5.1降低化学反应活化能的酶（分层学练作业）（3大闯关自测+3层精练）生物人教版必修1

**基本信息** 以“三阶九维”分层设计构建酶专题知识巩固体系，通过自主闯关夯实概念、分层精练梯度进阶、练后回看精准反思，融合生命观念与科学思维，适配新授课差异化教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |自主闯关|核心概念（酶的本质/作用/特性）、解题模板（实验设计/因素分析）、易混陷阱（关键词速填/正误判断）|挖空自测+技巧解锁，聚焦基础概念辨析与科学思维启蒙| |分层精练A组|酶的作用和本质、催化原理、影响因素（温度/pH）|15道基础选择，限时20分钟，单一知识点直接应用，强化生命观念中的结构与功能观| |分层精练B/C组|酶活性曲线分析、实验变量控制、变构调节（竞争性/非竞争性抑制）|选择+非选择（22/29题），限时18-24分钟，综合情境与跨知识点应用，突出探究实践能力培养|

5.1降低化学反应活化能的酶(第1课时)分层学练作业） 闯关自测分层精练练后回看 第一部分自主闯关·挖空自测聚焦课堂核心，明晰知识脉络 关卡01核心概念·知识通关 关卡02解题套路·技巧解锁 关卡03易混陷阱·避坑打卡 第二部分分层精练·强化集训打地基式进阶训练，明确学习方向 A组基础达标练·固本 知识点01酶的作用和本质 知识点02酶催化作用的原理 知识点03影响酶活性的因素 B组能力提升练·进阶 C组素养培优练·冲刺 第三部分练后回看·精准反思最大限度利用已做已练，精准查漏补缺 一、酶的作用和本质 1.酶的本质：大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 2.酶的作用：降低化学反应的活化能，加快反应速率。 3.酶的特性：高效性、专一性、作用条件温和。 二、酶催化作用的原理 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.酶的作用机理：酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率，但不改变反应的平衡点。 三、影响酶活性的因素 1.温度：酶促反应有最适温度，低于或高于最适温度，酶活性降低；高温使酶变性失活（不可逆），低温使酶活性降低（可恢复）。 2.pH：酶促反应有最适pH，过酸或过碱会使酶变性失活（不可逆）。 3.酶浓度：在底物充足条件下，酶浓度越高，反应速率越快。 4.底物浓度：在酶量一定时，底物浓度越高，反应速率越快，但达到饱和后速率不再增加。 自●主●闯●关 关卡01核心概念・知识通关 一、酶的作用和本质 1.酶的本质：大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 2.酶的作用：降低化学反应的活化能，加快反应速率。 3.酶的特性：高效性、专一性、作用条件温和。 二、酶催化作用的原理 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.酶的作用机理：酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率，但不改变反应的平衡点。 三、影响酶活性的因素 1.温度：酶促反应有最适温度，低于或高于最适温度，酶活性降低；高温使酶变性失活（不可逆），低温使酶活性降低（可恢复）。 2.pH：酶促反应有最适pH，过酸或过碱会使酶变性失活（不可逆）。 3.酶浓度：在底物充足条件下，酶浓度越高，反应速率越快。 4.底物浓度：在酶量一定时，底物浓度越高，反应速率越快，但达到饱和后速率不再增加。 关卡02解题套路・技巧解锁 题型1：酶的本质与特性判断 解题模板：①酶的化学本质是蛋白质或RNA；②酶具有高效性（与无机催化剂相比）、专一性（一种酶只能催化一种或一类反应）；③酶的作用条件温和。 题型2：影响酶活性的因素分析 解题模板：①温度、pH影响酶活性，有最适值；②高温、过酸、过碱使酶变性失活（不可逆），低温只降低活性（可恢复）；③底物浓度和酶浓度影响反应速率，但不影响酶活性。 题型3：酶相关实验设计 解题模板：①对照原则（如探究温度对酶活性影响时，设置不同温度组）；②控制单一变量；③检测指标（如反应速率、底物剩余量等）。 题型1：酶的本质与特性判断 解题模板：①酶的化学本质是蛋白质或RNA；②酶具有高效性（与无机催化剂相比）、专一性（一种酶只能催化一种或一类反应）；③酶的作用条件温和。 题型2：影响酶活性的因素分析 解题模板：①温度、pH影响酶活性，有最适值；②高温、过酸、过碱使酶变性失活（不可逆），低温只降低活性（可恢复）；③底物浓度和酶浓度影响反应速率，但不影响酶活性。 题型3：酶相关实验设计 解题模板：①对照原则（如探究温度对酶活性影响时，设置不同温度组）；②控制单一变量；③检测指标（如反应速率、底物剩余量等）。 关卡03易混陷阱・避坑打卡 1.关键词速填 （1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其化学本质是蛋白质或RNA； （2）酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能； （3）酶的特性有高效性、专一性和作用条件温和； （4）过酸、过碱和高温都会使酶变性失活，而低温只使酶活性降低（可恢复）。 2.正误判断 ①酶都是蛋白质（×）（少数是RNA） ②酶在化学反应前后数量和性质不变（√） ③高温和低温都能使酶变性失活（×）（低温不使酶变性） ④酶具有高效性，其催化效率一定高于无机催化剂（√） ⑤酶只能在细胞内发挥作用（×）（也可在细胞外发挥作用） ⑥酶促反应的最适温度和最适pH是固定的（×）（因酶种类不同而异） 分●层●精●练 （限时：20min） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C D C C C D C C D D D C D A 知识点1酶的作用和本质 1．酶与ATP是细胞代谢有序进行的物质基础。下列叙述正确的是（　　） A．酶的合成都需要核糖体、内质网和高尔基体共同参与 B．ATP分子中含有三个特殊的化学键，是细胞的直接能源物质 C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 D．细胞内ATP含量丰富，可满足剧烈运动时的能量需求 【答案】C 【详解】A、本质为RNA的酶不在核糖体合成，DNA聚合酶等一些胞内酶也无需内质网、高尔基体加工，A错误； B、ATP分子中含有2个特殊的化学键，B错误； C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，进而提高化学反应速率，C正确； D、细胞内ATP含量很少，依靠ATP和ADP的快速转化持续供能，D错误。 故选C。 2．研究发现核酶的催化效率较低。下图表示某核酶催化反应的过程，相关叙述正确的是（　　） A．核酶的基本单位是氨基酸 B．核酶为反应提供的活化能较少 C．核酶通过碱基配对形成酶-底物复合物 D．在该核酶的催化下底物被彻底水解 【答案】C 【详解】A、核酶的本质是具有催化功能的RNA，其基本单位是核糖核苷酸，A错误； B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应提供活化能，B错误； C、核酶和底物的本质都是RNA，由图可知二者通过碱基互补配对形成双链区，进而形成酶-底物复合物，C正确； D、由图可知，底物仅被催化断裂为两个RNA片段，没有彻底水解为核糖、磷酸和含氮碱基，D错误。 3．酶为生活添姿彩。下列关于酶的应用正确的是（    ） A．溶菌酶溶解真菌细胞壁抗菌消炎 B．果胶酶破坏细胞膜提高果汁产量 C．含酶牙膏可分解牙缝中所有残渣 D．胰蛋白酶可用于溶解血凝块 【答案】D 【详解】A、溶菌酶的作用底物是细菌细胞壁的肽聚糖，仅能溶解细菌细胞壁起到抗菌消炎作用，真菌细胞壁的主要成分为几丁质，无法被溶菌酶溶解，A错误； B、果胶酶的作用底物是果胶，果胶是植物细胞壁和胞间层的组成成分，果胶酶通过分解果胶瓦解植物细胞壁提高果汁产量，不能破坏细胞膜结构，B错误； C、酶具有专一性，一种酶仅能催化一种或一类化学反应，含酶牙膏中的酶只能分解对应类型的食物残渣，无法分解所有残渣，C错误； D、血凝块的主要成分为蛋白质类的纤维蛋白，胰蛋白酶可催化蛋白质水解，因此能够用于溶解血凝块，D正确。 4．荷叶离褶伞（鹿茸菇）能分泌半纤维素酶。研究人员为了探究不同温度对荷叶离褶伞中半纤维素酶活性的影响，进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．半纤维素酶活性越高，可为反应提供的活化能越多 B．该实验中存在两个自变量，未遵循单一变量原则 C．图中半纤维素酶活性呈升高趋势，在成菇期达到最大值 D．10℃时半纤维素酶的结构被破坏，导致酶活性较低 【答案】C 【详解】A、酶的作用是降低化学反应的活化能，A错误； B、该实验存在温度和生长发育时期两个自变量，实验通过分组探究不同温度下随生长时期的酶活性变化，仍遵循单一变量原则，B错误； C、由图中曲线可知，不同温度下半纤维素酶活性均随生长发育时期（半袋期→满袋期→成菇期）呈升高趋势，且在成菇期达到最大值，C正确； D、10℃属于低温条件，低温只会抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，D错误。 5．酶变体FAST-PETase（肽链构成，与天然酶比较，性质更稳定），能在短时间内分解无机催化剂需要数百年才能降解的PET塑料。下列相关叙述正确的是（     ） A．FAST-PETase与双缩脲试剂反应会呈红色 B．FAST-PETase为降解PET提供活化能 C．FAST-PETase的稳定性与其空间结构有关 D．强酸和强碱不会影响FAST-PETase的催化活性 【答案】C 【详解】A、FAST-PETase本质是蛋白质（肽链构成），蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色而非红色，A错误； B、酶的作用机制是降低化学反应的活化能，而非为反应提供活化能，B错误； C、蛋白质的结构决定功能，FAST-PETase的稳定性属于其性质，与其特定的空间结构密切相关，C正确； D、FAST-PETase本质为蛋白质，强酸、强碱会破坏其空间结构，使其变性失活，会影响催化活性，D错误。 6．木瓜汁中含有木瓜蛋白酶，用其腌肉可使肉质松软嫩滑。下列关于该酶的叙述，正确的是（     ） A．化学本质是纤维素和果胶 B．为蛋白质水解提供所需的活化能 C．腌肉时温度过高可能效果不佳 D．催化前后自身空间结构发生改变 【答案】C 【详解】A、木瓜蛋白酶属于蛋白酶，化学本质是蛋白质，纤维素和果胶是植物细胞壁的主要组成成分，A错误； B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应提供活化能，B错误； C、高温会破坏酶的空间结构使酶永久失活，因此腌肉时温度过高会导致木瓜蛋白酶失活，嫩肉效果不佳，C正确； D、酶是生物催化剂，催化反应前后自身的化学性质和空间结构不会发生改变，D错误。 7．在酶本质的探索历程中，萨姆纳证明脲酶化学本质是蛋白质，这使人们普遍认为“所有酶都是蛋白质”。下列哪项实验证据最能直接反驳这一观点（　　） A．斯帕兰札尼证明胃液中起消化作用的是化学物质 B．胃蛋白酶、胰蛋白酶等被证明可被蛋白酶水解而失活 C．将RNA酶加入某细胞提取液后，RNA的降解速率没有明显变化 D．科学家发现某些RNA分子具有催化特定化学反应的能力 【答案】D 【详解】A、斯帕兰札尼的实验仅证明胃液中存在可消化肉块的化学物质，并未探究该物质的化学本质，无法反驳“所有酶都是蛋白质”的观点，A错误； B、胃蛋白酶、胰蛋白酶可被蛋白酶水解失活，说明这两类酶的化学本质是蛋白质，是对“酶是蛋白质”观点的支持，无法反驳，B错误； C、RNA酶加入细胞提取液后RNA降解速率无明显变化，可能是RNA酶失活等其他原因导致，无法证明存在非蛋白质类的酶，不能反驳题干观点，C错误； D、催化功能是酶的核心特征，发现部分RNA分子具有催化能力，说明这部分RNA属于酶，其化学本质不是蛋白质，直接证明并非所有酶都是蛋白质，可反驳题干观点，D正确。 知识点2酶的特性 8．探究温度对酶活性的影响，设置0℃、37℃、100℃三组。下列分析正确的是（　　） A．0℃时酶失活，升高温度后活性不能恢复 B．100℃时酶的空间结构被破坏，降温后活性可恢复 C．0℃时酶活性被抑制但结构未破坏，升温后活性可恢复 D．三组实验中酶促反应速率相同，因为酶量相同 【答案】C 【详解】AC、0℃属于低温环境，低温仅会抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，不会导致酶失活，升高温度后酶的活性可以恢复，A错误，C正确； B、100℃属于高温环境，高温会破坏酶的空间结构，使酶发生不可逆的失活，即使降温后活性也无法恢复，B错误； D、该实验的自变量是温度，不同温度下酶的活性不同，因此三组的酶促反应速率不同，D错误。 9．酶是生物催化剂，下列叙述正确的是（     ） A．酶的化学本质都是蛋白质 B．酶为化学反应提供活化能 C．低温抑制酶活性，空间结构未被破坏 D．酶可以在高温条件下长期保存 【答案】C 【详解】A、酶的化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA，并非都是蛋白质，A错误； B、酶作为生物催化剂，作用机理是降低化学反应的活化能，不会为化学反应提供活化能，B错误； C、低温只会抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，温度回到适宜范围后酶活性可以恢复，C正确； D、高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，酶需要在低温条件下保存，不能在高温条件下长期保存，D错误。 10．为研究不同金属离子对脂肪酶活性的影响，某实验小组进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（     ） A．该实验中需添加等量且适量的脂肪作底物 B．脂肪酶的浓度和反应温度是该实验的无关变量 C．酶活性可通过测定单位时间内底物的减少量来判断 D．据图可知，和均可使脂肪酶变性失活 【答案】D 【详解】A、本实验的自变量为金属离子的种类，底物脂肪属于无关变量，实验设计要求无关变量保持等量且适宜，因此需添加等量且适量的脂肪作底物，A正确； B、除自变量外，其他会影响实验结果的变量均为无关变量，该实验中脂肪酶的浓度、反应温度都属于无关变量，B正确； C、酶活性可通过单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示，C正确； D、由柱状图可知，和处理组的脂肪酶仍具有一定的相对活性，仅活性低于对照组，说明二者只是抑制了脂肪酶活性，并未使酶变性失活（变性失活的酶活性几乎为0），D错误。 11．在适宜条件下，等量的过氧化氢经不同处理后生成物的量与时间的变化曲线如图所示（①为加入2滴质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液，②为加入2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液）。下列叙述错误的是（     ） A．三组反应速率从慢到快的关系为③<②<① B．酶和无机催化剂都不能改变化学反应最终生成物的量 C．加热可直接为过氧化氢的分解提供能量 D．①与②都为加入2滴试剂，保证了Fe3+和过氧化氢酶分子数量相等 【答案】D 【详解】A、由题图可知，曲线①达到平衡所需要的时间最短，说明反应速率最快，过程③达到平衡所需要的时间最长，说明反应速度最慢三组反应速率从慢到快的关系为③<②<①，A正确； B、酶和无机催化剂不改变化学反应最终生成物的量，但会加快反应速率，B正确； C、加热提高了分子本身的能量，可直接为过氧化氢的分解提供能量，C正确； D、质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍，①与②都为加入2滴试剂，但Fe3+数远多于过氧化氢酶分子数，D错误。 12．为了探究酶的特性，某同学进行了下列实验设计，其中最合理的是（     ） A．在比较H₂O₂在不同条件下的分解实验中，通过对比对照组和肝脏研磨液组来验证酶的高效性 B．可用淀粉、蔗糖和淀粉酶溶液来探究酶的专一性，选用碘液检测实验结果 C．探究温度对酶活性的影响时，酶与底物混合后迅速放入不同温度的恒温水浴锅中 D．探究pH对酶活性的影响时，选用肝脏研磨液和过氧化氢溶液，观察气泡产生速率 【答案】D 【详解】A、酶的高效性是指酶的催化效率远高于无机催化剂，验证高效性需对比肝脏研磨液组和无机催化剂（如FeCl₃）组，仅对比空白对照组和肝脏研磨液组只能验证酶具有催化作用，A错误； B、蔗糖及其水解产物均不与碘液发生显色反应，无法检测蔗糖是否被淀粉酶水解，该实验应选用斐林试剂检测，B错误； C、探究温度对酶活性的影响时，应先将酶和底物分别在预设温度下保温一段时间后再混合，若先混合再放入水浴，在温度达到预设值前酶已催化底物反应，会干扰实验结果，C错误； D、肝脏研磨液中的过氧化氢酶可催化H₂O₂分解，无关变量温度控制适宜时，可通过观察不同pH条件下气泡产生速率判断酶活性，实验设计合理，D正确。 13．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（0.2mL） 乙中溶液（2mL） 不同时间测定的相对压强（kPa） 0s 50s 100s 150s 200s 250s 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．250s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 【详解】A、H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强增大，A正确； B、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，即从酶与底物接触时开始计时，B正确； C、三组中的H2O2溶液均为2ml，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s之前（200s）Ⅰ组反应已结束，但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的最终压强10.0，故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误； D、酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比Ⅰ、Ⅱ组可知，在相同时间内Ⅰ组（含过氧化氢酶）相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。 14．如图示温度对某种胰淀粉酶活性的影响。下列分析正确的是（     ） A．10℃时该酶完全失活 B．该酶最适温度在20-30℃ C．30℃时该酶的活性最低 D．从40℃至50℃该酶活性下降 【答案】D 【详解】A、低温仅会抑制酶的活性，不会使酶完全失活，且10℃时该酶仍有一定催化速率，并未完全失活，A错误； B、由曲线可知，酶活性在30~40℃范围内达到峰值，因此该酶最适温度在30~40℃，而非20~30℃，B错误； C、由曲线可知，10℃、50℃时的酶活性均低于30℃，30℃不是酶活性最低的温度，C错误； D、曲线在40℃到50℃区间呈下降趋势，说明该温度范围内酶活性逐渐下降，D正确。 15．在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，属于自变量的是（　　） A．温度和催化剂种类 B．反应物的浓度 C．反应的时间 D．过氧化氢反应速率 【答案】A 【详解】实验中自变量是人为控制改变的变量，无关变量是除自变量外需保持相同且适宜、避免干扰实验结果的变量，因变量是随自变量变化而变化的变量。在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中设置了常温、90℃水浴的不同温度组别，以及FeCl3、过氧化氢酶的不同催化剂组别，温度和催化剂种类是人为改变的变量，属于自变量，反应物过氧化氢的浓度、反应的时间均属于无关变量，各组需要保持相同且适宜，过氧化氢反应速率是随温度、催化剂种类变化而变化的变量，属于因变量，A符合题意。 （限时：18min） 题号 16 17 18 19 20 21 答案 B C A B D B 【答案】(1)分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量 (2)专一性 (3) 温度升高酶促反应加快 随温度的升高酶逐渐变性 (4) 酶浓度 底物浓度 (5) 16．β-淀粉酶可使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，下图表示β-淀粉酶酶促反应速率与温度的关系。下列说法错误的是（     ） A．β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖 B．温度为t2时，该反应的活化能最高 C．与t2相比，t1、t3温度下酶促反应速率降低的本质原因不同 D．提高淀粉溶液浓度，t2时酶促反应速率可能会增加 【答案】B 【详解】A、淀粉的单体为葡萄糖，β-淀粉酶以两个单糖为单位水解淀粉，产物为两分子葡萄糖构成的麦芽糖，A正确； B、酶的作用是降低化学反应活化能，t2是该酶的最适温度，此时酶活性最高，降低活化能的效果最显著，该反应所需活化能最低，B错误； C、t1为低温环境，低温仅抑制酶活性，酶的空间结构未被破坏；t3为高温环境，高温会破坏酶的空间结构使酶永久失活，二者降低反应速率的本质原因不同，C正确； D、t2时酶活性最高，若此时限制酶促反应速率的因素是底物浓度，提高淀粉（底物）溶液浓度，酶促反应速率会升高，D正确。 17．为研究温度对某酶的影响，研究人员将等量酶液按下表进行预处理。预处理结束后，各组均立即调至37℃，加入等量且足量底物，在相同pH条件下测定反应初期的酶活性。另取部分经60℃处理10 min的酶液，在37℃下放置30 min后再测定活性，实验结果如下表。 组别 预处理条件 测定前的其他处理 相对酶活性 甲 37℃处理10 min 无 100％ 乙 60℃处理10 min 无 70％ 丙 60℃处理30 min 无 40％ 丁 60℃处理10 min 37°C放置30 min 72％ 下列叙述正确的是（     ） A．甲组酶活性最高，说明该酶催化反应的最适温度是37℃ B．乙组相对酶活性为70％，说明约30％酶分子的肽键发生断裂 C．实验结果支持60℃处理使该酶总体催化能力下降 D．酶通过提供化学反应所需活化能加快反应速率 【答案】C 【详解】A、本实验仅设置了37℃和60℃的预处理温度，未设置其他温度梯度进行实验，无法确定该酶的最适温度为37℃，A错误； B、高温使酶活性降低的原因是酶的空间结构被破坏，肽键并未发生断裂，B错误； C、乙、丙、丁组经60℃处理后，相对酶活性均低于甲组的100%，说明60℃处理会使该酶总体催化能力下降，实验结果支持该结论，C正确； D、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，而非提供活化能，D错误。 18．下图为酶促反应曲线，表示反应速率为最大反应速率（）一半时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，从而影响反应过程。下列分析错误的是（     ） A．加入非竞争性抑制剂，不变 B．加入竞争性抑制剂，值增大 C．值越小，酶与底物亲和力越高 D．非竞争性抑制剂影响酶的空间结构 【答案】A 【详解】A、加入非竞争性抑制剂，使酶的活性部位功能丧失，导致Vmax降低，A错误； B、竞争性抑制剂与底物结构相似，会竞争结合酶的活性部位，因此需要更高的底物浓度才能让反应速率达到原最大反应速率的一半，即值增大，B正确； C、是反应速率达到一半时的底物浓度，越小说明仅需较低的底物浓度就可达到较高的反应速率，代表酶与底物的亲和力越高，C正确； D、非竞争性抑制剂结合酶的非活性部位后，会改变酶的空间结构，导致酶的活性位点无法正常结合底物，D正确。 19．为探究某种酶的活性，某同学在某温度条件下，测得不同底物浓度下对应的反应速率，结果如下表。 试管编号 1 2 3 4 5 底物浓度/（mol.L-1） 6.3×10-6 7.5×10-5 1.0×10-4 1.0×10-3 1.0×10-2 反应速率/（nmol.L-1.min-1） 15 56 60 75 75 下列叙述错误的是（　　） A．本实验的自变量是底物浓度 B．若3号试管反应温度改为37 ℃，其反应速率会下降 C．若将1号试管的原酶液稀释10倍，其反应速率可能会下降 D．若将该酶稀释100万倍发现仍有催化能力，说明酶具有高效性 【答案】B 【详解】A、本实验的操作是改变底物浓度测定对应反应速率，自变量为底物浓度，温度、酶量等属于无关变量，A正确； B、题干仅说明实验在“某温度”下进行，未给出该温度与酶最适温度、37℃的大小关系，若原温度低于酶的最适温度，且37℃更接近最适温度，则反应速率可能升高，无法确定改温后速率一定下降，B错误； C、1号试管底物浓度较低，若稀释酶液会使酶量减少，酶与底物结合的概率降低，反应速率可能下降，C正确； D、酶的高效性表现为催化效率极高，极少量的酶即可发挥较强催化作用，稀释100万倍仍有催化能力可体现酶的高效性，D正确。 20．某实验小组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，实验结果如下图所示。下列叙述正确的是（     ） A．实验中温度从27℃上升至47℃，酶的活性逐渐降低 B．47℃条件下滤液变澄清时间最短，说明该酶最适温度为47℃ C．若要对该蛋白酶进行保存，则应该在47℃条件下保存 D．若设置67℃的实验，滤液始终未变澄清说明酶已经失活 【答案】D 【详解】A、滤液变澄清的时间越短，说明蛋白酶分解蛋白质的效率越高，酶活性越强。27℃上升至47℃时，滤液变澄清时间逐渐缩短，说明酶活性逐渐升高，A错误； B、该实验仅设置了4个温度梯度，47℃是这几个温度中酶活性最高的温度，若要确定该酶的最适温度，需要在47℃左右设置更小的温度梯度进一步实验，B错误； C、 酶应该在低温条件下保存，47℃是酶活性较高的温度，不利于酶的保存，C错误； D、高温会破坏蛋白酶的空间结构使其永久失活，无法催化蛋白质分解，因此67℃条件下滤液始终未变澄清说明酶已经失活，D正确。 21．某科研人员从某种微生物体中分离得到了一种蛋白酶Q，为探究该酶的最适温度，进行了相关实验，图1表示在不同温度条件下，酶Q在相同时间内分解等量底物的结果；图2为酶Q在60℃催化一定量的底物时，生成物的量随时间变化的曲线。下列叙述正确的是（     ） A．分析图1实验结果可知，酶Q的最适温度应≥60℃ B．分析图2的实验曲线，若在t1时刻加入适量反应物，反应速率不变 C．本实验宜用双缩脲试剂来检测各组的反应情况 D．pH为本实验的无关变量，实验过程中各组相同即可 【答案】B 【详解】A、蛋白酶Q的最适温度可能大于60℃，也可能是50℃到60℃之间的某一温度，A错误； B、图2中，t1时刻反应仍在进行，生成物的量随时间增加而增加，说明此时底物尚未耗尽，反应速率受酶活性限制（60℃为实验设定温度，可能接近最适温度），因此在t1时刻加入反应物不能够增加反应速率，B正确； C、绝大多数酶的化学本质为蛋白质，本实验所使用的蛋白酶Q的化学本质也可能为蛋白质，酶作为催化剂在反应前后保持不变，可以与双缩脲试剂发生反应，因此不宜用双缩脲试剂来检测各组的反应情况，C错误； D、本实验中pH为无关变量，无关变量的设置要求应为各组相同且适宜，D错误。 二、非选择题 22．“塑料垃圾污染”是令世界各国头疼的问题，这是因为塑料制品的主要原料——“PET塑料”需要数百年时间才能自然降解。最近，科学家发现一种酶，可以有效将“PET塑料”降解，有望成为治理白色污染的“利器”。回答下列问题。 (1)酶的作用机理是显著降低了化学反应的活化能，活化能是指_____________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)“PET塑料”在自然界中需要数百年时间才能降解是因为自然界缺乏相对应的酶，这体现了酶具有________________________特性。 (3)酶促反应速率受温度影响，温度对酶促反应速率的影响表现在两个方面：一方面是温度升高_______________________________________；另一方面随温度的升高___________________________。酶促反应最适温度是这两种影响的综合结果。 (4)“酶-底物中间复合物学说”认为当酶催化某一化学反应时，酶E首先和底物S结合生成中间复合物ES，然后生成产物P并释放出酶。可表示为：。由此可推测，酶促反应速率受___________________、_____________________影响。 (5)自然界中存在酶的抑制剂。有一类竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，从而使酶活性部位的催化功能丧失。下图为不同底物浓度下酶促反应曲线，请在图中画出在Km浓度后分别加入竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂后反应速率变化的曲线。 【答案】(1)分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量 (2)专一性 (3) 温度升高酶促反应加快 随温度的升高酶逐渐变性 (4) 酶浓度 底物浓度 (5) 【详解】（1）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的能量，酶的作用机理是降低了化学反应的活化能。 （2）“PET塑料”在自然界中需要数百年时间才能降解是因为自然界缺乏相对应的酶，这体现了酶具专一性。 （3）酶促反应速率受温度影响，温度对酶促反应的影响表现在两个方面：一方面是温度升高酶促反应加快；另一方面随温度的升高酶逐渐变性。酶所表现的最适温度是这两种影响的综合结果。 （4）“PET塑料”在自然界中需要数百年时间才能降。由此可推测，酶促反应速率受酶浓度、底物浓度影响。 （5）竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，从而使酶的活性部位功能丧失，当酶充足时，在Km浓度后分别加入竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂后反应速率变化的曲线如图： 。 （限时：24min） 题号 23 24 25 26 27 28 答案 D C D D D C 29【答案】 (1) 降低无色物质生成褐色物质的活化能 多酚氧化酶的最适温度在30～40℃，该温度下发酵，可保证酶的最大活性，从而更快产生酶促褐变 (2) 酶浓度、种类、揉捻时间 纤维素酶 破坏细胞壁 (3)高温 (4) 蛋白酶和脂肪 抑制 促进LC-3I蛋白转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白，促进脂肪降解 30【答案】 (1) 专一性 生物膜 高效性 (2) 温度和 pH 是 (3) 先上升后下降 破坏酶的空间结构（使酶变性失活） 在 pH=5~7 之间设置更小的 pH 梯度（如 5.0、5.2、5.4…7.0），在相同且适宜的温度下测定 PPO 活性，底物剩余量最少对应的 pH 即为最适 pH (4) 底物浓度 增加酶的数量（浓度） 一、单选题 23．β-淀粉酶使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，研究人员测定了β-淀粉酶在50℃条件下经不同处理后的活性变化，结果如图所示。下列说法错误的是（     ） A．β-淀粉酶不能彻底水解淀粉 B．第①组只添加β-淀粉酶，酶蛋白在50℃高温的持续作用下，空间结构被不断破坏 C．在实验过程的前40 min，第②组加入2%淀粉使β-淀粉酶的活性先增强后减弱 D．加入30 mmol·L⁻¹Ca²⁺有利于维持β-淀粉酶的活性，同时加入2%淀粉会降低酶活性 【答案】D 【详解】A、题干中提到β-淀粉酶从末端以两个单糖为单位进行水解，淀粉的基本单位是葡萄糖，两个葡萄糖组成麦芽糖，因此β-淀粉酶只能将淀粉水解为麦芽糖，不能彻底水解为葡萄糖，A正确； B、第①组是对照组，只添加β-淀粉酶，从曲线可以看出，随着时间延长，酶的相对活性持续下降，说明酶蛋白在50℃高温持续作用下，空间结构被不断破坏，B正确； C、第②组是添加2%淀粉的组，在前40min内，酶的相对活性先上升到峰值再下降，说明2%淀粉使β-淀粉酶的活性先增强后减弱，C正确； D、对比曲线③（30mmol·L⁻¹Ca2+）和曲线④（30mmol·L⁻¹Ca2++2%淀粉），可以发现同时加入2%淀粉的④组酶活性高于仅加Ca2+的③组，说明2%淀粉并没有降低酶活性，反而和Ca2+共同作用提高了酶活性，D错误。 24．下图为酶促反应曲线，Km表示反应速率为最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，从而影响反应过程。下列分析错误的是（　　） A．加入非竞争性抑制剂，Vmax降低 B．加入竞争性抑制剂，Km值增大 C．Km值越大，酶与底物亲和力越高 D．非竞争性抑制剂影响酶的空间结构 【答案】C 【详解】A、加入非竞争性抑制剂，使酶的活性部位功能丧失，导致Vmax降低，A正确； B、加入竞争性抑制剂，酶与底物结合的机会减少，则Km值增大，B正确； C、据图分析，Km值越小，达到Vmax需要的底物浓度越低，说明酶与底物亲和力越高，C错误； D、非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而破坏酶的空间结构，使酶活性部位功能丧失，D正确。 25．“诱导契合学说”认为，底物可诱导酶的空间结构发生改变，使酶与之结合完成催化。两种结构不同的底物CTH和CU与S酶结合的位点相同，利用S酶进行的实验结果如图所示。下列说法正确的是（     ） 注：表示催化CTH反应后的S酶，表示催化CU反应后的S酶 A．S酶能催化CTH或CU反应，说明该酶不具有专一性 B．适当提高CTH或CU的浓度可增强S酶的活性 C．①③组对照，说明CU不会使S酶的空间结构发生改变 D．该实验说明CTH诱导S酶空间结构改变的程度大于CU 【答案】D 【详解】A、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，S酶可以催化两种结构相似、结合位点相同的底物反应，仍符合酶专一性的特点，A错误； B、底物浓度不影响酶的活性，适当提高底物浓度只能提高反应速率，不能改变酶活性，B错误； C、①是原S酶+CTH，③是催化CU后的S酶（SCU）+CTH，③的最终产物量低于①，说明CU结合S酶后已经改变了S酶的空间结构，只是改变程度较小，C错误； D、从实验结果看：催化CTH后的S酶（SCTH）再加入CU后，几乎不产生产物，说明S酶经CTH诱导空间结构改变后，无法再结合CU催化反应；而催化CU后的S酶（SCU）再加入CTH仍可以催化产生产物，说明仅活性下降，仍可结合CTH。由此说明CTH诱导S酶空间结构改变的程度大于CU，D正确。 26．溶酶体膜上存在多种特异性蛋白，参与如图所示的生理过程，下列叙述正确的是（     ） A．Ca2+、Na+、H+的运输方式相同 B．H+-ATP酶具有催化、调节功能 C．图中H+运输时都消耗能量 D．适度提高溶酶体中H+浓度可促进Na+吸收 【答案】D 【详解】A、H+通过H+-ATP酶逆浓度运入溶酶体，消耗ATP（主动运输）；同时通过Na+-H+逆向转运蛋白顺浓度从溶酶体运出（不消耗能量）。 Ca2+通过通道蛋白顺浓度从溶酶体运出，为协助扩散，不耗能。 Na+-H+逆向转运蛋白利用H+顺浓度外流产生的势能，将Na+逆浓度运入溶酶体，能量依赖H+的浓度梯度势能。三种离子的运输方式不同（Ca2+为协助扩散，H+进溶酶体为主动运输、出溶酶体为协助扩散，Na+进溶酶体为主动运输），A错误； B、H+-ATP酶有催化和运输的功能，没有调节生命活动的功能，B错误； C、图中H+出溶酶体是顺浓度梯度运输，不消耗能量，C错误； D、Na+进入溶酶体的能量来自溶酶体内外的H+浓度差，适度提高溶酶体中H+浓度，H+浓度差增大，可提供更多势能，促进Na+的吸收，D正确。 27．碱性蛋白酶能催化酪蛋白水解，使低脂奶在特定波长处的吸光值降低。利用这一原理可测定碱性蛋白酶的活性，研究人员分别在pH=9的条件下测定不同反应时间的水解效率（图1），并在pH为3～13的条件下测定反应30分钟时的碱性蛋白酶对低脂奶的水解效率（图2），得到如下结果。下列分析错误的是（　　） 注：水解效率是指一定条件下，被水解低脂奶的量占初始总低脂奶量的比值。 A．图1中40 min后水解效率趋于稳定的主要原因不是底物不足 B．图2中pH为9～11时水解效率较高，说明该条件低脂奶吸光值较低 C．在pH=3的条件下，碱性蛋白酶的空间结构会发生不可逆改变 D．若将图2中反应时间延长至60 min，则pH为3～13各组的吸光值均会降低 【答案】D 【详解】A、图1中40min后水解效率趋于稳定，主要原因是酶促反应达到饱和，此时底物仍有剩余，而不是底物不足，A正确； B、由题意可知，碱性蛋白酶能催化酪蛋白水解，使低脂奶在特定波长处的吸光值降低。图2中pH为 9~11 时，水解效率较高，说明酪蛋白被水解的量较多，因此对应的吸光值会相对较低，B正确； C、碱性蛋白酶的最适pH在9~11左右，pH=3属于过酸的条件，会导致酶的空间结构发生不可逆的改变，使酶活性丧失，C正确； D、由于过酸、过碱都会导致酶的空间结构发生不可逆的改变，使酶活性丧失，根据图2可知，pH=13时水解效率为0，说明酶已经完全失活，即使延长反应时间，失活的蛋白酶也不会催化蛋白质水解，因此吸光值不会下降，D错误。 28．变构调节是酶活性调节的重要方式，小分子与酶的调节位点结合会引起酶空间结构改变，进而改变酶与底物的亲和力。大肠杆菌嘧啶核苷酸合成的限速酶ATCase的变构调节如图所示（R态：底物亲和力高；T态：底物亲和力低），下列关于ATCase变构调节的叙述，正确的是（    ） A．ATP与CTP均可与ATCase的底物结合位点结合，引发酶的空间结构改变 B．CTP与ATCase结合后构象改变，该变构使酶与底物结合受阻且构象无法复原 C．R态的ATCase与T态相比，在相同条件下，达到相同反应速率所需底物浓度更低 D．ATP和CTP对ATCase的变构调节，属于生物代谢中的正反馈调节 【答案】C 【详解】A、结合题意及题图可知，ATP、CTP与ATCase的调节位点结合引发酶的空间结构改变，A错误； B、CTP与ATCase调节位点结合后构象改变，该变构使酶与底物结合受阻，ATCase仅转变为低活性的T态，该转变是可逆的，B错误； C、ATP处理后ATCase为R态，对底物亲和力更高，因此达到相同反应速率时，ATP处理组所需的底物浓度比CTP处理组更低，C正确； D、ATP和CTP对ATCase的变构调节，属于生物代谢中的负反馈调节，如CTP是嘧啶核苷酸合成的产物，产物CTP积累后会抑制ATCase活性，减慢合成过程，该调节属于负反馈调节，D错误。 二、非选择题 29．中国茶文化源远流长，几千年来发展出了多样化制茶工艺，请根据以下材料回答问题： I．传统奶茶中常会使用红茶，茶叶中的多酚氧化酶（PPO）活性很强，处理茶叶时通过揉捻，能使细胞中的多酚氧化酶（PPO）催化无色的多酚类物质生成褐色醌类物质，即“酶促褐变”。但该过程会使茶的鲜度差、味苦。氨基酸会提高茶汤的鲜爽度，为提升茶的品质，科研人员探究了不同因素对茶汤中氨基酸含量的影响，结果如图所示。 (1)PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是________。茶叶揉捻后，还需将茶叶保持在30～40℃发酵一段时间，推测其目的是______________________。 (2)上述实验的自变量是________，据图分析当酶浓度大于1%条件下，添加_______的效果反而更好，推测该酶的作用是_____________________，有助于细胞内氨基酸的浸出。 (3)绿茶与红茶不同，在揉捻之前需将茶叶经_________处理，防止酶促褐变。 Ⅱ．陈皮山楂桂花茶是一款较火的中药奶茶。陈皮有护肝降脂的功效，科研人员通过高脂饮食建立脂肪肝大鼠模型，一段时间后检测模型大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自噬相关蛋白LC-3I、LC-3Ⅱ的含量进行以下实验分组及处理，实验结果如下： 组别 谷丙转氨酶（IU/L） LC-3Ⅱ与LC-3I的比值 正常饮食组+适量生理盐水 44.13 3.2 高脂饮食组+适量生理盐水 112.26 0.43 高脂饮食组+适量川陈皮素 55.21 2.96 注：细胞质中的LC-3I蛋白与膜上的LC-3Ⅱ蛋白可以相互转化。 (4)山楂味酸，有助于消化肉食，推测其含有的酸性物质能激活______酶。肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高，据表分析，可知川陈皮素对脂肪肝病的形成具有_______（填“促进”或“抑制”）作用，推测其作用机理是_____________________________。 【答案】(1) 降低无色物质生成褐色物质的活化能 多酚氧化酶的最适温度在30～40℃，该温度下发酵，可保证酶的最大活性，从而更快产生酶促褐变 (2) 酶浓度、种类、揉捻时间 纤维素酶 破坏细胞壁 (3)高温 (4) 蛋白酶和脂肪 抑制 促进LC-3I蛋白转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白，促进脂肪降解 【分析】1、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的作用机理是降低化学反应的活化能。 2、分析坐标图中数据可知，该实验的自变量为酶浓度、酶的种类以及揉捻时间，因变量为氨基酸含量。在酶液浓度较小时使用蛋白酶的效果较好，在酶液浓度较大时使用纤维素酶的效果较好；并且高浓度的纤维素酶的效果明显高于低浓度的蛋白酶。 【详解】（1）PPO多酚氧化酶作为酶，其作用机理是降低化学反应的活化能。揉捻后，还需将茶叶保持在30～40℃发酵一段时间，原因是多酚氧化酶的最适温度在30～40℃，该温度下发酵，可保证酶的最大活性，从而更快产生酶促褐变。 （2）依据图示信息可知，上述实验的自变量为酶浓度、酶的种类以及揉捻时间，因变量为氨基酸含量。结合图示信息可知，当酶浓度大于1%时，添加纤维素酶的效果更好，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以可推测，该酶的作用是破坏细胞壁，以利于细胞内容物的浸出。 （3）依据题干信息“传统奶茶中常会使用红茶，茶叶中的多酚氧化酶（PPO）活性很强，处理茶叶时通过揉捻，能使细胞中的多酚氧化酶（PPO）催化无色的多酚类物质生成褐色醌类物质，即“酶促褐变”，所以为防止褐变，在揉捻之前需将茶叶经高温加热处理，破坏多酚氧化酶（PPO）活性。 （4）山楂味酸，有助于消化肉食，肉食的主要成分是蛋白质和脂肪，所以可推测山楂中含有的酸性物质能激活特异性水解蛋白质和脂肪的蛋白酶和脂肪酶。肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高，依据第二组和第三组实验可知，加入适量的川陈皮素给高脂饮食组后，其谷丙转氨酶含量明显下降，而LC-3Ⅱ/LC-3I比值显著提高，可推知，川陈皮素对脂肪肝病的形成具有抑制作用，其作用机理是促进LC-3I蛋白转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白，即LC-3Ⅱ/LC-3I比值显著提高，促进脂肪降解，保护肝脏。 30．牛油果是营养价值较高的水果类食材，但在加工时极易发生褐变，褐变往往导致水果的色泽加深、风味劣化和营养物质流失。酶促褐变反应的作用机制如图1所示，图2表示测定PPO活性与不同温度及pH之间关系的实验结果，图3是底物浓度对酶促反应的影响曲线。请据图回答下列问题： (1)牛油果细胞的液泡中存在酚类物质，细胞质基质中存在多酚氧化酶(PPO)。PPO只能催化酚类物质氧化，而不能催化其他物质氧化，这与酶的___________有关。正常情况下，PPO与酚类物质不会接触。加工过程中，牛油果细胞的___________系统受损，区室化功能丧失，使PPO与酚类物质接触，当氧气存在时，即满足图1所示化学反应的基本条件，由于PPO催化具有___________的特点，因此引发牛油果迅速褐变。 (2)图2实验的自变量有___________，pH为6和7时该酶的最适温度___________(填“是”或“否”)相同。 (3)图2中当pH从5上升到7，酶活性的变化是___________，强酸和强碱导致酶活性下降的原因是：___________。pH=6时并不是该酶的最适pH，请设计实验进一步探究该酶的最适pH，实验思路：___________。 (4)若图3是在酶的最适温度和最适pH下测定的反应速率，A点之前限制酶促反应速率的因素是___________。若要提高A点的酶促反应速率，可采取的措施是___________。 【答案】(1) 专一性 生物膜 高效性 (2) 温度和 pH 是 (3) 先上升后下降 破坏酶的空间结构（使酶变性失活） 在 pH=5~7 之间设置更小的 pH 梯度（如 5.0、5.2、5.4…7.0），在相同且适宜的温度下测定 PPO 活性，底物剩余量最少对应的 pH 即为最适 pH (4) 底物浓度 增加酶的数量（浓度） 【分析】1、一般影响酶活性的因素包括：温度、pH底物浓度、酶的浓度等，在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构会改变，在低温条件下酶的活性会降低，空间结构没有改变。 2、实验设计（探究最适 pH）： 在初步确定的 pH 范围内设置更小梯度，控制单一变量测定酶活性，找到活性最高的 pH。 【详解】（1）酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，PPO 只催化酚类物质氧化，体现了酶的专一性。细胞的生物膜系统（如液泡膜、细胞膜）将细胞分隔成不同区域，使 PPO（细胞质基质）和酚类物质（液泡）不接触；加工时生物膜受损，区室化功能丧失，二者接触。酶的高效性使催化反应速率极快，因此 PPO 能快速催化酚类物质氧化，导致牛油果迅速褐变。 （2）图 2 的横坐标是温度，同时设置了 pH=5、6、7 的组别，因此自变量是温度和 pH。图 2 中 pH=6 和 pH=7 时，底物剩余量最低对应的温度相同，因此最适温度相同。 （3）图 2 中，pH 从 5 到 6 时底物剩余量减少（酶活性上升），pH 从 6 到 7 时底物剩余量增加（酶活性下降），因此酶活性先上升后下降。强酸、强碱会破坏酶的空间结构（酶的活性中心结构改变），导致酶永久失活，活性下降。实验思路：在 pH=5~7 之间设置更小的 pH 梯度（如 5.0、5.2、5.4…7.0），在相同且适宜的温度下测定 PPO 活性，底物剩余量最少对应的 pH 即为最适 pH。 （4）图 3 中 A 点之前，酶促反应速率随底物浓度增加而上升，因此限制因素是底物浓度。A 点时底物浓度已饱和，此时限制因素是酶浓度，因此提高酶促反应速率的措施是增加酶的数量（浓度）。 练●后●回●看 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1降低化学反应活化能的酶(第1课时)分层学练作业） 闯关自测分层精练练后回看 第一部分自主闯关·挖空自测聚焦课堂核心，明晰知识脉络 关卡01核心概念·知识通关 关卡02解题套路·技巧解锁 关卡03易混陷阱·避坑打卡 第二部分分层精练·强化集训打地基式进阶训练，明确学习方向 A组基础达标练·固本 知识点01酶的作用和本质 知识点02酶催化作用的原理 知识点03影响酶活性的因素 B组能力提升练·进阶 C组素养培优练·冲刺 第三部分练后回看·精准反思最大限度利用已做已练，精准查漏补缺 一、酶的作用和本质 1. 酶的本质： 大多数酶是                    ，少数酶是                    。 2. 酶的作用： 降低化学反应的                    ，加快反应速率。 3. 酶的特性：                     、                    、作用条件                    。 二、酶催化作用的原理 1. 活化能： 分子从                    转变为容易发生化学反应的                    所需要的能量。 2. 酶的作用机理： 酶通过降低化学反应的                    来提高反应速率，但                    反应的平衡点。 三、影响酶活性的因素 1. 温度： 酶促反应有最适温度，低于或高于最适温度，酶活性                    ；高温使酶                    （不可逆），低温使酶活性                    （可恢复）。 2. pH： 酶促反应有最适pH，过酸或过碱会使酶                    （不可逆）。 3. 酶浓度： 在底物充足条件下，酶浓度越高，反应速率越                    。 4. 底物浓度： 在酶量一定时，底物浓度越高，反应速率越                    ，但达到饱和后速率不再增加。 自●主●闯●关 关卡01核心概念・知识通关 关卡02解题套路・技巧解锁 题型1：酶的本质与特性判断 解题模板：①酶的化学本质是蛋白质或RNA；②酶具有高效性（与无机催化剂相比）、专一性（一种酶只能催化一种或一类反应）；③酶的作用条件温和。 题型2：影响酶活性的因素分析 解题模板：①温度、pH影响酶活性，有最适值；②高温、过酸、过碱使酶变性失活（不可逆），低温只降低活性（可恢复）；③底物浓度和酶浓度影响反应速率，但不影响酶活性。 题型3：酶相关实验设计 解题模板：①对照原则（如探究温度对酶活性影响时，设置不同温度组）；②控制单一变量；③检测指标（如反应速率、底物剩余量等）。 题型1：酶的本质与特性判断 解题模板：①酶的化学本质是蛋白质或RNA；②酶具有高效性（与无机催化剂相比）、专一性（一种酶只能催化一种或一类反应）；③酶的作用条件温和。 题型2：影响酶活性的因素分析 解题模板：①温度、pH影响酶活性，有最适值；②高温、过酸、过碱使酶变性失活（不可逆），低温只降低活性（可恢复）；③底物浓度和酶浓度影响反应速率，但不影响酶活性。 题型3：酶相关实验设计 解题模板：①对照原则（如探究温度对酶活性影响时，设置不同温度组）；②控制单一变量；③检测指标（如反应速率、底物剩余量等）。 关卡03易混陷阱・避坑打卡 1.关键词速填 （1）酶是活细胞产生的具有                    作用的有机物，其化学本质是                    或                    ； （2）酶催化作用的实质是降低化学反应的                    ； （3）酶的特性有                    、                    和                    ； （4）过酸、过碱和高温都会使酶                    ，而低温只使酶活性                    （可恢复）。 2.正误判断 ①酶都是蛋白质（ ） ②酶在化学反应前后数量和性质不变（ ） ③高温和低温都能使酶变性失活（ ） ④酶具有高效性，其催化效率一定高于无机催化剂（ ） ⑤酶只能在细胞内发挥作用（ ） ⑥酶促反应的最适温度和最适pH是固定的（ ） 分●层●精●练 （限时：20min） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 知识点1酶的作用和本质 1．酶与ATP是细胞代谢有序进行的物质基础。下列叙述正确的是（　　） A．酶的合成都需要核糖体、内质网和高尔基体共同参与 B．ATP分子中含有三个特殊的化学键，是细胞的直接能源物质 C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 D．细胞内ATP含量丰富，可满足剧烈运动时的能量需求 2．研究发现核酶的催化效率较低。下图表示某核酶催化反应的过程，相关叙述正确的是（　　） A．核酶的基本单位是氨基酸 B．核酶为反应提供的活化能较少 C．核酶通过碱基配对形成酶-底物复合物 D．在该核酶的催化下底物被彻底水解 3．酶为生活添姿彩。下列关于酶的应用正确的是（    ） A．溶菌酶溶解真菌细胞壁抗菌消炎 B．果胶酶破坏细胞膜提高果汁产量 C．含酶牙膏可分解牙缝中所有残渣 D．胰蛋白酶可用于溶解血凝块 4．荷叶离褶伞（鹿茸菇）能分泌半纤维素酶。研究人员为了探究不同温度对荷叶离褶伞中半纤维素酶活性的影响，进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．半纤维素酶活性越高，可为反应提供的活化能越多 B．该实验中存在两个自变量，未遵循单一变量原则 C．图中半纤维素酶活性呈升高趋势，在成菇期达到最大值 D．10℃时半纤维素酶的结构被破坏，导致酶活性较低 5．酶变体FAST-PETase（肽链构成，与天然酶比较，性质更稳定），能在短时间内分解无机催化剂需要数百年才能降解的PET塑料。下列相关叙述正确的是（     ） A．FAST-PETase与双缩脲试剂反应会呈红色 B．FAST-PETase为降解PET提供活化能 C．FAST-PETase的稳定性与其空间结构有关 D．强酸和强碱不会影响FAST-PETase的催化活性 6．木瓜汁中含有木瓜蛋白酶，用其腌肉可使肉质松软嫩滑。下列关于该酶的叙述，正确的是（     ） A．化学本质是纤维素和果胶 B．为蛋白质水解提供所需的活化能 C．腌肉时温度过高可能效果不佳 D．催化前后自身空间结构发生改变 7．在酶本质的探索历程中，萨姆纳证明脲酶化学本质是蛋白质，这使人们普遍认为“所有酶都是蛋白质”。下列哪项实验证据最能直接反驳这一观点（　　） A．斯帕兰札尼证明胃液中起消化作用的是化学物质 B．胃蛋白酶、胰蛋白酶等被证明可被蛋白酶水解而失活 C．将RNA酶加入某细胞提取液后，RNA的降解速率没有明显变化 D．科学家发现某些RNA分子具有催化特定化学反应的能力 知识点2酶的特性 8．探究温度对酶活性的影响，设置0℃、37℃、100℃三组。下列分析正确的是（　　） A．0℃时酶失活，升高温度后活性不能恢复 B．100℃时酶的空间结构被破坏，降温后活性可恢复 C．0℃时酶活性被抑制但结构未破坏，升温后活性可恢复 D．三组实验中酶促反应速率相同，因为酶量相同 9．酶是生物催化剂，下列叙述正确的是（     ） A．酶的化学本质都是蛋白质 B．酶为化学反应提供活化能 C．低温抑制酶活性，空间结构未被破坏 D．酶可以在高温条件下长期保存 10．为研究不同金属离子对脂肪酶活性的影响，某实验小组进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（     ） A．该实验中需添加等量且适量的脂肪作底物 B．脂肪酶的浓度和反应温度是该实验的无关变量 C．酶活性可通过测定单位时间内底物的减少量来判断 D．据图可知，和均可使脂肪酶变性失活 11．在适宜条件下，等量的过氧化氢经不同处理后生成物的量与时间的变化曲线如图所示（①为加入2滴质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液，②为加入2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液）。下列叙述错误的是（     ） A．三组反应速率从慢到快的关系为③<②<① B．酶和无机催化剂都不能改变化学反应最终生成物的量 C．加热可直接为过氧化氢的分解提供能量 D．①与②都为加入2滴试剂，保证了Fe3+和过氧化氢酶分子数量相等 12．为了探究酶的特性，某同学进行了下列实验设计，其中最合理的是（     ） A．在比较H₂O₂在不同条件下的分解实验中，通过对比对照组和肝脏研磨液组来验证酶的高效性 B．可用淀粉、蔗糖和淀粉酶溶液来探究酶的专一性，选用碘液检测实验结果 C．探究温度对酶活性的影响时，酶与底物混合后迅速放入不同温度的恒温水浴锅中 D．探究pH对酶活性的影响时，选用肝脏研磨液和过氧化氢溶液，观察气泡产生速率 13．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（0.2mL） 乙中溶液（2mL） 不同时间测定的相对压强（kPa） 0s 50s 100s 150s 200s 250s 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．250s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 14．如图示温度对某种胰淀粉酶活性的影响。下列分析正确的是（     ） A．10℃时该酶完全失活 B．该酶最适温度在20-30℃ C．30℃时该酶的活性最低 D．从40℃至50℃该酶活性下降 15．在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，属于自变量的是（　　） A．温度和催化剂种类 B．反应物的浓度 C．反应的时间 D．过氧化氢反应速率 （限时：18min） 题号 16 17 18 19 20 21 答案 16．β-淀粉酶可使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，下图表示β-淀粉酶酶促反应速率与温度的关系。下列说法错误的是（     ） A．β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖 B．温度为t2时，该反应的活化能最高 C．与t2相比，t1、t3温度下酶促反应速率降低的本质原因不同 D．提高淀粉溶液浓度，t2时酶促反应速率可能会增加 17．为研究温度对某酶的影响，研究人员将等量酶液按下表进行预处理。预处理结束后，各组均立即调至37℃，加入等量且足量底物，在相同pH条件下测定反应初期的酶活性。另取部分经60℃处理10 min的酶液，在37℃下放置30 min后再测定活性，实验结果如下表。 组别 预处理条件 测定前的其他处理 相对酶活性 甲 37℃处理10 min 无 100％ 乙 60℃处理10 min 无 70％ 丙 60℃处理30 min 无 40％ 丁 60℃处理10 min 37°C放置30 min 72％ 下列叙述正确的是（     ） A．甲组酶活性最高，说明该酶催化反应的最适温度是37℃ B．乙组相对酶活性为70％，说明约30％酶分子的肽键发生断裂 C．实验结果支持60℃处理使该酶总体催化能力下降 D．酶通过提供化学反应所需活化能加快反应速率 18．下图为酶促反应曲线，表示反应速率为最大反应速率（）一半时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，从而影响反应过程。下列分析错误的是（     ） A．加入非竞争性抑制剂，不变 B．加入竞争性抑制剂，值增大 C．值越小，酶与底物亲和力越高 D．非竞争性抑制剂影响酶的空间结构 19．为探究某种酶的活性，某同学在某温度条件下，测得不同底物浓度下对应的反应速率，结果如下表。 试管编号 1 2 3 4 5 底物浓度/（mol.L-1） 6.3×10-6 7.5×10-5 1.0×10-4 1.0×10-3 1.0×10-2 反应速率/（nmol.L-1.min-1） 15 56 60 75 75 下列叙述错误的是（　　） A．本实验的自变量是底物浓度 B．若3号试管反应温度改为37 ℃，其反应速率会下降 C．若将1号试管的原酶液稀释10倍，其反应速率可能会下降 D．若将该酶稀释100万倍发现仍有催化能力，说明酶具有高效性 20．某实验小组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，实验结果如下图所示。下列叙述正确的是（     ） A．实验中温度从27℃上升至47℃，酶的活性逐渐降低 B．47℃条件下滤液变澄清时间最短，说明该酶最适温度为47℃ C．若要对该蛋白酶进行保存，则应该在47℃条件下保存 D．若设置67℃的实验，滤液始终未变澄清说明酶已经失活 21．某科研人员从某种微生物体中分离得到了一种蛋白酶Q，为探究该酶的最适温度，进行了相关实验，图1表示在不同温度条件下，酶Q在相同时间内分解等量底物的结果；图2为酶Q在60℃催化一定量的底物时，生成物的量随时间变化的曲线。下列叙述正确的是（     ） A．分析图1实验结果可知，酶Q的最适温度应≥60℃ B．分析图2的实验曲线，若在t1时刻加入适量反应物，反应速率不变 C．本实验宜用双缩脲试剂来检测各组的反应情况 D．pH为本实验的无关变量，实验过程中各组相同即可 二、非选择题 22．“塑料垃圾污染”是令世界各国头疼的问题，这是因为塑料制品的主要原料——“PET塑料”需要数百年时间才能自然降解。最近，科学家发现一种酶，可以有效将“PET塑料”降解，有望成为治理白色污染的“利器”。回答下列问题。 (1)酶的作用机理是显著降低了化学反应的活化能，活化能是指_____________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)“PET塑料”在自然界中需要数百年时间才能降解是因为自然界缺乏相对应的酶，这体现了酶具有________________________特性。 (3)酶促反应速率受温度影响，温度对酶促反应速率的影响表现在两个方面：一方面是温度升高_______________________________________；另一方面随温度的升高___________________________。酶促反应最适温度是这两种影响的综合结果。 (4)“酶-底物中间复合物学说”认为当酶催化某一化学反应时，酶E首先和底物S结合生成中间复合物ES，然后生成产物P并释放出酶。可表示为：。由此可推测，酶促反应速率受___________________、_____________________影响。 (5)自然界中存在酶的抑制剂。有一类竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，从而使酶活性部位的催化功能丧失。下图为不同底物浓度下酶促反应曲线，请在图中画出在Km浓度后分别加入竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂后反应速率变化的曲线。 （限时：24min） 题号 23 24 25 26 27 28 答案 一、单选题 23．β-淀粉酶使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，研究人员测定了β-淀粉酶在50℃条件下经不同处理后的活性变化，结果如图所示。下列说法错误的是（     ） A．β-淀粉酶不能彻底水解淀粉 B．第①组只添加β-淀粉酶，酶蛋白在50℃高温的持续作用下，空间结构被不断破坏 C．在实验过程的前40 min，第②组加入2%淀粉使β-淀粉酶的活性先增强后减弱 D．加入30 mmol·L⁻¹Ca²⁺有利于维持β-淀粉酶的活性，同时加入2%淀粉会降低酶活性 24．下图为酶促反应曲线，Km表示反应速率为最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，从而影响反应过程。下列分析错误的是（　　） A．加入非竞争性抑制剂，Vmax降低 B．加入竞争性抑制剂，Km值增大 C．Km值越大，酶与底物亲和力越高 D．非竞争性抑制剂影响酶的空间结构 25．“诱导契合学说”认为，底物可诱导酶的空间结构发生改变，使酶与之结合完成催化。两种结构不同的底物CTH和CU与S酶结合的位点相同，利用S酶进行的实验结果如图所示。下列说法正确的是（     ） 注：表示催化CTH反应后的S酶，表示催化CU反应后的S酶 A．S酶能催化CTH或CU反应，说明该酶不具有专一性 B．适当提高CTH或CU的浓度可增强S酶的活性 C．①③组对照，说明CU不会使S酶的空间结构发生改变 D．该实验说明CTH诱导S酶空间结构改变的程度大于CU 26．溶酶体膜上存在多种特异性蛋白，参与如图所示的生理过程，下列叙述正确的是（     ） A．Ca2+、Na+、H+的运输方式相同 B．H+-ATP酶具有催化、调节功能 C．图中H+运输时都消耗能量 D．适度提高溶酶体中H+浓度可促进Na+吸收 27．碱性蛋白酶能催化酪蛋白水解，使低脂奶在特定波长处的吸光值降低。利用这一原理可测定碱性蛋白酶的活性，研究人员分别在pH=9的条件下测定不同反应时间的水解效率（图1），并在pH为3～13的条件下测定反应30分钟时的碱性蛋白酶对低脂奶的水解效率（图2），得到如下结果。下列分析错误的是（　　） 注：水解效率是指一定条件下，被水解低脂奶的量占初始总低脂奶量的比值。 A．图1中40 min后水解效率趋于稳定的主要原因不是底物不足 B．图2中pH为9～11时水解效率较高，说明该条件低脂奶吸光值较低 C．在pH=3的条件下，碱性蛋白酶的空间结构会发生不可逆改变 D．若将图2中反应时间延长至60 min，则pH为3～13各组的吸光值均会降低 28．变构调节是酶活性调节的重要方式，小分子与酶的调节位点结合会引起酶空间结构改变，进而改变酶与底物的亲和力。大肠杆菌嘧啶核苷酸合成的限速酶ATCase的变构调节如图所示（R态：底物亲和力高；T态：底物亲和力低），下列关于ATCase变构调节的叙述，正确的是（    ） A．ATP与CTP均可与ATCase的底物结合位点结合，引发酶的空间结构改变 B．CTP与ATCase结合后构象改变，该变构使酶与底物结合受阻且构象无法复原 C．R态的ATCase与T态相比，在相同条件下，达到相同反应速率所需底物浓度更低 D．ATP和CTP对ATCase的变构调节，属于生物代谢中的正反馈调节 二、非选择题 29．中国茶文化源远流长，几千年来发展出了多样化制茶工艺，请根据以下材料回答问题： I．传统奶茶中常会使用红茶，茶叶中的多酚氧化酶（PPO）活性很强，处理茶叶时通过揉捻，能使细胞中的多酚氧化酶（PPO）催化无色的多酚类物质生成褐色醌类物质，即“酶促褐变”。但该过程会使茶的鲜度差、味苦。氨基酸会提高茶汤的鲜爽度，为提升茶的品质，科研人员探究了不同因素对茶汤中氨基酸含量的影响，结果如图所示。 (1)PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是________。茶叶揉捻后，还需将茶叶保持在30～40℃发酵一段时间，推测其目的是______________________。 (2)上述实验的自变量是________，据图分析当酶浓度大于1%条件下，添加_______的效果反而更好，推测该酶的作用是_____________________，有助于细胞内氨基酸的浸出。 (3)绿茶与红茶不同，在揉捻之前需将茶叶经_________处理，防止酶促褐变。 Ⅱ．陈皮山楂桂花茶是一款较火的中药奶茶。陈皮有护肝降脂的功效，科研人员通过高脂饮食建立脂肪肝大鼠模型，一段时间后检测模型大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自噬相关蛋白LC-3I、LC-3Ⅱ的含量进行以下实验分组及处理，实验结果如下： 组别 谷丙转氨酶（IU/L） LC-3Ⅱ与LC-3I的比值 正常饮食组+适量生理盐水 44.13 3.2 高脂饮食组+适量生理盐水 112.26 0.43 高脂饮食组+适量川陈皮素 55.21 2.96 注：细胞质中的LC-3I蛋白与膜上的LC-3Ⅱ蛋白可以相互转化。 (4)山楂味酸，有助于消化肉食，推测其含有的酸性物质能激活______酶。肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高，据表分析，可知川陈皮素对脂肪肝病的形成具有_______（填“促进”或“抑制”）作用，推测其作用机理是_____________________________。 30．牛油果是营养价值较高的水果类食材，但在加工时极易发生褐变，褐变往往导致水果的色泽加深、风味劣化和营养物质流失。酶促褐变反应的作用机制如图1所示，图2表示测定PPO活性与不同温度及pH之间关系的实验结果，图3是底物浓度对酶促反应的影响曲线。请据图回答下列问题： (1)牛油果细胞的液泡中存在酚类物质，细胞质基质中存在多酚氧化酶(PPO)。PPO只能催化酚类物质氧化，而不能催化其他物质氧化，这与酶的___________有关。正常情况下，PPO与酚类物质不会接触。加工过程中，牛油果细胞的___________系统受损，区室化功能丧失，使PPO与酚类物质接触，当氧气存在时，即满足图1所示化学反应的基本条件，由于PPO催化具有___________的特点，因此引发牛油果迅速褐变。 (2)图2实验的自变量有___________，pH为6和7时该酶的最适温度___________(填“是”或“否”)相同。 (3)图2中当pH从5上升到7，酶活性的变化是___________，强酸和强碱导致酶活性下降的原因是：___________。pH=6时并不是该酶的最适pH，请设计实验进一步探究该酶的最适pH，实验思路：___________。 (4)若图3是在酶的最适温度和最适pH下测定的反应速率，A点之前限制酶促反应速率的因素是___________。若要提高A点的酶促反应速率，可采取的措施是___________。 练●后●回●看 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1降低化学反应活化能的酶(第1课时)（分层学练作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：20min） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C D C C C D C C D D D C D A （限时：20min） 题号 16 17 18 19 20 21 答案 B C A B D B 【答案】(1)分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量 (2)专一性 (3) 温度升高酶促反应加快 随温度的升高酶逐渐变性 (4) 酶浓度 底物浓度 (5) （限时：22min） 题号 23 24 25 26 27 28 答案 D C D D D C 29【答案】 (1) 降低无色物质生成褐色物质的活化能 多酚氧化酶的最适温度在30～40℃，该温度下发酵，可保证酶的最大活性，从而更快产生酶促褐变 (2) 酶浓度、种类、揉捻时间 纤维素酶 破坏细胞壁 (3)高温 (4) 蛋白酶和脂肪 抑制 促进LC-3I蛋白转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白，促进脂肪降解 30【答案】 (1) 专一性 生物膜 高效性 (2) 温度和 pH 是 (3) 先上升后下降 破坏酶的空间结构（使酶变性失活） 在 pH=5~7 之间设置更小的 pH 梯度（如 5.0、5.2、5.4…7.0），在相同且适宜的温度下测定 PPO 活性，底物剩余量最少对应的 pH 即为最适 pH (4) 底物浓度 增加酶的数量（浓度） / 学科网（北京）股份有限公司 $