高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 酶是生物催化剂练习

重点突破练2　酶的特性与实验探究加强练

(建议用时：40分钟)

一、选择题

1．生物的新陈代谢离不开酶，下列有关酶的叙述正确的是(　　)

A．酶的专一性与酶的空间结构有直接关系

B．在H2O2的分解实验中，加热、加入Fe3＋与过氧化氢酶均能降低反应活化能

C．在pH分别为6、7、8、9的条件下可探究pH对胃蛋白酶活性的影响

D．可利用唾液淀粉酶处理植物细胞，用于获得无细胞壁的植物细胞

A　[酶的专一性与酶的空间结构有关，空间结构遭到破坏，会失去专一性，A正确；H2O2分解实验中，加热不能降低活化能，而是提供化学反应的活化能，B错误；胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，用8、9的缓冲液处理时胃蛋白酶均失活，C错误；酶具有专一性，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，唾液淀粉酶不起作用，D错误。]

2．某实验室新近研制出一种X酶，为测出X酶的最适温度，有人设置了a、25 ℃、b(已知：a低于25 ℃低于b)三种温度进行实验，结果发现，此三种温度下的X酶活性无显著差异。据此可推测X酶的最适温度(　　)

A．一定在25 ℃左右

B．一定在a～25 ℃之间

C．一定在25 ℃～b之间

D．低于a或高于b或在a～b之间都有可能

D　[随着温度的升高，酶的活性先升高后降低，甚至失活。根据题意分析，该实验设置了a、25 ℃、b(已知a低于25 ℃低于b)三种温度进行实验，结果是三种温度下X酶的活性没有显著差异，若三种温度差异不大，则最适宜温度可能高于b，也可能低于a；若三种温度中a与b的差异较大，则a与b可能分别位于最适宜温度的两侧，故选D。]

3．若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是(　　)

A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量

B．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量

C．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量

D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量

B　[测定酶活性实验操作中，体积最大的物质一般最先加入；对反应条件最敏感的试剂一般最后加入。因此实验步骤为：加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量。综上所述，B正确，A、C、D错误。]

4．如图为用同一种酶进行的不同实验结果，下列有关叙述正确的是(　　)

A．图1曲线可以证明酶具有高效性

B．实验结果表明，该酶活性在30 ℃左右、pH为7时比较高

C．pH＝2与温度为20 ℃条件下酶活性减弱的原因相同

D．本实验研究的酶是淀粉酶

B　[图1曲线研究温度对酶活性的影响，而酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，A错误；图1中30 ℃、图2中pH为7时反应速率最快，表明该酶活性的最适温度是30 ℃左右、最适pH是7，B正确；过酸会导致酶的空间结构破坏而失活，低温时能抑制酶的活性，但不失活，C错误；图3中麦芽糖在酶的作用下水解，判断本实验研究的酶是麦芽糖酶，D错误。]

5．过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　)

A.1号管为对照组，其余不都是实验组

B．2号管为对照组，其余都为实验组

C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶

D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶

A　[该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，自变量是白菜梗的有无，则1号管和2号管是对照组，3号管和4号管是实验组，A项正确，B项错误；实验设置必须遵循对照原则，3号管与1、2号管对照，3号管、2号管显橙红色，1号管不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C项错误；3号管和4号管的自变量是温度，若4号管不显橙红色，与3号管对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D项错误。]

6.如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是(　　)

A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH

B．甲曲线中，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同

C．乙曲线中，D点与F点酶空间结构都被破坏且不能恢复

D．丙曲线中，G点时对应因素升高，酶的活性不能到达H点

C　[低温酶的活性很低，但是酶并不失活，高温使酶的空间结构发生改变，酶失活，过酸和过碱都会使酶的空间结构发生改变，酶失活，从图中来看，影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH值，A正确；甲曲线表示底物浓度与反应速率关系，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同，A点的限制因素是底物浓度，B点曲线到达饱和，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度，B正确；根据试题分析，乙曲线是温度对酶活性的影响，D点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构并不被破坏，温度恢复，酶的活性即恢复，F点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度恢复酶的空间结构也不能恢复，C错误；根据试题分析，丙曲线是pH值对酶活性的影响；G点对应的因素是pH过低，酶的空间结构被破坏，pH值升高，酶的活性不能到达H点，D正确。]

7．不同的变量设置可用于验证酶的不同特性，相关实验记录如下表所示：

(备注：“＋”为添加，“－”为不添加)

下列相关特性验证实验对应的组合选择或变量设置中，错误的是(　　)

A．酶的催化性：1、2号对照

B．酶的专一性：1、2、3号对照

C．酶的高效性：4、5、6号对照

D．温度影响酶活性：5号逐渐变温前后对照

D　[1不加酶，2加淀粉酶，1、2号对照可得出酶具有催化性，A不符合题意；1不加酶，2加淀粉酶，3加鸡肝匀浆(含H2O2酶)，1、2、3号对照可得出酶具有专一性，B不符合题意；4不加催化剂，5加鸡肝匀浆(含H2O2酶)，6加无机催化剂，4、5、6号对照可得出酶具有高效性，C不符合题意；温度影响酶活性的实验应设置不同温度作为变量形成对照，D符合题意。]

8．乳糖酶催化乳糖水解。有两项与此相关的实验，其他实验条件均设置为最适条件，实验结果如下表，以下分析正确的是(　　)

A.实验一增加乳糖浓度，相对反应速率将降低

B．实验二若继续增大乳糖浓度，相对反应速率不再加大

C．实验一如果继续增加酶浓度，相对反应速率不再加大

D．实验二若温度升高10 ℃，相对反应速率将增大

B　[实验一增加乳糖浓度，相对反应速率将升高，A错误；由表格数据可知，实验二中，因为酶的数量不足，故增加底物浓度，其化学反应速率不变，B正确；实验一中，底物的量是一定的，如果继续增加酶浓度，相对反应速率应先增加后基本不变，C错误；根据题干信息“实验条件均设置为最适条件”可知：实验温度为最适温度，此时酶的活性最强，若再提高10 ℃，相对反应速率均会降低，D错误。]

9．脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。某兴趣小组以橄榄油为底物设置系列实验，研究脂肪酶的活性。

实验1：每组试管中加入等量的脂肪酶和底物，分别置于30、35、40、45、50、55、60 ℃水浴环境中20分钟后，测量酶的活性。

实验2：探究不同pH条件下，一定浓度的Mg2＋(10－4 mol/L)对脂肪酶活性的影响。测得结果如下：

下列关于实验的分析，错误的是(　　)

A．可用单位时间内脂肪酸的生成量来表示脂肪酶的活性

B．实验1中应让酶与底物分别达到各组设定温度再混合

C．实验2的结果说明：Mg2＋浓度越大，脂肪酶活性越高

D．若要探究该脂肪酶的最适pH，应扩大实验的pH范围

C　[脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，因此可用单位时间内脂肪酸的生成量来表示脂肪酶的活性，A正确；实验1是探究温度对脂肪酶活性的影响，应让酶与底物分别达到各组设定温度再混合，B正确；实验2探究的是不同pH条件下，一定浓度的Mg2＋(10－4 mol/L)对脂肪酶活性的影响，只能说明一定浓度的Mg2＋对酶活性的增强有促进作用，C错误；实验2中酶活性随pH的增大而增强，未出现减弱的趋势，因此要探究该脂肪酶的最适pH，应扩大实验的pH范围，D正确。]

10．某生物兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时，根据实验结果绘制如下曲线图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．在30 ℃条件下竞争能力最强的一定是微生物丙

B．对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶

C．降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶

D．若将温度改为pH，则所得实验结果曲线与图示结果相同

B　[在30 ℃条件下，乙的底物剩余量最少，酶活性最大，所以在30 ℃条件下竞争能力最强的应该是微生物乙，A错误；由图可知，对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶，B正确；三种微生物的酶在最适温度条件下，降低化学反应活化能效率均高，C错误；低温影响酶活性的作用机理和强酸、强碱以及高温不同，因此若将温度改为pH，则所得实验结果曲线与图示结果不完全相同，D错误。]

二、非选择题

11．下图是探究pH影响过氧化氢酶活性的实验装置图。请回答下列问题：

 (1)肝脏研磨液可以用________________来代替。除了自变量和因变量外，本实验哪些是无关变量(答出主要两点)？________________、________________。

(2)若要验证酶的高效性，在此实验装置的基础上，应如何改进(请写出具体的措施)____________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(3)能否用本实验装置来验证温度影响酶的活性？

________________，原因是______________________________________

_______________________________________________________________。

(4)酶的化学本质是______________________________________________。

解析：(1) 该实验的目的是探究pH影响过氧化氢酶活性，自变量是pH，因变量是过氧化氢酶的活性，其具体检测指标可用气泡的多少来体现。因肝脏研磨液中含有H2O2酶，所以肝脏研磨液也可以用H2O2酶来代替。该实验中的H2O2溶液的量、滤纸片的大小和数量、反应时间等均可能对实验结果造成影响，因此都属于无关变量。(2) 酶的高效性是指同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。若要验证酶的高效性，自变量是催化剂的种类，应在此实验装置的基础上，增设一组将肝脏研磨液换成FeCl3溶液的对照组。(3) 若验证温度对酶活性的影响，自变量是温度的不同。因H2O2在常温下即可分解，而加热情况下分解更快，所以不能用本实验装置来验证温度对酶活性的影响。(4) 绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，即酶的化学本质是蛋白质或RNA。

答案：(1)H2O2酶　H2O2溶液的量　滤纸片的大小和数量　(2)增加对照组，将肝脏研磨液换成FeCl3溶液　(3)不能　过氧化氢在常温下即可分解，而加热情况下分解更快　蛋白质或RNA

12．酶活性除了受温度和pH的影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。请回答下列有关问题：

(1)酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可以通过检测单位时间内________________的消耗量获得。图1表示抑制酶活性的两个模型，模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；模型B中的抑制剂能改变酶的构型，使酶失去催化活性。研究发现精氨酸能降低酶G的活性，但不知道属于哪种方式。

进行如下实验：在酶G量一定，底物浓度合适，温度和pH值适宜且添加了足量的精氨酸的反应体系中，不断提高底物浓度，观察酶促反应速率的变化，若发现酶促反应速率增大，说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于________________(填“模型A”或“模型B”)。精氨酸与________________(填“酶G”或“底物”)存在结构上的相似性。

(2)图2为相同的酶溶液分别在无抑制剂、添加抑制剂A、添加抑制剂B的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。根据两种模型和曲线图分析，表示没有添加抑制剂的是曲线________________(填“甲”“乙”“丙”)，表示添加了抑制剂A的是曲线____________(填“甲”“乙”或“丙”)，在底物浓度相对值大于15时，限制曲线甲所示酶促反应速率的主要因素是____________。

解析：(1)酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可以通过检测单位时间内底物(或反应物)的消耗量获得，升高底物浓度后酶和底物的结合机会升高，说明精氨酸降低酶活性的作用方式属模型A，说明精氨酸与底物存在结构的相似性，导致部分酶G与精氨酸结合。

(2)底物浓度较低时，曲线甲的反应速率最高，表示未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低，但升高底物浓度后酶和底物的结合机会又会升高，其催化反应速率又升高，可知曲线丙是表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，底物浓度相对值大于15时，随着底物浓度的增加，酶促反应速率不变，说明此时的限制因素是酶浓度(酶量)。

答案：(1)底物(或反应物)　模型A　底物　(2)甲　丙酶浓度(酶量)