课时分层作业(15) 酶的特性和影响酶活性的条件
(本套共9小题，共35分。第1～8小题，每小题3分；第9小题11分。)
题组一 酶的特性及相关实验设计
1．下图为某种酶作用的模型。下列相关表述正确的是( )
A．a代表反应物
B．b代表酶
C．c和d代表产物
D．该反应模型能说明酶具有高效性
2．某同学取两支洁净的试管，编号为1和2，然后按照下表中序号①到③的要求操作。下列相关叙述错误的是( )
序号 项目 试管1 试管2
① 注入可溶性淀粉溶液 2 mL —
② 注入蔗糖溶液 — ？
③ 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
A．该实验可用于验证淀粉酶具有专一性
B．“？”处注入蔗糖溶液的量应为2 mL
C．两支试管内的液体混匀后，应置于淀粉酶的最适温度下反应相同时间
D．该实验可用碘液对结果进行检测
3．下列有关“探究酶的特性”系列实验的叙述中，合理的是( )
A．“探究酶的高效性”实验中，自变量是酶的种类
B．“探究pH对酶活性的影响”实验中，无关变量不止一种
C．“探究酶的专一性”实验中，自变量只能是酶的种类
D．“探究温度对酶活性的影响”实验中，自变量不止一种
题组二 探究影响酶活性的条件
4．反应物浓度与酶促反应速率的关系如图所示，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下进行反应所得的结果。下列分析错误的是( )
A．若从M点开始温度升高10 ℃，则曲线可能发生由b到a的变化
B．限制曲线MN段反应速率的主要因素是反应物浓度
C．若N点时向反应物中再加入少量反应物，则反应曲线会变为c
D．若减小pH，重复该实验，则M、N点的位置均会下移
5．为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是( )
试验编号 探究课题 选用材料与试剂
① 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
② 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
③ pH对酶活性的影响 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④ pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A．实验① B．实验②
C．实验③ D．实验④
6．为探究“影响人胶原蛋白酶活性的条件”，某生物兴趣小组设计了如表所示的实验。下列说法错误的是( )
试管 底物和试剂 实验条件
1 蛋白质X＋4 mL胶原蛋白酶 37 ℃水浴；pH＝7
2 蛋白质X＋4 mL胶原蛋白酶 ①；pH＝3
3 蛋白质X＋4 mL胶原蛋白酶 0 ℃水浴；pH＝②
A．①处为37 ℃水浴处理，②处为7
B．本实验的自变量是温度和酸碱度
C．充足反应后加入双缩脲试剂，溶液呈现紫色的试管是1和3
D．为更好的实现实验目的，应增加设置其他温度和pH的试管进行实验
7．酶促反应速率随温度、pH和反应物浓度的变化趋势如图所示，其他条件适宜。下列分析正确的是( )
A．在曲线①的ab段增加酶的浓度，反应速率将增大
B．研究曲线②中温度对酶促反应的影响时，需选用H2O2和过氧化氢酶作为实验材料
C．与d点相比，f点和i点时酶的空间结构发生永久改变
D．应在e和h两点对应条件下保存酶制剂以维持其活性
8．分析表格所示实验，下列相关叙述错误的是( )
试管 编号 5% H2O2 H2O 3.5% FeCl3 新鲜肝脏 研磨液 5% NaOH
1 2 mL 2滴 2滴 — —
2 2 mL 4滴 — — —
3 2 mL 2滴 — 2滴 —
4 2 mL — — 2滴 2滴
A．各试管中试剂添加顺序应从左往右依次添加
B．试管3和4比较，可说明碱性环境对酶的影响
C．各组实验应保持相同且适宜的温度条件
D．试管1和3对照，可说明酶的催化效率更高
9．(11分)某研究对来自某嗜热短芽孢杆菌的蛋白酶TSS降解Ⅰ型胶原蛋白的催化条件开展研究，部分实验分组方案及结果见下表：
组别 pH 温度(℃) CaCl2 降解率(%)
① 9 90 ＋ 38
② 9 70 ＋ 88
③ 9 70 － 0
④ 7 70 ＋ 58
⑤ 7 40 ＋ 43
⑥ 5 40 ＋ 30
注：“＋/－”分别表示“有/无”，添加少量CaCl2，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
回答以下问题：
(1)蛋白酶TSS催化Ⅰ型胶原蛋白水解的机制是______________________，结合①②的相关变量分析，自变量是_________________，无关变量有____________
____________________________________________________________________(写出两项)。
(2)比较_______________组的结果，可以判断该酶的催化活性依赖于 CaCl2，第②组和第④组的结果比较说明________________条件下蛋白酶 TSS活性较强。
(3)经实验确定TSS是Ca2+依赖的蛋白酶，最适温度和最适pH分别是70 ℃和pH＝9。为进一步研究NaCl浓度对蛋白酶TSS的活性影响，请写出简要实验设计思路：_____________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
4/4课时分层作业(15)
1 2 3 4 5 6 7 8
C D B C A C C A
9．(除标注外，每空2分，共11分)(1)降低化学反应的活化能 温度(1分) Ⅰ型胶原蛋白的含量、蛋白酶TSS的浓度和体积、pH(答出两项即可) (2)②③ 碱性(或pH为9) (3)在添加少量CaCl2的基础上，设计一系列NaCl浓度梯度的组别，在pH＝9和70 ℃的条件下，用蛋白酶TSS催化Ⅰ型胶原蛋白，测定Ⅰ型胶原蛋白的降解率
1．C [a前后没有发生改变，代表酶(生物催化剂)，A错误；b最后变成c和d，因此b代表反应物，B错误；c和d代表产物，是b被分解产生的，C正确；该反应模型说明酶与底物结合有特异性，说明酶的作用具有专一性，D错误。]
2．D [试管1中加入可溶性淀粉和淀粉酶，试管2中加入蔗糖和淀粉酶，目的是验证淀粉酶具有专一性，A正确；本实验的自变量是底物不同，无关变量应保持相同且适宜，因此“？”处注入蔗糖溶液的量应为2 mL，B正确；温度、时间为本实验无关变量，应相同且适宜，因此两支试管内的液体混匀后，应置于淀粉酶的最适温度下反应相同时间，C正确；该实验不能用碘液，碘液不能检测蔗糖是否被水解，D错误。]
3．B [与无机催化剂相比，体现酶的高效性，验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类(酶和无机催化剂)，A不合理；酶的活性受pH的影响，每一种酶都有其最适宜pH，pH过高或过低都会使酶的活性降低，甚至失去活性，探究酶催化作用的最适pH时，自变量是pH，无关变量有温度、酶的种类和量、底物的种类和量等，B合理；验证酶的专一性时，可以是相同的底物不同的酶，也可以是不同的底物同一种酶，故自变量可以是不同的酶种类，也可以是不同的底物，C不合理；酶的活性受温度的影响，每一种酶都有其最适宜温度，温度过高或过低都会使酶的活性降低，甚至失去活性，探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，D不合理。]
4．C [由题干信息可知，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下进行反应所得的结果，故若从M点开始温度升高10 ℃，酶的活性下降，则曲线可能发生由b到a的变化，A正确；图中可以看出，在曲线MN段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线MN段反应速率的主要因素，B正确；N点时向反应物中再加入少量反应物，酶促反应速率不变，因为此时酶已经处于饱和，C错误；由题干信息可知，该酶处于适宜条件，故减小pH，酶的活性下降，重复该实验，则M、N点的位置均会下移，D正确。]
5．A [①探究温度对酶活性的影响可用新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，最后用碘液检测是否水解，①正确；②探究温度对酶活性的影响不能使用过氧化氢溶液，因为过氧化氢溶液受热易分解，其分解速率受温度的影响，②错误；③探究pH对酶活性的影响，不能用新制的蔗糖酶溶液和可溶性淀粉溶液，因为酶具有专一性，蔗糖酶不能水解淀粉，③错误；④探究pH对酶活性的影响，不能用可溶性淀粉和淀粉酶，因为酸性条件可溶性淀粉溶液会被酸解，④错误。]
6．C [根据单一变量原则，实验方案①②处分别为37 ℃水浴、7，A正确；根据表格可知，本实验的自变量是温度(37 ℃和0 ℃)和pH(3和7)，因变量是蛋白质块大小的变化或蛋白块消失所需的时间，无关变量有胶原蛋白酶的用量或浓度、蛋白质X的用量、保温时间等，无关变量要保持相同且适宜，B正确；双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，不管1、2、3中的蛋白质X是否被分解，1、2、3中的胶原蛋白酶本身也是蛋白质，因此用双缩脲试剂检验上述3组实验后的溶液，溶液呈现紫色的试管有1、2、3，C错误；本实验只有37 ℃和0 ℃、pH为3和7，为更好的实现实验目的，应增加设置其他温度和pH的试管进行实验，D正确。]
7．C [①曲线表示在适宜条件下，某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系，其中ab段，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，因此该段影响酶促反应速率的因素是反应物浓度，在ab段增加酶的浓度，反应速率不变，A错误；加热会导致H2O2分解，所以研究曲线②中温度对酶促反应的影响时，不可选用H2O2和过氧化氢酶作为实验材料，B错误；②表示温度对酶促反应速率的影响，③表示pH对酶促反应速率的影响，低温(d点)使酶的活性处于抑制状态，高温(f点)、过碱(i点)会导致酶失活，即酶的空间结构永久失活，C正确；酶的保存应在低温、最适pH条件下，即d和h点，D错误。]
8．A [试管1、2和3中试剂添加顺序从左往右依次添加不影响实验结果，但试管4应在加入5% H2O2后，先加2滴5% NaOH，后加2滴肝脏研磨液，防止肝脏研磨液与H2O2在没有经5%NaOH处理时就已经开始反应，或者先用5% NaOH处理肝脏研磨液，然后再加入5% H2O2的试管内，A错误；3号添加了2滴新鲜肝脏研磨液，4号添加了2滴肝脏研磨液和2滴5% NaOH，两者比较可说明碱性环境对酶的影响，B正确；本实验中温度属于无关变量，所以各组实验应该保持相同且适宜的温度条件，C正确；试管1添加了2滴3.5% FeCl3溶液，试管3添加了2滴新鲜肝脏研磨液，两者比较可说明酶的催化效率更高，D正确。]
9．(1)酶的作用机理是降低化学反应的活化能，故蛋白酶TSS催化Ⅰ型胶原蛋白水解的机制是降低化学反应的活化能。分析表格，实验①②的自变量是温度不同(90 ℃和70 ℃)；无关变量有Ⅰ型胶原蛋白的含量、蛋白酶TSS的浓度和体积、pH等，无关变量应保持等量且适宜。(2)要得出该酶的催化活性依赖于CaCl2，则实验的自变量应为CaCl2的有无， ②③对比可知，没有CaCl2就不能降解Ⅰ型胶原蛋白，故该酶的催化活性依赖于CaCl2；②组和第④组的自变量是pH的不同，其中第②组的降解率高于第④组，说明碱性条件下蛋白酶 TSS活性较强。(3)分析题意，本实验目的是探究NaCl浓度对蛋白酶 TSS 的活性的影响，则实验的自变量是NaCl的有无，因变量是蛋白酶TSS的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：在添加少量 CaCl2的基础上，设计一系列 NaCl浓度梯度的组别，在pH＝9和70 ℃的条件下，用蛋白酶TSS催化Ⅰ型胶原蛋白，测定Ⅰ型胶原蛋白的降解率。
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