資源簡介

必修一　第三單元　細胞的能量供應和利用
第1講　酶的本質、特性及相關實驗探究
一、選擇題(每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求)
1．(2021·沈陽模擬)下列關于酶的敘述正確的是(　D　)
A．激素都是通過影響靶細胞內酶的活性來調節細胞代謝的
B．酶具有催化作用，并且都能與雙縮脲試劑反應呈紫色
C．酶的合成都包括轉錄和翻譯兩個過程
D．RNA聚合酶能催化轉錄過程，也能使DNA中的氫鍵斷裂
[解析]　激素調節細胞代謝既可以通過影響靶細胞內酶的活性來調節，也可以通過影響靶細胞內某些控制酶合成的基因的表達來調節酶的數量，從而調節細胞代謝，A錯誤；酶是蛋白質或RNA，其中RNA不能與雙縮脲試劑發生紫色反應，B錯誤；酶是蛋白質或RNA，其中蛋白質的合成包括轉錄和翻譯兩個過程，而RNA的合成只包括轉錄過程，C錯誤；RNA聚合酶催化RNA的合成過程，也能在轉錄過程中起到解旋的作用，能使DNA中的氫鍵斷裂，D正確。
2．(2020·山東日照期中)下列有關酶的敘述，正確的是(　B　)
A．酶的數量因參與化學反應而減少
B．細胞中所有酶的合成都受基因控制
C．同一生物體內的各種酶的催化反應條件都相同
D．活細胞都能產生酶，酶在細胞內才起催化作用
[解析]　酶是生物催化劑，酶促反應前后酶的數量不變；細胞中的酶是蛋白質或RNA，它們的合成都受基因控制；同一生物體內的各種酶的催化反應條件可能不同；活細胞都能產生酶，酶在細胞內和細胞外都能起催化作用。
3．(2021·四川成都檢測)如圖曲線表示物質A生成物質P的化學反應在無催化條件和有酶催化條件下的能量變化過程。據圖判斷不正確的是(　B　)
A．bc段表示在有酶催化條件下，使物質A生成物質P反應發生所需要的活化能
B．ad段表示在無催化劑催化的條件下，使物質A生成物質P反應發生所需要的活化能
C．若物質A與物質P之間轉化的反應為可逆反應，酶可同樣地降低正、逆反應的活化能
D．若將酶催化改為無機催化劑催化該反應，則b在縱軸上將向上移動
[解析]　bc段表示在有酶催化條件下，使物質A生成物質P反應發生所需要的活化能；ac段表示在無催化劑催化條件下，使物質A生成物質P反應發生所需要的活化能；若物質A與物質P之間轉化的反應為可逆反應，酶可同樣地降低正、逆反應的活化能；由于酶比無機催化劑降低化學反應的活化能更顯著，所以若將酶催化改為無機催化劑催化該反應，則b在縱軸上將向上移動。
4．(2020·山東省青島市高三三模)細胞中幾乎所有的代謝都需要酶的催化，下列關于酶的敘述，錯誤的是(　B　)
A．在動植物細胞的細胞質基質中都存在著大量的分解葡萄糖的酶
B．激素都是通過影響細胞內酶活性來調節細胞的代謝活動
C．探究pH對酶活性的影響時，酶與底物混合前要調節pH
D．在真核細胞中，核外也有DNA聚合酶與RNA聚合酶分布
[解析]　細胞質基質中可以將葡萄糖分解成丙酮酸，所以存在大量的分解葡萄糖的酶，A正確；激素可能是通過影響細胞內酶活性來調節細胞代謝，也可能是依賴于影響酶基因表達來調節細胞代謝，B錯誤；探究pH對酶活性的影響時，底物與酶混合前要調節pH，C正確；在真核細胞中，細胞質中的葉綠體和線粒體也存在DNA分子，可以進行DNA的復制和轉錄，所以核外也有DNA聚合酶與RNA聚合酶分布，D正確。故選B。
5．(2020·河北衡水中學五調)淀粉酶有多種類型，如α－淀粉酶可使淀粉內部隨機水解，β－淀粉酶則使淀粉從末端開始以兩個單糖為單位進行水解。下圖為研究pH對這兩種淀粉酶的相對活性影響的結果，下列分析錯誤的是(　B　)
A．α－淀粉酶與β－淀粉酶的空間結構不同，但作用機理相同
B．可用斐林試劑在水浴加熱條件下檢測二者催化的產物來區分這兩種酶
C．α－淀粉酶的最適pH更高，在pH為9后，兩種酶的空間結構均遭到破壞
D．該實驗中的淀粉溶液和淀粉酶需要在相同的pH條件下處理后再混合
[解析]　α－淀粉酶與β－淀粉酶是兩種酶，二者的空間結構不同，但都能降低化學反應的活化能；α－淀粉酶可使淀粉內部隨機水解，其產物含有葡萄糖，β－淀粉酶則使淀粉從末端開始以兩個單糖為單位進行水解，其產物是麥芽糖，葡萄糖和麥芽糖均有還原性，與斐林試劑反應均有磚紅色沉淀生成；在pH為9后，兩種酶的空間結構均遭到破壞；該實驗中的淀粉溶液和淀粉酶需要在相同的pH條件下處理后再混合，可以保證二者的pH相同。
6．(2021·河北衡水金卷)現用a、b兩支試管，先按如圖所示操作，再向試管內加入2
mL可溶性淀粉溶液，然后分別用斐林試劑檢驗。下列分析錯誤的是(　C　)
A．本實驗的自變量是唾液淀粉酶的處理溫度
B．用斐林試劑檢驗需要在水浴加熱條件下進行
C．實驗結果是b試管內出現磚紅色沉淀
D．兩支試管對照可以說明酶的活性受溫度的影響
[解析]　a試管和b試管中唾液淀粉酶的處理溫度不同，故唾液淀粉酶的處理溫度為本實驗的自變量；a試管中唾液淀粉酶能將淀粉水解為還原糖，而b試管中的酶不能將淀粉水解為還原糖，用斐林試劑檢驗還原糖是否存在時需要在水浴加熱條件下進行；b試管中的酶因高溫已失活，故b試管內不會出現磚紅色沉淀；兩支試管對照說明酶的活性受溫度的影響。
7．(2020·云南昆明一模)某生物實驗小組欲探究溫度對淀粉酶活性的影響，已知淀粉酶催化淀粉水解是一個多步反應，會依次形成較大分子糊精、小分子糊精、麥芽糖，加入碘液后的溶液顏色分別是藍紫色、橙紅色、黃褐色(碘液顏色)。下列操作錯誤的是(　D　)
A．設置一系列溫度梯度，確定淀粉酶活性較強的溫度范圍
B．將淀粉酶溶液、淀粉溶液分別保溫處理后再進行混合
C．通過觀察加入碘液后不同溫度下溶液顏色的變化可確定酶活性的強弱
D．混合保溫一段時間后，在保溫裝置中直接加碘液即可檢測淀粉水解情況
[解析]　探究溫度對酶活性的影響實驗的前提是不知道酶的最適溫度，因此需設置一系列溫度梯度進行實驗，最終得到酶活性較高的溫度范圍；實驗過程中需將酶和淀粉溶液分別保溫，達到一定溫度后再混合；通過觀察加入碘液后不同溫度下溶液顏色的變化可確定酶活性的強弱；為防止在保溫裝置中酶繼續催化淀粉水解，混合保溫相同時間后應加入強酸或強堿等物質終止反應，再加碘液檢測淀粉水解情況。
8．(2020·北京生物高考)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20
℃條件下，向5
mL
1%的H2O2溶液中加入0.5
mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了(　B　)
A．懸液中酶的濃度　　
B．H2O2溶液的濃度
C．反應體系的溫度　　
D．反應體系的pH
[解析]　提高酶的濃度能夠提高速率，不能提高氧氣的量，A錯誤；提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，產物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以加快反應速率，不能提高產物的量，C錯誤；改變反應體系的pH，可以改變反應速率，不能提高產物的量，D錯誤。故選B。
9．(2020·廣東六校一模)下列有關酶的敘述，不正確的是(　C　)
A．吞噬細胞的溶酶體中缺乏分解硅塵的酶
B．脲酶可與雙縮脲試劑反應產生紫色絡合物
C．溶菌酶能夠溶解細菌中的各種成分，具有抗菌消炎的作用
D．基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而間接控制生物體的性狀
[解析]　吞噬細胞的溶酶體中缺乏分解硅塵的酶，而硅塵卻能破壞溶酶體膜，使其中的水解酶釋放出來，破壞細胞結構，使細胞死亡，最終導致肺功能受損，A正確；脲酶的化學本質是蛋白質，能夠與雙縮脲試劑反應產生紫色絡合物，B正確；細菌細胞壁的主要成分是肽聚糖，因此溶菌酶能夠溶解大多數細菌的細胞壁，具有抗菌消炎的作用，但酶具有專一性，不可能溶解各種成分，C錯誤；基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而間接控制生物體的性狀，D正確。
10．(2021·福建龍巖高三質檢)某研究小組利用3%雞肝勻漿、3%H2O2溶液、pH緩沖液等，在適宜溫度下探究pH對過氧化氫酶活性的影響，實驗結果如下表。該實驗能得出的結論是(　D　)
pH
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
酶活性(產生的氣泡個數/30
s)
4
8
25
20
10
A.過氧化氫酶具有高效性
B．雞肝勻漿中過氧化氫酶最適pH一定為7.0
C．pH為7.0時提高溫度，酶活性會提高
D．過氧化氫酶對酸性環境的耐受性低
[解析]　此實驗不涉及無機催化劑催化過氧化氫，無法說明過氧化氫酶具有高效性；表中設置的pH梯度不是足夠小，因此過氧化氫酶的最適pH不一定是7；題目給定的是適宜溫度，因此當溫度提高時，酶的活性會降低。
11.
(2021·湖南長郡中學高考模擬)如圖分別表示pH與酶活性的關系，下列敘述正確的是(　C　)
A．曲線B上m點繼續降低pH，酶活性降低但空間結構不變
B．曲線A、B可分別對應胰蛋白酶、胃蛋白酶
C．由酶催化生化反應和由ATP為生命活動供能都是生物界的共性
D．酶能降低化學反應活化能，因此具有高效性
[解析]　曲線B上m點繼續降低pH，酶活性下降，且酶的空間結構改變，會失活，A錯誤；曲線A、B可分別對應胃蛋白酶、胰蛋白酶，B錯誤；由酶催化生化反應和由ATP為生命活動供能都是生物界的共性，體現了不同生物間存在或遠或近的親緣關系，C正確；酶和無機催化劑均能降低化學反應活化能，其具有高效性的原因是酶能顯著降低化學反應的活化能，D錯誤。故選C。
12．(2020·山東省威海市高三一模)下圖中，曲線甲表示最適溫度條件下某酶促反應速率與反應物濃度之間的關系，曲線乙、丙表示該酶促反應速率隨pH或溫度的變化趨勢。下列敘述正確的是(　D　)
A．在A點適當增加酶濃度，反應速率將增大
B．在B點適當增加反應物的量，反應速率將增大
C．圖中C點代表該酶促反應的最適pH，D點代表該酶促反應的最適溫度
D．影響酶促反應速率的相關因素包括底物濃度、酶濃度、溫度和pH等
[解析]　在A點時底物濃度較小，此時的主要限制因素是底物濃度，增加酶濃度，反應速率不一定增大，A錯誤；反應物的量不再是B點的限制因素，在B點增加反應物的量，反應速率不會增大，B錯誤；圖中C點代表該酶促反應的最適溫度，D點代表該酶促反應的最適pH，C錯誤；影響酶促反應速率的相關因素包括底物濃度、酶濃度、溫度和pH等，D正確。故選D。
13.(2021·吉林省集安市第一中學高三期末)如圖表示溫度和酶的關系，此曲線不能說明的是(　D　)
A．在B之前酶的活性與溫度成正相關；之后成反相關
B．當溫度達到B時酶的活性最高
C．A點時，酶的活性很低，但隨著溫度的升高，酶的活性可以上升
D．C點時，酶的活性也很低，當溫度降低時，酶的活性可以恢復上升
[解析]　由圖可知B點前隨著溫度的升高酶活性增加，超過B點后隨著溫度的升高，酶活性降低，A正確。溫度為B時活性最高，B正確。A點時，酶活性很低，但此時酶的活性只是被抑制，隨著溫度的升高，酶的活性可以上升，C正確。C點時，酶的活性很低，但此時酶的空間結構已被破壞，當溫度降低時，酶的活性是無法恢復的，D錯誤。
二、非選擇題
14．(2021·黑龍江哈爾濱三中高考模擬)現有兩種淀粉酶A與B，某生物興趣小組為探究不同溫度條件下這兩種淀粉酶的活性。設計實驗如下：
實驗原理：溫度等條件可以影響酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下產生麥芽糖；用分光光度計測量溶液的吸光度時，物質含量越多，其吸光度越大，因此可測出物質的相對含量。
實驗材料：一定濃度的淀粉溶液、相同濃度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、溫度計等。
實驗過程：如表所示。
組別
1
2
3
4
5
6
7
8
①設置水浴缸溫度(℃)
20
30
40
50
20
30
40
50
②取8支試管各加入淀粉溶液(mL)，分別保溫5分鐘
10
10
10
10
10
10
10
10
③另取8支試管各加入等量淀粉酶溶液，分別保溫5分鐘
酶A
酶A
酶A
酶A
酶B
酶B
酶B
酶B
④將同組兩個試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻，保溫5分鐘
實驗結果：圖甲是40
℃時測定酶A催化淀粉水解成麥芽糖的量隨時間變化的曲線，圖乙是第④步保溫5分鐘后，用分光光度計對各組淀粉剩余含量進行檢測的結果。
(1)該實驗的自變量是酶的種類、溫度，因變量有各組淀粉剩余含量(麥芽糖的生成量)，淀粉酶催化淀粉水解的實質是降低反應活化能。
(2)若適當降低溫度，在相同時間內測得圖甲中P點將向下(填“上”或“下”)移動。
(3)1、6兩組不能(填“能”或“不能”)做對照，原因是實驗設計要遵循單一變量_原則。
[解析]　(1)自變量是在實驗過程中可以變化的量，根據題意可以看出本實驗的目的是探究不同溫度條件下這兩種淀粉酶的活性。因此實驗有兩個自變量，即酶的種類和溫度；無關變量有pH、反應時間、溶液的量、淀粉的濃度、酶的濃度等。實驗的因變量是受到自變量影響而發生改變的因素，根據題意結合圖甲和圖乙可知，因變量為各組淀粉剩余含量或麥芽糖的生成量。酶作用的機理是降低反應所需的活化能。(2)根據圖乙可知，酶A在50
℃條件時活性較高。曲線中的P點表示的是生成物的最大值，此時淀粉已被完全分解，此時曲線表示的是在40
℃時的反應，而降低溫度，酶的活性降低，酶促反應的速率下降，則在相同時間內測得圖甲中P點將向下移動。(3)表中1、6兩組溫度不同、酶種類也不同，不遵循實驗設計中的單一變量原則，故二者不能構成對照關系。
15．(2020·山東省泰安市高三上學期期末)植物內的過氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究甘藍梗中是否存在過氧化物酶，設計實驗如下表。請回答：
試管編號
1%焦性沒食子酸/mL
2%H2O2/mL
緩沖液/mL
甘藍梗提取液/mL
煮沸冷卻后的甘藍梗提取液/mL
1
2
2
2
－
－
2
2
2
－
2
－
3
2
2
－
－
2
　(1)1、2號試管中，1號試管是對照組，該實驗的自變量是甘藍梗提取液的有無。
(2)若2號試管顯橙紅色，并不能證明甘藍梗中存在過氧化物酶，你的改進措施是再增加一組實驗，把緩沖液換成2mL過氧化物酶，其他條件與1號試管相同。
(3)若3號試管不顯橙紅色，推測其原因是高溫使甘藍梗提取液中的過氧化物酶變性失活。
(4)已知白菜梗內也含過氧化物酶，如何通過實驗檢測過氧化物酶的化學本質，并比較甘藍梗和白菜梗內過氧化物酶的含量多少(假設兩種植物提取液中只含過氧化物酶)。請簡述設計思路：將等量的白菜梗和甘藍梗提取液分別放入兩個試管中，再分別加等量且適量的雙縮脲試劑進行實驗；若產生紫色反應，說明過氧化物酶的化學本質是蛋白質；顯色反應強(紫色深)的一組，過氧化物酶含量高。
(5)經測定，相同條件下，兩種植物提取液中過氧化物酶的活性不同，從其分子結構分析，原因可能是兩種植物過氧化物酶的氨基酸序列不同(或空間結構不同，其他答案正確也可)。
[解析]　(1)該實驗的目的是探究甘藍梗中是否存在過氧化物酶，所以1、2號試管中，1號試管是對照組，該實驗的自變量是甘藍梗提取液的有無。(2)若2號試管顯橙紅色，并不能證明甘藍梗中存在過氧化物酶，需要再增加一組實驗，把緩沖液換成2
mL過氧化物酶，其他條件與1號試管相同。(3)若3號試管加入的是煮沸冷卻后的甘藍梗提取溶液，而高溫使甘藍梗提取液中的過氧化物酶變性失活，所以試管中不顯橙紅色。(4)酶的化學本質是蛋白質或RNA，可通過實驗檢測過氧化物酶的化學本質，并能比較甘藍梗和白菜梗內過氧化物酶的含量多少。實驗設計思路為：將等量的白菜梗和甘藍梗提取液分別放入兩個試管中，再分別加等量且適量的雙縮脲試劑進行實驗。若產生紫色反應，說明過氧化物酶的化學本質是蛋白質；顯色反應強的一組，過氧化物酶含量高。(5)已知白菜梗內也含過氧化物酶，經測定，相同條件下，兩種植物提取液中過氧化物酶的活性不同，酶的化學本質是蛋白質，所以從其分子結構分析，原因可能是兩種植物過氧化物酶的氨基酸序列不同或空間結構不同。

展開更多......

收起↑