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外界因素對酶活性的影響的曲線分析
易錯歸因
不能準確分析外界因素對酶活性的影響曲線。
典型易錯題
例1（2022·安徽省舒城中學·二模）某科研小組通過實驗研究了兩種抑制劑對某消化酶酶促反應速率的影響，對實驗的結果進行分析并繪圖，如圖所示，下列敘述正確的是（ ）
A．該實驗的自變量是底物濃度，無關變量有溫度和pH等
B．該實驗過程要先將底物和酶混合，然后再加抑制劑來觀察反應結果
C．在S2點之后，限制曲線①酶促反應速率的因素不再是底物濃度
D．由實驗結果得出抑制劑Ⅱ與底物競爭性結合酶的活性中心
【答案】C
【解析】該實驗的自變量是底物濃度和抑制劑的有無以及抑制劑的種類，因變量是酶促反應速率，無關變量有溫度和pH等，A錯誤；該實驗過程要先加底物和抑制劑混合，然后再加酶來觀察反應結果，B錯誤；在S2點之前，限制曲線①酶促反應速率的因素是底物濃度，在S2點之后，限制曲線①酶促反應速率的因素是酶濃度等因素，不再是底物濃度，C正確；由實驗結果可以得出抑制劑II會降低酶促反應速率，但無法得出抑制劑Ⅱ與底物競爭性結合酶的活性中心，D錯誤。故選C。
解題技巧
1．溫度和pH對酶活性的影響
（1）在一定溫度/pH范圍內，隨溫度/pH的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。
（2）過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結構未被破壞，溫度升高可恢復活性。酶制劑適宜在低溫下保存。
（3）丙圖：反應溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。
2．底物濃度對酶活性的影響。
其他因素適宜的條件下，酶促反應的速度與酶濃度成正比；在酶量一定的情況下，酶促反應速率隨底物濃度的增加而加快，酶促反應增加到一定值時，由于受到酶濃度的限制，此時即使再增加底物濃度，反應速率幾乎不再改變。
3．酶對化學反應速率的影響
（1）甲圖中說明：在底物充足，其他條件適宜的情況下，酶濃度與酶促反應速率成正比。
（2）乙圖說明：酶A會促進A反應物的酶促反應，酶B則不會，所以酶具有專一性。
（3）丙圖說明：
①與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。
②酶只會縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應的平衡點。
同類題練習
1.（2022·河北省·模擬題）下圖為酶促反應曲線，Km表示反應速率為1/2 Vmax時的底物濃度。競爭性抑制劑與底物結構相似，可與底物競爭性結合酶的活性部位；非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位不可逆性結合，從而使酶的活性部位功能喪失。下列分析錯誤的是（ ）
A．Km值越大，酶與底物親和力越高
B．加入競爭性抑制劑，Km值增大
C．加入非競爭性抑制劑，Vmax降低
D．非競爭性抑制劑破壞酶的空間結構
2.（2022·河北省·模擬題）20世紀60年代，醫院開始用淀粉酶替代酸來分解淀粉。圖為某同學探究不同pH條件下淀粉酶對淀粉的分解作用的實驗結果。下列敘述正確的是（ ）
A．該實驗中的淀粉分解量僅與淀粉酶活性有關
B．pH為3和9的兩支試管中的淀粉酶的活性相同
C．將pH＝13的試管中的pH調至pH＝7后繼續實驗1h，則淀粉的剩余量基本不變
D．與淀粉結合的淀粉酶的空間結構會發生不可逆的改變
3.（2020·廣東廣州·模擬預測）如圖表示過氧化氫在過氧化氫酶和無酶催化條件下分解過程中的能量變化，假設酶所處的環境為最適條件，下列對于圖中曲線的分析正確的是（ ）
A．圖中E表示過氧化氫酶使活化能降低的數值
B．若將有過氧化氫酶催化的反應溫度升高15℃，則曲線②的峰值會降低
C．曲線①表示過氧化氫在過氧化氫酶催化條件下分解
D．圖示可說明酶的催化作用具有高效性
4.（2021·甘肅省靜寧縣第一中學·二模）影響酶催化反應速率的因素有溫度、反應物濃度、酶的濃度等。如圖表示在最適溫度下，某種酶的催化反應速率與反應物濃度之間的關系。有關說法正確的是（ ）
A．若在B點增加酶的濃度，反應速率會減慢
B．若在A點提高反應溫度，反應速率會加快
C．若在C點增加反應物濃度，反應速率將加快
D．若在A點增加反應物濃度，反應速率將加快
5.（2021·廣東省珠海市第一中學·模擬預測）用某種酶進行有關實驗的結果如下圖所示。下列有關說法錯誤的是（ ）
A．圖1說明酶的最適溫度為30℃左右
B．圖2說明該酶一定不是胃蛋白酶
C．圖3說明離子可以破壞蛋白質的肽鍵
D．圖4可用于證明酶具有專一性
6.（2022·四川眉山·三模）從某微生物中提取出的淀粉酶能催化淀粉水解成麥芽糖。取適量淀粉酶分別在不同溫度下水解等量淀粉，并在第1h末和第2h末測定麥芽糖含量。下列結論正確的是（ ）
A.淀粉酶能提供活化能，所以能使淀粉水解反應加快
B.由0~1h的數據可知，該淀粉酶的最適溫度為35℃
C.在15℃條件下，第6h結束麥芽糖含量也可達到1.8g/mL
D．35℃時淀粉酶已變性，故1~2h水解的淀粉比25℃少
7.（2022·廣東深圳外國語學校·模擬預測）用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖。第1組曲線是在pH=7.0、20℃條件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了（ ）
A．懸液中酶的濃度 B．H2O2溶液的濃度
C．反應體系的溫度 D．反應體系的pH
8.（2022·江蘇·三模）如圖1表示最適溫度下H2O2酶促反應速率受pH影響的曲線，圖2表示某溫度下pH=b時H2O2分解產生的O2量隨時間的變化。下列有關敘述正確的是（ ）
A．可用H2O2和H2O2酶探究溫度對酶活性的影響
B．在圖1中c點對應的條件下，向該反應體系中加入雙縮脲，溶液仍變紫色
C．其他條件保持相同且適宜，則pH由b變為a時，e點不動
D．其他條件保持相同且適宜，溫度降低時，d點右移
9.（2022·浙江溫州·二模）酶分子具有相應底物的活性中心，用于結合并催化底物反應。在37℃、適宜pH等條件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2+、Cl 對唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影響，得到實驗結果如圖所示，已知Na+和SO42-幾乎不影響該反應。
下列相關分析，正確的是（ ）
A．實驗中的可變因素是無機鹽溶液的種類
B．Q點條件下淀粉完全水解所需的時間較P點的長
C．實驗說明Cu2+能與淀粉競爭酶分子上的活性中心
D．若將溫度提高至60℃，則三條曲線的最高點均上移
10.（2020·甘肅·二模）下圖1表示在最適溫度下將A、B兩種物質混合，在T1時加入酶C后，A、B兩種物質的濃度的變化曲線，圖2表示在反應物充足的情況下，酶C的催化反應速率隨酶濃度變化曲線，請據圖回答下列問題：

（1）酶活性是指____________________________，影響酶活性的因素有______________（至少寫兩項），T2后B增加緩慢的原因是___________。
（2）酶C催化的反應是物質A生成B，酶的作用機理______________________________。
（3）若適當提高反應溫度，T2值______（填“增大”、“減小”或“不變”），原因是________________________。
（4）某種重金屬離子能與酶C按比例牢固結合，不可解離，迅速使酶失活。在反應物濃度過量的條件下，向反應混合物中加入一定量的重金屬離子，請參照圖2畫出相應的曲線________________。
同類題練習參考答案
1．A 【解析】據圖分析，Km值越小，達到1/2Vmax需要的底物濃度越低，說明酶與底物親和力越高，A錯誤；加入競爭性抑制劑，酶與底物結合的機會減少，則Km值增大，B正確；加入非競爭性抑制劑，使酶的活性部位功能喪失，導致Vmax降低，C正確；非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位不可逆性結合，從而破壞了酶的空間結構，D正確。故選A。
2．C 【解析】由題意可知，本實驗的目的是探究不同pH條件下淀粉酶對淀粉的分解作用，自變量為pH，因變量為1h后淀粉的分解量。由“20世紀60年代，醫院開始用淀粉酶替代酸來分解淀粉”可知，淀粉能在酸性條件下發生水解。說明該實驗中的淀粉分解量不僅與淀粉酶活性有關，還與pH值有關，A錯誤；在pH為3和9時兩只試管中的淀粉剩余量相同，但pH為3時，酶可以催化淀粉水解，酸也會促進淀粉水解，而pH為9時只有酶的催化作用，所pH為3和9時酶的活性不同，B錯誤；pH＝13時，淀粉酶已變性失活，因此再將pH調為7，反應速率不變，仍為0，因此淀粉的剩余量基本不變，C正確；酶與底物結合，形成酶-底物復合物，酶-底物復合物發生一定的形狀變化，使底物變成產物，并從復合物上脫落，同時酶分子恢復原狀。因此與淀粉結合的淀粉酶的空間結構發生的改變是可逆的，D錯誤。故選C。
3．A 【解析】分析題圖可知，曲線①表示無酶條件的能量變化，曲線②表示有酶條件下的能量變化；E段表示在有酶催化的條件下降低的化學反應活化能，由此可以看出，酶促反應的原理是降低化學反應需要的活化能；與無機催化劑相比，酶降低化學反應活化能更顯著，因此酶具有高效性。根據分析可知，①②之間的差值E表示過氧化氫酶使活化能降低的數值，A正確；題干中假設酶所處的環境為最適條件，故將有酶催化的反應溫度升高10℃，酶的活性下降，降低的活化能減小，②的峰值會升高，B錯誤；根據分析可知，①表示過氧化氫在無酶催化條件下分解，C錯誤；酶的高效性是與無機催化劑相比，圖示沒有描述無機催化劑的催化效果，故不能體現酶具有高效性，D錯誤。故選A。
4．D 【解析】曲線BC段隨反應物濃度的增加，催化速率不變，可能受酶濃度限制，若在B點增加酶的濃度，反應速率會加快，A錯誤；本實驗是在最適溫度下完成的，所以如果提高反應溫度，反應速率會下降，B錯誤；曲線BC段隨反應物濃度的增加，催化速率不變，可能受酶濃度限制，如果在C點增加反應物濃度，反應速率不變，C錯誤；曲線AB段，隨著反應物濃度的增加，反應速率加快，所以在A點增加反應物濃度，反應速率將加快，D正確。故選D。
5．C 【解析】從圖1看出，30℃條件下，生成物量最大所需的時間最短，因此其催化效率最高，說明了酶的最適溫度為30℃左右，A正確；分析題圖2曲線知，酶的最小pH為7，而胃蛋白酶的最適宜pH是2左右，該酶一定不是胃蛋白酶，B正確；離子不會破壞肽鍵，可能會改變酶的空間結構，C錯誤；圖4中麥芽糖含量降低，但蔗糖含量不變，說明了酶可以分解麥芽糖，而不能分解蔗糖，而不能水解蔗糖，故說明酶具有專一性，D正確。故選C。
6．C 【解析】酶能降低化學反應的活化能因此具有催化作用，酶不為化學反應提供能量，A錯誤；在0~1h，35℃下麥芽糖含量最高（1.5g/mL），只能說明在已測的4個溫度中，35℃時酶的催化效率最高，要探究該淀粉酶的最適溫度還需要在25℃~45℃設置一系列溫度梯度進行實驗，B錯誤；據圖可知，15℃條件下，該淀粉酶每小時使麥芽糖含量增加0.3/mL，而淀粉完全水解產生的麥芽糖總含量為1.8mg/L，所以15℃下淀粉被全部水解共需要6h，C正確；35℃第2h只增加了0.3g/mL，是因為在第1h內生成了麥芽糖1.5mg/L，留給第2h反應的淀粉少，不是酶已變性，D錯誤。故選C。
7．B 【解析】提高酶的濃度能夠提高速率，不能提高氧氣的量，A錯誤；提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，產物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以加快反應速率，不能提高產物的量，C錯誤；改變反應體系的pH，可以改變反應速率，不能提高產物的量，D錯誤。故選B。
8．C 【解析】溫度可直接影響H2O2的分解，因此不能用H2O2和H2O2酶探究溫度對酶活性的影響，A錯誤；雙縮脲不是雙縮脲試劑，在圖1中C點對應的條件下，向該反應體系中加入雙縮脲試劑，蛋白質雖然變性但仍具有肽鍵結構，溶液仍變紫，B錯誤；酶不能改變生成物的量，pH由b變為a時，酶促反應速率下降，但e點不動，C正確；若圖2為高于最適溫度時的情況，則溫度降低時，酶促反應速率加快，d點左移，D錯誤。故選C。
9．B 【解析】根據圖示可知，研究Cu2+、Cl 對唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影響實驗中，自變量是不同的離子（Cu2+和Cl ），因變量是酶的活性（淀粉水解速率表示），其他變量如pH、溫度、無機鹽溶液濃度、唾液淀粉酶的濃度等都是無關變量，為了排除溫度、pH和無關離子等對淀粉酶活性的影響，需要將所有實驗都放在最適溫度和pH的環境中，且設置空白對照組（乙組H2O）和對照組（丙組含銅離子和甲組氯離子）。隨著淀粉溶液濃度的增加，甲組、乙組和丙組淀粉水解速率都在增加，最終保持相對穩定（唾液淀粉酶全部充分參與催化反應），且甲組＞乙組＞丙組，說明Cu2+和Cl 沒有使唾液淀粉酶失活，而且Cu2+能與淀粉競爭唾液淀粉酶分子上的活性中心，Cl 能增加唾液淀粉酶的活性。說明Cu2+抑制酶促反應，是淀粉酶的抑制劑，Cl 促進酶促反應，是淀粉酶的激活劑。Q點和P點的淀粉水解速率相同。根據圖示分析可知，實驗中自變量是無機鹽溶液種類和淀粉溶液濃度，A錯誤；根據題意和分析可知，Q點和P點的淀粉水解速率相同，但Q點需要的淀粉溶液濃度更大才能達到與P點的速率相同，所以淀粉酶活性P點高，水解淀粉的速度更快，所以Q點條件下淀粉完全水解所需的時間比P點長，B正確；根據圖示分析可知，淀粉水解速率保持相對穩定時，也就是唾液淀粉酶全部充分參與催化反應時，甲組＞乙組＞丙組，說明Cu2+沒有使唾液淀粉酶失活，但降低了酶的活性，說明其是酶的抑制劑，但不能說明Cu2+能與淀粉競爭酶分子上的活性中心，也有可能是改變了酶的空間結構導致其活性降低，故Cu2+可能是非競爭性抑制劑，通過與淀粉酶（非活性中心）結合，改變其空間結構，降低酶活性，C錯誤；本實驗溫度是無關變量，為了避免溫度對實驗的干擾，溫度應該設置為唾液淀粉酶的最適溫度，也就是37℃左右，若將溫度提高至60℃，會使得酶的空間發生改變從而導致酶活性降低（甚至失活），酶促反應速率下降（或降為0），故三條曲線的最高點均下移，D錯誤。故選B。
10．（1）酶對化學反應的催化效率；溫度、pH；反應物A（底物）減少導致的
（2）降低化學反應的活化能
（3）增大；
提高反應溫度，部分酶失活（或答“酶活性下降”），反應速率減慢，反應時間增加
（4）
【解析】酶是由活細胞產生的、對其底物具有高度特異性和高度催化效能的蛋白質或RNA。酶的催化作用有賴于酶分子的一級結構及空間結構的完整。若酶分子變性或亞基解聚均可導致酶活性喪失。
（1）酶對化學反應的催化效率稱為酶活性，可用單位質量的酶在單位時間內催化多少底物或生成多少產物來表示；酶絕大多數都是蛋白質，溫度、pH等都會影響酶活性；由于反應物A（底物）減少，T2后B增加緩慢。
（2）酶降低化學反應的活化能，使反應更容易發生。
（3）題干中提到最適溫度，因此若適當提高反應溫度，酶活性下降，反應速率減慢，反應時間增加T2值增大。
（4）隨著酶濃度的增加，由于重金屬離子數量有限，因此最終反應速率可以達到之前一樣，如圖所示。
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