高中生物课时规范练7　降低化学反应活化能的酶(学生版含答案详解)

中小学教育资源及组卷应用平台
高中生物课时规范练7　
降低化学反应活化能的酶
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022湖北)很久以前,勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术,这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如下图所示。
下列叙述正确的是(　　)
A.麦芽含有淀粉酶,不含麦芽糖
B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C.55~60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
2.(2022山东烟台一模)某生物实验小组欲探究温度对淀粉酶活性的影响。已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应,会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖,加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)。下列操作错误的是(　　)
A.设置一系列温度梯度,确定淀粉酶活性较强的温度范围
B.实验过程中需将酶和淀粉分别保温,达到一定温度后再混合保温处理
C.混合保温一段时间后,在保温装置中直接加碘液即可检测淀粉水解情况
D.通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱
3.(2022山东泰安三模)酶抑制剂能降低酶的活性。下图表示在不同的底物浓度下,两种酶抑制剂对某种消化酶的反应速率的影响,下列说法正确的是(　　)
A.两种酶抑制剂对其他类型的酶也都具有相似的抑制效果
B.酶抑制剂Ⅱ可能通过与底物争夺酶的结合位点而发挥抑制作用
C.底物浓度不变时,增大酶浓度不会影响酶抑制剂Ⅱ的抑制作用
D.酶抑制剂Ⅰ的作用可能是改变了酶的空间结构,使酶完全失活
4.(2022山东日照三模)研究人员测定了不同pH对甲、乙两种生物消化道内的蛋白酶a、b的活性,其他条件保持最适,其实验结果如右上图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.两种蛋白酶活性之间的差异是由不同pH造成的
B.催化蛋白质水解时,蛋白酶a提供的活化能比蛋白酶b提供的多
C.若实验时的温度降低10 ℃,两种蛋白酶的最适pH会下降
D.pH过高或过低会使酶的空间结构改变导致活性降低
5.(2022山东淄博二模)抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,下图为两种抑制剂的作用机理模型。相关叙述错误的是(　　)
A.由模型A可知,酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础
B.由模型B可知,竞争性抑制剂通过竞争酶与底物的结合位点而影响酶活性
C.由模型C推测,可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
D.非竞争性抑制剂与底物结合位点以外的位点结合,通过改变酶构象影响酶活性
6.(2022山东滨州期末)某小组探究不同pH对两种螺的肝脏纤维素酶活性的影响,其他条件相同且适宜,得到实验结果如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A.两种螺的细胞均可以直接利用纤维素获取能量
B.pH对乙螺肝脏纤维素酶的活性无显著影响
C.甲螺肝脏纤维素酶降低活化能的作用比乙螺更显著
D.升高温度,两种螺肝脏纤维素酶的活性均会升高
7.从小尾寒羊体内提取肌联蛋白,研究肌联蛋白的磷酸化和钙离子浓度是否影响肌联蛋白的降解。肌联蛋白T1是未降解的蛋白,小于该分子量的蛋白条带是降解后的蛋白,实验结果如下图。已知蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化,碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸。实验结果说明:钙离子会促进肌联蛋白的降解,相同钙离子浓度下,去磷酸化促进肌联蛋白的降解。与A图比较,B图只做了一个改变。B组实验提高了(　　)
A.反应体系的反应温度 B.肌联蛋白的浓度
C.反应体系钙离子浓度 D.碱性磷酸酶浓度
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
8.(2022山东日照二模)某小组为研究温度对酶活性的影响,在t1、t2、t3温度下,分别用淀粉酶水解淀粉,保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c,且b>a>c,温度各升高相同幅度,重复上述实验,测定生成物的量分别为a'、b'、c',且a'>a,b'>b,c>c'。下列相关分析正确的是(　　)
A.该淀粉酶的最适温度在t2~t3
B.当温度为t1时,可通过提高淀粉浓度来提高酶的活性
C.当温度在t2~t3之间时,随温度升高酶的活性降低
D.b>c是因为温度为t3时部分酶的空间结构可能发生改变
9.削皮的土豆块放置一段时间后很快会发生褐变现象,这是土豆中的多酚氧化酶通过氧化多酚类物质引起的。某同学向编号为1、2、3、4、5的5支试管中分别加入了5 mL质量分数为1%的儿茶酚溶液(多酚类物质),并将5支试管和5支装有2 g刚削皮的土豆块的试管分别放入
相应温度的水浴锅(如右图装置)中保温5 min,其中水浴温度分别为0 ℃、25 ℃、50 ℃、75 ℃、100 ℃。5 min后将土豆块加入相应水温下装有儿茶酚溶液的试管中,振荡后放回相应温度的水浴锅中,10 min后观察到的实验现象(褐变等级)如下表。下列相关叙述正确的是(　　)
实验组别 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管
实验现象 (褐变等级) 0 1 3 1.5 0
A.该实验的目的是探究温度对多酚氧化酶活性的影响
B.用该实验装置处理的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下进行
C.实验说明,该实验中多酚氧化酶的最适温度是50 ℃
D.1号和5号试管中褐变等级相同,是因为两支试管中多酚氧化酶的活性相同
10.(2022重庆实验外国语学校)在植物组织中,多酚氧化酶(PPO)一般存在于由生物膜包被的质体中,PPO与酚类物质反应,会生成呈黑褐色的酚类物质。在生活中,经常发现土豆、苹果等在遭到一定伤害(如破损、切割等)时,伤害处很快就会褐变。下列说法正确的是(　　)
A.PPO为酚类物质氧化为酚类物质的反应提供能量
B.由于PPO与酚类物质反应,正常的植物组织往往呈现黑褐色
C.生物膜的存在对某些酶和反应物的化学反应起着阻隔作用
D.在不同土豆片中,褐变速率最快的土豆片中PPO活性一定最高
三、非选择题
11.某实验小组要对酶的一些性质进行验证,准备了以下材料和用具:
质量分数为2%的唾液淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液、质量分数为3%的FeCl3溶液、质量分数为3%的淀粉溶液、质量分数为3%的蔗糖溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、质量分数为5%的盐酸、质量分数为5%的NaOH溶液、碘液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅、冰块等。
请回答下列问题。
(1)可选用质量分数为2%的唾液淀粉酶溶液作为催化剂进行实验验证酶具有专一性,设置两组实验,两组实验的反应物应分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。检验试剂不宜用碘液,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若要验证酶的活性是否受pH的影响,上述所给的材料中的淀粉溶液不宜选为反应物,最主要的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如要验证温度对唾液淀粉酶活性的影响,　　　　　　(填“需要”或“不需要”)设置预实验摸索温度范围,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
12.(2022辽宁冲刺卷)马铃薯中含有儿茶酚氧化酶,下表为某实验小组探究温度对儿茶酚氧化酶活性影响的实验结果(注:儿茶酚在儿茶酚氧化酶作用下与氧气反应,产生对羟基醌和水)。
温度/℃ 10 15 20 25 30 35 40 45
耗氧量/mL 28.6 43.2 36.3 29.2 21.1 10.0 4.1 0.7
回答下列问题。
(1)儿茶酚氧化酶活性可用　　　　　　　　　　　　　　　　　表示。根据实验结果可知,在温度为　　　　时,儿茶酚氧化酶活性相对最大。温度会影响酶的活性,这体现了酶　　　　　　　　　　　　的特性。
(2)请你根据表中实验结果,写出探究温度对儿茶酚氧化酶活性影响的实验步骤。(实验材料∶马铃薯儿茶酚氧化酶溶液、儿茶酚溶液,实验器具自选。)
第一步:取　　　支试管,加入等量且适量的马铃薯儿茶酚氧化酶提取液,分别标号后,放入温度为10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃的恒温箱中。
第二步:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第三步:将　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,放入相应温度的恒温箱(氧气含量相等且适宜)中保温一段时间,检测各组的　　　　　　　　　　　　　。
答案：
课时规范练
1.C　解析 淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖,小麦麦芽中含有淀粉酶和麦芽糖,A项错误;麦芽糖为二糖,由两分子葡萄糖脱水缩合而成,B项错误;55~60 ℃可抑制该过程中细菌的生长,C项正确;麦芽中的淀粉酶的最适温度在55~60 ℃,人的唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃左右,D项错误。
2.C　解析 探究温度对淀粉酶活性的影响,自变量是温度,因此设置一系列温度梯度进行实验,最终得到酶活性较高的温度范围,A项正确;将淀粉酶溶液、淀粉溶液分别保温处理一段时间后再进行混合,以保证反应是在特定温度下进行,B项正确;为防止在保温装置中酶继续催化淀粉水解,混合保温相同时间后应加入强酸或强碱等终止反应,再加碘液检测淀粉水解情况,C项错误;通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱,D项正确。
3.B　解析 酶的抑制剂也是与酶的特定位点结合,根据酶的专一性,两种酶抑制剂对其他类型的酶不一定具有相似的抑制效果,A项错误;酶抑制剂Ⅱ属于竞争性抑制剂,与底物竞争相同的酶活性部位而发挥抑制作用,B项正确;由分析可知,酶抑制剂Ⅱ属于竞争性抑制剂,增大酶浓度会降低酶抑制剂Ⅱ的抑制作用,C项错误;据曲线可知,抑制剂Ⅰ属于非竞争性抑制剂,只是抑制酶的活性,但不能使酶完全失活,D项错误。
4.D　解析 本实验存在两个自变量,由图可知,当pH相同时,两种生物体内蛋白酶活性不同,说明不同生物体内蛋白酶本身的催化能力就不同,当pH不同时,两种酶活性不同,说明是pH及其自身催化能力不同共同导致的,A项错误;酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能,而不能提供活化能,B项错误;温度变化不影响酶的最适pH,C项错误;pH过高或过低会使酶的空间结构改变,导致活性降低甚至失活,D项正确。
5.C　解析 酶的活性部位往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系,由模型A可知,酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础,A项正确;由模型B可知,竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点结合,导致酶不能与底物结合,从而降低酶对底物的催化效应,B项正确;由模型C可知,非竞争性抑制剂能改变酶的空间结构,使酶不能与底物(反应物)结合,即使增加底物浓度也无法解除,C项错误;非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构,从而使酶失去催化活性,降低酶对底物的催化反应速率,D项正确。
6.C　解析 纤维素属于多糖,可参与构成植物细胞壁,不能直接为细胞提供能量,A项错误;据图可知,乙螺肝脏纤维素酶的活性随pH的改变而改变,B项错误;酶通过降低化学反应所需的活化能而起作用,据图可知,实验范围内甲螺肝脏纤维素酶降低活化能的作用比乙螺更显著,C项正确;因本实验是在最适温度下进行的,故若升高温度,两种螺肝脏纤维素酶的活性均会降低,D项错误。
7.C　解析 如果提高反应体系的反应温度,由于没有更多信息(不知道最适温度),故不知道酶活性增强还是减弱,故不一定出现该实验结果,A项不符合题意;如果增加肌联蛋白的浓度,各组的条带比例不变,B项不符合题意;如果增加反应体系钙离子浓度,钙离子会促进肌联蛋白的降解,C项符合题意;增大碱性磷酸酶浓度,只能改变反应速率,不会改变反应平衡点,故各组的条带比例不变,D项不符合题意。
8.AD　解析 随着温度升高,a'>a,b'>b,c>c',且b>a>c,t2低于最适温度,且在3个温度中最接近最适温度,而t3高于最适温度,故最适温度在t2~t3,A项正确;酶的活性受温度和pH影响,与淀粉浓度无关,B项错误;升高温度后b'>b,证明在t2时升高温度,酶活性增强,C项错误;根据分析可知,最适温度在t2~t3,所以t3时部分酶的空间结构可能发生改变,D项正确。
9.AB　解析 分析题干信息可知,该实验的目的是探究温度对多酚氧化酶活性的影响,自变量是温度,因变量是褐变程度,A项正确;用该实验装置处理,使酶与底物先在对应温度下保温一段时间再混合,目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下进行,B项正确;实验结果显示,50 ℃条件下褐变最深,说明50 ℃时多酚氧化酶的活性较高,但由于实验设置的温度跨度较大,所以不能说明50 ℃就是多酚氧化酶的最适温度,C项错误;100 ℃热水可使多酚氧化酶失活,而用0 ℃冷水处理则是抑制了多酚氧化酶的活性,D项错误。
10.C　解析 酶能降低化学反应的活化能,但不能为酶促反应提供能量,A项错误;正常的植物组织中,PPO一般存在于由生物膜包被的质体中,不能与酚类物质接触,不发生褐变,B项错误;PPO存在于由生物膜包被的质体中,不能与酚类物质接触而反应,说明了生物膜的存在对某些酶和反应物的化学反应起着阻隔作用,C项正确;影响土豆片褐变速率的因素除了PPO的活性外,还有PPO的数量、酚类物质的含量等,D项错误。
11.答案 (1)质量分数为3%的淀粉溶液、质量分数为3%的蔗糖溶液　其中的一组无论蔗糖是否被水解,碘液均无颜色变化　(2)淀粉在酸性条件下会被水解　(3)不需要　该实验的目的是验证温度对酶活性的影响,只需设置高温、低温及37 ℃ 3个组别即可,不需要设置预实验摸索温度范围
解析 (1)研究淀粉酶的专一性,选用的反应物最好是淀粉溶液和蔗糖溶液,由于淀粉酶可以水解淀粉而不能水解蔗糖,最好用加入斐林试剂观察砖红色是否出现来观察实验结果。不宜用碘液,理由是碘液无法检测蔗糖是否分解。(2)由于酸性条件下淀粉易分解,因此淀粉不能作为探究pH对酶活性影响的实验材料。(3)验证温度对唾液淀粉酶活性的影响,不需要设置预实验摸索温度范围,该实验的目的是验证温度对酶活性的影响,只需设置高温、低温及37 ℃ 3个组别即可,不需要设置预实验摸索温度范围。
12.答案 (1)单位时间内耗氧量的大小　15 ℃　作用条件较温和　(2)8　另取8支试管,加入等量且适量的儿茶酚溶液,分别标号后,分别依次放入上述8个恒温箱中　同一恒温箱的两试管溶液混合　氧气的剩余量
解析 (1)由题意可知,儿茶酚在儿茶酚氧化酶作用下与氧气反应,产生对羟基醌和水,根据表格可知,该实验通过检测耗氧量来反映儿茶酚氧化酶活性。根据实验结果可知,在温度为15 ℃时,耗氧量最大,说明儿茶酚氧化酶活性相对最大。温度会影响酶的活性,这体现了酶作用条件较温和的特性。(2)第一步:根据表格中8组数据可知,该实验应设8组,所以应取8支试管,加入等量且适量的马铃薯儿茶酚氧化酶提取液,分别标号后,放入温度为10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃的恒温箱中。第二步:为了排除无关变量的影响,同时应将底物也调成相应温度,所以应另取8支试管,加入等量且适量的儿茶酚溶液,分别标号后,分别依次放入上述8个恒温箱中。第三步:保温一段时间后,将同一恒温箱的两试管溶液混合,放入相应温度的恒温箱(氧气含量相等且适宜)中保温一段时间,使其充分反应,然后检测各组的氧气的剩余量,并计算氧气的消耗量。
6