2020-2021学年第三章 细胞中能量的转换和利用第一节 生命活动需要酶和能源物质课后练习题

课后素养落实(十二)　生物催化剂——酶

(建议用时：40分钟)

题组一　酶的化学本质、作用

1．下列关于酶的叙述，正确的是(　　)

A．酶彻底水解的产物都是氨基酸

B．酶只有在细胞内才能发挥作用

C．酶通过降低或提高化学反应的活化能来提高化学反应速率

D．所有的酶都含有C、H、O、N四种元素

D　[酶彻底水解的产物是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；酶是由活细胞产生的，在细胞内、外及生物体外都可发挥其催化作用，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，C错误。]

2．下图为反应物A生成产物P的化学反应在无酶和有酶催化条件下的能量变化过程。假设酶处于最适的环境条件，下列对于图中曲线的分析，正确的是(　　)

A．ad段表示无酶催化时该反应的活化能

B．若将有酶催化的反应温度升高10 ℃，则ab段会缩短

C．若把酶催化改成无机催化剂，则图中b点位置会下移

D．bc段表示酶为反应物提供的活化能

B　[ac段表示在无催化剂条件下，使物质A生成物质P反应发生所需要的活化能，A项错误；由于该酶所处的环境条件为最适条件，故将有酶催化的反应温度升高10 ℃后，酶活性会下降，导致降低化学反应活化能的程度下降，b点上移，ab段会缩短，B项正确；由于酶比无机催化剂降低化学反应的活化能更显著，所以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将向上移动，C项错误；bc段表示在有酶催化的条件下，使物质A生成物质P反应发生所需要的活化能，D项错误。]

题组二　酶的特性

3．下列关于酶的专一性的叙述，不正确的是(　　)

A．过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应

B．每一种酶只能催化一种化学反应的进行

C．催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶

D．二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解

B　[酶的专一性是指每一种酶都只能催化一种或一类的化学反应，B错误。]

4．(多选)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，如下图所示，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1、2、3组出现蓝色斑块，下列有关叙述正确的是(　　)

A．第1、2组说明酶的作用受pH、温度的影响

B．第2组出现蓝色的原因是高温破坏了酶的空间结构

C．第3、4组说明酶具有专一性

D．本实验说明酶的催化效率极高

ABC　[第1组唾液与酸混合、第2组煮沸唾液均导致唾液淀粉酶因空间结构破坏而失活，与第4组进行对照，可说明酶的作用受pH和温度的影响，A、B正确；第3组变蓝，说明蔗糖酶不能催化淀粉水解，第4组不变蓝说明淀粉被唾液淀粉酶分解了，3、4组对照可说明酶具有专一性，C正确；与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，本实验没有用无机催化剂作对照，D错误。]

5．某同学利用唾液淀粉酶溶液，以浓度相同的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液为底物来验证酶的专一性和温度可影响酶的活性。相关试剂均已在各自体系温度下预保温，然后利用甲、乙、丙三支试管做如下实验：

请分析回答下列问题：

(1)根据实验目的，在步骤1中，应向乙试管加入________________，向丙试管加入________________。

(2)用斐林试剂检测时，若仅在________试管中有明显的砖红色沉淀生成，则可验证酶的专一性和温度影响酶的活性。若该同学在操作中错用了双缩脲试剂，则三支试管出现的颜色变化依次是________________________________，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)有同学认为所用试剂不必做预保温处理。这种观点________(填“正确”或“不正确”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________________。

[解析]　(1)实验表格中所加酶的种类相同，验证酶的专一性的实验中，实验的自变量为底物的种类，温度则为无关变量，因此甲和乙为一组对照实验，则在步骤1中，乙试管应加入2 mL蔗糖溶液；验证温度可影响酶的活性的实验中，实验的自变量为温度，则底物的种类和用量属于无关变量，因此甲和丙为一组对照实验，故丙试管应加入2 mL可溶性淀粉溶液。(2)乙试管中唾液淀粉酶不能催化蔗糖水解，丙试管中酶在高温下失活，因此用斐林试剂检测时，若仅在甲试管中有明显的砖红色沉淀生成，则可验证酶的专一性和温度可影响酶的活性。双缩脲试剂能与蛋白质或多肽发生紫色反应，唾液淀粉酶的本质为蛋白质，故三支试管中的酶均可与双缩脲试剂呈现紫色反应。(3)酶具有高效性，若不做预保温处理，一旦与底物结合，唾液淀粉酶就会与淀粉发生反应，从而影响实验结果，因此所用试剂都需要做预保温处理。

[答案]　(1)2 mL蔗糖溶液　2 mL可溶性淀粉溶液

(2)甲　(浅)紫色、(浅)紫色、(浅)紫色　三支试管中均含有唾液淀粉酶，其本质为蛋白质，可与双缩脲试剂呈现紫色反应

(3)不正确　酶具有高效性，若不做预保温处理，唾液淀粉酶一旦与底物接触就会催化淀粉发生水解反应，从而影响实验结果

题组三　酶的相关曲线

6．下图是化合物P对淀粉酶活性影响的曲线图，下列有关叙述错误的是(　　)

A．若温度不断升高，则A点持续上移

B．曲线①是对照组

C．在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率

D．化合物P抑制该酶的活性

A　[超过最适温度后，若温度继续升高，则酶活性会降低甚至变性失活，A点下移，A错误；由题图可知，曲线①是对照组，曲线②是实验组，B正确；由题图曲线可知，在一定的范围内，随着底物浓度升高，酶促反应速率增大，C正确；由题图分析可知，化合物P抑制酶活性，D正确。]

7．图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中不正确的是(　　)

A．T0表示淀粉酶催化反应的最适温度

B．图甲中，Ta、Tb时淀粉酶的催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别

C．图乙中Tb到Tc的曲线表明随温度的升高，麦芽糖积累量不再增加，酶的活性已达到最大

D．图乙中A点对应的温度为T0

C　[T0表示淀粉酶催化反应的最适温度，此时反应速率最快，对应图乙中A点的速率。图甲中，Ta、Tb时淀粉酶的催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别，Ta温度低，酶活性低，但不破坏酶结构，Tb温度过高，酶结构被破坏，变性失活。]

8．下图中图甲为某兴趣小组利用两种微生物分泌的纤维素酶进行相关研究的结果，图乙为50 ℃时酶B催化纤维素分解随时间变化的曲线。请回答下列问题：

甲

乙

(1)据图甲分析，酶A和酶B中________受高温条件的影响更大。高温条件下，酶容易失活，其原因是高温使酶____________。

(2)酶A和酶B能够将纤维素最终分解成________，该产物可与________试剂在加热时反应生成砖红色沉淀。

(3)若改用等量的酶A进行图乙对应的实验，请在图乙中画出底物浓度随时间变化的大致曲线。

[解析]　(1)由图甲可知，在40 ℃至60 ℃范围内，热稳定性较好的酶是酶A，高温条件下，酶容易失活，其原因是高温使酶的空间结构被破坏。(2)酶A和酶B能够将纤维素分解成葡萄糖，葡萄糖是还原糖，可与斐林试剂在加热时反应生成砖红色沉淀。(3)50 ℃时酶A活性大于酶B，故底物的浓度下降速率大于酶B。

[答案]　(1)酶A　空间结构被破坏而失活　(2)葡萄糖　斐林

(3)见下图。

9．生物体的新陈代谢能正常有序地进行，主要是由于酶的作用。下列有关叙述正确的是(　　)

A．人体内各种酶作用所需的最适条件是一致的

B．探究pH对酶活性的影响时应保持温度适宜且相同

C．淀粉酶、淀粉、斐林试剂可用于探究pH对酶活性的影响

D．测定温度对酶活性影响时需将酶和底物混合后再在相同温度下保温

B　[人体内各种酶作用所需的最适条件不一定是一致的，故A错误；探究pH对酶活性的影响时应保持温度适宜且相同，故B正确；淀粉在酸性条件下会分解，因此不能用淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响，故C错误；测定温度对酶活性影响时，将酶和底物先在相同温度下保温，再混合，故D错误。]

10．下图中的新鲜土豆片与H2O2溶液接触后，产生的现象及推测错误的是(　　)

A．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量

B．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限

C．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度会加快

D．若有大量气体产生，可推测新鲜土豆片中含有H2O2酶

B　[分析题图可知，温度是本实验的无关变量，为保证实验的严谨性，无关变量应保持相同且适宜，需要控制温度等无关变量，A项正确；酶在反应前后不发生改变，可以重复使用，一段时间后气体量不再增加是因为H2O2的数量有限，H2O2全部被分解，B项错误；增加新鲜土豆片的数量，H2O2酶的数量增加，在一定范围内催化作用增强，产生气体的速度加快，C项正确；H2O2分解时产生O2，图中装置若有大量气体产生，可推测新鲜土豆片中含有H2O2酶，D项正确。]

11．下列图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果，其中有关叙述正确的是(　　)

A．甲物质抑制该酶的活性

B．该酶比较适合在40 ℃的环境下起作用

C．该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境高

D．该酶在作用35 min后便失去活性

B　[试管Ⅱ和试管Ⅲ随着反应时间的增加，反应物的浓度逐渐减少，说明甲物质对酶没有影响，A错误；试管Ⅰ和试管Ⅱ的条件区别：试管Ⅰ温度为60 ℃，试管Ⅱ温度为40 ℃，由题图结果可以看出，试管Ⅰ底物没有分解，试管Ⅱ底物彻底分解，所以该酶比较适合在40 ℃环境下起作用，B正确；试管Ⅱ与试管Ⅲ条件区别：试管Ⅱ呈弱碱性，试管Ⅲ呈中性，由题图结果可看出试管Ⅱ底物分解彻底时所用时间短，所以该酶在弱碱环境中比中性环境中活性高，C错误；题图中曲线表示酶在35 min后底物被彻底分解，酶的活性并没有受到影响，D错误。]

12．某同学用某种酶进行了以下三组实验，下列相关说法正确的是(　　)

A．本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶

B．三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性

C．通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近于温度为30 ℃、pH＝7

D．酶在发挥作用后会被分解，不会再有活性

C　[由图3可知：该酶能使麦芽糖分解，不能使蔗糖分解，该酶应该是麦芽糖酶，A错误；图1能证明酶的活性受温度的影响，图2能证明酶的活性受pH的影响，图3能证明酶的专一性，三组实验都不能证明酶的高效性，B错误；由图1可以看出，该种酶活性最大时的温度接近于30 ℃，由图2可知，该种酶活性最大时的pH接近于7，C正确；酶可以反复利用，发挥作用后质量和化学性质不变，D错误。]

13．为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。请回答下列问题：

(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入________试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有____________(填序号)。

①试管 　②滴管　③量筒　④酒精灯　⑤显微镜

(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是__________________________________________________________________________________________。

(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如图所示)，40 ℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热，观察试管内颜色变化。请继续以下分析：

①设置试管1作为对照，其主要目的是___________________________________________________________________________________________________。

②试管2中应加入的X是____________的提取液。

③预测试管3中的颜色变化是____________。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期)，则最可能的原因是__________________________________________________________________________________________________。

[解析]　(1)双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，且蛋白质含量越高紫色越深。该检测过程需使用试管，因对样液和试剂有使用量的要求，故还需用到量筒和滴管。(2)淀粉遇碘液变蓝色，随种子发芽时间的延长，胚乳蓝色块状物变小，说明玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少。(3)为验证发芽过程中胚乳蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，可依据淀粉酶能催化淀粉水解的特点，利用发芽前与发芽中的种子提取液分别催化淀粉溶液，同时设置空白对照组和淀粉酶组进行对照。试管1为本实验的对照组，其作用是排除淀粉液中含有还原糖。试管2、3添加的分别为发芽前玉米与发芽玉米的种子提取液，发芽玉米的提取液中有淀粉酶，预期试管3中应发生蓝色(刚加入斐林试剂)到砖红色的变化。试管4中理论上也应出现砖红色，但未出现预期结果，说明试管4加入的淀粉酶已失活。

[答案]　(1)双缩脲　①②③

(2)碘液　玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少

(3)①排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖　②发芽前玉米　③蓝色→砖红色　淀粉酶已失活

过酸、过碱、高温和低温条件对酶活性的影响辨析有误

14．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t3调到最适温度时，酶活性上升

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时高，故t2时更适合酶的保存

D．酶活性在t1时比t2时低，表明t1时酶的空间结构被破坏得更严重

B　[当反应温度由t3调到最适温度时，酶结构已经被破坏，酶的活性丧失，不会恢复或上升，A错误；t1温度低，酶活性低，当反应温度由t1调到最适温度时，酶的活性会上升，B正确；酶应在低温下进行保存，C错误；t1时酶的活性虽然较低，但空间结构没有被破坏，t2超过了适宜温度范围，酶的空间结构已被破坏，D错误。]