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人教(2019)生物必修1课时训练
5.1 降低化学反应活化能的酶
第2课时 酶的特性
一、选择题
1.在小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2,并向各瓶中迅速加入等量相应的物质(如图),烧瓶口紧包着一个小气球,使烧瓶沉于盛有水的烧杯底部同一位置(瓶内有气体产生,烧瓶可浮起)。下列相关叙述正确的是( )
A.图1～4中均需要ATP提供能量
B.图3中的烧瓶浮起的速度最快
C.图4中无气体产生,烧瓶不上浮
D.图1与图2对照验证酶的高效性
2.下列最能说明酶具有高效性的实验是( )
A.将氯化铁溶液和新鲜肝脏研磨液分别加入盛有等量的过氧化氢的甲、乙两支试管中,乙试管中释放氧气的速率远远快于甲试管
B.将质量分数为10%的淀粉酶溶液和稀释10倍的淀粉酶溶液分别加入盛有等量的质量分数为1% 的淀粉溶液的甲、乙两支试管中,淀粉分解的速率基本相等
C.将等量的人的唾液淀粉酶和萌发的小麦种子中的淀粉酶分别加入盛有等量的质量分数为1% 的淀粉溶液的甲、乙两支试管中,发现甲试管中淀粉分解的速率比乙试管快
D.将等量的淀粉酶溶液分别加入盛有等量的质量分数为1% 的淀粉溶液的甲、乙两支试管中,甲、乙分别保温在10 ℃和30 ℃条件下,结果乙试管中淀粉分解的速率快于甲试管
3.将2 mL新鲜的唾液与5 mL 5%的淀粉溶液混合,保温于37 ℃恒温箱中,测得产物生成速率变化趋势如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.15 min时,即使加入淀粉溶液,也不会有麦芽糖生成
B.10～15 min,麦芽糖生成速率降低的原因是酶活性降低
C.0～5 min,底物足量,若增加唾液的量,麦芽糖的生成速率可能还会提高
D.15 min后,向试管中滴加斐林试剂,在常温下溶液会出现砖红色
沉淀
4.下列不能用“酶的作用条件较温和”进行解释的生物学现象是( )
A.沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳
B.低温保存的食物不易腐败
C.胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解
D.淀粉酶不能催化麦芽糖的水解
5.图中的1表示一定量的酶在最适温度时反应物浓度与酶促反应速率的关系,如果将反应温度略微升高或向反应混合物中再加入少量同样的酶,变化后的曲线最可能分别是( )
A.5、2 B.3、2 C.4、2 D.3、4
6.如表为“探究酶的专一性”的活动记录表(单位:mL),下列叙述错误的是( )
组别 1 2 3 4 5 6
1%淀粉溶液 3 3 3
2%蔗糖溶液 3 3 3
新鲜唾液 1 1
蔗糖酶溶液 1 1
斐林试剂 2 2 2 2 2 2
A.淀粉不能与斐林试剂反应呈砖红色
B.本实验的可变因素是酶的种类和底物的种类
C.实验操作中将底物与酶混合后,再置于37 ℃恒温水浴中保温
D.若第4组出现了砖红色沉淀,说明蔗糖中一定含有还原糖
7.图甲表示某种酶催化底物水解的模型,图乙表示在最适温度下,相关酶的催化速率与反应物浓度的关系。下列相关叙述正确的是( )
A.图甲中若d、c分别代表半乳糖和葡萄糖,则b代表乳糖
B.所有酶都含有氮元素,酶能够为底物提供能量,从而使反应更容易进行
C.图乙中若g点反应体系温度升高,产物不再增加
D.由于酶具有专一性,细胞代谢才能在温和的条件下快速进行
8.物质甲作为抑制剂能与蔗糖酶结合或分离,从而改变蔗糖酶的活性。在适宜温度、pH等条件下,某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液均分为若干份,分别加入不同浓度的等量蔗糖溶液中,检测发现,蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是( )
A.物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强
B.物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性
C.蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离
D.反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度会改变酶活性
二、非选择题
9.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:
2%唾液淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%FeCl3溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、3%过氧化氢溶液、5%的盐酸、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2%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 。
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10.下列与酶相关的实验叙述中,正确的是( )
A.在加入等量H2O2溶液的试管中分别加入等量H2O2酶和水,用于探究酶的高效性
B.探究酶催化作用的最适pH时,分别设置过酸、中性、过碱三组实验
C.用蔗糖溶液作为底物,分别加入蔗糖酶和淀粉酶,再加入碘液来探究酶的专一性
D.用淀粉和淀粉酶作为实验材料探究温度对酶活性的影响,不能用斐林试剂检验
11.如图表示溶酶体内所含物质及其内外环境的pH,下列有关叙述,错误的是( )
A.溶酶体能合成多种水解酶
B.溶酶体内的酶进入细胞质基质后,其活性降低
C.溶酶体主动吸收H+,以保持pH相对稳定
D.溶酶体分解衰老、损伤的细胞器依赖其膜的流动性
12.(不定项)某同学用附着有过氧化氢酶的滤纸片进行了相关的实验研究(如图所示,图中小圆圈为氧气气泡),下列分析正确的是( )
A.酶促反应速率可用反应时间(t3-t1)的长短来表示
B.用附着等量FeCl3的滤纸片做实验,反应时间(t3-t1)变长
C.该装置可用于探究不同温度对过氧化氢酶活性的影响
D.改变过氧化氢溶液的pH,滤纸片不会接触烧杯底部
13.(不定项)除温度和pH对酶活性有影响外,一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法正确的是( )
A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与低温对酶活性抑制的机理不同
B.根据图甲可推知,竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点
C.图乙中底物浓度相对值小于10时,限制曲线A酶促反应速率的主要因素是底物浓度
D.图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果
14.图甲、乙、丙是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。请据图回答下列问题。
(1)图甲、丙所代表的实验中,实验自变量依次为 、
。
(2)根据图甲可以得出的实验结论是酶的催化作用具有 的特点。
(3)图乙曲线bc段产生的原因可能是 。
(4)若图乙实验过程中增加过氧化氢酶的浓度,请在图乙中,利用虚线绘出曲线的变化情况。
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5.1 降低化学反应活化能的酶
第2课时 酶的特性
一、选择题
1.在小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2,并向各瓶中迅速加入等量相应的物质(如图),烧瓶口紧包着一个小气球,使烧瓶沉于盛有水的烧杯底部同一位置(瓶内有气体产生,烧瓶可浮起)。下列相关叙述正确的是( B )
A.图1～4中均需要ATP提供能量
B.图3中的烧瓶浮起的速度最快
C.图4中无气体产生,烧瓶不上浮
D.图1与图2对照验证酶的高效性
解析:ATP是细胞生命活动的直接供能物质,图1～4中均没有ATP提供能量;图3中酶的温度适宜,肝脏研磨液新鲜程度更高,故图3中酶活性最高,O2产生速率最快,故图3中的烧瓶浮起的速度最快;H2O2在常温下也能自行分解,故图4中H2O2能分解,有O2产生;图1与图2对照,自变量有温度和催化剂两种,不符合单一变量原则,无法得出结论,不能验证酶的高效性。
2.下列最能说明酶具有高效性的实验是( A )
A.将氯化铁溶液和新鲜肝脏研磨液分别加入盛有等量的过氧化氢的甲、乙两支试管中,乙试管中释放氧气的速率远远快于甲试管
B.将质量分数为10%的淀粉酶溶液和稀释10倍的淀粉酶溶液分别加入盛有等量的质量分数为1% 的淀粉溶液的甲、乙两支试管中,淀粉分解的速率基本相等
C.将等量的人的唾液淀粉酶和萌发的小麦种子中的淀粉酶分别加入盛有等量的质量分数为1% 的淀粉溶液的甲、乙两支试管中,发现甲试管中淀粉分解的速率比乙试管快
D.将等量的淀粉酶溶液分别加入盛有等量的质量分数为1% 的淀粉溶液的甲、乙两支试管中,甲、乙分别保温在10 ℃和30 ℃条件下,结果乙试管中淀粉分解的速率快于甲试管
解析:A项中实验的自变量是催化剂的种类,可以对比说明酶具有高效性;B项中实验的自变量是不同浓度的淀粉酶,不能说明酶的高效性;C项中实验只能比较出不同生物体中酶的作用效果不同,不能说明酶具有高效性;D项中实验只能说明温度影响酶的催化效率,不能证明酶具有高效性。
3.将2 mL新鲜的唾液与5 mL 5%的淀粉溶液混合,保温于37 ℃恒温箱中,测得产物生成速率变化趋势如图所示。下列有关说法正确的是( C )
A.15 min时,即使加入淀粉溶液,也不会有麦芽糖生成
B.10～15 min,麦芽糖生成速率降低的原因是酶活性降低
C.0～5 min,底物足量,若增加唾液的量,麦芽糖的生成速率可能还会提高
D.15 min后,向试管中滴加斐林试剂,在常温下溶液会出现砖红色
沉淀
解析:由题图可知,15 min时,酶仍然保持活性,加入淀粉溶液,可以有麦芽糖生成;10～15 min,麦芽糖生成速率降低的原因是淀粉含量减少,而不是酶活性降低;15 min后,向试管中滴加斐林试剂,水浴加热后溶液才会出现砖红色沉淀。
4.下列不能用“酶的作用条件较温和”进行解释的生物学现象是( D )
A.沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳
B.低温保存的食物不易腐败
C.胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解
D.淀粉酶不能催化麦芽糖的水解
解析:“沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳”是由于高温破坏了酶的结构;“低温保存的食物不易腐败”是由于微生物细胞内的酶在低温条件下活性受到抑制;“胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解”是由于酶的催化需要适宜的pH,小肠中的环境呈偏碱性,胃蛋白酶进入小肠后因pH改变而失活;“淀粉酶不能催化麦芽糖的水解”是由于酶具有专一性。
5.图中的1表示一定量的酶在最适温度时反应物浓度与酶促反应速率的关系,如果将反应温度略微升高或向反应混合物中再加入少量同样的酶,变化后的曲线最可能分别是( C )
A.5、2 B.3、2 C.4、2 D.3、4
解析:反应温度能通过影响酶活性影响反应速率,当反应温度高于最适温度时,酶活性降低,反应速率最终稳定,但反应速率会比最适温度下的反应速率低,由此可知曲线4表示反应温度略微升高后的酶促反应速率曲线;反应混合物中再加入少量同样的酶,当反应物浓度达到一定程度时,限制反应速率的因素是酶浓度,加入酶提高了酶浓度,增大了反应速率,由此可知曲线2表示再加入少量同样的酶后的酶促反应速率曲线。
6.如表为“探究酶的专一性”的活动记录表(单位:mL),下列叙述错误的是( D )
组别 1 2 3 4 5 6
1%淀粉溶液 3 3 3
2%蔗糖溶液 3 3 3
新鲜唾液 1 1
蔗糖酶溶液 1 1
斐林试剂 2 2 2 2 2 2
A.淀粉不能与斐林试剂反应呈砖红色
B.本实验的可变因素是酶的种类和底物的种类
C.实验操作中将底物与酶混合后,再置于37 ℃恒温水浴中保温
D.若第4组出现了砖红色沉淀,说明蔗糖中一定含有还原糖
解析:淀粉不能与斐林试剂反应呈砖红色;根据题表分析,本实验的可变因素为酶的种类和底物的种类;本实验操作时可先将底物与酶混合后,再置于37 ℃恒温水浴中保温,目的是使酶充分发挥作用;若第4组出现了砖红色沉淀,可能是蔗糖中含有还原糖,或是蔗糖中含有淀粉,被唾液中的淀粉酶分解形成了还原糖。
7.图甲表示某种酶催化底物水解的模型,图乙表示在最适温度下,相关酶的催化速率与反应物浓度的关系。下列相关叙述正确的是( A )
A.图甲中若d、c分别代表半乳糖和葡萄糖,则b代表乳糖
B.所有酶都含有氮元素,酶能够为底物提供能量,从而使反应更容易进行
C.图乙中若g点反应体系温度升高,产物不再增加
D.由于酶具有专一性,细胞代谢才能在温和的条件下快速进行
解析:乳糖水解产物是半乳糖和葡萄糖。图甲中若d、c分别代表半乳糖和葡萄糖,则b代表乳糖;酶能够显著降低化学反应的活化能,从而让反应更容易进行;图乙表示在最适温度下酶的催化速率,若g点时反应体系温度升高,酶活性降低,化学反应速率降低,产物增加速率减慢;由于酶的作用条件较温和,细胞代谢才能在温和的条件下快速
进行。
8.物质甲作为抑制剂能与蔗糖酶结合或分离,从而改变蔗糖酶的活性。在适宜温度、pH等条件下,某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液均分为若干份,分别加入不同浓度的等量蔗糖溶液中,检测发现,蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是( C )
A.物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强
B.物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性
C.蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离
D.反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度会改变酶活性
解析:根据题意可知,物质甲属于抑制剂,即物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力降低,导致酶活性降低;物质甲与蔗糖酶的结合能降低酶活性,从而改变酶的高效性,但不改变专一性;蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离,从而使酶活性升高,蔗糖的水解速率增大;反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度不会改变酶活性,只是改变酶促反应速率。
二、非选择题
9.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:
2%唾液淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%FeCl3溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、3%过氧化氢溶液、5%的盐酸、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2%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 。
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,理由是其中的蔗糖组无论是否被水解,碘液均无颜色变化。
(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。
答案:(1)3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液 其中的蔗糖组无论是否被水解,碘液均无颜色变化 (2)淀粉在酸性条件下会被水解
10.下列与酶相关的实验叙述中,正确的是( D )
A.在加入等量H2O2溶液的试管中分别加入等量H2O2酶和水,用于探究酶的高效性
B.探究酶催化作用的最适pH时,分别设置过酸、中性、过碱三组实验
C.用蔗糖溶液作为底物,分别加入蔗糖酶和淀粉酶,再加入碘液来探究酶的专一性
D.用淀粉和淀粉酶作为实验材料探究温度对酶活性的影响,不能用斐林试剂检验
解析:酶和无机催化剂设置对照实验,才能体现酶的高效性;探究酶催化作用的最适pH时,需设置一系列pH梯度,而不是只设置三组;碘液能用于检测淀粉,但不能用于检测蔗糖及其水解产物,因此该实验不能用碘液进行检验,可用斐林试剂进行检测;由于斐林试剂鉴别还原糖需要水浴加热,因此探究温度对酶活性的实验,不能用斐林试剂
检验。
11.如图表示溶酶体内所含物质及其内外环境的pH,下列有关叙述,错误的是( A )
A.溶酶体能合成多种水解酶
B.溶酶体内的酶进入细胞质基质后,其活性降低
C.溶酶体主动吸收H+,以保持pH相对稳定
D.溶酶体分解衰老、损伤的细胞器依赖其膜的流动性
解析:溶酶体中含有多种水解酶,其内的多种水解酶是在核糖体上合成的;酶具有适宜的pH,当溶酶体中的水解酶进入细胞质基质之后由于pH升高,酶活性将降低;溶酶体内pH较低,说明H+相对较多,故H+以主动运输的方式逆浓度梯度进入溶酶体,以保持pH相对稳定;根据分析可知,溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,该功能的发挥依赖膜的流动性。
12.(不定项)某同学用附着有过氧化氢酶的滤纸片进行了相关的实验研究(如图所示,图中小圆圈为氧气气泡),下列分析正确的是( AB )
A.酶促反应速率可用反应时间(t3-t1)的长短来表示
B.用附着等量FeCl3的滤纸片做实验,反应时间(t3-t1)变长
C.该装置可用于探究不同温度对过氧化氢酶活性的影响
D.改变过氧化氢溶液的pH,滤纸片不会接触烧杯底部
解析:酶促反应在酶与底物接触时开始,其速率可用滤纸片从进入液面之时到浮出液面的时间(即t3-t1)来表示;FeCl3的催化效率低于过氧化氢酶,用附着等量FeCl3的滤纸片做实验,反应时间(t3-t1)变长;温度影响过氧化氢的分解,该装置不能用于探究不同温度对过氧化氢酶活性的影响;改变过氧化氢溶液的pH,酶的活性会改变,从而改变滤纸片接触到烧杯底部的时间,但滤纸片仍可能会接触烧杯底部。
13.(不定项)除温度和pH对酶活性有影响外,一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法正确的是( ABC )
A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与低温对酶活性抑制的机理不同
B.根据图甲可推知,竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点
C.图乙中底物浓度相对值小于10时,限制曲线A酶促反应速率的主要因素是底物浓度
D.图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果
解析:由题图可知,非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制,但低温只是抑制酶的活性,酶在低温下酶的空间结构没有改变;竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位,说明竞争性抑制剂与底物可能具有类似结构;底物浓度相对值小于10时,曲线A中的酶促反应速率随着底物浓度增加而增加,表明此时底物浓度是限制曲线A酶促反应速率的主要因素;加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低,但升高底物浓度后可使催化反应速率升高,因此曲线B是加入了竞争性抑制剂的结果;加入非竞争性抑制剂后酶的催化反应速率降低,增大底物浓度反应速率上升不明显,说明曲线C是加入了非竞争性抑制剂的结果。
14.图甲、乙、丙是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。请据图回答下列问题。
(1)图甲、丙所代表的实验中,实验自变量依次为 、
。
(2)根据图甲可以得出的实验结论是酶的催化作用具有 的特点。
(3)图乙曲线bc段产生的原因可能是 。
(4)若图乙实验过程中增加过氧化氢酶的浓度,请在图乙中,利用虚线绘出曲线的变化情况。
解析:(1)图甲、丙所代表的实验的自变量依次为催化剂种类(和
时间)、pH。
(2)由图甲可以看出,过氧化氢酶的催化效率明显高于Fe3+,说明酶的催化作用具有高效性。
(3)图乙中曲线bc段,随着H2O2浓度的升高,酶促反应速率不再加快,最可能的原因是过氧化氢酶的数量(浓度)有限。
(4)增加过氧化氢酶的浓度,能加快化学反应速率,因此其曲线比原来的曲线高,如图:
答案:(1)催化剂种类(和时间) pH
(2)高效性
(3)过氧化氢酶的数量(浓度)有限
(4)
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