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外界因素对酶活性的影响的曲线分析
易错归因
不能准确分析外界因素对酶活性的影响曲线。
典型易错题
例1（2022·安徽省舒城中学·二模）某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图，如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．该实验的自变量是底物浓度，无关变量有温度和pH等
B．该实验过程要先将底物和酶混合，然后再加抑制剂来观察反应结果
C．在S2点之后，限制曲线①酶促反应速率的因素不再是底物浓度
D．由实验结果得出抑制剂Ⅱ与底物竞争性结合酶的活性中心
【答案】C
【解析】该实验的自变量是底物浓度和抑制剂的有无以及抑制剂的种类，因变量是酶促反应速率，无关变量有温度和pH等，A错误；该实验过程要先加底物和抑制剂混合，然后再加酶来观察反应结果，B错误；在S2点之前，限制曲线①酶促反应速率的因素是底物浓度，在S2点之后，限制曲线①酶促反应速率的因素是酶浓度等因素，不再是底物浓度，C正确；由实验结果可以得出抑制剂II会降低酶促反应速率，但无法得出抑制剂Ⅱ与底物竞争性结合酶的活性中心，D错误。故选C。
解题技巧
1．温度和pH对酶活性的影响
（1）在一定温度/pH范围内，随温度/pH的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
（2）过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。酶制剂适宜在低温下保存。
（3）丙图：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
2．底物浓度对酶活性的影响。
其他因素适宜的条件下，酶促反应的速度与酶浓度成正比；在酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，酶促反应增加到一定值时，由于受到酶浓度的限制，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎不再改变。
3．酶对化学反应速率的影响
（1）甲图中说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。
（2）乙图说明：酶A会促进A反应物的酶促反应，酶B则不会，所以酶具有专一性。
（3）丙图说明：
①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
同类题练习
1.（2022·河北省·模拟题）下图为酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2 Vmax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。下列分析错误的是（ ）
A．Km值越大，酶与底物亲和力越高
B．加入竞争性抑制剂，Km值增大
C．加入非竞争性抑制剂，Vmax降低
D．非竞争性抑制剂破坏酶的空间结构
2.（2022·河北省·模拟题）20世纪60年代，医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。图为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列叙述正确的是（ ）
A．该实验中的淀粉分解量仅与淀粉酶活性有关
B．pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
C．将pH＝13的试管中的pH调至pH＝7后继续实验1h，则淀粉的剩余量基本不变
D．与淀粉结合的淀粉酶的空间结构会发生不可逆的改变
3.（2020·广东广州·模拟预测）如图表示过氧化氢在过氧化氢酶和无酶催化条件下分解过程中的能量变化，假设酶所处的环境为最适条件，下列对于图中曲线的分析正确的是（ ）
A．图中E表示过氧化氢酶使活化能降低的数值
B．若将有过氧化氢酶催化的反应温度升高15℃，则曲线②的峰值会降低
C．曲线①表示过氧化氢在过氧化氢酶催化条件下分解
D．图示可说明酶的催化作用具有高效性
4.（2021·甘肃省静宁县第一中学·二模）影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等。如图表示在最适温度下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。有关说法正确的是（ ）
A．若在B点增加酶的浓度，反应速率会减慢
B．若在A点提高反应温度，反应速率会加快
C．若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快
D．若在A点增加反应物浓度，反应速率将加快
5.（2021·广东省珠海市第一中学·模拟预测）用某种酶进行有关实验的结果如下图所示。下列有关说法错误的是（ ）
A．图1说明酶的最适温度为30℃左右
B．图2说明该酶一定不是胃蛋白酶
C．图3说明离子可以破坏蛋白质的肽键
D．图4可用于证明酶具有专一性
6.（2022·四川眉山·三模）从某微生物中提取出的淀粉酶能催化淀粉水解成麦芽糖。取适量淀粉酶分别在不同温度下水解等量淀粉，并在第1h末和第2h末测定麦芽糖含量。下列结论正确的是（ ）
A.淀粉酶能提供活化能，所以能使淀粉水解反应加快
B.由0~1h的数据可知，该淀粉酶的最适温度为35℃
C.在15℃条件下，第6h结束麦芽糖含量也可达到1.8g/mL
D．35℃时淀粉酶已变性，故1~2h水解的淀粉比25℃少
7.（2022·广东深圳外国语学校·模拟预测）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5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL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
8.（2022·江苏·三模）如图1表示最适温度下H2O2酶促反应速率受pH影响的曲线，图2表示某温度下pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。下列有关叙述正确的是（ ）
A．可用H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响
B．在图1中c点对应的条件下，向该反应体系中加入双缩脲，溶液仍变紫色
C．其他条件保持相同且适宜，则pH由b变为a时，e点不动
D．其他条件保持相同且适宜，温度降低时，d点右移
9.（2022·浙江温州·二模）酶分子具有相应底物的活性中心，用于结合并催化底物反应。在37℃、适宜pH等条件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2+、Cl 对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，得到实验结果如图所示，已知Na+和SO42-几乎不影响该反应。
下列相关分析，正确的是（ ）
A．实验中的可变因素是无机盐溶液的种类
B．Q点条件下淀粉完全水解所需的时间较P点的长
C．实验说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心
D．若将温度提高至60℃，则三条曲线的最高点均上移
10.（2020·甘肃·二模）下图1表示在最适温度下将A、B两种物质混合，在T1时加入酶C后，A、B两种物质的浓度的变化曲线，图2表示在反应物充足的情况下，酶C的催化反应速率随酶浓度变化曲线，请据图回答下列问题：

（1）酶活性是指____________________________，影响酶活性的因素有______________（至少写两项），T2后B增加缓慢的原因是___________。
（2）酶C催化的反应是物质A生成B，酶的作用机理______________________________。
（3）若适当提高反应温度，T2值______（填“增大”、“减小”或“不变”），原因是________________________。
（4）某种重金属离子能与酶C按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子，请参照图2画出相应的曲线________________。
同类题练习参考答案
1．A 【解析】据图分析，Km值越小，达到1/2Vmax需要的底物浓度越低，说明酶与底物亲和力越高，A错误；加入竞争性抑制剂，酶与底物结合的机会减少，则Km值增大，B正确；加入非竞争性抑制剂，使酶的活性部位功能丧失，导致Vmax降低，C正确；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而破坏了酶的空间结构，D正确。故选A。
2．C 【解析】由题意可知，本实验的目的是探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用，自变量为pH，因变量为1h后淀粉的分解量。由“20世纪60年代，医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉”可知，淀粉能在酸性条件下发生水解。说明该实验中的淀粉分解量不仅与淀粉酶活性有关，还与pH值有关，A错误；在pH为3和9时两只试管中的淀粉剩余量相同，但pH为3时，酶可以催化淀粉水解，酸也会促进淀粉水解，而pH为9时只有酶的催化作用，所pH为3和9时酶的活性不同，B错误；pH＝13时，淀粉酶已变性失活，因此再将pH调为7，反应速率不变，仍为0，因此淀粉的剩余量基本不变，C正确；酶与底物结合，形成酶-底物复合物，酶-底物复合物发生一定的形状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落，同时酶分子恢复原状。因此与淀粉结合的淀粉酶的空间结构发生的改变是可逆的，D错误。故选C。
3．A 【解析】分析题图可知，曲线①表示无酶条件的能量变化，曲线②表示有酶条件下的能量变化；E段表示在有酶催化的条件下降低的化学反应活化能，由此可以看出，酶促反应的原理是降低化学反应需要的活化能；与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能更显著，因此酶具有高效性。根据分析可知，①②之间的差值E表示过氧化氢酶使活化能降低的数值，A正确；题干中假设酶所处的环境为最适条件，故将有酶催化的反应温度升高10℃，酶的活性下降，降低的活化能减小，②的峰值会升高，B错误；根据分析可知，①表示过氧化氢在无酶催化条件下分解，C错误；酶的高效性是与无机催化剂相比，图示没有描述无机催化剂的催化效果，故不能体现酶具有高效性，D错误。故选A。
4．D 【解析】曲线BC段随反应物浓度的增加，催化速率不变，可能受酶浓度限制，若在B点增加酶的浓度，反应速率会加快，A错误；本实验是在最适温度下完成的，所以如果提高反应温度，反应速率会下降，B错误；曲线BC段随反应物浓度的增加，催化速率不变，可能受酶浓度限制，如果在C点增加反应物浓度，反应速率不变，C错误；曲线AB段，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，所以在A点增加反应物浓度，反应速率将加快，D正确。故选D。
5．C 【解析】从图1看出，30℃条件下，生成物量最大所需的时间最短，因此其催化效率最高，说明了酶的最适温度为30℃左右，A正确；分析题图2曲线知，酶的最小pH为7，而胃蛋白酶的最适宜pH是2左右，该酶一定不是胃蛋白酶，B正确；离子不会破坏肽键，可能会改变酶的空间结构，C错误；图4中麦芽糖含量降低，但蔗糖含量不变，说明了酶可以分解麦芽糖，而不能分解蔗糖，而不能水解蔗糖，故说明酶具有专一性，D正确。故选C。
6．C 【解析】酶能降低化学反应的活化能因此具有催化作用，酶不为化学反应提供能量，A错误；在0~1h，35℃下麦芽糖含量最高（1.5g/mL），只能说明在已测的4个温度中，35℃时酶的催化效率最高，要探究该淀粉酶的最适温度还需要在25℃~45℃设置一系列温度梯度进行实验，B错误；据图可知，15℃条件下，该淀粉酶每小时使麦芽糖含量增加0.3/mL，而淀粉完全水解产生的麦芽糖总含量为1.8mg/L，所以15℃下淀粉被全部水解共需要6h，C正确；35℃第2h只增加了0.3g/mL，是因为在第1h内生成了麦芽糖1.5mg/L，留给第2h反应的淀粉少，不是酶已变性，D错误。故选C。
7．B 【解析】提高酶的浓度能够提高速率，不能提高氧气的量，A错误；提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，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。故选B。
8．C 【解析】温度可直接影响H2O2的分解，因此不能用H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响，A错误；双缩脲不是双缩脲试剂，在图1中C点对应的条件下，向该反应体系中加入双缩脲试剂，蛋白质虽然变性但仍具有肽键结构，溶液仍变紫，B错误；酶不能改变生成物的量，pH由b变为a时，酶促反应速率下降，但e点不动，C正确；若图2为高于最适温度时的情况，则温度降低时，酶促反应速率加快，d点左移，D错误。故选C。
9．B 【解析】根据图示可知，研究Cu2+、Cl 对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响实验中，自变量是不同的离子（Cu2+和Cl ），因变量是酶的活性（淀粉水解速率表示），其他变量如pH、温度、无机盐溶液浓度、唾液淀粉酶的浓度等都是无关变量，为了排除温度、pH和无关离子等对淀粉酶活性的影响，需要将所有实验都放在最适温度和pH的环境中，且设置空白对照组（乙组H2O）和对照组（丙组含铜离子和甲组氯离子）。随着淀粉溶液浓度的增加，甲组、乙组和丙组淀粉水解速率都在增加，最终保持相对稳定（唾液淀粉酶全部充分参与催化反应），且甲组＞乙组＞丙组，说明Cu2+和Cl 没有使唾液淀粉酶失活，而且Cu2+能与淀粉竞争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。说明Cu2+抑制酶促反应，是淀粉酶的抑制剂，Cl 促进酶促反应，是淀粉酶的激活剂。Q点和P点的淀粉水解速率相同。根据图示分析可知，实验中自变量是无机盐溶液种类和淀粉溶液浓度，A错误；根据题意和分析可知，Q点和P点的淀粉水解速率相同，但Q点需要的淀粉溶液浓度更大才能达到与P点的速率相同，所以淀粉酶活性P点高，水解淀粉的速度更快，所以Q点条件下淀粉完全水解所需的时间比P点长，B正确；根据图示分析可知，淀粉水解速率保持相对稳定时，也就是唾液淀粉酶全部充分参与催化反应时，甲组＞乙组＞丙组，说明Cu2+没有使唾液淀粉酶失活，但降低了酶的活性，说明其是酶的抑制剂，但不能说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心，也有可能是改变了酶的空间结构导致其活性降低，故Cu2+可能是非竞争性抑制剂，通过与淀粉酶（非活性中心）结合，改变其空间结构，降低酶活性，C错误；本实验温度是无关变量，为了避免温度对实验的干扰，温度应该设置为唾液淀粉酶的最适温度，也就是37℃左右，若将温度提高至60℃，会使得酶的空间发生改变从而导致酶活性降低（甚至失活），酶促反应速率下降（或降为0），故三条曲线的最高点均下移，D错误。故选B。
10．（1）酶对化学反应的催化效率；温度、pH；反应物A（底物）减少导致的
（2）降低化学反应的活化能
（3）增大；
提高反应温度，部分酶失活（或答“酶活性下降”），反应速率减慢，反应时间增加
（4）
【解析】酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整。若酶分子变性或亚基解聚均可导致酶活性丧失。
（1）酶对化学反应的催化效率称为酶活性，可用单位质量的酶在单位时间内催化多少底物或生成多少产物来表示；酶绝大多数都是蛋白质，温度、pH等都会影响酶活性；由于反应物A（底物）减少，T2后B增加缓慢。
（2）酶降低化学反应的活化能，使反应更容易发生。
（3）题干中提到最适温度，因此若适当提高反应温度，酶活性下降，反应速率减慢，反应时间增加T2值增大。
（4）随着酶浓度的增加，由于重金属离子数量有限，因此最终反应速率可以达到之前一样，如图所示。
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