2021版高考生物一轮复习课时规范练8降低化学反应活化能的酶解析版 人教版

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1 课时规范练 8 降低化学反应活化能的酶 1.(2019 福建龙岩质检)下列有关酶的作用及本质的说法,不正确的是( ) A.胃蛋白酶离开胃腺上皮细胞就不能起作用 B.从刀豆种子中提取的脲酶能被蛋白酶降解 C.酿酒中的发酵是由于酵母细胞中的多种酶引起 D.酶催化效率高的原因是降低活化能的作用更显著 2.(2019 福建厦门质检)如图表示有酶催化和无酶催化反应过程中的能量变化。下列相关叙述正确 的是( ) A.Ⅰ曲线表示酶促反应过程 B.(a-d)的值表示反应所需的活化能 C.(a-b)的值表示酶催化时降低的活化能 D.曲线Ⅰ、Ⅱ表示的反应过程所经历的时间相同 3.(2019 广东惠州调研)下列有关酶的叙述,正确的是( ) A.同一个体的皮肤细胞和肌肉细胞中存在某些相同的酶 B.酶的化学本质为蛋白质 2 C.温度不同,酶的活性就一定不同 D.与硝化细菌呼吸有关的酶在核糖体上合成并需要高尔基体加工 4.(2019 安徽芜湖质检)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置了三个组别:A 组(20 ℃)、B 组 (40 ℃)和 C 组(60 ℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。下列 叙述错误的是( ) A.该实验为对比实验,通过对比可以看出温度条件对该酶活性的影响 B.生物体内酶的化学本质是蛋白质或 RNA,具有高效性、专一性等特性 C.在 t2 时,若向 C 组反应体系中增加底物,则在 t3 时 C 组产物总量不变 D.在 t3 后,若向 A 组反应体系中增加少量的同种酶最终产物浓度会增加 5.(2019 江西奉新月考)下图甲是 pH 对酶活性影响的曲线,图乙表示在最适温度下,pH=b 时,反应物 浓度对该酶所催化的化学反应速率的影响。下列有关叙述正确的是( ) A.初始 pH 改为 a 时,e 点下移,d 点右移 B.初始温度升高 10 ℃时,e 点不移,d 点右移 C.O~d 段,随反应物浓度增加,该酶活性逐渐增强 3 D.在 d 点时,加入少量该酶,e 点上移,d 点右移 6.(2019 福建龙岩质检)下列有关酶的实验叙述,正确的是 ( ) A.在探究 pH 对酶活性的影响时,不宜选用过氧化氢酶,宜选用淀粉酶 B.若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性,可用碘液来检测底物是否被分解 C.若用淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度,可用斐林试剂来检测底物是否被分解 D.验证过氧化氢酶的高效性时,可在过氧化氢溶液中加入 FeCl3 溶液作为对照组 7.(2019 福建厦门外国语学校月考)酶促反应在细胞中往往不是独立发生的,酶促反应的序列性使得 不同的酶促反应彼此按一定顺序相互联系,如图为嘧啶核苷酸的合成过程图,请分析下列有关酶的 论述,不正确的是( ) A.若控制图中某种酶的基因发生基因突变,则一定无法合成嘧啶核苷酸 B.若嘧啶核苷酸的数量过多,则“?”代表抑制酶 1 的活性 C.天冬氨酸和嘧啶核苷酸均可以与酶 1 结合,但效果不同 D.酶 1~5 可以在细胞内发挥作用,也可以在细胞外发挥作用 8.(2019 湖南株洲质检)下图为酶促反应曲线,Km 表示反应速率为 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( ) 4 A.Km 值越大,酶与底物亲和力越高 B.加入竞争性抑制剂,Km 值增大 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 9.(2019 湖北武汉调研)为研究 Cu2+和 Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,某小组设计了如下操作顺序的 实验方案。 甲组:CuSO4 溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测 乙组:NaCl 溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测 丙组:蒸馏水→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测 各组试剂量均适宜,下列对该实验方案的评价,不合理的是( ) A.缓冲液的 pH 应控制为最适 pH B.保温的温度应控制在 37 ℃左右 C.宜选用碘液来检测淀粉的剩余量 D.设置的对照实验能达成实验目的 10.在 3 支试管中均加入等量的 5%的过氧化氢溶液,再分别加入适量的二氧化锰、鲜猪肝研磨液、 唾液,一段时间内测得底物含量变化如图。则对图的表述正确的是 ( ) 5 ①曲线 b 表示二氧化锰的催化作用,a 与 b 的对照反映了无机催化剂的专一性特点 ②曲线 c 表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用,a 与 c 对照反映了酶的专一性特点 ③曲线 c 与 b 的对照可以说明酶的高效性 ④曲线 a 不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物 A.①② B.③④ C.①②④ D.②③④ 11.解读下面与酶有关的曲线,回答下列问题。 (1)酶的作用机理可以用图甲中 段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则 b 在纵轴上将 (填“上移”或“下移”)。 (2)图乙中 160 min 时,生成物的量不再增加的原因 是 。 (3)联系所学内容,分析图丙曲线。 ①对于曲线 ABC,若 x 轴表示 pH,则曲线上 B 点的生物学意义 是 。 6 ②对于曲线 ABD,若 x 轴表示反应物浓度,则 y 轴可表示 。曲线 BD 不 再增加的原因是 。 (4)若该酶是胃蛋白酶,其作用的底物是 。若胃蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液 pH 由 10 逐渐降低到 2,则酶催化反应的速率将 ,原因 是 。 12.已知α-淀粉酶的最适温度为 60 ℃,某同学为了探究 pH 对α-淀粉酶活性的影响,在 35 ℃和 45 ℃两个温度条件下分别设置了 7 支试管,设置 pH 分别为 1.0,3.0,5.0,7.0,9.0,11.0,13.0,该反 应进行 3 min 后迅速在每支试管中同时加入足量的 NaOH 溶液,测定每支试管中的淀粉的剩余量,得 到如图所示的曲线。请回答下列问题。 (1)酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,每一种酶只能催化 化学反应。 (2)探究 pH 对α-淀粉酶活性影响,该实验操作中添加底物,pH 缓冲液及α-淀粉酶溶液顺序为 (用文字和箭头标明添加顺序),反应 3 min 后迅速加入足量的 NaOH 溶液的目的 是 。该同学认为反应时间过长或加入的淀粉量少都 可能导致实验失败,其依据是酶的催化具有 的特点。 (3)分析图中数据可知,实线部分表示在温度为 条件下测定的结果;使淀粉酶完全失活的 pH 范围为 ;图中 A 点限制酶促反应速率的外界因素主要是 。 7 (4)若该同学在某 pH 条件下测定淀粉的剩余量为 y1 g,则用淀粉的消耗速率表示该条件下酶促反应 速率为 g/min。 课时规范练 8 降低化学 反应活化能的酶 1.A 胃蛋白酶由胃腺上皮细胞分泌,在胃中对蛋白质进行分解,在细胞外可以起作用,A 项错误;脲 酶本质上是一种蛋白质,可以被蛋白酶降解,B 项正确;酵母细胞的无氧呼吸称为发酵,发酵产物有酒 精的产生,无氧呼吸过程有多种酶的参与,C 项正确;酶具有催化作用,与无机催化剂相比,降低化学 反应的活化能更显著故催化效率更高,D 项正确。 2.C Ⅰ、Ⅱ分别表示反应物 A 在无催化条件和有酶催化条件下生成产物 P 所需的能量变化曲线,A 项错误;(a-c)表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能,(b-c)表示在有酶催化的条件下化 学反应需要的活化能,(a-b)表示有酶催化时降低的活化能,B 项错误,C 项正确;有酶催化时化学反 应速率加快,故曲线Ⅰ、Ⅱ表示的反应过程所经历的时间不同,D 项错误。 3.A 同一个体的皮肤细胞和肌肉细胞中存在某些相同的酶,如与呼吸有关的酶,A 项正确;酶的化学 本质为蛋白质或 RNA,B 项错误;温度对酶活性的影响表现为抛物线形式,温度不同,酶的活性可能相 同,C 项错误;硝化细菌为原核生物,没有高尔基体等膜结构细胞器,D 项错误。 4.D 依题意可知:本实验设置了三个实验组,通过对结果的比较分析来探究温度对某种酶活性的影 响,因此该实验为对比实验,通过对比可以看出温度条件对该酶活性的影响,A 项正确;生物体内绝大 多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA,即酶的化学本质是蛋白质或 RNA,酶具有高效性、专一性等特性,B 项正确;C 组对应的温度条件为 60℃,在 t2 之前产物浓度已经达到最大值,说明酶已经变性失活,所 以在 t2 时,若向 C 组反应体系中增加底物,则在 t3 时 C 组产物总量不变,C 项正确;产物的最大值只 8 与底物的量有关,与酶的活性无关,在 t3 后,若向 A 组反应体系中增加少量的同种酶,但因底物的量 没变,所以最终产物浓度不会增加,D 项错误。 5.D 图乙表示在最适温度下,pH=b(最适 pH)时的图像,改变 pH 或升高温度都会导致酶活性下降,最 大反应速率降低,即 e 点下移,其到达最大化学反应速率所需的反应物的浓度减小,A、B 两项错误; 图乙表示的过程中酶活性不变,C 项错误;图乙在最适温度下,pH=b(最适宜)时,反应物浓度对该酶所 催化的化学反应速率的影响曲线,在 d 点时,加入少量该酶,最大反应速率增加,其到达最大化学反 应速率所需的反应物的浓度增大,e 点上移,d 点右移,D 项正确。 6.D 在探究 pH 对酶活性的影响时,可选用过氧化氢与过氧化氢酶,因淀粉在酸性条件下也会水 解,A 项错误;若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性,淀粉酶可以催化淀粉水解为葡萄糖,加碘液后 不变蓝,蔗糖无论水解与否都不与碘液发生颜色反应,B 项错误;若用淀粉和淀粉酶来探究酶的最适 温度,自变量是不同的温度条件,不能用斐林试剂来检测,斐林试剂的使用需要改变实验温度,对实 验有影响,C 项错误;酶具有催化作用,无机催化剂也具有催化作用,酶的催化效率高,验证酶的高效 性时应与无机催化剂比较,D 项正确。 7.A 由图可知由天冬氨酸合成嘧啶核苷酸需要多种酶的参与,如图中的某种酶的基因发生了基因 突变,但可能合成的酶不变,还能合成嘧啶核苷酸,A 项错误;如果嘧啶核苷酸的数量过多,可能会抑 制酶 1 的活性,这是机体的反馈调节机制,B 项正确;由图可知天冬氨酸和嘧啶核苷酸均可以与酶 1 结合,但前者是促进合成中间体 A,而后者是抑制中间体 A 的合成,C 项正确;酶可以在细胞内发挥作 用也可以在细胞外甚至是体外发挥作用,D 项正确。 8.A Km 表示反应速率为 1/2vmax 时的底物浓度。Km 值越大,酶与底物亲和力越低,A 项错误;竞争性抑 制剂与底物竞争酶的活性位点从而降低反应物与酶结合的机会,加入竞争性抑制剂,Km 值增大,B 项 正确;非竞争性抑制剂与酶的非活性部位结合,反应物不能与活性部位结合,加入非竞争性抑制 剂,vmax 降低,C 项正确;非竞争性抑制剂与酶的非活性部位结合,使酶的空间结构发生改变,从而不能 和底物结合,D 项正确。 9 9.D 本实验研究 Cu2+和 Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,自变量是离子的种类,其余均为无关变量,无 关变量要保持适宜,缓冲液的 pH 应控制为最适 pH;保温的温度应控制在唾液淀粉酶的最适温度 37℃左右;可选用碘液来检测淀粉的剩余量,淀粉剩余越多,蓝色越深;还要设置一组加 Na2SO4 溶液的, 来排除 Na+和 SO4 2-对实验的影响。 10.D a 为唾液的催化作用,b 为二氧化锰的催化作用,a 与 b 的对照不能反映无机催化剂的专一性 特点,①错误;a 为唾液的催化作用,c 为鲜猪肝中过氧化氢酶的催化作用,唾液中的唾液淀粉酶不能 催化过氧化氢的分解,过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解,a 与 c 对照反映了酶的专一性特点,②正 确;b 为二氧化锰的催化作用,c 为鲜猪肝中过氧化氢酶的催化作用,与无机催化剂相比,酶具有高效 性,③正确;a 为唾液中的唾液淀粉酶的催化作用,由于唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物,底 物的量没有减少,④正确。 11.答案:(1)ab 上移 (2)底物已被完全消耗掉 (3)①在最适 pH 下,酶的催化效率最高 ②酶促 反应速率 酶浓度的限制 (4)蛋白质 不变 胃蛋白酶的最适 pH 在 2 左右,pH 为 10 时胃蛋白酶 已经失活,即使再降低 pH,酶活性也不会恢复 解析:(1)在无酶催化时,必须提供 a 值的活化能,反应才能顺利进行;有酶催化时,必须提供 b 值的 活化能,因此降低的活化能用 ab 段表示。无机催化剂也能降低化学反应的活化能,只是没有酶的作 用显著,因此 b 上移。(2)图乙反映生成物的量随反应时间变化的曲线,当曲线达到最大值时,意味 着底物被消耗尽了。(3)图丙中,若 x 轴表示 pH,则曲线 ABC 表示不同 pH 对酶活性的影响,曲线最高 点表示在最适 pH 下酶的催化效率最高;若 x 轴表示反应物浓度,则曲线 ABD 表示底物浓度对酶促反 应速率的影响,当底物浓度增大到一定值后,酶促反应速率不再增加,此时酶促反应速率受到酶浓度 的制约。(4)胃蛋白酶的最适 pH 在 2 左右,在 pH 为 10 时,胃蛋白酶的活性丧失,即使 pH 再降低到 2, 酶的活性也不会恢复。 12.答案:(1)一种或一类 (2)底物→pH 缓冲液→α-淀粉酶(底物与酶顺序可换) 使酶失去活性, 控制反应时间 高效性 (3)45 ℃ pH≤1 和 pH≥13 温度 (4)(y0-y1)/3 10 解析:(1)酶具有专一性,每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)实验探究 pH 对酶活性影响时, 底物(或酶)必须先与 pH 缓冲液混合,再加入酶(或底物)。反应 3min 时,迅速在每支试管中同时加 入足量的 NaOH 溶液,目的是使酶瞬间失活,以控制反应时间,因为酶的催化具有高效性,反应时间过 长或加入的淀粉量少都可能导致实验失败。(3)已知α-淀粉酶的最适温度为 60℃,45℃温度条件下 酶的活性高于 35℃,相同 pH 条件下,45℃比 35℃淀粉剩余量少,故实线部分表示在温度为 45℃条件 下测定的结果;过酸、过碱使酶变性失活,分析曲线图可以知道,使α-淀粉酶完全失活的 pH 范围为 pH≤1 或 pH≥13,图中 A 点淀粉剩余量最少,此时的 pH 值为α-淀粉酶的最适 pH。限制酶促反应速 率的外界因素主要是温度。(4)若该同学在某 pH 条件下测定淀粉的剩余量为 y1g,则用淀粉的消耗 速率表示该条件下酶促反应速率为(y0-y1)÷3g/min。