酶的本质、作用和特性：探索生物催化剂的奥秘

酶的本质、作用和特性：探索生物催化剂的奥秘

第二节 酶是生物催化剂▶第一课 酶的性质、功能和特点 基础练习题 第一组 酶的性质 1.（2021浙江宁波期中考试）大肠杆菌核糖体的蛋白质被蛋白酶去除，处理后的核糖体依然能催化氨基酸的脱水缩合反应，由此可以推断，核糖体中能催化此反应的物质是（） A.蛋白质 B.DNA C.RNA D.核糖 2.（2021浙江浙北G2期中联考）在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，结果应该是（） A.产生气泡 B.溶液呈蓝色 C.溶液呈紫色 D.生成红黄色沉淀 3.用同一种蛋白酶处理酶A、B，酶活力与处理时间的关系如下图所示。 下列分析错误的是（）A.酶A能抵抗这种蛋白酶的降解B.酶A不可能是具有催化功能的RNAC.酶B的化学本质是蛋白质D.酶B活性的改变是由于其分子结构的变化4.下列关于酶的说法正确的是（）A.细胞内的酶能供给反应所需的活化能，并能催化反应B.治疗消化不良的多酶片，咀嚼吞咽会影响药效C.细胞内的酶能与双缩脲试剂发生反应，生成紫色反应D.用双氧水及新鲜肝磨液，可探究温度对酶活性的影响。题组2 酶的作用机理5.（2020年浙江东阳中学期中考试）下图是酶催化底物反应过程示意图，下列说法错误的是（）A.图示的反应过程也生成水B. 酶催化具有专一性C.底物与酶能否结合与酶的结构有关D.酶在催化过程中形状的改变是不可逆的6.图1给出了某类酶的作用模型，图2给出了酶催化中能量的变化过程。请根据图回答：（1）图1模型中，A代表，C、D代表。

（2）图1中的模型可以解释酶的性质，如果图中的B代表二糖，则B可能是或。

（3）酶催化的本质是酶的能力。

（4）图2中曲线分别表示在无催化条件和酶催化条件下，物质A生成物质P的化学反应的能量变化过程。酶催化所降低的活化能可用图中的线段表示；若将酶催化改为无机催化剂催化，则b会在纵轴上（填“上”或“下”），反映酶的性质。

第三组题 酶的特点 7.（2022浙江绍兴期中考试）纺织工业中退浆有两种常用方法：化学法，用NaOH 7~9 g/L，在70~80℃作用12小时，退浆率只有50%~60%；酶法，使用少量的细菌淀粉酶，在适宜的温度下仅需5分钟，退浆率便达100%。这一事实说明（）A.酶的多样性B.酶的高效性C.酶的专一性D.酶的可溶性 8.（2022浙江七彩阳光联盟期中考试改编）该图为蔗糖酶作用机理示意图。 以下表述正确的是（ ） A.示意图表明该酶效率高 B.一分子蔗糖能水解成两分子葡萄糖 C.反应过程中酶的空间结构发生变化 D.酶只在细胞内部起作用 9.（2021浙江宁波期中考试）将少量的FeCl3和新鲜的肝磨液加入等量的过氧化氢溶液中，检测二者产生的气体量。下列关于实验结果的预测哪一项是正确的（注：实线为加入FeCl3产生的气体量，虚线为加入新鲜肝磨液产生的气体量）（ ）。下列关于活动“探究酶的特异性”的表述哪一项是正确的？ （）A.实验中可直接使用新鲜唾液B.本实验可以用碘-碘化钾溶液代替本尼迪克特试剂C.可将酶液放置于适宜温度下，经过一段时间后与底物混合D.装有淀粉和蔗糖酶溶液的试管中出现的红黄色沉淀一定是蔗糖和淀粉混合引起的 11.（2022浙江绿谷高中联盟期中联考）关于H2O2实验，基本过程如下表所示。 已知马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶。 据此分析，下列说法错误的是（） 步骤 过程 试管A 试管B 1 加入2%H2O2溶液 加入少许马铃薯匀浆-3 加入二氧化锰-少许 4 检测 A.本实验可以说明酶的作用具有特异性B.本实验的可变因素是催化剂的种类C. 实验中可用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆D.气泡产生率可作为检测指标。 能力提升练习组1 解析酶的作用 1.（2022浙江A9协作体期中考试） 下图表示酶与无机催化剂改变化学反应速率的原理，下列说法正确的是（）A.酶能为化学反应提供能量，所以才有催化作用B.酶降低的化学反应活化能为ECC。 酶是高效的，其实质在于（EB-EC）>（EB-EA）D.EC和EA分别表示酶和无机催化剂为化学反应提供的活化能2.（2021浙江杭州月考） 酶抑制剂是指能与酶结合，降低酶活性的分子，分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，其抑制作用的原理如图b、c所示。

下列哪项表述是错误的？（） A.竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，会降低酶的催化作用 B.非竞争性抑制剂作用于酶的活性位点之外，从而使酶失去催化活性 C.竞争性抑制剂的结构与酶活性位点互补，能与酶活性位点结合 D.非竞争性抑制剂与酶催化的底物有相似的化学结构 题组2 分析酶的特点 3.（2021浙江温州期中考试试题）某学生为了证明酶的作用具有特异性，设计了如下5组实验，并选取一定的试剂进行检测。 合理的实验方案是（）组别 ①②③④⑤ 酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 反应物 蛋白质 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖 A.比较①与③，用双缩脲试剂进行试验 B.比较②与④，用碘-碘化钾溶液进行试验 C.比较④与⑤，用本尼迪克试剂进行试验 D.比较③与④，用本尼迪克试剂进行试验 4.某生物兴趣小组想设计一个实验来验证酶的特异性，请根据题意回答。 可选的实验材料及设备：蛋白块、牛胰蛋白酶溶液、牛胰淀粉酶溶液、蒸馏水、双缩脲试剂、试管若干、恒温水浴、时钟等。 （1）本实验的自变量是。

（2）实验步骤： ① 取两支干净相同的试管，编号为A、B； ② 取5mL牛胰蛋白酶溶液加入试管A中，再取牛胰淀粉酶溶液加入试管B中； ③ 将两支试管放入恒温水浴中，保温（37℃）5分钟； ④ 分别加入等体积、等质量的蛋白块，其它条件相同、适当； ⑤ 放置一段时间后，加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。 以上实验步骤中有两处明显的错误，请找出这两处错误并改正：；

。

（3）若要验证过氧化氢酶的高效性，应将过氧化氢酶和的催化效率进行比较。

▶第二课 酶的催化功能受多种条件影响。基础练习题。第一组：影响酶作用的因素。1.（2021浙江A9协作体期中考试）将刚采摘的甜玉米放入沸水中煮一会儿，可以保持其甜味。 这是因为加热会（）A.提高淀粉酶的活性B.改变可溶性糖的分子结构C.破坏淀粉酶的活性D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性 2.（2021浙江绍兴期中考试）过强的酸、碱或高温都会使唾液淀粉酶永久失活，因为会破坏酶的（）A.所有肽键B.氨基酸的数目C.空间结构D.氨基酸的种类 3.酶是生物催化剂，其作用受pH值等因素的影响。下列说法正确的是（）A.酶能提供过氧化氢分子活化所需的能量B.各类酶水解得到的有机小分子都是氨基酸C.有机溶剂、重金属离子、酶浓度、酶激活剂和抑制剂都会影响酶的活性D.将胃蛋白酶加入pH为7的溶液中，其空间结构不会发生变化 4.酶促反应速率与酶促反应速率的关系和温度如图所示，下列说法错误的是（）A.由于酶活力升高，MN段反应速率加快，BO点所对应的温度为酶促反应的最适温度C.低温处理后酶的活性不能恢复D.不同温度下酶促反应的速率可能相同5.（2021浙江浙北G2期中联考）如图所示为改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶作用下水解生成还原糖的结果。 据此，请分析下列哪些因素改变，可以得到改变的结果（） A.淀粉溶液的体积 B.pH C.温度 D.唾液量 题组2 实验探究影响酶催化功能的因素 6.（2021浙江杭州模拟考试）关于在探究pH对H2O2酶影响的实验中，下列说法错误的是：（） A.由于动物肝细胞中H2O2酶的浓度很高，因此选用新鲜肝脏作为实验材料 B.将滤纸浸泡在新鲜肝匀浆中1分钟后立即取出，小心地贴在反应腔一侧的内壁上 C.在反应腔中先加入缓冲溶液，再加入H2O2溶液 D.量筒加满水后，如有气泡，应轻轻倾斜，小心地赶出气泡 7.（2021浙江绍兴选诊）利用新鲜土豆片催化分解H2O2的实验如图图。下列现象与推测正确的是（）A.若有大量气体产生，证明H2O2酶的效率高B.改变土豆片的大小，不会改变产气速率C.由于土豆片的数量有限，一段时间后不再出现气泡D.可通过增加或减少土豆片的数量探究酶浓度对催化速率的影响8.（2020浙江台州中学月考）可以通过不同的变量设置来验证酶的不同特性，相关实验记录见下表。

试管本尼迪克特试剂+++---1%淀粉溶液+++---3%H2O2溶液---+++少许MnO2-----+新鲜唾液-+----少许鸡肝匀浆--+-+-实验结果注：“+”表示加入，“-”表示不加入。下列与相关特性验证实验对应的组合选择或变量设置错误的是（）A.酶催化：1、2对照B.酶特异性：1、2、3对照C.酶效率：4、5、6对照D.温度影响酶活力：试管5对照前后逐渐变温9.（2022浙江嘉兴月考）将一块含有淀粉的琼脂用不同的方法处理在四个固定的位置，如图所示，实验装置置于恒温箱内。 保温24小时后用碘-碘化钾溶液处理琼脂块，观察实验结果。下列分析错误的是（）A.第1组和第2组均为蓝色，是因为相关酶的空间结构被破坏了B.第3组为蓝色，第4组为褐色，是因为只有第4组含有分解淀粉的酶C.如果将第2组的煮沸唾液冷却后使用，实验结果为褐色D.第1组和第4组可以组成对照组，自变量为是否经酸处理10.（2021浙江七彩阳光联盟期中联考）学习小组设置5个实验组，研究pH对酶活力的影响。在每支试管中加入等量的过氧化氢溶液，再加入缓冲溶液分别调节pH为2、4、6、8、10，再加入等量的鸡肝匀浆，在最适温度下进行反应。 记录实验开始到结束无气泡产生的时间，得到如下曲线图（a为曲线最低点）。请回答：（1）酶作用的特点是，作用条件温和。

（2）实验中需要将鸡肝研磨成匀浆的原因是。

（3）适当升高温度，可使a点的纵坐标变为。

（4）各实验组产生的O2量是否相同？原因是。

（5）如果把实验设计改为在最适pH处设置一系列的温度梯度来探究温度对酶活力的影响，你认为是否合理？原因是。

能力提升练习组影响酶催化功能的因素分析及相关实验 1.（2022浙江温州适应性考试）为研究温度对酶促反应的影响，如图所示，某实验结果，底物量充足，下列说法正确的是（） A.t1时刻，40℃与80℃时酶活力相同 B.40℃时，t1到t2，酶促反应速率基本不变 C.t2以后，70℃时酶促反应速率大于80℃时 D.酶的最适温度为40℃，此温度不会引起酶失活 2.（2021浙江温州期中考试题）如图所示，某学生研究在其他条件最合适的情况下，pH对两种不同酶活力的影响。 下列说法错误的是：（） A.从图中可以看出两种酶的适宜pH范围不同 B.A1、A3、A4、A6点处酶活力变化的原因不同 C.若温度发生变化，B1、B2点会下降，但对应的pH不变 D.在酶的量一定的情况下，用单位时间内消耗的底物量或者生成的产物的量可以表示酶的活力 3.（2021浙江温州十五所学校期中联考）图A表示底物浓度对酶促反应速率的影响；图B表示在T1时刻将物质A和B混合并加入一定的酶后，物质A和B的浓度变化曲线。实验都是在最适温度和最适pH条件下完成的。 下列哪项说法是错误的？ （）A.图A中反应速率达到最大后，限制酶促反应速率的主要因素是酶的量B.图B中物质A若为淀粉，则B可为麦芽糖，酶可为淀粉酶C.图B中时间T2之后，限制酶促反应速率的主要因素是B的浓度D.图A、B所示实验中，温度和pH都是不相关的变量。某实验小组在两个温度Ta和Tb下，测定了不同pH条件下淀粉酶完全水解淀粉所需的时间。结果如图（Ta

答案 全文解答 全文解析 基础练习 1.C 核糖体的主要成分是蛋白质和RNA，蛋白质被蛋白酶除去后，剩余的物质仍能催化氨基酸的脱水缩合反应，由此可以推断，核糖体中能催化这个反应的物质是RNA，因此C正确。 2.C 过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，用双缩脲试剂可以检测蛋白质。蛋白质能与双缩脲试剂反应生成紫色，因此在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂后，结果是溶液呈紫色。 3.B 从题中图片可以看出，酶A的化学本质是RNA，酶B的化学本质是蛋白质。酶A是具有催化功能的RNA，因此B错误；酶B活性的改变是因为蛋白酶破坏了其分子结构，因此D正确。 4、B细胞内的酶能降低反应所需的活化能，催化反应的发生。A错误；多酶片为双层糖衣片，外层为普通糖衣，内层为肠溶衣，进入胃后不会被胃酸溶解，直到进入小肠，与碱性肠液接触，使药物直接在小肠内发挥作用。若咀嚼吞咽，药物便失去糖衣的保护，在胃中释放出来，再被胃酸破坏而失去药效。B正确；细胞内的酶绝大多数是蛋白质，少数酶是RNA。蛋白质与双缩脲试剂反应，产生紫色反应。C错误；探讨温度对酶活性的影响，自变量是温度。加热会加速过氧化氢的分解，干扰实验结果。 因此，不能用过氧化氢溶液和新鲜肝脏研磨液来探究温度对酶活性的影响。D错误。

5.D 该图表示某种酶催化氨基酸脱水缩合的过程，产物为二肽和水。A正确；酶的催化作用具有专一性，故B正确；酶在催化过程中形状变化是可逆的，故D错误。 6.答案 (1) 酶产物 (2) 对蔗糖、乳糖有专一性 (3) 降低化学反应活化能 (4) ab高效向上移动 分析 (1)对图1分析可知，A保持不变，B分解为C和D，所以A代表酶，B代表底物，C、D代表产物。 （2）从图1模型可知，该类酶在催化反应时，会先与底物结合，且二者结构一致，这可以解释酶的专一性。 如果图中B代表双糖，那么C和D代表两种不同的单糖，B可能是蔗糖或乳糖。（3）酶催化的本质是能降低化学反应的活化能，从而加快反应速度。（4）图2中曲线分别表示在无催化条件和酶催化条件下，物质A生成物质P的化学反应的能量变化过程。ac表示无催化时反应所需的活化能，bc表示有酶催化时反应所需的活化能，因此酶降低的活化能可以用图中的ab段表示；若将酶催化改为无机催化剂催化，由于无机催化剂的催化效率低于酶，降低活化能的效果不如酶明显，因此b会在纵坐标上上移，体现了酶的高效性。7.B从题意可知，化学法耗时长，效率低； 酶法耗时短，效率高，这一事实反映了酶的高效性，因此B正确。

8.C 根据题中图形的分析，该图形只说明了酶的专一性，而不能说明酶的高效性。A错误；蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖组成，所以一分子蔗糖不能水解成两分子葡萄糖，所以B错误；反应过程中，反应物与酶的作用位点结合，酶的空间结构会发生变化，所以C正确；酶是在活细胞中产生的，可以在细胞内或细胞外起作用，如消化酶，所以D错误。9.是无机催化剂。新鲜肝研磨液中含有过氧化氢酶。由于酶的高效性，所以加入新鲜肝研磨液的反应速度更快。因为两组加入的过氧化氢量相等，所以两组相对气体体积的最大值相同，加入新鲜肝研磨液的组更快达到相对气体体积的最大值。 特别提醒：在底物不变的情况下，加入酶可以增加反应速率，缩短达到平衡点的时间，但不会改变反应的平衡点。10、实验C中，新鲜唾液需稀释后使用，因此A错误。由于碘-碘化钾溶液只能检测淀粉是否水解，而不能检测蔗糖是否水解，因此本实验中不能用碘-碘化钾溶液代替本氏试剂，因此B错误。本实验中温度为无关变量，需保持一致、适宜，因此可将酶溶液放置在适宜温度下，放置一段时间后与底物混合，因此C正确。装有淀粉和蔗糖酶溶液的试管中出现的红黄色沉淀，可能是由于淀粉中混入了蔗糖或蔗糖酶溶液中混入了淀粉酶所致，因此D错误。

11.A分析题意，可知本实验探究酶的高效性，因此A错误；本实验的自变量是催化剂的种类（马铃薯匀浆中过氧化氢酶和二氧化锰），因此B正确；鸡肝匀浆中含有过氧化氢酶，因此可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，因此C正确；本实验的因变量是H2O2的分解速率，而H2O2的分解产物中含有氧气，因此可以用气泡产生速率作为检测指标来反映过氧化氢的分解速率，因此D正确。 能力提升练习 1.C 酶不能为化学反应提供能量，酶之所以有催化作用，是因为它可以降低化学反应所需的活化能。A错误。 从图中我们可以看出，非催化反应的活化能是EB，酶催化的化学反应所需的活化能是EC。 则EB-EC即为酶降低的活化能。B错误。酶是高效的。其实质是酶在降低活化能方面的作用比无机催化剂更显著，即（EB-EC）>（EB-EA）。C正确。EC和EA分别表示与酶和无机催化剂发生反应所需的活化能。D错误。2.D图a中底物与酶活性位点结合时，能催化底物的变化。图b显示竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点。图c显示非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的地方结合，导致酶的结构改变，阻止其与底物结合，从而使酶失去催化活性。竞争性抑制剂与酶的活性位点结构互补，能与底物竞争酶的活性位点，降低酶的催化作用。A、C均正确； 非竞争性抑制剂作用于酶的活性位点以外，使酶结构改变，不能与底物结合，从而失去催化活性。B正确；竞争性抑制剂的化学结构与酶催化的底物相似，而非竞争性抑制剂的化学结构与酶催化的底物不相似，只能与酶活性位点以外的地方结合。D错误。

3.B 蛋白酶和淀粉酶的化学本质都是蛋白质，因此比较①与③，它们不能用双缩脲试剂检测出来，故A错误；②与④的底物是淀粉，可以用碘-碘化钾溶液检测出来，因此比较②与④，它们可以用碘-碘化钾溶液检测出来，故B正确；麦芽糖是还原糖，其水解产物也是还原糖，因此不能用本尼迪克试剂来检测淀粉酶是否水解麦芽糖，故C错误；比较③与④，本尼迪克试剂不能用来检测淀粉酶是否水解蛋白质，故D错误。 4.答案（1）酶类型（2）步骤②不符合等体积原则。 试管B中需加入5mL牛胰淀粉酶溶液，步骤⑤无法用双缩脲试剂检测，需直接观察蛋白块的体积变化。（3）MnO2（或Fe3+）H2O分析（1）为验证酶的特异性，需设计对照实验，根据备选实验材料及设备的分析，本实验的自变量为酶的种类。（2）步骤②向试管B中加入的牛胰淀粉酶溶液的量未作规定，不符合等量原则；两支试管中均含有蛋白酶，遇双缩脲试剂均变紫色，无法用双缩脲试剂检测，需直接观察蛋白块的体积变化。（3）为验证过氧化氢酶的高效性，需比较过氧化氢酶与MnO2（或Fe3+）在分解H2O2时的催化效率。 ▶ 第二课 酶的催化功能受各种条件影响 基础练习 1.D 可溶性糖转化为淀粉是酶促反应，高温可以改变可溶性糖转化为淀粉的酶的结构，使其失去活性，可溶性糖不能转化为淀粉，从而保持玉米的甜度。D正确。

2.C 唾液淀粉酶的本质是蛋白质，过强的酸、碱或高温都不会改变蛋白质的元素组成，也不会影响蛋白质中氨基酸和肽键的种类、数目和个数，但会破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质发生永久性变性失活。C正确。3.C 酶能降低过氧化氢分子活化所需的能量，酶本身不能提供能量。A错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，水解产物为氨基酸或核糖核苷酸，B错误；胃蛋白酶的最适pH值为2左右，pH为7时变性失活，其空间结构发生变化。D错误。4.随着CMN段温度的升高，酶活力增强，酶促反应速率增大。A正确；O点处酶促反应速率最高，故O点对应的温度为酶促反应的最适温度，B正确； 低温处理不会引起酶变性，并且可以从温度上升时逐渐恢复酶，从而可以看出，酶促反应速率可以在不同的温度下（例如点N和点P）相同只能抑制酶的活性，而酶分子的结构不会破坏酶的活性。 变化，温度或唾液体积（表明酶浓度）会影响酶促反应的速率，但不会改变化学反应的平衡点，即产品的最终产量保持不变，而在图中实验组产生的糖的量则显着减少。

6将滤纸浸泡在新鲜的肝脏中1分钟后，用镊子将其粘在培养皿的墙壁上，以沥干多余的匀浆，然后将其粘在反应室的内壁上。有效的是，新鲜的马铃薯大小与酶的数量更改，因此它会改变酶的速度。减轻马铃薯片的数量是正确的。 8.D1 does not add , 2 adds ( ), 1 and 2 shows that the is , A does not meet the ; 1 does not add , 2 adds ( ), 3 adds liver ( H2O2 ), 1, 2, 3 shows that the is , B does not meet the ; 4 does not add , 5 adds liver ( H2O2 ), 6 adds , 4, 5, 6 shows that the is , C does not meet the ; on the of on set as to form , and H2O2 be used as a , H2O2 is at high , D meets the . 9.c过度酸，过度，高温等会破坏酶的空间结构，因此第1组和第2组中的唾液淀粉酶被灭活，淀粉不会被水解，并且在用碘磷脂溶液处理后将变成蓝色，A是正确的。

糖酶是用碘化淀粉溶液处理的，这是含碘的淀粉液。在沸腾的情况下，淀粉后不能恢复活性。 10. (1) High (2) the area and (3) Move up (4) Same The of in each group is the same (the of is equal) (5) rises, the rate of (2) in is cells. In the , liver was into a , which can fully and the area and . (3) - all have an . Above or below the , the of the will . The curve in the is drawn at the . If the is , the of the will , the time will be , and the of point a will move up. (4) The of O2 in the end on the of . The of in each group is the same, and the of O2 in the end is also the same. （5）当温度升高时，过氧化氢的稳定性很差，过氧化氢的分解速率（无酶催化）将加速。

能力改进练习1.BT1，该酶在80°时失去了活性，但在40°的活动中，两个酶活性是不同的，可以看出，在40°时由于底物是足够的，酶反应速率为0，并且酶的活性损失了，根据对标题图的分析，酶是错误的。 在A1，A3，A4和A6点的酶活性变化的原因是相同的，所有这些都是酶的空间结构的破坏，B是错误的；范围内，即使底物的浓度增加，反应速率也不会增加，即使底物的浓度增加。如果目前底物浓度增加，则反应速率将不再增加。 如果图B中的物质A是淀粉，那么B可以是麦芽糖，并且酶可以是淀粉酶，因此B在图B中是正确的； 4.C在分析图时，必须遵循单个变量原理，即，根据相同的pH条件分析温度对酶活性的影响。