2022届高考生物一轮复习专题训练18　突破与酶相关的探究实验（解析版）

重点强化练18　突破与酶相关的探究实验

1．探究“温度对酶活性影响”的实验，需要进行如下步骤：

①取3支试管，编号并注入2 mL淀粉溶液　②向各试管注入1 mL淀粉酶溶液　③向各试管滴1滴碘液　④将3支试管分别放在60 ℃的热水、沸水和冰块中维持温度5 min　⑤观察实验现象

正确顺序应为(　　)

A．①→②→③→④→⑤   B．①→③→②→④→⑤

C．①→③→④→②→⑤   D．①→④→②→③→⑤

答案　D

解析　温度为该实验的自变量，所以要将温度控制在不同水平后进行酶催化底物的反应，最后用碘液检测反应情况。

2．(2021·山西运城一中高三月考)下列与酶相关的实验叙述正确的是(　　)

A．在加入等量H2O2溶液的试管中分别加入等量H2O2酶和水，用于探究酶的高效性

B．探究酶催化作用的最适pH时，分别设置过酸、中性、过碱三组实验

C．用蔗糖溶液作为底物，分别加入蔗糖酶和淀粉酶，再加入碘液来探究酶的专一性

D．用淀粉和淀粉酶作为实验材料探究温度对酶活性的影响，不能用斐林试剂检测

答案　D

解析　酶和无机催化剂设置对照实验，才能体现酶的高效性，A错误；探究酶催化作用的最适pH，需设置一系列pH梯度，而不是只设置三组，B错误；碘液能用于检测淀粉，但不能用于检测蔗糖及其水解产物，因此该实验不能用碘液进行检验，可用斐林试剂进行检测，C错误；由于斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，因此探究温度对酶活性影响的实验，不适合用斐林试剂检验，D正确。

3．(2021·黑龙江大庆实验中学高三月考)某同学进行了下列有关酶的实验：

甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→出现砖红色沉淀

乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→不出现砖红色沉淀

丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林试剂→？

下列叙述正确的是(　　)

A．丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀”

B．三组实验都应该在37 ℃条件下进行

C．该同学的实验目的是验证酶的专一性

D．可用碘液代替斐林试剂进行检测

答案　C

解析　因为蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖，葡萄糖和果糖有还原性，故丙组中加入斐林试剂出现砖红色沉淀，A错误；加入斐林试剂后必须在50～65 ℃的水浴中加热，B错误；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，蔗糖酶才能水解蔗糖，故该实验能验证酶的专一性，C正确；如用碘液代替斐林试剂，则三个组都不会出现蓝色，故无法用碘液进行检测，D错误。

4．某同学欲通过如图所示的装置进行探究影响酶促反应速率因素的实验，下列分析错误的是(　　)

A．滤纸片上需附有过氧化氢酶

B．酶促反应速率可用滤纸片从烧杯底部到浮出液面的时间(即t3－t2)来表示

C．可通过设置不同pH的过氧化氢溶液来探究pH对酶活性的影响

D．为了提高实验的准确性，每个烧杯中需放多个滤纸片

答案　B

解析　过氧化氢酶可催化过氧化氢水解，实验中可将酶附在滤纸片上，A正确；酶促反应速率可用滤纸片从进入液面之时到浮出液面的时间(即t3－t1)来表示，B错误；探究pH对酶活性的影响时，可设置不同pH的过氧化氢溶液，C正确；为了避免实验的偶然性，提高实验的准确性，每个烧杯中需放多个滤纸片，计算时间的平均值，D正确。

5．(2021·重庆一中高三月考)为研究Cu2＋和Cl－对人体唾液淀粉酶活性的影响，某小组设计了如下操作顺序的实验方案：

甲组：CuSO4溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测

乙组：NaCl溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测

丙组：蒸馏水→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测

各组试剂量均适宜，下列对该实验方案的评价，不合理的是(　　)

A．缓冲液的pH应控制为最适pH

B．保温的温度应控制在37 ℃左右

C．该对照实验能达成实验目的

D．不宜选用斐林试剂来检测因变量

答案　C

解析　缓冲液的作用是为了调节pH，维持pH稳定，本实验中pH以及温度都是无关变量，为了避免温度和pH对实验的干扰，因此温度和pH都应该设置为最适，A正确；唾液淀粉酶的最适宜温度是37 ℃左右，B正确；甲、乙两组实验中除了有Cu2＋和Cl－，还有硫酸根离子和钠离子，需要排除二者对实验的干扰，因此还需要再设置排除硫酸根离子和钠离子干扰的对照实验，该对照实验只有一组，不能达成实验目的，C错误；斐林试剂在使用时需要水浴加热，这样会改变实验的自变量，因此不能使用该试剂来检测生成物的量，D正确。

6．(2020·石家庄高三检测)如图是某课外活动小组在探究酶活性的影响因素时绘制的实验结果。下列有关叙述正确的是(　　)

A．实验的自变量是H2O2的分解速率，因变量是温度

B．100 ℃时H2O2剩余量最少，说明高温条件下酶没有失活

C．0 ℃时H2O2几乎没有分解，说明此温度下酶的活性受到抑制

D．75 ℃时H2O2酶的活性高于50 ℃时H2O2酶的活性

答案　C

解析　本实验的自变量是温度，因变量是H2O2的分解速率；H2O2在受热条件下，分解速率加快，100 ℃时H2O2剩余量最少，是因为高温促使H2O2自身分解速率加快，不能说明高温条件下酶没有失活；75 ℃时H2O2的剩余量低于50 ℃时H2O2的剩余量，可能是因为温度较高时，H2O2自身分解速率较快，而不是酶活性较强。

7．下列是有关某种淀粉酶的实验，处理方式及结果如下表及图所示。根据结果判断，下列叙述正确的是(　　)

A．物质甲是淀粉酶抑制剂

B．此种淀粉酶较适合在40 ℃的环境下起作用

C．此种淀粉酶在中性环境中的作用速率比在碱性中的快

D．此种淀粉酶在作用35 min后便会失去活性

答案　B

解析　由题图可知，试管Ⅰ中淀粉没有反应，试管Ⅱ中酶的催化效率高于试管Ⅲ。因为试管Ⅱ、Ⅲ发生了反应，所以物质甲不是淀粉酶抑制剂，A项错误；试管Ⅰ不反应的原因是温度太高，酶变性失活，说明淀粉酶较适合在40 ℃的环境下起作用，B项正确；由以上分析可知，淀粉酶在中性环境中的作用速率比在碱性环境中的慢，C项错误；35 min后试管Ⅱ中淀粉含量为0，原因是淀粉被消耗完了，而不是淀粉酶失去活性，D项错误。

8．(2021·山东诸城一中高三期中)如图是某实验小组利用A酶和B酶进行实验后绘制的曲线图。下列相关叙述错误的是(　　)

A．该实验的自变量是温度和酶的种类

B．80 ℃时A酶的空间结构完整，B酶的空间结构被破坏

C．若要探究pH对酶活性的影响，应将温度控制在50 ℃左右

D．酶活性可用单位时间内底物的剩余量或产物的生成量来表示

答案　B

解析　80 ℃时A酶的空间结构大多被破坏，B酶的空间结构完全被破坏，B错误；要探究pH对酶活性的影响，则温度是无关变量，应控制在最适温度50 ℃左右，C正确。

9．(2021·天津一中高三期中)为探究新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶是否适合于研究温度对酶活性影响的实验，有人做了相关实验，结果如图 1、图 2 所示。下列叙述正确的是(　　)

A．本实验的自变量是温度，因变量是酶的活性

B．从图中看出 37 ℃时酶的催化效率最大，故为最适温度

C．由图看出可以用过氧化氢酶来研究温度对酶活性的影响

D．图中曲线不再上升的原因是过氧化氢已被完全分解

答案　D

解析　本实验的自变量是温度和是否存在酶，因变量是O2的体积，A错误；从图中看出实验设置的三个温度中，37 ℃时酶的催化效率最大，但由于温度梯度太大，不能说明37 ℃是最适温度，B错误；由图可以看出温度影响过氧化氢的分解速率，会干扰实验结果，所以不能用过氧化氢酶来研究温度对酶活性的影响，C错误；图中曲线不再上升的原因是已经达到化学反应的平衡点，即过氧化氢已被完全分解，D正确。

10．脲酶能催化尿素水解释放氨，能影响豌豆对环境中尿素的利用率，脲酶活性越高则利用率越大。为探究底物(尿素)浓度和温度对脲酶活性的影响，取豌豆秦选1号和豌杂1号种子浸泡、培养后获得种子匀浆，提取脲酶液进行如下表所示的实验。回答下列问题：

(氨使溶液pH升高，实验组与空白对照组测得的pH的差值即ΔpH。)

注：以浸泡后培养的种子脲酶液为空白对照。

(1)同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因是________________________。

(2)应该采用________的方法来选取种子作实验素材。根据上述分析，该实验的因变量是______________________________________________。

步骤4反应后立即加入重金属盐——氯化钡溶液的目的是________________________。

(3)结合上图分析，秦选1号脲酶的活性比豌杂1号____________；两种豌豆品种中，____________需要浓度更高的尿素肥料。

答案　(1)酶降低活化能的作用更显著　(2)随机抽样

生成氨的速率(量)　使脲酶失活以控制反应时间　(3)高　秦选1号

解析　(1)同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因此酶催化效率更高。(2)该实验的目的是探究底物(尿素)浓度对脲酶活性的影响，实验所用的种子为无关变量，为了避免主观因素的干扰，应该采用随机抽样的方法来选取种子作实验素材。该实验的原理是脲酶能催化尿素水解释放氨，氨使溶液pH升高，由此可知，该实验的因变量是生成氨的速率(量)。重金属盐可以使蛋白质变性失活，而脲酶的化学本质是蛋白质，所以步骤4反应后立即加入重金属盐——氯化钡溶液的目的是使脲酶失活以控制反应时间。(3)题图显示：在底物浓度相同的条件下，秦选1号的ΔpH高于豌杂1号，说明秦选1号脲酶的活性比豌杂1号的高。脲酶活性越高对尿素的利用率越大，据此可推知：两种豌豆品种中，秦选1号需要浓度更高的尿素肥料。

11．某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到下图所示的实验结果。请回答相关问题：

(1)酶活性是指______________________，该实验的自变量是______，以______________作为检测因变量的指标。

(2)上图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行________(填“对照”“对比”或“重复”)实验，得到与上图无显著差异的结果。查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在__________和____________的作用下分解的。pH为3条件下的酶活性________________(填“小于”“等于”或“大于”)pH为9条件下酶活性，原因是________________________________________________________________________。

(3)在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是______________________________________________________________________。

答案　(1)酶对化学反应的催化效率　pH　1 h后淀粉剩余量　(2)重复　淀粉酶　盐酸　小于　pH为3条件下，盐酸可催化淀粉水解　(3)1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量远小于pH为1的条件下淀粉的剩余量

解析　(1)酶活性是指酶对化学反应的催化效率。该实验目的是用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，因此自变量为pH，可以通过检测1 h后淀粉的剩余量来判断不同pH下酶的活性。(2)题图所示的实验结果与预期不符，可以重复以上实验，得到的实验结果与题图无显著差异，说明操作没有错误，因此推测该实验中淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的作用下分解的。由图可知，pH为3和pH为9的条件下1 h后淀粉的剩余量相等，说明pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，原因是pH为3条件下，盐酸可催化淀粉水解。(3)由图可知，1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量远小于pH为1的条件下淀粉的剩余量，说明常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。

12．研究人员从一种野生植物的储藏根中提取一种化学物质，有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶。对此，研究人员设计并做了以下相关实验。

(1)要鉴定此物质化学本质是否为蛋白质，可选用____________试剂。

(2)要确定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，请分析可能的实验结果。在水浴加热后，若两支试管均出现砖红色沉淀，说明____________________________，若两支试管均不出现砖红色沉淀，则说明________________________________________________________________________。

(3)若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，化学本质是蛋白质，需要确定其催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定__________________，再参照图中甲试管的处理方法进行实验。实验结束后，再选择其中砖红色沉淀________的两支试管所对应的温度，设置____________________，重复进行实验。

(4)若通过研究确认该提取物还含有淀粉酶，某同学欲探究温度对淀粉酶活性的影响进行了如下实验：

①取6支试管并编号为A、A1、B、B1、C、C1。在试管A、B、C中各加入等量的淀粉溶液，在试管A1、B1、C1中各加入等量淀粉酶溶液。②将试管A、A1放入60 ℃水中，将试管B、B1放入100 ℃水中，将试管C、C1放入冰水中，维持5 min。③分别将等量的淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，在相应温度下维持5 min。④取出试管，用斐林试剂检测实验结果。请指出该同学实验操作中存在的问题，并提出修正方案。

存在问题：____________________________________。

修正方案____________________________________。

答案　(1)双缩脲　(2)该物质是能催化蔗糖分解的酶　该物质是能催化葡萄糖分解的酶　(3)系列温度梯度　最少　更小的温度梯度　(4)检测结果的试剂不合适　取出试管，各加入等量的碘液

解析　(1)双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应，要鉴定此物质的化学本质是否为蛋白质，可选用双缩脲试剂。(2)根据酶的专一性，葡萄糖酶只能催化葡萄糖水解，蔗糖酶只能催化蔗糖水解，甲、乙试管中分别加入葡萄糖和蔗糖溶液，若加入的是蔗糖酶，则能将蔗糖分解为葡萄糖和果糖，二者均为还原糖，都能与斐林试剂反应，出现砖红色沉淀；若加入的是葡萄糖酶，则可将葡萄糖分解，而不能分解蔗糖，葡萄糖被分解后失去还原性，不能与斐林试剂反应，不会出现砖红色沉淀，而蔗糖不能与斐林试剂反应，也不会出现砖红色沉淀。(3)要确定葡萄糖分解酶催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定系列温度梯度，再参照图中甲试管的处理方法进行实验。在适宜的温度下酶活性高，葡萄糖的分解量大，剩余量小，因此实验结束后，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度，设置更小的温度梯度，重复进行实验。(4)由题意知，在100 ℃的条件下，淀粉酶失活不能分解淀粉，冰水中因低温抑制了酶的活性也不能分解淀粉，淀粉酶是蛋白质，淀粉是非还原糖，二者均不与斐林试剂发生反应，故存在的问题是检测结果的试剂不合适。由于碘液与淀粉反应变蓝，故应该取出试管，各加入等量的碘液观察颜色变化，颜色浅的试管所处的温度是淀粉酶的适宜温度。