热考微练1“变量分析法”突破酶相关的实验探究

热考微练1“变量分析法”突破酶相关的实验探究(分值：30分)授课提示：对应课后定时检测案16页选择题每题3分。1．(2023·浙江6月卷)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。组别甲中溶液(0.2mL)乙中溶液(2mL)不同时间测定的相对压强/kPa0s50s100s150s200s250sⅠ肝脏提取液H2O2溶液09.09.69.810.010.0ⅡFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9Ⅲ蒸馏水H2O2溶液00000.10.1下列叙述错误的是()A．H2O2分解生成O2导致压强改变B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时C．250s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性解析：H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；据表分析可知，甲中溶液是酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；三组中的H2O2溶液均为2mL，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s之前(200s)Ⅰ组反应已结束，但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强10.0，故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比Ⅰ、Ⅱ组可知，在相同时间内Ⅰ组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。答案：C2．酶抑制剂能抑制酶的活性，可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种类型，两种类型的作用特点如图所示。为探究抑制剂X的类型，某小组将浓度为m和2m的等体积的底物分别加入甲、乙两支试管中，并向两支试管中加入等量且适量的酶和X，测定两支试管中的反应速率。下列说法正确的是()A．若升高无抑制剂组的反应温度，则酶促反应速率升高B．若乙管中反应速率大于甲管，则X为非竞争性抑制剂C．若甲、乙两管中反应速率相等，则X为竞争性抑制剂D．竞争性抑制剂不通过改变酶结构来影响酶活性解析：此实验中温度是无关变量，无关变量应保持相同且适宜，故实验中的温度对酶来说是适宜的，若升高温度，酶活性会下降，酶促反应速率下降，A错误。分析题图可知，当底物浓度达到m后随底物浓度增加，酶促反应速率增大的是竞争性抑制剂，酶促反应速率不变的是非竞争性抑制剂。据题干信息知，乙中底物浓度(2m)>甲中底物浓度(m)，若乙管中反应速率大于甲管，则X为竞争性抑制剂；若甲、乙两管中反应速率相等，则X为非竞争性抑制剂。据此可判断B、C错误。竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心，不改变酶的空间结构，D正确。答案：D3．(广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见表。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①、②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70℃，最适pH为9D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物解析：分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。答案：C4．(2026·黑龙江一模卷)红茶中的多酚氧化酶(PPO)活性很强，处理茶叶时通过揉捻，能使细胞中的多酚氧化酶(PPO)催化无色的多酚类物质生成褐色醌类物质，即“酶促褐变”。“酶促褐变”会使茶的鲜度差、味苦；增加氨基酸的含量会提高茶汤的鲜爽度。为提升茶的品质，科研人员探究了不同因素对茶汤中氨基酸含量的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A.上述实验的自变量是酶的种类、酶液浓度和揉捻时间B．揉捻时间长，有利于提升氨基酸的含量，但会使茶的鲜度差、味苦C．PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是降低了化学反应的活化能D．酶液浓度较大时使用纤维素酶更能提高茶汤鲜爽度，提升茶叶品质解析：据图可知，上述实验的自变量包括酶的种类(纤维素酶和蛋白酶)、酶液浓度(0%到1.5%)以及揉捻时间(15min和25min)，A正确；据题干信息可知，揉捻时间长，易产生褐色醌类物质使茶的鲜度差、味苦，但揉捻时间长不一定有利于提升氨基酸的含量，B错误；酶的作用机制是通过降低化学反应的活化能，故PPO(多酚氧化酶)催化无色物质生成褐色物质的机理是降低了化学反应的活化能，C正确；据图可知，当酶液浓度较大时(例如1.5%)，使用纤维素酶的条件下，氨基酸含量显著高于使用蛋白酶的处理，结合题干信息“增加氨基酸的含量会提高茶汤的鲜爽度”，故更能提高茶汤鲜爽度，提升茶叶品质，D正确。答案：B5．(海南卷)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解析：据图可知，该酶在70℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的高温，A正确；据图可知，在t1时，酶促反应速率随温度升高而增大，即反应速率与温度的关系为40℃＜50℃＜60℃＜70℃，B正确；由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同，其中70℃达到该温度下的最大反应速率时间最短，C正确；相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同，D错误。答案：D6．(15分)(2026·天津和平模拟卷)下图为定量测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出O2的实验装置，水槽内注有清水，倒转的量筒内也充满了清水。实验一：①制备新鲜动物肝脏的研磨液，制作大小相同的圆形小滤纸片若干。②将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡吸收后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上(如图甲所示)。③向反应小室内加入10mL3%H2O2溶液(如图甲所示)，并安装好装置。④将反应小室上下旋转180°，使小滤纸片与H2O2溶液接触，呈图乙所示状。⑤每隔30s读取并记录一次量筒中水面的刻度，连续进行5min。实验二：除了将圆形小滤纸片的数量改为2片外，其他均与实验一相同。(1)进行上述两个实验的目的是：探究________与酶促反应速率的关系。本实验通过测定单位时间内________作为酶促反应速率的观测指标。此外，还可以用收集5mL气体________作为观测指标。(2)如果上述两个实验的现象、结果无明显差异，则需如何进行改进？________或________进行实验。(3)如果根据实验一得到的数据绘制出了图丙所示的曲线。那么实验二的大致曲线应该是怎么样的？请在图丙中添画该曲线。(4)如果要利用上述实验的试剂、材料、装置等研究温度对酶促反应速率的影响，则与上述实验相比，不同的做法是：①在各次实验中，清水的温度不同(如0℃、30℃、100℃等)。②在各次实验中，________________不变。③要在H2O2溶液的温度达到与清水相同的温度后再把反应小室旋转180°。解析：(1)根据实验过程可知，实验中改变的是圆形小滤纸片的数量，即酶的浓度不同，故该实验的目的是探究酶的浓度与酶促反应速率的关系。H2O2在酶的催化作用下分解为H2O和O2，因此可通过检测单位时间内O2的产生量作为酶促反应速率的观测指标，此外，还可以用收集5mL气体所需时间作为观测指标。(2)如果上述两个实验的现象、结果无明显差异，则说明酶的浓度过大，反应速率过快或酶的浓度太小，反应速率太慢，因此可将实验改为用更少(1片、12片、14片等)或更多的圆形小滤纸片(6片、8片等)进行实验。(3)实验一的圆形小滤纸片的数量大于实验二的，反应速率应大于实验二的，因此实验二的反应曲线应在实验一的下方，但反应平衡点最终相同(4)如