2013高考第一轮复习生物第三单元第9讲

第三单元第9讲　降低化学反应活化能的酶知能达标训练真题演练1．(2011·高考海南卷)关于酶的叙述，正确的是A．酶提供了反应过程所必需的活化能B．酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C．酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸解析　酶能降低化学反应所需要的活化能；酶本身是活细胞产生的具有催化作用的有机物，多数酶是蛋白质，催化反应结束后，酶本身不发生变化；酶的活性与温度、pH有关，高温、pH过高或过低都会影响酶分子的结构，使酶活性降低甚至失活。答案　C2．(2011·高考天津卷)下列有关酶的叙述正确的是A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率C．在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸解析　酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A项错误。酶在酶促反应前后不发生变化，可通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不能提供能量，B项错误。胰蛋白酶可分解动物组织细胞间的物质从而将组织分散成单个细胞，C项正确。DNA连接酶可连接两个DNA片段形成磷酸二酯键，D项错误。答案　C3．(2011·高考福建卷)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是A．在细胞内发挥作用B．由活细胞产生的蛋白质C．在特定分子结合后起作用D．在发挥作用后还能保持活性解析　10 酶可在细胞内和细胞外发挥作用，A项错误。激素，酶和神经递质并非都是蛋白质。部分激素是蛋白质；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；神经递质的化学本质有乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素、氨基酸类和一氧化氮等，这些物质不是蛋白质，故B项错误。激素与靶细胞细胞膜上的受体结合，神经递质与突触后膜上的受体结合，酶与相应的底物结合后起作用，C项正确。激素发挥作用后就被灭活，神经递质发挥作用后可被降解，而酶发挥作用后仍具有活性，D项错误。答案　C4.(2011·高考海南卷)某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行，当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是A．甲　　　　　　　　B．乙C．丙D．丁解析　酶能降低化学反应的活化能，提高反应速率，缩短反应时间，但不改变反应结果。甲曲线反应速率减慢，不正确；乙曲线同样未能体现酶的高效性，不正确；丙曲线反应物浓度不可能迅速下降后又上升，不正确；丁曲线反应物浓度迅速下降且达到一定浓度后保持平衡状态，正确。答案　D5.(2011·新课标全国卷)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RNAC．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　酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。在蛋白酶的作用下，甲酶没有变化，因此甲酶能够抗该种蛋白酶降解，故甲酶的化学本质不是蛋白质，有可能是具有催化功能的RNA，故A项正确、B项错误；因为用该种蛋白酶处理后，乙酶活性逐渐降低，所以乙酶的化学本质是蛋白质，C项正确；在蛋白酶的作用下，蛋白质的空间结构受到破坏，进而使蛋白质的分子结构发生改变，D项正确。答案　B6．(2011·全国理综)某同学从温度为55℃～65℃10 的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：(1)测定脂肪酶活性时，应选择__________作为该酶作用的物质，反应液中应加入__________溶液以维持其酸碱度稳定。(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为________。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。解析　(1)该脂肪酶是从温度为55℃～65℃的泉水中筛选出来的，其作用是催化脂肪的水解，所以应选用脂肪作为该酶作用的物质。酶的作用需要适宜的温度和酸碱度，反应液中应加入缓冲溶液以维持其酸碱度稳定。(2)蛋白质与双缩脲试剂发生反应，使溶液呈现紫色，所以该酶的化学本质为蛋白质。(3)该细菌生活在温度为55℃～65℃的泉水中，如果要测定该酶催化作用的最适温度，应该在55℃～65℃的范围内设置一系列温度梯度的对照组，分别测定该酶的活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。答案　(1)脂肪　缓冲　(2)蛋白质　(3)在一定温度范围(包括55℃～65℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。限时检测(限时45分钟　满分74分)一、选择题(每小题3分，共30分)1．(2012·泰州模拟)在国家的“863”计划生物和医药技术领域课题中，工业酶技术获得了重点支持，下列有关酶的叙述正确的是①对底物有严格的选择性　②酶在体内不能更新　③温度越高酶的活性越大　④酶制剂通常在低温下保存　⑤酶能降低化学反应的活化能　⑥酶只能在细胞内发挥催化作用　⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物A．①④⑤⑦B．②④⑤⑦C．②③④⑥D．①②⑥⑦解析　10 绝大多数酶是蛋白质，在体内不能储存，所以要不断更新；温度过高可导致酶失活；酶在细胞内或细胞外都可发挥催化作用。答案　A2．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明A．RNA具有生物催化作用B．酶是由RNA和蛋白质组成的C．酶的化学本质是蛋白质D．绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA解析　RNaseP酶中的蛋白质除去后，提高Mg2＋浓度，其中的RNA可发挥该酶的催化活性，可以说明RNA具有生物催化作用。答案　A3．(2011·上海理综)下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是A．①B．②C．③D．④解析　从图中可以看出图形①参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形①应为酶。答案　A4．科学家研究发现水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质A．在4℃条件下易变性B．只含有C、HC．也能催化淀粉合成D．含有羧基解析　由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是蛋白质。组成蛋白质的一条肽链，一端含游离氨基，另一端含游离羧基。答案　D5．(2012·辽宁抚顺一次联考)生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下五种酶的作用对象分别是①肽酶　②解旋酶　③纤维素酶　④ATP水解酶　⑤DNA连接酶A．碱基间氢键、肽键、植物细胞壁、磷酸基团、磷酸基团10 B．肽键、碱基间氢键、植物细胞壁、高能磷酸键、磷酸二酯键C．肽键、碱基间氢键、原生质层、NADPH、氢键D．R基、脱氧核苷酸、细胞膜、ATP、磷酸基解析　肽酶破坏的是肽键，解旋酶破坏的是碱基间氢键，纤维素酶破坏植物细胞壁(植物细胞壁由纤维素和果胶组成)，ATP水解酶破坏的是高能磷酸键，高能磷酸键断裂释放化学能供给生命活动的需要；DNA连接酶连接的是被限制酶切开的核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。答案　B6．(2012·辽宁本溪摸底)生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂。它不仅能改善养殖环境、畜禽品质和降低饲料成本，还能提高饲料营养成分的利用率，使质量较差的饲料能和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益，所以生态酶的研究及其应用前景大为广阔。下列有关生态酶或酶的叙述正确的是A．组成酶的基本单位都是氨基酸B．低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活C．物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与D．酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著解析　组成酶的基本单位可以是氨基酸，也可以是核糖核苷酸；低温不会使生态酶失活；物质的被动运输不需要酶的参与。答案　D7.如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平C．若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多D．若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多解析　本题考查一系列酶促反应相互之间的影响，意在考查考生的理解能力。若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度变慢；因E2催化的反应并没有被抑制，所以B不一定会积累到较高水平；因B还会被E2催化反应，故E1的催化速度比E5快时，B的产量不一定比A多。答案　C10 8.在其他条件适宜的情况下，下列因素对酶活性的影响可用图示表示的是A．温度　　　　B．反应物浓度C．pH　　　　D．抑制剂浓度解析　温度过高或过酸、过碱都会使酶失活。抑制剂会抑制酶的活性，反应速率也会随之降低。在酶一定量的条件下，反应速率随反应物浓度的增加而增加，但当反应物达到一定量时，由于酶数量的限制，反应速率不再增加，所以选B。答案　B9．(2011·辽宁大连24中质检)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”中，对实验的处理如表所示。试管组别实验处理加入3%H2O2(mL)温度加入试剂试管12常温/试管2290℃/试管32常温2滴3.5%FeCl3溶液试管42常温2滴20%肝脏研磨液对该实验的有关分析不正确的是A．在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量B．试管2中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组C．若试管4和试管1组成对照实验，可说明酶具有催化作用D．若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管4和试管3解析　根据表格信息，试管1和试管2的变量为温度，试管3和试管4的变量为催化剂种类，二者均是自变量，其他因素如反应物浓度、pH等为无关变量；试管2虽没有添加任何试剂，但是温度与试管1不同，因此也是实验组；试管1和试管4的不同点为是否添加了酶，由此可以证明酶具有催化作用；试管3和试管4的不同点是催化剂的种类、酶或无机催化剂，因此可以证明酶的高效性。答案　B10．(2012·全国百校精粹模拟)某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是10 A．在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率B．曲线①作为实验对照C．P对该酶的活性有抑制作用D．若反应温度不断升高，则A点持续上移解析　在一定温度范围内，酶的活性随温度升高而增强，但超过最适温度，酶的活性随温度升高而减弱，最后变性失活，故A点不会随温度的升高而持续上升。答案　D二、综合题(共3小题，满分44分)11．(14分)请你解读与酶有关的图示、曲线：(1)图1和图2是与酶的特性相关的图示，请回答下列问题：图1和图2分别表示了酶具有________。洗衣粉中加入的A之所以能够耐酸碱、耐受表面活性剂和较高温度，是因为它是通过________精心设计改造生产出来的；控制其合成的直接模板主要分布在细胞的________中。10 (2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线，请分析回答：图3当pH从5上升到7，酶活性的变化过程是________________；从图示曲线我们还可以得出的结论是________________________________________________________________________。(3)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线，请分析回答：图4中A点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是________。从图5可以得出的结论是：在底物足量条件下，___________________________________________________。解析　洗衣粉中的A指酶，是基因工程或蛋白质工程的产物。除了pH以外，温度等其他因素也能影响酶的活性。答案　(1)高效性和专一性(特异性)　蛋白质工程(或基因工程)　细胞质　(2)先上升后下降　随着pH的变化酶的最适温度不变(温度影响酶活性)　(3)酶的浓度(数量)和活性　酶促反应速率与酶浓度呈正相关12．(15分)某同学用如下三组实验探究温度对酶活性的影响。10 5min后把酶溶液分别倒入同一水槽中的另一试管，摇匀，在原温度下维持5min后，各滴加1～2滴碘液。某学生按要求操作，结果发现：(1)在0℃的试管中溶液颜色变蓝，原因是________________________。(2)在60℃的试管中溶液颜色不变蓝，原因是____________________________。(3)在100℃的试管中反复滴加碘液，每一次溶液的颜色均由蓝色变为无色。对该结果，有的同学认为，100℃高温下酶仍有活性，淀粉被催化完全水解；有的同学认为，在高温下淀粉与碘的复合物不稳定，从而使溶液由蓝色变为无色。现提供必要的器材和试剂(可根据你的实验需要自行选择)，请你设计实验分别对上述两种解释加以探究。实验步骤：操作①：_______________________________________________________________________；预测实验结果与结论：___________________________________________________________。操作②：_______________________________________________________________________；预测实验结果与结论：___________________________________________________________。解析　本题主要考查温度对酶活性影响的实验，意在考查考生对实验现象的分析与推理能力。酶的活性易受温度的影响。(1)在0℃的试管中，淀粉酶的活性受到抑制，淀粉几乎未分解，加入碘液后溶液颜色变蓝；(2)在60℃的试管中，淀粉酶的活性很高，催化淀粉彻底水解，加入碘液后溶液颜色不变蓝。(3)若100℃时淀粉酶有活性，则淀粉被水解为还原糖，加斐林试剂后应出现砖红色沉淀；若高温下淀粉与碘的复合物不稳定，则冷却至室温加碘液后，溶液会出现蓝色且不褪色。答案　(1)温度太低，淀粉酶活性很低，淀粉几乎未分解　(2)温度适宜，淀粉酶催化淀粉彻底水解　(3)操作①在上述(经加酶100℃处理的)试管中加人斐林试剂，混匀后水浴加热2min，观察实验结果如果出现砖红色沉淀，结论是在100℃时淀粉酶仍有活性；如果不出现砖红色沉淀，结论是在100℃时淀粉酶已失去活性操作②将上述(经加酶100℃处理的)试管冷却至室温，再反复滴加碘液，观察实验结果如果先出现蓝色，又变为无色，结论是高温下淀粉与碘的复合物稳定；如果出现蓝色且不再褪色，结论是高温下淀粉与碘的复合物不稳定13．(15分)根据以下探究影响酶活性因素的实验，回答问题。Ⅰ.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，实验操作步骤如下：①在1～5号试管中分别加入0.5%的唾液1mL。②加完唾液后，向各试管中加入相应的缓冲液3mL。使各试管中的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。③分别向1～5号试管中加入0.5%的淀粉液2mL，然后放入37℃温水中恒温水浴。10 ④反应过程中，每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如下表：项目12345pH5.006.206.807.408.00颜色＋＋＋橙黄色＋＋＋注：“＋”表示蓝色程度。(1)实验设计中，因变量是________。实验过程中选择37℃恒温的理由是________。(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明________。(3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？________。(4)该实验得出的结论是________。Ⅱ.为探究高温对酶活性的影响，某同学设计了如下实验；实验步骤与结果：(1)①取两支洁净试管，编号为1和2。②在1号管中加入2mL3%的新鲜过氧化氢溶液，2号管中加入1mL20%的新鲜肝脏研磨液，分别置于100℃恒温水浴5分钟。③将2号管中的肝脏研磨液加入1号管，振荡摇匀，再置于100℃恒温水浴5分钟，结果未观察到气泡产生。(2)结果分析：推断观察不到气泡产生的两种可能原因：________，________。解析　Ⅰ.本实验的目的是验证pH对酶活性的影响，所以在实验过程中，PH是唯一的自变量，其他的条件都是无关变量，应保持一致；从实验结果分析，第三组是对照组，选择37℃的原因有两个，一是保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰，二是37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度。颜色变化为因变量，通过观察颜色的变化来判断淀粉的分解情况。如果反应速率过快，应当适当地稀释酶溶液，降低反应速率；根据实验目的，从反应的结果分析，该实验的结论是唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低。Ⅱ.由于过氧化氢具有热不稳定性，实验过程中高温可使底物过氧化氢全部分解，从而观察不到气泡产生；也可能是因为高温使过氧化氢酶变性失活，不能催化过氧化氢分解产生气体。答案　Ⅰ.(1)颜色变化　保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰；37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度　(2)淀粉已经完全分解　(3)适当稀释唾液　(4)唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低。Ⅱ.(2)高温使过氧化氢酶变性，失去活性　高温使底物过氧化氢全部分解(或既有过氧化氢酶变性，又有底物被全部分解)10