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第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　降低化学反应活化能的酶
一　酶的作用和本质
必备知识基础练
知识点1酶在细胞代谢中的作用
1.（2分）在如图所示的实验中，属于无关变量的是（　　）
A．催化剂的种类
B．过氧化氢分解的速率
C．试管中的过氧化氢溶液的量
D．产生气泡量
答案：C
解析：分析实验装置可知，催化剂的种类属于实验的自变量，A错误；过氧化氢分解的速率属于实验的因变量，B错误；试管中的过氧化氢溶液的量属于实验的无关变量，C正确；产生气泡量属于实验的因变量，D错误。
2．（2分）下图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验装置，分析下列有关说法正确的是（　　）
A．该实验的自变量是过氧化氢的分解速率
B．1号、4号试管对照说明酶具有催化作用
C．4号试管中的过氧化氢分子所含能量最高
D．4支试管中H2O2的浓度和用量不相同
答案：B
解析：过氧化氢的分解速率是该实验的因变量，A错误；加热为过氧化氢提供能量，加催化剂是降低化学反应的活化能，故2号试管中的过氧化氢分子所含能量最高，C错误；4支试管中H2O2的浓度和用量是无关变量，对照实验中的无关变量应保持适宜且相同，D错误。
3．（2分）同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（　　）
A．降低反应的活化能的作用更显著
B．能供给反应物能量
C．改变了反应的途径
D．能降低反应活化能
答案：A
解析：酶之所以具有极强的催化功能，关键是它能降低化学反应的活化能，并且它与无机催化剂相比，降低化学反应所需的活化能的效果更显著，A正确；酶和无机催化剂都不能供给反应物能量，B错误；酶不能改变反应的途径，只是缩短了到达化学平衡所需的时间，C错误；酶和无机催化剂都能降低反应的活化能，D错误。
4．（2分）如图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质M在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列叙述正确的是（　　）
A．ad段表示无催化剂时，反应所需要的活化能
B．ac段表示有酶催化时，酶降低的活化能
C．若换用无机催化剂，b点将向上移动
D．加热、加压不能使物质M更容易从常态转变为活跃状态
答案：C
解析：ac段表示无催化剂时，反应所需要的活化能，A错误；ab段表示有酶催化时，酶降低的活化能，B错误；与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能更显著，C正确；加热、加压可使底物分子获得能量，从而使底物分子从常态变为活跃状态，D错误。
知识点2酶的本质
5.（2分）下列有关酶本质的探索过程的叙述，错误的是（　　）
A．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性
B．毕希纳发现某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用
C．萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解
D．切赫和奥尔特曼证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质
答案：D
解析：切赫和奥尔特曼发现少数RNA具有生物催化功能，D错误。
6．（2分）脲酶是一种催化尿素分解成氨和二氧化碳的酶，具有高度专一性。最早从刀豆中提取并被证明是蛋白质。下列有关脲酶的叙述正确的是（　　）
A．脲酶的作用原理与无机催化剂的不同
B．能催化脲酶水解的酶是蛋白酶
C．在细胞内合成，在细胞外无法发挥作用
D．食用刀豆后，刀豆中的脲酶能催化人体中的尿素水解
答案：B
解析：脲酶的作用原理与无机催化剂相同，都是降低反应所需活化能，A错误；酶是由活细胞产生的，可以在细胞内，也可以在细胞外发挥作用，C错误；刀豆中的脲酶属于蛋白质，食用刀豆后，相应的蛋白质会被水解，不能催化人体中的尿素水解，D错误。
7．（2分）20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（　　）
A．RNA具有生物催化作用
B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质
D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA
答案：A
解析：除去RNaseP酶中的蛋白质，在提高Mg2＋浓度的前提下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明该酶中的RNA具有催化作用，A符合题意。
　核心素养提升练
8．（3分）下列关于酶的叙述有几项是正确的（　　）
①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③凡是活细胞都能产生酶　④酶只能在核糖体上合成　⑤酶的水解产物是氨基酸　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用，其催化作用的实质是为化学反应提供活化能
A．0项 B．1项
C．2项 D．3项
答案：A
解析：不具有分泌功能的细胞也可以产生酶，①错误；酶是由活细胞产生的，②错误；大多活细胞都能产生酶，但哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶，③错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，可以在核糖体或细胞核中合成，④错误；酶的水解产物是氨基酸或核糖核苷酸，⑤错误；酶只具有催化作用，⑥错误；酶不能起调控作用，⑦错误；酶只是起催化作用，其催化作用的实质是降低化学反应所需的活化能，⑧错误。
9．（3分）下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析合理的是（　　）
A．本实验的自变量只是催化剂的不同
B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C．1号与2号、1号与4号可分别构成对照实验
D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
答案：C
解析：1号试管是对照组，2号、3号和4号试管分别进行的操作是加热、加无机催化剂、加酶，这些处理就是自变量，因此该实验的自变量是温度和催化剂的种类，A错误；除自变量外，实验过程中存在的会影响实验现象或结果的因素或条件称为无关变量，过氧化氢的浓度、溶液体积、反应时间、酶的用量等是无关变量，而温度是自变量之一，B错误；1号与2号对照，可说明加热能促进过氧化氢分解，1号与4号对照，可得出过氧化氢酶能催化过氧化氢分解，C正确；加热能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态，不是降低反应的活化能，D错误。
10．（3分）图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是（　　）
A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B．若增加新鲜土豆片数量，量筒中产生气体的速度加快
C．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
D.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限
答案：D
解析：一段时间后气体量不再增加是因为H2O2已经消耗完。
11．（3分）某一不可逆化学反应（S→P＋W）在无酶和有酶催化时均可以进行，当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是（　　）
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
答案：D
解析：丁曲线在加入酶后其反应物的浓度下降速率明显加快，直至反应物浓度为0，D正确。
12．（3分）将一个土豆（含有过氧化氢酶）切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中（如图1所示）。若土豆片为4片时，每隔5分钟收集一次数据，根据数据绘制出如图2中曲线1，改变某种条件后根据数据绘制出曲线2。下列相关叙述正确的是（　　）
A.改变的条件可能是①的浓度或体积
B．改变的条件可能是增加②的数量
C．20min时两组实验反应速率最快
D．曲线2要比曲线1生成更多的O2
答案：B
解析：图2中气体量没有变化，但是达到最大气体量所用的时间变短，所以可能是增加了土豆片的数量，使酶量增多。若增加①过氧化氢的浓度或体积，会使气体量增多，A错误，B正确；反应速率看斜率，20 min时两组实验反应速率最慢，气体量基本不变，反应停止，C错误；图2中气体量没有变化，只是达到最大气体量所用的时间变短，所以产生的氧气一样多，D错误。
13．（3分）下列有关生物体内酶的叙述，正确的是（　　）
A．酶在完成催化作用后立即失活
B．酶只能在活细胞内才能发挥作用
C．大多数酶是在核糖体上合成的
D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能
答案：C
解析：酶在完成催化作用后不会立即失活，酶可以多次重复利用，A错误；只要条件适宜，酶在生物体内、外都能发挥作用，B错误；大多数酶是蛋白质，是在核糖体上合成的，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能为反应过程供能，D错误。
14．（3分）甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性（酶催化特定化学反应的能力）与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是（　　）
A.甲酶的化学本质为蛋白质
B．甲酶不能被该种蛋白酶降解
C．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
D．甲酶可能是具有催化功能的RNA
答案：A
解析：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。用蛋白酶处理后，甲酶活性不变，则说明甲酶可能是RNA，A错误。
15．（3分）下列实验所采取的措施，未涉及“降低化学反应活化能”原理的是（　　）
A．利用果胶酶可以分解细胞中的果胶，提高水果的出汁率
B．滴加肝脏研磨液促进过氧化氢的分解
C．滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率
D．利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率
答案：D
解析：酶和无机催化剂都有催化作用，都能降低化学反应的活化能。选项A用了果胶酶，选项B用了过氧化氢酶，选项C用了无机催化剂，只有选项D中没有使用任何催化剂，水浴加热能为底物提供能量，不涉及降低化学反应活化能。
16．（9分）活化能是指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。如图为酶的作用模型。请据图回答问题：
（1）从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能　　　　；有酶催化时，发生化学反应需要的活化能　　　　；a指　　　　　　　　　　　　。因此，酶催化作用的本质是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）酶的化学本质是　　　　　　　　，酶起作用的部位是　　　　　　　　。
答案：（1）高　低　酶所降低的活化能　降低化学反应的活化能　（2）蛋白质或RNA　细胞内或细胞外
解析：（1）从图中可看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能较高；有酶催化时，发生化学反应需要的活化能较低。因此，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能。（2）酶的化学本质是蛋白质或RNA，酶在细胞内外都能起作用。
17．（10分）下列是关于酶促反应的实验探究：
（1）实验步骤：
①取3支试管并分别标为A、B、C，各加入等量的一定浓度的过氧化氢溶液，放入38 ℃恒温水浴锅中保温。
②向A中加入一定量的蒸馏水，B中加入等量的质量分数为3.5%的FeCl3溶液，C中加入等量的质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液（所加试剂均经过38 ℃恒温水浴保温）。
③观察各试管产生气泡的速率。
（2）请分析回答下列问题：
①该实验可以探究________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②实验开始后，B、C组产生气泡的速率比A组快，但一段时间后都没有气泡产生，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③若实验过程中，B、C组产生气泡的速率都非常快。为使实验结果的差异更明显，重复实验时可采取的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：（2）①酶是否具有催化作用和酶是否比无机催化剂催化效率高　②过氧化氢被分解完　③减少FeCl3溶液和肝脏研磨液的用量（或降低过氧化氢的浓度）
易错辨析：代表实验结果的观测指标的确定
18．（3分）为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列分析正确的是（　　）
A．实验②能达到实验目的
B．实验①能达到实验目的
C．实验①、②都能达到实验目的
D．实验①、②都不能达到实验目的
答案：A
解析：双缩脲试剂检测的是蛋白质，蛋白酶也是蛋白质，故本题无法从化学特性上达到实验目的；考虑物理特性，如果口腔分泌液中有蛋白酶，试管3的蛋白块变小或消失，能达到实验目的。
二　酶的特性
必备知识基础练
知识点1酶的特性
1.（2分）下列关于酶的专一性的叙述，不正确的是（　　）
A．过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应
B．每一种酶只能催化一种化学反应的进行
C．催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶
D．二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解
答案：B
解析：酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误。
2．（2分）在生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行是因为（　　）
A．酶的催化效率具有高效性
B．酶的种类具有多样性
C．酶的催化作用具有专一性
D．酶的空间结构具有稳定性
答案：C
解析：生物体内同时进行很多化学反应，这些化学反应是互不干涉的，因为催化各种化学反应的酶不同，每一种酶只能催化一种或一类化学反应，即酶的专一性特点保证了各种化学反应能有条不紊地进行，故选C。
3．（2分）下图表示过氧化氢分解的过程，实验说明酶具有的特性是（　　）
A．专一性 B．高效性
C．多样性 D．酶的作用条件较温和
答案：B
解析：分析题图曲线可知，该实验的自变量是催化剂的种类，未加酶的实验作为空白对照，与加入无机催化剂相比，加入酶的实验组最先达到平衡点，说明酶的催化作用具有高效性。
4．（2分）莲藕、土豆切开后会变色发黑，该现象称为酶促褐变。褐变是植物细胞中的多酚氧化酶催化无色多酚类物质生成褐色醌类物质的过程。下列相关说法正确的是（　　）
A．多酚氧化酶起催化作用，为反应提供所需的活化能
B．莲藕、土豆爆炒后仍可发生酶促褐变
C．多酚氧化酶在细胞外仍可发挥作用
D．莲藕、土豆经低温处理后，将不再发生酶促褐变
答案：C
解析：多酚氧化酶起催化作用，可以降低化学反应所需的活化能，A错误；莲藕、土豆爆炒后，经高温处理，酶的空间结构改变，无法发生酶促褐变，B错误；多酚氧化酶在细胞内外都可发挥作用，C正确；低温处理后，酶的活性降低，但空间结构仍然很稳定，恢复到适宜条件后，仍可以发生酶促褐变，D错误。
知识点2探究影响酶活性的条件
5.（2分）在探究pH对过氧化氢酶活性的影响实验中，为设置过氧化氢酶溶液的不同pH，有同学按下图所示进行操作，其中向试管丙中加入的溶液X可选用（　　）
A．KCl溶液 B．NaOH溶液
C．肝脏研磨液 D．过氧化氢溶液
答案：B
解析：由于pH影响过氧化氢酶的活性，为设置过氧化氢酶溶液的不同pH，试管甲中加入蒸馏水作为空白对照组，试管乙中加入盐酸溶液，则向试管丙中加入的溶液X应为NaOH溶液，B正确。
6．（2分）下列有关酶的实验的叙述正确的是（　　）
A．探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物
B．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果
C．用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放量可达到目的
D．探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温度下保温5 min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化
答案：A
解析：探究温度对酶活性的影响时可以用淀粉，探究pH对酶活性的影响时可以用H2O2，A正确；探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用时，不能用碘液检测实验结果，因为碘液对蔗糖或蔗糖水解的产物都没有颜色反应，B错误；用H2O2作底物验证酶的高效性时，应设置无机催化剂和酶实验组才能达到目的，C错误；探究淀粉酶的最适温度的实验应先将淀粉、淀粉酶分别置于相应温度下保温，然后再混合继续保温，且本实验不宜选用斐林试剂鉴定，D错误。
知识点3酶的作用条件较温和
7.（2分）如图是酶活性影响因素的相关曲线，下列有关说法不正确的是（　　）
A．据图可知酶的最适温度为M，最适pH为8
B．图中所示反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度
C．温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低
D．0 ℃时酶的活性很低，但酶的空间结构稳定
答案：A
解析：在不同pH条件下，酶的最适温度不变，据图可知酶的最适温度为M，但是该实验的组别太少，无法得出最适pH为8的结论，A错误。
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8．（3分）谷丙转氨酶主要存在于各种细胞中，尤以肝细胞为最高，整个肝脏内转氨酶含量约为血中含量的100倍，是最常见的肝功能检查项目。下列关于该酶的叙述正确的是（　　）
A．该酶的基本单位是氨基酸
B．该酶在健康人群体检结果的值应为0
C．该酶的数量因参与化学反应而减少
D．该酶能升高化学反应的活化能
答案：A
解析：谷丙转氨酶的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，A正确；由题干信息可知，谷丙转氨酶主要存在于人体各种细胞中，尤以肝细胞为最高，因此该酶在健康人群体检结果的值应大于0，B错误；酶在催化化学反应前后数量和化学性质不改变，C错误；酶的作用机理是降低化学反应所需要的活化能，D错误。
9．（3分）下图为蔗糖酶作用机理示意图，下列叙述正确的是（　　）
A．该示意图可说明蔗糖酶具有高效性
B．该示意图可说明蔗糖酶是蛋白质
C．蔗糖酶在催化蔗糖水解的过程中，形状没有发生改变
D．蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶—反应物复合物
答案：D
解析：题图中只能体现出蔗糖酶具有专一性，没有体现其具有高效性，A错误；据题图无法判断蔗糖酶的化学本质，B错误；蔗糖酶在催化蔗糖水解的过程中，形状发生了改变，C错误；蔗糖酶需要与反应物结合形成酶—反应物复合物，才能起催化作用，D正确。
10．（3分）如图表示在25 ℃、pH＝7的条件下，向2 mL的H2O2溶液中加入两滴肝脏研磨液，H2O2分解产生O2的量随时间的变化。若改变某一条件，以下分析正确的是（　　）
A．以Fe3＋替代肝脏研磨液，a值减小，b值增大
B．滴加4滴肝脏研磨液，a值不变，b值增大
C．温度为37 ℃时，a值不变，b值减小
D．H2O2量增加为4 mL时，a值增大，b值减小
答案：C
解析：在生物化学反应中，与无机催化剂相比，酶具有高效性，但是两者的催化作用都不会改变化学反应的平衡点，所以a值不会减小，b值会增大，A错误；4滴肝脏研磨液中过氧化氢酶的浓度大于2滴肝脏研磨液中过氧化氢酶的浓度，因此滴加4滴肝脏研磨液，a值不变，b值减小，B错误；37 ℃接近人体正常体温，是酶的最适温度，催化效率是最高的，所用时间会减少，故b值减小，C正确；底物的量增加时，产物的量和时间都会有所增加，故a和b的值都增大，D错误。
11．（3分）探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是（　　）
①取3支试管编号，注入2 mL淀粉溶液；另取3支试管编号，各注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液　②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液试管中，维持各自的温度5 min　③向各试管滴一滴碘液　④将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉溶液和一份淀粉酶溶液，分别放在60 ℃的热水、沸水和冰水中5 min　⑤观察实验现象
A．①②④③⑤ B．①③②④⑤
C．①③④②⑤ D．①④②③⑤
答案：D
解析：根据实验目的可知，实验的自变量为温度，由于实验需要严格控制单一变量，在淀粉溶液和淀粉酶溶液混合之前首先需要将它们各自保温到一定温度，然后再混合，并且混合后还需要在相应的温度条件下保温让其充分反应。因此最合理的实验步骤应为①④②③⑤。
12．（3分）下列有关酶的探究实验的叙述，合理的是（　　）
A．探究pH对酶活性的影响，用α 淀粉酶分别在pH为1、7、14条件下催化淀粉水解，用斐林试剂检测比较还原糖的产生情况
B．探究温度对酶活性的影响用α 淀粉酶分别在100 ℃、60 ℃、0 ℃下催化淀粉水解，用斐林试剂检测比较还原糖的产生情况
C．探究酶的专一性，用α 淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖水解，检测是否有还原糖生成
D．探究酶的高效性，实验中的自变量是酶的种类和用量
答案：C
解析：探究pH影响酶的催化活性，底物不能用淀粉，因为淀粉可在酸性条件下水解，A错误；探究温度对酶活性的影响，用α 淀粉酶分别在100 ℃、60 ℃、0 ℃下催化淀粉水解，不能用斐林试剂检测比较还原糖的产生情况，因为斐林试剂需要水浴加热，会影响实验设置的温度变量，B错误；在“探究酶的高效性”实验中，自变量是催化剂的种类（酶、无机催化剂），用量是无关变量，应遵循等量性原则，D错误。
13．（3分）下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率（或生成物量）变化，下列有关叙述错误的是（　　）
A．图1中虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系
B．图2中虚线可表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化示意曲线
C．若图2中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D．图3不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系
答案：D
解析：在酶量增加一倍时，最大反应速率也增加一倍，可以用图1表示，A正确；图2虚线表示反应速率增加而快速达到平衡，可以表示酶浓度增加或换用了催化效率更高的催化剂，B、C正确；图3可以表示随反应时间的延长，底物逐渐消耗、生成物量逐渐增加，导致反应速率越来越慢，D错误。
14．（3分）如图所示，曲线b表示最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列分析正确的是（　　）
A．升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
B．酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
D．减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
答案：B
解析：曲线b表示在最适温度条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。若升高温度，会导致酶活性降低，使酶促反应速率减慢，因此不能用曲线c表示，A错误；酶量能影响酶促反应速率，酶量减少后，酶促反应速率会降低，其反应速率可用曲线a表示，B正确；AB段随着反应物浓度的升高，反应速率逐渐加快，说明限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度，C错误；曲线b表示在最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。若减小pH，会导致酶活性降低，使酶促反应速率减慢，因此A、B点位置都会下移，D错误。
15．（10分）图1和图2是某兴趣小组通过实验探究H2O2分解的条件而绘制的曲线图，图3表示该实验小组研究温度影响麦芽糖酶活性的实验。请回答下列问题：
（1）酶起催化作用的原理是　　　　　　　　　　　　　　　。图1和图2所代表的实验中，实验的自变量依次为　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有的特性是　　　　。图2酶促反应中限制ab段和bc段O2产生速率的主要因素分别是　　　　　　　　　　　　。
（3）该兴趣小组还根据图3做了关于温度影响麦芽糖酶活性的实验，探究经过t4温度处理的酶，当温度降低到t3时，其活性是否可以恢复到较高水平。关于变量的设置：取3支试管，分别编号为A、B、C，各加入适宜浓度的该酶溶液1 mL；A和B作为对照组应分别在温度为　　　　　　的水浴装置中保温适宜时间，C作为实验组的处理为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）麦芽糖酶可以催化麦芽糖水解为葡萄糖，但实验结果不能用斐林试剂检测，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：（1）降低化学反应的活化能　催化剂种类、H2O2浓度　（2）高效性　H2O2浓度、过氧化氢酶量（浓度）　（3）t3、t4　先在温度为t4的水浴装置中保温适宜时间，后在温度为t3的水浴装置中保温适宜时间　（4）麦芽糖和葡萄糖均为还原糖，它们均能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀
解析：（1）酶起催化作用的原理是能降低化学反应的活化能。这两个实验是探究过氧化氢在不同条件下的分解情况，分析图1可知，两条曲线的形成是加入的催化剂的种类不同，图2是酶促反应速率随底物浓度的变化而变化的曲线，所以图1、图2所代表的实验中，实验自变量依次为催化剂的种类、H2O2浓度。（2）分析图1，加过氧化氢酶比加入FeCl3提前达到反应的平衡点，这说明酶具有高效性。图2中ab段，随着H2O2浓度的增大，O2产生速率也不断增大，说明H2O2浓度是限制ab段O2产生速率的主要因素；bc段，O2产生速率不再随H2O2浓度的增大而增大，H2O2的浓度不再是限制因素，此时的主要限制因素为过氧化氢酶的量（浓度）。（3）由于实验目的是探究经过t4温度处理的酶，当温度降低到t3时，其活性是否可以恢复到较高水平，故根据实验目的，实验需分为三组，一组温度设定在t3，一组温度设定在t4，一组温度应从t4降到t3。因此A和B作为对照组应分别在温度为t3、t4的水浴装置中保温适宜时间，C作为实验组的处理为先在温度为t4的水浴装置中保温适宜时间，后在温度为t3的水浴装置中保温适宜时间。（4）因为麦芽糖和葡萄糖均为还原糖，它们均能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，所以不能用斐林试剂检测麦芽糖酶是否催化麦芽糖水解为葡萄糖这一实验结果。
16．（12分）某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果，请回答相关问题：
（1）酶活性是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，该实验的自变量是　　　　，以　　　　　　　　　　　　作为检测因变量的指标。
（2）如图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行　　　　（填“对照”“对比”或“重复”）实验，得到与此图无显著差异的结果。查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在　　　　和　　　　的作用下分解的。pH为3条件下的酶活性　　　　（填“小于”“等于”或“大于”）pH为9条件下的酶活性，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是________________________________________________________________________
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答案：（1）酶催化特定化学反应的能力　pH　1 h后淀粉剩余量　（2）重复　淀粉酶　盐酸　小于　pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉水解干扰实验结果　（3）1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量
解析：（1）酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，据图示可知，横坐标为不同的pH，纵坐标为1 h后淀粉剩余量，故该实验的自变量是pH的不同，因变量是1 h后淀粉剩余量。（2）实验结果与预期不符，需进行重复实验，观察结果。由于盐酸能催化淀粉水解，因此推测，该实验中淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的作用下分解的。据图示可知，pH为3和pH为9条件下淀粉剩余量相等，但pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，原因是pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉水解干扰实验结果。（3）比较pH为1和pH为7的实验结果可知，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量，故说明与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。
易错辨析：对酶变性后“失活”的理解
17．（3分）将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器中，调整pH至2.0，置于37℃的水浴锅内。过一段时间后容器内剩余的物质是（　　）
A．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽
C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
答案：D
解析：在pH＝2的条件下，唾液淀粉酶活性很低，甚至失活，而胃蛋白酶活性较高，所以乳清蛋白和唾液淀粉酶会被胃蛋白酶水解成多肽，而淀粉不能被水解，因此容器内剩余的物质是淀粉、胃蛋白酶、多肽、水，D正确。第1节　降低化学反应活化能的酶
一　酶的作用和本质
必备知识基础练
知识点1酶在细胞代谢中的作用
1.（2分）在如图所示的实验中，属于无关变量的是（　　）
A．催化剂的种类
B．过氧化氢分解的速率
C．试管中的过氧化氢溶液的量
D．产生气泡量
2．（2分）下图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验装置，分析下列有关说法正确的是（　　）
A．该实验的自变量是过氧化氢的分解速率
B．1号、4号试管对照说明酶具有催化作用
C．4号试管中的过氧化氢分子所含能量最高
D．4支试管中H2O2的浓度和用量不相同
3．（2分）同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（　　）
A．降低反应的活化能的作用更显著
B．能供给反应物能量
C．改变了反应的途径
D．能降低反应活化能
4．（2分）如图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质M在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列叙述正确的是（　　）
A．ad段表示无催化剂时，反应所需要的活化能
B．ac段表示有酶催化时，酶降低的活化能
C．若换用无机催化剂，b点将向上移动
D．加热、加压不能使物质M更容易从常态转变为活跃状态
知识点2酶的本质
5.（2分）下列有关酶本质的探索过程的叙述，错误的是（　　）
A．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性
B．毕希纳发现某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用
C．萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解
D．切赫和奥尔特曼证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质
6．（2分）脲酶是一种催化尿素分解成氨和二氧化碳的酶，具有高度专一性。最早从刀豆中提取并被证明是蛋白质。下列有关脲酶的叙述正确的是（　　）
A．脲酶的作用原理与无机催化剂的不同
B．能催化脲酶水解的酶是蛋白酶
C．在细胞内合成，在细胞外无法发挥作用
D．食用刀豆后，刀豆中的脲酶能催化人体中的尿素水解
7．（2分）20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（　　）
A．RNA具有生物催化作用
B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质
D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA
　核心素养提升练
8．（3分）下列关于酶的叙述有几项是正确的（　　）
①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③凡是活细胞都能产生酶　④酶只能在核糖体上合成　⑤酶的水解产物是氨基酸　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用，其催化作用的实质是为化学反应提供活化能
A．0项 B．1项
C．2项 D．3项
9．（3分）下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析合理的是（　　）
A．本实验的自变量只是催化剂的不同
B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C．1号与2号、1号与4号可分别构成对照实验
D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
10．（3分）图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是（　　）
A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B．若增加新鲜土豆片数量，量筒中产生气体的速度加快
C．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
D.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限
11．（3分）某一不可逆化学反应（S→P＋W）在无酶和有酶催化时均可以进行，当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是（　　）
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
12．（3分）将一个土豆（含有过氧化氢酶）切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中（如图1所示）。若土豆片为4片时，每隔5分钟收集一次数据，根据数据绘制出如图2中曲线1，改变某种条件后根据数据绘制出曲线2。下列相关叙述正确的是（　　）
A.改变的条件可能是①的浓度或体积
B．改变的条件可能是增加②的数量
C．20min时两组实验反应速率最快
D．曲线2要比曲线1生成更多的O2
13．（3分）下列有关生物体内酶的叙述，正确的是（　　）
A．酶在完成催化作用后立即失活
B．酶只能在活细胞内才能发挥作用
C．大多数酶是在核糖体上合成的
D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能
14．（3分）甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性（酶催化特定化学反应的能力）与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是（　　）
A.甲酶的化学本质为蛋白质
B．甲酶不能被该种蛋白酶降解
C．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
D．甲酶可能是具有催化功能的RNA
15．（3分）下列实验所采取的措施，未涉及“降低化学反应活化能”原理的是（　　）
A．利用果胶酶可以分解细胞中的果胶，提高水果的出汁率
B．滴加肝脏研磨液促进过氧化氢的分解
C．滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率
D．利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率
16．（9分）活化能是指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。如图为酶的作用模型。请据图回答问题：
（1）从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能　　　　；有酶催化时，发生化学反应需要的活化能　　　　；a指　　　　　　　　　　　　。因此，酶催化作用的本质是________________________________________________________________________
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（2）酶的化学本质是　　　　　　　　，酶起作用的部位是　　　　　　　　。
17．（10分）下列是关于酶促反应的实验探究：
（1）实验步骤：
①取3支试管并分别标为A、B、C，各加入等量的一定浓度的过氧化氢溶液，放入38 ℃恒温水浴锅中保温。
②向A中加入一定量的蒸馏水，B中加入等量的质量分数为3.5%的FeCl3溶液，C中加入等量的质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液（所加试剂均经过38 ℃恒温水浴保温）。
③观察各试管产生气泡的速率。
（2）请分析回答下列问题：
①该实验可以探究________________________________________________________________________
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②实验开始后，B、C组产生气泡的速率比A组快，但一段时间后都没有气泡产生，原因是
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③若实验过程中，B、C组产生气泡的速率都非常快。为使实验结果的差异更明显，重复实验时可采取的方法是________________________________________________________________________
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易错辨析：代表实验结果的观测指标的确定
18．（3分）为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列分析正确的是（　　）
A．实验②能达到实验目的
B．实验①能达到实验目的
C．实验①、②都能达到实验目的
D．实验①、②都不能达到实验目的
二　酶的特性
必备知识基础练
知识点1酶的特性
1.（2分）下列关于酶的专一性的叙述，不正确的是（　　）
A．过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应
B．每一种酶只能催化一种化学反应的进行
C．催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶
D．二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解
2．（2分）在生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行是因为（　　）
A．酶的催化效率具有高效性
B．酶的种类具有多样性
C．酶的催化作用具有专一性
D．酶的空间结构具有稳定性
3．（2分）下图表示过氧化氢分解的过程，实验说明酶具有的特性是（　　）
A．专一性 B．高效性
C．多样性 D．酶的作用条件较温和
4．（2分）莲藕、土豆切开后会变色发黑，该现象称为酶促褐变。褐变是植物细胞中的多酚氧化酶催化无色多酚类物质生成褐色醌类物质的过程。下列相关说法正确的是（　　）
A．多酚氧化酶起催化作用，为反应提供所需的活化能
B．莲藕、土豆爆炒后仍可发生酶促褐变
C．多酚氧化酶在细胞外仍可发挥作用
D．莲藕、土豆经低温处理后，将不再发生酶促褐变
知识点2探究影响酶活性的条件
5.（2分）在探究pH对过氧化氢酶活性的影响实验中，为设置过氧化氢酶溶液的不同pH，有同学按下图所示进行操作，其中向试管丙中加入的溶液X可选用（　　）
A．KCl溶液 B．NaOH溶液
C．肝脏研磨液 D．过氧化氢溶液
6．（2分）下列有关酶的实验的叙述正确的是（　　）
A．探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物
B．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果
C．用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放量可达到目的
D．探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温度下保温5 min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化
知识点3酶的作用条件较温和
7.（2分）如图是酶活性影响因素的相关曲线，下列有关说法不正确的是（　　）
A．据图可知酶的最适温度为M，最适pH为8
B．图中所示反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度
C．温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低
D．0 ℃时酶的活性很低，但酶的空间结构稳定
　核心素养提升练
8．（3分）谷丙转氨酶主要存在于各种细胞中，尤以肝细胞为最高，整个肝脏内转氨酶含量约为血中含量的100倍，是最常见的肝功能检查项目。下列关于该酶的叙述正确的是（　　）
A．该酶的基本单位是氨基酸
B．该酶在健康人群体检结果的值应为0
C．该酶的数量因参与化学反应而减少
D．该酶能升高化学反应的活化能
9．（3分）下图为蔗糖酶作用机理示意图，下列叙述正确的是（　　）
A．该示意图可说明蔗糖酶具有高效性
B．该示意图可说明蔗糖酶是蛋白质
C．蔗糖酶在催化蔗糖水解的过程中，形状没有发生改变
D．蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶—反应物复合物
10．（3分）如图表示在25 ℃、pH＝7的条件下，向2 mL的H2O2溶液中加入两滴肝脏研磨液，H2O2分解产生O2的量随时间的变化。若改变某一条件，以下分析正确的是（　　）
A．以Fe3＋替代肝脏研磨液，a值减小，b值增大
B．滴加4滴肝脏研磨液，a值不变，b值增大
C．温度为37 ℃时，a值不变，b值减小
D．H2O2量增加为4 mL时，a值增大，b值减小
11．（3分）探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是（　　）
①取3支试管编号，注入2 mL淀粉溶液；另取3支试管编号，各注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液　②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液试管中，维持各自的温度5 min　③向各试管滴一滴碘液　④将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉溶液和一份淀粉酶溶液，分别放在60 ℃的热水、沸水和冰水中5 min　⑤观察实验现象
A．①②④③⑤ B．①③②④⑤
C．①③④②⑤ D．①④②③⑤
12．（3分）下列有关酶的探究实验的叙述，合理的是（　　）
A．探究pH对酶活性的影响，用α 淀粉酶分别在pH为1、7、14条件下催化淀粉水解，用斐林试剂检测比较还原糖的产生情况
B．探究温度对酶活性的影响用α 淀粉酶分别在100 ℃、60 ℃、0 ℃下催化淀粉水解，用斐林试剂检测比较还原糖的产生情况
C．探究酶的专一性，用α 淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖水解，检测是否有还原糖生成
D．探究酶的高效性，实验中的自变量是酶的种类和用量
13．（3分）下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率（或生成物量）变化，下列有关叙述错误的是（　　）
A．图1中虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系
B．图2中虚线可表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化示意曲线
C．若图2中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D．图3不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系
14．（3分）如图所示，曲线b表示最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列分析正确的是（　　）
A．升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
B．酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
D．减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
15．（10分）图1和图2是某兴趣小组通过实验探究H2O2分解的条件而绘制的曲线图，图3表示该实验小组研究温度影响麦芽糖酶活性的实验。请回答下列问题：
（1）酶起催化作用的原理是　　　　　　　　　　　　　　　。图1和图2所代表的实验中，实验的自变量依次为　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有的特性是　　　　。图2酶促反应中限制ab段和bc段O2产生速率的主要因素分别是　　　　　　　　　　　　。
（3）该兴趣小组还根据图3做了关于温度影响麦芽糖酶活性的实验，探究经过t4温度处理的酶，当温度降低到t3时，其活性是否可以恢复到较高水平。关于变量的设置：取3支试管，分别编号为A、B、C，各加入适宜浓度的该酶溶液1 mL；A和B作为对照组应分别在温度为　　　　　　的水浴装置中保温适宜时间，C作为实验组的处理为________________________________________________________________________
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（4）麦芽糖酶可以催化麦芽糖水解为葡萄糖，但实验结果不能用斐林试剂检测，原因是________________________________________________________________________
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16．（12分）某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果，请回答相关问题：
（1）酶活性是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，该实验的自变量是　　　　，以　　　　　　　　　　　　作为检测因变量的指标。
（2）如图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行　　　　（填“对照”“对比”或“重复”）实验，得到与此图无显著差异的结果。查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在　　　　和　　　　的作用下分解的。pH为3条件下的酶活性　　　　（填“小于”“等于”或“大于”）pH为9条件下的酶活性，原因是________________________________________________________________________
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（3）在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是________________________________________________________________________
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易错辨析：对酶变性后“失活”的理解
17．（3分）将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器中，调整pH至2.0，置于37℃的水浴锅内。过一段时间后容器内剩余的物质是（　　）
A．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽
C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

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