高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》一 酶的作用和本质精品课时作业

5.1降低化学反应的活化能的酶

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

1．20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程需要在245kPa的高压和140-150℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代以后改用酶法生产。下列对此方法描述正确的是（    ）

A．酸可以催化淀粉、脂肪和蛋白质水解，说明酸作为催化剂时，不具有专一性

B．提高酶法生产葡萄糖的速率，可以通过向反应中加入盐酸进行双重催化

C．酶催化淀粉水解后的产物不一定都是还原糖

D．无机催化剂作用时需控制温度、压强等条件，而酶不需要

2．常温下，在比较过氧化氢（H2O2）在不同条件下的分解实验中，对体积分数为3%的H2O2溶液处理如下表。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．①号试管为实验组

B．2mLH2O2溶液为自变量

C．③号试管为对照组

D．H2O2分解速率为因变量

3．图中甲曲线表示在最适温度下，某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲线分别表示该酶促反应速率与pH、温度之间的关系。下列相关分析不正确的是（　　）

A．在A点适当提高温度，反应速率将减小，在B点适当增加酶的浓度，反应速率将增大

B．图中E点代表该酶的最适温度，H点代表该酶的最适pH

C．短期保存该酶，适宜条件对应于图中的D、H两点

D．研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应，均可得到上图曲线

4．在利用植物性原料制作畜禽饲料时，常添加一些酶制剂来提高饲料的营养价值，为提高饲料保存过程中酶制剂的稳定性，做了相关实验，结果如下。下列描述正确的是（    ）

A．保存温度、保存时间、加入MgSO4的量属于该实验的无关变量

B．由该实验可知添加的MgSO4越多，越有利于酶活性的保持

C．根据酶的作用原理推断，在饲料中加入纤维素酶，不可使饲料中的能量更多地流向畜禽

D．实验开始前，应先测定酶的初始活性

5．中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（    ）

A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触

B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性

C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性

D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质

6．下列关于探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用实验的叙述，错误的是（    ）

A．该实验可以探究淀粉酶是否具有专一性

B．淀粉和蔗糖都是非还原糖，在相应酶的催化作用下都能水解成还原糖

C．酶与底物反应时需将试管放置一定的时间，确保反应充分进行

D．向两支试管滴入等量碘液，可通过溶液的颜色变化判断反应是否发生

7．如图为某植物成熟期有机物质含量的变化图，下列相关分析错误的是（    ）

A．图中的五种有机物中可能含有S元素的是酶

B．图中五种有机物中属于单糖的是果糖、葡萄糖

C．每个月采集苹果制备样液，用斐林试剂检测，则10月的样液砖红色最深

D．图中蔗糖水解会产生两分子葡萄糖

8．下图表示在某条件作用下，酶的空间结构发生改变，导致酶不能与相应的底物结合而失去催化作用，则图中的“某条件”不会是（    ）

A．高温 B．低温 C．强酸 D．强碱

9．在一定气候条件下，未收割的小麦会出现穗发芽现象，从而影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。回答下列问题：

(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：

注：“+”数目越多表示蓝色越深

①步骤①和④中加入的A、B分别为__________；步骤②中加缓冲液的目的是__________。

②显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是__________小麦。据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越__________。

(2)小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：

①X处理是__________。若I中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著__________（深于/浅于）白粒管，则表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。

②a-淀粉酶和β-淀粉酶在水解淀粉的过程中分别断裂不同位置的糖苷键，形成的水解产物也存在差异，这在一定程度上说明酶的作用具有__________。

10．胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗黄酮可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列实验：在酶量一定且环境适宜的条件下，检测了加入板栗黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图1．请回答下列问题。

(1)图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有______，作用（填“促进”或“抑制”）。

(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，因此酶的作用具有_____性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理应为_______（填“B”或“C”）。

(3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图3所示。

①本实验的目的为_______。本实验的自变量有_______。（需答出两点）

②由图3可知，加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变________。

③若要探究pH为7．4条件下，不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，实验的基本思路是：在______条件下，设置一系列_____，分别测定______与______的酶活性，并计算其差值。

参考答案：

1．A

【分析】酶的特性：

（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。

（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

（3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。

【详解】A、酶具有专一性，专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，而酸可以催化淀粉、脂肪和蛋白质水解，说明酸作为催化剂（即无机催化剂）时，不具有专一性，A正确；

B、葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，若向反应中加入酶，但过酸会破坏酶的空间结构，从而是酶失活，加酶也不能提高生产葡萄糖的速率，B错误；

C、酶催化淀粉水解后的产物为麦芽糖和葡萄糖，都是还原糖，C错误；

D、酶作用条件较温和，高温、过酸、过碱等条件都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，因此无机催化剂作用时需控制温度、压强等条件，而酶也需要，D错误。

故选A。

2．D

【分析】本实验的自变量为催化剂的种类，试管①为对照组，试管②③为实验组，因变量为H2O2分解速率。

【详解】AC、本实验的目的是探究过氧化氢（H2O2）在不同条件下的分解速率，试管①为对照组，试管②③为实验组，AC错误；

BD、实验的自变量为催化剂的种类，2mLH2O2溶液为无关变量，因变量为H2O2分解速率，B错误，D正确。

故选D。

3．D

【分析】低温下酶的活性降低，但不为0，高温下酶变性失活；过酸、过碱条件下酶均会变性失活。

【详解】A、甲曲线是在最适温度下测定的，故在A点提高温度，反应速率将降低，B点限制反应速率的是酶浓度，故B点适当增加酶的浓度，反应速率增大，A正确；

B、乙曲线左侧不与横轴相交，丙曲线两侧均与横轴相交，据此判断乙、丙分别代表该酶促反应速率与温度、pH之间的关系。图中E点代表酶的最适温度，H点代表酶的最适pH，B正确；

C、酶的保存应该在最适pH（H点）、低温下（D点）保存，C正确；

D、过氧化氢受热易分解，淀粉在酸性条件会分解，故研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应，不可得到上图曲线，D错误。

故选D。

4．D

【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA；酶具有高效性、专一性和作用条件温和的特性，催化反应的原理是降低化学反应的活化能。

【详解】A、本实验探究的是MgSO4对储存过程中酶活性的影响，则保存温度、保存时间、酶的种类均属于该实验的无关变量，加入MgSO4的量属于自变量，A错误；

B、据表中数据可知，实验浓度范围内，MgSO4浓度越高酶活损失越少，但没有更高浓度的实验数据，不能确定添加的MgSO4越多，越有利于酶活性的保持，B错误；

C、在饲料中加入纤维素酶，纤维素被分解，动物可更好的吸收，使饲料中的能量更多地流向畜禽，C错误；

D、为了得到准确的结果应该在实验开始前测定酶的初始活性，以与实验开始后的数据对比，形成自身前后对照，D正确。

故选D。

5．C

【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：高效性、专一性以及作用条件温和的特性。

【详解】A、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；

B、发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；

C、酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错误；

D、高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。

故选C。

6．D

【分析】1、酶的特性：

（1）高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。

（2）专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

（3）作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活:在低温下，酶的活性降低，但不会失活。

2、影响酶活性的因素:温度、pH、酶的抑制剂等。实验设置的原则是对照原则和单一变量的原则。

【详解】A、淀粉酶只作用于淀粉，催化淀粉的水解，无法催化蔗糖的水解，因此该实验可以探究淀粉酶是否具有专一性，A正确；

B、淀粉水解的产物是麦芽糖，麦芽糖属于还原糖，蔗糖水解的产物是果糖和葡萄糖，果糖和葡萄糖是还原糖，B正确；

C、酶与底物反应需要一定的时间，因此需将试管放置一定的时间，确保反应充分进行，C正确；

D、由于碘液遇蔗糖溶液不变色，所以不能通过加入碘液后观察溶液的颜色变化判断反应是否发生，D错误。

故选D。

7．D

【分析】分析曲线图：图示是苹果成熟期各种有机物质的变化图，其中果糖在初期含量很低，8月份后明显增高；葡萄糖含量在6、7月份上升，7月份后不再上升，维持在一定的水平；蔗糖7月份之前含量较低，7月份后明显升高，9月份达到较高水平，然后又逐渐下降；淀粉在7、8月份含量最高，然后下降。

【详解】A、果糖、蔗糖、葡萄糖和淀粉都属于糖类，元素组成只有C、H、O，酶的本质大多数是蛋白质，可能含有S元素，A正确；

B、图中五种有机物中，属于单糖的是果糖、葡萄糖，淀粉是多糖，蔗糖是二糖，酶是蛋白质或RNA，B正确；

C、分析曲线图，10月份还原糖的含量最大，所以每个月采集苹果制备样液，用斐林试剂检测，则10月的样液砖红色最深，C正确；

D、蔗糖水解会产生一分子葡萄糖和一分子果糖，D错误。

故选D。

8．B

【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下酶的催化活性是最高的）。

【详解】酶的作用条件温和的原因是过酸、过碱或温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，从而使酶失活，只有低温不破坏酶的结构，所以“某条件”不会是低温，B符合题意。

故选B。

9．(1)     0.5mL蒸馏水、碘液（碘-碘化钾试剂）     控制无关变量（单一变量），保证反应体系中pH不发生改变     红粒     低

(2)     加入某试剂，使β-淀粉酶失活     深于

     专一性

【分析】1、实验原理：淀粉遇碘液变蓝；淀粉酶可以催化淀粉水解，淀粉水解后不能使碘液变色；进行实验时要遵循单一变量原则（有且只有一个自变量）和等量原则（除自变量外，无关变量应相同）。

2、本实验目的是：探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，本实验的自变量为红、白粒小麦种子中的淀粉酶，因变量是淀粉酶活性，观测指标是：淀粉剩余量（用碘液鉴定），实验结果显示：红粒小麦的淀粉酶活性较低，由“引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦”，可以推测淀粉酶活性越低，穗发芽率越低，据此答题。

【详解】（1）①根据表格数据分析可知实验的单一变量是小麦籽粒的类型，则“加样”属于无关变量，应该保持相同，所以步骤①中加入的A是0.5mL蒸馏水作为对照；步骤②中加缓冲液的目的是调节pH，控制无关变量（单一变量），保证反应体系中pH不发生改变；实验的观测指标是：步骤④中淀粉剩余量，用B碘-碘化钾试剂（碘液）鉴定，淀粉遇碘变蓝。

②根据实验结果，红粒小麦组颜色最深，白粒小麦组颜色最浅，说明红粒小麦较白粒小麦淀粉被分解的少，说明淀粉酶活性较低的品种是红粒小麦；由题可知，红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦，而红粒小麦中酶活性较低，所以可推测酶活性越低，穗发芽率越低。

（2）①小麦淀粉酶包括α­淀粉酶和β-淀粉酶，Ⅰ组使α－淀粉酶失活，Ⅱ组作为对照，X处理方法可以是加某试剂，破坏β-淀粉酶，使β­淀粉酶失活；若实验Ⅰ(α-淀粉酶失活)中两管显色结果无明显差异，且实验Ⅱ(β-淀粉酶失活)中显色结果为红粒管颜色显著深于白粒管，则可以说明α-淀粉酶活性对显色结果造成了影响，即α-淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因。

②α-淀粉酶和β-淀粉酶在水解淀粉的过程中分别断裂不同位置的糖苷键，形成的水解产物也存在差异，这在一定程度上说明酶的作用具有专一性。

10．(1)抑制专一B是否加入板栗壳黄酮和不同pH大浓度梯度

(2)     专一     B

(3)     研究不同pH条件下板栗壳黄铜对胰脂肪酶活性的影响     是否加入板栗壳黄酮和不同pH     大     pH7.4     板栗壳黄酮浓度梯度     对照组     加入板栗壳黄酮组

【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。

2、酶的特性：

①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍；

②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应；

③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。

【详解】（1）据图1实验结果显示，加入板栗壳黄酮后酶促反应速率比对照组低，说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。

（2）图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，这说明酶促反应的发生需要酶与底物发生特异性结合，因此酶的作用具有专一性；图2中的B的作用机理显示板栗壳黄酮与酶结合后导致酶的空间结构发生改变，进而使脂肪无法与脂肪酶发生结合，从而实现了对酶促反应速率的抑制，该抑制作用会导致脂肪的分解终止，此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解，C图显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点，从而减少了脂肪与胰脂肪酶的结合几率，进而是酶促反应速率下降，此种抑制可以通过增加底物浓度而缓解，据图1可知，加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组，且增加脂肪浓度，反应速率依然比对照组低，因此板栗壳黄酮的作用机理应为B。

（3）①本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄铜对胰脂肪酶活性的影响，根据实验目的可知，本实验的自变量为是否加入板栗壳黄酮和不同pH。

②由图3可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH值约为7.4。加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变大，即由7.4变成了7.7。

③若要探究不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，则实验的自变量为板栗壳黄酮浓度，因变量为酶促反应速率，因此实验的基本思路是在pH7.4条件下，设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度，分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性，并计算其差值。