人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 酶的特性第2课时课后测评

第2课时　酶的特性

课后训练巩固提升

基础巩固

1.同一个体内的各类活细胞所含的酶(　　)

A.化学本质都是蛋白质

B.作用范围比较广

C.种类无差异,数量不相同

D.种类有差异,数量也不同

答案:D

解析:绝大多数酶的化学本质是蛋白质。每一种酶只能催化一种或一类化学反应。不同种类的细胞所含酶的种类、数量都存在差异。

2.下列有关酶的特性及相关实验的叙述,正确的是(　　)

A.pH过高或过低以及温度过高或过低都能使酶变性失活

B.在研究温度影响淀粉酶活性的实验中,可以用斐林试剂检测实验结果

C.在研究温度影响酶活性的实验中,不宜选择过氧化氢酶作为研究对象

D.与无机催化剂相比,酶提高化学反应活化能的作用更明显,因而酶催化效率更高

答案:C

解析:温度过低不会使酶变性失活;利用斐林试剂检测时需要水浴加热,故探究温度影响淀粉酶活性的实验中不能用斐林试剂;过氧化氢易分解,且易受温度影响,所以在研究温度影响酶活性的实验中,不宜选择过氧化氢酶作为研究对象;与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更明显,因而酶催化效率更高。

3.下列各项中,能说明酶具有高效性的是(　　)

A.蛋白酶只能水解蛋白质

B.酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍

C.酶的作用条件较温和

D.消化酶是蛋白质

答案:B

解析:酶的高效性是相对于无机催化剂而言的,酶的催化效率远远高于无机催化剂。

4.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,再将肉片炒熟

D.室温下与肉片混匀,放置一段时间,再将肉片炒熟

答案:D

解析:炒肉过程中加入嫩肉粉,高温会使蛋白酶失去活性;肉炒熟后起锅前温度也很高,此时加入嫩肉粉,蛋白酶的活性会降低,甚至失去活性;用沸水溶解后,高温会使蛋白酶失去活性;室温下与肉片混匀,蛋白酶可促进蛋白质水解,一段时间后再将肉片炒熟,效果会较好。

5.科学家在对疯牛病病原体进行研究时发现,经淀粉酶、脂肪酶、核酸酶处理后,该病原体仍具有感染性;但用蛋白酶处理后,此病原体失去感染性。由此可推出,与该病原体感染性相关的主要成分是(　　)

A.淀粉　　　　　　　　　

B.核酸

C.脂肪 

D.蛋白质

答案:D

解析:酶具有专一性,用蛋白酶处理后,此病原体失去感染性,说明与该病原体感染性相关的主要成分是蛋白质。

6.为了证明酶的作用具有专一性,某同学设计了如下5组实验,分别选择一定的试剂进行检测,合理的实验方案是(　　)

A.①和③对比,用双缩脲试剂检测

B.②和④对比,用碘液检测

C.④和⑤对比,用斐林试剂检测

D.③和④对比,用斐林试剂检测

答案:B

解析:蛋白酶本身是蛋白质,遇双缩脲试剂呈现紫色。淀粉酶能催化淀粉的水解,蛋白酶不能催化淀粉的水解,用碘液检测,颜色反应不同。淀粉是非还原糖,在淀粉酶的作用下水解生成还原糖,麦芽糖是还原糖,用斐林试剂不能判断麦芽糖是否水解。用斐林试剂检测,不能判断蛋白质是否水解。

7.欲探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计合理的是(　　)

A.实验① 

B.实验②

C.实验③ 

D.实验④

答案:B

解析:过氧化氢在高温下易分解,因此不能用过氧化氢作为底物来探究温度对酶活性的影响。可以利用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液来探究温度对酶活性的影响。根据酶的专一性可知,蔗糖酶不能使淀粉水解。淀粉在酸性条件下易分解,因此不能用淀粉作为底物来探究pH对酶活性的影响。

8.下列操作不会降低胃蛋白酶活性的是(　　)

A.烘干制取胃蛋白酶粉剂

B.将酶溶液的pH维持在1.5

C.在0~4 ℃下保存酶制剂

D.在酶溶液中加入重金属离子

答案:B

解析:高温会破坏酶的空间结构,从而使酶失活。胃蛋白酶的最适pH为1.5,将酶溶液的pH维持在1.5,不会降低胃蛋白酶的活性。低温会抑制酶的活性。重金属会使蛋白质变性,胃蛋白酶的化学成分是蛋白质,在酶溶液中加入重金属离子会使胃蛋白酶变性。

9.A、B两图分别表示在酶浓度一定时,反应速率与反应物浓度和温度的关系。请据图回答下列问题。

(1)图A中,当反应物达到某一浓度时,反应速率不再增大,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)图B中,M点所对应的温度称为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)图B中,M点到N点的曲线急剧下降,其原因是 　　　　　　　　　　。 

(4)将装有酶(最适温度为37 ℃)与反应物的甲、乙两支试管分别放入12 ℃和75 ℃的水浴锅中,20 min后取出,转入37 ℃的水浴锅中保温,甲、乙两支试管内的反应情况分别是 　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)受反应中酶浓度的限制　(2)酶促反应的最适温度　(3)温度升高,酶分子结构逐渐被破坏,活性降低　(4)反应速率加快　无催化反应

10.受损伤的马铃薯细胞内酚氧化酶(PPO)和底物(酚类物质)直接接触,引起马铃薯褐变。为探究温度对PPO活性的影响,实验小组进行了如下实验。

(1)PPO粗提液的提取:低温下将新鲜马铃薯用蒸馏水洗净、去皮;取20 g样品放入含50 mL磷酸缓冲液(pH为5.5)的研钵中,同时加入少量石英砂,研磨、离心后,上清液即为PPO的粗提液。加缓冲液研磨的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)不同温度下PPO活性的测定

注反应底物充足;记录结果中“+”越多表示褐色越深。

①实验步骤有不妥之处,请改正。　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②实验结果表明:15 ℃和30 ℃温度条件下,PPO具有相同的活性,根据酶的特性分析其原因。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③为进一步探究PPO的最适温度,应在　　　　　　范围内设置温度梯度。 

答案:(1)维持pH,保持PPO的活性(或防止PPO失活)

(2)①“反应”步骤改在“温度预处理”步骤之后

②在酶的最适温度前后,可以有相同的催化效率

③15~30 ℃

解析:(1)过酸、过碱会使酶变性失活,所以加缓冲液是为了维持pH,保证PPO的活性。

(2)①为保证酶在设定的温度下起作用,“反应”的步骤应改在“温度预处理”步骤之后。

②15℃和30℃温度条件下,PPO具有相同的活性,根据酶的特性分析,其原因是温度对酶活性的影响呈倒钟形,在酶的最适温度前后,可以有相同的催化效率。

③由表可知,在15℃和30℃时酶活性较高,因为褐色最深。为进一步探究PPO的最适温度,应在15~30℃范围内设置更小的温度梯度。

能力提升

1.下表是某同学探究温度对酶活性影响的实验操作和实验现象的记录。该同学进行实验时,正确的操作步骤应是(　　)

A.①→③→④→③→⑤→⑥

B.②→③→④→③→⑤→⑥

C.①→②→④→③→⑤→⑥

D.①→③→②→③→④→③→⑤→⑥

答案:D

解析:根据实验目的可知,实验的自变量为温度,由于实验需要严格控制单一变量,在淀粉溶液和淀粉酶溶液混合之前首先需要将它们各自维持到一定温度,然后再混合,并且混合后还需要在相应的温度条件下保温让其充分反应。因此,正确的操作步骤应是①→③→②→③→④→③→⑤→⑥。

2.(不定项选择题)用某种酶进行有关实验,结果如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A.该酶的最适催化温度不确定

B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶

C.由图4实验结果可知酶具有高效性

D.由图3实验结果可知Cl-是酶的激活剂

答案:ABD

解析:题图1只能说明在这三个温度中,30℃比较适宜,不能确定该酶的最适催化温度;题图2显示该酶的最适pH为7,而胃蛋白酶的最适pH为1.5;题图4说明酶具有专一性;题图3能说明Cl-是酶的激活剂,Cu2+是酶的抑制剂。

3.(不定项选择题)某科研小组将新鲜的萝卜磨碎,过滤制得提取液,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究,得到下图所示的实验结果。下列分析错误的是(　　)

A.图甲中两支试管内加入的H2O2的浓度和量都属于自变量

B.若将图甲中的萝卜提取液换成等量新鲜肝研磨液,则O2产生总量明显增多

C.图乙中引起a、b曲线出现差异的原因可能是温度不同

D.过氧化氢酶可保存在低温、pH为7的环境中

答案:AB

解析:图甲中催化剂的种类是自变量,过氧化氢溶液的浓度和量属于无关变量。氧气产生总量取决于底物过氧化氢的量,与酶无关。在pH相同时,温度不同,酶的活性可能不同。过氧化氢酶可保存在低温和适宜的pH环境中。

4.下图所示实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。

先将酶和乳汁分别加入2支试管中,然后将2支试管放入同一水浴环境中持续15 min,再将酶和乳汁倒入同一试管中混合,保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验,记录在不同温度下凝乳所需要的时间,结果如下表:

(1)解释以下两种处理对实验结果的影响。

①将装置A中的混合物加温至40 ℃,乳汁凝固时间如何变化?　　　　　,原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②将装置F中的混合物冷却至40 ℃,乳汁能否凝固?　　　　。原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若将酶和乳汁先混合再进行F组实验,实验结果会不准确,原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)根据表格简要写出探究该酶催化作用的最适温度的实验思路。

答案:(1)①明显缩短　40 ℃时凝乳酶活性高,乳汁凝固时间短　②否　60 ℃时凝乳酶已失活,将温度降至40 ℃时不会恢复活性

(2)酶具有高效性,酶与乳汁一旦混合就可能发生凝乳反应

(3)在30~50 ℃范围内设置更小的温度梯度,其他条件不变,重新进行实验,凝乳时间最短对应的温度接近最适温度。

解析:(1)①低温不破坏酶的空间结构,在一定范围内升高温度可提高酶的活性。由表格可知,该酶的最适温度在40℃左右,因此如果将A组的水温逐渐提高至40℃,酶活性提高,乳汁凝固时间明显缩短。②高温会破坏酶的空间结构使酶永久失活,温度即使降低,酶的活性也不能恢复。装置F组中的酶已经失活,将F组混合物冷却至40℃,乳汁不能凝固。(2)酶具有高效性,若将酶和乳汁先混合再进行F组实验,会因为发生凝固反应而使实验结果不准确。(3)分析表格数据可知,该酶催化作用的最适温度在30~50℃之间,若探究该酶催化作用的最适温度,需在30~50℃范围内设置更小的温度梯度,其他条件不变,重新进行实验,凝乳时间最短对应的温度接近最适温度。

5.已知α-淀粉酶的最适温度为60 ℃,某同学为了探究pH对α-淀粉酶活性的影响,在35 ℃和45 ℃两个温度条件下分别设置了7支试管,pH分别设为1.0,3.0,5.0,7.0,9.0,11.0,13.0,该反应进行3 min后迅速在每支试管中同时加入足量的NaOH溶液,测定每支试管中的淀粉的剩余量,得到如下图所示的曲线。请回答下列问题。

(1)酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,每一种酶只能催化　　　　化学反应。

(2)探究pH对α-淀粉酶活性的影响,该实验操作中添加底物、pH缓冲液及α-淀粉酶溶液的顺序为　　　　　　　　　　　　　　(用文字和箭头标明添加顺序)。反应3 min后迅速加入足量的NaOH溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　　。该同学认为反应时间过长或加入的淀粉量过少都可能导致实验失败,其依据是酶的催化具有　　　　　　的特点。 

(3)分析图中数据可知,实线部分表示在温度为　　　　　　时测定的结果;使淀粉酶完全失活的pH范围为　　　　　　　　　　　　　　　。图中A点限制酶促反应速率的外界因素主要是　　　　　　　　　　　。 

(4)若该同学在某pH条件下测定淀粉的剩余量为y1 g,则用淀粉的消耗速率表示该条件下酶促反应速率为　　　　　　g/min。 

答案:(1)一种或一类

(2)底物→pH缓冲液→α-淀粉酶(底物与酶顺序可换)　使酶失去活性,控制反应时间　高效性

(3)45 ℃　pH≤1和pH≥13　温度

(4)(y0-y1)/3

解析:(1)酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)探究pH对α-淀粉酶活性的影响,该实验操作中添加底物、pH缓冲液及α-淀粉酶溶液顺序为底物→pH缓冲液→α-淀粉酶(底物与酶顺序可换)。为使酶失去活性,控制反应时间,在反应3min后迅速加入足量的NaOH溶液。因为酶具有高效性,若反应时间过长或加入的淀粉量过少都可能使实验过快完成导致实验失败。