2027届高三生物人教版一轮复习讲义第三单元　第9课时　降低化学反应活化能的酶

该高中生物学高考复习讲义聚焦酶的作用、本质、特性及影响因素等核心考点，紧扣课标要求和近年高考高频考查方向，以“基础概念—实验探究—影响因素”逻辑架构梳理知识，通过考点系统梳理、实验方法指导（如变量控制）、真题分类训练（2025年多省市考向题）等环节，帮助学生突破酶活性曲线分析、实验设计等难点，体现复习的系统性和针对性。 资料以科学思维和探究实践为特色，设计酶专一性探究（底物对比实验）、温度/pH影响酶活性（梯度实验）等教学活动，结合分层练习（基础排查、课时精练）和要语必背强化核心知识，培养学生结构与功能观（酶特性与作用条件），助力学生在有限时间内提升解题能力，为教师把控复习节奏、落实核心素养提供实用指导。

第9课时　降低化学反应活化能的酶 课标要求 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。 考情分析 1.酶的作用、本质和特性：2025·黑吉辽蒙·T1　2025·北京·T3　2025·河北·T2　2024·河北·T2　2022·湖南·T3　2022·重庆·T7 2.影响酶促反应速率的因素：2025·四川·T10　2024·广东·T15　2023·辽宁·T19　2023·广东·T1　2021·海南·T11 3.酶的相关探究实验：2025·浙江1月选考·T10　2025·江苏·T8　2025·湖南·T2　2025·陕晋宁青·T5　2025·四川·T5　2022·全国乙·T4　2022·广东·T13　2021·湖北·T21 考点一　酶的作用、本质及特性 1．酶在细胞代谢中的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)过程、结果及结论 (2)实验过程的变量分析 2．酶的催化作用机理 (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称为活化能。 (2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。 提醒　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。 3．酶本质的探究历程(连线) 教材隐性知识　源于必修1 P79“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。 提示　将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。 4．酶的本质和作用 5．酶的特性 (1)酶具有高效性 ①原因：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(如图) 酶对应曲线A，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线C(填字母)。 (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意义：使细胞代谢有条不紊地进行。 ③曲线分析(如图) ④模型解读 酶与底物在空间距离上彼此接近时，酶受底物分子的诱导，其构象发生有利于底物结合的变化，从而互补契合进行反应，形成酶—底物复合体。 (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温度过高、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，酶制剂适宜在低温下保存。 (1)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用可通过观察颜色判断实验结果(2025·陕晋宁青，5)(　√　) (2)红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性(2023·广东，1)(　×　) 提示　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。 (3)探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理(2024·江苏，3)(　×　) 提示　探究温度对酶活性的影响时，酶与底物应分别在设定温度下保温一段时间后再混合。 一、探究酶的专一性 方案：酶相同、底物不同 Ⅰ.底物1＋酶溶液 Ⅱ.等量底物2＋等量相同酶溶液 实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 1号试管中加入2 mL可溶性淀粉溶液 2号试管中加入2 mL蔗糖溶液 三 加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部浸到60 ℃左右的热水中，保温5 min 四 取出试管，各加入2 mL斐林试剂(边加入边轻轻振荡)→试管下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热约2 min 实验现象 砖红色沉淀 无变化 结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 思考：1.使用斐林试剂可检测酶促反应是否发生，原因是淀粉和蔗糖都不是还原糖，但淀粉和蔗糖的水解产物都是还原糖。 2．不能(填“能”或“不能”)选用碘液进行检测，因为蔗糖和蔗糖的水解产物均不与碘液发生颜色反应，若选用碘液作为检测试剂，则无法检测蔗糖是否被水解。 二、探究温度和pH对酶活性的影响 1．探究温度对酶活性的影响 实验步骤 一 6支试管分三组分别进行编号 1 1′ 2 2′ 3 3′ 二 可溶性淀粉溶液 2 mL － 2 mL － 2 mL － 三 淀粉酶溶液 － 1 mL － 1 mL － 1 mL 四 分别在不同条件下放置5 min 0 ℃保温 60 ℃保温 100 ℃保温 五 混合 在各自的温度下反应约5 min 六 加碘液 分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 现象 变蓝 不变蓝 变蓝 结论 温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶的活性 思考：(1)实验时，步骤四、五能否颠倒？ 提示　不能。应先控制好变量，再让底物和酶混合反应。 (2)为何不选斐林试剂鉴定？ 提示　本实验需要保证反应温度自始至终在设定的温度下进行，使用斐林试剂需要水浴加热，从而改变反应温度，对实验结果会产生影响。 (3)实验材料能否选过氧化氢和过氧化氢酶？ 提示　不能。过氧化氢常温常压下即可分解，加热分解更快，并不能准确反映酶活性的变化。 (4)在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，可以选用蛋白块(填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，酶活性的观测指标是相同时间内蛋白块体积的变化。 2．探究pH对酶活性的影响 实验步骤 一 1号试管 2号试管 3号试管 二 各加入肝脏研磨液2滴 三 加蒸馏水1 mL 等量的5%HCl 等量的5%NaOH 四 各加入3%的过氧化氢2 mL 五 反应约5 min，记录气泡产生情况 实验现象 较多气泡 几乎无气泡 几乎无气泡 结论 过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高 思考：为什么实验材料选过氧化氢和肝脏研磨液，而不选淀粉和淀粉酶？ 提示　酸性条件下淀粉会分解。 考向一　酶的作用和本质 1．(2025·黑吉辽蒙，1)下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述，正确的是(　　) A．基本单位是脱氧核苷酸 B．在细胞内或细胞外均可发挥作用 C．当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D．为维持较高活性，适宜在70 ℃～75 ℃下保存 答案　B 解析　耐高温的DNA聚合酶的本质是蛋白质，基本单位为氨基酸，A错误；缺少引物和缓冲液时反应无法启动，C错误；酶适宜在低温下保存，D错误。 2．(2025·河北，2)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的分解过程中，Fe3＋是无机催化剂，不是酶，A不符合题意；O2通过自由扩散进入细胞，不涉及酶的催化作用，B不符合题意；PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温变性实现的，不需要酶来解旋(在生物体内DNA解旋需要解旋酶)，C不符合题意；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符合题意。 归纳提升　高中教材中常见的酶 (1)DNA聚合酶——催化脱氧核苷酸链与单个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，用于DNA复制。 (2)RNA聚合酶——催化核糖核苷酸链与单个核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，用于RNA合成(转录)及RNA复制。 (3)基因工程工具酶 (4)解旋酶——用于DNA复制时双链间氢键的打开。 (5)核酸水解酶 (6)各种消化酶——可对应催化相关物质的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。 (7)细胞工程工具酶：纤维素酶、果胶酶(降解细胞壁)；胰蛋白酶、胶原蛋白酶(动物细胞培养)。 考向二　酶的特性及探究实验 3．(2025·江苏，8)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 答案　C 解析　丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液，因为验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶溶液则无法证明淀粉酶的作用特性，A不合理；第一次水浴加热是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴加热是斐林试剂与还原糖反应的条件，B不合理；乙组(淀粉溶液＋蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若显色则可能是底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉溶液中是否含有还原糖，C合理；甲组(淀粉溶液＋淀粉酶溶液)水解产物为葡萄糖(还原糖)，与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色，丙组(蔗糖溶液＋淀粉酶溶液)无水解产物，故丙组出现蓝色，D不合理。 4．(2025·贵州，2)科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜 B．该实验中，温度高于60 ℃后酶变性导致反应速率下降 C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响 D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50～60 ℃之间设置更小温度梯度 答案　C 解析　探究温度对该酶催化反应速率的影响应遵循单一变量原则，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度都是无关变量，无关变量相同且适宜，A正确；酶在高温条件下会变性失活，从图中可以看出，温度高于60 ℃后，反应速率下降，是因为高温使酶的空间结构遭到破坏，酶发生变性，B正确；在底物充足的情况下，酶促反应速率与酶的浓度呈正相关，增加酶的用量会使反应速率加快，C错误；由图可知，该酶的最适温度在50～60 ℃之间，所以进一步探究该酶最适温度时，宜在50～60 ℃之间设置更小温度梯度，D正确。 考点二　影响酶促反应的因素分析 酶活性、酶促反应速率及影响因素的分析 注意：酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。 1．酶浓度 (1)在底物充足、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)ab段限制因素是酶浓度；bc段限制因素是底物浓度。 2．底物浓度(酶浓度一定) (1)ab段：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率增加(酶没有完全与底物结合)。 (2)bc段：当底物浓度增大到某一值(M)时，反应速率达到最大值，不再增加(酶完全与底物结合)。 (3)ab段限制因素是底物浓度；bc段限制因素是酶浓度(或酶活性)。 (4)思考：若该反应体系酶的量增多，曲线该如何改变(在图中表示出来)? 提示　如图所示 3．抑制剂的作用原理 影响酶促反应的曲线 请思考在不同条件下曲线①如何变化，并在图中绘制出相应的曲线。 (1)在①的基础上，增加酶浓度，请绘制曲线②。 提示　如图所示 (2)在①的基础上，增加反应物浓度，请绘制曲线③。 提示　如图所示 考向三　影响酶促反应的因素分析 5．(2025·浙江1月选考，10)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　滤液变澄清的时间越短，酶促反应速率越快，说明该蛋白酶活性越高，故滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，A错误，B正确；若实验温度为52 ℃，则滤液变澄清的时间可能低于4 min，C错误；组5的酶已经高温失活，无法恢复活性，D错误。 6．(2025·四川，10)D－阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2＋可协助酶Y催化D－果糖转化为D－阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2＋条件)下，测定不同浓度D－果糖的转化率(转化率＝产物量/底物量×100%)，其变化趋势如图。下列叙述正确的是(　　) A．升高反应温度，可进一步提高D－果糖转化率 B．D－果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C．若将Co2＋的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D．2 h时，三组中500 g·L－1果糖组产物量最高 答案　D 解析　由题干信息知，实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D－果糖转化率，A错误；果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物(D－果糖)的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误；Co2＋可协助酶Y催化反应，但Co2＋不是酶，将Co2＋的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误；转化率＝产物量/底物量×100%,2 h时，500 g·L－1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量＝底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。 一、基础排查 1．判断下列关于酶的作用和本质的叙述 (1)在探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响实验中，研究者采用了自变量控制中的减法原理(　×　) 提示　在探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响实验中，研究者采用了自变量控制中的加法原理。 (2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量(　×　) 提示　酶的作用是降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量。 (3)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸(　×　) 提示　酶分子在催化反应完成后仍可再发挥催化作用，而不是被降解。 (4)李比希坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用，这一观点缺乏观察或实验证据的支持(　√　) (5)在葡萄糖溶液中加入不含酵母菌细胞的酵母菌细胞提取液，观察酒精产生与否，是结束巴斯德与李比希争执的有力实验证据(　√　) (6)酶是由活细胞产生的，是只能在细胞内起催化作用的蛋白质(　×　) 提示　酶可以在细胞外起作用，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。 2．判断下列有关酶特性及探究实验的叙述 (1)酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解(　√　) (2)每一种酶只能催化一种或一类化学反应(　√　) (3)酶在强酸、强碱和高温、低温条件下均会因酶的空间结构被破坏而变性失活(　×　) 提示　低温会抑制酶的活性，但酶的空间结构不会被破坏。 (4)酶通常是在低温、低pH条件下进行保存的(　×　) 提示　酶通常在低温、适宜pH条件下进行保存。 (5)探究酶的高效性实验，可用 FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，待 H2O2完全分解后，检测产生的气体总量(　×　) 提示　由于两组底物的量相同，因此若两组的H2O2都完全分解后，产生的气体总量会相等，此方式无法达到实验目的。 (6)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，需选用碘液对其因变量进行检测(　×　) 提示　由于碘液不能鉴定蔗糖是否水解，故利用淀粉酶、淀粉和蔗糖为材料验证酶的专一性时，不能选用碘液对其因变量进行检测。 (7)探究pH对淀粉酶活性的影响，需要选用斐林试剂对其因变量进行检测(　×　) 提示　淀粉在酸性条件下会分解，故不可用淀粉酶探究pH对酶活性的影响。 (8)探究pH对酶活性影响的实验步骤：加酶→调pH→加底物→混匀→观察(　√　) (9)探究温度对酶活性的影响实验，可以用H2O2的分解速率来衡量酶活性(　×　) 提示　H2O2的分解同时受到温度影响，不能用于探究温度对酶活性的影响。 (10)探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，可选择双缩脲试剂检测实验结果(　×　) 提示　探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，不可选择双缩脲试剂检测实验结果，因为不同温度下的蛋白酶均可以与双缩脲试剂发生颜色反应，而呈现紫色。 (11)新鲜糯玉米用85 ℃的水热烫处理2 min，可较好地保持甜味，推测加热破坏了淀粉酶的活性(　×　) 提示　糯玉米用85 ℃的水热烫处理2 min，可较好地保持甜味，是因为高温破坏了将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性。 二、要语必背 1．(必修1 P78)活化能是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．(必修1 P78)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。 3．(必修1 P81)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 4．(必修1 P82)酶的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。 5．(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。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。 6．低温下酶的空间结构稳定，而酶的活性较低，因此，酶制剂适宜在低温下保存。 7．(必修1 P82)酶催化特定化学反应的能力称为酶活性；酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 课时精练 [分值：100分] [1～8题，每题5分；9～13题，每题6分。共70分] 一、选择题 1．(2025·广东八校联考)科学家发现四膜虫rRNA的前体在没有蛋白质参与的情况下，能专一催化寡聚核苷酸底物的切割与连接，被称为核酶。下列叙述正确的是(　　) A．核酶的组成元素为C、H、O、N B．核酶与双缩脲试剂在常温下可发生紫色反应 C．核酶的催化活性受温度、pH等外界因素的影响 D．核酶能催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成 答案　C 解析　核酶的化学本质为RNA，组成元素为C、H、O、N、P，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，A、B错误；依据核酶能专一催化寡聚核苷酸底物的切割与连接，分析核酶只能催化磷酸二酯键的断裂和形成，D错误。 2．葡萄糖传感器是患者在糖尿病管理中用于实时监测血糖水平的核心设备，其核心原理依赖于葡萄糖氧化酶(GOD)的生物催化作用，反应式如图所示。下列叙述错误的是(　　) 葡萄糖＋O2葡萄糖酸＋H2O2 A．该传感器中GOD能够降低葡萄糖氧化反应的活化能 B．该传感器须在适宜的温度条件下使用，高温会破坏酶的空间结构 C．利用葡萄糖传感器监测血糖时，GOD在传感器中能反复利用 D．该传感器的反应速率仅与葡萄糖浓度有关，与酶的含量无关 答案　D 解析　酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，因此葡萄糖氧化酶(GOD)能够降低葡萄糖氧化反应的活化能，A正确；温度会影响酶的活性，因此该传感器须在适宜的温度条件下使用，高温会破坏酶的空间结构使酶的活性降低甚至丧失活性，B正确；酶在催化化学反应前后结构不变，因此可以反复利用，即利用葡萄糖传感器监测血糖时，GOD在传感器中能反复利用，C正确；底物的浓度、酶的数量、酶的活性等均会影响反应速率，因此该传感器的反应速率不仅与葡萄糖浓度有关，也与酶的含量有关，D错误。 3．(2025·北京，3)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。 4．诱导契合模型认为，酶分子具有一定的柔性，当酶与底物分子接近时，酶受底物分子诱导，构象发生有利于与底物结合的变化，这种构象的变化能使活性中心的催化基团处于合适的位置。甲物质和乙物质与R酶之间的关系如图所示。根据诱导契合模型推测，下列叙述正确的是(　　) A．R酶能催化甲物质和乙物质发生相关的化学反应 B．底物和酶发生结合导致酶的空间结构发生不可逆变性 C．构象的变化使酶能更好地结合底物，从而行使催化功能 D．该模型说明了酶促反应在温和的条件下可以高效进行 答案　C 解析　根据诱导契合模型和图中信息可知，R酶不能催化甲物质发生相关的化学反应，A错误；酶是生物催化剂，反应前后自身性质不发生改变，因此其空间结构的改变是可逆的，B错误；根据诱导契合模型和图中信息可知，底物和酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能，C正确；该模型不能体现酶促反应在温和的条件下可以高效进行，D错误。 5．(2025·惠州三模)在一个固定温度下，反应体系中具有不同能量的底物分子的数量呈正态分布，其分布规律如图中钟形实线所示。分子能量达到活化能的底物分子可以发生反应。下列叙述错误的是(　　) A．若反应体系原本没有酶，加入酶之后的活化能可以用①表示 B．若反应体系原本没有酶，加热之后具有不同能量的底物分子的数量分布情况可以用③表示 C．若反应体系原本有酶，加入酶的抑制剂后，活化能可以用②表示 D．若反应体系原本有酶且处于最适温度，加热之后的活化能可以用①表示 答案　D 解析　酶的作用机理是能够降低化学反应的活化能，若反应体系原本没有酶，加入酶之后，活化能下降，可以用①表示，A正确；加热可提高底物分子的能量，故若反应体系原本没有酶，加热之后具有不同能量的底物分子的数量分布情况可以用③表示，B正确；酶可以降低化学反应的活化能，加入酶的抑制剂后，发生反应所需活化能上升，可用②表示，C正确；若反应体系原本有酶且处于最适温度，加热后虽然底物分子的能量上升，但酶对反应的影响更显著，加热导致酶的活性下降，反应所需的活化能上升，可以用②表示，D错误。 6．(2025·梅州质检)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．发生过程①和过程③所需的能量均称为活化能 B．与酶结合后反应物会更难转变为过渡态反应物 C．加热与加酶使该反应变快的作用机理是不同的 D．pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态反应物 答案　B 解析　活化能是指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，过程①和过程③都是反应物转变为过渡态反应物，所以该过程所需的能量为活化能，A正确；酶能够降低化学反应的活化能，所以与酶结合后反应物更容易转变为过渡态反应物，B错误；加热使该反应变快的作用机理是为反应物提供能量，而酶的作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；pH会影响酶的活性，改变pH可能影响过程①中反应物到达过渡态反应物，进而影响酶促反应的速率，D正确。 7．(2025·大湾区一模)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)。下列叙述正确的是(　　) 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，值越大代表酶活性越高。 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，更有利于降低化学反应的活化能，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。 8．(2025·广州冲刺)农药残留速测卡可检测蔬菜表面残留的有机磷农药(如图)，白色药片中含胆碱酯酶，能催化红色药片中的物质水解且变为蓝色，而有机磷农药可抑制胆碱酯酶的作用。下列叙述错误的是(　　) A．将速测卡冷藏保存可延长有效期 B．设置对照卡可提高检测的准确性 C．胆碱酯酶可降低反应的活化能 D．有机磷农药越多显现的蓝色越深 答案　D 解析　 设置不用有机磷农药处理的对照卡可以排除一些无关因素的干扰，从而提高检测的准确性，B正确；胆碱酯酶作为一种酶，其作用机理是降低化学反应的活化能，使化学反应更容易进行，C正确；根据题意可知，有机磷农药可抑制胆碱酯酶的作用，有机磷农药越多，胆碱酯酶的活性被抑制得越厉害，催化红色药片中物质水解的能力越弱，显现的蓝色就越浅，D错误。 9．(2025·江西，7)芸香糖苷酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物生产槲皮素、柚皮素和橙皮素等活性物质，具有重要的应用前景。研究人员比较了芸香糖苷酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的酶学性质，部分结果如表。下列叙述正确的是(　　) 芸香糖苷酶 最适温度(℃) 最适pH Ⅰ 50 4.0 Ⅱ 70 4.0 Ⅲ 40 6.0 A．酶Ⅰ的反应温度升高20 ℃，其他条件不变，酶Ⅰ与酶Ⅱ活性一致 B．三种酶在最适的温度和pH条件下，催化底物的活性相同 C．三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物，表明它们具有专一性 D．三种酶的空间结构会因环境温度和pH的改变而发生变化 答案　D 解析　酶Ⅰ的反应温度升高20 ℃，其他条件不变，不能确定其活性与酶Ⅱ的活性是否一致，A错误；三种酶的最适温度和 pH 不同，在各自最适条件下活性大小无法确定，故它们催化底物的活性不一定相同，B错误；酶的专一性指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物，无法体现它们具有专一性，C错误；酶的作用条件温和，环境温度和 pH 的改变都会使得酶的空间结构发生变化，进而影响酶的活性，D正确。 10．温度既可以影响反应物使其能量发生变化(如图中曲线a)，也可以影响酶的空间结构使其稳定性发生变化(如图中曲线b)，从而影响酶促反应，两种影响叠加在一起使酶促反应速率与温度的关系如图中曲线c所示。下列叙述错误的是(　　) A．温度越高，反应物更容易从常态转变为活跃状态 B．曲线b表明，温度过高会使酶的空间结构遭到破坏 C．酶的空间结构越稳定，越有利于酶催化酶促反应 D．t1和t2条件下酶促反应速率相同，酶分子活性可能不同 答案　C 解析　随着温度的升高，反应物分子具有的能量增加，更容易从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态，A正确；酶在催化酶促反应时需要与反应物分子识别结合，会发生自身构象的变化，因此酶的空间结构太稳定，不利于酶催化酶促反应，C错误；曲线c中t1、t2处酶促反应速率相同，但温度不同，反应物所含的能量不同，酶分子的空间结构稳定性也不同，其催化酶促反应的能力(即酶分子活性)可能不同，D正确。 11．(2025·华南师大附中月考)某研究小组探究pH对蔗糖酶和胰蛋白酶活性的影响，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A．各个实验组都应该在系列温度梯度条件下进行 B．两种酶在生物体内起催化作用时均降低了化学反应的活化能 C．将pH从10逐渐降到2，蔗糖酶的活性先上升后下降 D．两条曲线的交点表示两种酶在单位时间内催化底物量完全相同 答案　B 解析　探究pH对蔗糖酶和胰蛋白酶活性的影响时，各个实验组都应该在相同且适宜的温度条件下进行，A错误；酶催化作用的机理是降低化学反应的活化能，B正确；pH为10时，蔗糖酶已失活，失活后再降低pH，酶的活性无法恢复，C错误；图中pH为6时两条曲线交叉，表面看纵坐标值是相同的，但该值表示的是两种酶的相对活性，据此不能判断蔗糖酶和胰蛋白酶在单位时间内催化底物的量是否完全相同，D错误。 12．(2025·汕头三模)细胞代谢途径中，关键酶的活性受该途径最终产物抑制的现象，称为终产物抑制。这是细胞调节作用的一种，其调节过程如图所示(E1～E6表示酶)。下列叙述错误的是(　　) A．产物可能与底物竞争酶的结合位点来发挥抑制作用 B．该调节方式中终产物对关键酶的抑制作用是不可逆的 C．当F过量时，E1和E3活性降低，E5活性不变 D．机体可以通过该机制调节产物的合成从而避免物质和能量的浪费 答案　B 解析　终产物抑制通常通过终产物与底物竞争酶的结合位点进而抑制酶的活性，A正确；当产物含量上升时，反馈抑制作用增强，关键酶活性受到抑制，降低终产物的合成，当产物含量下降时，反馈抑制作用减弱，关键酶活性恢复，提高终产物的合成，所以在该调节方式中，终产物对关键酶的抑制作用是可逆的，B错误；据图可知，当终产物F过量时，反馈抑制E1和E3的活性，使它们的活性降低，而对E5的活性没有直接影响，C正确；终产物抑制是一种负反馈调节机制，维持细胞内终产物含量的相对稳定，避免产物的过度合成，从而节约物质和能量，D正确。 13．(2024·广东，15)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5－Ay3－Bi－CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ Ce5 ＋ ＋＋ － － Ay3－Bi－CB － － ＋＋ ＋＋＋ Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋ Bi － － － － CB － － － － 注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。 A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 答案　B 解析　据表格分析可知，Ce5组与Ay3组比较，Ce5与Ay3分别催化纤维素类底物和褐藻酸类底物，说明两者的催化功能不同，当Ay3与Ce5同时存在时，即Ce5组与Ce5－Ay3－Bi－CB组比较，Ce5催化纤维素类底物W2的活性增强，说明两者之间可能存在相互影响，A正确；Bi组不能催化纤维素类底物和褐藻酸类底物，说明其无催化活性，Ay3组与Ay3－Bi－CB组比较，不论是否与Bi结合，Ay3均可催化底物S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；Ce5－Ay3－Bi－CB组与Ay3－Bi－CB组比较，无论Ce5是否存在，该酶催化褐藻酸类底物的活性均不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；若要研究CB是否与纤维素类底物的催化活性有关，自变量为有无CB，所以应增加检测Ce5－Ay3－Bi肽链的活性，与Ce5－Ay3－Bi－CB组比较，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。 二、非选择题 14．(12分)(2023·全国乙，32)某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。 实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的 ①取甲、乙细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。 ②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。 ③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。 实验二：确定甲和乙植株的基因型 将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。 回答下列问题： (1)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____________。 (2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是________，乙的基因型是________；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是________。 答案　(1)高效性、专一性、作用条件温和　空间结构　(2)甲、乙两种研磨液混合后，其中的酶1和酶2使白色底物经酶促反应生成了红色色素 (3)AAbb　aaBB　白色 15．(18分)(2025·珠海调研)研究人员对β-葡萄糖苷酶的催化活性进行研究，得到结果如图。回答下列问题： (1)据图分析，该实验的自变量是__________。随着反应时间的延长，反应60 min和120 min对应的酶活性最高时的温度为________。该实验结果说明该酶的最适温度并非固定值，而是__________________。产生这种现象的原因是温度在影响分子热运动和______________两个层面综合影响酶的催化活性。 (2)为了验证上述变量之间的关系，研究人员对常温储存的β-葡萄糖苷酶的活性进行了如表所示的3组实验，完成下列表格。 实验材料 实验组：常温储存的β-葡萄糖苷酶；阳性对照组：________；阴性对照组：________ 实验条件 置于________℃水浴以确保酶促反应高效进行 结果测量 每分钟取适量溶液测定结果，连续测量至第15 min (3)(4分)加酶洗衣粉的最适温度为40～50 ℃，为提高加酶洗衣粉的冷水洗涤效率，请简要阐述改造酶制剂可行的设计思路：____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)温度和反应时间　37 ℃　随反应时间而变化　蛋白质空间结构　(2)低温储存的β-葡萄糖苷酶　高温失活的β-葡萄糖苷酶　42　(3)在常年低温环境中筛选耐低温或嗜冷微生物，从生物体中寻找符合要求的低温酶(或可以利用人工智能技术、基因编辑技术预测并定点优化现有酶的蛋白质空间结构) 解析　(1)根据图中横坐标来判断自变量，即不同温度和不同反应时间；当反应时间为20 min时，相对活性峰值是在温度为42 ℃时，随着反应时间的延长，当到60 min和120 min时，相对活性峰值的温度均为37 ℃，说明该酶最适温度随着反应时间而发生变化；温度通过影响分子热运动和蛋白质的空间结构来影响酶活性，一般来说，温度越高，分子热运动越强，而温度过高会使酶变性，降低酶活性。(2)阳性对照是正常方式储存即低温储存β-葡萄糖苷酶，阴性对照应是让酶失活，即高温失活的β-葡萄糖苷酶；由于本实验测量时间只有15 min，最适温度为42 ℃，所以实验温度控制在42 ℃，以保证酶促反应高效进行。(3)加酶洗衣粉的最适温度为40～50 ℃，为提高加酶洗衣粉的冷水洗涤效率，关键在于使酶的最适温度调整为低温，可以在常年低温环境中筛选耐低温或嗜冷微生物，从生物体中寻找符合要求的低温酶(或可以利用人工智能技术、基因编辑技术预测并定点优化现有酶的蛋白质空间结构)。 学科网（北京）股份有限公司 $