2020年高中生物第四章光合作用和细胞呼吸4 8页

‎4.1.2‎‎ 酶与酶促反应 ‎[学业达标]‎ ‎1．甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是(　　)‎ A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA C．乙酶的化学本质为蛋白质 D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 ‎【解析】　分析曲线可知：甲酶在蛋白酶的作用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。‎ ‎【答案】　B ‎2．下列试管中各注入 10 mL 2%的过氧化氢溶液，实验中产生气泡最多的是(　　)‎ ‎【解析】　A 中含有丰富的过氧化氢酶，催化效率高；C 中加热后酶失去了活性。‎ ‎【答案】　A ‎3．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是 (　　)‎ A．炒肉的过程中加入 B．肉炒熟后起锅前加入 C．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟 D．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟 ‎【解析】‎ 8‎ ‎　嫩肉粉的主要作用在于利用蛋白酶把肉中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解，使肉类制品口感达到嫩而不韧、味美鲜香的效果。A、B和C项都有高温会导致蛋白酶失活，D项在室温下酶的活性较强，放置一段时间，让蛋白酶有足够的作用时间，这样的效果最佳。‎ ‎【答案】　D ‎4．下列关于酶的叙述中，正确的是(　　)‎ A．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段 C．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 D．酶只能由内分泌细胞合成 ‎【解析】　酶的化学本质是蛋白质或RNA。化学本质是RNA的酶的形成不需要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工。酶是通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率的。能进行正常代谢的细胞都能合成酶。‎ ‎【答案】　A ‎5．如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是(　　)‎ A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降 B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升 C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存 D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重 ‎【解析】　由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增强，t1属于此区间；超过适宜温度后，随温度升高而下降，t2属于此区间。在高温没有使酶失活的范围内，可随温度的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。‎ ‎【答案】　B ‎6．溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器，其内部的pH为5左右。溶酶体内的水解酶少量泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤，最可能的原因是这些水解酶(　　)‎ A．被细胞质基质稀释使酶浓度降低 B．被细胞质基质中的酶分解 C．在pH较高的细胞质基质中活性降低 D．只能在溶酶体中发挥作用 ‎【解析】　溶酶体内部的pH为5左右，而细胞质基质的pH为7左右，因此溶酶体中的酶泄漏到细胞质基质中其活性会降低，因此不会引起细胞损伤。‎ ‎【答案】　C ‎7．如下图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是(　　)‎ 8‎ A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶 B．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度加快 C．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 D．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量 ‎【解析】　有气体产生，可知H2O2被分解，可推测土豆片有过氧化氢酶，A正确；增加酶的量，酶促反应加快，B正确；土豆片中的过氧化氢酶能重复利用，只要有H2O2，反应就能进行。气体量不再增加的原因是H2O2已分解完，C错误；减少误差应控制无关变量，D正确。‎ ‎【答案】　C ‎8．在生产中常用的普通淀粉酶最适温度在40～‎60 ℃‎之间，而极端耐热淀粉酶在‎100 ℃‎仍能保持较高的活性。某同学想设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响。判断下列与该同学实验设计的相关叙述，其中正确的是 (　　)‎ A．设计实验时除自变量和因变量外，还应注意温度、pH等无关变量对实验的影响 B．极端耐热淀粉酶最适温度为‎100 ℃‎ C．高温不会使极端耐热淀粉酶失去活性 D．该实验的因变量可用碘液检测 ‎【解析】　温度是该实验的自变量。题干中只指出：“极端耐热淀粉酶在100 ℃仍能保持较高的活性”，据此并不能确定极端耐热淀粉酶最适温度为100 ℃。温度影响酶活性，同样会对极端耐热淀粉酶有影响。淀粉遇碘变蓝，而淀粉在该实验中作为反应底物，可用碘液检测底物的存在。‎ ‎【答案】　D ‎9．在一块含有淀粉的琼脂块的四个固定位置，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，用碘液冲浸该琼脂块，可见其上面呈蓝色的斑块个数是(　　)‎ A．1　　　　 B．2　　　　‎ C．3　　　　 D．4‎ ‎【解析】‎ 8‎ ‎　1和2斑块处的唾液淀粉酶失活，3处无唾液淀粉酶，因此淀粉不能被水解，加碘后变蓝色。‎ ‎【答案】　C ‎10．下列A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，其原因是________。‎ ‎(2)图B中，a点所对应的温度称____________________________________。‎ ‎(3)图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是______________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(4)将酶与反应物混合后，装入甲、乙两试管并分别放入‎12 ℃‎和‎75 ℃‎水浴锅中，20 min后取出转入‎37 ℃‎的水浴锅中保温，两试管内的反应分别为：甲________，乙________。‎ ‎(5)图C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 ‎【解析】　(1)图A中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速率上升。当反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，这是因为虽然酶具有高效性，但它的催化能力也是有一定限度的，当所有的酶都发挥了最高催化效率后，反应物浓度增加，反应速率也不会再增加，其原因是受酶浓度的限制。(2)图B中，a点对应的酶的催化效率最高，说明它对应的温度就是酶促反应的最适温度。(3)从a点到b点，由于温度逐渐升高，酶的分子结构逐渐被破坏，从而使酶活性降低，反应速率下降。(4)由于甲试管的温度较低，所以酶的活性较低，反应速率很慢，当转入37 ℃的水浴锅中保温后，其反应速率会迅速增加。乙试管在75 ℃的高温下，酶的结构被破坏，酶丧失活性，即使再转入37 ℃的水浴锅中保温，酶的活性也不能恢复，不再具有催化作用。(5)图C中，酶的最适pH为弱碱性，唾液淀粉酶和植物淀粉酶的最适pH近于中性，胃蛋白酶的最适pH为强酸性，只有胰蛋白酶的最适pH为弱碱性。‎ ‎【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 ‎[能力提升]‎ ‎11．图一、二、三是酶促反应的相关曲线，已知图一是H2O2酶催化H2O2实验，曲线1是在土豆片为4、温度为‎35 ℃‎的条件下测得的数据。下列有关叙述正确的是 (　　)‎ 8‎ 图一 图二　　　　　　　　　图三 ‎①图一中要获得曲线2，则改变的条件可以是降低过氧化氢溶液的体积 ‎②图一中要获得曲线2，则改变的条件可以是降低土豆片的数量 ‎③图二中，底物浓度为B时，影响酶活性的外界因素是Cl－、Cu2＋‎ ‎④从图三可知，该酶作用的底物是麦芽糖，说明酶的作用具有专一性 A．② B．①②③‎ C．①④ D．①③④‎ ‎【解析】　图一中曲线2，气体产生量小，可以通过降低过氧化氢溶液的体积得到曲线2，①正确；降低土豆片的数量只是降低反应速率，最终曲线高度不会改变，②错误；图二中，根据曲线变化可知，Cu2＋能抑制酶的活性，Cl－能提高酶的活性，底物浓度为B时，影响酶活性的外界因素是Cl－、Cu2＋，③正确；从图三可知，该酶作用的底物是麦芽糖，对蔗糖不起作用，这说明酶的作用具有专一性，④正确。‎ ‎【答案】　D ‎12．如图所示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线，下列据图叙述错误的是 (　　)‎ A．影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度 B．影响BC段反应速率的主要因素可能是酶量 C．温度导致了曲线I和Ⅱ的反应速率不同 D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为‎37 ℃‎ ‎【解析】‎ 8‎ ‎　图中有温度和底物浓度两个影响反应速率的因素。曲线I在达到饱和点前(AB段)的限制因素是横坐标表示的因素——底物浓度；达到饱和点后的限制因素是底物浓度以外的因素如温度、酶量等。曲线I和Ⅱ的反应速率不同是温度不同造成的。曲线I表示的温度仅比另外两个温度更适宜，但不一定是该酶促反应的最适温度。‎ ‎【答案】　D ‎13．图甲表示酶催化反应过程的示意图，图乙表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列叙述错误的是(　　)‎ A．图甲中b表示二肽 B．图甲中a与b结合后，a的形状会发生变化 C．适当降低温度，图乙中的M值不变 D．图乙中c～d段形成的主要原因是酶的数量有限 ‎【解析】　由图甲可知b分解成两个氨基酸，可知a是酶，b是二肽，故A正确；a是酶，酶与蛋白质结合过程中，酶会发生形变，但是最后又回到原来状态，故B正确；降低温度只能影响到达平衡的时间，不能改变反应平衡点，C正确；到达平衡点后影响因素主要是底物的量有限，不是酶的数量有限，D错误。‎ ‎【答案】　D ‎14．酶在酶促反应中能催化特定的底物(酶进行催化反应的反应物)反应，与酶的活性中心有关。酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。请据图回答问题：‎ ‎(1)上图所示过程能说明酶具有________的特点。‎ ‎(2)酶能提高反应速率的机理是________，使底物分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态。‎ ‎(3)下列符合图示反应类型的有________。‎ A．氨基酸a＋氨基酸b→二肽＋H2O B．麦芽糖＋H2O→葡萄糖 C．三肽＋H2O→氨基酸a＋氨基酸b＋氨基酸c D．H2O2→H2O＋O2‎ 8‎ ‎(4)若该酶是人的胃蛋白酶，请在坐标图中表示出当pH从‎2.0升高到10.0时酶活性随之变化的曲线图。‎ ‎【解析】　(1)题图中所示酶与底物的关系，反应前后不发生变化的为酶，发生变化的为底物，酶与底物是一一对应的关系，所以酶具有专一性。‎ ‎(2)酶和其他催化剂一样，均能降低化学反应的活化能，从而使反应更容易进行。‎ ‎(3)图中所示反应前为一种物质，反应后分解为两种物质。‎ ‎(4)由于胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，所以在pH为2.0时酶的活性最高，当pH变为10.0时，酶已失去了活性。‎ ‎【答案】　(1)专一性 ‎(2)酶能降低化学反应的活化能 ‎(3)D ‎(4)‎ ‎15．在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如下图甲I所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如下图甲Ⅱ、Ⅲ所示。图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时，底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题：‎ 甲 乙　　　　　　　　　　　　丙 ‎(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时，酶才能与底物结合，这说明酶的催化作用具有________。‎ ‎(2)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，故能抑制细菌合成细胞壁相关的酶的活性，其原因是________________________________________。‎ 8‎ ‎(3)据图乙分析，随着底物浓度升高，抑制效力变得越来越小的是________抑制剂，原因是_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(4)唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙。若将温度提高‎5 ℃‎，请在图丙中绘出相应变化曲线。‎ ‎【解析】　(1)只有底物的结构和酶活性位点互补时才能催化底物反应，具有其他结构的物质不能被酶催化，说明酶具有特异性。‎ ‎(2)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，所以可以和酶的活性位点结合，使细菌合成细胞壁的底物无法和酶结合，使细菌无法合成细胞壁。‎ ‎(3)底物增多时，竞争性抑制剂和酶结合的机会减少，抑制作用减弱。‎ ‎(4)当温度高于最适温度时，酶的催化活性减弱，酶促反应速率降低。‎ ‎【答案】　(1)专一性 ‎(2)青霉素能与这些酶的活性位点结合(或酶活性位点被封闭)，使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合机会下降 ‎(3)竞争性 底物浓度越高，底物与酶活性位点结合机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小 ‎(4)见图：‎ 8‎