1、课时提升作业 降低化学反应活化能的酶(30分钟 100分)一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)1.核酶是一类具有催化功能的RNA分子,下列关于核酶的叙述中正确的是()A.与脂肪酶共有的元素有3种B.与双缩脲试剂都发生紫色反应C.高温和低温时催化反应速率都较慢,但本质不同D.通过为反应物供能来提高化学反应速率【解析】选C。核酶是一类RNA,组成元素为C、H、O、N和P,脂肪酶是蛋白质,组成元素主要是C、H、O和N,二者共有元素为4种;RNA不与双缩脲试剂发生紫色反应;高温时空间结构破坏,核酶丧失活性,低温时空间结构完好,但其活性受抑制;酶是通过降低化学反应活化能来提高催化效率,而不能为反
2、应物供能。2.(2018鸡西高一检测)关于活化能,下列说法不正确的是()A.反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量B.加热能使过氧化氢分子得到能量,但不能降低活化能C.无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率D.酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行【解析】选C。活化能是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量,A正确;加热能使过氧化氢分子得到能量,但不能降低活化能,B正确;与无机催化剂相比,酶的催化效率高,即酶比无机催化剂降低活化能的效果更显著,并不是提供活化能,C错误;酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行,D正确。3.酶很“娇气”,只有在适
3、宜的温度和pH时,其活性才最高。将肠淀粉酶(最适pH=7.8)溶液的pH由1.8调高至12的过程中,其催化活性表现为下图中的(纵坐标代表催化活性,横坐标代表pH)()【解析】选C。肠淀粉酶最适pH为7.8,当pH为1.8时,酶的活性已经丧失,并且不能恢复,因此在pH由1.8调高至12的过程中,酶的催化活性始终为0。所以C正确。【误区警示】本题易错选D。忽视了肠淀粉酶的最适pH为7.8。在pH等于1.8的时候肠淀粉酶已经变性失活,不会恢复,因此随着pH的变化不会发生酶活性的变化。4.关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是()A.不同酶的最适温度可能相同B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降C.酶活
4、性最高时的温度不适合该酶的保存D.高温下酶失活是酶空间结构被破坏的结果【解析】选B。在某种恒温动物如人体内各种酶的最适温度均为37 左右,A正确;随着温度降低,酶的活性下降,降低反应活化能的能力减弱,但是酶促反应的活化能不变,B错误;酶适于在低温(04 )条件下保存,酶活性最高时所对应的温度不适于保存酶,C正确;高温下酶空间结构被破坏导致酶失活,D正确。5.(2018厦门高一检测)关于生物学实验的有关说法不正确的一项是()A.任何生物学实验中都需要设置对照组B.对照实验中应遵循单一变量原则C.对照实验中一定存在自变量D.无关变量并不是与实验结果没有关系【解析】选A。并非任何生物学实验中都需要设
5、置对照组,如观察类实验,A错误;对照实验实验组和对照组除了实验变量(自变量)不同以外,其他条件都是相同的,对照实验中一定存在自变量,B、C正确;无关变量会对实验结果造成影响,但不是实验所要研究的变量,D正确。6.下列有关“过氧化氢酶与Fe3+催化H2O2分解为H2O和O2实验”的叙述,正确的是()A.该实验可证明酶具有高效性B.该实验可证明酶具有专一性C.该实验的自变量是酶的种类D.该实验可证明酶的催化作用需要适宜的温度、pH【解析】选A。与无机催化剂Fe3+相比,过氧化氢酶催化的化学反应更快,具有高效性;验证酶具有专一性,可以用不同的酶催化同一种底物,不能用“过氧化氢酶与Fe3+催化H2O2
6、分解为H2O和O2实验”证明;该实验的自变量是催化剂的种类;证明酶的催化作用需要适宜的温度、pH,要用不同的温度、pH条件对比说明,该实验不能证明酶的催化作用需要适宜的温度、pH。7.(2018石嘴山高一检测)某同学在进行某酶促反应实验时,第一次测得产物生成量随时间变化如图中曲线a所示,第二次实验对第一次实验中的条件进行了一处调整,实验结果如曲线b所示。该同学改变的条件可能是()A.改变了酶的种类B.改变了底物浓度C.改变了酶浓度 D.改变了反应温度【解析】选B。对比图中两条曲线可知,改变反应条件后,生成物的量降低,即反应速率和生成物的量均发生了改变。由于酶具有专一性,若改变酶的种类,则该反应
7、无法进行,A错误;底物浓度影响底物与酶的结合,进而改变反应速率和生成物的量,B正确;酶浓度和反应温度均改变反应速率,但不引起生成物的量的改变,C、D错误。8.如图为温度、pH与酶活性的关系,下列叙述不正确的是A.曲线a表示酶与温度的关系, A点对应的温度表示该酶的最适温度B.人体内胃蛋白酶的活性与曲线b相似C.曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pHD.酶活性随温度的升高而增强【解析】选D。根据曲线a,横坐标表示温度,纵坐标表示反应速率,所以曲线a表示温度通过影响酶活性而影响反应速率,A点时反应速率最快,表示此温度下酶活性最高,A正确。曲线b对应的酶的最适pH为强酸性,与胃蛋白酶类似,B正确。曲
8、线b、c说明不同酶的最适pH不同,C正确。从10 到40 左右,随着温度升高酶活性逐渐增强;超过40 ,随着温度升高酶活性逐渐减弱,D错误。9.(2018亳州高一检测)如图表示谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸分解的过程中有关物质浓度随时间的变化曲线(1 mol谷氨酸分解为1 mol氨基丁酸和1 mol CO2)。下列有关描述不合理的是A.曲线1表示的是谷氨酸的浓度变化B.曲线2表明,在该条件下谷氨酸在大约20分钟时完全分解C.如果曲线2、3、4表示不同温度下酶促反应曲线,则2代表的温度高于3和4代表的温度D.如果曲线2、3、4代表不同酶浓度下的酶促反应,则2代表的酶浓度高于3和4【解析】选C。随着反应的
9、进行,谷氨酸逐渐被谷氨酸脱羧酶催化分解,其物质浓度不断下降,所以曲线1表示谷氨酸的浓度变化,A正确;曲线2在大约20分钟时产物浓度达到最大值,表明此时谷氨酸完全分解,B正确;如果曲线2、3、4表示不同温度下酶促反应曲线,则曲线2代表的温度比曲线3和曲线4更接近酶的最适温度,但不一定高于曲线3和曲线4代表的温度,C错误;如果曲线2、3、4代表不同酶浓度下的酶促反应,则曲线2最先达到最大值,说明曲线2代表的酶浓度高于曲线3和曲线4代表的酶浓度,D正确。二、非选择题(共2小题,共25分)10.(11分)(2018安庆高一检测)纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素,如图所示为某课题小组利用A、B两种
10、细菌分泌的纤维素酶进行研究的结果,回答下列问题:(1)要鉴定纤维素酶的化学本质,可将酶液与双缩脲试剂混合,若反应液呈紫色,说明纤维素酶的化学本质为_。酶催化作用的机理是_ _ _。(2)测定A酶、B酶活性时,应选择_作为酶作用的底物,可以将_作为酶活性高低的判断指标。(3)分析实验结果可知,本实验研究的课题是_,在4060 范围内,细菌_产生的纤维素酶热稳定性较好。(4)将80 下的B酶液冷却至50 ,酶的活性_,原因是_ _ _。【解析】(1)蛋白质与双缩脲试剂反应,产生紫色物质,将纤维素酶液与双缩脲试剂混合,若反应液呈紫色,说明纤维素酶的化学本质为蛋白质,酶催化作用的机理是降低化学反应的活
11、化能。(2)测定纤维素酶活性,应该选择纤维素作为酶作用的底物,可以将单位时间内底物的减少量或产物的生成量作为酶活性高低的判断指标。(3)该曲线的横坐标是温度,纵坐标是酶活性,故该实验目的是探究温度对A酶和B酶活性的影响。图中结果显示,在40 至60 范围内,热稳定性较好的酶是A酶。(4)高温条件下,酶容易失活,其原因是高温使酶的空间结构遭到破坏。即使温度恢复,酶活性也不能恢复。答案:(1)蛋白质降低化学反应的活化能(2)纤维素单位时间内底物的减少量或产物的生成量(3)温度对A酶、B酶活性的影响A(4)不变高温使酶的空间结构遭到破坏11.(14分)将新鲜萝卜磨碎、过滤得到提取液。在温度为30 的
12、条件下,取等量提取液分别加到四个盛有pH分别为3、5、7、9的100 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液的烧杯中,结果每一个烧杯都产生气体,然后,将加入四个烧杯中提取液的量减半,重复上述实验。在相同时间内,分别测得两次实验中过氧化氢的含量变化并绘制成如下图所示曲线,请回答:(1)该实验的目的是_。(2)该实验中的自变量是_。(3)曲线A和B中,过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是_。(4)曲线A是第_次实验的结果,原因最可能是_。【解析】(1)(2)实验过程中的自变量是pH的大小和提取液的量,因变量是随自变量的变化而改变的变量,pH改变,随之改变的是产生气泡的多少,所以因变量是单位时间
13、内产生气泡的多少。所以此实验的目的是探究过氧化氢在不同pH条件及不同量的提取液条件下分解的快慢。(3)同一种酶的最适pH是不变的,所以在曲线A和B中,过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置。(4)曲线A与曲线B相比,在单位时间内分解的过氧化氢的量较少,可能是由于提取液的含量减少导致酶的含量减少所致,所以曲线A有可能表示第二次实验的结果。答案:(1)探究过氧化氢在不同pH条件及不同量的提取液条件下分解的快慢(或探究等量的提取液在不同pH条件下对过氧化氢分解的影响及同种不同量提取液在相同pH条件下对过氧化氢分解的影响)(2)pH的大小和提取液的量(3)同一种酶的最适pH不变(4)二A中含酶量较少,
14、相同时间分解的过氧化氢量较少1.(6分)如图曲线b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.增大pH,重复该实验,A、B点位置都不变B.B点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现c所示变化C.酶量增加后,图示反应速率可用曲线a表示D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素【解析】选D。酶发挥作用需要适宜的温度和pH,高于或低于最适值都会降低酶的活性,故增大pH,重复实验,A、B两点的位置要下降,故A错误;B点后升高温度,酶活性降低,反应速率降低,B错误;酶量增加后,酶促反应速率增加,可以用曲线c表示,C错误;由于曲线b处于最适温度和pH条件下,实验
15、的自变量是反应物浓度,所以限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度,故D正确。【互动探究】(1)曲线a与曲线b相比,发生变化的反应条件有哪些?提示:温度、pH或酶的数量。(2)若使B点后的曲线b变为曲线c,应如何改变条件?提示:增加酶的数量。2.(6分)吸能反应指产物分子的能量高于反应物分子,放能反应是产物分子的能量低于反应物分子。如图为某反应在有酶和无酶催化两种条件下的能量变化,据图分析下列叙述错误的是()A.该反应为吸能反应B.曲线表示无酶催化条件C.E3表示酶降低的反应活化能D.E4表示有酶条件下反应的活化能【解析】选D。由图可知,乙物质(产物)所含能量高于甲物质(反应物),则该反应
16、为吸能反应,A正确;曲线中反应所需活化能较高,故应为无酶催化条件,B正确;由图可知,E3为两种条件下活化能的差值,即酶降低的反应活化能,C正确;由图可知,E2表示有酶条件下反应的活化能,D错误。【实验探究】3.(18分)(2018菏泽高一检测)下面列出的为有关酶的验证和探究实验的材料,实验用具充足。请回答:供选:(以下未说明的百分浓度均为质量分数浓度,各溶液均新配制)2%淀粉酶溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、20%肝脏研磨液、5%HCl、5%NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂。(1)研究淀粉酶的专一性,选用的反应物最好是_ _,一般不选择上述材料中的碘
17、液来验证实验结果,原因是_ _。(2)要验证pH对酶活性的影响,为避免酸碱对反应物本身水解的影响,选用的反应物最好是_。(3)要验证温度对酶活性的影响,建议选用_为催化底物,验证实验结果的方法是_。不选用斐林试剂做指示剂的原因是_。【解析】(1)酶的催化作用具有专一性,由于淀粉酶可以水解淀粉而不能水解蔗糖,所以研究淀粉酶的专一性时选用的反应物最好是淀粉溶液和蔗糖溶液;验证实验结果最好是加入斐林试剂、水浴加热后观察是否有砖红色沉淀,该实验结果的验证方法一般不选择上述材料中的碘液,是因为蔗糖与碘液无颜色反应,使用碘液无法证明蔗糖是否被淀粉酶分解。(2)由于酸性条件下淀粉易分解,因此淀粉不能作为探究
18、pH对酶活性影响的实验材料,要证明pH对酶活性的影响,选用的反应物最好是过氧化氢溶液。(3)由于过氧化氢在高温下易分解,因此要验证温度对酶活性的影响,选用的反应物最好是淀粉溶液,通过加入碘液观察蓝色褪去的程度来判断淀粉的分解量,由于斐林试剂与还原糖只有在水浴加热的条件下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制温度,所以该实验不选用斐林试剂做指示剂。答案:(1)淀粉溶液和蔗糖溶液蔗糖与碘液无颜色反应,使用碘液无法证明蔗糖是否被淀粉酶分解(2)过氧化氢溶液(3)淀粉溶液加入碘液观察蓝色褪去的程度斐林试剂与还原糖只有在水浴加热的条件下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制温度【方法规律】探究酶最适条件的实验材料的选择在选择实验材料时要注意排除自变量本身对实验结果的影响,保证自变量只是影响酶活性而影响实验结果,不能直接影响实验结果。如:(1)探究温度对酶活性的影响:不能选择“过氧化氢酶催化H2O2分解”,因为过氧化氢酶催化的底物H2O2在加热的条件下分解也会加快。不宜选用斐林试剂作为鉴定试剂,因为斐林试剂需加热使用,会影响实验结果。(2)pH对酶活性的影响:不宜选用“淀粉酶催化淀粉水解”,因为强酸也能催化淀粉的水解。
