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　细胞的能量供应和利用
第11课时　降低化学反应活化能的酶
1．说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受环境因素(如pH和温度等)的影响。2.实验：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。
考点一　酶的作用和本质
1．细胞代谢
2．比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验条件与结果
组序 条件 实验结果
① 自然状态 几乎不分解
② 90 ℃高温 有少量气泡
③ 加FeCl3溶液 产生较多小气泡，点燃的卫生香燃烧较弱
④ 加肝脏研磨液 产生大量大气泡，点燃的卫生香燃烧猛烈
(2)结果分析及结论
对照 ①与② ①与③ ①与④ ③与④
自变量 温度 有无FeCl3 溶液 有无肝脏 研磨液 催化剂 种类
无关 变量 催化剂 温度 温度 温度
加入的H2O2量等
因变量 底物(H2O2)的分解速率，可用单位时间内产生气泡数目的多少表示
结论 加热促进 H2O2水解 无机催化 剂促进 H2O2水解 酶促进 H2O2水解 与无机催化剂相比，酶的催化效率更高
　加热提供化学反应的活化能；无机催化剂和酶均能降低化学反应的活化能。
3．酶在细胞代谢中的作用
(1)活化能：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称为活化能。
(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。
(3)模型分析
①：无催化剂时化学反应所需的活化能。
②：无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。
③：无机催化剂降低的活化能。
④：酶催化时化学反应所需的活化能。
⑤：酶降低的活化能。
(4)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
4．酶的本质
(1)酶本质的探索历程
(2)酶的概念解读
(1)肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同。(2024·江苏卷)(　×　)
(2)具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。(2023·广东卷)(　√　)
(3)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。(2020·海南卷)(　×　)
(4)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。(　√　)
(5)无关变量是对因变量没有影响的变量。(　×　)
(6)加热与加入酶都能使反应速率加快，二者作用机制是相同的。(　×　)
(7)(必修1 P80“拓展应用”T1)在本节“探究·实践”的基础上增加5号试管，向其中加入2 mL H2O2溶液后，再加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，目的是与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管做对照。
考向1 结合酶的本质、作用考查生命观念与科学思维
1．(2024·河北卷)下列关于酶的叙述，正确的是(　D　)
A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物
B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存
C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上
D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
解析：一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物(过氧化氢)就是无机物，A错误；胃蛋白酶应在酸性、低温条件下保存，B错误；醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。
2．(2024·浙江卷)溶酶体内含有多种水解酶，是细胞内大分子物质水解的场所。机体休克时，相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降，通透性增高，引发水解酶渗漏到胞质溶胶，造成细胞自溶与机体损伤。下列叙述错误的是(　C　)
A．溶酶体内的水解酶由核糖体合成
B．溶酶体水解产生的物质可被再利用
C．水解酶释放到胞质溶胶会全部失活
D．休克时可用药物稳定溶酶体膜
解析：溶酶体内的水解酶的本质是蛋白质，合成场所是核糖体，A正确；溶酶体内的水解酶催化相应物质分解后产生的氨基酸、核苷酸等可被细胞再利用，B正确；溶酶体内的pH比胞质溶胶低，水解酶释放到胞质溶胶后活性下降，但仍有活性，因此会造成细胞自溶与机体损伤，C错误；机体休克时，相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降，通透性增高，引发水解酶渗漏到胞质溶胶，造成细胞自溶与机体损伤，所以，休克时可用药物稳定溶酶体膜，D正确。
典型酶的种类及作用
酶的种类 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解为麦芽糖
麦芽糖酶 催化麦芽糖水解为葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白质水解为多肽
脂肪酶 催化脂肪水解为脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解为脱氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA复制产生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA转录产生RNA
纤维素酶 分解纤维素
果胶酶 分解果胶
逆转录酶 催化RNA形成DNA单链
DNA连接酶 将两个DNA片段的黏性末端或平末端连接起来
限制酶 识别DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯键断裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA复制过程中DNA碱基间氢键的断裂
考向2 结合探究酶的作用实验考查科学思维和科学探究
3．(2024·四川凉山州一模)为比较过氧化氢在不同条件下的分解，可利用过氧化氢、肝脏研磨液、FeCl3溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是(　C　)
A．肝脏研磨液和FeCl3溶液的浓度是本实验的自变量
B．在实验过程中产生的氧气量是本实验的无关变量
C．根据分解过氧化氢的速率不同说明酶具有催化作用
D．研磨液中的酶和FeCl3都能为过氧化氢提供活化能，从而加快反应
解析：肝脏研磨液和FeCl3溶液的浓度是本实验的无关变量，A错误；在实验过程中产生的氧气量是本实验的因变量，B错误；根据分解过氧化氢的速率不同说明酶具有催化作用，C正确；研磨液中的酶和FeCl3能降低活化能，从而加快反应，D错误。
4．(2025·吉林白山模拟)为探究过氧化氢在不同条件下的分解，某学习小组进行了如下图所示的四组实验。下列有关分析不合理的是(　C　)
A．温度、有无催化剂及催化剂的种类都是本实验的自变量
B．第1组和第2组对照，说明温度可以提高化学反应速率
C．第2组和第3组对照，说明无机催化剂可以提高化学反应速率
D．第3组和第4组对照，说明酶降低活化能的作用比无机催化剂显著
解析：本实验1、2组对照，自变量为实验温度，1、3组对照和1、4组对照，自变量为有无催化剂，3、4组对照，自变量为催化剂种类，A正确；1、2组对照，自变量为实验温度，2组温度较高，通过气泡产生速率可知2组反应速率较快，说明温度可提高化学反应速率，B正确；第2组和第3组实验温度不同，有无添加催化剂条件也不同，不满足单一变量原则，不能得出实验结论，C错误；FeCl3与肝脏研磨液中的过氧化氢酶均属于催化剂，作用机理均为降低化学反应所需的活化能，3、4两组实验自变量为催化剂种类，3组为无机催化剂FeCl3，4组为生物催化剂酶，4组反应速率更快，说明酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著，D正确。
考点二　酶的高效性与专一性
1．酶具有高效性
2．酶具有专一性
3．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)实验原理
(2)实验步骤及结果
序号 操作步骤 1号 2号
1 注入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 2 mL —
2 注入质量分数为3%的蔗糖溶液 — 2 mL
3 注入质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
4 轻轻振荡，保温5 min 60 ℃ 60 ℃
5 加斐林试剂，轻轻振荡 2 mL 2 mL
6 水浴加热 煮沸并保持1 min
7 观察溶液颜色 砖红色沉淀 蓝色
(3)实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。
(1)胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。(2024·江苏卷)(　×　)
(2)酶稀释后催化效率不变。(　×　)
(3)酶的催化效率一定比无机催化剂高。(　×　)
(4)探究淀粉酶的专一性实验，用淀粉和蔗糖作底物，不用碘液检测。(　√　)
(5)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验。(　×　)
(6)(必修1 P82正文内容)同种酶有时会催化不同的化学反应，能否说明酶不具有专一性？为什么？
提示：不能，酶的专一性指的是每一种酶只能催化一种或一类化学反应，不同的化学反应可能是同类的化学反应，故仍说明酶具有专一性。
(7)(必修1 P85“科学·技术·社会”)溶菌酶在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效，原因是溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。
考向 结合酶的高效性和专一性考查科学思维和科学探究
1．(2022·浙江卷)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(　B　)
A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
解析：低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，B正确；酶活性的发挥需要适宜条件，在一定pH范围内，随着pH升高，酶活性升高，超过最适pH后，随着pH升高，酶活性降低甚至失活，C错误；淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。
2．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5 Ay3 Bi CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　B　)
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5 Ay3 Bi CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ — —
Ay3 Bi CB — — ＋＋ ＋＋＋
Ay3 — — ＋＋＋ ＋＋
Bi — — — —
CB — — — —
　－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
解析：由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3 Bi CB与Ce5 Ay3 Bi CB相比，当缺少Ce5时，不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；由表可知，无论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3 Bi CB与Ce5 Ay3 Bi CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5 Ay3 Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。
考点三　酶的作用条件较温和
1．酶的作用条件较温和
(1)模型及分析
①酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。
②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。
③在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。
(2)意义：保证细胞内的化学反应在常温、常压条件下高效有序地进行。
2．探究温度对酶活性的影响
(1)实验原理
①化学反应
②结果检测：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)实验步骤
试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′
淀粉酶 溶液/mL 2 — 2 — 2 —
可溶性淀粉 溶液/mL — 2 — 2 — 2
水浴5 min 冰水 60 ℃温水 沸水
试管内液体 混合，摇匀 1与1′ 2与2′ 3与3′
水浴数分钟 冰水 60 ℃温水 沸水
观察现象 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀
实验现象 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色
实验结论 酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性
3.探究pH对酶活性的影响
(1)实验原理
(2)实验步骤及结果
试管编号 1号 2号 3号
注入等量过 氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴
注入不同pH 的溶液1 mL 蒸馏水 盐酸 NaOH溶液
注入等量的 过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL
观察 现象 气泡产 生量 有大量 气泡 基本 无气泡 基本 无气泡
卫生香燃 烧情况 卫生香 剧烈燃烧 卫生香 燃烧较弱 卫生香 燃烧较弱
实验结论 酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏低或偏高都会影响酶的活性
严格控制自变量
①控制温度时，酶与底物接触前分别控制温度。
②控制pH时，先用不同pH的溶液处理酶，再加入底物。
(1)胃液中的盐酸能为胃蛋白酶提供适宜的pH环境。(2024·新课标卷)(　√　)
(2)高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类。(2023·湖南卷)(　√　)
(3)“探究温度对酶活性的影响”实验中，室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后，在设定温度下保温。(2022·北京卷)(　×　)
(4)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。(2021·湖北卷)(　×　)
(5)探究pH影响酶活性的实验中，实验材料不选择淀粉，原因是酸能促进淀粉水解。(　√　)
(6)不同温度条件下，酶的最适pH不断改变。(　×　)
(7)(必修1 P82“探究·实践”拓展)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后不能(填“能”或“不能”)发挥作用，原因是没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。
【情境应用】　中科院昆明植物研究所某研究组发现了塔宾曲霉菌通过分泌塑料降解酶对塑料发挥生物降解作用。研究小组探究了不同酸碱度、温度条件下塑料降解酶的活性，结果如图所示。
　酶的相对活性指每分钟降解塑料的量。
【问题探究】　
(1)塔宾曲霉菌将酶分泌出细胞的方式是什么？需要哪些细胞器的参与？
提示：胞吐；核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等。
(2)根据上图曲线分析，塔宾曲霉菌降解塑料速度最快的条件是什么？
提示：pH＝5、温度为37 ℃。
(3)尽管一些微生物可降解塑料，但这些“白色污染”仍旧对环境造成了严重危害，请写出两条减少塑料垃圾产生的措施。
提示：减少一次性塑料袋的使用，减少塑料餐盒的使用等。
模型法分析影响酶促反应的因素
1．酶的活性
(1)图中X表示酶的活性。
(2)图1中O～A段限制因素是酶的活性；A～B段限制因素是酶浓度和底物浓度等。
(3)图2说明在酶和底物充足条件下，反应速率与酶活性成正比。
2．底物浓度
(1)图中X表示底物浓度。
(2)图1中O～A段限制因素是底物浓度；A～B段限制因素是酶浓度和酶活性等。
(3)图2说明在酶充足条件下，反应速率与底物浓度成正比。
3．酶浓度
(1)图中X表示酶浓度。
(2)图1中O～A段限制因素是酶浓度；A～B段限制因素是底物浓度和酶活性等。
(3)图2表示在底物充足，其他条件适宜的情况下，反应速率与酶浓度成正比。
考向1 结合温度和pH对酶活性的影响考查科学思维
1．(2023·广东卷)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(　C　)
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
解析：红茶制作时揉捻的作用是使茶叶成条，同时使茶叶细胞破碎，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。
2．(2022·广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见表。下列分析错误的是(　C　)
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
　＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
解析：分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
考向2 结合酶促反应的影响因素考查科学探究
3．(2024·浙江卷)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。
步骤 处理 试管1 试管2
① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL
② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时
⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL —
⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量
下列叙述错误的是(　B　)
A．低温提取以避免PAL失活
B．30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C．④加H2O补齐反应体系体积
D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
解析：温度过高，会导致酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②步骤中试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保持无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
4．(2025·安徽合肥模拟)某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，设计并进行了两个实验，实验过程中无关变量均保持相同且适宜，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　B　)
A．实验1、2的自变量分别为催化剂的种类和时间、pH
B．实验1中H2O2酶和FeCl3发挥作用的原理不同
C．实验2表明H2O2酶适宜在pH为c的条件下保存
D．当pH小于b或大于d时，H2O2酶会永久失活
解析：由图可知，实验1的自变量是催化剂的种类和时间，实验2的自变量是pH，A正确；实验1中H2O2酶和FeCl3的作用原理相同，都是降低化学反应的活化能，B错误；实验2表明H2O2酶适宜在pH为c的条件下保存，C正确；当pH小于b或大于d时，由于过酸或过碱，使酶的空间结构遭到破坏，所以H2O2酶会永久失活，D正确。
与酶相关实验中的“宜”与“不宜”
1．(2023·天津卷)癌细胞来源的某种酶，比正常细胞来源的同种酶活性低，原因不可能是(　B　)
A．酶基因发生突变
B．酶基因启动子发生甲基化
C．酶的某个氨基酸发生了改变
D．酶在翻译后的加工发生了改变
解析：基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA分子中碱基的增添、替换和缺失而引起基因碱基序列的改变，基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A正确；启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质，若该酶基因启动子发生甲基化，可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成酶，B错误；蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲、折叠的方式等有关，故若该酶的某个氨基酸发生改变(氨基酸种类变化)或该酶在翻译后的加工发生改变，都可能改变该酶的空间结构，进而导致功能改变，活性降低，C、D正确。
2．(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。
实验组 ① ② ③ ④ ⑤
底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
RNA组分 ＋ ＋ － ＋ －
蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋
低浓度Mg2+ ＋ ＋ ＋ － －
高浓度Mg2+ － － － ＋ ＋
产物 ＋ － － ＋ －
根据实验结果可以得出的结论是(　C　)
A．酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B．蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C．在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D．在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
解析：由①组可知，在低浓度Mg2+条件下也有产物的生成，说明酶P并非一定要在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性，A不符合题意；由第③组和第⑤组对比可知，只有蛋白质组分的酶存在时，在低浓度Mg2+和高浓度Mg2+的条件下，均无产物的生成，说明在两种条件下蛋白质组分都没有催化活性，B不符合题意；由第④组和第⑤组对比可知，在高浓度Mg2+条件下，第④组有产物的生成，第⑤组没有产物的生成，说明RNA组分具有催化活性，蛋白质组分没有催化活性，C符合题意，D不符合题意。
3．(2023·浙江卷)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如表所示。
组 别 甲中 溶液 (0.2 mL) 乙中 溶液 (2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa)
0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s
Ⅰ 肝脏 提取液 H2O2 溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
Ⅱ FeCl3 H2O2 溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
Ⅲ 蒸馏水 H2O2 溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
下列叙述错误的是(　C　)
A．H2O2分解生成O2导致压强改变
B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C．250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性
解析：H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；据表分析可知，甲中溶液是酶或无机催化剂等，乙中溶液是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；三组中的H2O2溶液均为2 mL，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250 s之前(200 s)Ⅰ组反应已结束，但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强10.0 kPa，故250 s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比Ⅰ、Ⅱ组可知，在相同时间内Ⅰ组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。
4．(2022·重庆卷)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的相对活性，结果见表。下列叙述最合理的是(　D　)
酶 pH
3 5 7 9 11
M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6
L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1
A．在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3
B．在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性不变
C．从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性
D．在37 ℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂
解析：根据表格数据可知，在37 ℃时，M的适宜pH为5～9，而L的适宜pH为5左右，A错误；酶适宜在低温条件下保存，在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B错误；酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时都已经失活，C错误；在37 ℃、pH为3～11时，M比L的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D正确。
课时作业11
(总分：40分)
(每小题5分，共40分)
1．(2025·辽宁葫芦岛模拟)过氧化氢酶是一种动物肝脏内高浓度存在、化学本质为蛋白质的酶。下列关于过氧化氢酶的叙述，不正确的是(　B　)
A．基本组成元素是C、H、O、N
B．在肝细胞的高尔基体中合成
C．对过氧化氢的催化效率比Fe3+高
D．适合用于探究pH对酶活性的影响
解析：过氧化氢酶的化学本质为蛋白质，基本组成元素是C、H、O、N，A正确；过氧化氢酶的化学本质为蛋白质，蛋白质在核糖体中合成，B错误；酶具有高效性，对过氧化氢的催化效率比无机催化剂Fe3+高，C正确；过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，过氧化氢化学性质不稳定，在高温时易分解，不能用于探究温度对酶活性的影响，适合用于探究pH对酶活性的影响，D正确。
2．(2025·湖北黄石模拟)胃蛋白酶原由胃壁细胞合成并分泌。在低pH的胃液中，胃蛋白酶原被转化为具有活性的胃蛋白酶。胃壁细胞合成胃蛋白酶原而不直接合成胃蛋白酶的原因是(　B　)
A．保留活性位点 B．保护分泌细胞
C．提高胃液的pH D．防止分解碳水化合物
解析：胃蛋白酶存在于胃液中，可分解蛋白质，胃蛋白酶原作为非活性前体可避免细胞被破坏，从而保护细胞，B正确。
3．(2024·辽宁沈阳模拟)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。下列有关酶的叙述，正确的是(　D　)
A．所有的酶都只能在细胞内发挥作用
B．与无机催化剂相比，酶能降低化学反应的活化能
C．酶的专一性体现在一种酶只能催化一种化学反应
D．过酸、过碱或温度过高都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活
解析：酶可以在细胞内或细胞外发挥作用，A错误；无机催化剂与酶均能降低化学反应的活化能，与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，B错误；酶的专一性体现在一种酶只能催化一种或一类化学反应，C错误；酶作用条件较温和，过酸、过碱或温度过高都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，D正确。
4．(2025·安徽六安模拟)下列关于酶的特性及相关实验的说法，正确的是(　A　)
A．证明“酶具有高效性”的实验中，至少要设置两个实验组
B．证明“酶具有专一性”的实验中，自变量只能是酶的种类
C．证明“酶的活性受温度影响”的实验中，需设置空白对照组
D．证明“酶的活性受pH影响”的实验中，底物可以选择淀粉
解析：探究酶的高效性实验，至少要设置两个实验组，即加酶组和加无机催化剂组，A正确；验证酶的专一性时，自变量是酶的种类或底物的种类，B错误；探究酶作用的最适温度时，温度是自变量，应设置一系列温度梯度作为实验组，C错误；由于淀粉在酸性条件下会分解，因此不宜用淀粉和淀粉酶为实验材料来探究pH对酶活性的影响，D错误。
5．(2025·江西九江模拟)下面为“复方消化酶胶囊”的说明书(节选)。下列相关叙述错误的是(　A　)
复方消化酶胶囊说明书 【成分】　本品为复方制剂，含胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶…… 【适应证】　用于食欲缺乏、消化不良，包括腹部不适、餐后腹胀、恶心……
A．该药属于非处方药，无毒副作用
B．服用前需要仔细阅读说明书
C．该药有助于淀粉、脂肪和蛋白质的消化
D．适用于消化不良患者的治疗
解析：该药属于非处方药，药物一般都具有一定的毒副作用，A错误；科学合理用药的基本要求就是通过药品说明书了解药物的功效、副作用、用法用量、注意事项等信息后，再开始药物治疗，B正确；根据说明书中的成分列表，该药含有胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶等，这些酶分别有助于蛋白质、淀粉和脂肪的消化，C正确；根据该药说明书可知，该药适用于食欲缺乏、消化不良患者的治疗，D正确。
6．下面表格所示实验为淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，下列叙述中正确的是(　B　)
操作 1 2
注入蔗糖溶液(mL) 2 0
注入可溶性淀粉溶液(mL) 0 ____
注入新鲜的淀粉酶溶液(mL) 2 2
A．该实验的自变量是底物的种类和用量，表格中横线处应该填“2”
B．检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不宜选用碘液
C．该实验可验证酶具有专一性和高效性
D．该实验即使在高温条件下也能得出相应结论
解析：本实验的自变量是底物的种类，根据实验设计中遵循的等量原则可推测表格中横线处应该填“2”，A错误；淀粉是否被分解可用碘液检测，而蔗糖是否被分解不能用碘液检测，因此本实验中最好用斐林试剂检测，B正确；该实验的目的是探究酶的专一性，没有验证其高效性，C错误；为了使实验现象明显，该实验需要在适宜的温度条件下进行，因为高温会破坏酶的空间结构，进而导致酶失去活性，D错误。
7．(2025·河北张家口模拟)图示曲线为最适温度下底物浓度对酶促反应速率的影响，相关叙述正确的是(　D　)
A．若将温度升高10 ℃，则d点右移、e点上移
B．P点后曲线不再上升的原因是底物已经全部分解
C．P点前后限制反应速率的主要因素均为酶浓度和酶活性
D．若在P点时向反应体系中加入少量同种酶，e点将上移
解析：结合题干“曲线为最适温度下反应物浓度对酶促反应速率的影响”，此时温度已达酶的最适温度，若在此基础上温度升高10 ℃，酶活性会降低，d点左移、e点下移，A错误；实验自变量为底物浓度，P点后曲线不再上升的原因是受到酶浓度和酶活性的影响，B错误；实验自变量为底物浓度，P点前限制反应速率的主要因素为底物浓度，P点后限制反应速率的主要因素为酶浓度和酶活性，C错误；若在P点时向反应体系中加入少量同种酶，会使酶浓度增大，反应速率加快，e点将上移，D正确。
8．(2025·八省联考四川卷)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是(　B　)
　吸光度大小与醌类物质含量呈正相关。
A．低氧环境可促进褐变发生
B．喷洒柠檬酸可抑制褐变发生
C．保存和运输生菜的最适pH为6
D．40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存
解析：多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，因此低氧环境可抑制褐变发生，A错误；由图示可知，柠檬酸可以减弱PPO相对活性，从而减少醌类物质的形成，即抑制褐变发生，B正确；结合图示可知，pH为6时吸光度最大，而吸光度大小和醌类物质含量呈正相关，说明pH为6时褐变易发生，从而不利于保存和运输生菜，C错误；结合图示可知，温度为40 ℃时吸光度最大，而吸光度大小和醌类物质含量呈正相关，说明温度为40 ℃时褐变易发生，不利于生菜的保存，D错误。

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