3.2酶是生物催化剂（含解析）——2023-2024学年高一生物学浙科版（2019）必修一课时分层练

3.2酶是生物催化剂
——2023-2024学年高一生物学浙科版（2019）必修一
课时分层练
【夯实基础】
知识点1 绝大多数酶是蛋白质
1.20世纪80年代，科学家发现了一种酶——RNase P，RNase P由20%的蛋白质和80%的RNA组成。研究发现，将这种酶中的蛋白质除去，并提高剩余物质的浓度，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性。这一研究结果表明( )
A.一些RNA具有生物催化作用 B.酶的化学本质都是RNA
C.酶的化学本质都是蛋白质 D.酶都是由RNA和蛋白质组成的
2.下列关于酶本质的探索历程的说法正确的是( )
A.斯帕兰札尼关于鹰的消化作用实验说明胃只有物理性消化的作用
B.美国科学家奥特曼利用刀豆中的脲酶证明酶是蛋白质
C.法国科学家巴斯德提出酿酒中的发酵与酵母菌细胞有关
D.李比希将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶
知识点2 酶的催化功能具有专一性和高效性
3.如图为蔗糖酶作用机理示意图，甲表示蔗糖，乙表示麦芽糖。下列叙述正确的是( )
A.丙是果糖，丁是葡萄糖
B.图示过程能说明酶具有专一性和高效性
C.与甲结合的酶形状发生改变形成酶—底物复合物
D.1克蔗糖酶使多少克蔗糖水解代表该酶活性是多少
4.某兴趣小组利用如图装置进行一系列实验来研究酶的特性。下列相关叙述错误的是( )
A.量筒中收集到的水的体积代表了O2的产生量
B.可以用装置乙进行“探究温度对酶活性的影响”实验
C.可以用装置甲、乙进行“验证酶的催化具有高效性”实验
D.可以用装置甲、乙进行“验证催化剂种类不影响产物的生成量”实验
知识点3 酶的催化功能受多种条件的影响
5.植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37℃、不同pH下的相对活性，结果见如表。下列叙述最合理的是( )
3 5 7 9 11
M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6
L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1
A.在37℃时，两种酶的最适pH均为3
B.在37℃长时间放置后，两种酶的活性不变
C.从37℃上升至95℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性
D.在37℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂
6.如图是某小组测定的不同温度和pH对纤维素酶水解纤维素的影响结果，下列相关叙述正确的是( )
A.pH不同时，纤维素酶为反应提供的活化能的大小可能不同
B.图中A、B两点酶促反应速率相同是因为酶的空间结构相同
C.pH=6时，纤维素酶的耐受温度范围最大，因此保存该酶的最适pH为6
D.不同的pH影响纤维素酶的活性，但不改变该酶的最适温度
【能力提升】
7.多酶片是一种助消化药物，其含有肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为肠溶衣（不易溶于胃液，可溶于肠液）包裹的胰酶（主要为胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶等），外层为糖衣（可溶于胃液）包裹的胃蛋白酶。若将多酶片外层和内层中的酶互换，则从理论上分析，某消化不良患者服用后( )
A.疗效显著增强，因为酶有催化作用
B.疗效不变，因为酶的种类没有变化
C.疗效显著减弱，因为酶活性会受pH影响
D.疗效显著减弱，因为酶具有专一性
8.牛奶中富含蛋白质，新鲜生姜根茎中的凝乳酶能够破坏酪蛋白胶束使牛奶凝结，待牛奶凝固便成为一种富有特色的甜品—姜汁撞奶。为探索制作姜汁撞奶的条件，某生物兴趣小组通过实验探究温度对凝乳酶活性的影响，结果如图所示。据此分析，下列说法正确的是( )
A.凝乳酶能为蛋白质的水解提供活化能
B.85℃的牛奶与姜汁混合可能不会凝固
C.不同温度下凝乳酶的活性一定不同
D.保存凝乳酶的适宜温度约为60℃
9.用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0，20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了( )
A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度
C.反应体系的温度 D.反应体系的pH
10.如图表示一酶促反应，它所反映的酶的一个特性和a、b、c最可能代表的物质依次是( )
A.高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽
B.专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖
C.专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖
D.高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸
11.如图表示在最适温度下，蔗糖酶催化蔗糖水解的反应速率随蔗糖浓度的变化曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.图中反应速率越大，说明蔗糖酶的活性越大
B.BC段增加蔗糖酶的量，酶促反应速率增大
C.BC段提高反应温度，酶促反应速率增大
D.直接加入斐林试剂即可检测该反应是否生成还原糖
12.美国德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家在《自然》杂志上指出，他们研制出了一种新的酶变体FAST-PETase(天然酶的新突变)，它能在几小时到几天内分解正常情况下需要数百年才能降解的塑料(主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯PET)，有望大大推动塑料的回收利用，真正拉开塑料循环经济的大幕。这项研究关于酶变体FAST-PETase作用叙述错误的是( )
A.体现了高效性 B.体现了专一性
C.具有催化作用 D.不需要适宜的温度和pH
13.下列关于探究酶特性的实验，叙述正确的是( )
A.若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，可选择淀粉作为酶促反应底物
B.若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测
C.若用H2O2和过氧化氢酶来探究酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测
14.取五支试管，各加入2mL的浓度为0.5mol/L的过氧化氢溶液，然后按下表要求分别加入试剂或材料。根据上述实验，下列说法正确的是( )
试管号 1 2 3 4 5
过氧化氢 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL
试剂或材料 1mL唾液 锈铁钉 生土豆块 熟土豆块 生土豆块和稀盐酸
实验现象 无气泡 少量气泡 大量气泡 几乎无气泡 少量气泡
A.用2号和3号对比，可以说明酶具有高效性
B.用3号和4号对比，可以说明酶具有催化作用
C.用1号和4号对比，可以说明酶具有专一性
D.用3号和5号对比，可以说明酶的催化效率受pH和温度影响
【综合素养】
15.图甲表示某酶促反应过程，图乙表示该酶的浓度一定时酶促反应速率和温度的关系。请回答下列问题：
（1）图甲中表示酶的是 。该酶促反应速率可以用图甲中 表示。
（2）图乙中，t1对应的酶促反应速率为0，其原因在于 。t5对应的酶促反应速率为0，其原因在于 。
（3）某兴趣小组根据图乙探究经过t4条件处理的该酶，当温度降低到时，其活性是否可以恢复到较高水平。关于预处理过程中变量的设置：取3支试管，编号为a、b、c，各加入适宜浓度的该酶溶液1mL；a组和b组作为对照组的处理为 ，c组作为实验组的处理为 。
答案以及解析
1.答案：A
解析：根据题中信息可知，RNase P由蛋白质和RNA组成，将这种酶中的蛋白质除去，并提高剩余物质的浓度，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，可推知一些RNA具有生物催化作用。本题选A。
2.答案：C
解析：斯帕兰札尼关于鹰的消化作用实验说明胃具有化学性消化的作用，A错误；萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质，B错误；法国科学家巴斯德提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的，C正确；德国化学家毕希纳将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶，D错误。
3.答案：C
解析：蔗糖是二糖，在蔗糖酶作用下水解为葡萄糖和果糖；麦芽糖是二糖，在麦芽糖酶作用下水解为两分子葡萄糖。据图分析，可能丙是果糖、丁是葡萄糖，也有可能丙是葡萄糖、丁是果糖，A错误。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，该图表示蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化麦芽糖水解，说明酶具有专一性，无法说明酶具有高效性，B错误。酶与底物结合时，形状会有所改变，形成酶—底物复合物，C正确。酶活性可用单位时间内单位体积中产物生成量或底物消耗量来表示，D错误。
4.答案：B
解析：H2O2分解可产生O2，量筒中收集到的水的体积代表了O2的产生量，A正确；温度会影响过氧化氢的分解，不适宜用装置乙进行“探究温度对酶活性的影响”实验，B错误；验证酶的催化具有高效性，自变量是催化剂的种类，装置甲中的FeCl3溶液为无机催化剂，装置乙中的肝脏研磨液中含有H2O2酶，可以用装置甲、乙进行“验证酶的催化具有高效性”实验，C正确；酶具有催化作用，能改变化学反应的速率，但不改变产物的生成量，量筒中收集到的水的体积代表O2的产生量，可以用装置甲、乙进行“验证催化剂种类不影响产物的生成量”实验，D正确。
5.答案：D
解析：A、根据表格数据可知，在在37℃时，M的适宜pH为5～9，而N的适宜pH为5左右，A错误；
B、酶适宜在低温条件下保存，在37℃长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B错误；
C、酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37℃上升至95℃，两种酶在pH为5时都已经失活，C错误；
D、在37℃、pH为3～11时，M比N的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D正确。
故选：D。
6.答案：D
解析：酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而不是提供活化能，A错误；图中A点温度低于纤维素酶的最适温度，低温抑制了酶的活性，酶的空间结构不受影响， B点温度高于纤维素酶的最适温度，高温可破坏酶的空间结构，因此A、B两点酶促反应速率相同不是因为酶的空间结构相同，B错误；酶适宜在最适pH条件下保存，过酸、过碱都会破坏酶的空间结构，影响酶促反应速率，图中在一定范围内，pH=6时酶促反应速率小于pH=5、pH=4条件下的酶促反应速率，故pH=6不是保存该酶的最适pH,C错误；分析题图可以看出，不同pH条件下纤维素酶的活性可能不同，但是这并不改变该酶的最适温度，D正确。
7.答案：C
解析：若将多酶片外层和内层中的酶互换，则糖衣包裹着胰酶，肠溶衣包裹着胃蛋白酶，肠溶衣不易溶于胃液，糖衣包裹的胰酶可能会在胃中低pH条件下失活，不能起助消化效果，到达小肠时胃蛋白酶被释放出来，小肠pH比胃高，胃蛋白酶酶活性会受pH影响，A项、B项、D项不符合题意，C项符合题意。
8.答案：B
解析：A、酶能降低化学反应的活化能,但不能提供活化能,A错误; B、85°C的牛奶会使得姜汁中的凝乳酶失活,无法水解亲水性蛋白质,所以牛奶无法凝固,B正确; C、由图可知最适温度左右不同温度下酶活性可能相同,C错误; D、低温时酶的空间结构比较稳定,所以保存凝乳酶应该在低温的条件下而不是在最适温度条件下,D错误。 故选B。
9.答案：B
解析：结合题干信息分析题图，随反应时间增加，生成O2总量的相对值不断增加，达到一定时间（第1组大约为2、第2组大约为3）以后，两组实验中产生的O2总量不再增加（即反应结束），但第2组反应结束时产生的O2总量明显高于第1组。若第2组实验提高了悬液中酶的浓度，则反应结束时产生的O2总量应与第1组相同，A错误；若第2组实验提高了H2O2溶液的浓度，则反应结束时产生的O2总量应比第1组多，B正确；若第2组实验提高了反应体系的温度（或pH），则反应结束时产生的O2总量应与第1组相同，C、D错误。
10.答案：B
解析：据图分析，a化学反应前后数量和化学性质不变，表示酶，b是反应底物，c表示产物.在a的作用下，大分子b分解成2个结构单元的小分子c，说明酶具有专一性。对照四个选项，淀粉属于多糖，麦芽糖属于二糖，符合图示现象。故选：B。
11.答案：B
解析：酶的活性是指在一定的条件下酶催化某种化学反应的能力，在该实验条件下，蔗糖酶的活性不随蔗糖浓度的改变而改变，A错误；BC段，蔗糖浓度增加，反应速率基本不变，说明限制BC段反应速率的因素可能是蔗糖酶的浓度，故BC段增加蔗糖酶的量，可能使酶促反应速率增大，B正确；该实验是在最适温度下进行的，提高反应温度或降低反应温度，酶促反应速率将会减小，C错误；用斐林试剂可以检测还原糖，但使用斐林试剂时需要水浴加热，D错误。
12.答案：D
解析：A、酶变体能在几小时到几天内分解正常情况下需要数百年才能降解的塑料，体现了酶的高效性，A正确；B、酶变体的底物主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，体现了酶具有专一性，B正确；C、酶具有能够降低化学反应活化能的催化作用，C正确；D、该新的酶变体FAST-PETase是天然酶的新突变，需要适宜的温度和pH，D错误。故选：D。
13.答案：C
解析：A、若探究pH对酶活性的影响，自变量是pH值，因变量是酶活性，若让淀粉底物与淀粉酶为实验材料，淀粉在酸性条件下会分解，干扰实验结果，A错误；
B、斐林试剂检测还原糖需要进行水浴加热，会改变反应的温度，因此如果探究温度对淀粉酶活性的影响，应选择碘液检测实验结果，B错误；
C、酶的高效性是和无机催化剂相对而言的，因此如果探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照，C正确；
D、由于蔗糖无论是否发生水解，都不与碘液反应，因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不能用碘液检测实验结果，D错误。
故选C。
14.答案：A
解析：用2号和3号组对比，可以说明酶具有高效性，A项正确；用3号和4号组对比，只能说明温度影响酶的活性，B项错误；4号试管熟土豆块中的过氧化氢酶已经失活，应该用1号和3号组对比，说明酶具有专一性，C项错误；用3号和5号组对比，可以说明酶的催化效率受pH影响，不能说明酶的催化效率受温度影响，D项错误。
15.答案：（1）A；C或D的生成速率（或B的消耗速率）（2）在低温条件下，该酶的活性受到抑制，导致反应物几乎没有被分解；在高温条件下，该酶的空间结构遭到破坏，酶的活性丧失，导致反应物没有被分解（3）分别在温度为t3和t4的水浴装置中保温相同且适宜时间；先在温度为t4的水浴装置中保温相同时间，然后在温度为t3的水浴装置中保温相同时间
解析：（1）酶促反应前后酶的数量和化学性质保持不变，故图甲中A表示酶。酶促反应速率可以用单位时间内底物的消耗量或单位时间内产物的生成量来表示，图甲中B是底物，C和D是产物，因此可以用C或D的生成速率（或B的消耗速率）表示该酶促反应速率。（2）在低温条件下，酶的活性会受到抑制，导致酶促反应基本不进行，所以t1对应的酶促反应速率为0。在高温条件下，酶的空间结构会遭到破坏，酶的活性丧失，导致酶促反应不进行，所以t5对应的酶促反应速率为0。（3）根据实验目的，该探究实验需分为三组，一组温度设定为t3，一组温度设定为t4，一组温度应从t4降到t3。
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