分层作业：5.1 降低化学反应活化能的酶-【高效备课】高中生物2025-2026学年人教版（2019）必修1同步资源（教师版）

5.1降低化学反应活化能的酶基础巩固练1．（2025·黑龙江大庆一模）酶是极为重要的生物催化剂，在日常生活中有非常广泛的应用。下列关于酶的叙述正确的是（）A．酶是由活细胞产生的具有催化作用的蛋白质B．溶菌酶可以溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎作用C．乳酸菌中与发酵有关的酶分布于线粒体内膜上D．加酶洗衣粉中的酶直接来自生物，安全性更高【答案】B【解析】大多数酶是蛋白质，少部分是RNA，A错误；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，溶菌酶可以水解肽聚糖，B正确；乳酸菌是原核生物，只有核糖体这一种细胞器，没有线粒体，C错误；自然界中存在的酶并不完全适于生活和生产上应用。需要对酶进行改造，使之更加符合人们的需要，D错误。故选B。2．（2025·宁夏石嘴山高三阶段练习）下列不能体现酶高效性的是（）A．细胞内酶的种类很多B．酶能显著降低化学反应的活化能C．少量的酶能在短时间催化大量底物反应D．酶能大大提高化学反应的速率【答案】A【解析】细胞内酶的种类很多，一种酶只能催化一种或一类反应，体现了酶的专一性，不能体现酶的高效性，A符合题意；酶能极大降低某些化学反应的活化能，体现了酶的高效性，B不符合题意；少量的酶能在短时间催化大量底物反应，体现了酶的高效性，C不符合题意；酶能大大提高化学反应的速率，体现了酶的高效性，D不符合题意。故选A。3．（2024·东北师大附中试题）某实验小组利用某α－淀粉酶与淀粉探究温度对酶活性的影响时，待反应完全后检测麦芽糖含量，实验结果（部分数据）如下表所示。下列相关叙述正确的是（）温度/℃102540557085麦芽糖相对含量0.1700.8491.1221.2711.3830.450A．实验组1和6的麦芽糖相对含量较低，原因是酶的空间结构发生改变B．整个实验有对照，但表中各组均为实验组C．根据表中数据分析，该α－淀粉酶的最适温度在55～70℃D．利用蔗糖、淀粉和α－淀粉酶的反应验证酶的专一性，可用碘液检测【答案】B【解析】α－淀粉酶的化学本质是蛋白质，实验组1的低温（10℃）不会使酶的空间结构发生改变，A错误；该实验不同组别之间形成对照，都是实验组，属于相互对照（对比实验），B正确；酶在最适温度时活性最高，低于或高于最适温度其活性都降低。α－淀粉酶能催化淀粉产生麦芽糖，结合表格可知，在实验温度范围内，70℃时麦芽糖的相对含量最高，故该α－淀粉酶的最适温度在55～85℃，C错误；由于蔗糖及其水解产物都不能被碘液染色，所以无法通过实验现象判断α－淀粉酶是否能催化蔗糖水解，因此利用蔗糖、淀粉和α－淀粉酶的反应验证酶的专一性，不能用碘液检测，D错误。4．（2025·哈尔滨市三中一模）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，合理的是（）A．活细胞中均含有与呼吸作用有关的酶B．检测生物组织中是否含有酶，可以选用双缩脲试剂进行鉴定C．与酵母菌呼吸作用产生CO2相关的酶存在于细胞的线粒体基质中D．探究pH对酶活性影响时，可以选用淀粉、淀粉酶和碘液进行实验【答案】A【解析】活细胞都要进行细胞呼吸，故均含有与呼吸作用有关的酶，A正确；检测生物组织中是否含有酶，不能用双缩脲试剂进行鉴定，因为还有少数酶是RNA，B错误；酵母菌无氧呼吸第二阶段也会产生CO2，故与酵母菌呼吸作用产生CO2相关的酶存在于细胞质基质和线粒体基质中，C错误；探究pH对酶活性影响时，不可选用淀粉、淀粉酶和碘液进行实验，因为淀粉在酸性条件下也会被分解，D错误。5．（2025·八省联考河南卷）大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中的复合体A均由RNA和蛋白质组成，具有催化活性。下列实验组合中，能推出“大肠杆菌复合体A中的单独RNA组分有催化活性，但单独蛋白质组分无催化活性”这一结论的是（）①大肠杆菌复合体A经核糖核酸酶处理后，丧失催化活性②大肠杆菌复合体A经蛋白水解酶处理后，仍有催化活性③从大肠杆菌复合体A中分离的蛋白质组分，没有催化活性④通过体外转录得到大肠杆菌复合体A中的RNA，具有催化活性⑤大肠杆菌复合体A的RNA与枯草芽孢杆菌复合体A的蛋白质组装成的复合体，具有催化活性A．①③ B．①⑤C．②③ D．②④【答案】A【解析】①大肠杆菌复合体A经核糖核酸酶处理后，丧失催化活性，说明复合体A的催化活性与RNA有关，没被分解的蛋白质没有催化活性，可以推出结论。②不能证明单独的蛋白质没有催化活性。③从大肠杆菌复合体A中分离的蛋白质组分，没有催化活性，说明复合体A的催化活性与RNA有关，单独的蛋白质没有催化活性，可以推出结论。④只能证明RNA具有催化活性。⑤不能证明催化活性与哪部分有关。故选A。6．（2024·湘豫名校联考三模）研究发现，温度越高蛋白质分子热运动越快，蛋白质分子内的氢键等弱键的断裂程度也增加，蛋白质立体结构被破坏程度增加。如图为β－葡萄糖苷酶在不同温度下分别处理20min、60min、120min后获得的实验结果。下列相关分析正确的是（）A．该实验的自变量只有温度，因变量是酶活性B．该酶活性随温度、处理时间延长而降低C．图示结果说明该酶活性的最适温度为42℃D．处于高温环境越久，越多酶分子结构被破坏【答案】D【解析】由图可知，该实验的自变量有温度、处理时间，因变量是酶活性，A错误；由图可知，在37℃之前，该酶的活性随温度的升高而提高，处理60min的酶活性比处理20min的酶活性大，因此无法得出该酶活性随温度、处理时间延长而降低的结论，B错误；β－葡萄糖苷酶在处理20min时，该酶活性的最适温度为42℃，β－葡萄糖苷酶在处理60min时，该酶活性的最适温度为37℃，β－葡萄糖苷酶在处理120min时，该酶活性的最适温度为37℃，C错误；温度越高蛋白质分子热运动越快，蛋白质分子内的氢键等弱键的断裂程度也增加，蛋白质立体结构被破坏程度增加，由此推测处于高温环境越久，越多酶分子结构被破坏，D正确。7．（2025·黑吉两省十校联合体联考）纯棉织物经过氧化氢漂白后进入染色阶段，若染色中存在过氧化氢，会造成对氧化剂敏感的活性染料褪色。为保证后续染色的效果，通常用过氧化氢酶处理染液。下列相关分析错误的是（）A．过氧化氢酶为过氧化氢从常态转变为容易分解的状态提供活化能B．过氧化氢酶不会对棉织物上的纤维和活性染料的分子结构造成破坏C．相比漂白后水洗或高温处理，使用过氧化氢酶可以节约用水和时间D．温度、pH和过氧化氢酶的用量会影响酶促反应速率而影响染色效果【答案】A【解析】酶的作用机理是降低化学反应的活化能，过氧化氢酶的作用机理是降低过氧化氢从常态转变为容易分解的状态所需要的活化能，A错误；由题干信息“若染色中存在过氧化氢，会造成对氧化剂敏感的活性染料褪色”，而“为保证后续染色的效果，通常用过氧化氢酶处理染液”可知：过氧化氢酶不会对棉织物上的纤维和活性染料的分子结构造成破坏，从而保证染色效果，B正确；酶的作用特点是具有高效性，故相比漂白后水洗或高温处理，使用过氧化氢酶可以节约用水和时间，C正确；酶的作用条件温和，温度、pH可通过影响酶的活性影响染色效果，此外酶的用量也会影响染色效果，D正确。8.（2024·亳州蒙城第一中学期中）针对某酶促反应，某同学在酶量和反应时间都相同的情况下进行了甲、乙、丙三组实验，并得到相应的三条曲线。如图所示，甲是反应速率随反应物浓度变化的曲线，乙是存在一定量的物质W1时反应速率随反应物浓度变化的曲线，丙是存在一定量的物质W2时反应速率随反应物浓度变化的曲线。下列关于该实验的叙述，正确的是（）A．若仅提高甲组酶量重新实验，其最大反应速率保持不变B．若在甲组中加入W1重新实验，其最大反应速率会降低C．可推测在与酶的结合过程中，W1和反应物有竞争关系D．加大反应物的浓度，不会减弱W2对反应速率的影响【答案】B【解析】若仅提高甲组酶量重新实验，最大反应速率会增大，A错误；加入W1后反应速率下降，随反应物浓度上升反应速率也不能恢复，W1很可能是非竞争性抑制剂，会结合酶的非活性中心导致其空间构象发生改变，使酶的活性下降，若在甲组中加入W1重新实验，其最大反应速率会降低，B正确，C错误；由丙组曲线的趋势来看，W2最初抑制了酶促反应速率，但随着反应物浓度升高，这种抑制被解除，可推测W2为竞争性抑制剂，与底物竞争酶的活性中心，阻碍了反应物与酶结合，加大反应物浓度会减弱W2对反应速率的影响，D错误能力提升练1．下列关于酶的作用和本质的叙述，正确的是（）A．在探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响实验中，研究者采用了自变量控制中的减法原理B．酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量C．与无机催化剂不同，从生物体内分离出的酶能降低化学反应的活化能D．酶在反应完成后立即被降解成氨基酸E．因为巴斯德显微镜下观察到了酵母菌发酵产生酒精的过程，所以其观点是对的F．李比希坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用，这一观点缺乏观察或实验证据的支持G．在葡萄糖溶液中加入不含酵母细胞的酵母细胞提取液，观察酒精产生与否，是结束巴斯德与李比希争执的有力实验证据H．酶是由活细胞产生的，是只能在细胞内起催化作用的蛋白质【答案】FG【解析】在探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响实验中，研究者采用了自变量控制中的加法原理，A错误；酶不能为化学反应提供能量，B错误；无机催化剂与酶一样，都能降低化学反应的活化能，C错误；酶分子在催化反应完成后仍可再发挥催化作用，而不是立即被降解，D错误；酶也可以在细胞外起作用，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，H错误。2．下列有关酶特性及探究实验的叙述，正确的是（）A．比较H2O2在加入新鲜肝脏研磨液和加入蒸馏水时的分解速率，可验证酶具有高效性B．酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解C．每一种酶只能催化一种或一类化学反应D．酶在强酸、强碱和高温、低温条件下均会因酶的空间结构被破坏而变性失活E．酶通常是在低温、低pH条件下进行保存的F．探究酶的高效性实验，可用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，待H2O2完全分解后，检测产生的气体总量G．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，需选用碘液对其因变量进行检测H．探究pH对淀粉酶活性的影响，需要选用斐林试剂对其因变量进行检测I．探究pH对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察J．探究温度对酶活性的影响实验，可以用H2O2的分解速率来衡量酶活性K．探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，可选择双缩脲试剂检测实验结果L．新鲜糯玉米用85℃的水热烫2min，可较好地保持甜味，推测加热破坏了淀粉酶的活性M．溶菌酶能溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，与抗生素混用可增强抗生素的疗效N．胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制微生物繁殖【答案】BCIMN【解析】酶的高效性是与无机催化剂相比的，比较H2O2在加入新鲜肝脏研磨液和加入蒸馏水时的分解速率，验证的是酶具有催化作用，A错误；酶在强酸、强碱和高温条件下均会因酶的空间结构被破坏而变性失活，低温下不会，D错误；酶通常在低温、适宜pH条件下进行保存，E错误；由于两组底物的量相同，因此若两组的H2O2都完全分解后，产生的气体总量会相等，F错误；由于碘液不能鉴定蔗糖是否水解，故利用淀粉酶、淀粉和蔗糖为材料验证酶的专一性时，不能选用碘液对其因变量进行检测，G错误；淀粉在酸性条件下会分解，故不可用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，H错误；H2O2的分解同时受到温度影响，不能用于探究温度对酶活性的影响，J错误；探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，不可选择双缩脲试剂检测实验结果，因为不同温度下的蛋白酶均可以与双缩脲试剂发生颜色反应，而呈现紫色，K错误；糯玉米用85℃的水热烫2min，可较好地保持甜味，是因为高温破坏了将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性，L错误。3．（2025·湖北武汉高三阶段练习）过渡态是指化学反应过程中达到的能量最高状态。过渡态理论认为，酶催化反应的过程为：酶＋反应物①，酶＋过渡态反应物②，酶＋产物；无催化剂时，同一反应的过程为：反应物③，过渡态反应物④，产物。下列叙述错误的是（）A．发生过程①和过程③所需的能量均称为活化能B．与酶结合后反应物会更难转变为过渡态反应物C．加热与加酶使该反应变快的作用机理是不同的D．pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态【答案】B【解析】过程①和过程③都是反应物转变为过渡态反应物，所需的能量均称为活化能，A正确；酶具有催化作用，与酶结合后反应物更容易转变为过渡态反应物，B错误；加热使该反应变快的作用机理是提供能量，加酶使该反应变快的作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；pH影响酶的活性，pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态，从而影响酶促反应的速率，D正确。故选B。4．（2025·华南师大适应性练习）甲试管中装有2mL可溶性淀粉溶液、2mL酶①溶液；乙试管中装有2mL蔗糖溶液、2mL酶①溶液；丙试管中装有2mL可溶性淀粉溶液、2mL酶②溶液。利用上述试管验证酶的专一性。下列有关该实验的叙述，正确的是（）A．验证酶的专一性时，只需要考虑自变量的影响，不需要考虑无关变量B．若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时可选用碘液作为检测试剂C．若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂D．甲试管中加入的淀粉溶液、酶溶液都是2mL，是为了排除无关变量的干扰【答案】C【解析】验证酶的专一性时，实验的自变量应为酶的种类或底物的种类，且实验设计遵循单一变量原则，需控制无关变量相同且适宜，A错误；若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时不可选用碘液作为检测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解，B错误；若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂，根据是否有还原糖的生成判断淀粉是否水解，C正确；甲试管中加入的底物量与酶量相等，是为了保证在合理的浓度和用量下，反应能顺利进行，D错误。5．（2024·福清虞阳中学期中）茶叶中的多酚氧化酶能使茶多酚氧化，形成茶多酚的氧化产物茶黄素、茶红素和茶褐素等。绿茶加工过程中的杀青就是利用适当的高温钝化酶的活性，在短时间内制止由酶引起的一系列化学变化，形成绿茶绿叶绿汤的品质特点。下列叙述正确的是（）A．多酚氧化酶只能催化茶多酚氧化是因为酶具有高效性B．绿茶能保持绿色与短时间内高温破坏多酚氧化酶空间结构有关C．杀青后，多酚氧化酶不能与双缩脲试剂发生紫色反应D．多酚氧化酶为茶多酚氧化形成茶黄素、茶红素和茶褐素的过程提供能量【答案】B【解析】多酚氧化酶只能催化茶多酚氧化，是因为酶具有专一性，A错误；据题意可知，绿茶能保持绿色与短时间内高温破坏多酚氧化酶空间结构有关，B正确；杀青就是利用适当的高温钝化酶的活性，在短时间内制止由酶引起的一系列化学变化，形成绿茶绿叶绿汤的品质特点。高温导致蛋白质变性，蛋白质结构变得伸展松散，暴露出的肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应，故杀青后，多酚氧化酶能与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；酶在催化反应过程中可以降低化学反应所需的活化能，不提供能量，D错误。6．（2025·安徽皖江名校联盟考试）研究发现，“细胞外烟酰胺磷酸核糖转移酶”（简称eNAMPT，蛋白质类）能延长小鼠的寿命。下列有关eNAMPT的说法错误的是（）A．eNAMPT的催化具有高效性和专一性，其作用的发挥离不开特定的空间结构B．重金属处理后的eNAMPT仍可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应C．eNAMPT由基因控制合成，通过影响代谢进而控制生物的性状D．eNAMPT能降低反应的活化能，可在最适温度和最适pH条件下保存【答案】D【解析】酶的催化具有高效性和专一性，发挥作用离不开特定的空间结构，A正确；变性后的蛋白质，肽键并未断裂，仍可与双缩脲试剂反应产生紫色络合物，B正确；eNAMPT是一种蛋白质类酶，由基因控制合成，可通过影响代谢进而控制生物的性状，C正确；eNAMPT是一种酶，能降低反应的活化能，但应该在低温和最适pH条件下保存，D错误。7．（多选）酶A、酶B与酶C是分别从三种生物中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量其对不同浓度的ATP的水解反应速率，实验结果如图。下列叙述错误的是（）A．随ATP浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均增大B．达到最大反应速率一半时，三种酶所需要的最低ATP浓度不同C．酶A通过降低ATP水解所需活化能以提高反应速率D．当反应速率相对值达到400时，三种酶中酶A所需要的ATP浓度最低【答案】AB【解析】当ATP浓度相对值在0到50时，随ATP浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均增大；当ATP浓度相对值大于50时，随着ATP浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均不变，A错误；据图可知，酶A、酶B和酶C的最大反应速率分别是1200、800和400，各曲线达到最大反应速率一半时，三种酶需要的ATP浓度都是10，B错误；酶的作用机理是降低化学反应所需活化能以提高反应速率，故酶A通过降低ATP水解所需活化能以提高反应速率，C正确；当反应速率相对值达到400时，酶A、酶B和酶C所需要的ATP浓度依次增加，即酶A所需要的ATP浓度最低，D正确。8．（多选）盐酸和蛋白酶均可使蛋白质发生水解。某同学使用盐酸、蛋白酶、蛋清做了如下图所示的探究实验，其中①～③表示特定的生化反应。下列说法正确的是（）A．①过程破坏了蛋白质的空间结构B．蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解C．处理相同时间后，根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有高效性的结论D．用盐酸配制不同pH的溶液与蛋白酶混合后加入蛋白块中，可用于探究pH对酶活性的影响【答案】ABC【解析】过程①为加热过程，该过程蛋白质的空间结构会发生改变，A正确；经过加热后，蛋白质的空间结构改变，变得松散，更容易被蛋白酶分解，即蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解，B正确；酶的高效性是指酶和无机催化剂相比催化效率更高，因此处理相同时间后，根据蛋白块b明显小于蛋白块c的现象可得出酶具有高效性的结论，C正确；蛋白酶和蛋白块都是蛋白质，因此D项操作达不到实验目的，D错误。9．（多选）（2025·山东省新高考联合体测评）核酶是具有催化功能的RNA分子，具有酶的基本特性。核酶P能够识别和切割tRNA前体分子的5′端，去除额外的序列，参与tRNA分子的加工过程；rRNA能够识别tRNA携带的氨基酸，催化肽键的形成。下列说法错误的是（）A．真核细胞的核酶均在细胞核合成，通过核孔运输到细胞质发挥作用B．核酶P和rRNA均通过降低化学反应的活化能发挥作用C．核酶P作用于磷酸二酯键，并催化tRNA中氢键的形成D．rRNA的催化不具有专一性，催化的底物为氨基酸分子和多肽【答案】ACD【解析】核酶是具有催化功能的RNA分子，合成核酶的过程为转录，在真核细胞内可以发生在细胞核或者叶绿体、线粒体，A错误；核酶是具有催化功能的RNA分子，rRNA能够催化肽键的形成，酶催化的原理是降低化学反应的活化能，B正确；核酶P能够识别和切割tRNA前体分子的5′端，作用于磷酸二酯键，但tRNA中氢键的形成不需要核酶催化，C错误；rRNA催化一类反应——氨基酸之间脱水缩合，它的催化具有专一性，D错误。10．（2025·达州市高级中学检测）诱导契合模型认为，酶分子具有一定的柔性，当酶与底物分子接近时，酶受底物分子诱导，构象发生有利于与底物结合的变化，这种构象的变化能使活性中心的催化基团处于合适的位置。甲物质和乙物质与R酶之间的关系如图所示。根据诱导契合模型推测，下列叙述正确的是（）A．R酶能催化甲物质和乙物质发生相关的化学反应B．底物和酶发生结合导致酶的空间结构发生不可逆变性C．构象的变化使酶能更好地结合底物，从而行使催化功能D．该模型说明了酶促反应在温和的条件下可以高效进行【答案】C【解析】根据诱导契合模型和图中信息可知，R酶不能催化甲物质发生相关的化学反应，A错误；酶是生物催化剂，反应前后自身性质不发生改变，因此其空间结构的改变是可逆的，B错误；根据诱导契合模型和图中信息可知，底物和酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能，C正确；该模型不能体现酶促反应在温和的条件下可以高效进行，D错误。11．（2025·荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟）某实验小组要对酶的一些性质进行验证，准备了以下材料和用具：2%唾液淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%FeCl3溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、3%过氧化氢溶液、5%的盐酸、5%的NaOH溶液、碘液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅、冰块等。请回答下列问题：（1）可选用2%的唾液淀粉酶溶液作为催化剂进行实验验证酶具有专一性，设置两组实验，两组实验的反应物应分别为________________________。检验试剂不宜用碘液，理由是____________________。（2）若要验证酶的活性是否受pH的影响，上述所给的材料中的淀粉溶液不宜选为反应物，最主要的原因是________________________。（3）如要验证温度对唾液淀粉酶活性的影响，____________（填“需要”或“不需要”）设置预实验摸索温度范围，理由是________________________。【答案】（1）3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液3%蔗糖溶液组无论蔗糖是否被水解，碘液均无颜色变化（2）淀粉在酸性条件下会被水解（3）不需要该实验的目的是验证温度对酶活性的影响，只需设置高温、低温及37℃三个组别即可，不需要设置预实验摸索温度范围【解析】（1）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，由于淀粉酶可以水解淀粉而不能水解蔗糖，最好用加入斐林试剂观察砖红色是否出现来观察实验结果。不宜用碘液，理由是3%蔗糖溶液组无论蔗糖是否被水解，碘液均无颜色变化。（2）由于酸性条件下淀粉易分解，因此淀粉不能作为探究