新人教版高中生物必修一精讲与精练高分突破考点专题系列5.1 降低化学反应活化能的酶（解析版）

第五章细胞的能量供应和利用

5.1·降低化学反应活化能的酶

1.酶在细胞代谢中的作用

（1）作用:酶在细胞代谢中具有催化作用。

（2）作用机理

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。

作用机理;降低化学反应所需的活化能使一个原本在较温和条件下不能进行的反应可以高效进行。反应前后酶量和化学性质不变

2.酶的特性

(1)高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。

曲线a、b相比较说明酶具有高效性;曲线a.c相比较只能说明酶有催化作用。酶只能縮短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点

(2)作用条件温和;跑大多数酶是蛋白质,过酸、过碱和高温都能使蛋白质分子空间结构破坏，,从而引起蛋白质分子变性失活。低温只是使酶活性下降，适宜温度下酶活性可以恢复。

(3)专一性:每一-种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应，这说明酶的催化作用具有专一性的特点。

高温与低温对酶活性的影响:高温使酶变性失活;低温只抑制酶的活性,并未破坏酶分子结构

人体内酶的最适pH

胃蛋白酸:1.5~2.0!

胰蛋白酶:8.1

胰淀粉酶:6.7~7.0

唾液淀粉酶:6.8

脂肪酶:8.3

探究酶的高效性:向H2O2溶液中滴加等量肝脏研磨液和FeCl3溶液，发现滴加肝脏研磨液的试管内产生气泡较多,卫生香火焰较旺，说明肝脏研磨液催化H2O2分解的效率较高。

下图表示一个酶促反应过程，其中a、b、c分别表示三种物质（“—○—”表示单体）。下列有关叙述正确的是（）A．上图反映了酶的高效性，a、b、c可分别表示蛋白酶、蛋白质、多肽B．上图反映了酶的专一性，a、b、c可分别表示麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖C．上图反映了酶的专一性，a、b、c可分别表示淀粉酶、淀粉、麦芽糖D．上图反映了酶的高效性，a、b、c可分别表示脂肪酶、脂肪﹑甘油和脂肪酸【答案】C【详解】A、上图反映了酶的专一性而不是高效性，A错误；B、上图反映了酶的专一性，麦芽糖是二糖，可被麦芽糖酶分解为两分子的葡萄糖，与图中的c由两个单体组成不符，B错误；C、上图反映了酶的专一性，淀粉可被淀粉酶分解为麦芽糖，麦芽糖是二糖，与c符合，C正确；D、上图反映了酶的专一性而不是高效性，D错误。故选C。用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是（）A．由图4实验结果可知酶具有专一性B．图1表明30℃是该酶的最适催化温度C．图2表明PH=7是该酶的最适催化PHD．由图3实验结果可知氯离子是酶的激活剂【答案】B【详解】A、图4中存在着不同的底物加酶后的变化，可以看到只有麦芽糖的剩余量变少，说明只有麦芽糖被分解，体现了酶的专一性，A正确；B、图1只能说明30度时的酶活性大于40度与20度，但不能说明30度是酶活性的最适温度，还应进一步实验探究，B错误；C、在PH=7时底物剩余量最少，说明此时酶催化效果最好，所以此时是该酶最适催化PH，C正确；D、由图3可知酶在加了氯离子后反应速度更快了，说明氯离子是酶的激活剂，D错误。故选B。

1．下列关于酶的叙述中，错误的是（）A．酶具有专一性B．某些化合物会影响酶的作用C．酶都是由细胞中的核糖体合成的D．酶与底物结合形成酶—底物复合物时，酶的形状会发生变化【答案】C【详解】A、每一种酶只能催化一种或一类化学反应，酶的作用具有专一性，A正确；B、某些化合物可能通过影响酶的结构而影响酶活性，B正确；C、酶的本质是蛋白质或RNA，蛋白质的合成场所是核糖体，RNA的合成场所主要在细胞核，C错误；D、酶通过降低化学反应的活化能而加快反应速度，酶与底物结合形成酶-底物复合物，该复合物会发生一定的形状变化，D正确。故选C。2．酶和无机催化剂都能催化化学反应，与无机催化剂相比，酶所特有的特点是（）A．为反应物提供能量B．降低反应的活化能C．化学成分均为蛋白质D．催化化学反应更高效【答案】D【详解】A、酶和无机催化剂均通过降低化学反应的活化能加快反应速率，不能为反应物提供能量，A不符合题意；B、酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能，不是酶所特有的，B不符合题意；C、酶的化学成分是蛋白质或RNA，C不符合题意；D、相对于无机催化剂，酶能更显著的降低化学反应的活化能，具有高效性，D符合题意。故选D。3．人的胃腺细胞能合成胃蛋白酶、RNA聚合酶。下列关于这两种酶的叙述，正确的是（）A．化学本质分别是蛋白质和RNAB．两者的最适pH和最适温度都相同C．两者都能降低化学反应的活化能D．胃腺细胞中酶的种类和数量不会发生变化【答案】C【详解】A、胃蛋白酶和RNA聚合酶的化学本质都是蛋白质，A错误；B、人体内不同酶的最适pH不一定相同，如胃蛋白酶的在酸性环境中活性较高，B错误；C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；D、对于某一个细胞来说，由于细胞生命历程中基因选择性表达，故同一个细胞不同时期，酶的种类和数量也会发生变化，D错误。故选C。4．下列关于生物体内元素和化合物的叙述中，错误的是（）A．C、H、O、N、P是核酸磷脂共有的化学元素B．有些蛋白质分子能催化其他蛋白质的水解C．Mg、Zn、Cu等都属于组成细胞的微量元素D．氨基酸序列相同的两条多肽链的空间结构可能不同【答案】C【详解】A、根据以上分析可知，C、H、O、N、P是核酸、磷脂共有的化学元素，A正确；B、蛋白酶的本质是蛋白质，而蛋白酶能催化蛋白质水解，B正确；C、Mg属于组成细胞的大量元素，C错误；D、氨基酸序列相同的两条多肽链，其盘曲、折叠形成的空间结构可能不同，如高温变性前后，D正确。故选C。5．酶对细胞代谢起着非常重要的作用。下列关于酶的叙述，正确的是（）A．人体细胞产生的胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH均相同B．从100℃逐渐降温至37℃，唾液淀粉酶活性逐渐恢复C．酶与底物结合后，酶形状发生改变，形成酶-底物复合物D．蔗糖酶的活性可用蔗糖酶在1min内水解的蔗糖量表示【答案】C【详解】A、人体细胞产生的胃蛋白酶最适pH约为1.5，胰蛋白酶的最适pH约为7.0，A错误；B、从100℃逐渐降温至37℃，唾液淀粉酶已变性失活，活性不能恢复，B错误；C、酶与底物结合后，酶形状发生改变，形成酶-底物复合物，体现了酶的专一性，C正确；D、酶促反应速率可用单位时间内反应物消耗量表示，D错误。故选C。6．如图曲线b是某种酶在最适条件下，催化反应速率随反应物浓度变化的曲线。下列说法错误的是（）曲线bA．若B点增加酶的浓度，可使曲线由b变成cB．限制A点反应速率增加的因素是反应物浓度C．在反应物浓度为乙时，酶的活性达到最大D．若降低反应的温度，曲线可能由b变成a【答案】C【详解】A、当曲线由b变成c，反应速率增加，其他条件都适合，改变的条件是增加了酶的浓度，A正确；B、曲线b的AB段，随反应物浓度增加，酶促反应速率增大，因此限制A点反应速率增加的因素是反应物浓度，B正确；C、外界条件最适，酶都处在最大活性，在反应物浓度为乙时，酶达到饱和，C错误；D、因b曲线是在最适条件下的变化曲线，若降低反应的温度，反应速率会下降，曲线可能由b变成a，D正确。故选C。7．细胞代谢能高效有序地进行离不开酶催化，下列对酶的叙述正确的是（）A．酶都是以氨基酸为原料在核糖体上合成的B．酶在低温和高温下活性都很低的原因相同C．同无机催化剂相比，酶升高活化能的作用更显著D．酶活性的高低可用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示【答案】D【详解】A、绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，本质是RNA的酶以核糖核苷酸为原料，A错误；B、高温下酶变性失活，低温下酶活性降低，但是酶不会变性失活，B错误；C、酶的作用原理是降低化学反应的活化能，C错误；D、酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示，酶的活性越高，其所催化的某一化学反应的反应速度越快，反之越慢，D正确。故选D。8．核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述，正确的是（）A．核酶提供了反应过程所必需的活化能B．核酶的组成元素为C、H、O、N四种C．核酶的基本单位是脱氧核糖核苷酸D．核酶在细胞内和细胞外都能发挥作用【答案】D【详解】A、酶的催化原理是降低化学反应的活化能，故核酶降低了反应过程所必需的活化能，A错误；B、核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，故核酶的组成元素为C、H、O、N、P五种，B错误；C、核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，故核酶的基本单位是核糖核苷酸，C错误；D、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其在细胞内产生，但既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，D正确。故选D。9．下表为研究pH对过氧化氢酶影响的实验结果，相关叙述正确的是（）缓冲液pH5.0pH6.0pH7.0pH8.0收集到气体体积（mL）0.5min6.57.68.38.010min9.511.312.311.6A．该实验的因变量是缓冲液的pHB．实验时需将新鲜肝脏研磨液与过氧化氢混合后迅速加入pH缓冲液C．检测指标也可以选择产生相同体积气体所需的时间长短D．表中数据可说明过氧化氢酶的最适pH介于6.0～7.0之间【答案】C【详解】A、该实验的因变量是收集到的气体体积，A错误；B、反应前应先加PH缓冲液，调节PH，再将新鲜肝脏研磨液与过氧化氢混合，B错误；C、检测指标也可以选择产生相同体积气体所需的时间长短，产生相同体积气体所需时间越短，酶活性越高，C正确；D、表中数据可以看出PH等于7时收集到的气体最多，所以氧化氢酶的最适pH介于6．0～8．0之间，D错误。故选C。10．如图表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型，表示麦芽糖酶的是（）A．a B．bC．c D．d【答案】A【详解】据分析可知，a反应前后不变，表示麦芽糖酶。b是麦芽糖，c、d是麦芽糖水解的产物葡萄糖。A正确，BCD错误。故选A。1．秋天到了，树叶开始凋零，落叶被泥土中的微生物分解为无机物，重新被植物吸收。以下说法错误的是（）A．与夏天相比，秋冬季节里的部分树木体内的自由水比例下降，代谢减慢B．落叶被分解产生的无机物中，有些能被植物的根系吸收C．微生物分解落叶的速度可能与外界温度有关D．植物能从外界环境中吸收无机物，所以植物体内的元素和无机环境完全相同【答案】D【详解】A、秋冬季节，植物体代谢逐渐减慢，自由水向结合水转化，植物体内自由水比例下降，A正确；B、落叶被分解产生的无机物中，有些能被植物的根系吸收，如NO3-，B正确；C、外界温度可影响微生物酶的活性，进而影响其分解速率，所以微生物分解落叶的速度可能与外界温度有关，C正确；D、植物体根据自身生长需要从外界环境选择性吸收无机物，所以植物体内的元素和无机环境不完全相同，D错误。故选D。2．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置甲、乙、丙三组实验的温度高低为甲＜乙＜丙，各组温度条件均不同，其他条件相同且适宜。测定各组在不同反应时间内的产物浓度，结果如图。以下分析正确的是（）A．在t时刻之后，甲组曲线不再上升，是由于受到酶数量的限制B．在t时刻降低丙组温度，将使丙组酶的活性提高，曲线上升C．该酶的最适温度不可能高于乙组温度D．如果反应时间足够长，丙组中产物的浓度可能超过甲组【答案】C【详解】A、在t时刻之后，甲组曲线不再上升，即产物浓度不再变化，说明此时底物消耗完毕，故是受到底物数量的限制，A错误；B、丙组产物浓度达不到平衡点，说明高温使酶变性失活，变性是不可逆的，因此在t时刻降低丙组温度，不能使酶的活性提高，B错误；C、甲组比乙组提前达到平衡点，说明甲组更接近最适温度，且甲组温度低于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于乙组温度，C正确；D、丙组产物浓度低，说明高温使酶变性失活，变性是不可逆的，故即使反应时间足够长，丙组中产物的浓度也不可能超过甲组，D错误。故选C。3．酶在细胞代谢中的作用是（）A．提供代谢所需要的物质 B．提供代谢所需要的能量C．提供代谢所需要的场所 D．降低反应所需的活化能【答案】D【详解】A、酶是催化剂，不能提供代谢所需要的物质，A错误；B、酶不能提供代谢所需要的能量，B错误；C、酶作为催化剂，不能提供代谢所需要的场所，C错误；D、酶能降低化学反应所需的活化能，使一个原本在较温和条件下不能进行的反应可以高效快速地进行，D正确。故选D。4．影响酶活性的因素有很多，包括温度、酸碱度、反应物浓度、酶浓度等。如图表示的是在最适温度条件下，反应物浓度对淀粉酶所催化的化学反应速率的影响。下列有关说法正确的是（）A．若温度升高5℃，则A点位置上升B．若温度升高5℃，则B点位置不变C．若再加入少量淀粉酶，则A点位置将会上升D．若再加入少量淀粉酶，则B点位置将会上升【答案】D【详解】A、本实验在最适温度下测得的，温度升高，酶活性下降，A点时影响酶促反应速率的因素是反应物浓度，因此A点位置不变，A错误；B、B点时限制催化速率的因素最有可能是酶的数量和酶的活性，此时温度升高，酶活性下降，B点下移，B错误；C、A点时影响酶促反应速率的因素是反应物浓度，加入少量淀粉酶，A点位置也不变，C错误；D、B点时限制催化速率的因素最有可能是酶的数量和酶的活性，此时加入少量的淀粉酶，酶促反应速率会升高，B点会上升，D正确。故选D。5．某人通过实验研究化合物X对淀粉酶活性的影响，结果如下图。曲线Ⅰ为在底物中加入淀粉酶，曲线Ⅱ为在底物中加入淀粉酶和化合物X。下列分析错误的是（）A．曲线Ⅰ作为实验对照B．化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度C．淀粉酶的含量对曲线Ⅰ、Ⅱ的顶点位置无影响D．化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活【答案】C【详解】A、该实验中，没有加化合物X的一组，即曲线Ⅰ作为实验对照，A正确；B、由图可知，两组实验的最适温度相同，所以化合物X不会改变酶的最适宜温度，B正确；C、淀粉酶的含量对曲线Ⅰ、Ⅱ的顶点位置有影响，酶含量增加，反应速率加快，C错误；D、加入化合物X后，酶促反应速率降低，说明化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活，D正确。故选C。6．将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一个容器内，调整pH至2．0，保存于37℃的水浴锅内，过一段时间后，容器内剩余的物质是（）A．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、乳清蛋白、水C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水【答案】A【详解】A、乳清蛋白和唾液淀粉酶会被胃蛋白酶水解成多肽，唾液淀粉酶会失去活性淀粉不水解，因此容器内剩余的物质是淀粉、胃蛋白酶、多肽、水，A正确；B、唾液淀粉酶的本质是蛋白质，会被被胃蛋白酶水解成多肽，当PH调至2.0后，唾液淀粉酶会失去活性，淀粉不水解，B错误；C、由A项分析可知，容器内剩余的物质不应有唾液淀粉酶，应含有淀粉，C错误；D、容器内剩余的物质不应有唾液淀粉酶，应该含有多肽，D错误。故选A。7．下列有关酶的叙述，正确的是（）A．每一种酶只能催化一种化学反应B．酶的专一性与其空间结构有直接关系C．酶和无机催化剂的催化机理不同D．温度升高，酶的活性也随之升高【答案】B【详解】A、每一种酶只能催化一种或一类化学物质的反应，A错误；B、酶的专一性与酶的空间结构有直接关系，空间结构发生改变，细胞会失活，B正确；C、酶和无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能，C错误；D、超过最适温度，酶活性会随着温度升高而下降，D错误。故选B。8．关于生物体产生的酶的叙述，错误的是（）A．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2 B．绝大多数的酶的化学本质是蛋白质C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类 D．纤维素酶能够降解细菌细胞壁【答案】D【详解】A、脲酶能够将尿素分解成氨和CO2，A正确；B、大多数酶的本质为蛋白质，少数为RNA，B正确；C、蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类，可分解水解蛋白质和淀粉，C正确；D、酶具有专一性，纤维素能分解纤维素，而细菌的细胞壁成分为肽聚糖，D错误。故选D。9．下列列出的材料供任意选用，实验用具充足。请回答有关问题。（注：答案中溶液可不写浓度）选：（以下未说明的百分浓度均为质量分数浓度，各溶液均新配制）2%淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%FeCl3

溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、体积分数为

3%的过氧化氢溶液、5%HCl、5%NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂。（1）利用所供材料，_____________（能、否）通过实验验证“酶具有高效性”。（2）研究淀粉酶的专一性，选用的反应物最好是_____________，最好加入_____________（试剂名称）观察现象。（3）要证明温度对酶活性的影响，选用的反应物最好是_____________，加入_____________（试剂名称）观察现象。【答案】能淀粉和蔗糖斐林试剂淀粉溶液碘液【详解】（1）分析实验材料，实验可以利用体积分数为3%的过氧化氢溶液作为实验的底物，20%肝脏研磨液、3%Fecl3溶液作为催化剂，来验证“酶具有高效性”。（2）研究淀粉酶的专一性，选用的反应物最好是淀粉溶液和蔗糖溶液，由于淀粉和蔗糖都是非还原糖，淀粉酶可以水解淀粉产生还原糖而不能水解蔗糖，蔗糖及蔗糖的水解产物都不能与碘液反应，所以最好用