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文档简介
第03讲降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质【基础巩固】酶在代谢中的作用细胞代谢(1)场所:_所有活_细胞内。(2)实质:各种_细胞内_化学反应的统称。(3)意义:__细胞中能量的释放、储存和利用__的基础。2、比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理①H2O2→H2O+O2。②水浴加热、FeCl3中的__Fe3+__以及肝脏研磨液中的_过氧化氢酶_均可加速H2O2的分解。实验过程及现象①实验分析a变量分析★自变量:在实验过程中人为控制的对实验对象进行处理的因素,如上述实验中加热、加Fe3+、加肝脏研磨液是自变量。★因变量:随着自变量的改变而变化的变量。如上述实验中过氧化氢的分解速率。★无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些对实验结果造成影响的可变因素,叫作无关变量。如温度、过氧化氢的浓度、过氧化氢的量、反应时间等。b实验组和对照组分析★上述实验中1号试管为对照组;2/3/4号试管是实验组。★在于通过实验组和对照组的对比,消除无关变量对实验结果的影响,增强实验结果的可信度。★在生物对照实验中,只有一个变量。在这个变量中,接近现实生活的叫对照组,而偏离现实生活的叫实验组。c各条件使反应加快的原因加热:为过氧化氢分子提供能量Fe+:降低反应的活化能过氧化氢酶:降低反应的活化能②实验结论:酶具有_催化_作用,同无机催化剂相比,酶的催化效率_更高_3、酶的作用原理(1)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃_状态所需要的能量。(2)原理:酶能降低反应的活化能(3)意义:使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。无机催化剂降低的活化能=a,酶降低的活化能=a+b同无机催化相比,酶能降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA【考点剖析】1、科学家证实:RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,将这种酶中的蛋白质和RNA分开,在适宜条件下,RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,而蛋白质不具有。这一结果表明(
)A.RNaseP酶中的RNA具有催化作用B.酶都是由蛋白质和RNA组成的C.酶的化学本质是蛋白质D.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA【答案】A【分析】酶的本质是具有催化功能的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA,题干中提到RNA具有酶所具有的催化活性,即某些RNA也具有生物催化作用。【详解】酶的本质是具有催化功能的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA,都具有催化的功能,据题意可知,RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,将该酶中的蛋白质除去,留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,而蛋白质不具有催化作用,说明剩余的RNA具有生物催化作用,即RNaseP酶中的RNA具有催化作用,故A符合题意。故选A。2、(多选)为验证玉米籽粒发芽过程中产生了淀粉酶(化学本质为蛋白质,可催化淀粉水解),某学习小组设计了如下实验;在1~4号试管中分别加入相应的溶液(均无色),40°C温育30min后,再分别加入斐林试剂并60°C水浴加热,观察试管内颜色变化。下列叙述正确的是(
)A.试管1的作用是排除淀粉溶液中含非还原糖B.试管2中加入的X应是发芽前玉米的提取液C.试管3和4中的颜色变化都是蓝色→砖红色D.配制斐林试剂与双缩脲试剂时使用的NaOH浓度不同【答案】BC【分析】淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖,淀粉是非还原糖,麦芽糖是还原糖可用斐林试剂检测;实验应遵循单一变量原则和对照原则,无关变量应保持相同且适宜。【详解】A、试管1中加入的是缓冲液和淀粉溶液,作为对照,可以排除用于实验的淀粉中含有还原糖,A错误;B、根据实验目的和单一变量原则,试管1中加入的是缓冲液作为对照,试管3、试管4中分别加入发芽玉米提取液、淀粉酶溶液,则试管2中加入的X溶液应该是发芽前玉米提取液,B正确;C、3号试管中加入的是发芽的玉米的提取液,其中有淀粉酶,能将淀粉水解成还原糖,4号试管中加入的是淀粉酶,能将淀粉水解成还原糖,故与斐林试剂在水浴加热条件下会产生由蓝色变成砖红色的产生颜色反应,C正确;D、配制斐林试剂与双缩脲试剂时使用的NaOH的浓度都是0.1g/mL,D错误。故选BC。3、解读下面与酶有关的曲线,回答下列问题。(1)甲图中,若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”),因为与无机催化剂相比,酶____(填“提高”或“降低”)化学反应活化能的作用更显著。(2)乙图中160min时,生成物的量不再增加的原因是_________________。(3)为研究酶的特性,某校生物兴趣小组同学进行了实验,基本过程如下表所示:步骤基本过程试管A试管B1加入2%过氧化氢溶液3mL3mL2加入马铃薯匀浆少许-3加入二氧化锰-少许4检测据此分析:①该实验的自变量是__________。②最好用________________作为检测指标。某同学用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行上述实验,其他条件不变,若提高H2O2溶液的浓度,则生成O2总量的相对值将____(填“增加”或“减少”)③该实验能说明酶作用的特性是具有_______。【答案】(1)
上移
降低(2)底物已被完全消耗掉(3)
催化剂的种类
产生气泡的速率
增加
高效性【分析】分析表格数据可知:本实验的自变量是加入催化剂的种类,酶和无机催化剂对比,具有高效性,故试管A氧气产生速率远大于试管B。【详解】(1)如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应,由于无机催化剂的催化效率比酶低,降低活化能的作用效果不明显,所以b在纵轴上将上移,这体现了酶的高效性。(2)底物一定量时,乙图中160min时,底物被完全消耗完,因此生成物的量不再增加。(3)分析表格数据可知:本实验的自变量是加入催化剂的种类;该实验底物是H2O2,其分解产物有氧气,故可用产生气泡的速率作检测指标,若提高底物H2O2溶液的浓度,则生成产物O2总量的相对值将增加。该实验的自变量是催化剂的种类,酶和无机催化剂对比,探究的是酶具有高效性。酶的特性【基础巩固】酶具有高效性催化剂可加快化学反应速率。同无机催化相比,酶能降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。注意:酶缩短化学反应达到平衡点所需要的时间,但不能改变化学反应的平衡的酶具有专一性含义:每一种酶只能催化一种或一类化学反应实验探究:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验原理:a淀粉和蔗糖都是非还原糖。b淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。c在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。实验设计实验结论淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解。实验分析①本实验的自变量是:底物的种类②本实验可用碘液检测因变量吗?不可以,蔗糖无论是否水解都不能使碘液变色,因此无法检验蔗糖水解与否酶的作用条件较温和含义:(1)在最适温度(pH)时,酶的催化作用最强。(2)在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用随温度(pH)逐渐增强;超过最适温度和Ph,酶的催化作用随温度(pH)升高逐渐降低。(3)低温能降低酶的活性,但是酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会恢复;过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构被破坏,使酶永久失活。影响酶活性的条件酶活性:酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。探究温度和pH对酶活性的影响①实验设计思路②实验分析a在探究影响酶活性的条件时,酶活性大小通常用反应物的分解速率或生成物的生成速率来表示。b当研究温度对酶活性的影响时,温度是自变量,pH等能够影响酶活性的其他因素属于无关变量,在实验时一定要遵循无关变量保持相同且适宜。c是否能用过氧化氢和过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响?为什么?不能,过氧化氢在加热的条件下会分解,会影响实验结果d是否能用淀粉和淀粉酶来探究pH对酶活性的影响?为什么?不能,酸可以催化淀粉水解,会影响实验效果e探究温度对淀粉酶活性的影响时,为什么不用斐林试剂来检测因变量?斐林试剂使用时需要水浴加热,会改变实验的温度条件影响酶促反应速率的因素【考点剖析】1.图中甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在最适温度下,pH=b时H2O2分解产生O2量(m)随时间的变化曲线。若改变该酶促反应过程中某一初始条件,以下改变正确的是(
)A.图甲中c点时的H2O2酶空间结构及肽键遭到破坏而变性失活B.若其他条件不变,pH=a时,图乙e点不变,d点右移C.温度降低时,图乙e点下移,d点左移D.若其他条件不变,pH=c时,e点为0【答案】B【分析】图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线,其中b点是H2O2酶的最适PH,在b点之前,随pH升高,酶活性上升,超过b点,随pH上升,酶活性降低,直到失活。分析乙图:乙图中d点表示达到化学反应平衡所需时间,e点表示化学反应的平衡点。【详解】A、图甲中pH=c时,过碱条件破坏H2O2酶的空间结构使酶失活,但肽键不会被破坏,A错误;B、pH由b=a时,酶的活性降低,化学反应速率减慢,到达化学反应平衡所需的时间延长,但pH改变不会改变化学反应的平衡点,所以d点右移,e点不移,B正确;C、温度降低时,酶的活性下降,不改变化学反应平衡点,但到达平衡点的时间延长,图乙e点不变,d点右移,C错误;D、图乙中若其他条件不变,pH=c时,酶失去活性,化学反应平衡点不变,但到达反应平衡点时间延长,e点为不变,D错误。故选B。2、下图为某种酶催化的化学反应在三个不同温度条件下,反应底物浓度随时间变化的曲线图。下列相关叙述正确的是(
)A.该种酶的最适温度是45℃,欲延长反应时间可以增加反应底物B.该种酶在65℃条件下无法催化反应,将温度降低到45℃,酶活性会逐渐增强C.如果该种酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应,则其可以被RNA水解酶所催化水解D.该种酶在25℃条件活性不强,将温度升高到45℃,酶活性会逐渐增强【答案】D【分析】1、酶的特性:(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。2、分析题图:65℃底物浓度不随反应时间变化,说明65℃酶已经失活,45℃底物浓度随着时间的延长,下降的速率最快;说明此温度为酶的较适宜温度。【详解】A、据图可知,在这三种温度下,45℃时催化所需时间最短,酶活性最高,据此推测该种酶的最适温度是45℃左右,A错误;B、65℃条件下,该酶已经失去催化能力,降低温度,酶活性不可恢复,B错误;C、如果该种酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应,,说明其化学本质是蛋白质,故不可以被RNA水解酶所催化水解,C错误;D、在图中的三个温度中,45℃酶活性最高,因此该种酶在25℃条件活性不强,将温度升高到45℃,酶活性会逐渐增强,D正确。故选D。3、植酸酶常作为饲料中的添加剂,为探究植酸酶对鲈鱼消化酶活性的影响,研究者挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组后,投喂烘干的饲料,并检测酶的活性,结果如下表。下列叙述错误的是(
)蛋白酶活性(U/mg)脂肪酶活性(U/mg)淀粉酶活性(U/mg)对照组1.090.080.12实验组1.710.100.13A.实验的无关变量包括水温、溶解氧浓度等B.烘干饲料时,应避免温度过高导致酶失活C.实验组鲈鱼应投喂和对照组等量的含植酸酶的饲料D.不同酶活性的差异与鲈鱼食性有关,植酸酶能显著提高鲈鱼淀粉酶的活性【答案】D【分析】分析表格:自变量为植酸酶的有无,因变量为蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性,无关变量包括水温、溶解氧浓度等。【详解】A、实验的无关变量包括水温、溶解氧浓度等,A正确;B、温度会影响酶的活性,烘干饲料时,应避免温度过高导致酶失活,B正确;C、对照实验遵循单一变量原则,故实验组鲈鱼应投喂和对照组等量的含植酸酶的饲料,C正确;D、实验结果表明植酸酶能略微提高鲈鱼淀粉酶的活性,D错误。故选D。4.下图是利用淀粉酶探究不同pH对酶活性影响的实验结果。以下分析正确的是(
)A.该淀粉酶最适pH为7B.pH为1时酶可能已经失活,淀粉量下降与淀粉在酸性条件水解有关。C.pH值为9时酶的活性等于pH值为3时D.pH值由13调节到7,淀粉酶的活性迅速升高【答案】B【分析】据图示实验结果可知:横坐标为不同的pH,纵坐标为淀粉剩余量,故该实验的自变量是pH的不同,因变量是30min后淀粉剩余量,其中在pH=7时,30min后淀粉剩余量最低,说明在pH=7时,淀粉酶活性最高。【详解】A、由于在pH=7时,30min后淀粉剩余量最低,说明该淀粉酶最适pH为7左右,但不能确定最适pH就为7,需要在pH为5~9的取值范围内进一步探究淀粉酶的最适pH,A错误;B、酸性条件下淀粉会自动水解,而pH为1时酶可能已经失活,所以淀粉量下降与淀粉在酸性条件水解有关,B正确;C、由于酸性条件下淀粉会自动水解,所以pH值为9时酶的活性不等于pH值为3时,C错误;D、pH值为13时,酶已失活,所以pH值由13调节到7,淀粉酶的活性不会迅速升高,D错误。故选B。5、下列甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时,反应速率与反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题。(1)图甲中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,原因是______________。(2)图乙中,A点所对应的温度称为________________。(3)图乙中,A点到B点的曲线急剧下降,原因是____________________。(4)将酶液等量适量分别装入A、B两试管中,将反应物溶液等量适量分别装入C、D两试管中,将A、C两试管同时放入12℃水浴锅中,将B、D两试管同时放入75℃水浴锅中,20min后同时取出,将A试管中的酶液倒入C试管中,将B试管中的酶液倒入D试管中,混合均匀后都转入37℃水浴锅中保温,C、D两试管中的反应分别是:_________________;________________。(5)图丙表示了___________催化反应的速率变化曲线。A.唾液淀粉酶 B.胃蛋白酶 C.胰蛋白酶 D.植物淀粉酶(6)若在图甲的M点时增加酶的数量,反应速率如何变化________?试在图甲中画出其变化曲线________________。【答案】(1)受反应液中的酶浓度限制(2)酶促反应的最适温度(3)温度升高,使酶活性下降(4)
催化速度加快
无催化反应(5)C(6)
反应速率增大,增大到一定程度达到稳定
【分析】1、酶的特性:①低温和高温时酶的活性都降低,但两者的性质不同。②在过酸或过碱环境中,酶均失去活性而不能恢复。③同一种酶在不同pH下活性不同,不同的酶的最适pH不同。④反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。2、分析图甲可知,酶量在一定的条件下,在一定范围内随着底物浓度的增加,反应速率也增加,但达到一定浓度后不再增加,原因是受到酶数量和活性的限制。分析图乙、丙可知,在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高,温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低,过酸或过碱、温度过高都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶失活。而低温只是使酶的活性降低,酶分子结构未遭到破坏,温度升高可恢复酶活性。【详解】(1)图甲中,反映了反应速度与反应物浓度的关系。受反应液中的酶浓度限制,当反应物达到某一浓度时,反应速度不再上升。(2)图乙中,a点所对应的温度约30℃时该酶的活性最强,被称为该酶的最适宜温度。(3)图乙显示,温度过高,使酶活性下降,因此a点到b点的曲线急剧下降。(4)将含有酶的甲试管放入12℃水浴锅20min后,酶因为温度过低,活性降低。再转入37℃的水浴锅中保温,由于温度适当升高,酶的活性增强,则试管中反应适度加快;将装有酶与反应物的乙试管分别放入75℃水浴锅中,由于温度过高,酶失活,20min后取出转入37℃的水浴锅中保温,酶依然没有活性,则试管内无催化反应。(5)动物体内的大多数酶最适pH大多在6.5~8.0之间,胃蛋白酶的最适pH为1.5~2,胰蛋白酶的最适pH约为8~10;植物体内酶的最适pH大多在4.5~6.5之间。因此,图乙可表示胰蛋白酶催化反应的速率变化曲线,故选C。(6)若在图甲的M点反应速率达到最大值,说明收到酶浓度的影响,若增加酶的数量时,反应速率增大,增大到一定程度达到稳定,则反应速率变化如图:。【跟踪检测】1.下列关于细胞代谢和酶的说法,错误的是(
)A.细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的专一性有关B.每种酶只能催化一种或一类化学反应,具有专一性C.与无机催化剂相比,酶催化的化学反应范围比较广D.细胞能在常温常压等温和条件进行化学反应离不开酶的催化【答案】C【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。2、酶的作用机理:能够降低化学反应的活化能。3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。【详解】A、每一种酶只能催化一种或一类化学反应,细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的专一性有关,A正确;B、酶具有专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应,B正确;C、酶具有专一性,与酶相比,无机催化剂催化的化学反应范围比较广,C错误;D、酶的作用条件温和,因此细胞中的化学反应能在常温常压下高效进行离不开酶的参与,D正确。故选C。2.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.该实验中的自变量为酶的活性,因变量为温度B.该淀粉酶的最适温度在t1~t2之间C.当温度在t2~t3之间时,随温度升高酶的活性降低D.温度为t3时,部分酶的空间结构可能发生改变【答案】D【分析】t1、t2、t3温度下相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c,且b>a>c,说明t2在三个温度中最接近最适温度;升高相同温度后,a'>a,b'>b,说明升高温度后t1、t2酶活性上升了,t1、t2温度均低于最适温度,且t2更接近最适温度;而c>c',说明升高温度后t3酶活性反倒降低了,则t3温度应高于最适温度,故最适温度在t2-t3之间。【详解】A、本实验研究温度对酶活性的影响,自变量为温度,因变量为酶活性,A错误;B、t1、t2、t3温度下相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c,且b>a>c,说明t2在三个温度中最接近最适温度;升高相同温度后,a'>a,b'>b,说明升高温度后t1、t2酶活性上升了,t1、t2温度均低于最适温度,且t2更接近最适温度;而c>c',说明升高温度后t3酶活性反倒降低了,则t3温度应高于最适温度,故最适温度在t2-t3之间,B错误;C、升高温度后b'>b,证明在t2时升高温度,酶活性增强,C错误;D、升高温度后,c>c',说明升高温度后t3酶活性反倒降低了,据此推测,温度为t3时,部分酶的空间结构可能发生改变,导致酶活性下降,D正确。故选D。3.超氧化物歧化酶(SOD)是一种源于生命体的活性物质,能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质,进而减缓生物体的衰老和死亡。某喜温植物幼苗在低温锻炼(10℃、6天)后,接着进行冷胁迫(2℃、12h),其细胞内SOD活性的动态变化图如下。下列相关分析错误的是(
)A.该实验可用来探究低温锻炼对植物抗寒能力的影响B.低温锻炼能提高SOD活性且其在冷胁迫后SOD活性相对较稳定C.未锻炼组冷胁迫后SOD活性降低是由于其空间结构发生了改变D.无论是否锻炼,胁迫后SOD降低化学反应活化能的能力均降低【答案】C【分析】分析图示,从图示数据表示的意义可知,无论是胁迫前还是胁迫后,锻炼过的植物中含有SOD活性均比未锻炼的要高。【详解】A、分析题图可知,A、B两组的区别是是否进行低温锻炼,接着进行冷胁迫,检测细胞内SOD活性的动态变化,SOD能够减缓生物体的衰老,能够反映植物的抗寒能力,故该实验目的为探究低温锻炼是否能提高植物抗寒能力的影响,A正确;B、低温锻炼能提高SOD活性且其在冷胁迫下活性下降更慢,说明SOD活性相对较稳定,B正确;C、低温会使酶的活性降低,但空间结构不改变,C错误;D、无论是否锻炼,胁迫后SOD活性均降低,即降低化学反应活化能的能力均降低,D正确。故选C。4.生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂,它能提高饲料营养成分的利用率,使质量差的饲料和优质饲料具有同样的饲喂效果,从而提高了饲料行业和养殖行业的经济效益。下列有关叙述错误的是()A.组成酶的基本单位都是氨基酸B.低温条件有利于生态酶的保存C.酶具有高效性是因为其降低化学反应活化能的作用比无机催化剂更显著D.生态酶的使用需要适宜的温度和pH条件【答案】A【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。【详解】A、酶的本质是蛋白质或RNA,因此酶的基本组成单位可能是氨基酸或核糖核苷酸,A错误;B、低温不会使酶变性失活,只能抑制酶的活性,有利于酶的保存,B正确;C、与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,具有高效性,C正确;D、酶的作用需要适宜的条件,D正确。故选A。5.生物体里的化学反应能够在较为温和的条件下进行,其中一个很重要的原因就是生物体内含有酶。下列有关说法正确的是(
)A.体外储存酶时,最好将其置于最适温度和适宜的pH环境中B.低温能够降低酶的活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶都是蛋白质,重金属,紫外线等易使其空间结构遭到破坏D.与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著【答案】D【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA;酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性;酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。【详解】A、体外储存酶时,最好将其至于低温和适宜的pH环境中,低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活,A错误;B、低温能降低酶的活性,没有破坏酶的空间结构,升高至适宜温度依然可以催化反应,B错误;C、大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,酶在重金属、紫外线等条件下易使其空间结构遭到破坏,C错误;D、与无机催化剂相比,酶降低反应活化能的作用更显著,体现了酶的高效性,D正确。故选D。6.某小组为研究温度对酶A活性的影响进行了相关实验,处理相同时间后所得结果如图所示。下列相关分析错误的是(
)A.该实验中,温度为自变量B.20℃时反应速率慢的原因是酶的空间结构被破坏C.该实验不能选择过氧化氢为底物D.若增设70℃组,其底物剩余量可能高于60℃组的【答案】B【分析】过酸、过碱、高温都会使酶失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。【详解】A、本实验是研究温度对酶A活性的影响,自变量为温度,A正确;B、低温条件下酶的空间结构不被破坏,因此20℃时反应速率慢的原因是酶的活性降低,但空间结构没有被破坏,B错误;C、由于不同温度下过氧化氢自身分解速率不同,会影响实验结果,因此该实验不能选择过氧化氢为底物,C正确;D、该系列实验中,底物剩余量越来越少,说明还没有出现酶的最适温度,其最适温度可能大于70℃也可能小于70℃,因此若增设70℃组,其底物剩余量可能高于60℃组的,D正确。故选B。7.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。下列与酶有关的实验中,叙述错误的是(
)A.比较H2O2在不同条件下的分解时,H2O2溶液需现配现用以防止其在常温下分解B.探究pH对胃蛋白酶活性的影响时,先将胃蛋白酶置于中性环境中保存C.验证淀粉酶的专一性时,可选用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂进行实验D.探究温度对酶活性的影响时,底物与酶应先在相应温度条件下保温处理后再混合【答案】B【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。2、酶的作用机理:能够降低化学反应的活化能。3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。【详解】A、过氧化氢溶液容易分解为氧气和水,故在进行比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验时,应现配现用,A正确;B、胃蛋白酶的最适pH值是1.5~2.0,在探究pH对胃蛋白酶活性的影响时,先将胃蛋白酶置于酸性环境中保存,B错误;C、用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时,应该选用斐林试剂鉴定实验结果,C正确;D、探究温度对酶活性的影响时,要先将酶与底物溶液分别处于相应温度一段时间后,再进行混合,如果先进行混合再保温,则一旦酶与底物接触就会进行反应,影响实验结果,D正确。故选B。8.酶的抑制剂能降低酶的活性,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,实验结果如下图所示。下列叙述正确的是(
)A.抑制剂Ⅰ对该消化酶的抑制作用强于抑制剂ⅡB.底物浓度升高可减小或去除抑制剂Ⅱ的作用C.当底物浓度为A时,曲线②、③酶促反应所需的活化能相同D.当底物浓度大于A时,曲线①的限制因素不再是底物浓度【答案】D【分析】酶是由生物活细胞产生的、对作用底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或者核糖核酸(RNA)。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的,酶促反应需要最适的温度和最适的pH值条件。温度过高或过低,pH值过高或过低都会影响酶的活性,高温、过酸和过碱的条件会使酶永久失活。【详解】A、酶促反应速率低的抑制作用强,因此抑制剂Ⅰ对该消化酶的抑制作用弱于抑制剂Ⅱ,A错误;B、底物浓度升高可减小或去除抑制剂Ⅰ的作用,随着底物浓度的增大,①与②的酶促反应速率相同,B错误;C、当底物浓度为A时,曲线②、③酶促反应所需的活化能不同,②的更低,因此②的速率更快,C错误;D、当底物浓度大于A时,增大底物浓度,酶促反应速率不再增大,因此曲线①的限制因素不再是底物浓度,D正确。故选D。9.研究表明,细胞主要通过蛋白质执行复杂的调控和信息传递功能,在执行前,往往需要在蛋白质分子链上“接种”外来的分子,这称为蛋白质的修饰。“乙酰化修饰”是指在蛋白质分子链上“接种”一个乙酰基分子,这是蛋白质最主要的修饰方式之一。下列叙述错误的是(
)A.胰岛素和胰蛋白酶的功能不同,原因可能是两者的氨基酸种类、数量及肽链形成的空间结构等均不相同B.“乙酰化修饰”改变了蛋白质分子的结构,从而影响其功能C.组成蛋白质分子的肽链盘曲折叠形成一定的空间结构,从而具有一定功能D.乙酰化修饰过程发生在核糖体上【答案】D【分析】蛋白质分子结构多样性的原因:(1)直接原因:回)氨基酸分子的种类不同;②氨基酸分子的数量不同:③氨基酸分子的排列次序不同:④多肽链的空间结构不同。(2)根本原因:DNA分子的多样性。【详解】A、胰岛素和胰蛋白酶都是蛋白质,蛋白质的结构不同取决于氨基酸种类、数量及肽链形成的空间结构,结构决定功能,A正确;B、“乙酰化修饰”是指在蛋白质分子链上“接种”—个乙酰基分子,该过程改变了蛋白质分子的结构,从而影响其功能,B正确;C、结构决定功能,组成蛋白质分子的肽链盘曲折叠形成一定的空间结构,从而具有一定功能,C正确;D、核糖体是蛋白质的合成场所,“乙酰化修饰”是指在蛋白质分子链上“接种”一个乙酰基分子,属于蛋白质的加工,可能发生在内质网或高尔基体上,D错误。故选D。10.植物细胞中的多酚氧化酶是一种存在于质体(具有生物膜的细胞器)中的含有铜离子的酶,它能催化质体外的多酚类物质形成黑色素或其他色素,从而出现褐变,导致农产品品质下降。下列有关说法错误的是(
)A.该实例可以说明无机盐是构成细胞中某些化合物的重要成分B.多酚氧化酶的功能说明蛋白质分子具有能够促进化学反应的功能C.茶叶细胞中多酚氧化酶活性高,多酚类物质含量多,有利于制作绿茶D.生物膜系统结构的完整性和细胞中物质区域化分布可有效阻止褐变【答案】C【分析】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、一般影响酶活性的因素包括:温度、pH等,在高温、过酸、过碱的条件下,酶的空间结构会改变,在低温条件下酶的活性会降低。3、生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜。生物膜系统的功能之一是:将细胞分隔成小区室,使各种化学反应互不干扰,保证了生命活动高效、有序地进行。【详解】A、多酚氧化酶是一种存在于质体中的含有铜离子的酶,说明无机盐是构成细胞中某些化合物的重要成分,A正确;B、多酚氧化酶的本质是蛋白质,多酚氧化酶能够降低化学反应的活化能,故说明某些蛋白质分子具有能够促进化学反应的功能,B正确;C、茶叶细胞中多酚氧化酶活性高,多酚类物质含量多,有利于制作红茶,制作绿茶应该降低多酚氧化酶的活性,防止褐变,C错误;D、生物膜系统的功能之一是:将细胞分隔成小区室,使各种化学反应互不干扰,保证了生命活动高效、有序地进行,所以生物膜系统结构的完整性和细胞中物质区域化分布可有效阻止褐变,D正确。故选C。11.关于酶的探究实验,下列叙述正确的是(
)A.探究pH对酶活性的影响,将α-淀粉酶和淀粉溶液的pH分别调到设定值后再将相应pH下的α-淀粉酶和淀粉溶液混合B.探究温度对酶活性的影响,将α-淀粉酶和淀粉在一系列温度梯度下进行实验,再用碘液检测C.探究酶的专一性,用α-淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖水解,再用碘液检测D.探究胃蛋白酶的最适温度,在pH=1.5时设置温度梯度,再用双缩脲试剂检测【答案】B【分析】探究温度对酶活性的影响时,实验的自变量为不同的温度;探究pH对酶活性的影响,实验的自变量为不同的pH;探究酶的专一性时,自变量是不同的底物或不同的酶,因变量为底物的剩余量或产物的生成量。【详解】A、淀粉在酸性条件下会分解,故不能选择淀粉来探究pH对酶活性的影响,A错误;B、探究温度对酶活性的影响时,实验的自变量是不同的温度,可以选择淀粉和淀粉酶在不同的温度下进行实验,用碘液鉴定淀粉的剩余量,B正确;C、由于碘液不能鉴定蔗糖是否被水解,故探究酶的专一性时,用α-淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖水解,应该用斐林试剂检测,C错误;D、由于胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,用蛋白酶催化蛋白质的水解时,不能用双缩默试剂检测,D错误。故选B。12.嫩肉粉是生活中常见的一种烹饪原料,其主要成分是木瓜蛋白酶,可以对肉中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解,破坏它们的分子结构,使肉类制品口感达到嫩而不韧、味美鲜香的效果。下列关于嫩肉粉的叙述,错误的是(
)A.嫩肉粉的化学元素中一定含有C、H、O、NB.嫩肉粉中的木瓜蛋白酶应置于低温下保存C.木瓜蛋白酶能够为蛋白质的水解提供部分能量D.嫩肉粉最好不要和食醋共同使用【答案】C【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。酶具有专一性、高效性和作用条件温和等特点,高温、过酸或过碱都能使酶的空间结构发生改变而失活。酶只能改变化学反应的速率,不改变化学反应的平衡点,且酶本身在化学反应前后不发生改变。【详解】A、嫩肉粉是生活中常见的一种烹饪原料,其主要成分是木瓜蛋白酶,酶的的本质是蛋白质(元素组成为C、H、O、N)或RNA(元素组为C、H、O、N、P),则元素组成一定有C、H、O、N,A正确;B、酶应在低温下保存,B正确;C、酶促反应的原理是降低化学反应的活化能,不能为反应提供能量,C错误;D、嫩肉粉中含有蛋白酶,在高温、酸性条件下蛋白酶失活,嫩肉粉失去效应,D正确。故选C。13.某企业宣称研发出一种新型解酒药,该企业的营销人员以非常“专业”的说辞推介其产品。下列关于解酒机理的说辞,合理的是(
)A.提高肝细胞内质网上酶的活性,加快酒精的分解B.提高胃细胞中线粒体的活性,促进胃蛋白酶对酒精的消化C.提高肠道细胞中溶酶体的活性,增加消化酶的分泌以快速消化酒精D.提高红细胞中高尔基体的活性,加快酒精转运使血液中酒精含量快速下降【答案】A【分析】光面内质网的功能比较独特,人的肝脏细胞中的光面内质网含有氧化酒精的酶,能加快酒精的分解。【详解】A、肝脏具有解酒精的功能,人肝脏细胞中的光面内质网有氧化酒精的酶,因此提高肝细胞内质网上酶的活性,可以加快酒精的分解,A正确;B、酶具有专一性,胃蛋白酶只能催化蛋白质水解,不能催化酒精分解,B错误;C、溶酶体存在于细胞中,溶酶体中的消化酶分泌出来会破坏细胞结构,且溶酶体中的消化酶一般也只能在溶酶体内起作用(需要适宜的pH等条件),C错误;D、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞器,故没有高尔基体,且高尔基体属于真核细胞中的物质转运系统,能够对来自内质网的蛋白质进行加工、分拣和转运,不能转运酒精,D错误。故选A。14.下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小,某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测,各组加入的初始PPO的量相同,结果如图2所示。下列说法错误的是(
)A.由图1模型推测,不能通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制B.非竞争性抑制剂降低酶活性与高温抑制酶活性均与酶的空间结构发生改变有关C.图2实验的自变量是温度和两种不同类型的PPO,而PPO用量、pH等属于无关变量D.由图2可知,在相同温度条件下酶B的活性高于酶A【答案】A【分析】酶:(1)酶活性:酶的活性受温度、pH、激活剂或抑制剂等因素的影响。(2)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。(3)作用机理:催化剂是降低反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。(4)酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。(5)酶的特性:高效性、专一性、作用条件较温和(高温、过酸、过碱,都会使酶的结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活)。【详解】A、由图1模型推测,竞争性抑制剂不改变酶结构,是和底物竞争酶的结合部位,可以通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制,A错误;B、据图1分析,非竞争性抑制剂降低酶活性是改变酶结构,使酶不能与底物结合;高温抑制酶活性也改变了酶的空间结构,B正确;C、据图2分析,横坐标是温度,有酶A、酶B催化,纵坐标是酚剩余量,且各组加入的初始PPO的量相同,所以图2实验的自变量是温度和两种不同类型的PPO,而PPO用量、pH等属于无关变量,C正确;D、由图2可知,在相同温度条件下,酶B组的酚剩余量比酶A组的都低,则相同温度条件下酶B的活性高于酶A,D正确。故选A。15.研究人员发现人体内有一种促进脂肪细胞生成的分泌蛋白一抗酒石酸酸性磷酸酶(TR_ACP),可通过采集静脉血检测其含量。该发现将为治疗肥胖症开辟新途径。下列叙述错误的是(
)A.TRACP遇双缩脲试剂呈现紫色B.应在低温下保存TRACEC.生物体内具有催化作用的酶都是蛋白质D.理论上可通过抑制TRACP的功能来治疗肥胖症【答案】C【分析】题意分析:抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)是促进脂肪合成的酶,若能减少该酶的合成似乎可以为治疗肥胖提供思路,该酶的化学本质是蛋白质,蛋白质的合成场所为核糖体,蛋白质可以利用双缩脲试剂鉴定产生紫色。【详解】A、题中显示,TRAP是抗酒石酸酸性磷酸酶,而酶的呼吸本质绝大多数为蛋白质,蛋白质遇双缩脲试剂呈现紫色,A正确;B、化学本质为蛋白质的酶需要在低温条件下保存,因为在低温下保存能使TRACE活性处于较低的状态,且空间结构不被破坏,B正确;C、有催化作用的酶不都是蛋白质,而是绝大多数是蛋白质,C错误;D、题中显示,抗酒石酸酸性磷酸酶是促进脂肪细胞生成,因此通过抑制抗酒石酸酸性磷酸酶的活性可以治疗肥胖症,D正确。故选C。二、多选题16.在日常生活中,削皮的土豆块一段时间后会发生褐变现象,这是因为土豆中的多酚氧化酶氧化多酚类物质所致。某同学用土豆和儿茶酚(一种多酚物质)探究温度对酶活性的影响,实验步骤和结果如下表。实验组别1号试管2号试管3号试管4号试管5号试管实验步骤1试管各加入15mL1%儿茶酚溶液2将儿茶酚溶液和2g土豆块分别放入相应温度的恒温水浴锅中5min0℃冰水浴25℃50℃75℃100℃3向儿茶酚溶液中加入土豆块,振荡后放回相应温度,10min后观察实验现象(褐变等级)0131.50下列相关叙述正确的是(
)A.实验中儿茶酚的浓度、土豆块大小、温度属于自变量B.步骤2的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下C.多酚氧化酶的最适温度为50℃D.刚削皮的土豆立即用热水快速处理可防止褐变现象发生【答案】BD【分析】分析表格数据可知,该实验目的是探究温度对多酚氧化酶活性的影响,自变量是温度,因变量为褐变程度,可以反映多酚氧化酶活性,由实验结果可知,多酚氧化酶活性50℃>75℃>25℃,100℃时酶已失活。【详解】A、本实验是探究温度对酶活性的影响,实验中温度属于自变量,儿茶酚的浓度、土豆块大小属于无关变量,A错误;B、步骤2先在对应温度下保温一段时间再混合的目的是保证酶与底物在实验预设温度下结合,B正确;C、实验结果显示50℃条件下褐变最深,说明多酚氧化酶的活性较高,从表格数据可知,最适温度应该在25℃~75℃之间,具体是否为50℃,还应进一步探究,C错误;D、刚削皮的土豆立即用热水快速处理可使多酚氧化酶失活,可防止褐变现象发生,D正确。故选BD。17.下图1表示pH对α-淀粉酶活性的影响,图2表示在最适温度及pH为b时α-淀粉酶催化淀粉水解产生麦芽糖的积累量随时间的变化,相关预期错误的是(
)A.若将pH调整为a,则d点左移,e点下移B.若将pH先调整为c,再调整回b,则d、e点不移动C.若适当升高温度,则d点右移,e点不移动D.若增加α-淀粉酶的量,则d点不移动,e点上移【答案】ABD【分析】分析示意图:图1是酶活性受pH影响的曲线,其中b点是酶的最适pH,在b点之前,随pH升高,酶活性上升,超过b点,随pH上升,酶活性降低,直至失活。图2中d点表示达到化学反应平衡所需时间,e点表示化学反应的平衡点。【详解】A、图2中pH值条件为最适pH,因此若将pH调整为a,酶活性下降,酶促反应速率减慢,则d点右移,酶只起催化作用,不改变化学反应的平衡点,故e点不变,A错误;B、若将pH先调整为c,则酶活性丧失,因此再调整回b,酶没有催化作用,短时间内不会有麦芽糖的生成,d点右移,B错误;C、图2表示在最适温度下,当温度升高时,酶的活性下降,酶促反应速率减慢,但化学反应的平衡点不变,所以e点不变,d点右移,C正确;D、若增加α-淀粉酶的量,反应速率加快,则d点左移,e点不动,D错误。故选ABD。18.如图曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是()A.酶量增加后,b点向右上方移动B.增大pH,重复该实验,a、b点位置都不变C.限制曲线ab段反应速率的主要因素是反应物浓度D.b点后,升高温度,酶活性增强,曲线将呈现丙所示变化【答案】AC【分析】分析题文描述:曲线乙是依据在“最适温度、最适pH条件下”获得的实验数据绘制而成的,在此条件下酶的活性最强,改变温度或pH都会降低酶的活性,使曲线下降。从图中可以看出,在曲线ab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ab段反应速率的主要因素,但是在b点及b点之后,反应速率不再随反应物浓度的增加而增大,此时限制反应速率的主要因素为酶的数量。【详解】A、在b点及b点之后,反应速率不再随反应物浓度的增加而增大,此时限制反应速率的主要因素是酶的数量,酶量增加后,反应速率将增大,b点向右上方移动,A正确;B、曲线乙是依据在“最适pH条件下”获得的实验数据绘制而成的,若增大pH,重复该实验,则因酶的活性降低而导致a、b点位置都会下移,B错误;C、由图可知,在曲线ab段,反应速率随反应物浓度的增加而增大,说明限制曲线ab段反应速率的主要因素是反应物浓度,C正确;D、曲线乙是依据在“最适温度条件下”获得的实验数据绘制而成的,b点后,若升高温度,则酶的活性减弱,反应速率应在b点后下降,曲线不会呈现丙所示变化,D错误。故选AC。19.下列有关“探究影响酶活性的条件”实验的叙述,正确的是()A.若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,则pH是自变量,过氧化氢分解速率是因变量B.若探究温度对酶活性的影响,可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应C.若探究pH对酶活性的影响,应将淀粉酶分别与盐酸或氢氧化钠混合后再与淀粉混合,并在适宜温度下保温D.若探究温度对淀粉酶活性的影响,不可选择斐林试剂对实验结果进行检测【答案】AD【分析】实验过程中可以变化的因素称为变量,其中人为改变的变量称为自变量,随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。【详解】A、若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,则pH是自变量,过氧化氢分解速率是因变量,可以以O2的产生速率作为因变量的检测指标,A正确;B、若探究温度对酶活性的影响,则温度是自变量,因过氧化氢本身的分解受温度的影响,所以不能选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应,B错误;C、若探究pH对酶活性的影响,则pH是自变量,淀粉酶能够催化淀粉水解,盐酸也能催化淀粉水解,所以不能选用淀粉酶进行该实验,C错误;D、若探究温度对淀粉酶活性的影响,则温度是自变量,而斐林试剂的使用需要水浴加热,会对实验产生干扰,所以不可选择斐林试剂对实验结果进行检测,D正确。故选AD。20.某生物兴趣小组模拟课本上的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。在两个相同装置(含2mL过氧化氢溶液的10mL试管)中分别加入2滴过氧化氢酶溶液和2滴FeCl3溶液,pH等其他反应条件相同且适宜,结果如图。下列相关叙述正确的是(
)A.实验结果证明了酶具有专一性、高效性B.曲线①所对应的装置中加入了过氧化氢酶C.H2O2酶在m、n两点的空间结构完全相同D.FeCl3的催化效率可能会超过过氧化氢酶【答案】BD【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。【详解】A、分析题干和实验结果可知,本实验的自变量是催化剂的种类、温度,因此实验目的是探究酶具有高效性,温度影响酶的活性,两者综合,实验结果证明了酶具有高效性是有条件的,受温度的影响,A错误;B、与无机催化剂相比,酶具有高效性,而酶的活性受温度影响,故曲线①对应的装置中加入了H2O2酶,B正确;C、温度过高会使酶的空间结构发生改变,酶变性失活,在低于最适温度时,酶的空间结构保持正常,因此,H2O2酶在m、n两点的空间结构不相同,C错误;D、当酶失活后,FeCl3的催化效率可能会超过过氧化氢酶,D正确。故选BD。三、综合题21.酶能使尿素分解成NH3和CO2如图表示pH对两种脲酶的相对酶活性的影响。回答下列问题:(1)脲酶除了催化尿素分解,对其他化学反应不起作用,这体现了脲酶具有___。(2)该实验的自变量有___。脲酶的相对酶活性可通过检测单位时间内反应物的___或生成物的___来测定。(3)pH=7.0时脲酶的活性较高。若将pH从13.0下降到8.0,推测海洋细菌脲酶的活性将______。(4)据图可知不同的脲酶有不同的___pH,该pH下两种脲酶的活性最高。该实验过程中设置的温度应为两种脲酶各自的___。提取的两种脲酶可在___条件下保存。【答案】(1)专一性(2)
不同pH和脲酶种类
消耗量(减少量)
生成量(或增加量)(3)不变,因为已经失活(4)
最适
最适温度
低温、最适pH【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。酶的作用机理:能够降低化学反应的活化能。影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。【详解】(1)因为酶具有专一性,因此,脲酶除了催化尿素分解,对其他化学反应不起作用。(2)图中pH和脲酶种类是实验中人为改变的量是自变量,实验结果表明,随着pH的升高,两种酶的活性是不同的,酶活性可通过检测单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量来检测,(3)pH=8.4左右时,海洋细菌脲酶的活性较高,若将pH从13.0下降到8.0,则根据图示结果可推测,海洋细菌脲酶在pH为13时已失活,将pH降到8时,酶的活性不变。(4)据图可知不同的脲酶有不同的最适pH,该pH下两种脲酶的活性最高。由于该实验的自变量是不同的pH和脲酶的种类,则实验中的温度为无关变量,应该保持相同且适宜,即应为两种脲酶各自的最适温度。提取的两种脲酶可在低温、最适pH条件下保存,因为低温条件对酶的空间结构无影响,且当上升到适宜温度时,酶的活性能恢复。22.信息一:不同的消化液的pH不一样。唾液的pH为6.2—7.4,胃液的pH为0.9—1.5,小肠液的pH为7.6。信息二:多酶片是一种复方制剂,它主要是由胰酶、胃蛋白酶复合而成的一种药物,其说明书的部分内容如下;请根据以上两则信息,回答下列问题。(1)酶是活细胞产生的具有______作用的有机物,其作用机理是______,具有高效性、专一性以及______的特性。(2)多酶片为糖衣与肠溶衣双层包被。糖衣以糖浆为主要包衣材料,有一定的防潮、隔绝空气、掩盖药物不良气味等作用。肠溶衣为一层特殊包裹物质,能很好保护胰酶不会在胃部被破坏。服用多酶片时不能嚼碎的原因是防止胰酶______。(3)请利用提供的材料用具,设计实验探究pH对多酶片中胃蛋白酶活性的影响。备选材料用具:蛋白块若干,胃蛋白酶溶液,一系列pH梯度的溶液,蒸馏水,试管若干,恒温水浴锅,秒表等。本实验探究的是pH对多酶片中胃蛋白酶活性的影响。实验步骤:①取规格相同的5支洁净试管,编号1、2、3、4、5;②向5支试管中分别注入5mL______,然后各加入5mL胃蛋白酶溶液;③将试管置于37°C的恒温水溶锅中保温5min;④向5支试管中各加入等量且适量的蛋白块,继续在恒温水浴锅中保温;⑤观察5支试管中______,并记录______的时间。【答案】(1)
催化
降低化学反应的活化能
作用条件温和(2)在胃部的酸性环境中失活(变性或空间结构被破坏),且会被胃蛋白酶(催化)水解(3)
一系列pH梯度的溶液
蛋白块体积变化情况
蛋白块消失(完全被水解)【分析】1、酶是在活细胞中产生的具有催化作用的一类有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。2、酶的特性:具有高效性、专一性、作用条件温和。酶活性受到温度、pH等条件的影响,高温、强酸、强碱都会使酶失去活性,低温会使酶活性降低。【详解】(1)酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物;其特点是高效性、专一性和作用条件温和。酶的作用机理是降低化学反应的活化能。(2)多酶片为肠溶衣与糖衣双层包被,糖衣以糖浆为主要包衣材料,有一定的防潮、隔绝空气、掩盖药物不良气味等作用,肠溶衣为一层特殊包裹物质,能很好保护胰酶不会在胃部被破坏。服用多酶片时若嚼碎,会导致胰酶被释放,胰酶的适宜pH是7.6左右,而胃中pH为0.9—1.5,胃部的酸性环境破坏胰酶的空间结构,使其永久失活(变性),且胰酶会被胃蛋白酶催化水解,因此服用多酶片时不能嚼碎。(3)该实验的目的是探究pH对胃蛋白酶活性的影响,自变量是pH,因变量是胃蛋白酶活性,根据对照原则和单一变量原则进一步完善实验步骤为:①取规格相同的5支洁净试管,分别编号l、2、3、4、5;②向5支试管中分别注入5mL一系列pH梯度的溶液,然后各加入5mL胃蛋白酶溶液;③将试管置于37℃的恒温水浴锅中保温5min;④向5支试管中各加入等量且适量的蛋白块,继续在恒温水浴锅中保温;⑤观察5支试管中蛋白块体积变化,并记录蛋白块消失的时间。23.I.带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白,随意丢弃不仅浪费资源,还会污染环境。利用木瓜蛋白酶处理,可以变废为宝。请回答问题:(1)木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为多肽,但不能进一步将多肽分解为氨基酸,说明酶具有___性。(2)为确定木瓜蛋白酶的最适用量和最适pH,研究人员进行了相关实验,结果如下图所示.注:酶解度是指下脚料中蛋白质的分解程度。据图分析,木瓜蛋白酶添加量应控制在___%,pH应控制在___,偏酸、偏碱使酶解度降低的原因是______。(3)若要探究木瓜蛋白酶的最适温度,实验的基本思路是___。II.在一块淀粉一琼脂块上的五个圆点位置,分别用不同方法处理,如图所示,将上述实验装置放入37℃恒温箱中,保温处理24小时后,用碘液处理淀粉一琼脂块,其实验结果记录于下表:淀粉圆点实验处置方法碘液处理后的颜色反应A新鲜唾液与盐酸混合蓝黑色B经过煮沸的新鲜唾液蓝黑色C只有新鲜唾液红棕色D接种面包霉红棕色E只有2%的蔗糖酶溶液?(4)你对圆点A与B的颜色变化的解释是_______。(5)圆点D的颜色变化与圆点C具有一致性,你对这种实验结果的解释是___。(6)你认为圆点E应呈现_______色,你做出这种判断的理由是蔗糖酶_______。(7)上述实验装置要放入37℃恒温箱中进行保温处理,目的是___。(8)该实验的对照组是___组。【答案】(1)专一(2)
0.020
6.5
酶的空间结构改变,活性降低(3)设置一系列温度梯度,分别测定木瓜蛋白酶对下脚料中蛋白质的分解程度(4)唾液淀粉酶在强酸和高温条件下均失去活性,淀粉没有被分解,遇碘变蓝(5)面包霉能够分泌淀粉酶,将淀粉水解(6)
蓝黑色
酶具有专一性,蔗糖酶不能分解淀粉(7)37℃时唾液淀粉酶的活性最高;37℃也有利于面包霉的生长和繁殖。(8)C【分析】酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH
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