最新高考生物一轮复习【讲通练透】 第8.1讲 降低化学反应活化能的酶（练习）

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2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
第08讲 第1课时：降低化学反应活化能的酶
（模拟精练+真题演练）
1．（2023·山东日照·统考三模）有关探究温度或pH对酶活性影响的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．探究酶的最适温度实验中需要设计空白对照
B．探究pH对酶活性的影响时，底物的量应保持充足
C．探究酶的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组
D．探究酶的最适温度时，进行预实验可以减小实验误差
【答案】B
【分析】一般用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。
【详解】A、探究酶的最适温度实验中设置不同的温度梯度进行比较，不需要设计空白对照，A错误；
B、探究pH对酶活性的影响时，底物的量应保持充足，防止由于底物不足导致无法准确测得各组的反应速率，B正确；
C、探究酶的最适pH时，应设置过酸、过碱、最适pH三组，C错误；
D、探究酶的最适温度时，进行预实验可以帮助设置更小的温度梯度，但不能减小实验误差，D错误。
故选B。
2．（2023·湖南郴州·高一统考学业考试）下列对酶实验的相关叙述，错误的是（ ）
A．探究酶的专一性，可以选择不同底物作为自变量
B．探究酶的高效性，可用无机催化剂和酶作相互对照
C．探究酶作用的适宜pH，要先控制pH再将酶和底物混合
D．探究温度对酶活性的影响，可用过氧化氢和过氧化氢酶进行实验
【答案】D
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
【详解】A、探究酶的专一性时，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，A正确；
B、酶的高效性是和无机催化剂相比较而言的，因此如果探究酶的高效性，可用无机催化剂和酶作相互对照，B正确；
C、酶具有高效性，探究酶作用的适宜pH，应先将底物和酶达到环境所处的pH，再将相同pH条件下的酶和底物混合，C正确；
D、探究温度对酶活性的影响，不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。因为过氧化氢常温常压下就能分解，加热条件下会分解更快，从而影响实验结果，D错误。
故选D。
3．（2023春·全国·高一信阳高中校联考阶段练习）为了探究酶的专一性，某研究小组做了4组实验，其中1、2组为实验组，3、4组为对照组，实验结束后用相关试剂检测，下列相关叙述错误的是（ ）
A．若1、2组试管分别加淀粉和蔗糖，则可加淀粉酶，用斐林试剂检测
B．若1、2组试管均为淀粉，则可分别加淀粉酶和蔗糖酶，用碘液检测
C．若在A项实验的基础上设置第3组，则试管中可加淀粉（或蔗糖）和清水做对照，用斐林试剂检测，可排除底物对实验的影响
D．若与A项中1、2组的试管对照，则第4组的试管中可加淀粉酶和清水，用碘液检测，可排除酶对实验的影响
【答案】D
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、若1、2组试管中分别加淀粉和蔗糖时，底物不同，加淀粉酶，淀粉水解为还原糖、蔗糖不水解，用斐林试剂检测，1组试管中出现砖红色沉淀，2组试管中不出现，A正确；
B、若底物均为淀粉，加淀粉酶，淀粉水解为还原糖，加蔗糖酶与淀粉不反应，若反应完全时1组试管无颜色变化，2组试管为蓝色，若反应不完全时，1组试管颜色较2组试管颜色浅，可用碘液检测，B正确；
C、淀粉（蔗糖）加清水用斐林试剂检测，无颜色变化，可排除底物与检测试剂有颜色反应，C正确；
D、与A中1、2组试管对照，4组试管中可加淀粉酶和清水做对照，加斐林试剂无颜色反应，排除酶与试剂发生颜色反应，D错误。
故选D。
4．（2023·河南洛阳·统考二模）在适宜的条件下，某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）

A．ab段内，酶与底物结合时酶的构象会发生改变
B．bd段内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低
C．随着反应时间的延长，c点处酶活性比b点低
D．若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，则b点会向左上方移动
【答案】C
【分析】1、酶的特性是高效性、专一性和作用条件较温和。
2、酶具有高效性的原因是：与无机催化剂相比，酶降低反应活化能的作用更显著。
3、过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构被破坏而永久失活。
4、在一定的低温下，酶的活性低，但空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可升高。
【详解】A、ab间段内，酶与底物结合时，酶的构象会发生改变，A正确；
B、该反应中加入的底物淀粉浓度是一定的，bd时间段内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低，B正确；
C、随着反应时间的延长，bc时间段内酶促反应速率下降，原因是底物浓度降低，环境条件不变，酶的活性也不变，因此c点处酶活性与b点时相同，C错误；
D、若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，反应速率在起始阶段会增大，反应速率加快，b点会向左上方移动，D正确。
故选C。
5．（2023·湖南·湖南师大附中校考三模）科学家提取到的第一份纯酶结晶是脲酶，与没有催化剂相比，适宜条件下，脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍。幽门螺杆菌是一种与胃部疾病密切相关的细菌，常寄生于胃黏膜组织中，通过分泌脲酶水解尿素产生氨。下列相关叙述错误的是（ ）
A．脲酶只能够催化尿素分解，说明脲酶具有专一性
B．幽门螺杆菌核糖体合成脲酶所需ATP来自细胞质
C．与没有催化剂相比，脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍，说明脲酶具有高效性
D．幽门螺杆菌产生的NH3可以抵抗胃酸的杀灭作用，同时也会导致人“口气”重
【答案】C
【分析】酶的作用特点：高效性、专一性、作用条件较温和。原核细胞没有以核膜包被的细胞核，只有核糖体。
【详解】A、脲酶只能够催化尿素分解符合酶专一性的含义，A正确；
B、幽门螺杆菌是原核生物，没有线粒体，呼吸作用发生在细胞质基质，ATP直接来自细胞质基质，细胞生命活动所需能量直接来自ATP，B正确；
C、与没有催化剂相比，适宜条件下，脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍，说明脲酶具有催化功能，若要证明脲酶具有高效性，需与无机催化剂相比，C错误；
D、幽门螺杆菌产生的NH3可以中和胃酸而抵抗胃酸的杀灭作用，同时也会从口腔挥发出氨气的味道，导致人“口气”重，D正确。
故选C。
6．（2023秋·广东广州·高一广州市白云中学校考期末）酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示（Ea、Eb、Ec为活化能，指底物分子“活化”所需的能量）。下列叙述错误的是（ ）

A．酶所降低的化学反应活化能是Ea-Ec
B．因Eb>Ec，所以酶降低活化能更显著
C．没有催化剂，该化学反应一定不能发生
D．由图中Ec与Eb比较可知，酶具有高效性
【答案】C
【分析】题图分析：Ea表示不加催化剂化学反应的活化能，Eb表示无机催化剂催化反应的活化能，Ec表示酶催化的化学反应的活化能。
【详解】A、Ea表示不加催化剂化学反应的活化能，Ec表示酶催化的化学反应的活化能，因此酶所降低的化学反应活化能是Ea－Ec，A正确；
B、据图可知，Eb＞Ec，所以酶降低活化能效果更显著，B 正确；
C、由图示曲线看出，没有催化剂时底物也可以变成产物，说明没有催化剂，该化学反应能发生，C错误；
D、Eb表示无机催化剂催化反应的活化能，Ec表示酶催化的化学反应的活化能，酶降低活化能更多，所以催化效率更高，具有高效性，D正确。
故选C。
7．（2023秋·广东广州·高一广州市白云中学校考期末）下列关于生物体中酶的叙述，错误的是（ ）
A．酶的化学本质是蛋白质或RNA
B．酶能够降低化学反应所需的活化能
C．酶具有高效性和专一性
D．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
【答案】D
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性、专一性、需要适宜的温度和pH值。
【详解】A、酶的本质大多数是蛋白质，少数是RNA，A正确；
B、酶具有催化作用，能够降低化学反应所需的活化能，B正确；
C、酶具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）和专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行），C正确；
D、适宜条件下，由活细胞产生的酶在体外也有催化活性，D错误。
故选D。
8．（2023·湖南长沙·长沙市明德中学校考模拟预测）鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸，能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶（ACP）作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼类鲜味下降外因的系列实验中，实验结果如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ）

A．本实验的自变量为pH和温度，因变量是酸性磷酸酶（ACP）的相对活性
B．不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，直接原因在于不同鱼体内的ACP基因不同
C．由图可知，放置相同的时间，草鱼在pH约5.0、温度60℃条件下，鱼肉鲜味下降最快
D．pH低于4.2、温度超过55℃，对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶（ACP）活性影响的机理不同
【答案】C
【分析】酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
【详解】A、由图示曲线可知，本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类，因变量是酸性磷酸酶（ACP）的相对活性，A错误；
B、不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于控制合成ACP的基因不同，直接原因在于不同鱼体内的ACP结构不同，B错误；
C、分析题意可知，肌苷酸在酸性磷酸酶（ACP）作用下降解又导致鱼肉鲜味下降，由图示曲线可知，草鱼在PH5.0、温度60℃条件下酸性磷酸酶相对活性最高，导致鱼肉鲜味下降最快，C正确；
D、反应温度超过55℃与pH低于4.2，鳝鱼肌肉ACP都会因为空间结构的改变失去活性，影响机理是相同的，D错误。
故选C。
9．（2023春·河南·高二校联考阶段练习）关于高中生物学相关实验，下列叙述错误的是（ ）
A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B．适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察细胞质流动与质壁分离现象
C．低倍镜转换高倍镜时，为防止物镜触碰装片应先升高物镜
D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
【答案】C
【分析】低倍镜转到高倍镜的步骤：低倍镜下找到目标—将目标移到视野中间—转动转换器，转到高倍镜—调节细准焦螺旋和反光镜，直到视野适宜、物象清晰为止。蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。成熟植物细胞由于中央液泡失水而使原生质层与细胞壁分离的现象，叫做质壁分离。
【详解】A、肝脏细胞中存在过氧化氢酶，故需要破碎细胞制成肝脏研磨液来获得过氧化氢酶的粗提液，A正确；
B、黑藻叶片含有叶绿体，呈绿色，所以适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片可以先在显微镜下观察叶绿体的运动情况和细胞质的流动，同时黑藻叶片是成熟的植物细胞，可以发生质壁分离，B正确；
C、低倍镜转换高倍镜时，用细准焦螺旋调焦并观察，不再升高物镜，上升镜筒之后就很难再将视野调试清楚，并且高倍镜下升降镜筒很容易压碎玻片，C错误；
D、蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，可以利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质，D正确。
故选C。
10．（2023春·河南郑州·高二郑州市第二高级中学校联考阶段练习）初步研究表明，β-AP（β-淀粉样蛋白）沉积是阿尔茨海默病的主要病理特征。β-AP是由前体蛋白——APP（一种含695个氨基酸的跨膜蛋白）在病理状态下异常加工而成的。APP形成β-AP的过程如图所示。根据上述信息，下列推论正确的是（ ）

A．APP形成一个β-AP时需要消耗3个水分子
B．一个β-AP分子中含有38个肽键
C．阿尔茨海默病是由前体蛋白——APP异常导致的
D．图中β-分泌酶的作用体现了蛋白质能够调节机体生命活动的作用
【答案】B
【分析】分析题图：图示表示APP形成β-AP的过程，该过程是在病理状态下进行的，由题图知APP形成β-AP的过程中需要β-分泌酶和γ-分泌酶的催化作用，β-AP分子是由前体蛋白APP中的第597位氨基酸到635位氨基酸形成的、其含有的氨基酸数=635-597+1=39个，而β-AP分子沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征。
【详解】A、β-分泌酶起催化作用时水解大分子，结合图示可知，需要消耗2个水分子，形成一个β-AP，A错误；
B、图示表示APP形成β-AP的过程，该过程是在病理状态下进行的，由题图知APP形成β-AP的过程中需要β-分泌酶和γ-分泌酶的催化作用，β-AP分子是由前体蛋白APP中的第597位氨基酸到635位氨基酸形成的、其含有的氨基酸数=635-597+1=39个，由此可知，一个β-AP分子含有39个氨基酸链状多肽，则含有38个肽键，B正确；
C、β-AP沉积是阿尔茨海默病的主要病理征，不是由前体蛋白——APP异常导致的，C错误；
D、图中β-分泌酶的作用其催化APP水解，D错误。
故选B。
11．（2023春·山东潍坊·高三统考阶段练习）酶的活性部位是酶分子中同底物特异性结合而起催化作用的区域，有些抑制剂可与酶的此部位发生化学反应。下图是某种酶活性部位的形成过程。下列叙述错误的是（ ）

A．酶分子的合成过程中可能有氢键形成
B．酶的催化作用发生在酶的活性部位
C．为保证酶的活性部位正常发挥作用，需要在最适温度和pH条件下保存
D．抑制剂与酶的活性部位发生化学反应会降低酶促反应速率
【答案】C
【分析】 酶的本质大部分是蛋白质，小部分是RNA。
【详解】A、酶的本质是蛋日质或RNA，蛋日质合成时需要先转录再翻译，转录和翻译过程中都会发生碱基互补配对，都会形成氨键因此在酶分子的合成过程中可能有气键形成，A正确；
B、酶的活性部位是酶分子中同底物特异性结合而起催化作用的区域，因此酶的催化作用只在酶的活性部位发生，B正确；
C、为保证酶的活性部位正常发挥作用，需要在最适pH、低温条件下保存，C错误；
D、抑制剂与酶的活性部位发生化学反应，导致酶的活性部位发生变化，会降低酶促反应速率，D正确。
故选C。
12．（2023春·河南南阳·高二校联考阶段练习）如图为用某种酶进行的不同实验结果，下列有关叙述不正确的是（ ）

A．图1是研究温度对该酶的影响，温度过高或过低都会使酶失活
B．根据图3可知本实验研究的是酶的专一性
C．由图2可知，过酸过碱都会使酶失活
D．实验结果表明，该酶活性的最适温度在30℃左右、最适pH值是7
【答案】A
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
【详解】A、低温不会破坏酶的空间结构，酶不会失活，A错误；
B、根据图3中蔗糖和麦芽糖的剩余量，可知蔗糖没有被水解，麦芽糖被水解，可知本实验研究的是酶的专一性，B正确；
C、由图2可知pH过低和过高，底物剩余量没有减少，说明酶已失活，C正确；
D、在3个实验温度中，30℃条件下该酶的活性最强，说明该酶的最适温度是30℃左右；通过图2，可知pH为7时，底物剩余量最少，说明最适pH值是7，D正确。
故选A。
13．（2023·浙江·校联考模拟预测）在使用酵母进行淀粉发酵的工业生产中，需要先将淀粉糖化，这一过程常使用糖化酶和α-淀粉酶。为研究不同温度对糖化酶和α-淀粉酶活性的影响，分别进行甲、乙、丙、丁共4组实验，每组实验各取4支试管，编号1、2、3、4，每支试管中均加入1mL淀粉溶液，1号不加入酶为空白对照，2、3、4号分别加入10万活性糖化酶、5万活性糖化酶、5万活性α-淀粉酶各0.5mL；检测试剂选用碘液。实验结果如下表所示，相关叙述正确的是（ ）
不同温度下糖化酶和α-淀粉酶实验效果
注:“+”表示溶液显蓝色；“+”的数目表示蓝色的深浅；“-”表示不变蓝
A．本实验的自变量是酶的种类和温度
B．冰浴和室温条件下，糖化酶和α-淀粉酶催化效率差异不明显
C．从实验结果可以得出，α-淀粉酶对温度不敏感，各个温度下都表现出强大的活性
D．本实验检测试剂可用本尼迪特试剂(斐林试剂)替代检测淀粉是否水解生产还原糖
【答案】C
【分析】1、温度对酶活性的影响：在温度较低时，酶促反应速率会随温度的升高而加快，当温度升高到最适温度，酶促反应速率会随温度的升高而降低；温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低，温度过高可能使酶永久失活；低温下抑制酶的活性，但不会使酶失活。
2、用淀粉酶作用于淀粉和蔗糖来验证酶的专一性时，可用斐林试剂检测，不能用碘液，因为蔗糖及其分解产物葡萄糖和果糖与碘液不发生颜色反应，不能确定蔗糖是否水解。探究温度对酶活性的影响，底物选择淀粉溶液时，检测试剂不宜用斐林试剂，因为使用斐林试剂需要进行水浴加热，而实验需要严格控制温度。
【详解】A、人为控制的对实验现象进行处理的因素叫作自变量，本实验的自变量是酶的种类、糖化酶的浓度和温度，A错误；
B、表中结果显示，甲组的反应温度是冰浴，乙组的反应温度是室温。在冰浴和室温条件下，3号（加入了5万活性糖化酶0.5mL）实验结果都是“+++”，呈现蓝色；检测试剂选用的是碘液，碘液能让淀粉溶液呈现蓝色，淀粉越多，蓝色越深，说明甲组和乙组的3号试管酶促反应过后仍然有较多的淀粉存在，糖化酶催化淀粉水解的效率较差；在冰浴和室温条件下，4号（加入了5万活性α-淀粉酶0.5mL）实验结果都是“-”，证明在酶促反应过后淀粉基本上被水解，等量的α-淀粉酶在同样的条件下比糖化酶的催化效率明显更好。所以，冰浴和室温条件下，糖化酶和α-淀粉酶催化效率差异明显，B错误；
C、从甲、乙、丙、丁4组实验的实验结果可以得出，加5万活性α-淀粉酶0.5mL的4号管在冰浴、室温、60℃、85℃条件下的实验结果都是“-”，即不变蓝，证明淀粉基本上被水解，α-淀粉酶催化效率都较高，说明α-淀粉酶对温度不敏感，各个温度下都表现出强大的活性，C正确；
D、因为斐林试剂检测还原糖的生成需要水浴加热，会影响对反应温度的控制，影响实验结果，所以本实验检测试剂不能用本尼迪特试剂（斐林试剂）替代检测淀粉是否水解生产还原糖，D错误。
故选C。
14．（2023春·陕西·高二校联考阶段练习）某些细菌不能直接利用环境中的叶酸（叶酸参与细菌脱氧核苷酸的合成），只能在细菌体内以对氨基苯甲酸等为原料合成二氢叶酸，进而用二氢叶酸合成叶酸。二氢叶酸合成酶是细菌细胞内合成二氢叶酸的一种关键酶，磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸相似，可与后者竞争性结合细胞中的二氢叶酸合成酶，从而抑制该酶的活性，具体作用机理如图。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，绝大多数酶的化学本质是______。与无机催化剂相比，酶的催化活性更高，其原因是酶______的作用更显著。
(2)磺胺类药物抑菌的原理是：通过抑制二氢叶酸合成酶的活性直接抑制细菌体内二氢叶酸的合成，最终会使细菌体内位于拟核区的______（填一种物质）合成受阻，从而影响细菌的生长繁殖。要发挥磺胺类药物在人体的抑菌作用，在服用时需适当加大剂量以保持血液中药物的高浓度，根据竞争性抑制剂的特点推测，上述做法的理论依据是________________________。
(3)二氢叶酸合成酶的活性受温度、pH等的影响，假定该酶的最适温度为37℃，某同学在20℃条件下测定该酶的活性后立即将温度升高到某一温度m，发现酶的活性并没有改变，据此推测，m的值______（填“大于”“小于”或“等于”）37℃。对出现升高温度酶活性不变的现象的合理解释是________________________。
【答案】(1) 蛋白质 降低反应活化能
(2) DNA 磺胺类药物作为竞争性抑制剂，会与底物竞争二氢叶酸合成酶的活性部位，其浓度越大对酶的竞争性作用越强，可使细菌因缺乏合成DNA的原料而使其增殖过程受到干扰
(3) 大于 该酶的最适温度为37℃，在高于和低于最适温度时，各有一个温度值对应相同的酶活性
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA，酶可以在细胞外或生物体外起作用，同无机催化剂相比，酶的催化作用具有高效性。
【详解】（1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA；酶加快化学反应的机理是降低化学反应的活化能；与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因此酶具有高效性的特点。
（2）磺胺类药物抑菌的原理是：通过抑制二氢叶酸合成酶的活性直接抑制细菌体内二氢叶酸的合成，最终会使细菌体内位于拟核区的DNA的复制受阻，从而影响细菌的生长繁殖；磺胺类药物作为竞争性抑制剂，会与底物竞争二氢叶酸合成酶的活性部位，其浓度越大对酶的竞争性作用越强，可使细菌因缺乏合成DNA的原料而使其增殖过程受到干扰，故要发挥磺胺类药物在人体的抑菌作用，在服用时需适当加大剂量以保持血液中药物的高浓度。
（3）分析题意可知，该酶的最适温度为37℃，在高于和低于最适温度时，各有一个温度值对应相同的酶活性，故某同学在20℃条件下测定该酶的活性后立即将温度升高到某一温度m，发现酶的活性并没有改变，据此推测，m的值大于37℃。
15．（2023春·云南玉溪·高一云南省玉溪第一中学校考期中）玉米在加工成各种产品的过程中，产生的下脚料中含有玉米蛋白，直接丢弃不仅浪费资源，还会污染环境。某科研小组为提高玉米蛋白的利用率，利用中性蛋白酶和碱性蛋白酶对玉米蛋白进行水解，进而加工成玉米蛋白肽。如图表示两种蛋白酶在不同条件下对玉米蛋白进行水解的实验结果。回答下列问题：
(1)以上实验的无关变量是_________________（答出两点即可）。
(2)据图分析可知，两种蛋白酶的最适pH___________（填“相同”或“不相同”），过酸或过碱都使得两种酶的活性下降，甚至失活，其原因可能是________。
(3)在玉米蛋白肽的生产过程中，__________（填“中性蛋白酶”或“碱性蛋白酶”）更适合用于催化玉米蛋白的水解，原因是________________。
(4)若要保存酶用于后续研究，应该将温度控制在________（填“最适温度”、“低温”或“高温”）条件下，这是因为________________。
【答案】(1)酶浓度、底物浓度、反应时间等（答出两点即可）
(2) 不相同 过酸或过碱会使酶的空间结构遭到破坏
(3) 碱性蛋白酶 两种蛋白酶在各自最适温度和最适pH条件下，碱性蛋白酶的催化活性更高
(4) 低温 在低温条件下，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会恢复
【分析】1、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。
2、温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；而在低温下，酶的活性明显降低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度 (pH)前，随着温度(pH) 的升高，酶活性增强；到达最适温度(pH) 时，酶活性最强，超过最适温度 (pH)后，随着温度(pH) 的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】（1）分析两幅图可知，其中横坐标表示自变量，所以该实验的自变量是温度和pH值，除自变量以外的还可能会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响的叫无关变量，本实验中的无关变量有酶的浓度与数量、底物的浓度与数量、反应时间等都属于无关变量。
（2）分析图1可知，两种蛋白酶的催化作用下，玉米蛋白肽的含量最高点所对应的pH值不同，说明两种蛋白酶的最适pH不相同，过酸或过碱都使得两种酶的活性下降，甚至失活，其原因可能是：过酸或过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
（3）分析图1可知，碱性蛋白酶的催化作用下玉米蛋白肽的含量最高点高于中性蛋白酶，说明最适pH值条件下，碱性蛋白酶的活性高于中性蛋白酶，同理分析图2可知，最适温度条件下，碱性蛋白酶的活性高于中性蛋白酶，所以在玉米蛋白肽的生产过程中，碱性蛋白酶更适合用于催化玉米蛋白的水解。
（4）在低温下，酶的活性明显降低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，所以若要保存酶用于研究，应该将温度控制在低温条件下。
1．（2022·重庆·统考高考真题）植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37℃、不同pH下的相对活性，结果见如表。下列叙述最合理的是（ ）
A．在37℃时，两种酶的最适pH均为3
B．在37℃长时间放置后，两种酶的活性不变
C．从37℃上升至95℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性
D．在37℃、pH为3~11时，M更适于制作肉类嫩化剂
【答案】D
【分析】分析表格数据：表中表示两种酶在37°C、不同pH下的相对活性。根据表中数据可知，M的适宜pH为5~9，而L的适宜pH为5左右；在37°C、pH为3~11时，M比L的相对活性高。
【详解】A、根据表格数据可知，在37°C时，M的适宜pH为5~9，而L的适宜pH为5左右，A错误；
B、酶适宜在低温条件下保存，在37°C长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B错误；
C、酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37°C上升至95°C，两种酶在pH为5时都已经失活，C错误；
D、在37°C、pH为3~11时，M比L的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D正确。
故选D。
2．（2022·湖南·高考真题）洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
【答案】B
【分析】碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物，都会在碱性蛋白酶的作用下，结构松弛、膨胀解体，起到去污的效果。
【详解】A、由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；
B、由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的 ，B错误；
C、碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；
D、酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸，具有很强的分解蛋白质的能力，可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍，添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，D正确。
故选B。
3．（2022·浙江·高考真题）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
【分析】大部分酶是蛋白质，少部分酶的本质是RNA，蛋白质的基本单位是氨基酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸。
【详解】A、 低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；
B、 酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，B正确；
C、 酶活性的发挥需要适宜条件，在一定pH范围内，随着pH升高，酶活性升高，超过最适pH后，随pH增加，酶活性降低甚至失活，C错误；
D、 淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。
故选B。
4．（2022·广东·高考真题）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（ ）
注：+/-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CaCl2
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70℃，最适pH9
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
【分析】分析表格信息可知，降解率越高说明酶活性越高，故②组酶的活性最高，此时pH为9，需要添加CaCl2，温度为70℃。
【详解】A、分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；
B、分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；
C、②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；
D、该实验的反应物为Ⅰ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。
故选C。
5．（2022·全国·统考高考真题）某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验（表中“+”表示有，“－”表示无）。
根据实验结果可以得出的结论是（ ）
A．酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B．蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C．在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D．在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
【答案】C
【分析】分析：由表格数据可知，该实验的自变量是酶的组分、Mg2+的浓度，因变量是有没有产物生成，底物为无关变量。第①组为正常组作为空白对照，其余组均为实验组。
【详解】A、第①组中，酶P在低浓度Mg2+条件，有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；
BD、 第③组和第⑤组对照，无关变量是底物和蛋白质组分，自变量是Mg2+浓度，无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg2+条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，BD错误；
C、第②组和第④组对照，无关变量是底物和RNA组分，自变量是Mg2+浓度，第④组在高浓度Mg2+条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2+条件下，没有产物生成，说明在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性，C正确。
故选C。
6．（2022·北京·统考高考真题）芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因，科学家以酸性磷酸酶（P酶）为指标，筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过______________作用分泌到细胞膜外。
(2)用化学诱变剂处理，在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株（sec1）。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌，分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中，对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图。据图可知，24℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37℃后，sec1胞外P酶呈现________的趋势，表现出分泌缺陷表型，表明sec1是一种温度敏感型突变株。
(3)37℃培养1h后电镜观察发现，与野生型相比，sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型Sec1基因的功能是促进______________的融合。
(4)由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后，sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是_____________。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段，可作为鉴定指标的是：突变体______________。
A．蛋白分泌受阻，在细胞内积累
B．与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C．细胞分裂停止，逐渐死亡
【答案】(1)胞吐
(2)先上升后下降
(3)分泌泡与细胞膜
(4)积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外
(5)B
【分析】1、大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐。分泌蛋白是大分子物质，分泌到细胞膜外的方式是胞吐。
2、分析题图可知，24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强，转入37℃后，sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1，再下降至10U.mg-1。
【详解】（1）大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐，分泌蛋白属于大分子，分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。
（2）据图可知，24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强，转入37℃后，sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1，再下降至10U.mg-1，呈现先上升后下降的趋势。
（3）分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外，但在37℃培养1h后sec1中的分泌泡却在细胞质中大量积累，突变株(sec1)在37℃的情况下，分泌泡与细胞膜不能融合，故由此推测Sec1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。
（4）37℃培养1h后sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累，sec1是一种温度敏感型突变株，由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后，此时不能形成新的蛋白质，但sec1胞外P酶却重新增加，最合理解释是积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外。
（5）若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段，可检测突变体中与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量是否发生改变，哪一阶段与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变，即影响蛋白分泌的哪一阶段，B正确。
故选B。
组别
反应温度(℃)
1号
2号
3号
4号
甲
冰浴
++++
+++
+++
-
乙
室温
++++
+++
+++
-
丙
60
++++
-
-
-
丁
85
++++
++
++
-
pH酶相对活性
3
5
7
9
11
M
0.7
1.0
1.0
1.0
0.6
L
0.5
1.0
0.5
0.2
0.1
组别
pH
CaCl2
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
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
+
+
+
+
+
RNA组分
+
+
－
+
－
蛋白质组分
+
－
+
－
+
低浓度Mg2+
+
+
+
－
－
高浓度Mg2+
－
－
－
+
+
产物
+
－
－
+
－