2020版高考一輪復(fù)習(xí)生物新課改省份專用講義：第三單元 第一講 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

?第一講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

知識體系——定內(nèi)容
核心素養(yǎng)——定能力

生命觀念
通過比較酶與激素等物質(zhì)的異同，類比具有專一性的物質(zhì)，建立起辯證統(tǒng)一和普遍聯(lián)系的觀念
理性思維
通過分析與酶有關(guān)的曲線，培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)形結(jié)合分析生物學(xué)問題的思維習(xí)慣
科學(xué)探究
通過與酶有關(guān)的實驗設(shè)計與分析，培養(yǎng)對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理的能力，及對實驗方案的評價能力
社會責(zé)任
通過分析酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實例，讓學(xué)生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會發(fā)展

考點一　酶的本質(zhì)、作用和特性[重難深化類]

一、酶的本質(zhì)和作用
1．酶的基本概念圖示

2．酶本質(zhì)的探索歷程(連線)

3．比較過氧化氫在不同條件下的分解
(1)實驗過程

(2)變量分析

二、酶的特性(將“□”的內(nèi)容補充完整)

[基礎(chǔ)自測]
1．判斷正誤
(1)從八個角度判斷有關(guān)酶說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
角度
說法
正誤判斷
①產(chǎn)生場所
一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶
√
②化學(xué)本質(zhì)
酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)
×
③合成原料
酶的基本單位是氨基酸，因此氨基酸是酶的合成原料
×
④合成場所
酶是在核糖體上合成的
×
⑤來源　　
酶只能在生物體內(nèi)合成，不能從食物中獲得
√
⑥作用　　
酶具有催化、調(diào)節(jié)等多種功能
×
⑦作用場所
酶只在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用
×
⑧溫度影響
低溫和高溫均能使酶變性失活
×

(2)酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能(×)
(3)酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸(×)
(4)不同酶的最適溫度可能相同(2013·海南卷，T3A)(√)
(5)隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降(×)
(2013·海南卷，T3B)
(6)酶活性最高時的溫度不適合酶的保存(√)
(2013·海南卷，T3C)
2．據(jù)圖完成有關(guān)問題
如圖曲線表示在無催化劑和有酶催化條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過程。
(1)沒有催化劑參與的反應(yīng)曲線是。
(2)有酶催化的反應(yīng)曲線是。
(3)AC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)BC段的含義是酶降低的活化能。
(5)若將酶催化改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則B點在縱軸上將向上移動，即反應(yīng)需要的活化能要增大。
3．連線酶的特性和原理

4．學(xué)透教材、理清原因、規(guī)范答題用語專練

甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如右圖所示，請據(jù)圖回答：
(1)甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)分別是什么？請說出判斷依據(jù)。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質(zhì)
(2)乙酶活性改變的機制是什么？其活性能否恢復(fù)？
_________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：乙酶被降解的過程中其空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而使其活性喪失，這種活性的改變不可逆轉(zhuǎn)，故無法恢復(fù)
(3)欲讓甲、乙兩種酶的變化趨勢換位，應(yīng)加入何類酶？________________。
提示：RNA水解酶


1．對比分析酶與動物激素的“一同三不同”
相同
都具有微量、高效的特點，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

2．歸納概括具有“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，并在特定的切點上切割DNA分子。
(2)載體蛋白：某些物質(zhì)通過細(xì)胞膜時需要載體蛋白協(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。
[對點落實]
1．(2019·菏澤一模)下列關(guān)于酶的說法，正確的是(　　)
A．酶的合成一定需要核糖體，但不一定需要高爾基體
B．pH較低時一定會降低酶的活性，但溫度較低時則不一定會降低酶的活性
C．在任何條件下，酶降低活化能的效果一定比無機催化劑顯著
D．所有活細(xì)胞都具有與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶，但不一定都分布在線粒體中
解析：選D　化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)類的酶需要在核糖體上合成，而化學(xué)本質(zhì)為RNA的酶合成則不需要，有些酶是分泌蛋白，有些酶是胞內(nèi)蛋白，其中胞內(nèi)蛋白不需要高爾基體的加工；不同酶的最適pH不同，因此pH較低時不一定會降低酶的活性，反而可能升高酶的活性，如胃蛋白酶；酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能較無機催化劑顯著，體現(xiàn)出酶的高效性，但酶的催化作用需要適宜的條件，因此并不是在任何條件下酶降低活化能的效果一定比無機催化劑顯著；所有活細(xì)胞都具有與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶，無氧呼吸及有氧呼吸的第一階段都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進行的，催化這些反應(yīng)的酶不在線粒體中，另外原核細(xì)胞沒有線粒體也能進行呼吸作用。
2．下列對動物體內(nèi)酶、激素和ATP三類有機物的相關(guān)敘述，錯誤的是(　　)
A．這三類有機物一定都含有C、H、O
B．成年男性體內(nèi)，精原細(xì)胞形成精子的過程中有酶、激素和ATP的參與
C．能合成酶的細(xì)胞一定都能合成ATP
D．酶和ATP均可以在細(xì)胞內(nèi)外發(fā)揮作用，而激素只能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用
解析：選D　酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA，激素的本質(zhì)為蛋白質(zhì)、固醇或氨基酸衍生物等，它們和ATP都含有C、H、O；精原細(xì)胞形成精子的過程中需要酶的催化、性激素的調(diào)節(jié)，并消耗ATP；活細(xì)胞均能合成酶和ATP，能合成酶的細(xì)胞一定都能合成ATP；激素由內(nèi)分泌腺細(xì)胞分泌進入細(xì)胞外液中，通過體液運輸?shù)较鄳?yīng)部位的細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外發(fā)揮作用。
3．核酶(ribozyme)是具有催化功能的RNA分子，在特異性地結(jié)合并切斷特定的mRNA后，核酶可從雜交鏈上解脫下來，重新結(jié)合和切割其他的mRNA分子，下列關(guān)于核酶的敘述，正確的是(　　)
A．向核酶中滴加雙縮脲試劑，水浴加熱可發(fā)生紫色反應(yīng)
B．與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可反映核酶的高效性
C．核酸具有熱穩(wěn)定性，故核酶的活性不受溫度的影響
D．核酶與催化底物特異性結(jié)合時，有氫鍵形成，也有磷酸二酯鍵的斷裂
解析：選D　根據(jù)題意可知，核酶是具有催化功能的RNA分子，因此不會和雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)；與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可反映核酶的催化性；核酸具有熱穩(wěn)定性，但是在高溫條件下其結(jié)構(gòu)也會發(fā)生改變，因此核酶的活性也會受溫度的影響；核酶與催化底物特異性結(jié)合時，核酶和mRNA之間有氫鍵形成，而切割mRNA分子也會有磷酸二酯鍵的斷裂。

用曲線模型表示酶的三大特性
[典型圖示]

[問題設(shè)計]
(1)圖1中酶參與的反應(yīng)對應(yīng)曲線，無機催化劑參與的反應(yīng)對應(yīng)曲線，未加催化劑時對應(yīng)曲線，由此說明，與無機催化劑相比，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點表示最適溫度，e點表示最適pH。
②溫度在a點時，酶的活性較，但不會失活；溫度≥c點，酶會失活。pH≤點、pH≥點，酶都會失活。
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。
[對點落實]
4．(2019·臨沂一模)如圖為pH對作用于同一底物的兩種水解酶活性的影響，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)

A．在任何溫度條件下，pH＝5時，酶1的活性高于酶2
B．將酶2由pH＝9轉(zhuǎn)移到pH＝4的環(huán)境中，活性上升
C．在兩種不同的pH條件下，酶1活性可能相同
D．酶1和酶2能夠水解同一種底物是酶專一性的體現(xiàn)
解析：選C　高溫使酶變性失活，在高溫環(huán)境條件下，pH＝5時，酶1的活性等于酶2；過酸、過堿使酶變性失活，pH＝9的環(huán)境下，酶2的空間結(jié)構(gòu)被破壞，即使pH恢復(fù)到4，酶的活性也不能恢復(fù)；據(jù)圖分析可知，在最適pH的兩側(cè)，有兩種不同的pH條件下，酶1活性可能相同；酶1和酶2能夠水解同一種底物不是酶專一性的體現(xiàn)。
5．如圖所示為影響酶促反應(yīng)的溫度、pH和底物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系的曲線圖，下列相關(guān)敘述，錯誤的是(　　)

A．影響乙曲線的因素是溫度，影響丙曲線的因素是pH
B．甲曲線中，a點與b點限制酶促反應(yīng)速率的因素不同
C．乙曲線中，d點與f點酶的空間結(jié)構(gòu)都被破壞且不能恢復(fù)
D．丙曲線中，g點時對應(yīng)因素升高，酶的活性不能到達h點
解析：選C　低溫時酶的活性很低，但并不失活，高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而失活，過酸、過堿都會使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而失活，分析題圖，影響乙曲線的因素是溫度，影響丙曲線的因素是pH；甲曲線表示底物濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系，a點的限制因素是底物濃度，b點時底物達到飽和狀態(tài)，限制酶促反應(yīng)速率的因素不再是底物濃度；乙曲線是溫度對酶活性的影響曲線，d點是低溫條件，酶的活性很低，但是酶的空間結(jié)構(gòu)不被破壞，溫度恢復(fù)，酶的活性即恢復(fù)，f點是高溫條件，高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即使溫度降低，酶的空間結(jié)構(gòu)也不能恢復(fù)；丙曲線是pH對酶活性的影響曲線，g點時pH過低，酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，pH升高，酶的活性不能恢復(fù)，故不能到達h點。


酶在人們的日常生活和生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用，以此為素材，設(shè)置新情景考查酶的應(yīng)用也是常見的命題形式。
[對點落實]
6．把分解酒精的酶(化學(xué)本質(zhì)不是RNA)裝進納米級小籠子做成的“防護服”中，酶就不怕被消化液分解，可安心分解酒精分子。下列推測合理的是(　　)
A．用于分解酒精的酶可能是脂質(zhì)
B．該酶進入人體后能分解人體內(nèi)無氧呼吸的產(chǎn)物
C．“防護服”的主要功能是阻礙消化道內(nèi)蛋白酶的作用
D．該成果中用于分解酒精的酶應(yīng)放在最適溫度下儲藏
解析：選C　酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，依據(jù)題意，分解酒精的酶的化學(xué)本質(zhì)不是RNA，那肯定是蛋白質(zhì)；酶具有專一性，人體內(nèi)無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，不是酒精，故該酶不能分解人體內(nèi)無氧呼吸的產(chǎn)物；根據(jù)題干信息可知，該“防護服”的作用是防止酶被消化道內(nèi)的蛋白酶分解；酶應(yīng)放在低溫條件下儲藏。
7．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，某些免疫球蛋白具有催化功能，稱之為抗體酶。如圖表示某新型抗體酶的結(jié)構(gòu)，據(jù)圖判斷下列敘述錯誤的是(　　)

A．抗體酶能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)
B．抗體酶能與各種抗原結(jié)合
C．抗體酶與底物結(jié)合后，能降低反應(yīng)的活化能
D．利用抗體酶特異性識別抗原和催化無活性藥物前體的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，可靶向治療癌癥
解析：選B　由題干信息可知，抗體酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)，功能上既具有抗體特異性識別抗原的功能，又具有酶的催化功能。
[歸納拓展]
關(guān)注常考的五類酶及其作用
(1)DNA聚合酶：催化單個脫氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脫氧核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。
(2)RNA聚合酶：催化單個核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。
(3)解旋酶：用于DNA復(fù)制時雙鏈間氫鍵打開。

(5)各種消化酶：可對應(yīng)催化相關(guān)大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解等。
考點二　影響酶活性的因素與相關(guān)實驗探究[重難深化類]

巧用三種方法破解酶實驗難題
1．鑒定酶的本質(zhì)——試劑檢測法

2．驗證酶的高效性和專一性——對比法
(1)驗證酶的高效性
[設(shè)計方案]
項目
實驗組
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
等量的無機催化劑
現(xiàn)象
反應(yīng)速率很快，或反應(yīng)用時短
反應(yīng)速率緩慢，或反應(yīng)用時長
結(jié)論
酶具有高效性

[操作示例]

(2)驗證酶的專一性
[設(shè)計方案]
項目
方案一
方案二
實驗組
對照組
實驗組
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)計方案]
組別編號
1
2
…
n
實驗材料
等量的同種底物
溫度(pH)
T1(a1)
T2(a2)
…
Tn(an)
衡量指標(biāo)
相同時間內(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
實驗結(jié)論
生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)

(1)探究酶的最適溫度
[操作示例]

(2)探究酶的最適pH
[操作示例]

[對點落實]
題點(一)　考查實驗材料和實驗試劑的選取
1．下列關(guān)于淀粉酶參與催化的實驗中，可采用斐林試劑來檢驗淀粉水解情況的是(　　)
A．探究pH對酶活性的影響
B．探究溫度對酶活性的影響
C．探究酶是否具有專一性
D．探究Cu2＋對酶活性的影響
解析：選C　淀粉在酸性環(huán)境中能夠直接水解為麥芽糖，故不能用淀粉酶探究pH對酶活性的影響；用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，故不能用來探究溫度對酶活性的影響；可以用斐林試劑來檢驗淀粉水解情況，探究酶是否具有專一性；斐林試劑與還原糖反應(yīng)的實質(zhì)是還原糖將Cu2＋還原為Cu2O而呈磚紅色沉淀，故不能用來探究Cu2＋對酶活性的影響。
2．為探究影響酶活性的因素、驗證酶的專一性和高效性等，某同學(xué)設(shè)計了4套方案，如表所示。下列相關(guān)敘述，正確的是(　　)
方案
催化劑
底物
pH
溫度
①
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白塊
中性
室溫
②
淀粉酶
淀粉、蔗糖
適宜
適宜
③
蛋白酶
蛋白質(zhì)
適宜
不同溫度
④
過氧化氫酶、氯化鐵溶液
過氧化氫
強酸性
室溫

A．方案①的目的是探究pH對酶活性的影響，自變量是酶的種類
B．方案②的目的是驗證淀粉酶的專一性，可用斐林試劑檢測
C．方案③的目的是驗證溫度對酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測
D．方案④的目的是驗證酶的高效性，加酶的一組產(chǎn)生氣泡數(shù)較多
解析：選B　在探究pH對酶活性的影響實驗中，自變量是pH；淀粉酶能將淀粉分解，不能將蔗糖分解，利用斐林試劑檢測生成物可以達到目的；由于蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，故不能用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)是否被分解；在高溫、過酸、過堿的條件下，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶變性失活，因此強酸性條件下，過氧化氫酶失活，不能用于驗證酶的高效性。
[歸納拓展]
酶活性實驗探究中的“三宜”“四不宜”
(1)若底物選擇淀粉和蔗糖，用淀粉酶來驗證酶的專一性時，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，因為碘液無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，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該實驗中需嚴(yán)格控制溫度。
(3)在探究pH對酶活性影響時，“宜”保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實驗要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸，“不宜”在未達到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。
(4)在探究酶的適宜溫度的實驗中，“不宜”選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。
題點(二)　考查實驗操作過程及評價
3．(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驗中，下列操作順序合理的是(　　)
A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
B．加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
D．加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
解析：選C　在測定酶活力的實驗中，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項符合要求。
4．(2019·威海模擬)某生物興趣小組要設(shè)計實驗驗證酶的專一性。請根據(jù)題意回答問題：
備選實驗材料和用具：蛋白塊，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸餾水，雙縮脲試劑，試管若干，恒溫水浴鍋，時鐘等。
(1)該實驗的自變量是________________。
(2)實驗步驟：
①取兩支潔凈的相同試管，編號為甲、乙。
②取5 mL牛胰蛋白酶溶液加到甲試管中，再取牛胰淀粉酶溶液加到乙試管中。
③將兩支試管置于恒溫水浴鍋中，保溫(39 ℃)5 min。
④分別加入等體積等質(zhì)量的蛋白塊，其他條件相同且適宜。
⑤一段時間后，分別加入等量的雙縮脲試劑進行檢測，記錄實驗結(jié)果。
上述實驗步驟中，有兩處明顯錯誤，請找出這兩處錯誤并更正。
a．________________________________________________________________________。
b．________________________________________________________________________。
解析：(1)探究酶的專一性，需要設(shè)計對照實驗，該實驗變量是酶的種類。(2)實驗步驟中加入到乙試管中的牛胰淀粉酶溶液沒有注明用量，不符合單一變量原則。兩支試管中都有蛋白質(zhì)類酶，遇雙縮脲試劑呈紫色，因而不能用雙縮脲試劑檢測。
答案：(1)酶的種類　(2)a.不符合單一變量原則(或不符合等量原則)，取5 mL牛胰淀粉酶溶液加到乙試管中 B．不能用雙縮脲檢測，應(yīng)直接觀察蛋白塊體積的大小
[類題通法]
解答實驗方案評價試題的一般思路


用曲線模型表示影響酶促反應(yīng)的因素
[典型圖示]

[問題設(shè)計]
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_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(填“影響”或“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(填“改變”或“不改變”)酶作用的最適pH。
3．反應(yīng)時間與酶促反應(yīng)的關(guān)系(圖4、5、6)
(1)圖4、5、6的時間t0、t1和t2是一致的。
(2)隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物因被消耗而減少，生成物因積累而增多。
(3)t0～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，反應(yīng)物被消耗完，生成物也不再增加，此時反應(yīng)速率為。
[對點落實]
5．在最適溫度和最適pH條件下，用人體胃蛋白酶溶液與一定量的稀釋雞蛋清溶液混合，測得生成物量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖中甲曲線所示。下列說法正確的是(　　)

A．甲曲線70 min后，生成物量不再增加的原因是酶的數(shù)量有限
B．探究胃蛋白酶的最適pH時應(yīng)設(shè)置過酸、過堿和中性三組實驗
C．將胃蛋白酶溶液的pH調(diào)至10進行實驗，結(jié)果與乙曲線一致
D．形成乙曲線的原因可能是將反應(yīng)溫度變?yōu)?5 ℃，其他條件不變
解析：選D　根據(jù)題意可知，甲曲線70 min后，生成物量不再增加的原因蛋清中蛋白質(zhì)被水解完；探究胃蛋白酶的最適pH時應(yīng)設(shè)置等pH梯度的一系列實驗組，不能只有三組實驗；由于胃蛋白酶的最適pH大約在1.5左右，如果將胃蛋白酶溶液的pH調(diào)至10進行實驗，胃蛋白酶已經(jīng)失去活性，不能水解蛋白質(zhì)，此時生成物的量為0，結(jié)果與乙曲線完全不同；根據(jù)前面的分析，甲曲線比乙曲線先達到平衡，說明甲曲線代表的反應(yīng)速率比乙快，導(dǎo)致形成乙曲線的原因可能是將反應(yīng)溫度變?yōu)?5 ℃，即反應(yīng)溫度不是在最適溫度下進行，此時反應(yīng)速率減慢。
6．(2016·全國卷Ⅱ)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}：
(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。
(2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會________。
(3)如果在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產(chǎn)物總量________，原因是_______________________________________。
(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是__________________________________________，其特性有______________________________________________________________(答出兩點即可)。
解析：(1)在60 ℃條件下，反應(yīng)的最終產(chǎn)物濃度比20 ℃和40 ℃條件下小很多，說明酶在60 ℃條件下最終失活。20 ℃與40 ℃條件下相比，40 ℃時酶促反應(yīng)達到反應(yīng)平衡的時間短，說明40 ℃條件下酶活性較高。(2)在時間t1前，如果A組溫度提高10 ℃變成30 ℃，由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知，30 ℃條件下的該酶活性大于20 ℃條件下的，因此提高A組的溫度酶催化反應(yīng)的速度會加快。(3)t2時C組的產(chǎn)物濃度已不再增加，但由A和B組t2時的產(chǎn)物濃度可知，t2時C組底物并未全部被分解，C組產(chǎn)物濃度不再增加是由于C組溫度過高導(dǎo)致t2時酶已經(jīng)變性失活。因此如果在時間t2時，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的情況下，t3時產(chǎn)物的總量也不會再增加。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA。酶具有高效性、專一性等特性，并且需要適宜的溫度和pH等。
答案：(1)B　(2)加快　(3)不變　60 ℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加
(4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性和專一性(其他合理答案也可)
[類題通法]
“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線

　 　　　課堂一刻鐘
1．(2017·全國卷Ⅱ)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是(　　)
A．在細(xì)胞中，核外沒有參與DNA合成的酶
B．由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性
C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法
D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37 ℃
易錯探因——概念不清
酶是在活細(xì)胞中產(chǎn)生的，但并不一定只在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。命題者有意混淆產(chǎn)生部位和發(fā)揮作用的部位，考查對“酶”這一核心概念的理解?！　?　　　　　　　　　　　　　　　 　　
解析：選C　真核細(xì)胞中DNA主要分布于細(xì)胞核中，細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也有少量DNA分布，所以參與DNA合成的酶也可分布于線粒體和葉綠體中；酶作為生物催化劑可以在生物體內(nèi)發(fā)揮作用，也可以在生物體外發(fā)揮作用；鹽析法主要用于蛋白質(zhì)的分離、純化，胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因而可用鹽析法進行沉淀；唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度為37 ℃左右，而該酶通常在低溫下保存。
2．(2017·天津高考)將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時加入酶C。如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。敘述錯誤的是(　　)
A．酶C降低了A生成B這一反應(yīng)的活化能
B．該體系中酶促反應(yīng)速率先快后慢
C．T2后B增加緩慢是酶活性降低導(dǎo)致的
D．適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，T2值增大
解題關(guān)鍵——圖文轉(zhuǎn)換
解答本題的關(guān)鍵是正確將圖示信息轉(zhuǎn)換為文字信息：加入酶C后A的濃度降低，B的濃度升高，說明在酶C的催化下A能生成B。只要明確這一關(guān)鍵信息，題目就會迎刃而解?！　　　　　　　　　　　　　　　　　?　　
解析：選C　加入酶C后A濃度降低，B濃度升高，說明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的實質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能；隨著反應(yīng)的進行，底物A濃度由大變小，酶促反應(yīng)速率先快后慢；T2后B增加緩慢是由底物A不足導(dǎo)致的；圖示反應(yīng)在最適溫度下進行，降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率將減慢，反應(yīng)時間將延長，T2值增大。
3．(2014·福建高考)用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是(　　)
A．蛋白酶　　　　　　　 B．RNA聚合酶
C．RNA D．逆轉(zhuǎn)錄酶
易錯探因——邏輯不明
核糖體的組成成分是rRNA和蛋白質(zhì)，若用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后發(fā)揮作用的物質(zhì)當(dāng)然應(yīng)為rRNA?！　　　　?
解析：選C　核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)組成，用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體為rRNA，而催化核糖體內(nèi)氨基酸脫水縮合反應(yīng)的物質(zhì)是酶，由此可推測該酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA。
4．(2013·全國卷Ⅱ)關(guān)于酶的敘述，錯誤的是(　　)
A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中
B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)
C．酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速度
D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物
易錯探因——概念不清
若對酶認(rèn)識不清，易錯選D。酶具有催化作用是功能特性，酶作為有機物又可以被其他酶水解是其物質(zhì)特性。
解析：選B　同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中，如催化有氧呼吸的酶；低溫未破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，低溫處理后再升高溫度，酶的活性可恢復(fù)，高溫可破壞酶的空間結(jié)構(gòu)；酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而提高化學(xué)反應(yīng)速度；酶可以催化化學(xué)反應(yīng)，也可以作為另一個反應(yīng)的底物，如唾液淀粉酶可以催化淀粉的水解，又可以被胃蛋白酶水解。
5．(2016·江蘇高考)過氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，設(shè)計實驗如下表。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
失分原因——原理不明
過氧化物酶分解H2O2產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)能氧化焦性沒食子酸使之呈橙紅色，據(jù)此通過顏色變化判斷過氧化物酶的有無?！　　　　　　　　　　　　　　　　　?　　

管號
1%焦性沒食子酸(mL)
2%H2O2 (mL)
緩沖液(mL)
過氧化物酶溶液(mL)
白菜梗提取液(mL)
煮沸冷卻后的白菜梗提取液(mL)
1
2
2
2
－
－
－
2
2
2
－
2
－
－
3
2
2
－
－
2
－
4
2
2
－
－
－
2

A.1號管為對照組，其余不都是實驗組
B．2號管為對照組，其余都為實驗組
C．若3號管顯橙紅色，無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶
D．若4號管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無過氧化物酶
解析：選A　根據(jù)實驗?zāi)康摹疤骄堪撞斯Ｖ惺欠翊嬖谶^氧化物酶”，可確定加入白菜梗提取液的3號管為實驗組，1號、2號和4號管都為對照組；若3號管顯橙紅色，還需要與2號管、4號管對照才能證明白菜梗中存在過氧化物酶；若4號管不顯橙紅色，可能是因為高溫使過氧化物酶失活，而不能證明白菜梗中不存在過氧化物酶。
6．(2015·重慶高考)小麥的穗發(fā)芽影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。某地引種的紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當(dāng)?shù)匕琢Ｐ←?。為探究淀粉酶活性與穗發(fā)芽率的關(guān)系，進行了如下實驗。
(1)取穗發(fā)芽時間相同、質(zhì)量相等的紅、白粒小麥種子，分別加蒸餾水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在適宜條件下進行實驗。實驗分組、步驟及結(jié)果如下：(注：“＋”數(shù)目越多表示藍色越深)
　　　分 組
步 驟　　　
紅粒管
白粒管
對照管
①
加樣
0.5 mL提取液
0.5 mL提取液
C
②
加緩沖液(mL)
1
1
1
③
加淀粉溶液(mL)
1
1
1
④
37 ℃保溫適當(dāng)時間，終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘液顯色
顯色結(jié)果
＋＋＋
＋
＋＋＋
＋＋

步驟①中加入的C是________，步驟②中加緩沖液的目的是________。顯色結(jié)果表明：淀粉酶活性較低的品種是______；據(jù)此推測：淀粉酶活性越低，穗發(fā)芽率越________。若步驟③中的淀粉溶液濃度適當(dāng)減小，為保持顯色結(jié)果不變，則保溫時間應(yīng)________。
(2)小麥淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，為進一步探究其活性在穗發(fā)芽率差異中的作用，設(shè)計了如下實驗方案：

X處理的作用是使________。若Ⅰ中兩管顯色結(jié)果無明顯差異，且Ⅱ中的顯色結(jié)果為紅粒管顏色顯著________白粒管(填“深于”或“淺于”)，則表明α-淀粉酶活性是引起這兩種小麥穗發(fā)芽率差異的主要原因。
失分原因——原理不明
提取液中含有淀粉酶，穗發(fā)芽率越高的種子淀粉酶活性越高，顯色結(jié)果的藍色越淺。許多學(xué)生對實驗分析題感到棘手的原因多在于對實驗原理理解不到位，不能據(jù)原理確定實驗過程。
解析：(1)本實驗的自變量是小麥種子的提取液(去淀粉)，即提取液中酶的活性。步驟①對照管中可加入等量(0.5 mL)的蒸餾水作為空白對照。②中加緩沖液的目的是控制pH，以保證酶的活性。顯色結(jié)果表明，淀粉酶活性越高，則藍色越淺；反之，則藍色越深，即紅粒小麥的淀粉酶活性較低，其穗發(fā)芽率也較低。若③中淀粉溶液(反應(yīng)底物)濃度適當(dāng)減小，要使顯色結(jié)果不變，保溫時間應(yīng)縮短，以縮短反應(yīng)時間。(2)本實驗要證明兩種淀粉酶活性對穗發(fā)芽率的影響，則自變量為淀粉酶的種類，因變量仍為顯色結(jié)果。相對于實驗Ⅰ中使α-淀粉酶失活(保留β-淀粉酶活性)(作為對照)，實驗Ⅱ也應(yīng)使β-淀粉酶失活(保留α-淀粉酶活性)。若實驗Ⅰ(α-淀粉酶失活)中兩管顯色結(jié)果無明顯差異，且實驗Ⅱ(β-淀粉酶失活)中顯色結(jié)果為紅粒管顏色顯著深于白粒管，則可以說明α-淀粉酶活性對顯色結(jié)果造成了影響，即α-淀粉酶活性是引起兩種小麥穗發(fā)芽率差異的主要原因。
答案：(1)0.5 mL 蒸餾水　控制pH　紅粒小麥　低　縮短　(2)β-淀粉酶失活　深于
[學(xué)情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找準(zhǔn)努力方向
考查知識
1.酶的本質(zhì)、作用和特性，其中酶的特性是重點，也是高考的?？键c。
2.影響酶活性的因素與相關(guān)實驗探究，其中與酶有關(guān)的實驗設(shè)計與分析是高考的高頻點，也是難點 。
考查能力
1.識記能力：主要考查對酶的本質(zhì)、作用原理的識記能力。
2.推理能力：借助曲線模型考查對曲線的分析能力和推理能力。
3.實驗探究能力：通過對影響酶活性的因素的相關(guān)實驗探究，考查實驗探究能力和分析問題、解決問題的能力。

二、記要點·背術(shù)語——匯總本節(jié)重點
1．酶的來源及本質(zhì)：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。
2．酶的特性：酶具有專一性和高效性，作用條件較溫和。
3．影響酶活性的因素
(1)低溫抑制酶的活性，但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。
(2)高溫、過酸、過堿都會導(dǎo)致酶分子結(jié)構(gòu)破壞而永久失去活性。
4．酶的作用原理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。
[課下達標(biāo)檢測]　
一、選擇題
1．(2018·浙江11月選考單科卷)酶是生物催化劑，其作用受pH等因素的影響。下列敘述錯誤的是(　　)
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．將胃蛋白酶加入到pH＝10的溶液中，其空間結(jié)構(gòu)會改變
解析：選A　酶具有一定可變的幾何形狀，酶的活性部位與底物結(jié)合時形狀發(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，加入到pH＝10的溶液中會使酶變性，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。
2．(2019·濟南模擬)適當(dāng)提高溫度、加FeCl3和過氧化氫酶都可以加快過氧化氫的分解。下列各項分組中，加快過氧化氫的分解所遵循的原理相同的是(　　)
A．提高溫度、加FeCl3
B．提高溫度、加過氧化氫酶
C．加FeCl3和過氧化氫酶
D．提高溫度、加FeCl3和過氧化氫酶
解析：選C　升高溫度加快過氧化氫的分解的原理是給反應(yīng)物提供能量；加FeCl3和過氧化氫酶加快過氧化氫的分解的原理是降低反應(yīng)的活化能。
3.如圖表示某反應(yīng)進行時，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，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)物乙物質(zhì)的能量值比反應(yīng)物甲物質(zhì)的高，則該反應(yīng)為吸能反應(yīng)。
4．下圖是酶催化特性的“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)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，說明X是酶；Y在酶的作用下生成F和G，說明該反應(yīng)是分解反應(yīng)。根據(jù)以上分析可知，Y不是酶，過程②體現(xiàn)了酶具有催化作用。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。葡萄糖是單糖，是不能水解的糖。
5．某同學(xué)進行了下列有關(guān)酶的實驗：
甲組：淀粉溶液＋新鮮唾液→加入斐林試劑→出現(xiàn)磚紅色沉淀
乙組：蔗糖溶液＋新鮮唾液→加入斐林試劑→不出現(xiàn)磚紅色沉淀
丙組：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林試劑→？
下列敘述正確的是(　　)
A．丙組的實驗結(jié)果是“不出現(xiàn)磚紅色沉淀”
B．三組實驗都應(yīng)該在37 ℃條件下進行
C．該同學(xué)的實驗?zāi)康氖球炞C酶的專一性
D．可用碘液代替斐林試劑進行檢測
解析：選C　因為蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖，有還原性，加入斐林試劑出現(xiàn)磚紅色沉淀；加入斐林試劑必須水浴加熱至50～65 ℃；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，蔗糖酶才能水解蔗糖，故該實驗?zāi)茯炞C酶的專一性；如用碘液代替斐林試劑，則三個組都不會出現(xiàn)藍色，無法檢測。
6．某實驗室研制出一種X酶，為測出X酶的最適溫度，有人設(shè)置了a、25 ℃、b(已知：a低于25 ℃和b，b高于25 ℃)三種溫度進行實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此三種溫度下的X酶活性無顯著差異。據(jù)此可推測X酶的最適溫度(　　)
A．一定在25 ℃左右
B．一定在a～25 ℃之間
C．一定在25 ℃～b之間
D．低于a或高于b或在a～b之間都有可能
解析：選D　由于只設(shè)置了3組溫度對照，溫度梯度過大或過小都會導(dǎo)致三種溫度下X酶的活性無顯著差異，因此不能確定具體的最適溫度。
7.如圖表示不同pH對某種酶活性的影響。下列分析正確的是(　　)
A．據(jù)圖分析，儲存該酶的最適pH為4
B．據(jù)圖分析，t時刻各組酶促反應(yīng)速率達到最大值
C．a(chǎn)條件下，增加底物濃度，反應(yīng)速率增大但酶活性不變
D．b條件下，提高反應(yīng)體系溫度，反應(yīng)速率增大
解析：選C　據(jù)圖分析，pH為4條件下，酶活性最低，因此儲存該酶的最適pH不為4，應(yīng)該為該酶的最適pH；據(jù)圖分析，t時刻，各組產(chǎn)物濃度均達到最大，此時底物已經(jīng)被消耗完，反應(yīng)速率為0；a條件下，限制酶促反應(yīng)速率的因素可能有底物濃度、酶濃度、溫度、pH等，此時增加底物濃度，反應(yīng)速率增大；b條件下，底物已經(jīng)被分解完，此時提高反應(yīng)體系溫度，反應(yīng)速率依舊為0。
8．(2019·日照模擬)如圖表示酶X的活性與溫度的關(guān)系示意圖，下列有關(guān)分析錯誤的是(　　)

A．在實際生產(chǎn)中，酶X制劑幾乎在所有的季節(jié)都能使用
B．測定酶X的活性時，實驗對pH、底物量和酶量沒有要求
C．酶X的化學(xué)本質(zhì)是有機物，具有高效性和專一性
D．在20～40 ℃范圍內(nèi)設(shè)置更小的溫度梯度，可進一步探究酶X的最適溫度
解析：選B　分析題圖，酶X適用的溫度范圍較大，在實際生產(chǎn)中，酶X制劑幾乎在所有的季節(jié)都能使用；測定酶X的活性時，實驗對pH、底物量和酶量有要求，無關(guān)變量要嚴(yán)格保持一致且適宜；酶X的化學(xué)本質(zhì)是有機物(蛋白質(zhì)或RNA)，具有高效性和專一性；在20～40 ℃范圍內(nèi)設(shè)置更小的溫度梯度，可進一步探究酶X的最適溫度。
9．(2018·嘉興模擬)為了驗證酶的高效性及發(fā)揮作用需要溫和的條件，某實驗小組設(shè)計了如下的實驗方案，其中FeCl3溶液能催化H2O2分解而釋放O2。下列敘述錯誤的是(　　)
試管編號
加入材料
氣泡
1
5 mL 3%H2O2
0.5 mL蒸餾水

2
5 mL 3%H2O2
0.5 mL新鮮豬肝勻漿

3
5 mL 3%H2O2
0.5 mL 3.5%FeCl3溶液

4
5 mL 3%H2O2
0.5 mL 100 ℃處理過的豬肝勻漿

A.新鮮豬肝勻漿含有過氧化氫酶是實驗原理之一
B．2號與4號試管在相同的溫度條件下進行實驗
C．2號試管在初期產(chǎn)生氣泡最多實驗?zāi)康牟拍苓_到
D．1、2和3號試管間的比較也可驗證酶的專一性
解析：選D　驗證酶的專一性的實驗應(yīng)是相同底物，不同種酶，而FeCl3屬于無機催化劑。
10.如圖為酶促反應(yīng)相關(guān)曲線圖，Km表示酶促反應(yīng)速率為1/2vmax時的底物濃度。競爭性抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，可與底物競爭性結(jié)合酶的活性部位；非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位發(fā)生不可逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能喪失。下列分析錯誤的是(　　)
A．Km越大，酶與底物親和力越高
B．加入競爭性抑制劑，Km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(jié)構(gòu)
解析：選A　根據(jù)題干信息可知，Km越大，代表酶促反應(yīng)速率達到1/2vmax時所需要的底物濃度越大，即酶促反應(yīng)需要高濃度的底物才能正常進行，從而說明底物與酶的親和力越低；當(dāng)反應(yīng)環(huán)境中存在競爭性抑制劑時，需要增加底物的濃度才能保證反應(yīng)的正常進行，即Km會增大；由“非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位發(fā)生不可逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能喪失”可知，若反應(yīng)環(huán)境中增加了非競爭性抑制劑，則會導(dǎo)致部分酶的活性部位空間結(jié)構(gòu)改變、功能喪失，進而導(dǎo)致vmax降低。
二、非選擇題
11．研究者用磷酸化酶(混合酶，可將淀粉水解成單糖)、單糖、淀粉和不同pH緩沖液組成不同反應(yīng)體系，并測定了各反應(yīng)體系中淀粉含量的變化(實驗中pH對淀粉含量沒有直接影響)，結(jié)果見下表。隨后，研究者測定了水稻開花后至籽粒成熟期間，水稻籽粒中淀粉含量和磷酸化酶相對活性的變化，結(jié)果如下圖，回答下列問題：
不同反應(yīng)體系中淀粉含量的變化
pH
淀粉含量(mg/mL)
作用前
作用后
5.7
0.846
0.612
6.0
0.846
0.801
6.6
0.846
1.157
6.9
0.846
1.121
7.4
0.846
0.918

(1)分析表格中淀粉含量的變化情況，推測磷酸化酶的具體功能包括______________________。
(2)結(jié)合圖、表分析，開花后10～20天內(nèi)，水稻籽粒細(xì)胞中pH可能在________(填“5.7”“6.0”或“6.6”)附近，此時間段內(nèi)，水稻籽粒中磷酸化酶相對活性與淀粉含量變化的關(guān)系是______________________________________________________________________。
(3)若要檢測實驗中酶促反應(yīng)速率，可通過檢測底物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率來判定，從操作簡便的角度分析，最好選擇__________(試劑)檢測；題中的淀粉屬于________(填“底物”“產(chǎn)物”或“底物和產(chǎn)物”)；若反應(yīng)在適宜的溫度、pH等條件下進行，則影響酶促反應(yīng)速率的因素還有______________________________(至少寫出2點)。
解析：(1)題中表格呈現(xiàn)了實驗結(jié)果，從表中數(shù)據(jù)比較分析可知，本實驗的自變量是pH，因變量是淀粉含量的變化，當(dāng)pH為5.7和6.0時，反應(yīng)體系中淀粉的含量減少，說明反應(yīng)體系中部分淀粉在磷酸化酶作用下分解了；當(dāng)pH為6.6、6.9和7.4時，反應(yīng)體系中淀粉的含量增加，說明反應(yīng)體系中在磷酸化酶作用下有淀粉合成。由此可推測磷酸化酶(混合酶)在這個反應(yīng)體系中在不同pH條件下，既可以催化淀粉分解，也可以催化單糖合成淀粉。(2)結(jié)合圖表分析，開花后10～20天內(nèi)磷酸化酶的活性高，淀粉積累的速度最快，所以水稻籽粒細(xì)胞中pH可能在6.6；從圖中曲線分析，可知前段磷酸化酶相對活性增高，淀粉含量積累加快，后段磷酸化酶相對活性下降，淀粉含量積累減緩。(3)題中涉及的酶促反應(yīng)為淀粉水解和合成，淀粉水解形成的單糖是葡萄糖(還原糖)，可選擇碘液或斐林試劑來檢測，但斐林試劑使用中需進行水浴加熱，故碘液是最佳選擇；由第(1)小題分析可知，淀粉既屬于底物，又屬于產(chǎn)物；影響酶促反應(yīng)速率的因素有酶的活性、底物濃度、酶的濃度等。
答案：(1)催化淀粉的分解與合成　(2)6.6　前段磷酸化酶相對活性增高，淀粉含量積累加快，后段磷酸化酶相對活性下降，淀粉含量積累減緩(可合并回答) 　(3)碘液　底物和產(chǎn)物　底物濃度、酶的濃度、酶的活性等(答出2點即可)
12.(2019·泰安三模)如圖是某種淀粉酶催化淀粉水解的反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系曲線，回答下列問題：
(1)圖中b、c兩點中通過改變溫度條件可明顯提高反應(yīng)速率的是________，原因是_______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某同學(xué)為驗證溫度對該酶活性的影響，設(shè)計了如下實驗：
操作步驟
操作方法
試管A
試管B
試管C
1
淀粉溶液
2 mL
2 mL
2 mL
2
溫度處理(℃)
37
100
0
3
淀粉酶溶液
1 mL
1 mL
1 mL
4
碘液
2滴
2滴
2滴
5
現(xiàn)象
X
變藍
變藍

①該實驗的自變量是________。若反應(yīng)時間相對充分，請寫出表格中X表示的內(nèi)容：________。操作步驟4______(填“可以”或“不可以”)用斐林試劑代替碘液，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②能不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響原因？________。原因是______________________________________________。
③若需判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，從實驗的科學(xué)角度分析，最好檢測：________。
解析：(1)分析曲線，c點屬于低溫，b點是高溫，所以通過改變溫度條件可明顯提高反應(yīng)速率的為c點，原因是低溫雖然抑制酶活性，但低溫對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，對酶活性的影響是不可逆的。(2)①分析表格可看出，溫度是自變量，變色情況是因變量；X是37 ℃時的變色情況，在此溫度淀粉酶活性強，將淀粉水解，加碘液不變藍；不能用斐林試劑代替碘液，因為用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65 ℃，對實驗有影響。②也不能用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響，原因是溫度對H2O2分解的速度有影響，同樣會對實驗結(jié)果造成干擾。③判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，最好檢測生成物情況，若檢驗反應(yīng)物有可能反應(yīng)物在較長時間都存在，不易判斷。
答案：(1)c　低溫抑制酶活性，低溫對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，高溫對酶活性的影響是不可逆的
(2)①溫度　不變藍　不可以　用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65 ℃，改變了實驗的自變量，對實驗結(jié)果有干擾　②不能　溫度對H2O2分解的速度有影響，會對實驗結(jié)果造成干擾?、凵晌?br /> 13．絲狀溫度敏感蛋白(FtsZ)是細(xì)菌中一種含量豐富且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，幾乎存在于包括結(jié)核桿菌的所有病原細(xì)菌中。FtsZ也是一種GTP酶，有一個GTP(三磷酸鳥苷)的結(jié)合位點，在GTP存在的條件下，可以在分裂細(xì)菌中間部位聚集成Z環(huán)，Z環(huán)不斷收縮，引導(dǎo)細(xì)菌的細(xì)胞分裂。尋找靶向FtsZ的抑制劑，可有效抑制細(xì)菌的細(xì)胞分裂。為建立靶向FtsZ的新型抗菌藥篩選模型，科研人員對大腸桿菌表達的FtsZ蛋白進行了相關(guān)研究。
(1)人類病原微生物耐藥性的提高，嚴(yán)重影響傳染性疾病治療的成功幾率。FtsZ抑制劑與以往的抗菌藥相比不易形成耐藥性，原因是FtsZ蛋白____________________。
(2)下圖1表示利用熒光散射法測定FtsZ蛋白在體外的聚集程度。當(dāng)加入________時，F(xiàn)tsZ蛋白迅速聚集，由此可見，F(xiàn)tsZ在體外依然具備________功能。實驗選取BSA作為對照，原因是____________________________。

(3)下面兩組實驗研究溫度對FtsZ酶活性的影響。
實驗一：將FtsZ蛋白分別置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃條件下，同時加入等量GTP混勻反應(yīng)30 min，測定酶的活性，結(jié)果見圖2。
實驗二：將FtsZ蛋白分別置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃條件下保溫2 h，然后加入等量GTP混勻，置于37 ℃反應(yīng)30 min，測定酶的活性，結(jié)果見圖3。
　
①37 ℃不一定是FtsZ酶的最適溫度，請你設(shè)計實驗確定其最適溫度，實驗思路是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②實驗一、實驗二處理的區(qū)別是__________________________________________
________________________________________________________________________。
③實驗二的目的是_______________________________________________________
__________________。
④當(dāng)溫度高于45 ℃時，酶的活性迅速喪失，原因是____________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)據(jù)題意“絲狀溫度敏感蛋白(FtsZ)是細(xì)菌中一種含量豐富且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蛋白質(zhì)”可知，F(xiàn)tsZ結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此FtsZ抑制劑與以往的抗菌藥相比不易形成耐藥性。(2)據(jù)圖可知，在4 min后加入了GTP，F(xiàn)tsZ蛋白迅速聚集，說明FtsZ在體外依然具備催化功能。據(jù)圖可知，加入GTP后，BSA聚集程度與加入前相比，都是50左右，說明BSA不會在GTP的誘導(dǎo)下發(fā)生聚合反應(yīng)，因此選取BSA作為對照。(3)①據(jù)圖2可知，37 ℃時FtsZ酶活性最高，但此溫度不一定是FtsZ酶的最適溫度，其最適溫度在37 ℃左右，因此設(shè)計FtsZ酶的最適溫度的實驗思路是在30～45 ℃溫度范圍內(nèi)設(shè)置較小的溫度梯度，重復(fù)實驗一，酶活性最高時對應(yīng)的溫度是最適溫度。②據(jù)實驗一及實驗二的內(nèi)容可知，實驗一、實驗二處理的區(qū)別是實驗一先混勻再在不同溫度下反應(yīng)；實驗二先保溫再加GTP。③實驗二的目的是測定酶具有催化活性的溫度范圍。④酶的活性受到溫度的影響，高溫會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致酶失去活性，因此當(dāng)溫度高于45 ℃時，酶的活性迅速喪失。
答案：(1)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定　(2)GTP　催化　BAS不會在GTP的誘導(dǎo)下發(fā)生聚合反應(yīng)　(3)在30～45 ℃溫度范圍內(nèi)設(shè)置較小的溫度梯度，重復(fù)實驗一，酶活性最高時對應(yīng)的溫度是最適溫度　實驗一是先混勻再在不同溫度下反應(yīng)；實驗二是先保溫再加GTP　測定酶具有催化活性的溫度范圍　溫度過高使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶失活
[教師備選題]
1．(2019·紹興模擬)如圖是在適宜溫度下pH對某種過氧化氫酶活性影響的曲線，下列敘述錯誤的是(　　)

A．該酶的最適pH范圍比較寬
B．過酸或過堿條件下該酶都可能失去活性
C．該酶的活性可達到100%，可以說明酶具有高效性
D．若升高溫度，該酶的最高活性會降低
解析：選C　分析曲線圖可以看出，該酶最適pH為6～11，范圍比較寬；過酸或過堿會改變酶的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶活性喪失；酶的高效性表現(xiàn)在酶與無機催化劑相比，酶降低活化能的效果更顯著；圖示是在適宜溫度下相對酶活性的曲線，因此升高溫度會導(dǎo)致酶活性降低。
2．將等量的α-淀粉酶(70 ℃下活性不受影響，100 ℃高溫下失活)與β-淀粉酶(70 ℃處理15 min即失活)加適量蒸餾水混合，分為甲、乙、丙三組后，分別按下表所示步驟進行實驗。下列說法正確的是(　　)
組別步驟
甲
乙
丙
步驟一
25 ℃下處理
70 ℃水浴處理15 min后取出
100 ℃下處理15 min后取出
步驟二
在25 ℃條件下加入等量且足量的淀粉溶液
步驟三
一段時間后，分別測量三組淀粉剩余量
淀粉剩余量
a
b
c
A.上述兩種酶存在差異的根本原因是氨基酸與肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同
B．丙組按步驟一處理后冷卻至70 ℃，其中α-淀粉酶有活性
C．a(chǎn)與b的差值可體現(xiàn)出α-淀粉酶的活性
D．a(chǎn)－b與b－c的大小可用于比較兩種酶在25 ℃下的活性
解析：選D　α-淀粉酶和β-淀粉酶存在差異的根本原因是控制酶合成的基因不同；由于α-淀粉酶在100 ℃高溫下失活，而β-淀粉酶70 ℃處理15 min即失活，因此丙組按步驟一處理后冷卻至70 ℃，α-淀粉酶與β-淀粉酶均無活性；由于25 ℃下處理甲組，兩種酶均具有活性，70 ℃水浴處理15 min 后b組β-淀粉酶失活，因此a與b的差值可體現(xiàn)出β-淀粉酶的活性；70 ℃水浴處理15 min后β-淀粉酶失活，而100 ℃下處理15 min后兩種酶均失活，因此b－c的大小可體現(xiàn)出α-淀粉酶在25 ℃下的活性，結(jié)合C項的分析可知a－b與b－c的大小可用于比較兩種酶在25 ℃下的活性。