第5章 1.降低化学反应活化能的酶 课时3 探究影响酶活性的条件（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 以“基础巩固-综合运用-拓广探索”分层，聚焦酶活性影响因素，构建从概念理解到实验探究的知识巩固路径，渗透生命观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|酶活性影响因素、专一性等单一知识点|7道单选，如第1题辨析底物对酶活性影响，强化基础概念| |综合运用|温度/pH/底物浓度综合影响、实验设计|8道单选/多选，如第8题结合表格分析酶最适条件，培养科学思维| |拓广探索|多变量实验设计与结果分析|1道综合题，如第16题探究蛋白酶最适温度，体现探究实践|

课时 3 探究影响酶活性的条件 基础巩固 1. 某同学研究某因素对酶活性的影响, 实验处理及结果如下:已糖激酶溶液置于 45°C 水浴 12 min，酶活性丧失 50%；相同己糖激酶溶液中加入过量底物后置于 水浴 ，酶活性仅丧失 3%。该同学研究的因素是( ) A. 温度 B. 底物 C. 反应时间 D. 酶量 【答案】 【解析】由题干可知,两组实验的温度都为 ,所以研究的因素不是温度, A 错误; 由题干分析, 已糖激酶溶液置于 45°C水浴 12 min，酶活性丧失 50%；已糖激酶溶液中加入过量底物后置于 水浴 12 min，酶活性仅丧失 。这两组实验的不同条件在于是否加入底物，所以研究的因素是底物，B正确；由题干可知，两组实验的反应时间均为12 min， 所以研究的因素不是反应时间，C 错误；由题干可知，两组实验的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D 错误。 2. 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°C，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 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 的改变而发生变化 【答案】D 【解析】酶的活性受温度影响, 在最适温度前, 随温度升高酶活性增强;超过最适温度, 随温度升高酶活性下降。酶 I 的最适温度为 ,升高 至 时,超过其最适温度, 酶活性会因高温变性而下降; 而酶 II 的最适温度为 70°C, 此时活性最高, 两者活性不可能一致, A 错误; 最适条件仅表明此时酶活性最高, 但不同酶在最适条件下的催化效率 (即酶活性) 可能因酶的种类和结构差异而不同, B 错误; 酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应, 三种酶均能水解同一类底物(芸香糖苷类黄酮化合物)，体现的是酶的催化作用具有共性，而非专一性(专一性强调对特定底物的催化)，C 错误；酶的活性受温度和 的影响，温度和 的变化会影响酶的空间结构，进而影响酶的活性，当环境温度或 偏离最适条件时，酶的空间结构可能发生改变， 甚至导致酶变性失活，D 正确。 3. 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 ( ) 第 3 题 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 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°C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 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, 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 之间，所以进一步探究该酶最适温度时，宜在 之间设置更小温度梯度， 正确。 4. 研究人员探究了不同浓度的油菜蜂花粉多酚 (以下简称“多酚”)和药物Q 对胰脂肪酶活性的影响 (图甲),以及不同 处理多酚后, 多酚对该酶的酶促水解速率的影响 (图乙)。 下列说法正确的是 ( ) 第 4 题 A. 单位时间内甘油的生成量，可作为以上实验的检测指标 B. 在催化脂肪水解过程中，胰脂肪酶提供了大量的活化能 C. 相同浓度下，药物Q 对胰脂肪酶活性的抑制效果强于多酚 D. 比较不同 处理后的多酚，b 组对胰脂肪酶活性的抑制效果最弱 【答案】A 【解析】脂肪水解后的产物为甘油和脂肪酸, 因此可以用单位时间内甘油的生成量, 作为胰脂肪酶活性的检测指标, A 正确; 酶的作用机理为降低化学反应的活化能, 而不是提供活化能、B 错误; 由图甲可知, 相同浓度下, 药物 Q 处理后胰脂肪酶的相对活性高于多酚处理，因此药物Q 对胰脂肪酶活性的抑制效果弱于多酚，C错误；在图乙中，b 组酶促水解速率最低，说明 b 组对胰脂肪酶活性的抑制作用最强，D 错误。 5.(教材改编题)下列有关酶的实验设计思路， 正确的是 ( ) A. 可利用过氧化氢和过氧化氢酶作为原料探究温度对酶活性的影响 B. 利用淀粉、蛋清、蛋白酶和双缩脲试剂验证酶的催化作用具有专一性 C. 在验证温度对淀粉酶活性的影响实验中, 可选本尼迪特试剂检测还原糖的生成 D. 可利用蛋清加热变性后的蛋花，验证蛋白酶具有催化作用 【答案】D 【解析】过氧化氢在高温下会分解, 无法准确反映温度对酶活性的影响，A 错误；蛋白酶分解蛋清生成多肽，双缩脲试剂仍会显紫色，无法通过颜色变化验证酶的催化作用具有专一性，B 错误；本尼迪特试剂需要用热水浴加热而显色，而温度处理后的酶活性检测需保持原温度条件，C错误；变性后的蛋白质仍可被蛋白酶催化分解，通过观察蛋花是否溶解可验证酶的催化作用，D 正确。 6. 在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，分别加热、加入肝脏研磨液与加入氯化铁的试管反应程度均类似，都几乎无气泡冒出， 可能的原因是 ( ) A. 过氧化氢溶液存放时间超过保质期 B. 肝脏不新鲜 C. 试管不干净 D. 滴加氯化铁和肝脏研磨液的滴管混用 【答案】A 【解析】若过氧化氢溶液存放时间超过保质期, 过氧化氢会因自身分解等原因, 浓度大幅降低甚至失效, 那么无论加热、加入肝脏研磨液(含过氧化氢酶)还是加入氯化铁(无机催化剂)，都难以促使其大量分解产生气泡，会出现几乎无气泡冒出的情况，A 符合题意；肝脏不新鲜时，肝脏研磨液中过氧化氢酶的活性会降低，但氯化铁作为无机催化剂，其催化作用不受肝脏新鲜程度影响, 理论上加入氯化铁的试管应能正常催化过氧化氢分解产生气泡, 与 “加入肝脏研磨液与加入氯化铁的试管反应程度类似,都几乎无气泡冒出”不符, 不符合题意；试管不干净可能会有杂质影响反应，但一般不会导致加入不同催化剂(酶和无机催化剂)的试管都几乎无气泡产生，C不符合题意；滴加氯化铁和肝脏研磨液的滴管混用，可能会使酶或无机催化剂受到污染，但同样难以解释加入两种不同催化剂的试管都几乎无气泡的现象，D不符合题意。 7. (多选) 如图所示为最适温度下, 对酶作用的影响曲线, 下列分析错误的有 ( ) 第 7 题 A. 从 2 逐步上升到 8 的过程，胰蛋白酶的活性逐渐增强 B. 适当升高温度, 两种酶的活性都会增加 C. 胃蛋白酶应保存在 pH=2 的条件下 D. 两种酶混合使用的催化效率大于两种酶单独作用的效果 【答案】 【解析】由图可知,胰蛋白酶的最适pH在 8 左右,但在 时,酶已变性失活, pH 从 2 逐步上升到 8 的过程, 胰蛋白酶的活性不会逐渐增强，A 错误；题图对应的温度为最适温度,若再升高温度,酶的活性会下降, B 错误; 通常在低温且最适 的条件下保存酶,胃蛋白酶的最适 约为 2,故胃蛋白酶应保存在 的条件下, 正确; 两种酶的最适pH不同,不可能存在一个 环境同时使两者都处于高活性状态, 故两种酶混合使用的催化效率小于两种酶单独作用的效果, D 错误。 综合运用 8. 某同学对蛋白酶 TSS 的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( ) 组别 pH 温度(℃) 降解率(%) ① 9 + 90 38 ② 9 + 70 88 ③ 9 - 70 0 ④ 7 + 70 58 ⑤ 5 + 40 30 注:+/一分别表示有/无添加，反应物为 I 型胶原蛋白。 A. 该酶的催化活性依赖于 B. 结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度 C. 该酶催化反应的最适温度为 ,最适 pH 为 9 D. 尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 【答案】C 【解析】分析 ②③组可知，没有添加 CaCl。 明该酶的催化活性依赖于 正确; 分析 ①② 变量可知, 均为 9,都添加了 ,温度分别为 ,故自变量为温度, 正确; ②组酶的活性最高,此时 为 9,温度为 ,但由于温度梯度、 梯度较大,不能说明最适温度为 ,最适 为 错误; 该实验的反应物为 型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D 正确。 9. 甲、乙、丙图分别表示酶浓度一定时, 反应速率和反应物浓度、温度、pH 的关系。丁图表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列有关表述正确的是 ( ) 第 9 题 A. 图甲中，反应速率最终不再上升是因为酶的活性下降所致 B. 图乙中, a 点对应的温度称为最适温度, 也是保存该酶的最适温度 C. 丙可表示胃蛋白酶催化反应的反应速率变化曲线 D. 如果适当升高温度，则图丁中的 点将右移 【答案】D 【解析】图甲中反应速率最终不再上升是因为酶的数量有限, 而非酶活性下降, A 错误; 图乙中 a 点是最适温度, 但酶应在低温下保存，而非最适温度，B 错误；胃蛋白酶的最适 约为 ，与图丙中 曲线不符， 错误；图丁是在最适温度下的曲线，适当升高温度会降低酶活性，反应速率减慢，达到最大氨基酸量的时间延长，c 点右移，D 正确。 10. 如图所示三条曲线分别表示温度、 和底物浓度对蛋白酶酶促反应速率的影响。下列有关叙述正确的是 ( ) 第 10 题 A. 酶制剂的储存应该选择在 d、h 的环境中 B. ab 段加入适量同种酶，酶促反应速率会加快 C. 从 分别逐渐调节到 ，酶的活性均逐渐增加 D. 曲线 bc 段底物浓度限制了酶促反应速率不再增加 【答案】A 【解析】乙曲线中 点温度低,酶活性低但结构稳定,可知乙曲线为温度影响曲线,酶制剂储存需在低温、适宜 的环境中，这样能保持酶的空间结构稳定，避免酶变性失活。 点对应低温, 点对应丙曲线中最适 ,酶活性高且结构稳定，因此酶制剂的储存选择在 、 的环境中， 正确；分析甲、乙、丙曲线变化趋势，可知甲曲线不会随影响因素增大而使反应速率降为 0 , 即为底物浓度影响曲线, ab 段反应速率受底物浓度限制，此时加入适量同种酶，酶量仍不是限制因素，反应速率不会加快(因为底物浓度没达到能让酶充分发挥作用的程度), B 错误; 在 f(温度过高)、i(过碱)下酶变性失活，且不可逆，逐渐调节到 e(最适温度)、h(最适pH)后，酶的活性不会增加，C 错误；曲线 bc 段底物浓度增加，反应速率不变，因此反应速率受酶量等限制，D 错误。 综合运用 11. 生物兴趣小组在最适温度下,以等量的 作为底物，探究不同 下两种不同过氧化氢酶(酶A、酶B)的活性。通过改变pH并测定相同时间内 的剩余量,获得 两组结果(如图)。相关叙述错误的是 ( ) 第 11 题 A. 该实验的自变量是 和过氧化氢酶的种类 B. 若升高温度再实验, A、B 两组曲线均会上移 C. 若反应时间延长， 、 两组结果差距会减小 D. 当 为 11 时，酶 A 不能与双缩脲试剂发生反应 【答案】D 【解析】该实验探究不同 下两种不同过氧化氢酶(酶 A、酶 B)的活性，所以自变量是 和过氧化氢酶的种类，A 正确; 实验是在最适温度下进行的, 若升高温度, 酶的活性会降低,相同时间内 的剩余量会增加,所以 两组曲线均会上移， 正确；若反应时间延长，底物 会被更多地分解,最终两组的 剩余量会更接近,所以 两组结果差距会减小, C 正确; 双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应,酶 A 的化学本质是蛋白质,即使在 pH 为 11 时,酶 A 的空间结构被破坏,但肽键未被破坏,仍能与双缩脲试剂发生反应，D错误。 12. (多选)科研人员从新发现的微生物中分离得到一种酶，为探究该酶的最适温度进行了对比实验，结果如图甲所示。图乙为该酶在 60°C、催化一定量底物时，生成物的量随时间变化的曲线。下列叙述错误的有( ) 第 12 题 A. 据图甲推测，该种微生物能在温度相对高的环境中生存 B. 图甲实验结果并不能准确得出该酶的最适温度，需要增加每个温度条件下的实验次数 C. 图乙中, 后该反应速度达到最大且保持不变 D. 若在图乙中 时增加底物的量,该酶的活性将增强 【答案】BCD 【解析】图甲显示,随着温度升高 (如 ),底物剩余量逐渐减少, 说明该酶在较高温度下仍具有较高活性; 酶的活性与微生物的生存环境相适应, 因此可推测该微生物能在温度相对高的环境中生存, A 正确; 图甲酶的活性一直在增大，没有出现峰值，所以无法判断范围，增加实验次数仅能减少实验误差，无法判断酶的最适温度，B 错误；图乙中 后生成物量不再增加, 是因为底物已被完全消耗, 此时反应已停止，并非 “反应速度达到最大且保持不变”，C 错误；酶的活性由温度、 等环境条件决定,增加底物量不会改变酶的活性, D 错误。 13.(教材改编题)(多选)削皮的苹果褐变原因主要是儿茶酚氧化酶催化无色的儿茶酚和氧气反应生成了红色的邻苯醌。下表是某小组探究温度对儿茶酚氧化酶活性影响的实验结果。下列相关叙述错误的有 ( ) 温度/°C 10 15 20 25 30 35 40 45 耗氧量/mL 28.6 43.2 36.3 29.2 21.1 10.0 4.1 0.7 A. 将底物和酶混匀后调整至预设温度 B. 适当增大 各组酶活性一定提高 C. 实验结束时 15°C下溶液颜色最深 D. 推测该酶的最适温度在 之间 【答案】ABD 【解析】将底物和酶混匀后调整至预设温度错误, 正确操作应先将酶和底物分别预温至设定温度后再混合，避免反应提前进行, 错误; 酶活性受 影响,存在最适 ,偏离最适值时活性降低，故适当增大 各组酶活性不一定提高，B错误；耗氧量反映反应速率，15°C时耗氧量最大，生成的红色邻苯醌最多，颜色最深，C 正确；表中 时酶活性最高，200°C时已下降，最适温度应 左右，介于 之间，而非 15 ~20 °C 区间，D 错误。 14.(多选)某同学利用海绵、3%过氧化氢溶液、盐酸、氢氧化钠、肝脏研磨液等材料检测不同 对过氧化氢酶活性的影响。将海绵块浸泡于肝脏研磨液中后再置于过氧化氢溶液中，观察不同组别中海绵块上浮速率，得到如图所示曲线。下列相关叙述正确的有 ( ) 第 14 题 A. 影响过氧化氢酶活性的原因可能是影响了酶的空间结构 B. 应先将含肝脏研磨液的海绵块置于过氧化氢溶液中再调整 C. 各组所用的海绵块应保持大小一致，且不宜过大或过小 D. 实验结果说明过氧化氢酶的最适pH 在 6~8 之间 【答案】ACD 【解析】酶的活性受多种因素影响, pH 是其中之一, 过酸或过碱的环境会破坏酶的空间结构, 从而影响酶的活性, 正确; 在探究 pH 对酶活性影响的实验中,由于酶的作用具有高效性，为了保证实验结果的准确性，应先将含肝脏研磨液的海绵块置于不同 的缓冲液中，使酶达到相应的 环境，然后再将其置于过氧化氢溶液中，B错误；实验中所用的海绵块大小是无关变量, 实验过程中应保证无关变量相同且适宜, 正确; 从图中可以看出,在 为 之间, 海绵块上浮速率最快，说明过氧化氢酶在这个 范围内活性最高，由此推测过氧化氢酶的最适 在 之间，D 正确。 15. (多选)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。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图乙为相同消化酶溶液在不同条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的实验结果。下列叙述正确的有( ) 第 15 题 A. 该实验的测量指标可以是单位时间内底物的消耗量 B. 非竞争性抑制剂和高温都能通过改变酶的空间结构来降低酶活性 C. 底物浓度相对值小于 15 时, 对照组中限制酶促反应速率的主要因素是酶浓度 D. 久效磷、敌百虫分别为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 【答案】ABD 【解析】酶促反应速率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示，所以该实验的测量指标可以是单位时间内底物的消耗量，A 正确；非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、过酸对酶活性影响的机理相同, 都是改变酶的空间结构，且该抑制作用不可逆，B 正确；底物浓度相对值小于 15 时，对照组反应速率随底物浓度增加而上升，限制因素是底物浓度, 而非酶浓度, C 错误; 久效磷最终反应速率和对照组相同, 所以久效磷是竞争性抑制剂, 敌百虫组最终反应速率低于对照组, 所以敌百虫是非竞争性抑制剂, D 正确。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 题号 13 14 15 答案 拓广探索 16. 大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。 第 16 题 (1)蛋白酶在大菱鲆消化食物的过程中起_____作用。 (2)研究小组同学查阅得知:在 时，大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性随 呈现一定的变化 (图甲)。曲线中的“酶活性” 可通过测量_____(指标)来 (指标) 来体现。各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_____。 (3)已知大菱鲆人工养殖温度常年在 18°C之间。学习小组假设:大菱鲆蛋白酶的最适温度在 之间。他们设置 、 、 、 的实验温度, 探究三种酶的最适温度。 ① 该实验的自变量是_____，因变量是_____ ，无关变量有__________(写一项)等。 ② 胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的 应分别控制在 ; 为了控制实验温度, 将装有酶和底物的试管置于恒温箱中以保持恒温。 ③ 实验结果如图乙所示，_____(选填“能”或“不能”)据此确认该假设成立, 理由是 。 【答案】(1)催化(2)蛋白质的分解速率(或产物的合成速率；单位时间内蛋白质的分解量或产物的增加量) 幽门盲囊蛋白酶 (3)① 反应温度、蛋白酶的种类 酶活性(催化效率) 酶的剂量(反应的pH)③不能在自变量(温度)变化的范围内, 三种蛋白酶的活性均随温度的升高而增强, 各条曲线均未出现峰值 【解析】( 1 )蛋白酶可以分解蛋白质，在大菱鲆消化食物的过程中起催化作用，加快反应速率。(2)曲线中的“酶活性”可通过测量蛋白质的分解速率或生成物的合成速率或单位时间内蛋白质的分解量或生成物的合成量来体现，从图中看出，各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是幽门盲囊蛋白酶。(3)① 依据题图信息可知，实验目的是探究三种酶的最适温度, 所以实验的自变量为反应温度、蛋白酶的种类, 因变量为酶活性 (或催化效率), 无关变量为酶的剂量、反应的 pH 等。③ 分析题图乙的实验结果可知, 胃蛋白酶、肠蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶的活性随温度的升高而升高，在此温度范围内并没有出现峰值，所以实验不能判断三种酶的最适宜温度。 学科网（北京）股份有限公司 $