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    2023届高考生物二轮复习酶的相关拓展实验作业含答案

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    2023届高考生物二轮复习酶的相关拓展实验作业含答案

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    这是一份2023届高考生物二轮复习酶的相关拓展实验作业含答案,共9页。试卷主要包含了2分别为蛋白质和淀粉等内容,欢迎下载使用。
    (2020·河南中原联盟联考)研究人员以HCl溶液和淀粉酶为实验材料,探究它们对蛋白质和淀粉的催化水解作用,实验结果如图所示(同种底物起始量相同,在反应相同时间后测得底物剩余量)。有关分析错误的是( )
    A.物质1、2分别为蛋白质和淀粉
    B.图甲、图乙实验所用催化剂分别是HCl溶液和淀粉酶
    C.该实验可证明酶具有专一性和高效性
    D.该实验可证明淀粉酶具有降低化学反应活化能的作用
    (2021·重庆高校联盟质检)下列是有关酶的实验设计思路,正确的是( )
    A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
    B.在验证温度对淀粉酶活性的影响实验中,不能选用斐林试剂检测还原糖的生成
    C.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
    D.在验证酶的高效性实验中,可选用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解,检测产生的气体总量
    (2020·河南郑州一模)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。下列分析错误的是( )
    A.三个温度条件下,该酶活性最高的是B组
    B.在时间t1之前,如果A组温度提高10 ℃,那么A组酶催化反应的速率会加快
    C.如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量不变,原因是60 ℃条件下,t2时酶已失活
    D.如果在时间t2时,向B组反应体系中增加2倍量的该酶,其他条件保持不变,那么在t3时,B组产物总量将增加
    (2016·全国卷Ⅰ,3)若除酶外所有试剂已预保温,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
    C.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
    D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
    (2022·山东烟台高三一模)某生物实验小组欲探究温度对淀粉酶活性的影响。已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应,会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖,加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)。下列操作错误的是( )
    A.设置一系列温度梯度,确定淀粉酶活性较强的温度范围
    B.实验过程中需将酶和淀粉分别保温,达到一定温度后再混合保温处理
    C.混合保温一段时间后,在保温装置中直接加碘液即可检测淀粉水解情况
    D.通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱
    (2022·东北师大附中质检)将圆形滤纸片放入新鲜马铃薯匀浆中浸泡约1 min,用镊子夹起,沥干后放入注射器内,向注射器内加入2 mL 3%的H2O2溶液后,立即加入缓冲液调节pH,本实验分4组进行。记录各组在不同时间收集到的气体体积,结果如下:
    下列相关分析正确的是( )
    A.马铃薯匀浆中的H2O2酶只有在细胞外才能发挥催化作用
    B.实验中应该先加入缓冲液调节pH,再加入H2O2溶液
    C.马铃薯匀浆中所含有的H2O2酶的最适pH是7.0
    D.若延迟记录时间,收集到的气体量最多的依然是第3组
    (不定项)(2021·山东滨州二模)丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质,褐色物质在410 nm可见光下有较高的吸光值(OD值),且褐色物质越多,OD值越高。经测定PPO的最适pH为6.5。科学家利用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响,实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
    A.实验过程中应将酶和底物混合后在相应温度下保温
    B.应使用pH为6.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液
    C.丝瓜果肉PPO粗提液的制备和保存应在35 ℃条件下进行
    D.可在30~40 ℃设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度
    某同学设计了探究酶的实验,如下表所示。相关叙述不正确的是( )
    注:“-”表示不加入。
    A.该实验可证明酶的专一性
    B.指示剂可以用碘液代替
    C.能检测出还原糖生成的是1、4号试管
    D.反应物混合后还需要进行水浴加热
    (2021·湖北选择性考试)甲同学从某哺乳动物的胃液中分离到了一种酶。为探讨该酶的最适pH,设计了如下实验方案,其中最合理的是( )
    (2021·山东日照一模改编)如表是探究温度对唾液淀粉酶活性影响实验的一些试剂及处理措施,下列分析正确的是( )
    A.实验步骤的顺序是加缓冲液→加淀粉→加酶→保温→加碘液
    B.唾液淀粉酶能够为淀粉水解反应提供大量能量
    C.1号试管中的淀粉在唾液淀粉酶和ATP的作用下水解为麦芽糖
    D.2号试管滴加碘液后变蓝是因为高温破坏了唾液淀粉酶的结构
    (2022·山东烟台高三期中)利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案,并回答相关问题。
    实验目的:比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。
    实验材料和试剂:纤维素悬浮液、pH7.5的缓冲液、蒸馏水、三种微生物(A~C)培养物的纤维素酶提取液(提取液中酶蛋白浓度相同)、斐林试剂。
    实验步骤:
    (1)取四支试管,分别编号1、2、3、4。向四支试管均加入0.2 mL pH7.5的缓冲液、0.3 mL纤维素悬浮液,______________________,向2、3、4三支试管均加入1.4 mL蒸馏水以及分别加入0.1 mL的微生物A提取液、微生物B提取液、微生物C提取液。
    (2)将上述四支试管放入37 ℃的水浴锅中,保温1小时。该实验中的对照组是________号试管。
    (3)在上述四支试管中分别加入斐林试剂,摇匀后,进行________________处理。观察比较4支试管的颜色及其深浅。该实验的实验原理是__________________________________________________________(答出两点)。
    实验结果:
    (4)上述结果表明:________________________________________________。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异,其可能原因是________________________________。从解决能源问题的角度分析,开发这种纤维素酶的用途在于_____________________________________________________
    _____________________________________________________________________。
    (2020·中原名校质量考评)研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质,有人认为这是一种能催化葡萄糖分解的酶,有人认为这是一种能催化蔗糖分解的酶。请回答下列问题:
    ①写出鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质的两种方法:
    第一种鉴定方法:____________________________________。
    第二种鉴定方法:___________________________________。
    ②为了探究此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶,研究人员设计了如图所示的实验过程,请预测可能的实验结果。
    水浴加热后,如果______________________________________________________,
    说明该物质是能催化蔗糖分解的酶;如果_________________________________
    _____________________________________________________________________,
    则说明该物质是能催化葡萄糖分解的酶。
    参考答案
    【答案】D
    【解析】图乙中,物质1没有水解,物质2水解,依据酶的专一性可知,图乙利用的催化剂是淀粉酶,则图中物质2是淀粉,物质1是蛋白质,A正确;HCl溶液水解有机物没有专一性,并由分析可知,图甲、图乙实验所用催化剂分别是HCl溶液和淀粉酶,B正确;该实验利用了“底物不同酶相同”(图乙)证明了酶具有专一性;由图甲与乙中物质2(淀粉)水解速率对比可知,酶具有高效性,C正确;该实验不能证明淀粉酶具有降低化学反应活化能的作用,D错误。
    【答案】B
    【解析】淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖,而不能催化蔗糖水解,实验结果可用斐林试剂检测,而不能用碘液,因为碘液不能检测蔗糖是否水解,A错误;在验证温度对淀粉酶活性的影响时,选择淀粉作为实验材料,实验结果不能选用斐林试剂检测,因为用斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热,会影响实验,B正确;胃蛋白酶的最适pH为1.5,要利用胃蛋白酶验证pH对酶活性的影响,设置的缓冲液pH应该在1.5左右,C错误;验证酶的高效性时,应检测单位时间内产生气泡的数量而不是产生的气体总量,D错误。
    【答案】D
    【解析】分析图中曲线可知,40 ℃条件下(B组)反应达到平衡时所需的时间最短,故该条件下酶活性最高,A正确;A组反应温度为20 ℃,低于该酶的最适温度,故在时间t1之前,如果A组温度提高10 ℃,那么A组酶催化反应的速率会加快,B正确;C组的温度是60 ℃,据图可知,t2时产物浓度不再增加,说明此温度下的酶已经失活,即使向反应体系中加入底物,在t3时,产物总量也不会发生变化,C正确;酶在反应中起催化作用,不会影响生成产物的总量,故向B组反应体系中增加2倍量的该酶,B组的反应速率会加快,但产物总量不发生改变,D错误。
    【答案】C
    【解析】依题意可知,该实验的pH为无关变量,为了排除pH的干扰,应在酶和底物混合之前加入缓冲液,为酶促反应提供稳定的pH环境,C正确。
    【答案】C
    【解析】探究温度对淀粉酶活性的影响,自变量是温度,因此设置一系列温度梯度进行实验,最终得到酶活性较高的温度范围,A正确;将淀粉酶溶液、淀粉溶液分别保温处理一段时间后再进行混合,以保证反应是在特定温度下进行,避免混合后反应温度发生改变,B正确;为防止在保温装置中酶继续催化淀粉水解,混合保温相同时间后应加入强碱终止反应,再加碘液检测淀粉水解情况,C错误;根据题干信息“淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应,会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖,加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)”可知,通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱,D正确。
    【答案】B
    【解析】H2O2酶在细胞内和细胞外都能发挥催化作用,A错误;据题意可知,本实验的目的是探究马铃薯匀浆中所含H2O2酶的适宜pH,因此应该先加缓冲液调节pH,再加入H2O2溶液,确保实验是在预设pH条件下完成的,根据实验数据只能得出最适pH在7.0左右,而不能确定最适pH就是7.0,B正确、C错误;由于各组所加H2O2溶液的量是相同的,只要H2O2全部被分解,各组收集到的气体量就是相等的,若延迟记录时间,可能不止1支试管内的H2O2全部被分解了,D错误。
    【答案】BD
    【解析】该实验应该先将酶和底物分别放在不同的温度条件下一段时间,再将相同温度下的酶和底物混合,因为酶具有高效性,若先将酶和底物混合(反应已经进行),再放在相应温度下保温,得不到相应的实验结果,A错误;该多酚氧化酶(PPO)的最适pH为6.5,pH是无关变量,在实验时,应该保持酶在最适pH下反应,因此该实验应使用pH为6.5的缓冲液(维持pH为6.5)配制PPO提取液和邻苯二酚溶液,B正确;在最适温度下,酶的活性最高,但长时间处于最适温度下酶易失去活性,要保证多酚氧化酶(PPO)的结构不受破坏,需要在低温下保存,C错误;由题图可知,35 ℃时多酚氧化酶(PPO)活性最高,为了更精确测定PPO的最适温度,应在30~40 ℃范围设置温度梯度进行实验,D正确。
    【答案】B
    【解析】淀粉只能被淀粉酶催化,蔗糖只能被蔗糖酶催化,即可证明酶的专一性,只有1号和4号试管可以产生砖红色沉淀,即有还原糖产生,A、C正确;碘液作指示剂,只能判断淀粉是否被水解,而不能判断蔗糖是否被水解,因此指示剂不可以用碘液代替,B错误;斐林试剂的使用需要水浴加热,反应物混合后还需要进行水浴加热,D正确。
    【答案】C
    【解析】哺乳动物的胃中存在胃酸,为酸性,故选取的pH范围应该是1~6。一般来说,动物体内的酶最适温度在35~40 ℃之间,作为本实验无关变量中的温度应选择较适宜的温度37 ℃,综上所述,C正确,A、B、D错误。
    【答案】D
    【解析】该实验中酶和淀粉应该在相应的温度下保温,然后再混合,A错误;唾液淀粉酶是生物催化剂,可以催化淀粉水解,可以显著降低化学反应的活化能,B错误;淀粉在唾液淀粉酶的作用下水解为麦芽糖不消耗ATP,C错误;2号试管中沸水浴破坏了唾液淀粉酶的空间结构,导致酶丧失了活性,使得淀粉不能被水解,因此该试管中滴加碘液后变蓝,D正确。
    【答案】(1)向1试管中加入1.5 mL蒸馏水
    (2)1
    (3)50~65 ℃水浴加热 纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖;用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小;葡萄糖与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀
    (4)不同来源的纤维素酶,虽然酶蛋白浓度相同,但活性不同 不同酶的氨基酸序列不同(或不同酶的空间结构不同) 将纤维素分解为葡萄糖,可用作制取酒精的原料;用纤维素作为原料,提供清洁能源一定程度上代替化石燃料(合理即可)
    【解析】(1)(2)根据实验的单一变量原则和对照性原则分析,已知向2、3、4三支试管均加入1.4 mL蒸馏水以及分别加入0.1 mL的微生物A提取液、微生物B提取液、微生物C提取液,则1号试管是对照组,应该加入1.5 mL蒸馏水。
    (3)斐林试剂鉴定还原糖时需要水浴加热,即加入斐林试剂摇匀后进行50~65 ℃水浴加热处理。
    【答案】①用双缩脲试剂 用蛋白酶处理 ②两支试管均出现砖红色沉淀 两支试管均不出现砖红色沉淀
    【解析】①酶的本质大多数是蛋白质,少数是RNA。若要鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质,可以用双缩脲试剂来鉴定,看是否有紫色反应;也可以用蛋白酶来鉴定,看该物质是否被水解。②还原性糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀,葡萄糖是还原糖,而蔗糖是非还原糖,但蔗糖的分解产物为还原糖。如果两支试管都出现砖红色沉淀,则说明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解,故该物质是能催化蔗糖分解的酶;如果两支试管都不出现砖红色沉淀,则说明蔗糖没有分解而葡萄糖被分解,故该物质是能催化葡萄糖分解的酶。
    组别
    1
    2
    3
    4
    pH
    5.0
    6.0
    7.0
    8.0
    收集到的气体
    的体积/mL
    0.5 min
    6.5
    7.6
    8.3
    8.0
    1.0 min
    9.5
    11.3
    12.3
    11.6
    试管编号
    1号
    2号
    3号
    4号
    1%淀粉溶液(mL)
    3

    3

    2%蔗糖溶液(mL)

    3

    3
    新鲜唾液(mL)
    1
    1


    蔗糖酶溶液(mL)


    1
    1
    斐林试剂(mL)
    2
    2
    2
    2
    实验结果
    方案
    pH范围
    温度
    酶活性测定
    最适pH
    A
    1~6
    25 ℃
    每间隔一个pH梯度进行酶活性测定
    以pH对酶活性作图,酶活性最高时对应的pH为最适pH
    B
    1~14
    25 ℃
    C
    1~6
    37 ℃
    D
    1~14
    37 ℃
    试管编号
    唾液稀释液(mL)
    pH为6.8的缓冲液(mL)
    质量分数为1%的淀粉溶液(mL)
    不同温度处理(10 min)
    稀碘液(滴)
    1
    1
    1
    2
    37 ℃恒温水浴
    1
    2
    1
    1
    2
    沸水浴
    1
    3
    1
    1
    2
    0~4 ℃水浴
    1
    实验处理
    微生物A提取物
    微生物B提取物
    微生物C提取物
    颜色深浅程度

    +++
    ++

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