新课改专用2020版高考生物一轮复习课下达标检测08《降低化学反应活化能的酶》(含解析)

课下达标检测（八）  降低化学反应活化能的酶

一、选择题

1．(2018·浙江11月选考单科卷)酶是生物催化剂，其作用受pH等因素的影响。下列叙述错误的是(　　)

A．酶分子有一定的形状，其形状与底物的结合无关

B．绝大多数酶是蛋白质，其作用的强弱可用酶活性表示

C．麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解

D．将胃蛋白酶加入到pH＝10的溶液中，其空间结构会改变

解析：选A　酶具有一定可变的几何形状，酶的活性部位与底物结合时形状发生改变发挥催化作用，作用完成后恢复原状，其形状与底物的结合有关；酶的本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA，其催化作用的强弱可以用酶活性来表示；酶具有专一性，麦芽糖酶可以催化麦芽糖水解，不能催化蔗糖水解；酶在过酸或过碱的溶液中会发生变性失活，胃蛋白酶的最适pH为1.8左右，加入到pH＝10的溶液中会使酶变性，空间结构发生改变。

2．(2019·济南模拟)适当提高温度、加FeCl3和过氧化氢酶都可以加快过氧化氢的分解。下列各项分组中，加快过氧化氢的分解所遵循的原理相同的是(　　)

A．提高温度、加FeCl3

B．提高温度、加过氧化氢酶

C．加FeCl3和过氧化氢酶

D．提高温度、加FeCl3和过氧化氢酶

解析：选C　升高温度加快过氧化氢的分解的原理是给反应物提供能量；加FeCl3和过氧化氢酶加快过氧化氢的分解的原理是降低反应的活化能。

3.如图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，则下列叙述正确的是(　　)

A．此反应为放能反应

B．曲线Ⅰ表示有酶参与

C．E2为反应前后能量的变化

D．酶参与反应时，所降低的活化能为E4

解析：选D　曲线Ⅱ是有酶催化条件下的能量变化，其降低的活化能为E4，反应前后能量的变化应为E3，反应产物乙物质的能量值比反应物甲物质的高，则该反应为吸能反应。

4．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体现酶的多样性

C．复合物Z是酶发挥高效性的关键

D．①、②可以表示葡萄糖水解过程

解析：选C　据图分析，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。根据以上分析可知，Y不是酶，过程②体现了酶具有催化作用。图中的复合物Z是酶与反应物的结合体，是酶发挥高效性的关键。葡萄糖是单糖，是不能水解的糖。

5．某同学进行了下列有关酶的实验：

甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→出现砖红色沉淀

乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→不出现砖红色沉淀

丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林试剂→？

下列叙述正确的是(　　)

A．丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀”

B．三组实验都应该在37 ℃条件下进行

C．该同学的实验目的是验证酶的专一性

D．可用碘液代替斐林试剂进行检测

解析：选C　因为蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖，有还原性，加入斐林试剂出现砖红色沉淀；加入斐林试剂必须水浴加热至50～65 ℃；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，蔗糖酶才能水解蔗糖，故该实验能验证酶的专一性；如用碘液代替斐林试剂，则三个组都不会出现蓝色，无法检测。

6．某实验室研制出一种X酶，为测出X酶的最适温度，有人设置了a、25 ℃、b(已知：a低于25 ℃和b，b高于25 ℃)三种温度进行实验，结果发现，此三种温度下的X酶活性无显著差异。据此可推测X酶的最适温度(　　)

A．一定在25 ℃左右

B．一定在a～25 ℃之间

C．一定在25 ℃～b之间

D．低于a或高于b或在a～b之间都有可能

解析：选D　由于只设置了3组温度对照，温度梯度过大或过小都会导致三种温度下X酶的活性无显著差异，因此不能确定具体的最适温度。

7.如图表示不同pH对某种酶活性的影响。下列分析正确的是(　　)

A．据图分析，储存该酶的最适pH为4

B．据图分析，t时刻各组酶促反应速率达到最大值

C．a条件下，增加底物浓度，反应速率增大但酶活性不变

D．b条件下，提高反应体系温度，反应速率增大

解析：选C　据图分析，pH为4条件下，酶活性最低，因此储存该酶的最适pH不为4，应该为该酶的最适pH；据图分析，t时刻，各组产物浓度均达到最大，此时底物已经被消耗完，反应速率为0；a条件下，限制酶促反应速率的因素可能有底物浓度、酶浓度、温度、pH等，此时增加底物浓度，反应速率增大；b条件下，底物已经被分解完，此时提高反应体系温度，反应速率依旧为0。

8．(2019·日照模拟)如图表示酶X的活性与温度的关系示意图，下列有关分析错误的是(　　)

A．在实际生产中，酶X制剂几乎在所有的季节都能使用

B．测定酶X的活性时，实验对pH、底物量和酶量没有要求

C．酶X的化学本质是有机物，具有高效性和专一性

D．在20～40 ℃范围内设置更小的温度梯度，可进一步探究酶X的最适温度

解析：选B　分析题图，酶X适用的温度范围较大，在实际生产中，酶X制剂几乎在所有的季节都能使用；测定酶X的活性时，实验对pH、底物量和酶量有要求，无关变量要严格保持一致且适宜；酶X的化学本质是有机物(蛋白质或RNA)，具有高效性和专一性；在20～40 ℃范围内设置更小的温度梯度，可进一步探究酶X的最适温度。

9．(2018·嘉兴模拟)为了验证酶的高效性及发挥作用需要温和的条件，某实验小组设计了如下的实验方案，其中FeCl3溶液能催化H2O2分解而释放O2。下列叙述错误的是(　　)

A.新鲜猪肝匀浆含有过氧化氢酶是实验原理之一

B．2号与4号试管在相同的温度条件下进行实验

C．2号试管在初期产生气泡最多实验目的才能达到

D．1、2和3号试管间的比较也可验证酶的专一性

解析：选D　验证酶的专一性的实验应是相同底物，不同种酶，而FeCl3属于无机催化剂。

10.如图为酶促反应相关曲线图，Km表示酶促反应速率为1/2vmax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发生不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析错误的是(　　)

A．Km越大，酶与底物亲和力越高

B．加入竞争性抑制剂，Km增大

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

解析：选A　根据题干信息可知，Km越大，代表酶促反应速率达到1/2vmax时所需要的底物浓度越大，即酶促反应需要高浓度的底物才能正常进行，从而说明底物与酶的亲和力越低；当反应环境中存在竞争性抑制剂时，需要增加底物的浓度才能保证反应的正常进行，即Km会增大；由“非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位发生不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失”可知，若反应环境中增加了非竞争性抑制剂，则会导致部分酶的活性部位空间结构改变、功能丧失，进而导致vmax降低。

二、非选择题

11．研究者用磷酸化酶(混合酶，可将淀粉水解成单糖)、单糖、淀粉和不同pH缓冲液组成不同反应体系，并测定了各反应体系中淀粉含量的变化(实验中pH对淀粉含量没有直接影响)，结果见下表。随后，研究者测定了水稻开花后至籽粒成熟期间，水稻籽粒中淀粉含量和磷酸化酶相对活性的变化，结果如下图，回答下列问题：

不同反应体系中淀粉含量的变化

(1)分析表格中淀粉含量的变化情况，推测磷酸化酶的具体功能包括______________________。

(2)结合图、表分析，开花后10～20天内，水稻籽粒细胞中pH可能在________(填“5.7”“6.0”或“6.6”)附近，此时间段内，水稻籽粒中磷酸化酶相对活性与淀粉含量变化的关系是______________________________________________________________________。

(3)若要检测实验中酶促反应速率，可通过检测底物的消耗速率或产物的生成速率来判定，从操作简便的角度分析，最好选择__________(试剂)检测；题中的淀粉属于________(填“底物”“产物”或“底物和产物”)；若反应在适宜的温度、pH等条件下进行，则影响酶促反应速率的因素还有______________________________(至少写出2点)。

解析：(1)题中表格呈现了实验结果，从表中数据比较分析可知，本实验的自变量是pH，因变量是淀粉含量的变化，当pH为5.7和6.0时，反应体系中淀粉的含量减少，说明反应体系中部分淀粉在磷酸化酶作用下分解了；当pH为6.6、6.9和7.4时，反应体系中淀粉的含量增加，说明反应体系中在磷酸化酶作用下有淀粉合成。由此可推测磷酸化酶(混合酶)在这个反应体系中在不同pH条件下，既可以催化淀粉分解，也可以催化单糖合成淀粉。(2)结合图表分析，开花后10～20天内磷酸化酶的活性高，淀粉积累的速度最快，所以水稻籽粒细胞中pH可能在6.6；从图中曲线分析，可知前段磷酸化酶相对活性增高，淀粉含量积累加快，后段磷酸化酶相对活性下降，淀粉含量积累减缓。(3)题中涉及的酶促反应为淀粉水解和合成，淀粉水解形成的单糖是葡萄糖(还原糖)，可选择碘液或斐林试剂来检测，但斐林试剂使用中需进行水浴加热，故碘液是最佳选择；由第(1)小题分析可知，淀粉既属于底物，又属于产物；影响酶促反应速率的因素有酶的活性、底物浓度、酶的浓度等。

答案：(1)催化淀粉的分解与合成　(2)6.6　前段磷酸化酶相对活性增高，淀粉含量积累加快，后段磷酸化酶相对活性下降，淀粉含量积累减缓(可合并回答) 　(3)碘液　底物和产物　底物浓度、酶的浓度、酶的活性等(答出2点即可)

12.(2019·泰安三模)如图是某种淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与温度的关系曲线，回答下列问题：

(1)图中b、c两点中通过改变温度条件可明显提高反应速率的是________，原因是_______________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)某同学为验证温度对该酶活性的影响，设计了如下实验：

①该实验的自变量是________。若反应时间相对充分，请写出表格中X表示的内容：________。操作步骤4______(填“可以”或“不可以”)用斐林试剂代替碘液，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②能不能利用过氧化氢酶催化H2O2分解来验证温度对酶活性的影响原因？________。原因是______________________________________________。

③若需判断某生物大分子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，从实验的科学角度分析，最好检测：________。

解析：(1)分析曲线，c点属于低温，b点是高温，所以通过改变温度条件可明显提高反应速率的为c点，原因是低温虽然抑制酶活性，但低温对酶活性的影响是可逆的，而高温使酶失活，对酶活性的影响是不可逆的。(2)①分析表格可看出，温度是自变量，变色情况是因变量；X是37 ℃时的变色情况，在此温度淀粉酶活性强，将淀粉水解，加碘液不变蓝；不能用斐林试剂代替碘液，因为用斐林试剂检测生成物时，需水浴加热到50～65 ℃，对实验有影响。②也不能用过氧化氢酶催化H2O2分解来验证温度对酶活性的影响，原因是温度对H2O2分解的速度有影响，同样会对实验结果造成干扰。③判断某生物大分子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，最好检测生成物情况，若检验反应物有可能反应物在较长时间都存在，不易判断。

答案：(1)c　低温抑制酶活性，低温对酶活性的影响是可逆的，而高温使酶失活，高温对酶活性的影响是不可逆的

(2)①温度　不变蓝　不可以　用斐林试剂检测生成物时，需水浴加热到50～65 ℃，改变了实验的自变量，对实验结果有干扰　②不能　温度对H2O2分解的速度有影响，会对实验结果造成干扰　③生成物

13．丝状温度敏感蛋白(FtsZ)是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质，几乎存在于包括结核杆菌的所有病原细菌中。FtsZ也是一种GTP酶，有一个GTP(三磷酸鸟苷)的结合位点，在GTP存在的条件下，可以在分裂细菌中间部位聚集成Z环，Z环不断收缩，引导细菌的细胞分裂。寻找靶向FtsZ的抑制剂，可有效抑制细菌的细胞分裂。为建立靶向FtsZ的新型抗菌药筛选模型，科研人员对大肠杆菌表达的FtsZ蛋白进行了相关研究。

(1)人类病原微生物耐药性的提高，严重影响传染性疾病治疗的成功几率。FtsZ抑制剂与以往的抗菌药相比不易形成耐药性，原因是FtsZ蛋白____________________。

(2)下图1表示利用荧光散射法测定FtsZ蛋白在体外的聚集程度。当加入________时，FtsZ蛋白迅速聚集，由此可见，FtsZ在体外依然具备________功能。实验选取BSA作为对照，原因是____________________________。

(3)下面两组实验研究温度对FtsZ酶活性的影响。

实验一：将FtsZ蛋白分别置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃条件下，同时加入等量GTP混匀反应30 min，测定酶的活性，结果见图2。

实验二：将FtsZ蛋白分别置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃条件下保温2 h，然后加入等量GTP混匀，置于37 ℃反应30 min，测定酶的活性，结果见图3。

①37 ℃不一定是FtsZ酶的最适温度，请你设计实验确定其最适温度，实验思路是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②实验一、实验二处理的区别是__________________________________________

________________________________________________________________________。

③实验二的目的是_______________________________________________________

__________________。

④当温度高于45 ℃时，酶的活性迅速丧失，原因是____________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)据题意“丝状温度敏感蛋白(FtsZ)是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质”可知，FtsZ结构稳定，因此FtsZ抑制剂与以往的抗菌药相比不易形成耐药性。(2)据图可知，在4 min后加入了GTP，FtsZ蛋白迅速聚集，说明FtsZ在体外依然具备催化功能。据图可知，加入GTP后，BSA聚集程度与加入前相比，都是50左右，说明BSA不会在GTP的诱导下发生聚合反应，因此选取BSA作为对照。(3)①据图2可知，37 ℃时FtsZ酶活性最高，但此温度不一定是FtsZ酶的最适温度，其最适温度在37 ℃左右，因此设计FtsZ酶的最适温度的实验思路是在30～45 ℃温度范围内设置较小的温度梯度，重复实验一，酶活性最高时对应的温度是最适温度。②据实验一及实验二的内容可知，实验一、实验二处理的区别是实验一先混匀再在不同温度下反应；实验二先保温再加GTP。③实验二的目的是测定酶具有催化活性的温度范围。④酶的活性受到温度的影响，高温会破坏酶的空间结构导致酶失去活性，因此当温度高于45 ℃时，酶的活性迅速丧失。

答案：(1)结构稳定　(2)GTP　催化　BAS不会在GTP的诱导下发生聚合反应　(3)在30～45 ℃温度范围内设置较小的温度梯度，重复实验一，酶活性最高时对应的温度是最适温度　实验一是先混匀再在不同温度下反应；实验二是先保温再加GTP　测定酶具有催化活性的温度范围　温度过高使蛋白质的空间结构遭到破坏，导致酶失活