第1节　降低化学反应活化能的酶-2022版生物必修第一册人教版（2019） 同步练习 （Word含解析）

这是一份第1节　降低化学反应活化能的酶-2022版生物必修第一册人教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共23页。

第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　降低化学反应活化能的酶
第1课时　酶的作用和本质
基础过关练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　了解酶的本质
1.(2021北京师大珠海分校附属外国语学校月考)酶对细胞代谢起着非常重要的作用,可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述,正确的是 (　易错　)
A.酶不能脱离生物体起作用
B.酶只有释放到细胞外才起作用
C.所有的酶其化学本质都是蛋白质
D.酶是具有催化作用的有机物
2.(2020福建永安三中高一下期中)活细胞内合成酶的原料是 (　　)
A.脂肪酸　　B.核苷酸
C.氨基酸　　D.氨基酸或核苷酸
3.欲判断某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA,下列方案不可行的是 (　　)
A.与双缩脲试剂反应,观察是否出现紫色
B.用蛋白酶处理,检测其活性是否丧失
C.用RNA水解酶处理,检测其活性是否丧失
D.与斐林试剂反应,观察是否出现砖红色沉淀
4.(2020福建八县高一期末)有关酶的发现过程叙述错误的是 (　　)
A.斯帕兰札尼发现了化学消化
B.毕希纳利用丙酮作溶剂提取了酿酶
C.萨姆纳证明了脲酶是蛋白质
D.切赫和奥特曼发现少数酶是RNA
题组二　辨析酶的作用机理
5.(2021吉林松原油田十一中月考)酶具有极强的催化功能,其原因是 (　　)
A.增加了反应物之间的接触面积
B.降低了化学反应的活化能
C.提高了反应物分子的活化能
D.酶提供反应开始所必需的活化能
6.(2021湖南娄底期中改编)酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示(Ea、Eb、Ec为活化能,指底物分子“活化”所需的能量)。下列叙述正确的是 (　　)

A.表示酶降低的活化能的是Eb-Ec
B.没有催化剂,该化学反应不能发生
C.由图中Ec与Eb比较可知,酶催化作用更显著
D.酶和无机催化剂均降低了底物分子的能量
题组三　比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
7.(2020山东枣庄高一期末)如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,相关分析合理的是(　易错　)

A.本实验的自变量是不同的催化剂
B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
D.1号与3号试管、1号与4号试管可分别构成对照实验
8.下表是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的相关内容。请回答:
编号
加入材料
处理方法
实验现象
1
2 mL H2O2溶液+
2滴清水
室温
无气泡
2
2 mL H2O2溶液+
2滴清水
90 ℃
水浴
少量气泡,带火星
的卫生香不复燃
3
2 mL H2O2溶液+
2滴质量分数为
3.5%FeCl3溶液
室温
较多气泡,带火星的
卫生香复燃不明显
4
2 mL H2O2溶液+
2滴肝脏研磨液
室温
大量气泡,带火星
的卫生香猛烈复燃
(1)该实验中,对照组是　　　　(填试管编号),实验组是　　　　(填试管编号)。 
(2)比较3号和4号试管,你能得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)某同学按照表中方法做了这个实验,结果试管3和试管4的现象刚好相反,你认为实验失败的原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

第2课时　酶的特性
基础过关练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　分析酶的特性
1.(2021北京房山高一上期中)在1~5号试管中分别加入2 mL 0.5 mol·L-1的过氧化氢溶液,再进行相应的实验,结果如下(注:铁离子是过氧化氢水解的催化剂;新鲜土豆中含有过氧化氢酶)
试管编号
1
2
3
4
5
加入
物质
1 mL
唾液
锈铁钉
生土
豆块
熟土
豆块
生土豆块
和稀盐酸
实验结果
几乎
无气泡
少量
气泡
大量
气泡
几乎
无气泡
少量
气泡
据表分析不正确的是 (　　)
A.1号几乎无气泡,说明唾液淀粉酶不能催化过氧化氢水解
B.3号和5号对比,说明酶的活性受pH的影响
C.3号和4号对比,说明酶的活性受温度的影响
D.2号和3号对比,说明酶具有专一性
2.(2020辽宁锦州高二期末)果酒放久后易产生蛋白质沉淀而使酒混浊,加入少量菠萝蛋白酶可以分解蛋白质沉淀,防止混浊,而加别的酶(如氨基酸氧化酶等)则无济于事,这说明 (　　)
A.酶的催化作用受环境温度的影响
B.酶的化学成分主要是蛋白质
C.酶的催化作用具有高效特点
D.酶的催化作用具有专一特点
3.(2021山东滨州高一期末)细胞代谢过程中酶发挥了无法替代的作用。下列关于酶的叙述错误的是 (　　)
A.酶制剂适宜在最适温度和最适pH条件下保存
B.酶的高效性使得细胞内化学反应得以快速进行
C.进入胃内的唾液淀粉酶可作为胃蛋白酶的底物
D.细胞生命活动有条不紊地进行与酶的专一性有关
题组二　分析与酶特性相关的实验
4.(2021山东日照高一期中)蔗糖酶能将一分子蔗糖水解为一分子果糖和一分子葡萄糖。如图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型,下列有关叙述错误的是 (　　)

A.该模型能解释酶具有专一性
B.模型中乙表示蔗糖酶,为甲的水解提供反应的活化能
C.模型中甲表示蔗糖,丙表示果糖和葡萄糖
D.若温度适当升高或降低5 ℃,酶的催化速率都将下降
5.(2020黑龙江大庆一中高一期中)有关酶特性的实验设计中,正确的是 (　　)
A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B.利用淀粉、淀粉酶和碘液探究pH对酶活性的影响
C.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液探究酶的高效性
D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
6.(2021黑龙江哈尔滨六中高一月考)下列实验或现象能说明酶的高效性的是 (　　)
①唾液中有唾液淀粉酶,把唾液稀释10倍后,催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催化剂
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
②取两支洁净的试管,分别加入等量的淀粉溶液,然后向其中一支试管中加入适量的淀粉酶溶液,另一支试管中加入等量的蒸馏水,一段时间后,检测淀粉的分解情况
③在等量的过氧化氢溶液中,分别加入等量过氧化氢酶和FeCl3溶液,观察气泡的释放速率
A.①②③　　B.①③　　C.③　　D.②③
题组三　影响酶促反应的因素
7.(2021辽宁新高考调研考试)土豆削皮后放置一段时间,切口会发生褐变,这是由土豆中的多酚氧化酶(PPO)氧化多酚物质引起的。某学习小组设计实验探究了温度对土豆中多酚氧化酶活性的影响,实验结果如表所示。下列相关叙述错误的是 (　　)
温度/℃
0
25
50
75
100
酶活性相对值
0.3
1.1
3.0
1.5
0
A.PPO的活性可通过土豆切口褐化程度来检测
B.该实验中的土豆量、多酚物质量等都是无关变量
C.应将土豆和多酚物质分别放在预设温度下保温一段时间后再混合
D.从实验结果可以看出,该酶的最适温度一定是50 ℃
8.(2021安徽皖北名校联考)如图表示在最适条件下,纤维素浓度对纤维素酶催化的化学反应速率的影响,下列分析错误的是 (　　)

A.一定范围内,随着纤维素浓度的增大,酶促反应速率增大
B.限制C点酶促反应速率的主要因素是纤维素酶的浓度
C.若在A点时改变反应体系的pH,则酶促反应速率增大
D.若在C点时加入少量的纤维素酶,则酶促反应速率增大
9.(2021山东潍坊高一期末)如图表示人体消化道内两种酶的活性与pH之间的关系。下列叙述错误的是 (　　)

A.pH过高或过低会使酶的空间结构发生变化而失活
B.调整pH由9到2的过程中,B曲线代表的酶活性逐渐恢复
C.pH为10时,增大反应物浓度,C曲线代表的酶催化反应的速率可能不变
D.B曲线和C曲线代表的酶可能催化同一类化学反应
10.(2021安徽滁州重点高中高一期末)在不同温度和pH组合下对酶的作用进行研究,下列符合如图的含义的是 (　　)

A.随pH从5升到7,酶的最适温度不变
B.随pH从5升到7,酶的活性逐渐降低
C.温度由O~A变化过程中,酶的活性逐渐降低
D.该酶的最适pH为7
11.解读下面与酶有关的曲线,回答下列问题:

甲

乙

丙
(1)酶的作用机理可以用甲图中　　 　　段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则B在纵轴上将　　　　(填“上移”或“下移”)。 
(2)乙图中160 min时,生成物的量不再增加的原因是　　　　　　　　 　　　　。 
(3)联系所学内容,分析丙图曲线:对于曲线ABD,若x轴表示反应物浓度,则y轴可表示酶促反应速率,制约曲线BD增加的原因可能是　　　　　　　　 　　　　　　　　。 
(4)若胃蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH由10逐渐降低到1.5,则酶催化反应的速率将　　　　,原因是　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。 
12.(2021湖南宁乡十中月考)某科研小组探究小麦在萌发过程中α-淀粉酶活性的变化,其实验过程及结果如下,请分析回答问题。
①分别取未萌发、萌发1天、3天和5天的小麦种子,依次编号为A、B、C、D四组。
②将各组种子分别加入石英砂和等量蒸馏水研磨、离心,制备淀粉酶提取液。
③酶活性的测定,结果如下:
组别
A
B
C
D
α-淀粉酶活性/(U·g-1)
0.84
1.04
6.62
10.91
(1)α-淀粉酶活性可以用单位时间　　　　 　　　来表示。 
(2)取A、B、C、D四组α-淀粉酶提取液各0.5 mL,分别加入足量的淀粉中,相同时间内生成产物最多的是　　　 　组(填“A”“B”“C”或“D”),可以用　　　　鉴定还原糖的产生。 
(3)实验结果表明,5天内种子萌发过程中α-淀粉酶活性　　 　　。 
(4)本实验能否说明α-淀粉酶活性最高为10.91 U/g?　　　　　　,请说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　。 

能力提升练

题组一　综合分析与酶特性相关的实验及设计
1.(2021湖南邵阳高一期末改编,)某同学将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴加碘液进行观察,结果观察到胚乳呈蓝色块状,且随着玉米发芽时间的延长,蓝色块状物会逐渐变小。为验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,该同学设计了如下实验:在1~4号试管中分别加入相应的物质和溶液(如图所示),混合均匀后,将试管放入50~65 ℃的温水浴中30 min,然后用斐林试剂检测并观察试管内的颜色变化。下列相关分析错误的是 (　　)

A.使用斐林试剂时,应将甲液和乙液等量混匀后再加入试管中
B.2号试管中加入的X可以为发芽前的玉米提取液
C.4号试管可有可无,对实验没有影响
D.利用1号试管可排除淀粉溶液本身含有还原糖的可能性
2.(2021湖北恩施高中等六校联考,)研究发现:酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验,下列相关说法错误的是　 (　　)

A.①过程会改变蛋白质的空间结构
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.将蛋白酶溶液和蛋白块混合,可以准确地测定pH对蛋白酶活性的影响
D.处理相同时间,蛋白块b明显小于蛋白块c,可以证明酶具有高效性
3.(2021山东潍坊期中改编,)抗氧化成为当下的一个热门话题,很多广告宣传告诉人们:体内的活性氧浓度越低越好,长期大量服用抗氧化剂,可以延缓衰老。在多数人的想象中,活性氧对机体正常的肌肉工作效率只有负面影响。为了探究真伪,科研人员利用大鼠的横膈肌进行了如下实验。下列相关叙述不正确的是(　　)
组别
材料
处理
横膈肌收缩力度
1
大鼠的
横膈肌
一定量X溶液
b
2
大鼠的
横膈肌
等量H2O2酶处理
后的X溶液
3
大鼠的
横膈肌
等量添加抗氧化剂
的X溶液
4
大鼠的横
膈肌(若
干小组)
在每组X溶液中分别添加一定剂量的0.1~10μmol/L的过氧化氢
随过氧化氢浓度增加,先增大后降低
记录现象后在高H2O2浓度的溶液中再加入抗氧化剂
增加
注:X溶液为横膈肌细胞所处环境的模拟培养液。
A.本实验的设计遵循了对照原则,其对照形式仅为空白对照
B.本实验的目的之一是探究过氧化氢(活性氧)对大鼠横膈肌收缩力度的影响
C.实验需要控制好大鼠的横膈肌的生理状态、X溶液浓度等无关变量
D.实验结果表明,一定浓度的活性氧对肌肉功能的正常发挥起促进作用,证明广告中对抗氧化宣传是不够科学的
题组二　探究影响酶促反应的因素
4.(2021山东烟台招远一中高一期末,)某实验小组为了探究乙烯对淀粉酶活性的影响,向多支试管加入等量的磷酸缓冲液、淀粉溶液和淀粉酶后分为实验组和对照组。其中实验组加入适宜体积的乙烯,对照组加入等量的蒸馏水,在最适温度下酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列说法错误的是 (　　)

A.酶活性指的是酶对化学反应的催化效率
B.分析实验及结果,可以得出的结论是乙烯能提高淀粉酶的活性
C.B点时,实验组和对照组的底物浓度相同,酶促反应速率相等
D.若提高反应体系的温度,则t1和t2向右移动
5.(2021江苏连云港赣榆海头高级中学调研,)如图为用同一种酶进行的不同实验结果,下列有关叙述不正确的是 (　　)



图1

图2

图3
A.图1曲线不能证明酶具有高效性
B.实验结果表明,该酶活性在30℃左右、pH为7时比较高
C.pH=2与温度为20℃条件下酶活性减弱的原因相同
D.本实验研究的酶是麦芽糖酶
6.(2021河北沧州期中,)用α-淀粉酶和3%的淀粉溶液进行相关实验,图1表示适宜温度下,pH对α-淀粉酶活性(用溶液中生成的麦芽糖的浓度表示)的影响的实验结果;图2中曲线表示pH=a的一组中,溶液中麦芽糖浓度随时间的变化。在pH=a组的基础上,进行下列哪项调节后可以得到曲线Ⅱ (　　)
图1　图2
A.增大淀粉溶液的量　　　　 B.将pH调节到b
C.适当增加α-淀粉酶的量　　　　D.将温度升高5 ℃
7.(多选)(2021河北衡水中学二调,)如图为酶促反应曲线,Km表示反应速率为1/2 Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似,可与底物竞争性结合酶的活性部位;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析错误的是 (　　)

A.Km越小,酶与底物亲和力越低
B.加入竞争性抑制剂,Km减小
C.加入非竞争性抑制剂,Vmax降低
D.非竞争性抑制剂破坏酶的空间结构
8.(不定项)(2021湖南长沙雅礼中学月考,)为探究影响过氧化氢分解的因素,某校生物兴趣小组在最适温度、pH条件下做了两个实验,结果如图所示。下列分析错误的是 (　　)
实验1　实验2
A.实验1、2中的自变量分别为时间、过氧化氢的浓度
B.实验1中,过氧化氢酶和Fe3+的作用原理都是降低了化学反应的活化能
C.实验2中,b点时温度再提高5 ℃则O2产生速率上升
D.实验2中,c点时限制O2产生速率的因素主要是反应物的浓度和酶的浓度
9.(2021吉林东北师大附中一模,)为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响,某同学进行了实验,实验步骤和结果见表。请回答:
实验步骤
试管编号
1
2
3
4
1%NaCl溶液/mL
1



1%CuSO4溶液/mL

1


1%Na2SO4溶液/mL


1

蒸馏水/mL



1
pH=6.8缓冲液/mL
1
1
1
1
1%淀粉溶液/mL
1
1
1
1
唾液淀粉酶溶液/mL
1
1
1
1
各试管放入37 ℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管,加入1%碘溶液0.1 mL
观察结果
无蓝色
深蓝色
浅蓝色
浅蓝色
(1)实验中加入缓冲液的作用是　　　　　　　　　　　　　。 
(2)分析实验结果可知:对酶活性有抑制作用的离子是　　　　;对酶活性有促进作用的离子是　　　　　。 
(3)该实验中设置3号试管的目的是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测,1~4号试管中的颜色依次是　　　　　　　　　　　　 　　　　。根据上述实验结果,在操作过程中,保温之前不能加入斐林试剂,其原因是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 
答案全解全析
第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　降低化学反应活化能的酶
第1课时　酶的作用和本质
基础过关练
1.D
2.D
3.D
4.B
5.B
6.C
7.D

1.D　酶在生物体外,只要环境适宜也可以起作用,A错误;酶在细胞内外均可以起作用,B错误;绝大部分酶的化学本质是蛋白质,少部分酶是RNA,C错误;酶是具有催化作用的有机物(教材P81),D正确。
易错警示
(1)酶的本质并非全为蛋白质,少数酶为RNA。酶的基本单位为氨基酸或核糖核苷酸。
(2)并非具有分泌功能的细胞才能产生酶,活细胞一般都能产生酶。
(3)酶既可以在细胞内发挥作用,也可以在细胞外或生物体外发挥作用,如各种消化酶。
2.D　绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,所以活细胞内合成酶的原料是氨基酸或核苷酸,A、B、C错误,D正确。
3.D　酶的本质绝大多数是蛋白质,少数为RNA。蛋白质可以与双缩脲试剂发生紫色反应,因此可用双缩脲试剂鉴定酶的本质,A不符合题意。若酶的本质是蛋白质,用蛋白酶处理可使其失活,失去催化作用;若酶的本质为RNA,用RNA水解酶处理可使其失活,失去催化能力,故可用蛋白酶和RNA水解酶鉴定酶的本质,B、C不符合题意。斐林试剂可用来检测还原糖,但酶的本质不是还原糖,D符合题意。
4.B　1773年,斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼中,然后让鹰吞下去,一段时间后,他将小笼取出,发现肉块消失了,他推断胃液中一定含有消化肉块的物质,由此发现了化学消化,A正确;毕希纳将酵母细胞研碎,用提取液和葡萄糖反应,得到了酒精,所以他认为酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,并称之为酿酶,但毕希纳未分离出酿酶,B错误;萨姆纳从刀豆种子中分离了脲酶,并证明了脲酶是蛋白质,C正确;20世纪80年代,美国科学家切赫、奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能,发现少数酶是RNA,D正确。
5.B　酶的作用机理是降低化学反应的活化能,酶不能增加反应物之间的接触面积,A错误,B正确;酶可以使化学反应的速率大幅度提高的原因是酶作为生物催化剂,可以明显的降低化学反应的活化能,酶不会提供能量,也不能提高反应分子的活化能,C、D错误。
6.C　分析图:Ea表示不加催化剂时化学反应所需的活化能,Eb表示无机催化剂催化的反应所需的活化能,Ec表示酶催化的化学反应所需的活化能,表示酶降低的活化能的是Ea-Ec,A错误;从图中可看出,没有催化剂,所需活化能较多,反应进行速度慢,并不是不能发生,B错误;分析曲线可知,酶与无机催化剂相比,酶降低活化能更多,催化效率更高,C正确;酶和无机催化剂降低了化学反应的活化能,而不是降低底物分子的能量,D错误。
7.D　题述实验的目的为比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,则自变量为反应条件,而不是催化剂的种类,A不合理;温度属于自变量,酶的用量属于无关变量,B不合理;1号试管与2号试管的温度不同,二者对比可说明加热能加快反应速率,加热可为反应提供能量,不能降低反应的活化能,C不合理;1号试管与3号试管对照,自变量为无机催化剂的有无,1号试管与4号试管对照,自变量为酶的有无,D合理。
易错提醒
与自变量和无关变量相关的三点提醒
(1)依据实验目的,由实验者有意改变或操控的变量为自变量;除自变量之外,一切能够影响实验结果的变量均为无关变量。
(2)自变量和无关变量均会影响实验结果。
(3)实验目的不同,自变量和无关变量会有所不同。
8.答案　(1)1　2、3、4　(2)过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多　(3)肝脏研磨液不新鲜
解析　(1)该实验的目的是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”,分析实验可知,试管1中滴加的是清水,处于室温环境中;试管2中滴加的是清水,90 ℃水浴加热;试管3中添加了2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液,处于室温环境中;试管4中添加了2滴肝脏研磨液,处于室温环境中。故试管1应为空白对照组,试管2、3、4是实验组。(2)3号和4号试管的自变量是催化剂的种类,即无机催化剂和酶,结果单位时间内4号试管中产生的气泡明显较3号试管多,说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率更高。(3)某同学按照表中方法做了这个实验,结果试管3和试管4的现象刚好相反,可能的原因是肝脏研磨液不新鲜,过氧化氢的分解速率降低。
第2课时　酶的特性
基础过关练
1.D
2.D
3.A
4.B
5.C
6.B
7.D
8.C
9.B
10.A






1.D　唾液中含唾液淀粉酶,1号几乎无气泡,说明唾液中的唾液淀粉酶不能催化过氧化氢水解,说明酶具有专一性,A正确;5号试管加入的是生土豆块和稀盐酸,与3号对照,自变量为有无稀盐酸,可以说明酶的活性受pH的影响,B正确;4号用的熟土豆块,细胞内的酶经过了高温处理,3号用的生土豆块,3号和4号实验对照可说明酶的活性受温度的影响,C正确;3号和2号实验自变量为生物催化剂和无机催化剂,说明酶具有高效性,不能说明酶具有专一性,D错误。
2.D　根据题意不能说明温度对酶作用的影响,也不能说明酶的化学成分主要是蛋白质,故A、B错误;酶催化作用的高效性是和无机催化剂相比,故C错误;蛋白酶能催化蛋白质水解,而加氨基酸氧化酶不能催化该蛋白质水解,说明酶具有专一性,故D正确。
3.A　酶起催化作用需要适宜温度和pH,而保存酶制剂需在低温和最适pH条件下,A错误;与无机催化剂相比,酶具有高效性,可保证细胞内化学反应快速进行,B正确;唾液淀粉酶的最适pH为中性,胃内呈酸性,唾液淀粉酶进入胃内,由于pH较低而失活,唾液淀粉酶的化学本质为蛋白质,故其可作为胃蛋白酶的底物,C正确;酶的专一性指一种酶只能催化一种或者一类反应的进行,可保证细胞代谢互不干扰、细胞生命活动有条不紊地进行,D正确。
4.B　甲能和乙的活性部位结合,如钥匙和锁的关系,该图能够解释酶具有专一性,A正确;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,B错误;蔗糖在蔗糖酶的作用下,被分解为果糖和葡萄糖,模型中甲表示蔗糖,丙表示果糖和葡萄糖,C正确;该图表示酶在最适温度下催化底物分解的模型,如果温度升高或降低5 ℃,酶的活性均减弱,催化效率都将下降,D正确。
5.C　过氧化氢在常温下能分解,且受热易分解,故不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,A错误;不能利用淀粉、淀粉酶和碘液来探究pH对酶活性的影响,因为淀粉在酸性条件下会水解,B错误;新鲜的猪肝研磨液中含有过氧化氢酶,可催化过氧化氢分解,氯化铁溶液作为无机催化剂也能催化过氧化氢分解,故可以利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性,C正确;胃蛋白酶的最适pH是1.5,因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响,D错误。
6.B　若把唾液稀释后催化淀粉完全水解的速度仍高于无机催化剂,说明酶与无机催化剂相比,具有高效性,①符合题意;分析该实验的自变量是有无添加淀粉酶溶液,只能证明淀粉酶有催化淀粉水解的作用,不能证明该酶具有高效性,②不符合题意;分析该实验可知,在等量的过氧化氢溶液中加入等量的过氧化氢酶和FeCl3溶液,其自变量是催化剂种类,通过气泡释放速率的对比,可说明酶具有高效性,③符合题意。
7.D　根据题干信息和表格分析可知,该实验的目的是探究温度对土豆中多酚氧化酶活性的影响,实验的自变量是温度,因变量是酶活性相对值,在实验温度范围内,随着温度的升高,酶活性相对值先增加后降低,100 ℃时酶已经丧失活性。根据题干信息分析可知,土豆切口发生褐变是由多酚氧化酶(PPO)氧化多酚物质引起的,因此PPO的活性可通过土豆切口褐化程度来检测,A正确;该实验的自变量是温度,因变量是酶活性相对值,则土豆量、多酚物质量等都是无关变量,B正确;为了防止化学反应在达到预设温度之前进行,应该将土豆和多酚物质分别放在预设温度下保温一段时间后再混合,C正确;根据表格数据可知,实验所取的几个温度中50 ℃时酶的活性最高,但是仅根据现有的实验数据不能确定50 ℃就是该酶的最适温度,D错误。
8.C　据图可知,在曲线O~B段对应的纤维素浓度范围内,随着纤维素浓度的增大,酶促反应速率增大,A正确;B~C段,随着纤维素浓度的增大,酶促反应速率几乎不再增大,由于此反应是在最适条件下进行的,所以此时制约酶促反应速率的主要因素是纤维素酶的浓度,B正确;图示反应是在最适条件下进行的,若在A点时改变反应体系的pH,则酶促反应速率将减小,C错误;C点时的制约因子主要是酶的浓度,若在C点时加入少量的纤维素酶,则酶促反应速率增大,D正确。
9.B　题图为人体消化道内两种酶的活性与pH之间的关系,由曲线可知,随着pH的升高,两种酶的活性都表现为先升高后降低。消化酶的化学本质是蛋白质,pH过高或过低会使酶的空间结构发生变化而失活,A正确;据图分析可知,在pH为9的条件下,B曲线代表的酶因空间结构被破坏而永久失活,故调整pH由9到2的过程中,B曲线代表的酶活性不能恢复,B错误;据图分析可知,pH为10时,C曲线代表的酶的活性较低,因此增大反应物浓度,该酶催化反应的速率可能不变,C正确;B曲线代表的酶的最适宜pH在1.5左右,该酶应该是胃蛋白酶,C曲线代表的酶的最适宜pH在9.0左右,偏碱性,应为小肠中的消化酶,如胰蛋白酶,胃蛋白酶和胰蛋白酶都能催化蛋白质的水解,因此B曲线和C曲线代表的酶可能催化同一类化学反应,D正确。
10.A　根据题图可看出,该酶分别处在pH=5、pH=6、pH=7时,其反应物的剩余量均在温度为A时最少,说明随pH从5升到7,酶的最适温度不变,A正确;根据分析可知,该酶分别处在pH=5、pH=6、pH=7时,其反应物的剩余量在pH=6时最少,三者比较说明该酶催化化学反应的最适pH在6左右,因此随pH从5升到7,该酶的活性先升高后逐渐降低,B、D错误;根据分析可知,该酶催化化学反应的最适温度为A,温度由O~A的变化过程中,酶的活性逐渐增强,C错误。
11.答案　(1)AB　上移　(2)底物已被完全消耗掉　(3)受酶浓度的限制　(4)不变　胃蛋白酶的最适pH为1.5,pH为10时胃蛋白酶已经失活,再改变pH,酶的活性不变
解析　(1)酶是生物催化剂,与无机催化剂相比,具有高效性,酶能显著降低反应所需的活化能,因此可用图甲中的AB段来表示。无机催化剂的催化效率较酶低,因此达到活化态需要的能量更多,B点上移。(2)乙图中160 min时,底物已被完全消耗掉,反应结束,生成物的量不再增加。(3)酶促反应速率受酶量、酶活性、反应物浓度等限制,若横坐标为反应物浓度,BD不再增加的原因可能是酶量(酶浓度)有限。(4)胃蛋白酶的最适pH为1.5,pH为10时胃蛋白酶已经失活,再改变pH,酶的活性不变,因此反应液pH由10逐渐降低到1.5,酶催化反应的速率将不变。
12.答案　(1)反应物的减少量或产物的增加量　(2)D　斐林试剂　(3)逐渐增加　(4)否　随着时间的推移,酶的活性逐渐增加,峰值还未出现
解析　(1)α-淀粉酶活性可以用单位时间内反应物的减少量或产物的增加量来表示。(2)据表格分析,D组的α-淀粉酶活性最高,因此在相同的时间内,D组生成的产物最多。斐林试剂在水浴加热的条件下与还原糖生成砖红色沉淀。(3)据表格分析,随着种子萌发时间的延长,α-淀粉酶活性逐渐增加。(4)由表中数据可知,随着时间的推移,酶的活性逐渐增加,但由于峰值还未出现,因此不能说明α-淀粉酶活性最高为10.91 U/g。
能力提升练
1.C
2.C
3.A
4.C
5.C
6.A
7.AB
8.ACD
1.C　使用斐林试剂时,需将甲液和乙液等量混合后再加入试管中,A正确;根据单一变量原则,1号试管加的是缓冲液作为对照,3号、4号实验组分别加了发芽玉米提取液、淀粉酶溶液,则2号试管加的X溶液应该是发芽前玉米提取液,B正确;为了证明发芽后的玉米提取液含有淀粉酶,4号试管设置含淀粉酶的标准液,起标准对照作用,4号试管与3号试管应该出现相同的颜色变化,保证实验严谨性,C错误;1号试管加的是缓冲液和淀粉溶液,作为对照实验,其可以排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖的可能性,D正确。
2.C　由图可知,①表示蛋清高温变性,②表示蛋白酶催化蛋白质水解,③表示盐酸催化蛋清水解。加热使蛋白质变性,蛋白质的空间结构会发生改变,变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,A、B正确;由于酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解,所以不宜将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合,来测定pH对蛋白酶活性的影响,C错误;酶的高效性是通过和无机催化剂对比体现出来的,处理相同时间,由蛋白酶催化形成的蛋白块b明显小于由盐酸催化产生的蛋白块c,由此可以证明与无机催化剂相比,酶具有高效性,D正确。
3.A　H2O2酶可专一、高效地催化过氧化氢水解。根据对照实验设计的单因子变量原则可分析自变量与因变量之间的关系,进而得出实验结论。本实验的设计遵循了对照原则,其对照形式包括空白对照、相互对照,A错误;1组和2组对比,可得知本实验的目的之一是探究过氧化氢(活性氧)对大鼠横膈肌收缩力度的影响,B正确;该实验的自变量为过氧化氢浓度和抗氧化剂的有无,实验需要控制好大鼠的横膈肌的生理状态、X溶液浓度等无关变量,使无关变量相同且适宜,C正确;实验结果表明,与对照组相比,2组和3组肌肉收缩力度均较小,4组中随过氧化氢浓度增加, 肌肉收缩力度先增大后降低,在高H2O2浓度的溶液中再加入抗氧化剂,肌肉收缩力度增加,说明一定浓度的活性氧对肌肉功能的正常发挥起促进作用,证明广告中对抗氧化宣传是不够科学的,D正确。
4.C　图中横坐标是反应时间,纵坐标是酶促反应速率,t1和t2是反应完成所需的时间。酶对化学反应的催化效率叫作酶活性,A正确;分析题图可知:实验组酶促反应速率较对照组高,反应完成的时间短,故可推知乙烯能提高淀粉酶的活性,B正确;B点时,实验组和对照组酶促反应速率相等,但两者底物浓度不同,C错误;实验组和对照组均是在最适温度下测定的酶促反应速率,若提高反应体系温度,则两组酶活性均下降,反应完成所需时间长,则t1和t2向右移动,D正确。
5.C　图1说明酶活性受温度的影响,不能证明酶具有高效性,A正确;图1说明该酶活性在30℃左右比较高,图2说明该酶活性在pH为7时比较高,B正确;pH=2条件下酶活性减弱是由于酶的空间结构改变,而温度为20℃条件下酶活性减弱,此时酶的空间结构没有改变,C错误;由图3可知麦芽糖含量不断地减少,故本实验研究的酶为麦芽糖酶,D正确。
6.A　淀粉是该反应的反应物,增大淀粉溶液的量,会增加麦芽糖的浓度,A正确;将pH调节到b,只影响酶的活性,缩短到达平衡点的时间,不会改变麦芽糖的浓度,B错误;适当增加α-淀粉酶的量,也会缩短到达平衡点的时间,不会增加麦芽糖的浓度,C错误;图1表示适宜温度下的曲线,提高温度会延长到达平衡点的时间,不会增加麦芽糖的浓度,D错误。
7.AB　据图分析,Km越小,达到1/2Vmax需要的底物浓度越低,说明酶与底物亲和力越高,A错误;竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性部位,从而降低底物与酶结合的机会,则Km增大,B错误;加入非竞争性抑制剂,使酶的活性部位功能丧失,底物不能与活性部位结合,导致Vmax降低,C正确;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,从而破坏了酶的空间结构,D正确。
8.ACD　实验1、2中的自变量分别为催化剂的种类、过氧化氢的浓度,A错误;实验1中,过氧化氢酶和Fe3+都是催化剂,作用原理都是降低了化学反应的活化能,B正确;由题干信息得知,该实验是在最适温度、pH条件下进行的,实验2中,b点时温度若再提高5 ℃,O2产生速率应下降,C错误;实验2中,c点时反应物的浓度已不再是限制因素,限制因素只有酶的浓度,D错误。
9.答案　(1)维持反应液中pH的稳定　(2)Cu2+　Cl-　(3)确定Na+和SO42-对唾液淀粉酶催化活性是否有影响　(4)深砖红色、无砖红色(或蓝色)、浅砖红色、浅砖红色　斐林试剂中有Cu2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性
解析　本题实验的目的:探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响。实验原理:唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质,重金属离子会导致蛋白质分子变性;碘液可与淀粉发生颜色反应;斐林试剂用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下能生成砖红色沉淀。(1)本实验中pH是无关变量,实验中加入缓冲液可维持反应液中pH的稳定。(2)比较实验结果,1号无蓝色说明该试管淀粉已经完全水解,2号深蓝色说明该试管淀粉没水解,3、4号浅蓝色说明该试管淀粉部分水解;再比较各试管加的试剂可知4号是对照,3号试管加的Na2SO4溶液对酶的活性没影响,即Na+和SO42-对唾液淀粉酶催化活性没有影响,1、2号对比,说明Cl-对酶活性有促进作用,Cu2+对酶活性有抑制作用。(3)结合(2)分析,3号试管加入的Na2SO4,与1、2号有重复的,其作用是确定Na+和SO42-对唾液淀粉酶催化活性是否有影响。(4)1号试管中的唾液淀粉酶的活性增强,淀粉被水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后有深砖红色沉淀生成,2号试管中的唾液淀粉酶的活性受抑制,淀粉未水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后无砖红色沉淀生成,3号试管中的唾液淀粉酶的活性未受到影响,淀粉部分水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后有浅砖红色沉淀生成,4号试管中的唾液淀粉酶的活性也未受到影响,结果同3号试管,生成浅砖红色沉淀;斐林试剂中含有Cu2+,对唾液淀粉酶的活性有影响,故保温之前不能加入斐林试剂。