高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第3单元 第1课时　降低化学反应活化能的酶

第1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。考点一　酶的本质、作用及特性1．酶的作用及本质(1)酶的本质源于必修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)。(2)酶的作用原理①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。③表示酶降低的活化能是AB段。2．酶的特性(1)高效性①含义解读：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②作用实质：酶和无机催化剂一样，只能缩短到达化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量。(2)专一性①含义解读：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。②曲线解读：酶A可催化底物水解，酶B则与“无酶”相同，说明酶催化具有专一性。③模型解读(3)作用条件较温和曲线解读：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；高温、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，但空间结构稳定。3.酶促反应速率的影响曲线分析(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线(2)温度和pH对酶促反应速率的影响据图可知，不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。(3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响①底物浓度对酶促反应速率的影响②酶浓度对酶促反应速率的影响特别提醒　(1)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。(2)温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触，进而影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。(3)同一个体不同细胞中，酶的种类和数量不完全相同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。(1)源于必修1 P84“相关信息”：已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？提示　不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。(2)源于必修1 P85“科学·技术·社会”：溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。考向一　酶的本质、作用与特性的综合分析1．(2022·海口高三模拟)下列关于酶的叙述正确的是(　　)①酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解，因此酶不具有专一性④细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的高效性决定⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的⑥酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物A．③⑤⑥ B．②③⑥ C．③⑥ D．⑥答案　D解析　酶大部分是蛋白质、少量是RNA，蛋白质类的酶能与双缩脲试剂反应呈紫色，RNA类的酶不能，①错误；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，②错误；酶的专一性是指：酶能催化一种或一类化学反应，③错误；细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关，④错误；几乎所有活细胞均能产生酶，⑤错误；酶催化相应的化学反应时属于催化剂，酶被分解时作为反应的底物，⑥正确。2．温度会影响酶促反应速率，其作用机理可用下图坐标曲线表示。其中a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是(　　)A．随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加B．处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的C．酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果D．酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低答案　C解析　由图可知，随着温度的升高，底物分子具有的能量增加，A错误；处于曲线c中1、2位点酶促反应速率相等，但酶分子活性不一定相同，B错误；由图可知，底物分子的能量与酶空间结构都会影响酶促反应速率，C正确；酶适于低温保存，原因是低温只是抑制酶活性，不会使酶变性失活，D错误。考向二　酶促反应速率的影响因素3．如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是(　　)A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pHB．甲曲线中，a点与b点限制酶促反应速率的因素不相同C．乙曲线中，d点与f点酶的空间结构都被破坏且不能恢复D．丙曲线中，g点时对应因素升高，酶的活性不能到达h点答案　C解析　分析题图可知，甲曲线表示底物浓度与反应速率的关系，a点的限制因素是底物浓度，b点时底物达到饱和状态，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度；乙曲线是温度对酶活性的影响曲线，d点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构没有被破坏，温度恢复，酶的活性可恢复，f点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度降低，酶的空间结构也不能恢复；丙曲线是pH对酶活性的影响曲线，g点时pH过低，酶的空间结构发生改变，pH升高，酶的活性不能恢复，故不能到达h点。4．下图为最适温度下酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2Vmax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不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是(　　)A．适当升高温度，Vmax和Km均会增大B．加入非竞争性抑制剂，Vmax降低C．加入竞争性抑制剂，Km值降低D．Km值越大，酶与底物亲和力越高答案　B解析　由题干可知，图中曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化，温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢，故适当升高温度，Vmax会减小，A错误；非竞争性抑制剂与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失，反应物不能与活性部位结合，故加入非竞争性抑制剂，导致Vmax降低，B正确；竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争酶的活性部位，从而降低底物与酶结合的机会，使反应速率降低，故加入竞争性抑制剂，会导致Km值增大，C错误；Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度，酶与底物亲和力越高，酶促反应速率越大，则Km值越小；说明Km值越大，酶与底物亲和力越低，D错误。考点二　探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素1．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验步骤(2)实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。(3)上述实验中不能(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。(4)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。2．探究温度对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验步骤和结果取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。3.探究pH对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理(用反应式表示)2H2O2eq \o(―――――→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O＋O2。②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响O2的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。(2)实验步骤和结果1．实验材料选择时的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，能否选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料？提示　不能，因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果，所以不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，能否选用淀粉和淀粉酶作为实验材料？提示　不能，因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。(3)在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，宜选用蛋白块(填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，同时探究酶活性的观测指标是相同时间内蛋白块体积的变化。2．实验步骤和结果检测的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响实验中，底物和酶溶液应在何时进行混合？提示　先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。(3)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂的原因是？提示　因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。考向　探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素5．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是(　　)A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多答案　B解析　在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能将淀粉分解，不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目的，B正确；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解，C错误；在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件下，过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性，D错误。6．(2022·大同市高三模拟)丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质，褐色物质在410 nm可见光下有较高的吸光值(OD值)，且褐色物质越多，OD值越高。经测定PPO的最适pH为5.5。科学家利用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响，实验结果如下图。下列说法正确的是(　　)A．实验过程中应将酶和底物混合后在相应温度下保温B．应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液C．丝瓜果肉PPO粗提液的制备和保存应在35 ℃条件下进行D．可在35～40 ℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度答案　B解析　实验应该将酶和底物先分别放在相应的温度条件下一段时间，再将相应温度下的酶和底物混合，因为酶具有高效性，若先将酶和底物混合(反应已经进行)，再放于相应温度下保温，得不到相应的实验效果，A错误；因为该多酚氧化酶(PPO)的最适pH为5.5，pH是无关变量，在实验时，应该保持酶在最适pH下反应，因此该实验应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液，B正确；酶在高温下会失活，要保证多酚氧化酶(PPO)的结构不受破坏，需要在低温下保存，C错误；35 ℃时多酚氧化酶(PPO)活性为各组中的最高，为了更精确测定PPO的最适温度，应在30～40 ℃之间设置温度梯度，D错误。重温高考　真题演练1．(2020·海南，8)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是(　　)A．都可通过体液运输到全身B．都在细胞内发挥作用C．发挥作用后都立即被灭活D．都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应答案　D解析　胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通过导管运输至消化道内发挥作用，而胰岛素由胰岛B细胞分泌，可通过血液运输至全身，A错误；胰蛋白酶在消化道内发挥作用，而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合，进而调节靶细胞的代谢活动，二者均不在细胞内发挥作用，B错误；胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变，胰岛素发挥作用后会被灭活，C错误；胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质，都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。2．(2020·北京，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了(　　)A．悬液中酶的浓度 B．H2O2溶液的浓度C．反应体系的温度 D．反应体系的pH答案　B解析　提高酶的浓度能够提高反应速率，不能提高生成氧气的量，A错误；提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，可使产物的量增加，B正确；适度的提高温度可以加快反应速率，不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH，可以改变反应速率，不能提高产物的量，D错误。3．(2016·全国Ⅰ，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是(　　)A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量答案　C解析　测定酶活力的影响因素时，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，C项所述操作顺序正确。4．(2021·湖北，2)很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖B．麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成C．55～60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长D．麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低答案　C解析　在麦芽中存在麦芽糖，A错误；麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成，B错误；一般而言，植物体内酶的最适温度高于动物，故麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高，D错误。5．(2016·全国Ⅱ，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如下图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是___________________________________组。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会________。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量______，原因是____________________________________________________________________。(4)生物体内酶的化学本质是________________，其特性有_________________________(答出两点即可)。答案　(1)B　(2)加快　(3)不变　60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加　(4)蛋白质或RNA　高效性和专一性解析　(1)曲线图显示：在反应时间内，40 ℃时反应到达反应平衡时间最短，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 ℃。(2)A组控制的温度是20 ℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，因酶的活性增强，A组酶催化反应的速度会加快。(4)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性和作用条件较温和的特性。一、易错辨析1．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物(　√　)2．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(　×　)3．酶提供了反应过程中所必需的活化能(　×　)4．酶活性的发挥离不开其特定的结构(　√　)5．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁(　×　)6．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(　√　)二、填空默写1．(必修1 P78)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．(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。6．(必修1 P84)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。低温下酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。课时精练一、选择题1．(2022·济南市历城第二中学高三质检)下列实验中，温度属于无关变量的是(　　)①证明酶具有专一性的实验中，将实验温度设置为酶的最适温度②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90 ℃③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三种温度④用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，两组实验均在室温下进行A．①② B．①②③ C．①④ D．①③④答案　C解析　②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90 ℃，此时的温度属于自变量，②错误；③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，温度属于自变量，③错误。2．(2022·大连市高三模拟)众所周知，氨基酸本身的化学性质十分稳定，无催化活性。但当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能。中科院院士、清华大学赵玉芬教授已经合成了几十种具有催化功能的磷酰氨基酸，并将其称为“微型酶”，为模拟酶的研究和合成开辟了一个崭新的途径和领域。下列有关叙述正确的是(　　)A．“微型酶”只含有C、H、O、N四种元素B．“微型酶”的合成场所为核糖体C．“微型酶”可与双缩脲试剂反应呈紫色D．“微型酶”能降低化学反应的活化能答案　D解析　据题干信息可知，氨基酸与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能，所以“微型酶”还含有P元素，A错误；“微型酶”的组成是氨基酸和磷酸结合，是在细胞外人工合成的，不是在细胞内进行的，B错误；“微型酶”的本质是氨基酸的衍生物，不含有肽键，所以不会与双缩脲试剂反应呈紫色，C错误。3．真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料添加剂，可提高饲料利用率。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如图。下列相关叙述错误的是(　　)A．植酸酶只能在活细胞中产生，可在细胞外发挥作用B．真菌合成的植酸酶需要经高尔基体参与，才能转运到细胞外C．植酸酶A的最适pH为2或6，植酸酶B的最适pH为6D．两种酶相比，植酸酶A更适合添加在家畜饲料中答案　C解析　pH为2时，植酸酶A的相对活性较高，但不是其最适pH，植酸酶A和B在pH为6时，酶的活性均最高，故植酸酶A和植酸酶B的最适pH均为6，C错误。4．酶是一类极为重要的生物催化剂。由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行，按照蛋白酶的化学组成可分为单纯酶和结合酶两类。单纯酶分子中只有氨基酸残基组成的肽链。结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子、铁卟啉或含B族维生素的小分子有机物。下列有关酶的叙述错误的是(　　)A．单纯酶的合成发生在核糖体上，该过程需要消耗能量B．在“探究酶的专一性”实验中，自变量一定是酶的种类C．结合酶中缺少相应的非蛋白成分，会导致活性降低乃至失活D．锌元素是人体内多种结合酶的组成元素，虽然锌在细胞内含量很少，但是其作用非常重要答案　B解析　在“探究酶的专一性”实验中，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，B错误。5．酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位，它通常包括两个部分：与底物结合的部分称为结合中心；促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的活性中心的叙述，错误的是(　　)A．酶的结合中心决定酶的专一性B．酶的高效性与酶的催化中心有关C．低温条件下，酶的催化中心结构不变，而结合中心结构发生了改变D．pH过高或过低可能会破坏酶的结合中心和催化中心的结构答案　C6．(2022·长春市高三模拟)某实验小组以干酪素(蛋白质)为底物探究不同pH对大菱鲆消化道中蛋白酶活性的影响，其他条件相同且适宜，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．本实验可采用双缩脲试剂来检测干酪素的水解情况B．在pH＝8条件下，胃蛋白酶的活性会比肠蛋白酶的高C．适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均将降低D．相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶提供活化能的作用更显著答案　C解析　由于蛋白酶自身也是蛋白质，故不能采用双缩脲试剂来检测干酪素的水解情况，A错误；由题图可知，胃蛋白酶的最适pH为2，在pH＝8条件下，胃蛋白酶失活，B错误；据题干信息可知，除pH外，“其他条件相同且适宜”，故适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均将降低，C正确；在相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶的活性更高，降低活化能的作用更显著，不能提供活化能，D错误。7．从小尾寒羊提取肌联蛋白，研究肌联蛋白的磷酸化和钙离子浓度是否影响肌联蛋白的降解。肌联蛋白T1是未降解的蛋白，小于该分子量的蛋白条带是降解后的蛋白，实验结果如图。已知蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化，碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸化。实验结果说明：钙离子会促进肌联蛋白的降解，相同钙离子浓度下，去磷酸化促进肌联蛋白的降解。与甲图比较，乙图只做了一个改变。乙组实验提高了(　　)A．反应体系的反应温度B．肌联蛋白的浓度C．反应体系钙离子浓度D．碱性磷酸酶浓度答案　C8．竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是(　　)A．酶的活性中心能和竞争性抑制剂、底物同时结合B．竞争性抑制剂或底物与酶结合，不会导致酶失活C．竞争性抑制剂会增加化学反应所需的活化能D．竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除答案　B解析　由图1可知，酶的活性中心均能和竞争性抑制剂、底物结合，但不能同时结合，A错误；据图2中底物浓度增加时，酶促反应速率加快可知，竞争性抑制剂或底物与酶结合，不会导致酶失活，B正确；竞争性抑制剂会抑制酶的活性，不会增加化学反应所需的活化能，C错误；由图2可知，当底物浓度达到一定程度时，酶促反应速率与只有底物时接近，说明竞争性抑制剂的抑制作用能通过增加底物浓度来解除，D错误。9．细胞代谢离不开酶的催化，酶的催化需要温和的环境条件。某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响时发现，pH过低时淀粉水解速率也会加快，探究结果如图所示。下列有关实验的说法正确的是(　　)A．由图可推断该淀粉酶在pH＝1时比pH＝3时活性一定更高B．由实验结果分析可知，该淀粉酶的最适pH为7左右C．pH＝7时淀粉的剩余量明显减少说明酶具有高效性D．若要探究该酶的最适温度，需将酶与底物先混合，然后置于一系列温度梯度条件下答案　B解析　pH＝1时比pH＝3时淀粉剩余量更少是因为酸可以催化淀粉的水解，而不是淀粉酶的活性pH＝1时比pH＝3时更高，A错误；酶具有高效性应当有其他的催化剂作为对照时才能说明，C错误；探究该酶最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温，然后再将相同温度下的酶和底物混合，D错误。10．某小组为研究温度对酶活性的影响，在t1、t2、t3温度下，分别用淀粉酶水解淀粉，保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c，且b>a>c，温度各升高相同幅度，重复上述实验，测定生成物的量分别为a′、b′、c′，且a′>a，b′>b，c>c′。下列相关分析正确的是(　　)A．该淀粉酶的最适温度在t1～t2之间B．当温度为t1时，可通过提高淀粉浓度来提高酶的活性C．当温度在t2～t3之间时，随温度升高酶的活性降低D．b>c是因为温度为t3时部分酶的空间结构可能发生改变答案　D解析　由题意分析可知，t2温度低于最适温度，且在三个温度中最接近最适温度，而t3温度高于最适温度，故最适温度在t2～t3之间，A错误；酶的活性受温度和pH影响，与淀粉浓度无关，B错误；升高温度后b′>b，证明在t2时升高温度，酶活性增强，C错误；根据分析可知，最适温度在t2～t3之间，所以t3时部分酶的空间结构可能发生改变，D正确。11．研究发现酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验：下列相关说法正确的是(　　)A．①②③过程中，蛋白质的空间结构不变B．蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解C．处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可证明与无机催化剂相比，酶具有高效性D．将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合，可直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果答案　C解析　加热和加酸均会使蛋白质的空间结构遭到破坏，A错误；加热使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，更容易被蛋白酶水解，B错误；盐酸会催化蛋白酶和蛋白块的水解，盐酸还会影响酶活性，从而影响实验效果，故不能直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果，D错误。12．在日常生活中，削皮的土豆块一段时间后会发生褐变现象，这是土豆中的多酚氧化酶通过氧化多酚类物质引起的。某同学用土豆和儿茶酚探究了温度对酶活性的影响，实验步骤和结果如下表，下列相关叙述不正确的是(　　)A.实验中儿茶酚的浓度、土豆块大小、温度属于无关变量B．步骤2的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下C．实验结果显示50 ℃条件下多酚氧化酶的活性较高D．刚削皮的土豆立即用热水快速处理可防止褐变现象发生答案　A解析　实验中温度属于自变量，儿茶酚的浓度、土豆块大小属于无关变量，A错误。二、非选择题13．(2022·潍坊实验中学高三模拟)某生物兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响，做了如下实验。请结合实验回答问题：实验步骤：一、取3支洁净的试管，编号为A、B、C，分别加入等量的酶溶液；二、在每支试管中加入等量的底物溶液；三、在A、B、C试管中加入等量的缓冲液，使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0；四、将3支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。(1)上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在实验操作正确的情况下，实验结果如图。①该实验中酶促反应速率用_______________________________________________表示。实验开始1 min后A组产物浓度不再增加的原因是___________________________________。②为进一步探究该酶作用的最适pH，应在pH为________范围开展实验。请写出实验设计思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下，定时检测产物浓度　(2)①单位时间内产物的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量)　底物的量有限(或底物浓度是一定的)　②0～7.0(或大于0小于7)　在pH 0～7.0之间每隔一定pH设置一个实验组，其他实验条件适宜且保持一致。反应一定时间后检测产物浓度，确定最适pH14．植物内的过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究甘蓝梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。请回答下列问题：注：表中“－”表示没有添加。(1)1、2号试管中，________试管是对照组，该实验的自变量是________________。(2)若2号试管显橙红色，并不能证明甘蓝梗中存在过氧化物酶，你的改进措施是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若3号试管不显橙红色，推测其原因是___________________________________________________________________________________________________________。(4)已知白菜梗内也含过氧化物酶，经测定，相同条件下，两种植物提取液中过氧化物酶的活性不同，从其分子结构分析，原因可能是____________________________________________________________。(5)如何通过实验检测过氧化物酶的化学本质，并比较甘蓝梗和白菜梗内过氧化物酶的含量多少(假设两种植物提取液中只含过氧化物酶)。请简述设计思路：_________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)1号　甘蓝梗提取液的有无　(2)再增加一组实验，把缓冲液换成2 mL过氧化物酶，其他条件与1号试管相同　(3)高温使甘蓝梗提取液中的过氧化物酶变性失活　(4)两种植物提取液中过氧化物酶的氨基酸序列不同(或空间结构不同)　(5)将等量的白菜梗和甘蓝梗提取液分别放入两支试管中，再分别加等量且适量的双缩脲试剂进行实验；若产生紫色反应，说明过氧化物酶的化学本质是蛋白质；显色反应强(紫色深)的一组过氧化物酶含量高试管编号12注入可溶性淀粉溶液2 mL－注入蔗糖溶液－2 mL注入新鲜的淀粉酶溶液2 mL2 mL60 ℃水浴保温5 min新配制的斐林试剂2 mL2 mL沸水浴煮沸1 min实验现象有砖红色沉淀没有砖红色沉淀试管编号11′22′33′实验步骤一2 mL淀粉酶溶液2 mL可溶性淀粉溶液2 mL淀粉酶溶液2 mL可溶性淀粉溶液2 mL淀粉酶溶液2 mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5 min在60 ℃温水中水浴5 min在沸水中水浴5 min三1与1′试管内液体混合，摇匀2与2′试管内液体混合，摇匀3与3′试管内液体混合，摇匀四在冰水中水浴数分钟在60 ℃温水中水浴数分钟在沸水中水浴数分钟五取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象实验现象呈蓝色无蓝色出现呈蓝色结论酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都会影响酶活性序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的HCl1 mL 5%的NaOH3注入等量的体积分数为3%的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4观察实验现象有大量气泡产生无明显气泡产生无明显气泡产生5将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方)燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱方案催化剂底物pH温度①胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白块中性室温②淀粉酶淀粉、蔗糖适宜适宜③蛋白酶蛋白质适宜不同温度④过氧化氢酶、氯化铁溶液过氧化氢强酸性室温实验组别1号试管2号试管3号试管4号试管5号试管实验步骤1试管各加入15 mL 1%儿茶酚溶液2将儿茶酚溶液和2 g土豆块分别放入相应温度的恒温水浴锅中5 min0 ℃冰水浴25 ℃50 ℃75 ℃100 ℃3向儿茶酚溶液中加入土豆块，振荡后放回相应温度，10 min后观察实验现象(褐变等级)0131.50试管编号1%焦性没食子酸/mL2% H2O2/mL缓冲液/mL甘蓝梗提取液/mL煮沸冷却后的甘蓝梗提取液/mL1222－－222－2－322－－2