2023版高考生物一轮总复习第3单元细胞的能量供应和利用第1讲降低化学反应活化能的酶课后提能演练

必修1　第三单元　第1讲

A组　基础巩固练

1．下列关于酶的作用的叙述，正确的是(　　)

A．酶能提供反应所需的活化能，从而加快反应速率

B．RNA聚合酶能与RNA的特定位点结合，催化遗传信息的转录

C．酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失

D．能产生ATP的细胞中一定能产生酶

【答案】C　【解析】酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，酶不能为反应提供能量，A错误；RNA聚合酶能与DNA的特定位点结合，催化遗传信息的转录，B错误；酶结构的改变会导致酶活性降低或丧失，C正确；酶是由活细胞产生的，所有的活细胞都能产生ATP，但能产生ATP的细胞不一定能产生酶，如哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不能指导合成酶，但可以通过无氧呼吸产生ATP，D错误。

2．下图是酶催化特性的“酶—底物复合反应”模型，图中数字表示反应过程，字母表示相关物质。则下列各选项对此图意的解释正确的是(　　)

A．X是酶，过程①表示缩合反应

B．Y可表示酶，过程②体现了酶的多样性

C．复合物Z是酶发挥高效性的关键

D．①②可以表示葡萄糖水解的过程

【答案】C　【解析】图中X在化学反应前后不变，说明X是酶，Y在酶的作用下生成F和G，说明该反应是分解反应，过程①表示酶与底物特异性结合，A错误；Y为底物，过程②体现了酶的催化作用，B错误；复合物Z是酶与反应物的结合体，是酶发挥高效性的关键，C正确；葡萄糖是单糖，是不能水解的糖，D错误。

3．下图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质M在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是(　　)

A．ad段表示在无催化剂条件下，物质M生成物质P需要的活化能

B．若将酶催化改为无机催化剂催化，则b在纵轴上将向下移动

C．若仅增加反应物M的量，则图中曲线的原有形状均会发生改变

D．若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则b在纵轴上将向上移动

【答案】D　【解析】物质M生成物质P需要的活化能用ac段表示。酶降低活化能的效率比无机催化剂更显著，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b在纵轴上将向上移动。若仅增加反应物M的量，图中曲线的原有形状不会发生改变。若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，所需活化能增加，b在纵轴上将向上移动。

4．通过实验研究温度对a、b、c三种酶活性的影响，结果如下图所示。下列说法正确的是(　　)

A．c酶的最适温度为36 ℃左右

B．当温度为任一固定值时，酶的用量都会影响实验结果

C．该实验中有两个自变量，因变量只有一个

D．若溶液的pH升高，则曲线b的顶点将上移

【答案】C　【解析】图中c酶随着温度的升高活性增加，c酶活性未出现最高点，A错误；当温度过高时，酶变性失活后酶的用量不再继续影响实验结果，B错误；该实验的自变量是温度和酶的种类，因变量是酶的活性，C正确；此题中，溶液的pH升高，酶的活性变化未知，D错误。

5．某研究小组利用3%鸡肝匀浆、3%H2O2溶液、pH缓冲液等，在适宜温度下探究pH对过氧化氢酶活性的影响，实验结果如下表。该实验能得出的结论是(　　)

A．过氧化氢酶具有高效性

B．鸡肝匀浆中过氧化氢酶的最适pH一定为7.0

C．pH为7.0时，提高温度，酶的活性会提高

D．过氧化氢酶对酸性环境的耐受性较低

【答案】D　【解析】探究酶的高效性是酶和无机催化剂相比，该实验没有涉及该对比，A错误；该实验中pH梯度设置过大，不能得出酶的最适pH一定为7.0的结论，B错误；该实验是在适宜温度下进行的，提高温度会降低酶的活性，C错误；pH为3时，酶活性降低的量比pH为11时的更多，因此过氧化氢酶对酸性环境的耐受性较低，D正确。

6．某研究性学习小组设计了如右图所示实验，第一步：向3支试管内分别加入2 mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；第二步：向3支试管内分别加入等量的蒸馏水、质量分数为5%的氢氧化钠溶液、质量分数为5%的盐酸溶液，并振荡试管；第三步：向3支试管内各滴入2滴新鲜鸡肝研磨液。下列相关叙述正确的是(　　)

A．pH可以影响过氧化氢酶的活性 B．温度不会影响过氧化氢酶的活性

C．2号和3号试管内产生气泡较多 D．此实验的自变量是过氧化氢溶液

【答案】A　【解析】酶的活性受pH的影响，A正确；温度会影响酶的活性，B错误；2号试管pH过高，3号试管pH过低，都会降低酶的活性，产生气泡速率较低，C错误；此实验的自变量是pH，D错误。

7．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：

下列相关说法正确的是(　　)

A．①②③过程中，蛋白质的空间结构不变

B．蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解

C．处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可证明与无机催化剂相比，酶具有高效性

D．将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合，可直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果

【答案】C　【解析】加热和加盐酸均会使蛋白质的空间结构遭到破坏；加热使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，更容易被蛋白酶水解；处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可证明与无机催化剂相比，酶具有高效性；盐酸会催化蛋白酶和蛋白块的水解，盐酸还会影响酶活性，从而影响实验效果，故不能直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果。

8．(2021年湖南长沙一中月考)下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是(　　)

【答案】D　【解析】探究酶的高效性是酶和无机催化剂相比，因此应将对照组中的蒸馏水换成FeCl3溶液，A错误；验证酶的专一性，实验需要鉴定淀粉和蔗糖是否被唾液淀粉酶分解，用碘液只能检测淀粉的存在，而无法检测蔗糖是否被分解，故应使用斐林试剂检测，B错误；探究酶作用的适宜温度，应取多支试管分别加入等量的淀粉溶液或新鲜唾液，分组后置于多个一定温度梯度的水浴锅中，5 min后，将相应温度下的淀粉溶液和新鲜唾液混合后再保温5 min，C错误；验证pH对酶的催化速率的影响实验中，pH为自变量，因此实验需要首先设置不同的pH梯度，D正确。

B组　能力提升练

9．(2021年河北衡水金卷)现用a、b两支试管，先按如图所示操作，再向试管内加入2 mL可溶性淀粉溶液，然后分别用斐林试剂检验。下列分析错误的是(　　)

A．本实验的自变量是唾液淀粉酶的处理温度

B．用斐林试剂检验需要在水浴加热条件下进行

C．实验结果是b试管内出现砖红色沉淀

D．两支试管对照可以说明酶的活性受温度的影响

【答案】C　【解析】a试管和b试管中唾液淀粉酶的处理温度不同，故唾液淀粉酶的处理温度为本实验的自变量；a试管中唾液淀粉酶能将淀粉水解为还原糖，而b试管中的酶不能将淀粉水解为还原糖，用斐林试剂检验还原糖是否存在时需要在水浴加热条件下进行；b试管中的酶因高温已失活，故b试管内不会出现砖红色沉淀；两支试管对照说明酶的活性受温度的影响。

10．(2020年广东名校联考)除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。如图为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理的示意图。下列说法不正确的是(　　)

A．用胰蛋白酶处理生物膜可改变其通透性

B．一种酶只能催化一种或一类化学反应，与酶自身结构有关

C．非竞争性抑制剂可以改变酶的结构，使酶不适于接纳底物分子

D．竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性抑制的机理相同

【答案】D　【解析】胰蛋白酶可催化生物膜中一些蛋白质水解，进而对膜的通透性产生影响，A正确；由题图可知，一种酶只能催化一种或一类化学反应，与酶自身结构有关，B正确；非竞争性抑制剂与酶结合，改变了酶的分子结构，使酶失去了与原底物结合的可能性，C正确；竞争性抑制剂与底物分子在酶分子上的结合位点相同，故竞争性抑制剂的抑制效果可逆，而高温对酶的影响不可逆，D错误。

11．甲、乙两图是温度、pH对酶活性影响的数学模型。下列有关说法错误的是(　　)

A．甲、乙两图中B对应的温度和pH分别是酶的最适温度和最适pH

B．甲、乙两图中A点对应的温度或pH对酶活性的影响不相同

C．甲、乙两图中C点对应的温度或pH对酶活性的影响相同

D．保存酶制品最好选择两图中B点对应的温度和pH

【答案】D　【解析】甲、乙两图中，在B点对应的温度和pH条件下，酶促反应速率最大，分别表示酶的最适温度和最适pH，A正确；低温时酶的活性受抑制，高温、强酸、强碱使酶的空间结构遭到破坏，使酶失活，B、C正确；低温条件下，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，酶制品最好在低温条件下保存，D错误。

12．将等量的α－淀粉酶(70 ℃下活性不受影响，100 ℃高温下失活)与β－淀粉酶(70 ℃处理15 min即失活)加适量蒸馏水混合，分为甲、乙、丙三组后，分别按下表所示步骤进行实验。下列说法正确的是(　　)

A．上述两种酶存在差异的根本原因是氨基酸与肽链的空间结构不同

B．丙组按步骤一处理后冷却至70 ℃，其中α－淀粉酶有活性

C．a与b的差值可体现出α－淀粉酶的活性

D．a－b与b－c的大小可用于比较两种酶在25 ℃下的活性

【答案】D　【解析】上述两种酶存在差异的根本原因是决定酶的基因不同，A错误；由于α－淀粉酶在100 ℃高温下失活，而β－淀粉酶70 ℃处理15 min即失活，因此丙组按步骤一处理后冷却至70 ℃，α－淀粉酶与β－淀粉酶均无活性，B错误；由于25 ℃下处理甲组，两种酶均有活性，70 ℃水浴处理15 min后β－淀粉酶失活，因此a与b的差值可体现出β－淀粉酶的活性，C错误；70 ℃水浴处理15 min后β－淀粉酶失活，而100 ℃下处理15 min后两种酶均失活，因此从b－c的大小可体现出α－淀粉酶在25 ℃下的活性，结合C选项的分析可知a－b与b－c的大小可用于比较两种酶在25 ℃下的活性，D正确。

13．解读下面与酶有关的曲线，请回答下列问题：

(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：

①对于曲线abc，若x轴表示pH，则曲线上b点的生物学意义是__________________。

②对于曲线abd，若x轴表示反应物浓度，则y轴可表示________________。曲线bd不再增加的原因是________________________。

(4)若该酶是胃蛋白酶，其作用的底物是________。若胃蛋白酶的浓度和其他条件不变，反应液pH由10逐渐降低到2，则酶催化反应的速率将______，原因是____________ _____________________________。

【答案】(1)ab　上移　(2)底物已被完全消耗掉　(3)①在最适pH下，酶的催化效率最高　②酶促反应速率　酶浓度的限制　(4)蛋白质　不变　胃蛋白酶的最适pH在2左右，pH为10时胃蛋白酶已经失活，即使再降低pH，酶活性也不会恢复

【解析】(1)在无酶催化时，必须提供a－c的活化能，反应才能顺利进行；有酶催化时，必须提供b－c的活化能，因此降低的活化能用ab段表示。无机催化剂也能降低化学反应的活化能，只是没有酶的作用显著，因此b点上移。(2)乙图反映生成物的量随反应时间变化的曲线，当曲线达到最大值时，意味着底物被消耗尽了。(3)丙图中，若x轴表示pH，则曲线abc表示不同pH对酶活性的影响，曲线最高点表示在最适pH下酶的催化效率最高；若x轴表示反应物浓度，则曲线abd表示底物浓度对酶促反应速率的影响，当底物浓度增大到一定值后，酶促反应速率不再增加，此时酶促反应速率受到酶浓度的制约。(4)胃蛋白酶的最适pH在2左右，在pH为10时，胃蛋白酶的活性丧失，即使pH再降低到2，酶的活性也不会恢复。

C组　压轴培优练

14．请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并请回答问题：

实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶溶液、唾液淀粉酶溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液、斐林试剂、试管、37 ℃恒温水浴锅、沸水浴锅。

(1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。

(2)实验步骤：

①按照上表中的设计，取试管、加溶液。

②______________。

③______________。

④______________。

(3)结果预测：______________。

(4)结论：______________。

(5)在上述实验中，如果仅将37 ℃恒温水浴锅的温度调到20 ℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色沉淀的试管中的颜色会比37 ℃时的浅，其原因是______________。

【答案】(1)

(2)②将各试管中溶液放在37 ℃恒温水浴锅中一段时间后再按上表分别混匀，放入37 ℃恒温水浴锅中保温一段时间　③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，在热水浴中处理一段时间　④观察实验现象并记录实验结果　(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含有淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀　(4)酶的催化作用具有专一性　(5)20 ℃低于酶的最适温度，酶活性低，产生的还原糖少

【解析】(1)对照试管甲，易知试管乙中要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液；试管丙和试管丁就应该分别是试管甲和试管乙的对照实验。(2)根据步骤①的提示和题干所给的材料及用具，可以推出接下来要做的是“恒温反应”，并利用斐林试剂检测实验结果，观察实验现象和记录实验结果。(3)(4)根据实验设计，试管甲和试管乙中的反应能够进行，会出现砖红色沉淀；其他试管中的反应不能进行，不会出现砖红色沉淀，因此，可得出“酶的催化作用具有专一性”这一结论。(5)因为酶的活性受温度影响，20 ℃低于酶的最适温度，酶的活性较低，产生的还原糖较少，因此，产生砖红色沉淀的试管中的颜色比37 ℃时的浅。

15．下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。请据此回答下列问题：

注：淀粉酶的最适温度是60 ℃。

(1)pH在实验一中属于________变量，而在实验二中属于________变量。

(2)实验一中的对照组为________组。

(3)实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是__________________________ ________________________。第⑤步最好选用__________(试剂)测定单位时间内________________。

(4)如将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？________，为什么？

____________________________________________。

(5)分析实验二的结果，可得到的结论是____________________________________；在该实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为________之间设置梯度。

(6)该组同学还做了反应速率与底物浓度关系的实验。如图已根据实验二结果画出D组中底物浓度与反应速率的曲线，请你在该坐标图中画出C组中底物浓度与反应速率的曲线。

【答案】(1)无关　自　(2)乙　(3)使新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合(其他合理答案也可)　碘液　淀粉的剩余量　(4)不科学　因为温度会直接影响H2O2的分解　(5)该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低(或在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性降低)　6～8

(6)

【解析】(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量；而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH，自变量是pH。(2)探究温度对酶活性影响的实验中，已知60 ℃是淀粉酶作用的最适温度。因此乙组的实验结果是另外两组的参照，故为对照组。(3)探究温度对酶活性影响的实验中，应该先使酶和底物分别达到预设温度，然后再将底物和酶混合进行反应，否则会影响实验结果的准确性。因此，实验一的①②③步骤为错误操作。淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的第⑤步最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量，单位时间内淀粉的剩余量越多，说明酶活性越低。不宜用斐林试剂测定单位时间内生成物的量，因为斐林试剂需加热才能与还原糖发生显色反应，而加热会影响自变量——温度，进而影响实验结果。(4)温度会直接影响H2O2的分解，因此实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不可以换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。(5)由实验二的结果可知：在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性降低。在该预实验的基础上，要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为6～8之间设置梯度。(6)C组中酶活性比D组中酶活性高，据此可画出C组中底物浓度与反应速率的曲线。