诱导契合。根据这一学说，下列说法错误的是(　　) A．酶活性部位结构适当改变，可能提升酶的活性 B．诱导契合学说解释酶如何通过构象变化与底物结合 C．诱导契合学说否定了酶具有专一性特点 D．图1和图2两个模式图，图2更符合诱导契合学说 解析：C　题干信息：酶的活性部位并非固定不变，当底物与酶的活性部位结合时，酶的活性部位会发生构象变化，这种变化使酶的活性部位与底物结构互补，从而实现高效催化，可见酶活性部位结构适当改变，可能提升酶的活性，A正确；酶与底物的这种动态识别过程称为诱导契合，诱导契合学说解释酶如何通过构象变化与底物结合，B正确；诱导契合学说肯定了酶具有专一性特点，C错误；图2酶的活性部位发生了构象变化，图1和图2两个模式图，图2更符合诱导契合学说，D正确。 6.(2026·江苏泰州开学考试)温度是影响酶促反应速率的重要因素。图中直线a表示反应物分子具有的能量与温度的关系，曲线b表示温度与酶空间结构稳定性的关系。将这两个作用叠加在一起，使得酶促反应速率与温度关系呈曲线c。下列叙述正确的是(　　) A．温度越高，反应物具有的能量越多，酶促反应速率越快 B．低温条件下，酶的空间结构稳定性高，适合酶的保存 C．t1、t2温度条件下，酶降低的活化能相同，反应速率相同 D．无机催化剂与酶的催化原理不同，不受温度的影响 解析：B　在一定范围内，温度越高，反应物分子具有的能量越多，酶促反应速率越快，但温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，酶失去活性，反应速率会下降，并非温度越高，酶促反应速率就越快，A错误；低温条件下，酶的活性受到抑制，但酶的空间结构稳定，适合酶的保存，B正确；t1、t2温度条件下，酶促反应速率相同，但t1时酶的空间结构更稳定，t2时酶的空间结构稳定性差，酶降低的活化能不同，C错误；无机催化剂与酶的催化原理相同，都是降低化学反应的活化能，且无机催化剂也受温度影响，D错误。 7．(2026·重庆沙坪坝模拟)细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的，甲、乙、丙、丁四个研究小队利用不同的实验材料进行酶特性的探究，但都无法实现探究目的，下列选项中的改进措施能实现探究目的的是(　　) 队别 选用材料与试剂 观察指标 甲 淀粉溶液、蔗糖溶液、蔗糖酶，碘液 碘液显色情况 乙 淀粉酶、可溶性淀粉溶液，不同pH缓冲液，斐林试剂 斐林试剂 显色情况 丙 新鲜猪肝研磨液、H2O2溶液，卫生香 卫生香 复燃程度 丁 蛋白酶，标准蛋白质溶液，双缩脲试剂 双缩脲试 剂显色情况 A．为探究酶具有专一性，甲队需要把蔗糖酶更换为淀粉酶，观察指标不变 B．为探究酶最适pH的大致范围，乙队需要把斐林试剂更换为碘液，观察碘液的显色情况 C．为探究酶具有高效性，丙队需要在材料中添加FeCl3溶液，观察指标不变 D．为探究酶具有催化性，丁队需要把标准蛋白质溶液改为蛋白块，观察指标不变 解析：C　甲队使用淀粉酶和淀粉、蔗糖，碘液只能检测淀粉是否分解，无法检测蔗糖是否被水解，因此无法验证专一性，A不符合题意；酸会催化淀粉水解，因此不能利用淀粉和淀粉酶来探究酶最适pH的大致范围，B不符合题意；丙队需验证酶的高效性，需与无机催化剂(如FeCl3)比较。添加FeCl3后，通过卫生香复燃程度可直观比较催化效率，C符合题意；丁队使用双缩脲试剂检测蛋白酶催化后的产物，但蛋白酶自身为蛋白质，无论反应是否发生均显紫色。改为蛋白块后，观察指标仍为双缩脲试剂显色，无法判断反应是否完成，D不符合题意。 8．(2026·重庆模拟)α-淀粉酶是一种内切酶，可在淀粉内部随机水解；β-淀粉酶是一种外切酶，可在淀粉末端以两个单糖为单位进行水解。对这两种淀粉酶进行相关实验，结果如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．α-淀粉酶水解淀粉的终产物中有葡萄糖，β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖 B．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 C．对照组β-淀粉酶在50 ℃条件下处理1 h后，溶液中酶的空间结构全部遭到破坏 D．Ca2＋、淀粉与淀粉酶共存时，更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性 解析：B　α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解，水解淀粉的最终产物中有葡萄糖，β-淀粉酶从末端以两个单糖为单位进行水解淀粉，故其水解淀粉的主要产物为麦芽糖，A正确；由图2可知，β-淀粉酶的最适pH低于α-淀粉酶，两种淀粉酶在胃液(pH为1.5左右)中会失活，B错误；从图1的对照组曲线可以看到，β-淀粉酶在50 ℃条件下处理1 h后，酶活性降为0，说明酶的空间结构全部遭到破坏，C正确；由图1可知，Ca2＋、淀粉与淀粉酶共存时，β-淀粉酶的热稳定性维持的时间更长，说明Ca2＋、淀粉与淀粉酶共存时，更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性，D正确。 [B组　能力提升练] 9．(2026·河北邢台模拟)某实验小组研究两种来源不同的淀粉酶的催化活性与温度的关系时，根据实验结果绘制了图示曲线。下列分析错误的是(　　) A．酶1的最适温度较低，酶2对温度的适应范围较广 B．若生产中同时使用两种酶，则可选择的温度为T4 C．两种酶加工为酶制剂保存时，可选择的温度为低于T1 D．T3～T4区间，酶2降低活化能的效率逐渐增强 解析：B　酶2的活性在较大温度区间内变化不大，而酶1的活性随温度变化较为剧烈，在相对较窄的温度区间内活性变化明显，即酶2对温度的适应范围广于酶1；且酶1的最适温度为T2，酶2的最适温度为T4，T2＜T4，A正确。在T4温度时，酶2催化效率高，但酶1基本失活，所以生产中若两种酶同时使用，选择T2为最适温度，因为此时酶1达到了最适温度，催化效率最高，而酶2的活性也相对较高，B错误。低温条件下酶的活性受到抑制，但空间结构稳定，不会失活，从图中可知，低于T1温度时，两种酶的底物剩余量都接近100%，说明酶的活性都很低，此时酶的空间结构稳定，适合保存，所以两种酶加工为酶制剂保存时，适宜的温度应低于T1，C正确。在T3～T4区间，随着温度升高，酶2的底物剩余量逐渐减少，说明酶活性逐渐增强，则酶2降低活化能的效率逐渐提高，D正确。 10．(2026·山东临沂模拟)枯草杆菌蛋白酶(S)可催化两种结构不同的底物CTH和CU。研究人员利用S进行了四组实验，结果如下图所示(SCTH表示催化CTH反应后的S，SCU表示催化CU反应后的S)。下列分析错误的是(　　) A．S催化CTH反应后无法催化CU反应 B．S催化CU反应后依然能催化CTH反应 C．由该实验结果可知SCTH和S的构象存在差异 D．S的催化速率与CTH和CU的浓度无关 解析：D　由图示可知，对照图中S＋CU与SCTH＋CU的反应产物相对值差异可知，酶S在与CTH作用后得到的SCTH失去催化CU的能力，A正确；对照图中S＋CTH与SCU＋CTH的反应产物相对值结果可知，酶S在与CU作用后得到的SCU仍可催化CTH，B正确；酶的结构决定功能，由于S在催化CTH后无法催化CU，说明SCTH的构象与S不同，C正确；在低底物浓度下，催化速率随底物浓度增加而增加，直到达到最大速率，故S的催化速率与CTH和CU的浓度有关，D错误。 11．(10分)(2026·吉林松原开学考试)某实验小组利用气球集气法分别测定不同生物材料中的H2O2酶在不同pH条件下的酶活性，以期缩短实验时间、放大实验现象、提高实验成功率。实验小组在7支试管中加入等量H2O2溶液，另取7支试管，分别加入不同pH的磷酸缓冲液和H2O2酶提取液，摇匀混合后静置5 min后，将7支试管中的酶溶液同时分别倒入7支试管的H2O2溶液中，迅速在试管上套上气球，测量各试管上各气球的体积，回答下列问题： (1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质可能是________________，酶能催化化学反应的原理是____________________。 (2)该实验需控制的无关变量有______________________(至少两点)，该实验中加入不同pH的磷酸缓冲液和H2O2酶提取液，摇匀混合后静置5 min的目的是___________________。 (3)pH＝7.0条件下不同材料得到的气球体积的大小如图所示，为缩短反应时间应当从生物材料____________中提取过氧化氢酶作为实验材料，若提供的材料不是最佳的生物材料，为了缩短反应时间可以采取的措施是____________________________。 解析：(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质可能是蛋白质或RNA，实验中H2O2酶化学本质是蛋白质，酶通过降低化学反应的活化能进而发挥其催化功能。(2)本实验的目的是测定不同生物材料中的H2O2酶在不同pH条件下的酶活性，则该实验的自变量为不同pH和H2O2酶的种类，该实验需控制的无关变量有温度、酶量、H2O2的量、反应时间等，该实验中加入不同pH的磷酸缓冲液和H2O2酶提取液，摇匀混合后静置5 min的目的是让酶处于相应的pH条件下一段时间，让酶充分受到相应的影响。(3)pH＝7.0条件下不同材料得到的气球体积的大小如图所示，根据实验结果可知，平菇中H2O2酶活性更高，因此，为缩短反应时间应当从生物材料平菇中提取过氧化氢酶作为实验材料，若提供的材料不是最佳的生物材料，为了缩短反应时间可以采取的措施是增加反应物浓度、增加酶量等措施来加快反应速度。 答案：(1)蛋白质或RNA　降低化学反应的活化能　(2)温度、酶量、H2O2的量、反应时间等　让酶处于相应的pH条件下，充分接受相应pH的影响　(3)平菇　增加反应物浓度、增加酶量 12．(10分)(2026·江西南昌模拟)脲酶能催化尿素分解为氨和二氧化碳。为探究不同因素对脲酶活性的影响，某生物兴趣小组进行了如下实验： 步骤1：取若干支试管均分为A、B、C三组，每组均设置三个重复，再向各试管加入1 mL脲酶溶液。 步骤2：A组设置不同温度(25 ℃、30 ℃、35 ℃)；B组设置不同pH(6.0、7.0、8.0)；C组加入不同浓度的某物质甲(低、中、高)，处理一段时间后，再在每支试管中加入2 mL一定浓度的尿素溶液。反应适当时间后，测定并记录各试管中氨的生成量。 步骤3：对实验数据进行分析，如表所示： A组实验结果 B组实验结果 C组实验结果 实验 条件 氨生成量 (相对值) 实验 条件 氨生成量 (相对值) 实验 条件 氨生成量 (相对值) 25 ℃ a1 pH＝6.0 b1 低浓度甲 c1 30 ℃ a2 pH＝7.0 b2 中浓度甲 c2 35 ℃ a3 pH＝8.0 b3 高浓度甲 c3 回答下列问题： (1)该实验的自变量有__________________，检测指标是______________，除此之外还可检测的指标是______________；每组均设置三个重复的目的是______________________。 (2)若A组实验结果为a2>a1且a2>a3，则说明在当前实验温度条件下，脲酶活性较高时的温度为____________。若要进一步确定最适温度，应在______________范围内设置________________继续实验。 (3)若B组实验结果为b2>b3且b3>b1，将pH为6.0实验组的pH调为7.0，则其b1____________(填“小于”“等于”或“大于”)b2。若C组实验结果为c1>c2>c3，说明该物质甲对脲酶活性有____________(填“促进”或“抑制”)作用，且随物质甲浓度的升高作用效果____________。 解析：(1)由题意可知，该实验的自变量为温度、pH和物质甲的浓度，检测指标是氨生成量，除此之外还可检测的指标是单位时间内CO2的生成量或尿素的消耗(剩余)量；每组均设置三个重复可减小实验误差，使实验结果更可靠。(2)若A组实验结果为a2>a1且a2>a3，说明相同时间内，30 ℃条件下产物最多，说明30 ℃条件下脲酶活性较高，最适温度在30 ℃左右两侧，即在25～35 ℃范围内设置更小温度梯度继续实验。(3)若B组实验结果为b2>b3且b3>b1，说明pH＝7.0时酶活性较高，pH过高或过低会破坏蛋白质的空间结构，使酶失活，因此将pH为6.0实验组的pH调为7.0，则其b1仍小于b2。若C组实验结果为c1>c2>c3，说明随着物质甲浓度的增加，产物逐渐减少，可知物质甲对脲酶活性有抑制作用，且随物质甲浓度的升高作用效果增强。 答案：(1)温度、pH、物质甲浓度　氨生成量　单位时间内CO2的生成量或尿素的消耗(剩余)量　(重复实验，求平均值，)减小实验误差，使实验结果更可靠　(2)30 ℃　25～35 ℃　更小温度梯度　(3)小于　抑制　增强 学科网（北京）股份有限公司 $