資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
人教(2019)生物必修1（知識點(diǎn)+跟蹤檢測）
第9講 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶
【課標(biāo)導(dǎo)航】
2.2.1　說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素 如pH和溫度等 的影響
一、酶的本質(zhì)及作用
1．酶的基礎(chǔ)知識
化學(xué)本質(zhì) 絕大多數(shù)是蛋白質(zhì) 少數(shù)是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成場所 核糖體 主要是細(xì)胞核
來源 一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶
生理功能 具有催化作用
作用原理 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
2.酶的作用原理
據(jù)無酶催化條件和有酶催化條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過程圖填空。
(1)無酶催化的反應(yīng)曲線是②。
(2)有酶催化的反應(yīng)曲線是①。
(3)ca段的含義是在無催化劑的條件下，反應(yīng)所需要的活化能。
(4)ba段的含義是酶降低的活化能。
(5)若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則b點(diǎn)在縱軸上將向上移動。
二、酶的作用特性及影響因素
[基礎(chǔ)微點(diǎn)練清]
1．判斷正誤
(1)酶與底物結(jié)合后，酶的構(gòu)象不發(fā)生改變(×)
(2020·浙江選考，T1A)
(2)植物、動物和微生物能產(chǎn)生淀粉酶(√)
(2020·浙江選考，T5A)
(3)酶能為反應(yīng)物提供能量(×)
(新人教版必修1 P80“概念檢測”T2A)
(4)嫩肉粉中起分解作用的酶是纖維素酶(×)
(新人教版必修 1 P85“概念檢測”T1)
(5)過酸、過堿或者溫度過高，都會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，從而使肽鍵斷裂(×)
(6)細(xì)胞中各類化學(xué)反應(yīng)之所以能有序進(jìn)行，與酶在細(xì)胞中的分布有關(guān)(√)
(7)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸(×)
2．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·湖北卷)在生物體內(nèi)，酶是具有催化作用的有機(jī)物。下列關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．過氧化氫酶、脲酶和麥芽糖酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)
B．DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成
C．胰蛋白酶的合成及分泌與核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體有關(guān)
D．淀粉酶和鹽酸通過降低反應(yīng)物的活化能催化淀粉水解
解析：選D　絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA。而過氧化氫酶、脲酶和麥芽糖酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，A正確。DNA聚合酶能催化磷酸二酯鍵的形成，從而將游離的脫氧核苷酸連接到正在合成的子鏈上；DNA連接酶也能催化磷酸二酯鍵的形成，從而將兩個(gè)DNA片段連接到一起，B正確。胰蛋白酶屬于分泌蛋白，分泌蛋白的合成首先要在核糖體上合成肽鏈，然后還要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，形成一定的空間結(jié)構(gòu)，C正確。淀粉酶和鹽酸都能催化淀粉的水解，其作用機(jī)理是降低淀粉分解反應(yīng)的活化能，而不是降低反應(yīng)物的活化能，D錯(cuò)誤。
3．下列有關(guān)酶的敘述正確的是(　　)
①是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的　②有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來　③凡是活細(xì)胞，一般都能產(chǎn)生酶　④酶都是蛋白質(zhì)　⑤有的酶不是蛋白質(zhì)　⑥酶在代謝中有多種功能　⑦在新陳代謝和生長發(fā)育中起調(diào)控作用　⑧酶只是起催化作用
A．①②⑤　　　　　　　　　 B．④⑤⑧
C．③⑤⑧ D．①③⑤
解析：選C　凡是活細(xì)胞，一般都能產(chǎn)生酶，①錯(cuò)誤，③正確；酶只能在細(xì)胞內(nèi)合成，②錯(cuò)誤；酶的本質(zhì)絕大部分是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，④錯(cuò)誤，⑤正確；酶在代謝中只起催化作用，⑥⑦錯(cuò)誤，⑧正確。
4．人體蛋白質(zhì)被水解的過程如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．蛋白質(zhì)的水解只發(fā)生在細(xì)胞外，如消化道內(nèi)
B．該過程中酶分子可發(fā)生可逆性形變
C．該過程為放能反應(yīng)，釋放的能量可用于合成ATP
D．可用單位時(shí)間內(nèi)分解蛋白質(zhì)的量代表酶的活性
解析：選B　蛋白質(zhì)的水解也會發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)不釋放能量，C錯(cuò)誤；單位時(shí)間內(nèi)蛋白質(zhì)的減少量可以代表酶促反應(yīng)速率，但不能代表酶活性，D錯(cuò)誤。
5．(新人教版必修1 P80“概念檢測”T1)酶對細(xì)胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。下列關(guān)于酶的作用特點(diǎn)及本質(zhì)的敘述，正確的是(　　)
A．酶不能脫離生物體起作用
B．酶只有釋放到細(xì)胞外才起作用
C．所有的酶都是蛋白質(zhì)
D．酶是具有催化作用的有機(jī)物
解析：選D　酶可以脫離生物體在體外起作用，也可以在細(xì)胞內(nèi)部起作用。酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，酶是具有催化作用的有機(jī)物。
6．(新人教版必修1 P78“科學(xué)方法”)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到對照實(shí)驗(yàn)，那么什么是對照實(shí)驗(yàn)？
提示：除作為自變量的因素外，其余因素(無關(guān)變量)都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)叫作對照實(shí)驗(yàn)。
一、酶的本質(zhì)和作用
[試考題·查欠缺]
1．(2021·福州模擬)在蛋白質(zhì)合成過程中，肽酰轉(zhuǎn)移酶催化核糖體上一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基間形成肽鍵。該酶對核糖核酸酶敏感，但對蛋白酶不敏感。下列關(guān)于肽酰轉(zhuǎn)移酶的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．肽酰轉(zhuǎn)移酶在核糖體上合成
B．肽酰轉(zhuǎn)移酶在核糖體中起作用
C．肽酰轉(zhuǎn)移酶催化氨基酸脫水縮合
D．肽酰轉(zhuǎn)移酶能降低反應(yīng)的活化能
解析：選A　肽酰轉(zhuǎn)移酶對核糖核酸酶敏感，但對蛋白酶不敏感，說明該酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，不是在核糖體上合成的，A錯(cuò)誤；肽酰轉(zhuǎn)移酶催化核糖體上一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基間形成肽鍵，而肽鍵的合成場所是核糖體，由此可見肽酰轉(zhuǎn)移酶在核糖體中起作用，并能催化氨基酸脫水縮合，B、C正確；酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，D正確。
2．(2018·浙江選考)酶是生物催化劑，其作用受pH等因素的影響。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．酶分子有一定的形狀，其形狀與底物的結(jié)合無關(guān)
B．絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，其作用的強(qiáng)弱可用酶活性表示
C．麥芽糖酶能催化麥芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解
D．將胃蛋白酶加入pH＝10的溶液中，其空間結(jié)構(gòu)會改變
解析：選A　酶具有一定的形狀，酶的活性部位與底物結(jié)合形狀發(fā)生改變發(fā)揮催化作用，作用完成后恢復(fù)原狀，其形狀與底物的結(jié)合有關(guān)；酶的本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，其催化作用的強(qiáng)弱可以用酶活性來表示；酶具有專一性，麥芽糖酶可以催化麥芽糖水解，不能催化蔗糖水解；酶在過酸或過堿的溶液中會發(fā)生變性失活，胃蛋白酶的最適pH為1.8左右，加入pH＝10的溶液中會使酶變性，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。
3．(2021·汕頭模擬)為驗(yàn)證食蟲植物豬籠草的分泌液中含有蛋白酶，某學(xué)生設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，如圖所示。在35 ℃水浴中保溫一段時(shí)間后，甲、乙試管中分別加入適量雙縮脲試劑，丙、丁試管中不加任何試劑，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)
A．只有實(shí)驗(yàn)②可以 B．只有實(shí)驗(yàn)①可以
C．實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②都可以 D．實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②都不可以
解析：選A　由題意可知，本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證豬籠草分泌液中含有蛋白酶，實(shí)驗(yàn)的原理是若豬籠草分泌液中含有蛋白酶，蛋白質(zhì)會被分解，又由于蛋白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白酶也可以與雙縮脲試劑反應(yīng)，因此不能通過雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)是否分解，可以通過蛋白塊體積變化來判斷蛋白質(zhì)是否水解，則只有實(shí)驗(yàn)②可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br/>[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]
1．從八個(gè)角度辨析有關(guān)酶的說法
項(xiàng)目 錯(cuò)誤說法 正確理解
產(chǎn)生場所 具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生 活細(xì)胞(不考慮哺乳動物成熟紅細(xì)胞等)
化學(xué)本質(zhì) 蛋白質(zhì) 有機(jī)物(大多為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)
合成原料 氨基酸 氨基酸或核糖核苷酸
作用場所 只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用 可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用
合成場所 在核糖體上合成 在核糖體或細(xì)胞核中合成
溫度影響 低溫和高溫均使酶變性失活 低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活；高溫使酶變性失活
作用 酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能 酶只起催化作用
來源 有的可來源于食物等 酶只在生物體內(nèi)合成
　　2.酶的作用機(jī)理
酶作用的實(shí)質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，兩者的比較如圖所示。
圖中各字母代表的含義：a、b、c分別代表無催化劑、使用無機(jī)催化劑、使用酶催化的化學(xué)反應(yīng)過程，E1、E2、E3分別代表進(jìn)行相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，ΔE代表使用酶后降低的活化能。
3．比較法助記酶與動物激素的“一同三不同”
相同：都具有微量、高效的特點(diǎn)，也具有一定特異性
不同 產(chǎn)生部位 幾乎所有活細(xì)胞都產(chǎn)生酶；而只有內(nèi)分泌細(xì)胞才能產(chǎn)生激素
化學(xué)本質(zhì) 酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA；激素的化學(xué)本質(zhì)則為蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、氨基酸衍生物等
作用機(jī)制 酶是催化劑，在化學(xué)反應(yīng)前后，質(zhì)量和性質(zhì)不變；激素作為信號分子在發(fā)揮完作用后被滅活
4．聯(lián)想法記憶具有“專一性(特異性)”的五類物質(zhì)
(1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。
(2)載體蛋白：某些物質(zhì)通過細(xì)胞膜時(shí)需要載體蛋白協(xié)助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體蛋白的專一性是細(xì)胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。
(3)激素：激素特異性地作用于靶細(xì)胞、靶器官，其原因在于它的靶細(xì)胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。
(4)tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。
(5)抗體：抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。
[練題點(diǎn)·全過關(guān)]
1．核酶是一類具有催化功能的單鏈RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列關(guān)于核酶的敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．核酶的基本單位是核糖核苷酸
B．核酶能降低反應(yīng)所需的活化能
C．核酶與脂肪酶的元素組成相同
D．核酶同樣具有專一性和高效性
解析：選C　核酶的本質(zhì)是RNA，脂肪酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，二者的組成元素不同。
2．下列關(guān)于激素、抗體、酶和神經(jīng)遞質(zhì)的敘述，正確的是(　　)
A．激素和抗體都具有特異性，只能作用于特定的靶細(xì)胞
B．激素和酶都具有高效性，能產(chǎn)生酶的細(xì)胞一定能產(chǎn)生激素
C．激素彌散在全身的體液中，一經(jīng)靶細(xì)胞接受即被滅活
D．乙酰膽堿與特定分子結(jié)合后可在神經(jīng)元之間傳遞信息
解析：選D　激素和抗體都具有特異性，激素只能作用于特定的靶細(xì)胞或靶器官，但抗體只能與相應(yīng)的抗原結(jié)合，A錯(cuò)誤；激素是由內(nèi)分泌器官(或細(xì)胞)分泌的，酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，激素和酶都具有高效性，能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶，但能產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素，B錯(cuò)誤；內(nèi)分泌腺分泌的激素彌散到體液(細(xì)胞外液)中，隨血液流到全身，經(jīng)靶細(xì)胞接受并發(fā)揮作用后才被滅活，C錯(cuò)誤；乙酰膽堿是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，與突觸后膜上特異性受體結(jié)合后可在神經(jīng)元之間傳遞信息，D正確。
3．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·重慶卷)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　　)
A．細(xì)胞衰老過程中所有酶的活性降低
B．胰蛋白酶能徹底水解蛋白質(zhì)
C．赤霉素能誘導(dǎo)α淀粉酶產(chǎn)生
D．過氧化氫酶能升高過氧化氫的活化能
解析：選C　細(xì)胞衰老過程中，多種酶的活性降低，但與細(xì)胞衰老有關(guān)的酶的活性升高，A錯(cuò)誤；胰蛋白酶可將蛋白質(zhì)水解成多肽，但蛋白質(zhì)徹底水解需要肽酶，B錯(cuò)誤；赤霉素能誘導(dǎo)α淀粉酶產(chǎn)生，使種子無需萌發(fā)即可產(chǎn)生α淀粉酶，C正確；酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，D錯(cuò)誤。
4．如圖表示某反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，有酶參與和無酶參與的能量變化，則下列敘述正確的是(　　)
A．此反應(yīng)為放能反應(yīng)
B．曲線Ⅰ表示有酶參與
C．E2為反應(yīng)前后能量的變化
D．酶參與反應(yīng)時(shí)，所降低的活化能為E4
解析：選D　曲線Ⅱ是有酶催化條件下的能量變化，其降低的活化能為E4，反應(yīng)前后能量的變化應(yīng)為E3，反應(yīng)產(chǎn)物的能量值比反應(yīng)物的高，所以此反應(yīng)為吸能反應(yīng)。
二、酶的三大特性及影響因素
[試考題·查欠缺]
1．(2019·浙江選考)為研究酶的特性，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，基本過程如下表所示：
步驟 基本過程 試管A 試管B
1 加入2%過氧化氫溶液 3 mL 3 mL
2 加入馬鈴薯勻漿 少許 —
3 加入二氧化錳 — 少許
4 檢測
據(jù)此分析，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．實(shí)驗(yàn)的可變因素是催化劑的種類
B．可用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測指標(biāo)
C．該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明酶的作用具有高效性
D．不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
解析：選D　比較試管A和試管B中加入的物質(zhì)，可知本實(shí)驗(yàn)的自變量是催化劑的種類，A正確；二氧化錳和馬鈴薯勻漿都可催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，因此可以用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測指標(biāo)，B正確；馬鈴薯勻漿中含有過氧化氫酶，二氧化錳屬于無機(jī)催化劑，通過比較二者催化過氧化氫分解的情況，可以證明酶具有高效性，C正確；雞肝勻漿中也含有過氧化氫酶，所以可以用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D錯(cuò)誤。
2．(2020·北京高考)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進(jìn)行分解H2O2的實(shí)驗(yàn)，兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0，20 ℃條件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶懸液的結(jié)果，與第1組相比，第2組實(shí)驗(yàn)只做了一個(gè)改變。第2組實(shí)驗(yàn)提高了(　　)
A．懸液中酶的濃度　　　　　 B．H2O2溶液的濃度
C．反應(yīng)體系的溫度 D．反應(yīng)體系的pH
解析：選B　H2O2可在過氧化氫酶的催化作用下生成水和O2。由圖可知，第2組比第1組生成的O2的總量多，僅增加懸液中酶的濃度能夠提高酶促反應(yīng)速率，不能提高生成O2的總量，A錯(cuò)誤；提高H2O2溶液的濃度，生成O2的總量會增加，B正確；提高反應(yīng)體系的溫度和pH，不能提高生成O2的總量，C、D錯(cuò)誤。
3．(2021·鄂州模擬)不同的變量設(shè)置可用于驗(yàn)證酶的不同特性，相關(guān)實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示。
試管 1 2 3 4 5 6
斐林試劑 ＋ ＋ ＋ － － －
1%淀粉溶液 ＋ ＋ ＋ － － －
2%H2O2溶液 － － － ＋ ＋ ＋
少許MnO2 － － － － － ＋
新鮮唾液 － ＋ － － － －
少許雞肝勻漿 － － ＋ － ＋ －
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
注：“＋”表示添加，“－”表示不添加。
下列相關(guān)特性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的組合選擇或變量設(shè)置，錯(cuò)誤的是(　　)
A．酶的催化性：1、2號對照
B．酶的專一性：1、2、3號對照
C．酶的高效性：4、5、6號對照
D．溫度影響酶活性：5號逐漸變溫前后對照
解析：選D　1號不加酶，2號加淀粉酶，1、2號對照可得出酶具有催化性，1號不加酶，2號加淀粉酶，3號加雞肝勻漿(含H2O2酶)，1、2、3號對照可得出酶具有專一性；4號不加催化劑，5號加雞肝勻漿(含H2O2酶)，6號加無機(jī)催化劑，4、5、6號對照可得出酶具有高效性；驗(yàn)證溫度影響酶活性的實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置不同溫度作為變量形成對照，5號逐漸變溫前后對照不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br/>[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]
1．用曲線模型表示酶的三大特性
(1)圖1中酶對應(yīng)曲線A，無機(jī)催化劑對應(yīng)曲線B，未加催化劑對應(yīng)曲線C，由此說明，與無機(jī)催化劑相比，酶的催化作用具有高效性。
(2)圖2中加入酶B的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同，說明酶B對此反應(yīng)無催化作用，而加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說明酶的催化作用具有專一性。
(3)①圖3中b點(diǎn)表示最適溫度，e點(diǎn)表示最適pH。
②溫度在a點(diǎn)時(shí)，酶的活性較低，但不會失活；溫度大于或等于c點(diǎn)，酶會失活。pH≤d點(diǎn)、pH≥f點(diǎn)，酶會失活。
③由圖3可知，酶的作用條件較溫和，在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。
2．用曲線模型表示影響酶促反應(yīng)的因素
(1)底物濃度、酶濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系(圖1、2)
①圖1：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。
②圖2：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)。
(2)溫度和pH與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系(圖3)
①圖3：溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率的；底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸來影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。
②圖3：反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度；反應(yīng)溶液溫度的變化也不改變酶作用的最適pH。
(3)反應(yīng)時(shí)間與酶促反應(yīng)的關(guān)系(圖4、5、6)
①圖4、5、6的時(shí)間t0、t1和t2是一致的。
②隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物因被消耗而減少，生成物因積累而增多。
③t0～t1段，因反應(yīng)物較充足，所以反應(yīng)速率較高，反應(yīng)物消耗較快，生成物生成速率較快。t1～t2段，因反應(yīng)物含量較少，所以反應(yīng)速率降低，反應(yīng)物消耗較慢，生成物生成速率較慢。t2時(shí)，反應(yīng)物被消耗干凈，生成物也不再增加，此時(shí)反應(yīng)速率為0。
[練題點(diǎn)·全過關(guān)]
1．如圖是驗(yàn)證“酶的催化效率”活動的示意圖。甲、乙兩試管中發(fā)生的現(xiàn)象可用于證明酶具有(　　)
A．高效性　　　　　　　　 B．專一性
C．多樣性 D．易變性
解析：選A　二氧化錳屬于無機(jī)催化劑，它和肝臟研磨液中過氧化氫酶相比，后者催化產(chǎn)生較多的氣泡，并且氣泡產(chǎn)生速率較快，可用于驗(yàn)證酶具有高效性。
2．某興趣小組探究乙醇的濃度和鐵離子對纖維素酶活性的影響時(shí)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．該實(shí)驗(yàn)的自變量是乙醇濃度，有無鐵離子是無關(guān)變量
B．鐵離子可使纖維素酶催化纖維素水解時(shí)的活化能升高
C．乙醇和鐵離子對纖維素酶活化的抑制有相互促進(jìn)作用
D．若要驗(yàn)證該酶的專一性，則實(shí)驗(yàn)的自變量是底物種類
解析：選D　根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的目的可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是乙醇的濃度和有無鐵離子，A錯(cuò)誤；乙醇濃度為零時(shí)， 有鐵離子組酶的活性較高，說明鐵離子可使纖維素酶催化纖維素水解時(shí)的活化能降低，B錯(cuò)誤；從圖中信息可知，隨著乙醇濃度的增大，纖維素酶的活性逐漸降低，可見乙醇對纖維素酶的活性有抑制作用，鐵離子對纖維素酶的活性有促進(jìn)作用，C錯(cuò)誤；驗(yàn)證特定酶的專一性，實(shí)驗(yàn)的自變量是底物的種類，D正確。
3．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·湖北卷)甲同學(xué)從某哺乳動物的胃液中分離到了一種酶。為探討該酶的最適pH，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，其中最合理的是(　　)
方案 pH范圍 溫度 酶活性測定 最適pH
A 1～6 25 ℃ 每間隔一個(gè)pH梯度進(jìn)行酶活性測定 以pH對酶活性作圖，酶活性最高時(shí)對應(yīng)的pH為最適pH
B 1～14 25 ℃
C 1～6 37 ℃
D 1～14 37 ℃
解析：選C　哺乳動物的胃中存在胃酸，胃液呈酸性，故選取的pH范圍應(yīng)該是1～6。哺乳動物的體溫一般和人類的體溫差不多，作為本實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量，應(yīng)選擇較適宜的溫度37 ℃。
4．用某種酶進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖所示，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．該酶的最適催化溫度不確定
B．圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶
C．由圖4實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知酶具有高效性
D．由圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知Cl－是酶的激活劑
解析：選C　圖1顯示溫度對酶活性的影響，從圖中能得到的結(jié)論是該酶的最適催化溫度為30 ℃左右，A正確；圖2顯示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1.5，由圖4可知該酶為麥芽糖酶，B正確；圖4說明酶具有專一性，C錯(cuò)誤；圖3能說明Cl－是酶的激活劑、Cu2＋是酶的抑制劑，D正確。
一、科學(xué)探究——巧用三種方法破解酶實(shí)驗(yàn)難題
1．鑒定酶的本質(zhì)——試劑檢測法
2．驗(yàn)證酶的高效性和專一性——對比法
(1)驗(yàn)證酶的高效性
[設(shè)計(jì)方案]
項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)組 對照組
材料 等量的同一種底物
試劑 與底物相對應(yīng)的酶溶液 等量的無機(jī)催化劑
現(xiàn)象 反應(yīng)速率很快； 或反應(yīng)用時(shí)短 反應(yīng)速率緩慢； 或反應(yīng)用時(shí)長
結(jié)論 酶具有高效性
[操作示例]
(2)驗(yàn)證酶的專一性
[設(shè)計(jì)方案]
項(xiàng)目 方案一 方案二
實(shí)驗(yàn)組 對照組 實(shí)驗(yàn)組 對照組
材料 底物相同(等量) 與酶相對應(yīng)的底物 另外一種底物
試劑 與底物相對應(yīng)的酶 另外一種酶 同一種酶(等量)
現(xiàn)象 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng) 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng)
結(jié)論 酶具有專一性
[操作示例]
＋
3．探究酶的最適溫度或pH——梯度法
[設(shè)計(jì)方案]
組別編號 1 2 … n
實(shí)驗(yàn)材料 等量的同種底物和酶
溫度(或pH) t1(或a1) t2(或a2) … tn(或an)
衡量指標(biāo) 相同時(shí)間內(nèi)，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余量的多少
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組對應(yīng)的溫度(或pH)最接近最適溫度(或pH)
[操作示例]
(1)探究酶的最適溫度
(2)探究酶的最適pH
O2的產(chǎn)生速率
[特別提醒]
酶活性實(shí)驗(yàn)探究中的“三宜”“四不宜”
(1)若底物選擇淀粉和蔗糖，用淀粉酶來驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，檢測底物是否被分解的試劑“宜”選用斐林試劑，“不宜”選用碘液，因?yàn)榈庖簾o法檢測蔗糖是否被分解。
(2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測底物被分解的試劑“宜”選用碘液，“不宜”選用斐林試劑，因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。
(3)在探究酶的適宜溫度的實(shí)驗(yàn)中，“不宜”選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)檫^氧化氫(H2O2)在常溫常壓時(shí)就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(4)在探究pH對酶活性影響時(shí)，“宜”保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸，“不宜”在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。　 　
[素養(yǎng)訓(xùn)練]
角度一　考查實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)試劑的選取
1．為了探究溫度、pH 對酶活性的影響，下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最合理的是(　　)
實(shí)驗(yàn)編號 探究課題 選用材料與試劑
A 溫度對酶活性的影響 過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液
B 溫度對酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
C pH對酶活性的影響 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
D pH對酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑
解析：選B　過氧化氫受熱易分解，不宜用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)A不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故實(shí)驗(yàn)C不合理；斐林試劑呈堿性，能與酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，不適合用于探究pH對酶活性的影響，故實(shí)驗(yàn)D不合理。
角度二　考查實(shí)驗(yàn)操作過程及評價(jià)
2．(2016·全國卷Ⅰ)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，下列操作順序合理的是(　　)
A．加入酶―→加入底物―→加入緩沖液―→保溫并計(jì)時(shí)―→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量
B．加入底物―→加入酶―→計(jì)時(shí)―→加入緩沖液―→保溫―→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量
C．加入緩沖液―→加入底物―→加入酶―→保溫并計(jì)時(shí)―→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量
D．加入底物―→計(jì)時(shí)―→加入酶―→加入緩沖液―→保溫―→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量
解析：選C　在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，需要保證pH和溫度均相同且適宜，故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入，只有C項(xiàng)符合要求。
3．某同學(xué)為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：
①在A、B、C、D、E 5支試管中分別加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5 mL，再分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉液1 mL。
②各試管中分別加入適當(dāng)濃度的唾液稀釋液1 mL，搖勻。
③將5支試管放入70 ℃恒溫水浴中，保溫時(shí)間相同且合適。
④取出各試管，分別加入斐林試劑2 mL，搖勻。
⑤觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。
上述實(shí)驗(yàn)步驟中有2處錯(cuò)誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)次數(shù))，以便實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫秸_的預(yù)期結(jié)果。
(1)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)酶的活性受溫度的影響，本題探究的是pH對酶活性的影響，因此，溫度應(yīng)為無關(guān)變量，必須適宜，而70 ℃恒溫水浴的溫度過高，會導(dǎo)致5組試管中的酶因高溫而失活，最終不同pH下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣。(2)本題選擇的是斐林試劑，通過檢測產(chǎn)物的生成量來確定酶的活性高低，斐林試劑鑒定還原糖必須要加熱，如果不加熱，則任何一組都不會出現(xiàn)磚紅色沉淀。
答案：(1)③中70 ℃應(yīng)改為37 ℃。因?yàn)槿送僖旱矸勖缸饔玫淖钸m溫度為37 ℃　(2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應(yīng)將各試管放在沸水浴中一段時(shí)間。因?yàn)樵诟邷貤l件下斐林試劑與還原糖反應(yīng)顯色
二、科學(xué)探究——實(shí)驗(yàn)變量的分析與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
一、實(shí)驗(yàn)變量分析
實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱為變量。在生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對“變量”的確立、操縱成為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵。
1．變量類型
2．(單一)變量控制原則
無論一個(gè)實(shí)驗(yàn)有幾個(gè)自變量，都應(yīng)確定一個(gè)自變量對應(yīng)觀測一個(gè)因變量，這就是單一變量原則，它是處理實(shí)驗(yàn)中復(fù)雜關(guān)系的準(zhǔn)則之一。
單因子變量原則要求在實(shí)驗(yàn)組和對照組的實(shí)驗(yàn)中都只能有一個(gè)變量，這樣得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與單一變量之間就能形成一一對應(yīng)關(guān)系，便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及便于分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成因。
3．無關(guān)變量要一致(等量原則)
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作中，要盡量減少無關(guān)變量，而且不同的實(shí)驗(yàn)組中無關(guān)變量應(yīng)完全相同，這樣就可排除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)的干擾，排除實(shí)驗(yàn)偶然性，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)策略
1．程序
2．步驟書寫
3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理：將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果用文字、曲線圖、柱形圖、表格等形式予以表達(dá)。
[素養(yǎng)訓(xùn)練]
1．(2021·漳州四校聯(lián)考)下列關(guān)于酶特性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的敘述，正確的是(　　)
A．驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，自變量一定是酶的種類
B．驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，自變量是酶的濃度
C．探究溫度對酶活性影響時(shí)，自變量是溫度
D．探究酶催化作用的最適pH時(shí)，應(yīng)設(shè)置過酸、過堿、中性三組
解析：選C　驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，自變量可以是酶的種類，也可以是底物的種類，A錯(cuò)誤；驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，自變量是催化劑的種類，B錯(cuò)誤；探究溫度對酶活性影響時(shí)，自變量是溫度，C正確；探究酶催化最適pH時(shí)，過酸、過堿會使酶變性，使結(jié)果不精確，應(yīng)設(shè)置酸性、中性、堿性多組不同pH的實(shí)驗(yàn)組，使實(shí)驗(yàn)盡可能精確，D錯(cuò)誤。
2．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的敘述，正確的是(　　)
A．實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量、溫度和時(shí)間都可能是實(shí)驗(yàn)的變量
B．各種實(shí)驗(yàn)都必須單獨(dú)設(shè)置對照組，確保單一變量
C．?dāng)?shù)據(jù)測量時(shí)只要認(rèn)真準(zhǔn)確記錄，無需多次測量求平均值
D．探究實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是與提出的假設(shè)一致
解析：選A　變量即實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素，實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量、溫度和時(shí)間都可能是實(shí)驗(yàn)的變量，A正確；探究實(shí)驗(yàn)一般都需要設(shè)置對照組，但也可能均為實(shí)驗(yàn)組，各組之間形成相互對照，B錯(cuò)誤；進(jìn)行數(shù)據(jù)測量時(shí)，為了減少誤差，需多次測量求平均值，C錯(cuò)誤；探究實(shí)驗(yàn)中，可能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與假設(shè)矛盾，可能是假設(shè)不正確，那么就需要進(jìn)一步查找資料，重新作出假設(shè)，也可能是實(shí)驗(yàn)過程中的某一環(huán)節(jié)出了問題，那么就需要重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D錯(cuò)誤。
3．酶抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對酶活性的影響不同。某科研小組通過實(shí)驗(yàn)研究了兩種抑制劑對某消化酶酶促反應(yīng)速率的影響，對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析并繪圖，請回答下列問題：
(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是________________，實(shí)驗(yàn)中對無關(guān)變量應(yīng)進(jìn)行控制，該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有____________________________________(至少答出兩項(xiàng))。
(2)據(jù)圖分析，隨著底物濃度的升高，抑制劑________(填類型)的作用逐漸減小甚至消失。從活化能的角度分析，推測抑制劑降低酶促反應(yīng)速率的原理是________________________________________________________________________。
(3)某同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)是：
a．將某消化酶溶液等分為①②③三組，將每組等分為若干份；
b．在一定條件下將三組消化酶溶液均與等量的不同濃度的底物混合；
c．在①中加入一定量的蒸餾水，②中加入等量的抑制劑Ⅰ，③中加入等量的抑制劑Ⅱ；
d．定時(shí)取樣檢測各反應(yīng)中底物的量或產(chǎn)物的量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并繪圖。
你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)操作是否正確？________。如果不正確，請進(jìn)行改正，________________________________________________________________________。
解析：(1)由圖可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量有兩個(gè)，分別是抑制劑種類和底物濃度。該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量、反應(yīng)時(shí)間等。(2)由圖可知，隨著底物濃度的升高，曲線②的酶促反應(yīng)速率逐漸與曲線①無抑制劑時(shí)相同，即抑制劑Ⅰ的作用逐漸減小甚至消失。抑制劑能降低酶活性，酶能降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。(3)該實(shí)驗(yàn)操作不正確，若對酶處理前先將酶與底物混合，則酶會與底物發(fā)生反應(yīng)，故應(yīng)先對酶進(jìn)行不同的處理，然后再將處理后的酶與底物混合。
答案：(1)抑制劑種類和底物濃度　溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量等　(2)Ⅰ　在抑制劑的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力下降(合理即可)　(3)不正確　步驟c應(yīng)與步驟b互換，即先對酶溶液進(jìn)行處理再加入底物(合理即可)
一、選擇題
1．下列有關(guān)酶的敘述，正確的是(　　)
A．酶分子是在基因的指導(dǎo)下，在核糖體上合成的
B．一種酶催化化學(xué)反應(yīng)的種類與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān)
C．經(jīng)高溫處理的胃蛋白酶，加入雙縮脲試劑后不會出現(xiàn)紫色
D．酶與無機(jī)催化劑都通過提高化學(xué)反應(yīng)的活化能來起催化作用
解析：選B　極少數(shù)酶為RNA，其合成場所是細(xì)胞核，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)經(jīng)高溫處理后，僅是空間結(jié)構(gòu)遭破壞，并沒有破壞肽鍵，遇雙縮脲試劑仍呈紫色，C錯(cuò)誤；酶與無機(jī)催化劑都通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來起催化作用，D錯(cuò)誤。
2．下列有關(guān)酶的探究實(shí)驗(yàn)的描述，正確的是(　　)
A．將溫度由低溫調(diào)至最適溫度，酶的活性不變
B．探究蛋白酶的專一性，可用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測
C．酶的活性增強(qiáng)，產(chǎn)物的生成量增加
D．較低的pH環(huán)境中，胃蛋白酶仍能保持活性
解析：選D　低溫抑制酶的活性，將溫度由低溫調(diào)至最適溫度，酶的活性上升，A錯(cuò)誤；探究蛋白酶的專一性，不可用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測，因?yàn)榈鞍酌傅谋举|(zhì)是蛋白質(zhì)，也會與雙縮脲試劑反應(yīng)，B錯(cuò)誤；酶不會改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)，產(chǎn)物的生成量不會增加，C錯(cuò)誤；胃蛋白酶的最適pH是1.5，較低的pH環(huán)境中，胃蛋白酶仍能保持活性，D正確。
3．下列關(guān)于酶的敘述正確的是(　　)
A．激素都是通過影響靶細(xì)胞內(nèi)酶活性來調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝
B．酶具有催化作用，并都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色
C．酶的合成都包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程
D．RNA聚合酶能催化轉(zhuǎn)錄過程，也能使DNA中的氫鍵斷裂
解析：選D　激素調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝既可以通過影響靶細(xì)胞內(nèi)酶活性來調(diào)節(jié)，也可以通過影響靶細(xì)胞內(nèi)某些控制酶合成的基因的表達(dá)來調(diào)節(jié)酶的數(shù)量，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝，A錯(cuò)誤；酶是蛋白質(zhì)或RNA，其中RNA不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，B錯(cuò)誤；酶是蛋白質(zhì)或RNA，其中蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程，而RNA的合成只包括轉(zhuǎn)錄過程，C錯(cuò)誤；RNA聚合酶催化RNA的合成過程，也能在轉(zhuǎn)錄過程中起到解旋的作用，因此能使DNA中的氫鍵斷裂，D正確。
4．如圖是酶催化特性的“酶－底物復(fù)合反應(yīng)”模型，圖中數(shù)字表示反應(yīng)過程，字母表示相關(guān)物質(zhì)。則下列各選項(xiàng)對此圖意的解釋正確的是(　　)
A．X是酶，過程①表示縮合反應(yīng)
B．Y可表示酶，過程②體現(xiàn)了酶的多樣性
C．復(fù)合物Z是酶發(fā)揮高效性的關(guān)鍵
D．①、②可以表示葡萄糖水解過程
解析：選C　據(jù)圖分析，X在化學(xué)反應(yīng)前后不變，表示酶；Y在酶的作用下生成F和G，說明該反應(yīng)是分解反應(yīng)，A錯(cuò)誤。根據(jù)以上分析可知，Y不是反應(yīng)物，過程②體現(xiàn)了酶具有催化作用，B錯(cuò)誤。圖中的復(fù)合物Z是酶與反應(yīng)物的結(jié)合體，是酶發(fā)揮高效性的關(guān)鍵，C正確。葡萄糖是單糖，是不能水解的糖，D錯(cuò)誤。
5．下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　　)
A．病毒都不含酶，所以酶只存在于細(xì)胞中
B．豌豆的圓粒與皺粒的差異在于能否合成淀粉酶
C．光合作用相關(guān)的酶只存在于類囊體膜和葉綠體基質(zhì)
D．處于間期的根尖分生區(qū)細(xì)胞中有DNA聚合酶和RNA聚合酶
解析：選D　HIV含有逆轉(zhuǎn)錄酶，某些RNA病毒含有RNA復(fù)制酶，A錯(cuò)誤；豌豆的圓粒與皺粒的差異是能否合成淀粉分支酶，B錯(cuò)誤；對于綠色植物而言，光合作用相關(guān)的酶只存在于類囊體膜和葉綠體基質(zhì)，但對于藍(lán)藻而言，沒有葉綠體，光合作用相關(guān)的酶存在于細(xì)胞質(zhì)中，C錯(cuò)誤；根尖分生區(qū)細(xì)胞在有絲分裂的間期會進(jìn)行DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，因此細(xì)胞中存在DNA聚合酶，合成蛋白質(zhì)的過程需要先轉(zhuǎn)錄，有RNA聚合酶的參與，D正確。
6．如圖為某酶促反應(yīng)過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．圖中R表示酶，可以為酶促反應(yīng)提供活化能
B．溫度、pH過高或過低會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活
C．加酶洗衣粉中的酶制劑通過催化圖示反應(yīng)，洗去各種污漬
D．活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外適宜的條件下仍然具有催化活性
解析：選D　酶可以降低酶促反應(yīng)所需的活化能，A錯(cuò)誤；低溫降低酶活性，不破壞酶結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；酶催化的專一性指一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，圖中仍是催化一種化學(xué)反應(yīng)，只能去除某一種污漬，C錯(cuò)誤；活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外適宜的條件下仍然具有催化活性，D正確。
7．科學(xué)家使用巰基乙醇和尿素處理牛胰核糖核酸酶(牛細(xì)胞中的一種蛋白質(zhì))，可以將該酶去折疊轉(zhuǎn)變成無任何活性的無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)。若通過透析的方法除去尿素和巰基乙醇，再將沒有活性的酶轉(zhuǎn)移到生理緩沖溶液中，經(jīng)過一段時(shí)間以后，發(fā)現(xiàn)胰核糖核酸酶活性得以恢復(fù)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．胰核糖核酸酶空間結(jié)構(gòu)的形成與肽鏈的盤曲、折疊方式等有關(guān)
B．這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明環(huán)境因素能影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)而影響其功能
C．用強(qiáng)酸強(qiáng)堿等處理胰核糖核酸酶也能導(dǎo)致其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變
D．巰基乙醇和尿素處理破壞了胰核糖核酸酶中的肽鍵導(dǎo)致其變性
解析：選D　胰核糖核酸酶是蛋白質(zhì)，其空間結(jié)構(gòu)的形成與肽鏈的盤曲、折疊方式等有關(guān)，A正確；分析題意，該實(shí)驗(yàn)說明環(huán)境因素能影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)而影響其功能，B正確；由于胰核糖核酸酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此受到強(qiáng)酸強(qiáng)堿的處理時(shí)，空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變而導(dǎo)致酶變性失活，C正確；根據(jù)題意，巰基乙醇和尿素處理破壞了胰核糖核酸酶的空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其變性，D錯(cuò)誤。
8．下列關(guān)于生物體內(nèi)一些重要生理作用的敘述，正確的是(　　)
A．酶都具有高效性，并且只能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用
B．任何條件下，每摩爾葡萄糖分解生成ATP的量是恒定的
C．當(dāng)種子從休眠進(jìn)入萌發(fā)狀態(tài)后，自由水/結(jié)合水比值下降
D．同一種酶在不同的溫度條件下，其催化效率可能是相同的
解析：選D　酶可在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外發(fā)揮作用，A錯(cuò)誤；有氧和無氧條件下，每摩爾葡萄糖分解生成ATP的量不同，B錯(cuò)誤；當(dāng)種子從休眠進(jìn)入萌發(fā)狀態(tài)后，自由水/結(jié)合水比值升高，C錯(cuò)誤；同一種酶分別在最適溫度前和最適溫度后可能具有相同的催化效率，D正確。
9.
如圖是研究淀粉酶濃度與其催化效率關(guān)系的曲線。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．本研究的自變量是淀粉酶濃度和反應(yīng)時(shí)間
B．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意保持各組反應(yīng)在相同且適宜溫度下進(jìn)行
C．曲線c對應(yīng)酶濃度比曲線a對應(yīng)酶濃度低
D．引起曲線上M、P點(diǎn)差異的主要原因是各組反應(yīng)中加入的淀粉總量不同
解析：選D　結(jié)合題意分析曲線圖可知，本研究的自變量是淀粉酶濃度和反應(yīng)時(shí)間，A正確；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意保持各組反應(yīng)在相同且適宜溫度下進(jìn)行，以保證無關(guān)變量相同且適宜，B正確；酶濃度越高，酶促反應(yīng)速率越快，反應(yīng)需要的時(shí)間越短，因此曲線c對應(yīng)酶濃度比曲線a對應(yīng)酶濃度低，C正確；引起曲線上M、P點(diǎn)差異的主要原因是各組反應(yīng)中加入的淀粉酶濃度不同，D錯(cuò)誤。
10．研究人員從胡蘿卜中提取過氧化物酶(POD)所做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，有關(guān)分析正確的是(　　)
A．處理時(shí)間從15 min增加到80 min,40 ℃下POD活性減小最顯著
B．處理時(shí)間60 min內(nèi)，在所有的溫度下POD活性都顯著下降
C．該實(shí)驗(yàn)的因變量是POD活性，自變量有溫度、時(shí)間和底物濃度
D．H2O2濃度過高會抑制POD的活性，與溫度對POD活性的影響完全相同
解析：選C　分析圖甲曲線圖，處理時(shí)間從15 min增加到80 min,45 ℃下POD活性減小最顯著，A錯(cuò)誤；處理時(shí)間60 min內(nèi)，在25 ℃下POD活性下降不明顯，B錯(cuò)誤；分析圖甲和圖乙曲線，該實(shí)驗(yàn)的因變量是POD活性，自變量有溫度、時(shí)間和底物濃度，C正確；高溫會改變酶的空間結(jié)構(gòu)使酶永久失活不能恢復(fù)，反應(yīng)物濃度不會改變酶的空間結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤。
二、非選擇題
11．利用纖維素解決能源問題的關(guān)鍵是高性能纖維素酶的獲取。請完善實(shí)驗(yàn)方案，并回答相關(guān)問題：
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性。
實(shí)驗(yàn)原理：纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，用葡萄糖的產(chǎn)生速率表示酶活性大小；用呈色反應(yīng)表示葡萄糖的生成量。
實(shí)驗(yàn)材料：三種微生物(A～C)培養(yǎng)物的纖維素酶提取液，提取液中酶蛋白濃度相同。
實(shí)驗(yàn)步驟：
①取四支試管，分別編號。
②在下表各列的一個(gè)適當(dāng)位置，填寫相應(yīng)試劑的體積量，并按表內(nèi)要求完成相關(guān)操作。
試劑/mL 1 2 3 4
蒸餾水 1.4 1.4 1.4
pH7.5的緩沖液 0.2 0.2 0.2
纖維素懸浮液 0.3 0.3 0.3
微生物A提取液 0.1
微生物B提取液
微生物C提取液 0.1
總體積 2.0 2.0 2.0 2.0
③將上述四支試管放入37 ℃的水浴，保溫1小時(shí)。
④在上述四支試管中分別加入________試劑，搖勻后，進(jìn)行______________處理。
⑤觀察比較實(shí)驗(yàn)組的三支試管與對照組試管的顏色及其深淺。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
提取物來源 微生物A提取物 微生物B提取物 微生物C提取物
顏色深淺程度 ＋ ＋＋＋ ＋＋
分析討論：
(1)該實(shí)驗(yàn)中的對照組是________號試管。
(2)實(shí)驗(yàn)組試管均呈現(xiàn)的顏色是____________，但深淺不同。
(3)上述結(jié)果表明：不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是_______________________________
______________________________。
(4)你認(rèn)為上述三種微生物中，最具有應(yīng)用開發(fā)價(jià)值的是
________________________________________________________________________。
(5)從解決能源問題的角度，開發(fā)這種纖維素酶的意義在于________________________________________________________________________。
解析：從表中可以看出，實(shí)驗(yàn)者是用4號試管作為對照。在實(shí)驗(yàn)步驟中，要達(dá)到每支試管中溶液總體積均為2.0 mL，比較各組中的變量關(guān)系，就會發(fā)現(xiàn)1、2、3號試管的區(qū)別是酶的種類不同，4號試管不加酶，而加入等量的蒸餾水，其他因素均相同。故在1號試管中應(yīng)補(bǔ)充等量的緩沖液，2號試管中應(yīng)補(bǔ)充等量的微生物B提取物，3號試管中補(bǔ)充與其他試管等量的纖維素懸浮液，4號試管中應(yīng)補(bǔ)充的蒸餾水量＝1.4＋0.1＝1.5 mL。欲檢測四支試管的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的量，可用班氏試劑或斐林試劑進(jìn)行熱水浴處理，出現(xiàn)的現(xiàn)象是紅黃色或磚紅色，含糖量越多，顏色越深。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，在酶濃度也相同時(shí)，酶活性的差異是酶本身的差異，即組成酶的氨基酸種類、數(shù)目或序列不同或其空間結(jié)構(gòu)不同。三種微生物中，產(chǎn)物含糖量最大的說明其酶的活性最強(qiáng)，即微生物B最有開發(fā)的價(jià)值。開發(fā)此酶可以解決農(nóng)產(chǎn)品秸稈轉(zhuǎn)化問題，為利用農(nóng)產(chǎn)品的廢棄物來生產(chǎn)飼料或酒精等開辟新機(jī)遇。
答案：②
試劑/mL 1 2 3 4
蒸餾水 1.5
pH7.5的緩沖液 0.2
纖維素懸浮液 0.3
微生物B提取液 0.1
④斐林　加熱　(1)4　(2)紅黃色或磚紅色　(3)不同酶的氨基酸種類、數(shù)目或序列不同(不同酶的空間結(jié)構(gòu)不同)
(4)微生物B　(5)纖維素被分解產(chǎn)生的葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纖維素代替化石燃料
12．解讀下面與酶有關(guān)的曲線，回答下列問題：
(1)酶的作用機(jī)理可以用甲圖中______段來表示。如果將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則B在縱軸上將________(填“上移”或“下移”)。
(2)乙圖中160 min時(shí)，生成物的量不再增加的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)聯(lián)系所學(xué)內(nèi)容，分析丙圖曲線：
①對于曲線ABC，若x軸表示pH，則曲線上B點(diǎn)的生物學(xué)意義是________________________________________________________________________。
②對于曲線ABD，若x軸表示反應(yīng)物濃度，則y軸可表示________。制約曲線BD增加的原因是_________________________________________________________________。
(4)若該酶是胃蛋白酶，其作用的底物是________。若胃蛋白酶濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應(yīng)的速率將________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在無酶催化時(shí)，必須提供A值的活化能，反應(yīng)才能順利進(jìn)行；有酶催化時(shí)，必須提供B值的活化能，因此降低的活化能用AB段表示。無機(jī)催化劑也能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，只是沒有酶顯著，因此B點(diǎn)上移。(2)乙圖反映生成物的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線，當(dāng)曲線達(dá)到最大值時(shí)，意味著反應(yīng)物被消耗盡了。(3)丙圖中，若x軸表示pH，則曲線ABC表示不同pH對酶活性的影響，曲線最高點(diǎn)表示在最適pH下酶的催化效率最高；若x軸表示反應(yīng)物濃度，則曲線ABD表示底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響，當(dāng)?shù)孜餄舛仍龃蟮揭欢ㄖ岛螅复俜磻?yīng)速率不再增加，此時(shí)受到酶濃度的制約。(4)胃蛋白酶的最適pH在2左右，在pH為10時(shí)，胃蛋白酶的活性喪失，即使pH再降低到2，酶的活性也不會恢復(fù)。
答案：(1)AB　上移　(2)底物已被完全消耗掉　(3)①在最適pH下，酶的催化效率最高　②酶促反應(yīng)速率　受酶濃度的限制　(4)蛋白質(zhì)　不變　胃蛋白酶的最適pH在2左右，pH為10時(shí)胃蛋白酶已經(jīng)失活，再改變pH，酶的活性不變
13．某課外活動小組用淀粉酶探究pH對酶活性的影響，得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請回答相關(guān)問題：
(1)酶活性是指__________________，該實(shí)驗(yàn)的自變量是________，以________________作為檢測因變量的指標(biāo)。
(2)如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符，于是活動小組又進(jìn)行________(填“對照”“對比”或“重復(fù)”)實(shí)驗(yàn)，得到與圖中無顯著差異的結(jié)果。查閱資料后發(fā)現(xiàn)，鹽酸能催化淀粉水解。因此推測，該實(shí)驗(yàn)中淀粉可能是在________和______的作用下分解的。pH為3條件下的酶活性________(填“小于”“等于”或“大于”)pH為9條件下的酶活性，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)酶活性是指酶對某化學(xué)反應(yīng)的催化效率。該實(shí)驗(yàn)是用淀粉酶探究pH對酶活性的影響，因此自變量為pH，可以通過檢測1 h后淀粉剩余量來判斷不同pH下酶的活性。(2)題圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符，可以重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。重復(fù)實(shí)驗(yàn)后得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與題圖無顯著差異，說明操作沒有錯(cuò)誤，淀粉可能是在淀粉酶和鹽酸的作用下分解的。由圖分析可知，pH為3和pH為9的條件下淀粉剩余量相等，說明pH為3條件下的酶活性小于pH為9條件下的酶活性，原因是pH為3條件下，鹽酸可以催化淀粉水解，干擾了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)1 h后，pH為7的條件下，僅淀粉酶作用，淀粉剩余量小于pH為1條件下(淀粉酶失活，僅鹽酸作用)的淀粉剩余量，說明常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著。
答案：(1)酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率　pH　1 h后淀粉剩余量　(2)重復(fù)　淀粉酶　鹽酸　小于　pH為3條件下，鹽酸可以催化淀粉水解　(3)1 h后，pH為7的條件下淀粉剩余量小于pH為1條件下淀粉剩余量
14．現(xiàn)有兩種淀粉酶A與B，某生物興趣小組為探究不同溫度條件下這兩種淀粉酶的活性，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：
實(shí)驗(yàn)原理：溫度等條件可以影響酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下產(chǎn)生麥芽糖；用分光光度計(jì)測量溶液的吸光度時(shí)，物質(zhì)含量越多，其吸光度越大，因此可測出物質(zhì)的相對含量。
實(shí)驗(yàn)材料：一定濃度的淀粉溶液、相同濃度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、溫度計(jì)等。
實(shí)驗(yàn)過程：如表所示。
步驟 1 2 3 4 5 6 7 8
Ⅰ.設(shè)置水浴缸溫度(℃) 20 30 40 50 20 30 40 50
Ⅱ.取8支試管各加入淀粉溶液(mL)，分別保溫5 min 10 10 10 10 10 10 10 10
Ⅲ.另取8支試管各加入等量淀粉酶溶液，分別保溫5 min 酶A 酶A 酶A 酶A 酶B 酶B 酶B 酶B
Ⅳ.將同組兩支試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻，保溫5 min
實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用分光光度計(jì)對各組淀粉含量進(jìn)行檢測，結(jié)果如圖所示。
(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是_________________________________________________，
無關(guān)變量有________________________________________________(至少寫出2種)。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，下列敘述正確的是________。
A．酶A在20 ℃條件時(shí)活性較高
B．酶A的活性小于酶B的活性
C．酶B在40 ℃條件時(shí)活性較高
D．大于50 ℃條件時(shí)，酶A部分失活
(3)此實(shí)驗(yàn)用分光光度計(jì)檢測底物淀粉的剩余量來表示酶的活性，能不能用斐林試劑檢測生成物麥芽糖的含量來表示？________，原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若要進(jìn)一步探究酶B的最適溫度，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要思路應(yīng)是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根據(jù)表格可以看出本實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)自變量，即酶的種類和溫度，溶液的量、反應(yīng)時(shí)間、pH等為無關(guān)變量。(2)酶A在20 ℃條件時(shí)淀粉含量較多，酶活性相對其他溫度時(shí)較低，A錯(cuò)誤。由圖可知，在20～50 ℃范圍內(nèi)，酶A活性在增強(qiáng)，酶B活性先增強(qiáng)后減弱，B錯(cuò)誤。在40 ℃條件時(shí)酶B催化后淀粉相對含量最低，說明酶B此時(shí)活性較高，C正確。在20～50 ℃范圍內(nèi)，酶A活性在增強(qiáng)，不能判斷50 ℃以后的趨勢，D錯(cuò)誤。(3)用斐林試劑檢測生成物時(shí)，需水浴加熱，會對酶的活性產(chǎn)生影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠。(4)若要進(jìn)一步探究酶B的最適溫度，應(yīng)在30～50 ℃范圍內(nèi)設(shè)立梯度較小的分組實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)步驟，然后分析結(jié)果得出結(jié)論。
答案：(1)溫度、酶的種類　溶液的量、反應(yīng)時(shí)間、pH等　(2)C　(3)不能　斐林試劑檢測時(shí)需水浴加熱，會導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度發(fā)生改變，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果　(4)在30～50 ℃之間設(shè)立較小的溫度梯度的分組實(shí)驗(yàn)，按上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果得出結(jié)論

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