2025届高考 一轮复习 浙科版酶的催化功能受多种条件的影响 学案 浙江

第3课时酶的催化功能受多种条件的影响课标要求1.酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2.活动：探究影响酶活性的因素。考点一影响酶促反应速率的因素1．影响酶促反应速率的因素(1)酶促反应速率：用酶做催化剂催化化学反应的快慢程度，可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。(2)影响因素①通过影响酶活性影响反应速率，如温度、pH和各种化合物等。②通过影响酶与底物的接触面积影响反应速率，而不影响酶活性，如酶浓度、底物浓度。2．酶特性曲线的分析(1)酶高效性的曲线(2)酶专一性的曲线只有酶A能催化底物A参与的反应，说明酶具有专一性。3．影响酶促反应速率的因素曲线分析(1)通过影响酶活性影响酶促反应速率的因素①pH对酶活性的影响a．不同酶的最适pH不同，在最适pH下，酶的活性最高；高于或低于最适pH，酶的活性都会降低，甚至失活。b．过酸、过碱的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性。②温度对酶活性的影响a．不同种酶的最适温度不同，高于或低于最适温度，酶的活性都会降低。b．高温使酶的空间结构遭到破坏而失去活性；低温使酶的活性降低，在适宜温度下，酶的活性可以恢复。所以，酶一般在较低温度条件下保存。③此外，有机溶剂、重金属离子、酶的浓度、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。(2)直接影响酶促反应速率的其他因素①底物浓度②酶浓度(3)两种抑制剂的作用机理1．(2023·嘉兴高三期末)科学家从大洋深处的某种细菌体内分离出了一种嗜冷性蛋白酶，并在其他反应条件适宜的情况下，探究了温度对该酶活性的影响(不同温度下反应体系的底物量充足，反应时间相同)，实验结果如图所示，其中a、b为实线和虚线的交点，c点为虚线与横轴的交点。下列叙述错误的是()A．图中实线和虚线分别表示反应物剩余量相对值和酶活性相对值B．a点制约反应物剩余量相对值的主要因素为该反应体系的温度C．若在b点降低反应体系的pH，则反应物剩余量相对值将增加D．由图可知，反应体系温度越高，该嗜冷性蛋白酶的活性越低答案D解析a点，酶活性随着温度的上升而上升，a点制约反应物剩余量相对值的主要因素为反应体系的温度，B正确；图示曲线是在最适pH条件下测得的，若b点温度条件下降低反应体系的pH，酶活性降低，则反应物剩余量相对值将增加，C正确；由图可知，在一定温度范围内，随着温度的升高，酶活性增大，到达最适温度时酶活性最大；超过最适温度，随着温度的升高，酶活性降低，最后由于温度太高酶变性失活，D错误。2．已知酶的竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，非竞争性抑制剂可以改变酶的空间结构。图乙中的曲线a为无抑制剂时的反应速率。下列叙述正确的是()A．图甲中，影响曲线2和曲线3的因素分别是pH和温度B．图甲曲线1中，B点时增加底物浓度不会对反应速率产生影响C．图甲曲线1中，在A点之前加入酶的竞争性抑制剂，会使曲线1变为图乙中的曲线bD．可以利用图甲曲线2中的C点和曲线3中的F点对应的条件，对酶进行保存答案C解析高温、过酸、过碱都会使酶因空间结构发生改变而永久失活，低温不会导致酶失活，据此可推知，在图甲中，影响曲线2的因素是温度，影响曲线3的因素是pH，A错误；图甲的曲线1起点不为0，即没有酶时底物也可以进行微弱的反应，因此该曲线可以表示酶浓度对酶促反应的影响，在B点时限制反应速率的因素是底物浓度等，所以在B点时增加底物浓度会对反应速率产生影响，B错误；依题意可知，竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，从而降低酶对底物的催化效应，因此图乙中的曲线b表示竞争性抑制剂存在时的作用效果。图甲的曲线1中，在A点之前加入酶的竞争性抑制剂后，会导致与酶分子结合的底物分子的数量减少，酶促反应速率下降，会使曲线1变为图乙中的曲线b，C正确；图甲曲线2中的C点对应的是低温条件，曲线3中的F点对应的pH呈现强酸性、I点对应的pH为最适pH，酶应在最适pH、低温条件下保存，D错误。方法规律“四看法”分析酶促反应曲线考点二活动：探究pH对过氧化氢酶的影响1．实验原理：肝脏中的过氧化氢酶能将H2O2催化分解成H2O和O2。用不同的pH缓冲液处理过氧化氢酶和H2O2，收集O2的产生量，比较在不同pH下过氧化氢酶的催化活性。2．实验步骤(1)取上图装置，向反应小室加入适量的H2O2溶液和pH_5.0的缓冲液。(2)将大小相同的8片滤纸片放在新鲜肝脏匀浆中浸泡1min，然后取其中2片贴到反应小室上侧内壁。(3)翻转反应小室，适宜时间后，读取量筒水平面刻度并记录。(4)反复冲洗小室，重复上述实验，测量pH6.0、pH7.0、pH8.0下H2O2在酶催化下释放的气体量。3．实验应注意的问题(1)探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，因变量是过氧化氢的分解速率。(2)本实验的检测指标为气体产生量的多少，以此反映酶活性的高低。故将有刻度的量筒灌满水倒置于托盘中，以排出量筒内的空气，保证收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。(3)在探究pH对酶活性的影响时，需要保证酶的最适温度(排除温度干扰)。3．(2024·温州瑞安中学高三模考)某生物兴趣小组设计的一个实验方案如表所示，下列关于该实验的叙述，不正确的是()试管编号底物和试剂实验条件11cm3的正方体蛋白质块＋4mL蒸馏水37℃水浴；pH＝1.521cm3的正方体蛋白质块＋4mL胃蛋白酶37℃水浴；pH＝1.531cm3的正方体蛋白质块＋4mL胃蛋白酶37℃水浴；pH＝8A.该实验探究的是pH对胃蛋白酶活性的影响B．该实验可删除试管1组别，不影响实验结论的得出C．该实验可通过观察相同时间后，各组剩余蛋白质块的大小来比较胃蛋白酶的活性D．蛋白质块的初始体积、形状以及水浴温度等为该实验的无关变量答案B解析根据表格信息，实验的自变量是pH，该实验探究的是pH对胃蛋白酶活性的影响，A正确；试管1是对照组，1和2比较可证明胃蛋白酶具有催化作用，即该酶的活性正常，进而2和3比较可研究pH对胃蛋白酶活性的影响，B错误；相同时间后，各组剩余蛋白质块的大小可代表胃蛋白酶的活性，剩余体积较大的组，胃蛋白酶的活性较低，C正确；自变量是pH，蛋白质块的初始体积、形状以及水浴温度等为该实验的无关变量，需相同且适宜，D正确。4．(2024·杭州第二中学高三模拟)某兴趣小组同学利用下图中的两个装置探究pH对猪肝匀浆中过氧化氢酶活性的影响。将图示反应小室在适宜的温度下旋转180°后，发现两个注射器内气体体积逐渐增大，至不再增大时所需要的时间相等。下列叙述正确的是()A．反应完成两个注射器内收集到的气体体积不一定相等B．在较低的环境温度下，两个装置完成反应所需的时间一定不相等C．两反应所需要的时间相等，可以推断过氧化氢酶的最适pH介于6～8之间D．应先将H2O2溶液和缓冲液加入小室，后将浸过肝脏匀浆的滤纸片贴在小室上方的内壁上答案C解析两个反应小室内底物量相同，最终产生的氧气量相等，A错误；低温抑制酶的活性，所以在低温条件下，两个装置完成反应所需时间可能相等，B错误；底物量相等，反应时间相等，说明反应速率相等，说明最适pH应介于6和8之间，C正确；应先将浸过肝脏匀浆的滤纸片贴在小室上方的内壁上，将缓冲液加入小室，再加入H2O2溶液，D错误。1．(2021·浙江6月选考，16)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是()A．“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同B．“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物C．“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖D．设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物答案B解析“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，熟马铃薯块茎中的过氧化氢酶已经失活，不能催化过氧化氢分解；探究“酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有还原糖；设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，不可选择本尼迪特试剂检测反应产物，本尼迪特试剂需加热使用，影响变量温度。2．(2020·浙江7月选考，10)为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是()A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液D．比较各组量筒中单位时间内收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围答案C解析加入含酶的滤纸片后，应先加入pH缓冲液调节好不同pH，再将H2O2加到反应小室中，避免未达到预设的pH时过氧化氢酶已催化H2O2分解，C错误。3．(2021·海南，11)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是()A．该酶可耐受一定的高温B．在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同答案D解析相同温度下，不同反应时间内该酶的催化反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的催化反应速率相同，D错误。4．(2022·全国乙，4)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①②③④⑤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()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答案C解析由①组可知，酶P在低浓度Mg2＋条件下也有产物的生成，说明并非一定要在高浓度Mg2＋条件下酶P才具有催化活性，A错误；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错误；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正确，D错误。5．(2022·广东，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是()组别pHCaCl2温度(℃)降解率(%)①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－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CaCl2B．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