高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第1讲降低化学反应活化能的酶练习含答案

第1讲降低化学反应活化能的酶A组基础巩固练1.研究发现，枯草杆菌蛋白酶既能水解蛋白质为氨基酸，也能在有机溶剂中催化蛋白质的合成。下列叙述正确的是()A.枯草杆菌蛋白酶可以与双缩脲试剂发生反应，溶液呈蓝色B.升温处理和枯草杆菌蛋白酶处理均能降低化学反应的活化能C.枯草杆菌蛋白酶水解或合成蛋白质后，其自身空间结构可保持原状D.枯草杆菌蛋白酶既能催化蛋白质水解又能催化其合成，故不具有专一性【答案】C【解析】枯草杆菌蛋白酶的本质为蛋白质，可以与双缩脲试剂发生反应，溶液呈紫色，A错误；升温处理可为化学反应提供能量，酶可降低化学反应的活化能，B错误；酶在催化反应前后结构不变，因此枯草杆菌蛋白酶水解或合成蛋白质后，其自身空间结构可保持原状，C正确；酶都具有专一性，枯草杆菌蛋白酶既能催化蛋白质水解又能催化其合成，但不能催化其他反应，因此具有专一性，D错误。2.科学家培育出一种转荧光素酶基因的“荧光树”，用荧光素浇灌后，“荧光树”能发光，原理如下图，以下说法错误的是()ATP荧光素发光A.荧光素酶降低了化学反应的活化能B.荧光素被激活的反应是吸能反应C.低温能影响“发光树”的发光强度D.“荧光树”光合作用产生的ATP也能激活荧光素【答案】D【解析】酶的作用机理是降低化学反应活化能，因此荧光素酶降低了化学反应的活化能，A正确；荧光素被激活需要接受ATP提供的能量，吸收能量，因此属于吸能反应，B正确；低温能影响酶的活性，“发光树”的发光需要荧光素酶的催化作用，因此低温能影响“发光树”的发光强度，C正确；光合作用产生的ATP只能用于暗反应，因此“荧光树”光合作用产生的ATP不能激活荧光素，D错误。3.(2023年广东广雅校联考阶段练习)农药残留速测卡可以快速、简便地检测蔬菜、水果表面的有机磷农药。速测卡有“红片”“白片”。原理如下：胆碱酯酶可催化靛酚乙酸脂(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色)，有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。检测时，将一定量的待测蔬菜剪碎，放入瓶中，加入适量纯净水；用滴管吸取适量液体滴加到速测卡“白片”上；一段时间后，将速测卡对折(如图所示)，用手捏住，使“红片”与“白片”叠合，根据“白片”的颜色变化判断结果。以下叙述错误的是()A.速测卡“红片”部分含有靛酚乙酸酯和胆碱酯酶B.“白片”呈现的蓝色越深，说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少C.若环境温度较低，“红片”与“白片”叠合后的时间应适当延长D.每批测定应设滴加等量纯净水到“白片”上的空白对照卡【答案】A【解析】靛酚乙酸酯为红色，其为“红片”，速测卡在使用时将“红片”与“白片”捏住对折，由此可知“白片”部分含有胆碱酯酶，A错误；由于有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用，蔬菜表面残留的有机磷农药越多，“白片”部分含有胆碱酯酶的活性越低，而“红片”中靛酚乙酸酯可被胆碱酯酶催化为乙酸与靛酚(蓝色)，因此，有机磷农药越多蓝色会越浅，相反蓝色越深，说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少，B正确；若环境温度较低，“白片”部分含有的胆碱酯酶活性会降低，完成催化反应所需时间会适当延长，C正确；每批测定应设加清水的空白对照卡，排除实验中非测试因素对实验结果的影响，D正确。4.某研究小组利用3%鸡肝匀浆、3%H2O2溶液、pH缓冲液等，在适宜温度下探究pH对过氧化氢酶活性的影响，实验结果如下表。该实验能得出的结论是()pH3.05.07.09.011.0酶活性(30s产生的气泡个数/个)48252010A.过氧化氢酶具有高效性B.鸡肝匀浆中过氧化氢酶的最适pH一定为7.0C.pH为7.0时，提高温度，酶的活性会提高D.过氧化氢酶对酸性环境的耐受性较低【答案】D【解析】探究酶的高效性是酶和无机催化剂相比，该实验没有涉及该对比，A错误；该实验中pH梯度设置过大，不能得出酶的最适pH一定为7.0的结论，B错误；该实验是在适宜温度下进行的，提高温度会降低酶的活性，C错误；pH为3.0时，酶活性降低的量比pH为11.0时的更多，因此过氧化氢酶对酸性环境的耐受性较低，D正确。5.某实验小组从热泉的芽孢杆菌中获取了某耐热蛋白酶，并探究了在60℃和80℃两个温度条件下，pH对该酶活性的影响，结果如图所示。下列相关叙述正确的是()A.芽孢杆菌合成耐热蛋白酶是在热泉环境的诱导下产生的适应性变异B.根据结果可知，该酶适合在pH=7、温度为60℃的条件下长期保存C.与80℃相比，60℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强D.当pH=7时，80℃和60℃条件下该酶为化学反应提供等量的活化能【答案】C【解析】芽孢杆菌能合成耐热蛋白酶，是热泉环境对芽孢杆菌的选择作用的结果，A错误；根据结果可知，在pH=7、温度为60℃的环境中该酶活性最高，但不适合长期保存，长期保存应置于低温条件下，B错误；分析题图可知，60℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强，C正确；酶作用机理是降低化学反应的活化能，但不能提供活化能，D错误。6.酶分子具有相应底物的活性中心，用于结合并催化底物反应。在37℃、适宜pH等条件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2+、Cl-对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，得到实验结果如图所示，已知Na+和SO4下列相关分析，正确的是()A.实验中的可变因素是无机盐溶液的种类B.Q点条件下淀粉完全水解所需的时间较P点的长C.实验说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心D.若将温度提高至60℃，则三条曲线的最高点均上移【答案】B【解析】根据图示分析可知，实验中自变量是无机盐溶液种类和淀粉溶液的浓度，A错误；根据题意可知，Q点和P点的淀粉水解速率相同，但Q点需要的淀粉溶液浓度更大，所以P点淀粉酶活性高，水解淀粉的速度更快，Q点条件下淀粉完全水解所需的时间比P点长，B正确；根据图示分析可知，淀粉水解速率保持相对稳定时，也就是唾液淀粉酶全部充分参与催化反应时，甲组>乙组>丙组，说明Cu2+没有使唾液淀粉酶失活，但降低了酶的活性，说明其是酶的抑制剂，但不能说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心，也有可能是改变了酶的空间结构导致其活性降低，故Cu2+可能是非竞争性抑制剂，C错误；本实验温度是无关变量，为了避免温度对实验的干扰，温度应该设置为唾液淀粉酶的最适温度，也就是37℃左右，若将温度提高至60℃，会使得酶的空间结构发生改变从而导致酶活性降低(甚至失活)，酶促反应速率下降(或降为0)，故三条曲线的最高点均下移，D错误。B组能力提升练7.磺胺类药是一类常见的抑菌药，它与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，从而抑制二氢叶酸的合成，抑制细菌繁殖。其作用机理如图所示，下列有关说法错误的是()A.对氨基苯甲酸是合成二氢叶酸所需的原料B.对氨基苯甲酸的浓度会影响磺胺类药的效果C.磺胺类药的作用原理是破坏二氢叶酸的结构D.磺胺类药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂【答案】C【解析】由题意可知，磺胺类药与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，从而抑制二氢叶酸的合成，可见对氨基苯甲酸是合成二氢叶酸所需的原料，A正确；磺胺类药的作用机理是与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，当对氨基苯甲酸的浓度较高时，磺胺类药竞争结合酶的活性中心的量减少，反之亦然，因此对氨基苯甲酸的浓度会影响磺胺类药的效果，B正确；磺胺类药的作用原理是与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，使得底物对氨基苯甲酸不能合成二氢叶酸，因此磺胺类药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，C错误，D正确。8.甲、乙两图是温度、pH对酶活性影响的数学模型。下列有关说法错误的是()A.甲、乙两图中B对应的温度和pH分别是酶的最适温度和最适pHB.甲、乙两图中A点对应的温度或pH对酶活性的影响不相同C.甲、乙两图中C点对应的温度或pH对酶活性的影响相同D.保存酶制品最好选择两图中B点对应的温度和pH【答案】D【解析】甲、乙两图中，在B点对应的温度和pH条件下，酶促反应速率最大，分别表示酶的最适温度和最适pH，A正确；低温时酶的活性受抑制，高温、强酸、强碱使酶的空间结构遭到破坏，使酶失活，B、C正确；低温条件下，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，酶制品最好在低温条件下保存，D错误。9.(2023年广东梅州名校期末)姜汁中的生姜蛋白酶可催化牛奶蛋白质发生凝乳反应形成凝胶，广东特色小吃——姜撞奶即利用该原理制成。某兴趣小组探究牛奶温度对姜撞奶的黏度及感官评价的影响，结果如下表。有关叙述错误的是()温度/℃黏度/cp感官评价50276凝乳不完全、不成型、松散60378少量上清液、质地软70522凝乳完全、质地适宜、口感细腻80483凝乳不完全、质地软A.姜汁及牛奶用量等无关变量会影响实验结果B.上表温度中，制作姜撞奶的适宜牛奶温度为70℃C.生姜蛋白酶为凝乳反应提供活化能，加快蛋白质凝结D.80℃时凝乳不完全可能与生姜蛋白酶空间结构被破坏有关【答案】C【解析】姜汁及牛奶用量是该实验的无关变量，无关变量会影响实验结果，所以无关变量应等量且适宜，A正确；通过表格中各组温度引起姜撞奶的黏度及感官评价可知，表中温度中，制作姜撞奶的适宜牛奶温度为70℃，B正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，C错误；80℃时凝乳不完全可能与生姜蛋白酶空间结构被破坏有关，D正确。10.分析下面与酶有关的曲线图，回答下列问题：(1)酶的作用机理可以用甲图中________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)乙图中160min时，生成物的量不再增加的原因是___________________。(3)联系所学内容，分析丙图曲线：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。

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________。若胃蛋白酶的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___________________。【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酶促反应速率受酶浓度的限制(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-c的能量，反应才能顺利进行；有酶催化时，必须提供b-c的能量，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点上移。(2)乙图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，意味着底物已被完全消耗。(3)丙图中，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。C组压轴培优练11.(2023年黑龙江齐齐哈尔二模)六磷酸肌醇(植酸)广泛存在于谷物、豆类和油料作物中，禽类、猪等单胃动物不能分解植酸，饲料中植酸中的磷因不能被利用而随粪便排出，导致磷浪费。微生物分泌的植酸酶是一种畜禽饲料添加剂，能将植酸分解为肌醇和无机磷，提高了饲料中磷的利用率，但pH和蛋白酶等许多因素会对植酸酶的活性产生影响。科研人员对某种霉菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下相对活性的差异进行了比较研究，结果如下图1。回答下列问题：(1)据图1分析，该实验的自变量是。植酸酶能够降低底物分子从转变为所需要的能量。

(2)图1中pH为1时，这两种酶的相对活性都较低，甚至失活，原因可能是。

(3)植酸酶的提取工艺流程如下：配制培养基→霉菌接种→液体发酵→除去菌体和杂质→纯化获得粗酶制剂→酶活性测定。检测植酸酶的活性可用在一定条件下表示。

(4)已知雏鸡小肠中的pH约为6.0，小肠内含有胰蛋白酶，科研人员为了研究胰蛋白酶对植酸酶A与B活性的影响，将两种植酸酶在含有等量胰蛋白酶的适宜pH缓冲液(pH=6.0)中保温一段时间，检测残留的植酸酶活性，结果如图2，根据实验结果推测两种植酸酶中植酸酶更适合添加在雏鸡饲料中，理由是。

【答案】(1)pH和植酸酶的种类常态容易发生化学反应的活跃状态(2)过酸会使植酸酶的空间结构遭到破坏，使酶活性降低，甚至失活(3)植酸酶所催化植酸分解为肌醇和无机磷的反应速率(合理即可)(4)A在含有胰蛋白酶的pH=6.0缓冲液中保温较长时，残留的植酸酶A相对活性较高(合理即可)【解析】(1)图1中自变量包括横坐标对应的不同pH以及植酸酶的种类；酶