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2019-2020年高中生物第二輪限時(shí)35分鐘 第五章 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 必修1 一、選擇題 1.下列有關(guān)酶的敘述中正確的是 (　　) A.生物體內(nèi)的酶都是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，其合成包括轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄兩個(gè)過(guò)程 B.活的生物體的任何一個(gè)細(xì)胞都能產(chǎn)生酶，酶在細(xì)胞內(nèi)才起作用 C.酶分子結(jié)構(gòu)在高溫、過(guò)酸、過(guò)堿條件下均會(huì)受到破壞而失去活性 D.同一生物體內(nèi)的各種酶要求的催化條件都相同，其催化效率受溫度和pH的影響 解析：大部分酶是蛋白質(zhì)、少量的酶是RNA，蛋白質(zhì)類酶的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過(guò)程。酶在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都可以起催化作用。高溫、過(guò)酸、過(guò)堿的條件均會(huì)破壞酶分子的結(jié)構(gòu)，而使酶變性失活。同一生物內(nèi)的不同酶要求的催化條件不同，大部分酶在pH＝7的情況下活性最高，而胃蛋白酶在pH＝2時(shí)活性最高。 答案：C 2.(xx廣東高考)嫩肉粉是以蛋白酶為主要成分的食品添加劑，就酶的作用特點(diǎn)而言，下列使用方法中最佳的是 (　　) A.炒肉的過(guò)程中加入 B.肉炒熟后起鍋前加入 C.先用沸水溶解后與肉片混勻，炒熟 D.室溫下與肉片混勻，放置一段時(shí)間，炒熟 解析：嫩肉粉的主要作用在于利用蛋白酶把肉中的彈性蛋白和膠原蛋白進(jìn)行部分水解，使肉類制品口感達(dá)到嫩而不韌、味美鮮香的效果。A、B和C項(xiàng)都有高溫會(huì)導(dǎo)致蛋白酶失活，D項(xiàng)在室溫下酶的活性較強(qiáng)，放置一段時(shí)間，讓蛋白酶有足夠的作用時(shí)間，這樣的效果最佳。 答案：D 3.(xx寧夏高考)右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確 的是 (　　) A.當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降 B.當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升 C.酶活性在t2時(shí)比t1高，故t2時(shí)更適合酶的保存 D.酶活性在t1時(shí)比t2低，表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重 解析：由圖可知，在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高酶活性增強(qiáng)，t1屬于此區(qū)間；超過(guò)適宜溫度后，隨溫度升高而下降，t2屬于此區(qū)間。在高溫沒有使酶失活的范圍內(nèi)，可隨溫度的變化而變化，只有較高的溫度才能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。 答案：B 4.將發(fā)芽后的玉米種子研磨成勻漿、過(guò)濾，得到提取液，并按下表步驟操作： ① ② ③ ④ 加入淀粉液 加入提取液 水浴溫度 水浴時(shí)間 甲 2 mL 2 mL 20℃ 30 min 乙 2 mL 2 mL 40℃ 30 min 丙 2 mL 2 mL 100℃ 30 min 經(jīng)上述處理后，各試管分別加入斐林試劑1 mL，并置于50～65℃水浴2 min，試管中液體呈磚紅色且顏色由淺到深依次是 (　　) A.甲乙丙 B.乙甲丙 C.丙甲乙 D.丙乙甲 解析：發(fā)芽后的玉米種子里存在淀粉酶，可以分解淀粉產(chǎn)生與斐林試劑共熱生成磚紅色沉淀的還原糖，玉米淀粉酶活性的最適溫度是40℃左右，100℃的水浴使淀粉酶失去活性，故乙組產(chǎn)生的還原糖最多，生成的磚紅色沉淀最多，而丙組生成的磚紅色沉淀最少。 答案：C 5.下列圖表是有關(guān)某種酶的實(shí)驗(yàn)處理方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相關(guān)敘述正確的是 (　　) 某酶 試管Ⅰ2 mL 試管Ⅱ2 mL 試管Ⅲ2 mL pH 8 8 7 溫度 60℃ 40℃ 40℃ 反應(yīng)物 2 mL 2 mL 2 mL A.甲物質(zhì)可能抑制該酶的活性 B.該酶比較適合在40℃的環(huán)境下起作用 C.該酶在中性環(huán)境下的催化效率比堿性環(huán)境高 D.該酶在作用35 min后便失去活性 解析：曲線圖中縱坐標(biāo)是反應(yīng)物的含量，由曲線的變化可知甲物質(zhì)促進(jìn)了該酶的活性；60℃時(shí)該酶失活，因此對(duì)甲物質(zhì)沒有反應(yīng)；從曲線Ⅱ和Ⅲ的變化來(lái)看，該酶在40℃、pH＝8時(shí)活性最高；40℃的環(huán)境中，酶在作用35分鐘后并沒有失去活性，只是試管中反應(yīng)物消耗完畢。 答案：B 6.下列各圖表示酶活性與有關(guān)因素之間的關(guān)系，表示不正確的是 (　　) 解析：酶的活性受到溫度、pH的影響。酶的活性與酶濃度和反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)。 答案：A 7.(xx海南高考)酶A、B、C是大腸桿菌的三種酶，每種酶只能催化下列反應(yīng)鏈中的一個(gè)步驟，其中任意一種酶的缺失均能導(dǎo)致該菌因缺少化合物丁而不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。 化合物甲化合物乙化合物丙化合物丁 現(xiàn)有三種營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變體，在添加不同化合物的基本培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況如下表： 　 　突變體 添加物　　 突變體a (酶A缺陷) 突變體b (酶B缺陷) 突變體c (酶C缺陷) 化合物乙 不生長(zhǎng) 不生長(zhǎng) 生長(zhǎng) 化合物丙 不生長(zhǎng) 生長(zhǎng) 生長(zhǎng) 由上可知：酶A、B、C在該反應(yīng)鏈中的作用順序依次是 (　　) A.酶A、酶B、酶C B.酶A、酶C、酶B C.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A 解析：由題意可知，酶A缺陷時(shí)，添加化合物乙和化合物丙均得不到化合物丁而導(dǎo)致突變體a不能生長(zhǎng)，則酶A催化化合物丙到化合物丁的轉(zhuǎn)化；酶B缺陷時(shí)，添加化合物乙不生長(zhǎng)而添加化合物丙生長(zhǎng)，則酶B催化化合物乙到化合物丙的轉(zhuǎn)化；酶C缺陷時(shí)，添加化合物乙和丙均生長(zhǎng)，則酶C催化化合物甲到化合物乙的轉(zhuǎn)化，則在該反應(yīng)鏈中酶的作用順序依次是：酶C、酶B、酶A。 答案：D 8.(xx湛江質(zhì)檢)如圖一表示溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響示意圖，圖二的實(shí)線表示在溫度為a的情況下生成物量與時(shí)間的關(guān)系圖。則當(dāng)溫度增加一倍時(shí)生成物量與時(shí)間的關(guān)系是 (　　) A.曲線1 B.曲線2 C.曲線3 D.曲線4 解析：最大生成物的量與溫度無(wú)關(guān)，所以A錯(cuò)。從圖一中可以看到，溫度為2a時(shí)反應(yīng)速率比溫度為a時(shí)要高，所以要比圖二中的a曲線先達(dá)到最大值，所以只有曲線2能表示溫度為2a時(shí)生成物量與時(shí)間的關(guān)系。 答案：B 9.(xx揚(yáng)州質(zhì)檢)豬籠草是一種食蟲植物，為了驗(yàn)證豬籠草分泌液中有蛋白酶，某學(xué)生設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，如下圖所示。在35℃水浴中保溫一段時(shí)間后，甲、乙試管中加入適量的雙縮脲試劑，丙、丁試管中不加任何試劑，下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是(　　) A.只有實(shí)驗(yàn)①能 B.只有實(shí)驗(yàn)②能 C.實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②都能 D.實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②都不能 解析：甲試管中的蛋白液可被蛋白酶水解，但蛋白酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)，因此，甲、乙試管均出現(xiàn)紫色反應(yīng)。丙試管中的蛋白酶可水解蛋白塊，因此，丙中的蛋白塊體積變小，丁中蛋白塊體積不變。 答案：B 10.下列關(guān)于影響酶反應(yīng)速率(v)因素的研究中，條件控制和預(yù)期結(jié)果的關(guān)系合理的是 (雙選) (　　) A.有足夠的底物，溫度、pH等條件適宜且恒定——v與酶濃度成正相關(guān) B.酶濃度恒定，溫度、pH等條件適宜且恒定——在一定范圍內(nèi)，v與底物濃度呈正相關(guān) C.酶濃度和底物一定，在pH適宜的條件下——v與溫度成反比 D.酶濃度和底物一定，在溫度適宜的條件下——v與pH成正比 解析：在各種條件適宜的情況下，v與酶濃度呈正相關(guān)。在底物濃度較低的情況下，速率與底物濃度成正比，超過(guò)一定范圍，底物濃度增加，速率不變。C選項(xiàng)和D選項(xiàng)，在一定范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度或pH的增大而增大，超過(guò)最適值后，隨溫 度和pH的增大而減小。 答案：AB 11.在探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員設(shè)置了如下方案，下列敘述正確的是(雙選) (　　) 試管編號(hào) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 2 mL 3%的淀粉溶液 ＋ ＋ ＋ － － － 2 mL 3%的蔗糖溶液 － － － ＋ ＋ ＋ 1 mL 2%淀粉酶溶液 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 溫度(℃) 40 60 80 40 60 80 2 mL斐林試劑 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 磚紅色顏色深淺 ＋＋ ＋＋＋ ＋ － － － 注：“＋”表示有；“－”表示無(wú)；“＋”的多少表示顏色的深淺。 A.②④對(duì)照，可用來(lái)驗(yàn)證酶的專一性 B.由①②③對(duì)照可推測(cè)出淀粉酶的最適溫度為60℃ C.本實(shí)驗(yàn)的自變量是反應(yīng)溫度和底物的種類 D.本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理之一是斐林試劑與還原糖反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀 解析：②④兩組共有兩個(gè)變量，不科學(xué)；若確定最適溫度，還應(yīng)該在40～80℃之間設(shè)置更小的溫度梯度；本實(shí)驗(yàn)的變量有兩個(gè)，一是反應(yīng)溫度，二是底物的種類。 答案：CD 12.(xx汕頭調(diào)研)如圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速度(或生成物)變化情況。以下有關(guān)敘述正確的是(雙選) (　　) A.圖①能用來(lái)表示反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系 B.圖②虛線表示增加酶濃度后，其他條件不變時(shí)，生成物量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系的變化情況 C.若圖②中的實(shí)線表示過(guò)氧化氫酶對(duì)H2O2分解的催化效率，則虛線表示Fe3＋的催化效率 D.圖②也可以用來(lái)表示不同溫度下，反應(yīng)速度與時(shí)間的關(guān)系 解析：隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，反應(yīng)物逐漸被催化形成生成物，因此反應(yīng)物逐漸減少。當(dāng)酶濃度提高時(shí)，反應(yīng)速度加快，單位時(shí)間內(nèi)生成物的量增多，當(dāng)反應(yīng)物全部參與反應(yīng)生成產(chǎn)物后，催化反應(yīng)不再進(jìn)行。過(guò)氧化氫酶的催化效率遠(yuǎn)大于Fe3＋的催化效率，所以實(shí)線表示Fe3＋的催化效率，虛線表示過(guò)氧化氫酶的催化效率；曲線②可以表示不同溫度下，生成物的量與時(shí)間的關(guān)系，而且在最適溫度之前，隨著溫度升高，反應(yīng)結(jié)束時(shí)間越早，超過(guò)最適溫度后，隨著溫度升高，反應(yīng)速度降低，反應(yīng)結(jié)束時(shí)間越晚，超過(guò)失活的溫度后，則是與橫坐標(biāo)平行。如果縱坐標(biāo)用反應(yīng)速度表示，則不同溫度下，反應(yīng)速度可以用平行的直線表示。 答案：AB 二、非選擇題 13.下表為“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題： 試管 編號(hào) 加入材料 處理 方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 1 2 mL H2O2溶液＋2滴清水 無(wú)氣泡 2 2 mL H2O2溶液＋2滴清水 90℃水 浴加熱 少量氣泡，帶火星的衛(wèi)生香不復(fù)燃 3 2 mL H2O2溶液＋2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液 較多氣泡，帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃 4 2 mL H2O2溶液＋2滴肝臟研磨液 大量氣泡，帶火星的衛(wèi)生香猛烈復(fù)燃 (1)該實(shí)驗(yàn)中，自變量是　　　　　　　等反應(yīng)條件，因變量是H2O2的分解速率。對(duì)照組是　　　　　　　，實(shí)驗(yàn)組是　　　　(填試管編號(hào))。 (2)比較1號(hào)和2號(hào)試管，你得出的結(jié)論是　　　　　　　　　。比較3號(hào)和4號(hào)試管，你得出的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　。 (3)若某同學(xué)按照表中方法做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果試管3和試管4的現(xiàn)象剛好相反，他的實(shí)驗(yàn)失敗的原因可能是什么？　　　　　　　　　　　　　。 解析：實(shí)驗(yàn)1和2的自變量是溫度，3與4的自變量是催化劑的種類。實(shí)驗(yàn)1是對(duì)照組，2、3、4是實(shí)驗(yàn)組。肝臟研磨液若不新鮮，會(huì)導(dǎo)致過(guò)氧化氫酶失活。 答案：(1)溫度、催化劑種類　試管1　試管2、3、4 (2)加熱能提高H2O2的分解速率　過(guò)氧化氫酶比Fe3＋的催化效率高 (3)肝臟研磨液不新鮮 14.(xx廣州模擬)蔗糖酶能專一催化1 mol蔗糖分解為1 mol葡萄糖和1 mol果糖。某科研小組在最適溫度(40℃)、最適pH的條件下，對(duì)該酶的催化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行研究，結(jié)果如圖所示。 請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問(wèn)題： (1)在物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化圖中畫出最適狀態(tài)下，反應(yīng)過(guò)程中葡萄糖濃度隨時(shí)間變化的曲線(請(qǐng)用“1”標(biāo)注)。在反應(yīng)速率隨酶濃度變化圖中畫出最適狀態(tài)下，一開始時(shí)將混合物中蔗糖的濃度增加50%，反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)速率隨酶濃度變化的曲線(請(qǐng)用“7”標(biāo)注)。 (2)在物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化圖中分別畫出，一開始時(shí)將混合物中酶的濃度增加50%、反應(yīng)溫度降低10℃，反應(yīng)溫度升高10℃、反應(yīng)溫度升高20℃蔗糖濃度隨時(shí)間變化的曲線(請(qǐng)用“2”標(biāo)注酶濃度增加后的變化曲線，用“3”標(biāo)注溫度降低10℃后的變化曲線、用“4”標(biāo)注溫度升高10℃后的變化曲線、用“5”標(biāo)注溫度升高20℃后的變化曲線)。 (3)拜糖平與蔗糖酶的親和力較蔗糖大15 000倍，故能競(jìng)爭(zhēng)性抑制蔗糖與蔗糖酶的結(jié)合。向反應(yīng)混合物中加入一定量的拜糖平后，請(qǐng)?jiān)诜磻?yīng)速率隨酶濃度變化圖中畫出反應(yīng)速率隨酶濃度變化的曲線(請(qǐng)用“6”標(biāo)注)。 解析：在物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化圖中，只有表示反應(yīng)物濃度的曲線才會(huì)下降，可見圖中的物質(zhì)濃度是蔗糖濃度(反應(yīng)物的濃度)。從反應(yīng)關(guān)系看，1 mol蔗糖分解為1 mol葡萄糖和1 mol果糖，當(dāng)蔗糖濃度為0時(shí)，反應(yīng)完成，葡萄糖達(dá)到和蔗糖起始濃度相同的濃度水平，所以表示反應(yīng)過(guò)程中葡萄糖濃度隨時(shí)間變化的曲線的起點(diǎn)是0，終點(diǎn)的濃度和反應(yīng)物的起始濃度相同。增加酶只能使反應(yīng)提前到達(dá)終點(diǎn)，所以用曲線2表示，其下降速度快；降低反應(yīng)溫度使反應(yīng)延遲到達(dá)終點(diǎn)，用曲線3表示，其下降速度慢；溫度升得越高，酶失活得越快，酶失活前仍能催化蔗糖分解，所以分別表示反應(yīng)溫度升高10℃和反應(yīng)溫度升高20℃的曲線是4和5。競(jìng)爭(zhēng)性抑制是可逆的，酶越多，酶和底物結(jié)合的概率越高。加競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后，反應(yīng)速率隨酶濃度變化如曲線6所示。在酶濃度相同時(shí)，反應(yīng)物濃度高，反應(yīng)速率快，所以一開始時(shí)將混合物中蔗糖的濃度增加50%時(shí)，反應(yīng)速率的變化應(yīng)如曲線7所示。 答案：如圖所示 15.萌發(fā)的禾谷類種子中淀粉酶活性較強(qiáng)，主要有α—淀粉酶和β—淀粉酶。α—淀粉酶不耐酸、較耐熱，在pH為3.6以下迅速失活，而β—淀粉酶不耐熱，在70℃ 15 min后失活。根據(jù)它們的這種特性，可分別測(cè)定一種酶的催化效率。請(qǐng)協(xié)助完成“測(cè)定小麥種子中α—淀粉酶催化效率”的實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)材料：萌發(fā)3天的小麥種子(芽長(zhǎng)約1 cm)。 主要試劑及儀器：1 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)麥芽糖溶液、5%淀粉溶液、斐林試劑、蒸餾水、石英砂、恒溫水浴鍋等。 實(shí)驗(yàn)步驟： 步驟一：制作麥芽糖梯度液，取7支干凈的具塞刻度試管，編號(hào)，按表加入試劑，再將試管置于60℃水浴中加熱2 min，取出后按試管號(hào)順序排列。 試劑 試管號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 麥芽糖標(biāo) 準(zhǔn)液(mL) 0 0.2 0.6 1.0 1.4 1.6 2.0 蒸餾水(mL) 2.0 麥芽糖含量(mg) 0 0.2 0.6 1.0 1.4 1.6 2.0 斐林試劑(mL) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 步驟二：制備酶液。 ―→―→ 步驟三：　 。 步驟四：另取四支試管，編號(hào)A、B、C、D，向A、B試管中各加5 mL 5%淀粉溶液，向C、D試管中分別加入2 mL已經(jīng)處理的酶溶液(忽略少量的麥芽糖)和蒸餾水，將四支試管置于40℃恒溫水浴中保溫10 min，然后將C、D試管中的溶液分別加入到A、B試管中，搖勻后繼續(xù)在40℃恒溫水浴中保溫10 min。 步驟五： 。 結(jié)果分析：將A試管中顏色與第①步中獲得的麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行比較，獲得該試管中麥芽糖濃度，并計(jì)算出α—淀粉酶催化效率。 分析上述步驟回答： (1)步驟一的2～7試管中加入蒸餾水的量分別是　　　　(單位mL)。 (2)實(shí)驗(yàn)中B試管所起的具體作用是 。 解析：由題干可知，小麥種子中同時(shí)存在α、β兩種淀粉酶，而實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定α— 淀粉酶的催化效率，故可將提取的混合酶液用70℃熱水處理15 min，以使β—淀粉酶失活，從而只保留有活性的α—淀粉酶。α—淀粉酶催化淀粉生成麥芽糖，加入斐林試劑后生成磚紅色沉淀，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)麥芽糖對(duì)比，可知α—淀粉酶的催化效率。 答案：步驟三：將裝有淀粉酶溶液的試管置于70℃水浴中15 min，取出后迅速冷卻 步驟五：分別取A、B試管中反應(yīng)溶液各2 mL，向其中分別加入2 mL斐林試劑、60℃水浴加熱2 min后，觀察顏色變化　(1)1.8、1.4、1.0、0.6、0.4、0　(2)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)使用的淀粉溶液中是否存在還原糖