课时跟踪检测(七)-降低化学反应活化能的酶

第1页共10页课时跟踪检测(七)降低化学反应活化能的酶一、单项选择题1．(2021·临沂二模)某实验小组以干酪素(蛋白质)为底物探究不同pH对大菱鲆消化道中蛋白酶活性的影响，其他条件相同且适宜，实验结果如图所示。下列叙述正确的是()A．本实验可采用双缩脲试剂来检测干酪素的水解情况B．在pH＝8条件下，胃蛋白酶的活性会比肠蛋白酶的高C．适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均会降低D．相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶提供活化能的作用更显著解析：C由于蛋白酶自身也是蛋白质，故不能采用双缩脲试剂来检测干酪素的水解情况，A错误；据图可知，胃蛋白酶的最适pH为2，在pH＝8条件下，胃蛋白酶失活，B错误；据题干信息可知，该实验中除pH外，其他条件相同且适宜，故适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均会降低，C正确；据图可知，在相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶的活性更高，降低活化能的作用更显著，但不能提供活化能，D错误。2．(2021·湖北模拟)为探究酶的相关特性，某班同学开展了一系列实验，下列相关实验设计正确的是()A．为探究酶的高效性，甲同学用H2O2做底物，一组加H2O2酶，一组不加酶B．为探究酶的专一性，乙同学分别用淀粉、蔗糖做底物，均加入淀粉酶，然后用碘—碘化钾溶液进行检测C．为探究温度对酶活性的影响，丙同学将H2O2放在不同温度下处理后，再加入H2O2酶D．为探究pH对酶活性的影响，丁同学将肝脏研磨液用不同pH的缓冲液处理后，再加入H2O2解析：D用H2O2做底物，一组加H2O2酶，一组不加酶，只能探究酶具有催化作用，若要探究高效性，需要与无机催化剂作对比，A错误；淀粉遇碘变蓝，用碘—碘化钾溶液可以检测淀粉是否分解，但是不能检测蔗糖是否发生分解，B错误；H2O2受热易分解，一般不能用H2O2作为底物探究温度对酶活性的影响，C错误；肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，探究pH对酶活性的影响时，用不同pH的缓冲液处理肝脏研磨液可以使酶处于指定pH条件下，达到对自变量的控制，D正确。3．(2021·江苏省盐城市模拟)为了研究酶之间的相互影响，某同学设计如下实验，已知淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，蛋白酶可催化蛋白质水解为多肽。下列叙述错误的是()试管号加入的物质1234质量分数为1%的淀粉溶液2mL2mL2mL2mL淀粉酶溶液2mL2mL淀粉酶＋蛋白酶(等量混合)4mL4mL蒸馏水2mL2mL碘液＋＋双缩脲试剂＋＋预期颜色变化不变蓝紫色①②注：“＋”表示利用相关试剂进行检测A．1号试管和3号试管都不变蓝的原因是淀粉被淀粉酶催化水解为麦芽糖B．2号试管出现紫色的原因是淀粉酶与双缩脲试剂发生紫色反应C．4号试管颜色为紫色的原因是溶液中含有蛋白质和多肽D．1、2号试管中加入2mL的蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同解析：A3号试管淀粉酶被蛋白酶分解，所以淀粉没有被分解，加入碘液后，溶液变蓝，A错误；2号试管含有蛋白酶，其本质是蛋白质，加入双缩脲试剂后，会产生紫色反应，B正确；4号试管中淀粉酶被蛋白酶水解为多肽或小分子氨基酸，所以试管中含有蛋白质(蛋白酶)和多肽，加入双缩脲试剂后，溶液变成紫色，C正确；为保证实验的单一变量，所以1、2号试管中加入2mL的蒸馏水，保证各试管中液体的体积相同，D正确。4．(2021·连云港模拟)如图为pH对蔗糖酶和胰蛋白酶活性的影响曲线图。下列相关叙述错误的是()A．胰蛋白酶可以用于分散动物细胞进行细胞培养B．pH由10调至6时胰蛋白酶活性一直增大C．pH为6时蔗糖酶和胰蛋白酶的结构已发生了变化D．酶的活性可用单位时间内单位数量的酶水解底物的量来表示解析：B动物细胞培养时要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使细胞分散，A正确；pH由10到6的过程中胰蛋白酶的活性先增大再减小，B错误；与最适环境相比，pH为6时，二者的活性均降低，说明二者的结构均发生了变化，C正确；酶的活性可以用单位时间内单位数量的酶水解底物的量表示，D正确。5．(2021·肥城市模拟)酶B是一种存在于玉米籽粒萌发过程中的淀粉酶。实验目的一：探究酶B的化学本质。实验目的二：探究玉米籽粒萌发过程中酶B是细胞新合成的还是本来就存在的。科研人员对萌发的玉米籽粒进行了实验检测，结果如图所示(已知氯霉素为蛋白质合成抑制剂)。下列相关说法错误的是()A．可用RNA酶探究酶B的化学本质B．根据曲线Ⅱ可以判断酶B是新合成的，细胞中本来不存在C.图中曲线Ⅰ是对照组的结果，曲线Ⅱ是实验组的结果D．图中酶B的活性除了可以用麦芽糖的生成速率表示，还可以用淀粉的消耗速率表示解析：B可用RNA酶探究酶B的化学本质，A正确；比较Ⅰ、Ⅱ组实验结果，玉米籽粒萌发过程中淀粉酶的来源可能是既有新合成的，也有先前存在的，B错误；蒸馏水处理组是对照组，即曲线Ⅰ是对照组的结果，曲线Ⅱ是实验组的结果，C正确；图中酶B的活性除了可以用麦芽糖的生成速率表示，还可以用淀粉的消耗速率表示，D正确。6．(2021·襄城区二模)同一种类的碱蓬在远离海边的地区生长呈绿色，在海滨盐碱地生长时呈紫红色，其紫红色与细胞中含有的水溶性甜菜素有关。酪氨酸酶是甜菜素合成的关键酶，下图表示有关酪氨酸酶活性的实验研究结果，下列相关分析不正确的是()A．甜菜素可在细胞液中积累，其在细胞液中积累有利于吸水B．pH在4～5时，部分酶可能因空间结构遭到破坏而活性较低C．进行B、C两组实验时，应在pH约为6.6且适宜温度下进行D．根据实验数据可知，Na2S2O3和Cu2＋分别是酶的抑制剂和激活剂解析：D由题图信息分析可知，甜菜素是水溶性的，且和碱蓬的颜色有关，据此推测其可积累在细胞液中，能提高细胞液的渗透压，从而有利于吸水，A正确；由题图A分析可知，pH在4～5时，酪氨酸酶的活性较低，这可能是因为部分酶的空间结构遭到破坏，B正确；由题图A分析可知，pH为6.6左右时酪氨酸酶的活性最高，故进行B、C两组实验时，应在pH约为6.6且适宜温度下进行，C正确；由图B分析可知，加入Na2S2O3导致酶活性降低，由此推测其为酶的抑制剂。由题图C分析可知，Cu2＋浓度较低时，可提高酶的活性，而当Cu2＋浓度较高时，可降低酶的活性，故不能简单的说Cu2＋是酶的激活剂，D错误。7．(2021·天心区二模)小麦种子中含有α­淀粉酶(70℃活性不受影响，100℃高温下失活)和β­淀粉酶(70℃处理15min失活)，某学习小组对这两种淀粉酶活性进行探究实验，步骤见表，下列选项正确的是()组别甲乙丙第一步三组均加入等量α­淀粉酶与β­淀粉酶，加适量蒸馏水混合第二步25℃处理15min70℃水浴处理15min100℃处理15min第三步三组均在25℃条件下加入等量且适量的淀粉溶液，一段时间后，测量三组淀粉剩余量实验结果xyzA.上述两种酶存在差异的直接原因就是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同B．本实验的自变量是温度和酶的种类，酶量和淀粉剩余量为无关变量C．比较三组实验结果可知：x＞y＞zD．可通过比较z－y和y－x的大小来大致比较α­淀粉酶和β­淀粉酶活性大小解析：Dα­淀粉酶和β­淀粉酶化学本质均是蛋白质，导致其存在差异的原因有氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，多肽链的盘曲折叠方式及形成的空间结构不同，A错误；本实验的自变量是温度和酶的种类，酶量属于无关变量，淀粉剩余量为因变量，B错误；x为α­淀粉酶和β­淀粉酶共同水解淀粉的剩余量，y为α­淀粉酶水解淀粉的剩余量，z为加入的淀粉总量，比较三组实验结果可知：x＜y＜z，C错误；由实验表格分析可知，z－y为α­淀粉酶水解淀粉的量，y－x为β­淀粉酶水解淀粉的量，比较二者大小可判断α­淀粉酶和β­淀粉酶活性的大小，D正确。二、多项选择题8．(2021·沈阳四模)真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料添加剂，可提高饲料利用率。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行了研究，结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A．植酸酶在核糖体上合成后即具有生物活性B．植酸酶A、B的最适pH是相同的C．两种酶相比，植酸酶A更适合添加在畜禽饲料中D．植酸酶分泌到真菌细胞外的过程不消耗能量解析：AD蛋白质在核糖体上合成后，没有特定的空间结构，经过内质网和高尔基体的加工后才具有生物活性，A错误；植酸酶A、B的最适pH是相同的，均为6，B正确；胃液的pH较低，在此条件下植酸酶A的相对活性较高，更适合添加在畜禽饲料中，C正确；植酸酶的化学本质是蛋白质，蛋白质以胞吐的方式分泌到细胞外，该过程会消耗能量，D错误。9．(2021·日照二模)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．该淀粉酶的最适温度在t2～t3之间B．当温度为t1时，可通过提高淀粉浓度来提高酶的活性C．当温度在t2～t3之间时，随温度升高酶的活性降低D．b＞c是因为温度为t3时部分酶的空间结构可能发生改变解析：AD由b＞a＞c，且b′＞b，c＞c′可知，最适温度在t2～t3之间，A正确；酶的活性与温度和pH相关，与淀粉浓度无关，B错误；升高温度后b′＞b，证明在t2时升高温度，酶活性增强，C错误；根据题意分析可知，最适温度在t2～t3之间，所以t3时部分酶的空间结构可能发生改变，D正确。10．(2021·河北模拟)研究人员利用某种细菌(甲)进行了如下实验：①将甲在不含淀粉的葡萄糖溶液中进行培养，甲能直接吸收与利用葡萄糖而不产生α­淀粉酶；②将甲在含淀粉的培养基中进行培养，甲产生了活性很高的α­淀粉酶。细菌在特定物质(通常为酶的底物，称作诱导物)的诱导下才能合成的酶，称作诱导酶。下列关于细菌细胞诱导酶的说法，错误的是()A．诱导物通过改变基因的执行情况而导致诱导酶的产生B．诱导酶在核糖体上的合成过程需要多种RNA的参与C．控制诱导酶合成的基因在细胞核内进行复制与表达D．在反应底物存在时，细菌合成的诱导酶才具有高效性解析：CD在特定物质作用下细菌才能合成的酶称作诱导酶，即诱导酶的合成是特定物质与诱导酶基因共同作用的结果，A正确；α­淀粉酶等诱导酶属于蛋白质，其合成过程称作翻译，需要mRNA、tRNA、rRNA等多种RNA的参与，B正确；细菌属于原核生物，其没有核膜包被的细胞核，C错误；α­淀粉酶等诱导酶具有高效性和专一性，其特性不受反应底物的影响，D错误。三、非选择题11．(2022·广州模拟)谷氨酸是动物组织内重要的兴奋性神经递质，在某些病理情况下会导致谷氨酸过度释放而导致细胞伤害，谷氨酸脱羧酶能催化谷氨酸分解以减轻这种伤害。某研究小组在最适pH下探究温度对该酶活性的影响，实验结果如图。请回答下列问题：(1)谷氨酸呈酸性，其性质不同于其他氨基酸，是因为________(填“氨基”“羧基”或“R基”)的不同。(2)谷氨酸过度释放后，与突触后膜上的__________持续结合，使细胞膜两侧的电位表现为________________，细胞持续兴奋而导致伤害。(3)三组温度条件下，该酶降低活化能的作用最显著的是________组，如将该组温度降低5℃重复实验，则谷氨酸分解完的时间________________(填“缩短”“延长”“不变”或“无法判断”)。(4)如果在T2时，将C组温度降为40℃，其他条件不变，在T3时，C组谷氨酸浓度没有改变，原因是_________________。这说明酶具有的特性是_______________。解析：(1)谷氨酸呈酸性，其性质不同于其他氨基酸，是因为R基的不同。(2)谷氨酸属于兴奋性神经递质，其作用于突触后膜(下一神经元细胞膜)上的受体时，会改变突触后膜的通透性。使细胞膜对Na＋的通透性增加，Na＋内流，进而导致细胞膜内外的Na＋浓度发生变化，所以谷氨酸过度释放后，与突触后膜上的受体持续结合，使细胞膜两侧的电位表现为内正外负，细胞持续兴奋而导致伤害。(3)由图可知，随着反应时间的变化，物质浓度下降最快的是B组，说明B组酶活性最强，降低活化能的作用最显著。ABC三组中，B组温度相对来说比较适宜，但不一定是最适温度，所以若将该组温度降低5℃重复实验，由于实验温度梯度较大，不能确定酶的最适温度，则谷氨酸分解完的时间无法判断。(4)温度过高会使酶变性失活，如果在时间T2时，将C组温度降为40℃，其他条件不变，在T3时，C组谷氨酸浓度没有改变，原因可能是65℃使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。说明酶具有作用条件比较温和的特征。答案：(1)R基(2)(特异性)受体内正外负(3)B无法判断(4)65℃使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活作用条件较温和12．(2021·浙江1月选考)1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。组别实验处理实验结果①葡萄糖溶液＋无菌水－②葡萄糖溶液＋酵母菌＋③葡萄糖溶液＋A溶液－④葡萄糖溶液＋B溶液－注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成回答下列问题：(1)除表中4组处，其它2组的实验处理分别是：____________________；__________。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、______________。(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是__________________。(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是______________________，以确保酶的活性。(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)本实验目的是验证无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵，并且乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。为证明上述结论，需要分组验证酵母汁，A、B溶液及葡萄糖溶液的相互作用关系，因此，除表中所示分组外，还应设计葡萄糖溶液＋酵母汁及葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液两组。由题意可知，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助，上述物质主要存在于酵母菌、酵母汁及B溶液中。(2)双缩脲试剂可用来验证含有肽键的物质，因此，确定B溶液中是否含有多肽，可用双缩脲试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可将该物质去除，与含有该物质的组别进行对照，具体设计为葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液。(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH，以确保酶的活性。(4)若检测某液体中含有活细胞，可依据活细胞膜具有选择透性、活细胞能够增殖等方法进行，具体操作及原理如下：①染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透性；②酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖；③酵母汁接种培养，利用比浊计检测浑浊度是否发生变化，原理是酵母菌可以繁殖。答案：(1)葡萄糖溶液＋酵母汁葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液酵母汁和B溶液(2)双缩脲葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH(4)染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖13．(2021·辽宁模拟)马铃薯含有儿茶酚氧化酶，如表为某实验小组探究温度对儿茶酚氧化酶活性影响的实验结果：(注：儿茶酚在儿茶酚氧化酶作用下与氧气反应，产生对羟基醌和水)温度(℃)1015202530354045耗氧量(mL)28.643.236.329.221.110.04.10.7回答下列问题：(1)儿茶酚氧化酶活性可用________________________________________表示。根据实验结果可知，在温度为________时，儿茶酚氧化酶活性相对最大。温度会影响酶的活性，这体现了酶___________