第三单元|细胞的能量供应和利用
第1讲 降低化学反应活化能的酶
明确 目标 1.说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质; 2.阐明酶的高效性、专一性和作用条件的温和性; 3.通过酶的特性和影响酶活性因素的相关探究实验,掌握实验设计的基本思路及实验分析方法。
建构 知识 体系
主题研习(一) 酶的本质和作用
(一)酶的本质
1.酶的本质和功能
本质 绝大多数是 ,少数是
合成原料 等
合成场所 、细胞核等
来源 一般来说,活细胞(哺乳动物成熟红细胞等除外)都能产生酶
功能 催化作用是酶的唯一功能
2.酶本质的探索历程(连线)
(二)酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢和活化能
细胞 代谢 细胞中每时每刻都进行着许多 ,统称为细胞代谢
活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态 称为活化能
2.酶的作用机理分析
(1)模型图示
(2)模型分析
①无酶催化的反应曲线是乙,有酶催化的反应曲线是甲。
②ca段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;ba段的含义是酶 。
③该反应中,若将酶催化改为无机催化剂催化,则b点在纵轴上将 移动。
④酶的作用原理是 。与无机催化剂相比,酶 更显著,催化效率更高。
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)作为生物催化剂,酶作用的反应物都是有机物。 ( )
(2)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。 ( )
(3)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。 ( )
(4)脲酶能将尿素分解为氨和二氧化碳,萨姆纳从刀豆种子中提取到了脲酶,并证明脲酶是蛋白质。 ( )
(5)活化能是分子在活跃状态所具有的能量。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版教材必修1 P79“思考·讨论”拓展)设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质,请说明实验思路: 。
(2)(人教版教材必修1 P80“拓展应用”分析)萨姆纳很难鉴定酶本质的原因是
。
题点(一) 酶的本质
1.(2025·九江一模)1982年切赫领导的团队首先发现四膜虫核糖体RNA具有自我催化功能,之后奥尔特曼实验室也进一步证明了RNA的催化功能。1994年某些科学家利用SELEX技术合成了一种以单链DNA为基础成分的核酶,它能在Pb2+的辅助下水解RNA特定位置的磷酸二酯键。结合上述信息,下列有关叙述正确的是 ( )
A.酶都是在细胞内发挥作用
B.酶的功能是催化物质的分解
C.酶的化学本质是蛋白质或RNA
D.DNA核酶是通过人工合成的
2.下列有关生物体内酶和激素的叙述,正确的是 ( )
A.酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的
B.某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的
C.两者都是细胞结构的组成成分,都不能提供能量
D.一种酶只催化一种物质的反应,一种激素只作用于一种细胞
[归纳拓展] 对比分析酶与动物激素的异同
(1)一同:都具有微量、高效的特点,也都具有一定特异性。
(2)三不同
①产生部位不同:几乎所有活细胞都产生酶,而只有内分泌细胞才能产生激素。
②化学本质不同:酶绝大多数是蛋白质,少数为RNA;激素的化学本质为多肽和蛋白质、类固醇、氨基酸衍生物等。
③作用机制不同:酶是催化剂,在化学反应前后,质量和性质不变;激素作为信号分子,在发挥完作用后被灭活。
题点(二) 酶的作用及应用
3.(苏教版必修1 P73“积极思维”素材分析)下图是多酶片的使用说明书,下列相关分析错误的是 ( )
A.患者服用多酶片时应整片吞服,不宜捣碎或嚼碎后服用
B.蛋白质在胃中被彻底消化,淀粉在小肠中被彻底消化
C.肠溶衣在胰酶的外侧,肠溶衣在酸性环境中不易被分解
D.胃蛋白酶和胰酶的最适pH差异较大,但两者的最适温度相似
4.在一个固定温度下,反应体系中不同能量底物分子的数量呈正态分布,其分布规律如图中实线所示。分子能量达到活化能的底物分子可以发生反应。下列相关叙述错误的是 ( )
A.若反应体系原本没有酶,加入酶之后的活化能可以用①表示
B.若反应体系原本没有酶,加热之后不同能量底物分子的数量分布可以用③表示
C.若反应体系原本有酶,加入酶的抑制剂后,活化能可以用②表示
D.若反应体系原本有酶且处于最适温度,加热之后的活化能可以用①表示
[解题指导]
酶的作用机理曲线分析应用
解答第4题的关键:一是准确理解酶催化作用的原理——降低反应的活化能;二是正确解读图中曲线的含义:加酶使反应的活化能降低,活化能左移;加热使反应物分子能量升高;加酶的抑制剂,活化能升高右移;加热使酶的活性降低,活化能右移。
主题研习(二) 酶的特性及影响酶活性的因素
(一)酶具有高效性
——比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.实验原理
2H2O22H2O+O2↑,可用 的情况来检验O2的生成速率。
2.实验设计与现象分析
3.实验变量
4.实验结论
①②对照,说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率;
①④对照,说明酶具有 ;
③④对照,说明酶具有 。
(二)酶的专一性
1.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)实验原理
①淀粉和蔗糖都是 糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖,还原糖能与 反应,生成砖红色沉淀。
②在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
(2)实验步骤
序号 操作步骤 1号试管 2号试管
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1 min
7 观察溶液颜色
(3)实验结论:酶具有 ,淀粉酶只能催化 水解,而不能催化 水解。
[微点拨] 不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂,因为碘液只能检测淀粉是否被水解,而蔗糖分子无论是否被水解都不会遇碘液变色。
2.酶的专一性两种模型解读
(1)物理模型——“锁钥学说”
图中A表示 ,B表示 ,E、F表示 ,C、D表示不能被A催化的物质
(2)曲线模型
只有酶A可催化底物A参与的反应,说明酶具有
(三)酶的作用条件较温和
1.探究影响酶活性的条件
(1)探究温度对酶活性的影响
试管编号 试管1 试管1' 试管2 试管2' 试管3 试管3'
实验步骤 一 1 mL 淀粉 酶溶液 2 mL 淀粉 溶液 1 mL 淀粉 酶溶液 2 mL 淀粉 溶液 1 mL 淀粉 酶溶液 2 mL 淀粉 溶液
二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min
三 将试管1与1'内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将试管2与2'内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将试管3与3'内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液,振荡
实验现象 蓝色
实验结论 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解,在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度,温度过高或过低都会影响酶的活性
(2)探究pH对酶活性的影响
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL 蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L 的NaOH溶液
三 2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象 有大量气 泡产生
实验结论 pH会影响酶的活性,酶的活性有适宜的pH范围
2.温度和pH对酶活性影响的曲线分析
曲线解读:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高; 等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活; 条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。 ( )
(2)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。 ( )
(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合后,在设定温度下保温。 ( )
(4)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版必修1 P84“相关信息”发掘)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发挥作用的原因是 。
(2)(人教版必修1 P81“探究·实践”思考)在探究酶专一性实验中,淀粉和淀粉酶要预热到同一温度再混合的原因是 。
(3)(人教版必修1 P82“探究·实践”思考)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中 (填“能”或“不能”)用斐林试剂来检测,原因是
(填“能”或“不能”)用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响,原因是
。
(4)(人教版必修1 P82“探究·实践”思考)在探究pH对酶活性的影响的实验中不能选用淀粉酶和淀粉作为实验材料,理由是 。
重难点(一) 归纳探究酶特性的实验方法
1.“对照实验法”验证酶的高效性和专一性
(1)验证酶的高效性
项目 实验组 对照组
材料 等量的同一种反应物
与反应物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂
现象 反应速率很快,或反应用时短 反应速率缓慢,或反应用时长
结论 酶具有高效性
(2)验证酶的专一性
项目 实验组 对照组
材料 与酶相对应的反应物 另外一种反应物
同一种酶(等量)
现象 发生反应 不发生反应
结论 酶具有专一性
2.“梯度法”探究酶的最适温度或pH
(1)探究酶的最适温度
(2)探究酶的最适pH
[例1] (2024·浙江1月选考)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支试管置于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 ( )
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
听课随笔:
重难点(二) 借助模型分析影响酶促反应的因素
1.模型构建
2.模型分析
(1)反应物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系(图1、图2)
①图1:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随反应物浓度增加而加快,但当反应物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性的限制,酶促反应速率不再增加。
②图2:在反应物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度呈正相关。
③反应物浓度和酶浓度是通过影响反应物与酶的接触来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。
(2)温度和pH与酶促反应速率的关系(图3)
①温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。
②反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度;反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH。
(3)反应时间与酶促反应速率的关系(图4、图5、图6)
①图4、图5、图6的时间t0、t1和t2是一致的。
②随着反应的进行,反应物的量因被消耗而减少,生成物的量因积累而增多。
③t0~t1段,因反应物较充足,所以反应速率较高,反应物消耗较快,生成物生成速率较快;t1~t2段,因反应物含量减少,所以反应速率降低,反应物消耗较慢,生成物生成速率较慢;t2时,反应物被消耗完,生成物不再增加,此时反应速率为0。
[例2] (2025·遵义一模)图中三条曲线分别表示酶促反应速率与温度、pH、反应物浓度的关系,其他条件适宜。下列相关分析正确的是 ( )
A.在AB段增加酶的浓度,反应速率将加快
B.D点时因酶分子的空间结构被破坏导致其活性降低
C.人体内胰蛋白酶和胃蛋白酶的E点基本相同,H点不同
D.为绘制丙曲线,宜选用淀粉酶和淀粉作为实验材料
听课随笔:
题点(一) 与酶高效性和专一性有关的实验分析
1.(2025·龙岩一模)某兴趣小组对“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验装置进行改造,如下图。下列相关叙述错误的是 ( )
A.注射器同时向试管内注入等量液体,可对比不同催化剂的催化效率
B.由于酶降低活化能更显著,所以一开始时1号试管产生的气泡多
C.过氧化氢的浓度及所加剂量均为该实验的无关变量
D.反应结束后,U形管两侧液面高度为甲侧低于乙侧
2.(2025·广州一模)下表为某兴趣小组设计的实验及实验结果,该实验结果可以证明 ( )
试管 淀粉 溶液 2 mL 蒸馏水 2 mL 淀粉 酶 蛋白 酶 碘液 双缩脲 试剂 结果
1 √ √ √ 变蓝
2 √ √ √ 不变蓝
3 √ √ √ 变紫色
4 √ √ √ 变紫色
A.酶具有高效性
B.酶发挥催化作用需要温和的条件
C.酶具有专一性
D.多数酶是蛋白质,少数酶是RNA
题点(二) 探究影响酶活性的因素相关实验分析
3.(2025·哈尔滨质检)为探究“pH对酶活性的影响”,某同学对实验装置进行了改进,如图所示。只松开分止水夹H2O2溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是 ( )
A.水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数
B.先打开总止水夹,再打开分止水夹可保证各组实验同时开始
C.各个试管中除了缓冲液的pH不同外,其他条件应相同且适宜
D.该实验装置也可用来验证酶具有高效性
4.(2025·许昌模拟)某实验小组为探究影响胶原蛋白酶的酶活性的因素设计如下实验。下列相关叙述错误的是 ( )
试管1 试管2 试管3 试管4
底物 5 cm3 的蛋白块 5 cm3 的蛋白块 5 cm3 的蛋白块 5 cm3的 蛋白块
试剂 4 mL 蒸馏水 ① 4 mL胶原 蛋白酶 溶液 4 mL胶原 蛋白酶 溶液
温度 37 ℃ 水浴 37 ℃ 水浴 37 ℃ 水浴 0 ℃ 水浴
pH pH=7 pH=7 pH=2 ②
实验 现象 蛋白块 无明显 变化 蛋白块 明显 减小 蛋白块 无明显 变化 蛋白块 无明显 变化
A.选择蛋白块为底物的原因是蛋白块较容易观察
B.表中①②分别为4 mL胶原蛋白酶溶液、pH=7
C.单位时间蛋白块体积的变化可反映胶原蛋白酶活性大小
D.试管3实验一段时间后,将其pH上调至7,继续反应一段时间后发现蛋白块会明显减小
题点(三) 影响酶促反应因素的曲线分析
5.(2025·重庆一模)中间产物学说认为:酶(E)的活性中心部位首先与底物(S)结合,生成不稳定的中间产物(ES),然后再产生产物(P),同时释放出酶(E)。根据这一学说,在酶浓度、pH、温度一定的条件下,可以用米氏方程v=表示底物浓度[S]与速率v之间的关系,其坐标曲线如图1,其中“vmax”表示该条件下最大反应速率,“Km”表示在该条件下达到1/2vmax时的底物浓度。图2表示竞争性抑制剂会与底物竞争结合酶的活性中心。下列叙述正确的是 ( )
A.如果底物浓度足够大,反应速率可以达到vmax,由此可判断加入竞争性抑制剂后,Km值将变小
B.酶的活性可以用在一定条件下酶所催化的化学反应速率表示,即可以用P的产生速率,也可用E的消耗速率表示
C.通过竞争抑制(如图2)的事实,可以否定酶具有专一性的特性
D.如果要把反应速率控制在1/3vmax,则应该把底物浓度控制在1/2Km
6. (2025·江西模拟)酸性磷酸酯酶(ACPase)对生物体内的磷脂代谢有重要作用。白玉菇生长环境中的某些金属离子可导致ACPase的酶活性发生变化,影响白玉菇的生长发育。某兴趣小组探究了pH、温度和4种金属离子对ACPase酶活性的影响,实验结果如图(图中OD420是指在波长420 nm时被检测物吸收的光密度,通常OD值越大,酶活性越高)。下列相关叙述错误的是 ( )
A.酸性磷酸酯酶的作用机理是降低化学反应的活化能
B.据图分析,pH约为4.5时,ACPase酶的催化能力最高
C.Pb2+、Cd2+可能使酶的空间结构发生改变,导致酶活性降低
D.对白玉菇进行温室栽培时,室内温度应控制在50 ℃
[思维建模] “四看法”分析酶促反应曲线
第1讲 降低化学反应活化能的酶
主题研习(一)
基础全面落实
(一)1.蛋白质 RNA 氨基酸或核糖核苷酸 核糖体
2．①－e ②－a ③－c ④－d ⑤－b
(二)1.化学反应 所需要的能量 2.(2)②降低的活化能 ③向上 ④降低化学反应的活化能 降低活化能的作用
[自我诊断]
1．(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2．(1)向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入等量的双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质
(2)细胞中的酶的提取和纯化非常困难
考向精细研究
1．选D 酶可以在生物体内、外发挥作用，A错误；酶既能催化物质的合成又能催化物质的分解，B错误；由题意可知，利用SELEX技术合成的一种核酶是以单链DNA为基础成分的，C错误；由题干可知，DNA核酶是通过人工合成的，D正确。
2．选B 核糖体是合成蛋白质的场所，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，其中RNA不在核糖体上合成；有些激素也不是蛋白质，也不在核糖体上合成，如性激素，A错误。激素不直接参与代谢，某些激素可以通过影响酶的活性来调节细胞代谢，B正确。激素不是细胞结构的组成成分，某些酶也不是细胞结构的组成成分，C错误。并不是每一种激素都只作用于一种细胞，如甲状腺激素的靶细胞几乎是全身组织细胞；一种酶可以催化一种或者一类化学反应，D错误。
3．选B 患者服用多酶片时应整片吞服，不宜捣碎或嚼碎后服用，避免嚼碎后释放的胰酶在胃中变性失活，A正确；淀粉的消化从口腔开始，蛋白质的消化是从胃开始的，且两者都最终会在小肠被消化，B错误；肠溶衣包裹着胰酶，糖衣包裹着胃蛋白酶，肠溶衣在酸性环境中不易被分解，可防止胰酶在胃中的酸性环境下变性失活，C正确；胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，胰酶的最适pH为7.0左右，两者最适pH差异较大，但两者的最适温度相似，均在37 ℃左右，D正确。
4．选D 酶的作用机理是能够降低化学反应的活化能，若反应体系原本没有酶，加入酶之后的活化能下降可以用①表示，A正确；加热可提高底物分子能量，故若反应体系原本没有酶，加热之后不同能量底物分子的数量分布可以用③表示，B正确；酶可以降低化学反应的活化能，加入酶的抑制剂后，活化能上升，可用②表示，C正确；若反应体系原本有酶且处于最适温度，加热后，虽然底物的分子能量上升，但酶的高效性对反应影响显著，加热后酶的活性下降，活化能上升，D错误。
主题研习(二)
基础全面落实
(一)1.点燃但无火焰的卫生香燃烧 2.对照 少量 促进过氧化氢分解 较多 复燃明显 酶降低活化能的作用更显著 更高 3.无机催化剂(FeCl3) 过氧化氢酶 产生的气泡数目的多少 温度 4.催化作用 高效性
(二)1.(1)①非还原 斐林试剂 (2)砖红色沉淀 蓝色 (3)专一性 淀粉 蔗糖 2.(1)酶 被A催化的底物 B被酶催化分解后产生的物质 (2)专一性
(三)1.(1)无明显现象 蓝色 (2)无气泡产生 无气泡产生
2．高温、过酸、过碱 低温
[自我诊断]
1．(1)× (2)× (3)× (4)×
2．(1)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
(2)保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度
(3)不能 斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同温度 不能 探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而加热能促进过氧化氢分解，影响对实验结果的分析
(4)淀粉在酸性条件下会发生水解反应，影响对实验结果的分析
重难深化拓展
[例1] 选B 温度过高会使酶失活，因此本实验应在低温条件下对PAL进行提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在步骤②中加入了HCl溶液，PAL已经变性失活，故试管2中的底物苯丙氨酸不会被PAL催化消耗，B错误；④加0.2 mL H2O，补齐了步骤②试管1中没有加入的液体(0.2 mL HCl溶液)的体积，C正确；pH过低或过高酶均会失活，故步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
[例2] 选C 甲曲线表示在最适温度下，某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系，其中曲线AB段，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，因此该段影响酶促反应速率的因素是反应物浓度，在AB段增加酶浓度，反应速率不一定加快，A错误；低温条件下酶的活性受到抑制，但并不失活，据此判断乙曲线代表温度对酶促反应的影响，D点时，即低温条件下，酶的空间结构未破坏，B错误；E点表示最适温度，H点表示最适pH，人体内胰蛋白酶和胃蛋白酶的E点基本相同(37 ℃左右)，H点不同(胰蛋白酶接近中性，胃蛋白酶为酸性)，C正确；淀粉水解受酸的影响，故绘制丙曲线，不能选用淀粉酶和淀粉作为实验材料，D错误。
考向精细研究
1．选D 肝脏研磨液中含有H2O2酶，据题图可知，注射器同时向试管内注入等量液体(猪肝研磨液和FeCl3溶液)，可对比不同催化剂的催化效率，加入的液体量相等是为了排除剂量不同对实验结果造成干扰，A正确；催化剂的作用机理是降低反应活化能，与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著，能更快地使过氧化氢分解，快速产生大量气泡，所以一开始时1号试管产生的气泡多，B正确；该实验的自变量为催化剂的种类，过氧化氢的浓度及所加剂量均为该实验的无关变量，C正确；反应加入的过氧化氢的浓度和剂量都一致，反应结束后，产生的气体总量相同，所以U形管左右两侧的压强相同，液面高度应该一致，D错误。
2．选C 本实验没有设置无机催化剂组别，不能证明酶具有高效性，A不符合题意；本实验没有设置其他实验条件(不同温度或不同pH等)作对比，不能证明酶发挥催化作用需要温和的条件，B不符合题意；根据1、2号试管实验结果可知，淀粉能被淀粉酶水解，不能被蛋白酶水解，说明酶具有专一性，C符合题意；蛋白质能与双缩脲试剂反应显紫色，故可推测3、4号试管中的酶是蛋白质，但不能得出多数酶是蛋白质，少数酶是RNA的结论，D不符合题意。
3．选B 水槽中滴几滴黑墨水，量筒中收集气体后可形成透明空气柱，便于观察量筒内的氧气体积读数，A正确；先打开分止水夹，再打开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管，可保证各组实验同时开始，B错误；本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，除了自变量缓冲液的pH不同外，其他无关变量应保持相同且适宜，C正确；可用该装置进一步验证“过氧化氢酶的高效性”，则实验的自变量为催化剂的种类不同，即将某试管内新鲜肝脏研磨液换成等量的氯化铁溶液，其他条件均相同，D正确。
4．选D 蛋白质被分解时，蛋白块较容易观察，故以蛋白块为底物，A正确；根据单一变量原则，表中①②分别为4 mL胶原蛋白酶溶液、pH＝7，B正确；蛋白块可以被胶原蛋白酶分解，因此单位时间蛋白块体积的变化可反映胶原蛋白酶的酶活性大小，C正确；强酸条件(pH＝2)下胶原蛋白酶已经变性失活，将试管3的pH上调至7，继续反应一段时间后会发现蛋白块大小仍无明显变化，D错误。
5．选D 竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心从而降低底物与酶结合的机会，加入竞争性抑制剂，Km值增大，A错误；酶的活性可以用在一定条件下酶所催化的化学反应速率表示，即可以用P的产生速率，也可用底物S的消耗速率表示，其中E在化学反应前后质量和性质不变，B错误；酶具有专一性的特点，通过竞争抑制(如图2)的事实并不能否定酶具有专一性的特性，C错误；由米氏方程计算可知，如果要把反应速率控制在1/3vmax，则应该把底物浓度控制在1/2Km，D正确。
6．选D 酸性磷酸酯酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A正确；在pH与OD420关系曲线中，pH约为4.5时，OD420值最大，说明此时ACPase酶的活性最高，催化能力最强，B正确；在酶活力与不同金属离子的关系曲线中，与0浓度相比，不同金属离子均可抑制ACPase的酶活性，推测ACPase酶活性变化的机理是金属离子使酶的空间结构发生改变，使酶的活性降低，C正确；在温度与OD420关系曲线中，温度为40 ℃时，OD420值最大，说明此时酶的活性最高，所以从温度对酶活性影响的角度分析，温室栽培白玉菇的温度应控制在40 ℃，D错误。(共88张PPT)
第三单元
细胞的能量供应和利用
降低化学反应活化能的酶
第1讲
明确目标
1.说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质；2.阐明酶的高效性、专一性和作用条件的温和性；3.通过酶的特性和影响酶活性因素的相关探究实验，掌握实验设计的基本思路及实验分析方法。
建构知识体系
目录
主题研习（一）
主题研习（二）
酶的本质和作用
课时跟踪检测
酶的特性及影响酶活性的因素
主题研习（一）酶的本质和作用
(一) 酶的本质
1．酶的本质和功能
本质 绝大多数是________，少数是_______
合成原料 _____________________等
合成场所 ________、细胞核等
来源 一般来说，活细胞(哺乳动物成熟红细胞等除外)都能产生酶
功能 催化作用是酶的唯一功能
蛋白质
RNA
氨基酸或核糖核苷酸
核糖体
基础全面落实
2.酶本质的探索历程(连线)
(二) 酶在细胞代谢中的作用
1．细胞代谢和活化能
细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多__________，统称为细胞代谢
活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态______________称为活化能
化学反应
所需要的能量
2.酶的作用机理分析
(1)模型图示
(2)模型分析
①无酶催化的反应曲线是乙，有酶催化的反应曲线是甲。
②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是酶________________。
③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将______移动。
④酶的作用原理是______________________。与无机催化剂相比，酶___________________更显著，催化效率更高。
降低的活化能
向上
降低化学反应的活化能
降低活化能的作用
1．概念理解(判断正误)
(1)作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物。 ( )
(2)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。 ( )
(3)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。 ( )
(4)脲酶能将尿素分解为氨和二氧化碳,萨姆纳从刀豆种子中提取到了脲酶，并证明脲酶是蛋白质。 ( )
(5)活化能是分子在活跃状态所具有的能量。 ( )
自我诊断
×
×
×
√
×
2．事理分析
(1)(人教版教材必修1 P79“思考·讨论”拓展)
设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路：____________________________________________________
______________________________________。
(2)(人教版教材必修1 P80“拓展应用”分析)
萨姆纳很难鉴定酶本质的原因是______________________________。
向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入等量的双缩脲试剂，
若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质
细胞中的酶的提取和纯化非常困难
考向精细研究
题点(一) 酶的本质
1．(2025·九江一模)1982年切赫领导的团队首先发现四膜虫核糖体RNA具有自我催化功能，之后奥尔特曼实验室也进一步证明了RNA的催化功能。1994年某些科学家利用SELEX技术合成了一种以单链DNA为基础成分的核酶，它能在Pb2＋的辅助下水解RNA特定位置的磷酸二酯键。结合上述信息，下列有关叙述正确的是( )
A．酶都是在细胞内发挥作用
B．酶的功能是催化物质的分解
C．酶的化学本质是蛋白质或RNA
D．DNA核酶是通过人工合成的
√
解析：酶可以在生物体内、外发挥作用，A错误；
酶既能催化物质的合成又能催化物质的分解，B错误；
由题意可知，利用SELEX技术合成的一种核酶是以单链DNA为基础成分的，C错误；
由题干可知，DNA核酶是通过人工合成的，D正确。
2．下列有关生物体内酶和激素的叙述，正确的是( )
A．酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的
B．某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的
C．两者都是细胞结构的组成成分，都不能提供能量
D．一种酶只催化一种物质的反应，一种激素只作用于一种细胞
√
解析：核糖体是合成蛋白质的场所，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，其中RNA不在核糖体上合成；有些激素也不是蛋白质，也不在核糖体上合成，如性激素，A错误。激素不直接参与代谢，某些激素可以通过影响酶的活性来调节细胞代谢，B正确。激素不是细胞结构的组成成分，某些酶也不是细胞结构的组成成分，C错误。并不是每一种激素都只作用于一种细胞，如甲状腺激素的靶细胞几乎是全身组织细胞；一种酶可以催化一种或者一类化学反应，D错误。
[归纳拓展] 对比分析酶与动物激素的异同
(1)一同：都具有微量、高效的特点，也都具有一定特异性。
(2)三不同
①产生部位不同：几乎所有活细胞都产生酶，而只有内分泌细胞才能产生激素。
②化学本质不同：酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA；激素的化学本质为多肽和蛋白质、类固醇、氨基酸衍生物等。
③作用机制不同：酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；激素作为信号分子，在发挥完作用后被灭活。
题点(二) 酶的作用及应用
3．(苏教版必修1 P73“积极思维”素材分析)下图是多酶片的使用说明书，下列相关分析错误的是( )
A．患者服用多酶片时应整片吞服，不宜捣碎或嚼碎后服用
B．蛋白质在胃中被彻底消化，淀粉在小肠中被彻底消化
C．肠溶衣在胰酶的外侧，肠溶衣在酸性环境中不易被分解
D．胃蛋白酶和胰酶的最适pH差异较大，但两者的最适温度相似
√
解析：患者服用多酶片时应整片吞服，不宜捣碎或嚼碎后服用，避免嚼碎后释放的胰酶在胃中变性失活，A正确；
淀粉的消化从口腔开始，蛋白质的消化是从胃开始的，且两者都最终会在小肠被消化，B错误；
肠溶衣包裹着胰酶，糖衣包裹着胃蛋白酶，肠溶衣在酸性环境中不易被分解，可防止胰酶在胃中的酸性环境下变性失活，C正确；
胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，胰酶的最适pH为7.0左右，两者最适pH差异较大，但两者的最适温度相似，均在37 ℃左右，D正确。
4．在一个固定温度下，反应体系中不同能量底物分子的数量呈正态分布，其分布规律如图中实线所示。分子能量达到活化能的底物分子可以发生反应。下列相关叙述错误的是( )
A．若反应体系原本没有酶，加入酶之后的活化能可以用①表示
B．若反应体系原本没有酶，加热之后不同能量底物分子的数量分布可以用③表示
C．若反应体系原本有酶，加入酶的抑制剂后，活化能可以用②表示
D．若反应体系原本有酶且处于最适温度，加热之后的活化能可以用①表示
√
解析：酶的作用机理是能够降低化学反应的活化能，若反应体系原本没有酶，加入酶之后的活化能下降可以用①表示，A正确；
加热可提高底物分子能量，故若反应体系原本没有酶，加热之后不同能量底物分子的数量分布可以用③表示，B正确；
酶可以降低化学反应的活化能，加入酶的抑制剂后，活化能上升，可用②表示，C正确；
若反应体系原本有酶且处于最适温度，加热后，虽然底物的分子能量上升，但酶的高效性对反应影响显著，加热后酶的活性下降，活化能上升，D错误。
[解题指导] 酶的作用机理曲线分析应用
解答第4题的关键：一是准确理解酶催化作用的原理——降低反应的活化能；二是正确解读图中曲线的含义：加酶使反应的活化能降低，活化能左移；加热使反应物分子能量升高；加酶的抑制剂，活化能升高右移；加热使酶的活性降低，活化能右移。
主题研习（二）酶的特性及影响酶活性的因素
基础全面落实
(一)酶具有高效性
——比较过氧化氢在不同条件下的分解
1．实验原理
点燃但无火焰的卫生香燃烧
2．实验设计与现象分析
3．实验变量
4．实验结论
①②对照，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；
①④对照，说明酶具有__________；
③④对照，说明酶具有_______。
催化作用
高效性
(二)酶的专一性
1．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)实验原理
①淀粉和蔗糖都是_______糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖，还原糖能与__________反应，生成砖红色沉淀。
②在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
非还原
斐林试剂
(2)实验步骤
序号 操作步骤 1号试管 2号试管
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1 min
7 观察溶液颜色 ___________ _____
砖红色沉淀
蓝色
(3)实验结论：酶具有_______，淀粉酶只能催化______水解，而不能催化______水解。
[微点拨] 不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会遇碘液变色。
专一性
淀粉
蔗糖
2．酶的专一性两种模型解读
(1)物理模型——“锁钥学说”
模型图示
分析 图中A表示_____，B表示_________________，E、F表示_____________________________，C、D表示不能被A催化的物质
酶
被A催化的底物
B被酶催化分解后产生的物质
(2)曲线模型
模型图示
分析 只有酶A可催化底物A参与的反应，说明酶具有_______
专一性
(三)酶的作用条件较温和
1．探究影响酶活性的条件
(1)探究温度对酶活性的影响
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 一 1 mL淀粉 酶溶液 2 mL淀粉 溶液 1 mL淀粉 酶溶液 2 mL淀粉 溶液 1 mL淀粉 酶溶液 2 mL淀粉
溶液
二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min
三 将试管1与1′内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将试管2与2′内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将试管3与3′内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象 蓝色 ____________ ______
实验结论 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性
无明显现象
蓝色
(2)探究pH对酶活性的影响
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象 有大量气泡产生 ____________ ____________
实验结论 pH会影响酶的活性，酶的活性有适宜的pH范围
无气泡产生
无气泡产生
2．温度和pH对酶活性影响的曲线分析
曲线解读：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；______
____________等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；______条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。
高温、
过酸、过碱
低温
1．概念理解(判断正误)
(1)胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。 ( )
(2)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。 ( )
(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合后，在设定温度下保温。 ( )
(4)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。 ( )
自我诊断
×
×
×
×
2．事理分析
(1)(人教版必修1 P84“相关信息”发掘)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发挥作用的原因是_________________________________________________
______________。
(2)(人教版必修1 P81“探究·实践”思考)在探究酶专一性实验中，淀粉和淀粉酶要预热到同一温度再混合的原因是_________________
_______________________________________。
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
保证反应一开始就
达到预设温度，不会因为混合而改变温度
(3)(人教版必修1 P82“探究·实践”思考)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中______(填“能”或“不能”)用斐林试剂来检测，原因是______________________________________________________
____________________________；______(填“能”或“不能”)用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响，原因是__________________
________________________________________________________________________。
(4)(人教版必修1 P82“探究·实践”思考)在探究pH对酶活性的影响的实验中不能选用淀粉酶和淀粉作为实验材料,理由是___________
_____________________________________________。
不能
斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，
而该实验需严格控制不同温度
不能
的影响时,自变量是温度，而加热能促进过氧化氢分解，影响对实验
探究温度对酶活性
结果的分析
淀粉在酸性
条件下会发生水解反应，影响对实验结果的分析
重难点(一)归纳探究酶特性的实验方法
1．“对照实验法”验证酶的高效性和专一性
(1)验证酶的高效性
重难深化拓展
项目 实验组 对照组
材料 等量的同一种反应物
与反应物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂
现象 反应速率很快，或反应用时短 反应速率缓慢，或反应用时长
结论 酶具有高效性
(2)验证酶的专一性
项目 实验组 对照组
材料 与酶相对应的反应物 另外一种反应物
同一种酶(等量)
现象 发生反应 不发生反应
结论 酶具有专一性
2．“梯度法”探究酶的最适温度或pH
(1)探究酶的最适温度
(2)探究酶的最适pH
[例1] (2024·浙江1月选考)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支试管置于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( )
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] 温度过高会使酶失活，因此本实验应在低温条件下对PAL进行提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在步骤②中加入了HCl溶液，PAL已经变性失活，故试管2中的底物苯丙氨酸不会被PAL催化消耗，B错误；④加0.2 mL H2O，补齐了步骤②试管1中没有加入的液体(0.2 mL HCl溶液)的体积，C正确；pH过低或过高酶均会失活，故步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
√
重难点(二) 借助模型分析影响酶促反应的因素
1．模型构建
2．模型分析
(1)反应物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系(图1、图2)
①图1：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快，但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加。
②图2：在反应物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。
③反应物浓度和酶浓度是通过影响反应物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
(2)温度和pH与酶促反应速率的关系(图3)
①温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。
②反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH。
(3)反应时间与酶促反应速率的关系(图4、图5、图6)
①图4、图5、图6的时间t0、t1和t2是一致的。
②随着反应的进行，反应物的量因被消耗而减少，生成物的量因积累而增多。
③t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率较快；t1～t2段，因反应物含量减少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢；t2时，反应物被消耗完，生成物不再增加，此时反应速率为0。
[例2] (2025·遵义一模)图中三条曲线分别表示酶促反应速率与温度、pH、反应物浓度的关系，其他条件适宜。下列相关分析正确的是( )
A．在AB段增加酶的浓度，反应速率将加快
B．D点时因酶分子的空间结构被破坏导致其活性降低
C．人体内胰蛋白酶和胃蛋白酶的E点基本相同，H点不同
D．为绘制丙曲线，宜选用淀粉酶和淀粉作为实验材料
√
[解析] 甲曲线表示在最适温度下，某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系，其中曲线AB段，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，因此该段影响酶促反应速率的因素是反应物浓度，在AB段增加酶浓度，反应速率不一定加快，A错误；低温条件下酶的活性受到抑制，但并不失活，据此判断乙曲线代表温度对酶促反应的影响，D点时，即低温条件下，酶的空间结构未破坏，B错误；E点表示最适温度，H点表示最适pH，人体内胰蛋白酶和胃蛋白酶的E点基本相同(37 ℃左右)，H点不同(胰蛋白酶接近中性,胃蛋白酶为酸性)，C正确；淀粉水解受酸的影响，故绘制丙曲线，不能选用淀粉酶和淀粉作为实验材料，D错误。
题点(一) 与酶高效性和专一性有关的实验分析
1．(2025·龙岩一模)某兴趣小组对“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验装置进行改造，如下图。下列相关叙述错误的是( )
考向精细研究
A．注射器同时向试管内注入等量液体，可对比不同催化剂的催化效率
B．由于酶降低活化能更显著，所以一开始时1号试管产生的气泡多
解析：肝脏研磨液中含有H2O2酶，据题图可知，注射器同时向试管内注入等量液体(猪肝研磨液和FeCl3溶液)，可对比不同催化剂的催化效率，加入的液体量相等是为了排除剂量不同对实验结果造成干扰，A正确；
催化剂的作用机理是降低反应活化能，与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著，能更快地使过氧化氢分解，快速产生大量气泡，所以一开始时1号试管产生的气泡多，B正确；
C．过氧化氢的浓度及所加剂量均为该实验的无关变量
D．反应结束后，U形管两侧液面高度为甲侧低于乙侧
解析：该实验的自变量为催化剂的种类，过氧化氢的浓度及所加剂量均为该实验的无关变量，C正确；
反应加入的过氧化氢的浓度和剂量都一致，反应结束后，产生的气体总量相同，所以U形管左右两侧的压强相同，液面高度应该一致，D错误。
√
2．(2025·广州一模)下表为某兴趣小组设计的实验及实验结果，该实验结果可以证明( )
试管 淀粉 溶液2 mL 蒸馏水 2 mL 淀粉酶 蛋白酶 碘液 双缩脲试剂 结果
1 √ √ √ 变蓝
2 √ √ √ 不变蓝
3 √ √ √ 变紫色
4 √ √ √ 变紫色
A．酶具有高效性
B．酶发挥催化作用需要温和的条件
C．酶具有专一性
D．多数酶是蛋白质，少数酶是RNA
√
解析：本实验没有设置无机催化剂组别，不能证明酶具有高效性，A不符合题意；
本实验没有设置其他实验条件(不同温度或不同pH等)作对比，不能证明酶发挥催化作用需要温和的条件，B不符合题意；
根据1、2号试管实验结果可知，淀粉能被淀粉酶水解，不能被蛋白酶水解，说明酶具有专一性，C符合题意；
蛋白质能与双缩脲试剂反应显紫色，故可推测3、4号试管中的酶是蛋白质，但不能得出多数酶是蛋白质，少数酶是RNA的结论，D不符合题意。
题点(二) 探究影响酶活性的因素相关实验分析
3．(2025·哈尔滨质检)为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水夹H2O2溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是( )
A．水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数
B．先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始
C．各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜
D．该实验装置也可用来验证酶具有高效性
解析：水槽中滴几滴黑墨水，量筒中收集气体后可形成透明空气柱，便于观察量筒内的氧气体积读数，A正确；先打开分止水夹，再打开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管，可保证各组实验同时开始，B错误；本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，除了自变量缓冲液的pH不同外，其他无关变量应保持相同且适宜，C正确；可用该装置进一步验证“过氧化氢酶的高效性”，则实验的自变量为催化剂的种类不同，即将某试管内新鲜肝脏研磨液换成等量的氯化铁溶液，其他条件均相同，D正确。
√
4．(2025·许昌模拟)某实验小组为探究影响胶原蛋白酶的酶活性的因素设计如下实验。下列相关叙述错误的是( )
试管1 试管2 试管3 试管4
底物 5 cm3 的蛋白块 5 cm3 的蛋白块 5 cm3 的蛋白块 5 cm3的
蛋白块
试剂 4 mL蒸馏水 ① 4 mL胶原 蛋白酶溶液 4 mL胶原
蛋白酶溶液
温度 37 ℃水浴 37 ℃水浴 37 ℃水浴 0 ℃水浴
pH pH＝7 pH＝7 pH＝2 ②
实验现象 蛋白块 无明显变化 蛋白块 明显减小 蛋白块 无明显变化 蛋白块
无明显变化
A．选择蛋白块为底物的原因是蛋白块较容易观察
B．表中①②分别为4 mL胶原蛋白酶溶液、pH＝7
C．单位时间蛋白块体积的变化可反映胶原蛋白酶活性大小
D．试管3实验一段时间后，将其pH上调至7，继续反应一段时间后发现蛋白块会明显减小
解析：蛋白质被分解时，蛋白块较容易观察，故以蛋白块为底物，A正确；根据单一变量原则，表中①②分别为4 mL胶原蛋白酶溶液、pH＝7，B正确；蛋白块可以被胶原蛋白酶分解，因此单位时间蛋白块体积的变化可反映胶原蛋白酶的酶活性大小，C正确；强酸条件(pH＝2)下胶原蛋白酶已经变性失活，将试管3的pH上调至7，继续反应一段时间后会发现蛋白块大小仍无明显变化，D错误。
√
A．如果底物浓度足够大，反应速率可以达到vmax，由此可判断加入竞争性抑制剂后，Km值将变小
B．酶的活性可以用在一定条件下酶所催化的化学反应速率表示，即可以用P的产生速率，也可用E的消耗速率表示
C．通过竞争抑制(如图2)的事实，可以否定酶具有专一性的特性
D．如果要把反应速率控制在1/3vmax，则应该把底物浓度控制在1/2Km
解析：竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心从而降低底物与酶结合的机会，加入竞争性抑制剂，Km值增大，A错误；酶的活性可以用在一定条件下酶所催化的化学反应速率表示，即可以用P的产生速率，也可用底物S的消耗速率表示，其中E在化学反应前后质量和性质不变，B错误；酶具有专一性的特点，通过竞争抑制(如图2)的事实并不能否定酶具有专一性的特性，C错误；由米氏方程计算可知，如果要把反应速率控制在1/3vmax，则应该把底物浓度控制在1/2Km，D正确。
√
6． (2025·江西模拟)酸性磷酸酯酶(ACPase)对生物体内的磷脂代谢有重要作用。白玉菇生长环境中的某些金属离子可导致ACPase的酶活性发生变化，影响白玉菇的生长发育。某兴趣小组探究了pH、温度和4种金属离子对ACPase酶活性的影响，实验结果如图(图中OD420是指在波长420 nm时被检测物吸收的光密度，通常OD值越大，酶活性越高)。下列相关叙述错误的是( )
A．酸性磷酸酯酶的作用机理是降低化学反应的活化能
B．据图分析，pH约为4.5时，ACPase酶的催化能力最高
解析：酸性磷酸酯酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A正确；在pH与OD420关系曲线中，pH约为4.5时，OD420值最大，说明此时ACPase酶的活性最高，催化能力最强，B正确；
C．Pb2＋、Cd2＋可能使酶的空间结构发生改变，导致酶活性降低
D．对白玉菇进行温室栽培时，室内温度应控制在50 ℃
解析：在酶活力与不同金属离子的关系曲线中，与0浓度相比，不同金属离子均可抑制ACPase的酶活性，推测ACPase酶活性变化的机理是金属离子使酶的空间结构发生改变，使酶的活性降低，C正确；在温度与OD420关系曲线中，温度为40 ℃时，OD420值最大，说明此时酶的活性最高，所以从温度对酶活性影响的角度分析，温室栽培白玉菇的温度应控制在40 ℃，D错误。
√
[思维建模] “四看法”分析酶促反应曲线
课时跟踪检测
（本课时配有重难点加练题，以电子文档形式推送，供学优生选用）
1
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一、选择题
1．下列关于酶的叙述，正确的是( )
A．低温和高温使酶活性降低的原理相同
B．解旋酶和DNA聚合酶均可作用于氢键
C．用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液可探究酶的专一性
D．动物细胞传代培养时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理贴壁生长的细胞
√
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5
解析：低温和高温均会使酶活性降低，但原理不同，高温条件下会导致酶空间结构受到破坏进而使其失活，A错误；解旋酶可作用于氢键，而DNA聚合酶作用的部位是磷酸二酯键，B错误；若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性，则检测试剂宜选用斐林试剂，不宜选用碘液,因为碘液不能检测蔗糖是否被水解，C错误；动物细胞传代培养时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理贴壁生长的细胞制成单细胞悬液进行传代培养，D正确。
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5
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2．(2024·黄冈二模)原生动物四膜虫rRNA前体具有核糖核酸酶活性，核糖核酸酶能特异性地剪切RNA分子。下列相关叙述正确的是( )
A．四膜虫细胞中的核糖核酸酶是在核糖体上合成的
B．核糖核酸酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎
C．与无机催化剂相比，核糖核酸酶能够给所催化反应提供更多的活化能
D．应在最适温度和最适pH条件下保存核糖核酸酶
√
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解析：根据题意，四膜虫细胞中的核糖核酸酶是rRNA，主要在细胞核内合成，不在核糖体上合成，A错误；核糖核酸酶可用于特异性地剪切RNA分子，从而抑制病毒基因的表达，治疗由DNA病毒引起的肝炎，B正确；酶不能提供活化能，只能降低反应所需的活化能，C错误；应在低温和最适pH条件下保存核糖核酸酶，D错误。
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3．(2025年1月·八省联考云南卷)酶不仅在生命活动中具有重要作用，还在日常生活中有广泛运用。下列说法正确的是( )
A．植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁
B．能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，可用来洗涤蚕丝制品
C．食物中的淀粉和蔗糖在咀嚼过程中会被唾液淀粉酶催化水解
D．参与细胞内DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶和T4 DNA连接酶
解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁，A正确；能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，其中的酶是蛋白酶，蚕丝制品的主要成分是蛋白质，该洗衣粉不能用来洗涤蚕丝制品，B错误；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，C错误；DNA复制时，参与的酶有解旋酶、DNA聚合酶等，但没有T4 DNA连接酶，D错误。
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4．自然界中的L酶能破坏塑料PET中的化学键，利于PET的降解、回收和再利用。研究人员对L酶进行改造，获得了一种M酶。研究人员测定L酶与M酶在不同条件下的催化活性如表所示。下列叙述正确的是( )
酶的种类 L酶 M酶
温度/℃ 72 72 72 72 75
酶的相对浓度(单位) 1 1 2 3 1
PET降解率/% 53.9 85.6 95.3 95.1 60.9
A．该实验的自变量有酶的种类、温度
B．温度由72 ℃升高到75 ℃，M酶的催化活性降低
C．随着酶浓度的增加，M酶对PET的降解率增加
D．M酶和L酶均为PET中化学键的破坏提供活化能
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解析：该实验的自变量有酶的种类、温度和酶的相对浓度，A错误；
温度由72 ℃升高到75 ℃，PET降解率降低，可知M酶的催化活性降低，B正确；当酶的相对浓度从2增加到3时，M酶对PET的降解率有少量降低，C错误；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，不会提供活化能，D错误。
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5．β- 葡萄糖苷酶能催化纤维素水解，实验小组测定了温度对该酶活性的影响，实验结果如图所示。根据实验结果，不能得出的结论是( )
A．高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性
B．42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的稳定性逐渐下降
C．各温度条件下，酶的活性可用斐林试剂进行检测
D．37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同
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解析：高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性，甚至使酶失活，A不符合题意；由图可知，在42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的活性逐渐下降，酶的稳定性逐渐下降，B不符合题意；各温度条件下，斐林试剂可以检测生成物葡萄糖的存在，但不能检测浓度，并且斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热，会影响实验结果，故酶的活性不可用斐林试剂进行检测，C符合题意；37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同，因为两温度下酶活性差不多，反应时间越长底物消耗量越多，D不符合题意。
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6．(2025·衡水模拟)多聚磷酸激酶(PPK2)可以利用多聚磷酸盐(PolyP)为磷酸基团供体，实现AMP、ADP、ATP、PolyP之间磷酸基团的高效定向转移，如下图所示。PPK2偏好长链的聚磷酸盐，短链聚磷酸盐[(PolyP)n－2]分子会阻断PPK2上的ADP结合位点SMc02148，科研人员通过在PPK2上构建一个替代的ADP结合位点SMc02148 -KET来提高PPK2对短链聚磷酸盐的利用率。下列叙述正确的是( )
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A．PPK2可以催化AMP和ADP，说明PPK2酶不具有专一性
B．PPK2合成ATP的过程中不存在负反馈调节
C．在PPK2上构建一个替代的ADP结合位点属于蛋白质工程
D．ADP结合位点SMc02148 -KET不会与短链聚磷酸盐结合
解析：PPK2催化的是一类物质的合成，依然具有专一性，A错误；PPK2在合成ATP的过程中会生成短链聚磷酸盐[(PolyP)n－2]，短链聚磷酸盐会抑制PPK2与ADP的结合，抑制ATP的合成，存在负反馈调节，B错误；在PPK2上构建一个替代的ADP结合位点，合成了一种之前没有的蛋白质，属于蛋白质工程，C正确；ADP结合位点SMc02148- KET 可以提高对短链聚磷酸盐的利用率，说明其可以与短链聚磷酸盐结合，D错误。
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7.(2025年1月·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 ( )
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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值为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；由题图可知,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,而吸光度与醌类物质含量呈正相关,说明pH为6时褐变易发生,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,褐变易发生,不利于生菜的保存,D错误。
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8．(2025·衡阳一模)物质P对酶A的活性具有抑制作用，如图模型A、B表示两种抑制剂影响酶催化活力的理论模型，曲线图是依据这两种理论得到的，其中曲线a表示不添加抑制剂时的正常反应速率。
为了探究物质P属于哪种类型的抑制剂，某同学进行如下相关实验(加入的底物为等量)：
试管甲：加入酶A和底物；
试管乙：加入酶A、底物和物质P(物质P的量少于酶A)；
试管丙：加入酶A和物质P，透析去除物质P后再加入底物(物质P的量少于酶B)；
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分别检测三支试管中的酶活力。下列相关分析错误的是( )
A．该实验以单位时间内底物的消耗量或产物生成量为检测指标，三支试管最终产物生成量相等
B．若物质P是符合模型B的抑制剂，则物质P会使酶的空间结构发生改变，这种抑制作用不可逆
解析：酶活性是指酶对化学反应的催化效率，可用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示，由于底物的量相同，故三支试管最终产物生成量相等，A正确；
若物质P是符合模型B的抑制剂，则物质P会使酶的空间结构发生改变，这种抑制作用不可逆，B正确；
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C．若试管乙的酶活力与试管丙相同，则物质P作用后反应速率符合曲线b
D．若试管丙的酶活力低于试管甲，则物质P作用符合理论模型B
解析：若试管乙的酶活力与试管丙相同，说明透析去除物质P后酶的活性不能恢复，故物质P为不可逆型抑制剂，则物质P作用后反应速率符合曲线c，C错误；
若试管丙的酶活力低于试管甲，说明酶的活性不能恢复，故物质P为不可逆型抑制剂，则物质P作用符合理论模型B，D正确。
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二、非选择题(除特别注明外，每空1分)
9．（10分）普鲁士蓝纳米酶(以下简称纳米酶)具有催化H2O2分解的能力，科学家利用该酶进行了一系列实验以研究其特性。
(1)实验发现，少量的纳米酶能够催化H2O2在短时间内大量分解，这说明其具有___________，原因是酶具有_______________________的作用机制。
催化作用
降低化学反应活化能
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(2)为探究纳米酶在不同pH下的活性，科学家用溶解氧测定仪测定溶液中的溶氧量得到如图1 所示结果(△DO表示加入H2O2 5 min后的溶氧量变化)，可知纳米酶作用的适宜pH________(填“偏酸性”“偏碱性”或“偏中性”) 。
偏碱性
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(3)为监测常用的一种除草剂草甘膦(GLY)对纳米酶的影响，科学家以添加草甘膦的△DO(△DOGLY ) 与不添加草甘膦的△DO(△DOO ) 的比值(y) 为纵坐标， GLY浓度 (x)为横坐标，绘制标准曲线如图2，说明草甘膦对纳米酶活性具有_______作用。该监测体系也可用于草甘膦浓度的定量检测，使用该监测体系测得某土壤样品△DOGLY与△DOO的比值为0.2，则该土壤样品的草甘膦浓度约为_____________μmol·L－1。
抑制
6(6或7均可)
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(4)科学家进一步检测在H2O2溶液加入了不同浓度 Cu2＋混合5分钟后溶液的△DO值，实验结果见图3，可得出的结论是_______________
___________________（2分）。通过查阅资料后发现Cu2＋对纳米酶的作用有影响，为研究 Cu2＋对纳米酶活性的影响，进行如下实验，请完善实验思路并预期实验结果。
一定浓度范围内
Cu2＋促进H2O2分解
1
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①A组：测定适宜(一定)浓度的 Cu2＋ 与___________反应5 min后的△DO值；
②B组：测定不同浓度纳米酶与30%H2O2反应5 min后的△DO值；
③C组：测定_____________________________________________ （2分）与30%H2O2反应5 min后的△DO值。
30%H2O2
不同浓度纳米酶分别与A 组浓度的Cu2＋的混合液
实验结果表明，Cu2＋对纳米酶在催化H2O2分解的影响并非简单的物理叠加，而是具有协同作用，如图所示。
1
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解析：(1)酶是活细胞(来源)所产生的具有催化作用的有机物，其作用机理为降低化学反应的活化能，提高化学反应速率。少量的纳米酶能够催化 H2O2在短时间内大量分解，说明其具有催化作用。(2)根据图1结果可知，当pH为8.0时的溶氧量高于其他组，证明纳米酶作用的适宜pH偏碱性。(3)根据图2结果可知，随着除草剂草甘膦(GLY)的浓度增大，添加草甘膦的△DO(△DOGLY ) 与不添加草甘膦的△DO(△DOO ) 的比值减小，说明草甘膦对纳米酶活性具有抑制作用。分析图2中数据可知，比值为0.2时，草甘膦浓度约为6～7μmol·L－1。(4)根据图3结果可知，在一定浓度范围内，随着 Cu2＋浓度增加，△DO增大，说明一定浓度范围内 Cu2＋促进H2O2分解。为研究 Cu2＋对纳米酶活性的影响，需要设置三组(A、B、C)实验。三组实验试管均加入等量30%H2O2，再分别测定加入适宜浓度的Cu2＋(A组)、不同浓度纳米酶(B组)、不同浓度纳米酶加A组浓度的Cu2＋的混合液(C组)分别与30%H2O2反应 5 min后的溶氧量(△DO)。课时跟踪检测(八) 降低化学反应活化能的酶
(本课时配有重难点加练题,以电子文档形式推送,供学优生选用)
一、选择题
1.下列关于酶的叙述,正确的是 ( )
A.低温和高温使酶活性降低的原理相同
B.解旋酶和DNA聚合酶均可作用于氢键
C.用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液可探究酶的专一性
D.动物细胞传代培养时,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理贴壁生长的细胞
2.(2024·黄冈二模)原生动物四膜虫rRNA前体具有核糖核酸酶活性,核糖核酸酶能特异性地剪切RNA分子。下列相关叙述正确的是 ( )
A.四膜虫细胞中的核糖核酸酶是在核糖体上合成的
B.核糖核酸酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎
C.与无机催化剂相比,核糖核酸酶能够给所催化反应提供更多的活化能
D.应在最适温度和最适pH条件下保存核糖核酸酶
3.(2025年1月·八省联考云南卷)酶不仅在生命活动中具有重要作用,还在日常生活中有广泛运用。下列说法正确的是 ( )
A.植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁
B.能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉,可用来洗涤蚕丝制品
C.食物中的淀粉和蔗糖在咀嚼过程中会被唾液淀粉酶催化水解
D.参与细胞内DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶和T4 DNA连接酶
4.自然界中的L酶能破坏塑料PET中的化学键,利于PET的降解、回收和再利用。研究人员对L酶进行改造,获得了一种M酶。研究人员测定L酶与M酶在不同条件下的催化活性如表所示。下列叙述正确的是 ( )
酶的种类 L酶 M酶
温度/℃ 72 72 72 72 75
酶的相对浓度(单位) 1 1 2 3 1
PET降解率/% 53.9 85.6 95.3 95.1 60.9
A.该实验的自变量有酶的种类、温度
B.温度由72 ℃升高到75 ℃,M酶的催化活性降低
C.随着酶浓度的增加,M酶对PET的降解率增加
D.M酶和L酶均为PET中化学键的破坏提供活化能
5.β 葡萄糖苷酶能催化纤维素水解,实验小组测定了温度对该酶活性的影响,
实验结果如图所示。根据实验结果,不能得出的结论是 ( )
A.高温保存会破坏酶的空间结构,降低其活性
B.42 ℃时,随着反应时间的延长,酶的稳定性逐渐下降
C.各温度条件下,酶的活性可用斐林试剂进行检测
D.37 ℃时,纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同
6.(2025·衡水模拟)多聚磷酸激酶(PPK2)可以利用多聚磷酸盐(PolyP)为磷酸基团供体,实现AMP、ADP、ATP、PolyP之间磷酸基团的高效定向转移,如下图所示。PPK2偏好长链的聚磷酸盐,短链聚磷酸盐[(PolyP)n-2]分子会阻断PPK2上的ADP结合位点SMc02148,科研人员通过在PPK2上构建一个替代的ADP结合位点SMc02148 KET来提高PPK2对短链聚磷酸盐的利用率。下列叙述正确的是 ( )
A.PPK2可以催化AMP和ADP,说明PPK2酶不具有专一性
B.PPK2合成ATP的过程中不存在负反馈调节
C.在PPK2上构建一个替代的ADP结合位点属于蛋白质工程
D.ADP结合位点SMc02148 KET不会与短链聚磷酸盐结合
7.(2025年1月·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 ( )
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值为6
D.40 ℃时PPO活性最高,适于生菜保存
8.(2025·衡阳一模)物质P对酶A的活性具有抑制作用,如图模型A、B表示两种抑制剂影响酶催化活力的理论模型,曲线图是依据这两种理论得到的,其中曲线a表示不添加抑制剂时的正常反应速率。
为了探究物质P属于哪种类型的抑制剂,某同学进行如下相关实验(加入的底物为等量):
试管甲:加入酶A和底物;
试管乙:加入酶A、底物和物质P(物质P的量少于酶A);
试管丙:加入酶A和物质P,透析去除物质P后再加入底物(物质P的量少于酶A);
分别检测三支试管中的酶活力。下列相关分析错误的是 ( )
A.该实验以单位时间内底物的消耗量或产物生成量为检测指标,三支试管最终产物生成量相等
B.若物质P是符合模型B的抑制剂,则物质P会使酶的空间结构发生改变,这种抑制作用不可逆
C.若试管乙的酶活力与试管丙相同,则物质P作用后反应速率符合曲线b
D.若试管丙的酶活力低于试管甲,则物质P作用符合理论模型B
二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
9.(10分)普鲁士蓝纳米酶(以下简称纳米酶)具有催化H2O2分解的能力,科学家利用该酶进行了一系列实验以研究其特性。
(1)实验发现,少量的纳米酶能够催化H2O2在短时间内大量分解,这说明其具有 ,原因是酶具有 的作用机制。
(2)为探究纳米酶在不同pH下的活性,科学家用溶解氧测定仪测定溶液中的溶氧量得到如图1 所示结果(△DO表示加入H2O2 5 min后的溶氧量变化),可知纳米酶作用的适宜pH (填“偏酸性”“偏碱性”或“偏中性”) 。
(3)为监测常用的一种除草剂草甘膦(GLY)对纳米酶的影响,科学家以添加草甘膦的△DO(△DOGLY ) 与不添加草甘膦的△DO(△DOO ) 的比值(y) 为纵坐标, GLY浓度 (x)为横坐标,绘制标准曲线如图2,说明草甘膦对纳米酶活性具有 作用。该监测体系也可用于草甘膦浓度的定量检测,使用该监测体系测得某土壤样品△DOGLY与△DOO的比值为0.2,则该土壤样品的草甘膦浓度约为 μmol·L-1。
(4)科学家进一步检测在H2O2溶液加入了不同浓度 Cu2+混合5分钟后溶液的△DO值,实验结果见图3,可得出的结论是 (2分)。通过查阅资料后发现Cu2+对纳米酶的作用有影响,为研究 Cu2+对纳米酶活性的影响,进行如下实验,请完善实验思路并预期实验结果。
①A组:测定适宜(一定)浓度的 Cu2+ 与 反应5 min后的△DO值;
②B组:测定不同浓度纳米酶与30%H2O2反应5 min后的△DO值;
③C组:测定 (2分)与30%H2O2反应5 min后的△DO值。
实验结果表明,Cu2+对纳米酶在催化H2O2分解的影响并非简单的物理叠加,而是具有协同作用,如图所示。
课时跟踪检测(八)
1．选D 低温和高温均会使酶活性降低，但原理不同，高温条件下会导致酶空间结构受到破坏进而使其失活，A错误；解旋酶可作用于氢键，而DNA聚合酶作用的部位是磷酸二酯键，B错误；若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性，则检测试剂宜选用斐林试剂，不宜选用碘液，因为碘液不能检测蔗糖是否被水解，C错误；动物细胞传代培养时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理贴壁生长的细胞制成单细胞悬液进行传代培养，D正确。
2．选B 根据题意，四膜虫细胞中的核糖核酸酶是rRNA，主要在细胞核内合成，不在核糖体上合成，A错误；核糖核酸酶可用于特异性地剪切RNA分子，从而抑制病毒基因的表达，治疗由DNA病毒引起的肝炎，B正确；酶不能提供活化能，只能降低反应所需的活化能，C错误；应在低温和最适pH条件下保存核糖核酸酶，D错误。
3．选A 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁，A正确；能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，其中的酶是蛋白酶，蚕丝制品的主要成分是蛋白质，该洗衣粉不能用来洗涤蚕丝制品，B错误；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，C错误；DNA复制时，参与的酶有解旋酶、DNA聚合酶等，但没有T4 DNA连接酶，D错误。
4．选B 该实验的自变量有酶的种类、温度和酶的相对浓度，A错误；温度由72 ℃升高到75 ℃，PET降解率降低，可知M酶的催化活性降低，B正确；当酶的相对浓度从2增加到3时，M酶对PET的降解率有少量降低，C错误；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，不会提供活化能，D错误。
5．选C 高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性，甚至使酶失活，A不符合题意；由图可知，在42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的活性逐渐下降，酶的稳定性逐渐下降，B不符合题意；各温度条件下，斐林试剂可以检测生成物葡萄糖的存在，但不能检测浓度，并且斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热，会影响实验结果，故酶的活性不可用斐林试剂进行检测，C符合题意；37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同，因为两温度下酶活性差不多，反应时间越长底物消耗量越多，D不符合题意。
6．选C PPK2催化的是一类物质的合成，依然具有专一性，A错误；PPK2在合成ATP的过程中会生成短链聚磷酸盐[(PolyP)n－2]，短链聚磷酸盐会抑制PPK2与ADP的结合，抑制ATP的合成，存在负反馈调节，B错误；在PPK2上构建一个替代的ADP结合位点，合成了一种之前没有的蛋白质，属于蛋白质工程，C正确；ADP结合位点SMc02148 KET 可以提高对短链聚磷酸盐的利用率，说明其可以与短链聚磷酸盐结合，D错误。
7．选B 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；由题图可知，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，而吸光度与醌类物质含量呈正相关，说明pH为6时褐变易发生，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，褐变易发生，不利于生菜的保存，D错误。
8．选C 酶活性是指酶对化学反应的催化效率，可用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示，由于底物的量相同，故三支试管最终产物生成量相等，A正确；若物质P是符合模型B的抑制剂，则物质P会使酶的空间结构发生改变，这种抑制作用不可逆，B正确；若试管乙的酶活力与试管丙相同，说明透析去除物质P后酶的活性不能恢复，故物质P为不可逆型抑制剂，则物质P作用后反应速率符合曲线c，C错误；若试管丙的酶活力低于试管甲，说明酶的活性不能恢复，故物质P为不可逆型抑制剂，则物质P作用符合理论模型B，D正确。
9．解析：(1)酶是活细胞(来源)所产生的具有催化作用的有机物，其作用机理为降低化学反应的活化能，提高化学反应速率。少量的纳米酶能够催化 H2O2在短时间内大量分解，说明其具有催化作用。
(2)根据图1结果可知，当pH为8.0时的溶氧量高于其他组，证明纳米酶作用的适宜pH偏碱性。
(3)根据图2结果可知，随着除草剂草甘膦(GLY)的浓度增大，添加草甘膦的△DO(△DOGLY ) 与不添加草甘膦的△DO(△DOO ) 的比值减小，说明草甘膦对纳米酶活性具有抑制作用。分析图2中数据可知，比值为0.2时，草甘膦浓度约为6～7μmol·L－1。
(4)根据图3结果可知，在一定浓度范围内，随着 Cu2＋浓度增加，△DO增大，说明一定浓度范围内 Cu2＋促进H2O2分解。为研究 Cu2＋对纳米酶活性的影响，需要设置三组(A、B、C)实验。三组实验试管均加入等量30%H2O2，再分别测定加入适宜浓度的Cu2＋(A组)、不同浓度纳米酶(B组)、不同浓度纳米酶加A组浓度的Cu2＋的混合液(C组)分别与30%H2O2反应 5 min后的溶氧量(△DO)。
答案：(1)催化作用 降低化学反应活化能 (2)偏碱性 (3)抑制 6(6或7均可) (4)一定浓度范围内 Cu2＋促进H2O2分解
①30%H2O2 ③不同浓度纳米酶分别与A 组浓度的Cu2＋的混合液
