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生物必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶二 酶的特性第2课时练习题
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这是一份生物必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶二 酶的特性第2课时练习题，共4页。
（一）基础巩固
1.下列关于酶及其特性的叙述,错误的是( )
A.都是蛋白质B.具有高效性
C.具有专一性D.作用条件较温和
答案:A
2.下图表示胃蛋白酶的活性与温度、pH之间的关系,下列叙述错误的是( )
A.温度和pH都会影响胃蛋白酶的活性
B.胃蛋白酶的最适温度是37℃
C.胃蛋白酶的最适pH一定是2.0
D.温度为0℃时酶的空间结构保持稳定
解析:由题图可知,当pH一定温度不同时,胃蛋白酶的活性不同,当温度一定pH不同时,胃蛋白酶的活性也不同,说明胃蛋白酶的活性受温度和pH的影响,A项正确;据题图可推断胃蛋白酶的最适温度为37℃,B项正确;由题图知,胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,C项错误;温度为0℃时酶的活性降低,但是空间结构没有被破坏,仍然保持相对稳定,D项正确。
答案:C
3.下列关于酶的特性的探究实验,叙述错误的是( )
A.一种酶只能催化一种化合物的反应
B.若探究过氧化氢酶的高效性,可选择等量的无机催化剂作为对照
C.若探究酶的催化性,可选择等量的蒸馏水作为对照
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不能用碘液对实验结果进行检测
答案:A
4.下图表示在最适温度下,某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。下列有关说法正确的是( )
A.若在A点时升高反应温度,则反应速率加快
B.若在B点时提高酶的浓度,则反应速率不变
C.若在A点时提高反应物浓度,则反应速率加快
D.若在C点时提高反应物浓度,则产物不再增加
解析:在最适温度下酶的活性最高,温度偏高或偏低,酶的活性都会明显降低,因此在A点时升高反应温度,反应速率会降低,A项错误;在B点时提高酶的浓度,反应速率会加快,B项错误;在A点时提高反应物浓度,反应速率将加快,C项正确;在C点时提高反应物浓度,反应速率不再加快,但产物的量将增加,D项错误。
答案:C
5.物质甲作为抑制剂能与蔗糖酶结合或分离,从而改变蔗糖酶的活性。在适宜温度和pH等条件下,某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液均分为若干份,分别加入不同浓度的等量蔗糖溶液中,检测发现,蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是( )
A.物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强
B.物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性
C.蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离
D.反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度会改变酶活性
解析:根据题意可知,物质甲属于抑制剂,即物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力降低,导致酶活性降低,A项错误;物质甲与蔗糖酶的结合能降低酶活性,从而改变酶的高效性,但不改变专一性,B项错误;蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离,从而使酶活性升高,蔗糖的水解速率增大,C项正确;反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度不会改变酶活性,只是改变酶促反应速率,D项错误。
答案:C
6.(2021·广东东莞)姜汁中的生姜蛋白酶可催化牛奶蛋白质发生凝乳反应形成凝胶,广东特色小吃——姜撞奶即利用该原理制成。某生物学兴趣小组探究牛奶温度对姜撞奶的黏度及感官评价的影响,结果如下表。有关叙述错误的是( )
A.姜汁及牛奶用量等无关变量会影响实验结果
B.图表温度中,制作姜撞奶的适宜牛奶温度为70℃
C.生姜蛋白酶为凝乳反应提供活化能,加快蛋白质凝结
D.80℃时凝乳不完全,可能与生姜蛋白酶空间结构被破坏有关
解析:姜汁及牛奶用量是该实验的无关变量,无关变量会影响实验结果,所以无关变量做到等量且适宜,A项正确;通过表格中各组温度引起姜撞奶的黏度及感官评价可知,制作姜撞奶的适宜牛奶温度为70℃,B项正确;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,C项错误;80℃时凝乳不完全,可能与生姜蛋白酶空间结构被破坏有关,D项正确。
答案:C
7.下图所示是某研究小组围绕探究H2O2分解条件而获得的实验结果,请分析回答下列有关问题。
甲 乙 丙
图甲、乙、丙所代表的实验中,自变量依次为 、
、 。
(2)根据图甲可以得出的实验结论是 。
(3)图乙中BC段产生的原因最可能是 。
(4)根据你的理解,图丙曲线纵坐标最可能代表 。
答案:(1)催化剂种类 H2O2浓度 温度 (2)酶具有高效性 (3)过氧化氢酶的数量(浓度)有限 (4)溶液中H2O2的剩余量
(二)拓展提高
8.(2023·广东省普通高中学科综合素养评价高三年级期末)消化酶对食物的消化起着非常重要的作用。多酶片中含有多种消化酶,人在消化不良时可以服用。下表为某种多酶片的说明书(部分),下列叙述错误的是( )
A.多酶片在吃饭时与食物一起食用效果最好
B.多酶片的作用原理之一是酶的专一性
C.外层糖衣可以保护胃蛋白酶且能够在胃液中分解
D.内层肠溶衣可以保护胰酶,使其不会在胃液作用下失活
解析:多酶片最好是在饭前吃,在吃饭时与食物一起食用很容易将多酶片咬破,可能会使胃蛋白酶在唾液pH环境中活性降低甚至失活,而胰酶会在胃内的胃蛋白酶作用下失活,A项错误;因为食物中有糖类、蛋白质、脂肪等多种营养物质,而酶具有专一性,所以多酶片中要添加多种酶才能更好地达到助消化的作用,B项正确;糖衣位于外层,既可以调节多酶片的口感,又可以保护胃蛋白酶,同时也要保证它能够在胃液中分解,这样才能释放出胃蛋白酶来消化食物,C项正确;肠溶衣位于内层,必须在肠内才能分解并释放出胰酶,若在胃内就分解,会使胰酶在胃液作用下失活,D项正确。
答案:A
9.(2021·广东揭阳)如图中曲线1表示在最适温度下,某酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。2、3两条曲线表示其他条件适宜时该酶促反应速率随pH或温度的变化。下列相关分析,不正确的是( )
A.影响曲线2的因素是温度,影响曲线3的因素是pH
B.AB段限制反应速率的主要因素是反应物浓度,B点之后是酶的浓度等
C.如果温度升高或降低5℃,B点都将下移
D.C、F两点对应的环境条件有利于酶的保存
解析:高温、过酸、过碱都会使酶因空间结构发生改变而永久失活,据此可推知,在图示中,影响曲线2的因素是温度,影响曲线3的因素是pH,A项正确;由分析可知,在AB段限制反应速率的主要因素是反应物浓度,在B点之后限制反应速率的因素是酶的浓度、pH等,B项正确;由题意知,该曲线是最适宜温度条件下的曲线,升高或降低温度,酶活性均降低,酶促反应速率下降,B点都将下移,C项正确;曲线2中的C点对应的是低温条件,曲线3中的F点对应的pH呈强酸性、I点对应的pH为最适pH,酶应在最适pH、低温条件下保存,故C、I两点对应的环境条件有利于酶的保存,D项错误。
答案:D
10.加酶洗衣粉受到人们的普遍欢迎是因为其中添加了多种酶制剂,不仅可以有效地清除衣物上的污渍,而且酶制剂及其分解产物容易被微生物分解,减少了对环境的污染。
(1)使用洗衣机洗涤等量衣物时,水量相同,使用的加酶洗衣粉量不同,则洗净衣物所用的时间不同,这说明 会影响酶催化反应的速率。
(2)洗涤沾有重度污渍的衣物时,需要搅拌衣物,目的是 ;
在冬季需要使用温水洗涤衣物,其中的道理是 。
(3)加酶洗衣粉适用于棉、麻、化纤及混纺等衣物,不能用于洗涤丝质或毛料衣物,为什么?
(4)加酶洗衣粉只是生活用“酶”的一个常见实例,尝试列举生产生活中其他应用“酶”的实例。
答案:(1)酶的浓度 (2)加快酶的溶解,使其与衣物有效接触 温度影响酶的活性,冬季用温水可增强酶的活性(3)丝质或毛料衣物的成分主要为蛋白质,加酶洗衣粉中的蛋白酶会损坏丝质或毛料衣物。 (4)榨果汁时加入果胶酶,可使果汁变得澄清。(其他答案合理即可)
探究实践课:影响酶活性的条件
一、实验目的
1.探究温度对酶活性的影响。
2.探究pH对酶活性的影响。
二、实验原理
1.酶活性。
(1)概念:酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
(2)表示方法:一定条件下酶所催化某一化学反应的速率。
2.温度对酶活性的影响。
(1)反应原理。
温度
影响
淀粉麦芽糖
(2)鉴定原理:滴加碘液,根据淀粉遇碘变蓝来判断酶的活性。
3.pH对酶活性的影响。
(1)反应原理。
pH
影响
2H2O22H2O+O2
(2)鉴定原理:可用点燃的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。
三、探究过程
背景1:在初中做消化酶实验时,需要控制温度等实验条件。
背景2:不同消化液的pH不同,唾液的pH为6.2～7.4,胃液的pH为0.9～1.5,小肠液的pH为7.6。
背景3:唾液淀粉酶会随唾液流入胃,胃蛋白酶会随食糜进入小肠。
1.提出问题。
针对上述生活现象,你能提出哪些有价值的问题?
温度(或pH)对酶活性有影响吗?
2.做出假设。
温度(或pH)对酶活性有影响。
3.设计实验。
(1)探究温度对酶活性的影响。
(2)探究pH对酶活性的影响。
4.进行实验。
按上述实验方案操作,仔细观察,认真记录。
5.分析结果,得出结论。
若实验结果与预期相吻合,则假设正确,否则假设不正确。
6.表达和交流。
将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组交流,听取他们的质疑并进行解释。如有必要,对本小组的实验方案进行修改。交流时应当注意具体情况具体分析,如不同酶的最适条件可能是不一样的。
7.进一步探究。
(1)建议进行定量实验,用出现同一结果所需的时间来表示酶的活性,并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图。
(2)探讨其他影响酶活性的因素。
实验思考
1.本实验思考。
(1)实验(1)和(2)中能否将步骤2和步骤3颠倒?为什么?
提示:不能。若将步骤2和步骤3颠倒,则在达到实验条件前,酶促反应可能已结束。
(2)探究温度和pH对酶活性的影响实验中自变量和因变量分别是什么?
提示:温度和淀粉酶的活性;pH和过氧化氢酶的活性。
(3)在探究温度对酶活性的影响实验结束后,若降低2号试管的温度,则淀粉还能分解吗?
提示:不能,因为在100 ℃高温条件下,淀粉酶已失活,温度降低后,活性也不能恢复。
(4)探究温度对酶活性的影响,可否使用斐林试剂作为检测试剂?可否使用过氧化氢酶和过氧化氢溶液作为实验材料?为什么?
提示:二者皆不能。因为用斐林试剂进行检测时,需要加热。温度不仅影响过氧化氢酶的活性,而且可直接影响过氧化氢的分解。
(5)能否用淀粉和淀粉酶作为探究pH对酶活性影响的实验材料?为什么?
提示:不能。因为淀粉在酸性条件下会发生水解。
2.延伸思考。
若要通过实验进一步探究淀粉酶的最适温度,过氧化氢酶的最适pH,实验设计的基本思路是什么?
提示:要通过实验进一步探究淀粉酶的最适温度,则可以设计一系列温度梯度进行实验,观察在哪个温度条件下,酶促反应速率最快,则该温度即为淀粉酶的最适温度。同样道理,要通过实验进一步探究过氧化氢酶的最适pH,应设计一系列pH梯度进行实验,通过实验,找到酶促反应速率最大时的pH,即为过氧化氢酶的最适pH。
1.梯度法探究酶的最适温度或最适pH。
(1)实验设计思路。
底物T1温度(或pH1)下+酶
T1温度(或pH1)下 底物的分解量
底物T2温度(或pH2)下+酶 （或剩余量）或
T2温度(或pH2)下 产物的生成量
︙ ︙
底物Tn温度(或pHn)下+酶
Tn温度(或pHn)下
(2)实验设计程序。
2.实验注意事项。
(1)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,会改变自变量。
(2)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。
实战演练
1.为了探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计合理的是( )
A.实验① B.实验② C.实验③ D.实验④
解析:①过氧化氢受热会加快分解,不宜用于探究温度对酶活性的影响,A项错误;②斐林试剂鉴定还原糖需要水浴加热,不宜用于探究温度对酶活性的影响,而且蔗糖酶不能催化淀粉水解,B项错误;③pH不仅影响酶的活性,也会影响可溶性淀粉的水解,不宜用淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响,C项错误;④新鲜的鸡肝匀浆含有过氧化氢酶,可以催化过氧化氢水解,而该酶的活性受pH影响,D项正确。
答案:D
2.下列与酶有关的实验设计,叙述正确的是( )
A.验证酶的专一性时,自变量只能是酶的种类
B.验证酶的高效性时,自变量是酶的浓度
C.探究温度对酶活性的影响时,pH是无关变量
D.探究酶催化作用的最适pH时,应设置过酸、过碱、中性三组
解析:验证酶的专一性时,自变量是酶的种类或底物的种类,A项错误;验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类(无机催化剂和酶),B项错误;探究温度对酶活性的影响时,自变量是温度,因变量是酶的活性,而pH是无关变量,C项正确;酶的活性受pH的影响,每一种酶都有其最适pH,pH过高或过低都会使酶的活性降低,甚至失去活性,探究酶催化作用的最适pH时,应该设置多组接近最适pH的组别,而且梯度差越小越准确,不能只设置过酸、过碱、中性三组(过碱或过酸可能导致酶变性失活),D项错误。
答案:C
3.小张查阅资料得知,α-淀粉酶的最适温度约为 55 ℃。下表所示是他为此进行的验证实验,但因各组结果相同而不能达到实验目的。下列改进措施中可行的是( )
A.将实验温度改为0℃、55℃、100℃
B.将淀粉溶液体积改为1mL
C.将α-淀粉酶溶液质量分数改为1%
D.将碘液改为斐林试剂
解析:不同温度下三组实验中溶液均为棕黄色,说明淀粉均被完全水解,可能淀粉量过少或反应速度过快,可增加淀粉溶液的量,或把α-淀粉酶溶液的质量分数降低,改为1%,以便验证α-淀粉酶的最适温度。该实验不宜选用斐林试剂检测。
答案:C
4.(2022·广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度为70℃,最适pH=9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
解析:由②、③对比可知,没有CaCl2就不能降解Ⅰ型胶原蛋白,故该酶的催化活性依赖于CaCl2,A项正确;实验遵循单一变量和对照原则,对比①、②组,单一变量是温度,所以温度为自变量,B项正确;在本实验中,70℃、pH=9条件下酶的催化效率较高,但要确定最适温度和最适pH,还要缩小温度梯度和pH梯度,进一步进行实验,C项错误;如果要确定该酶是否能水解其他反应物,实验的自变量应该是不同底物,所以还需补充实验才能确定,D项正确。
答案:C
5.为研究酶的特性,某同学进行了相关实验,基本过程如下表所示。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.实验的自变量是催化剂的种类
B.可将产生气泡的速率作为检测指标
C.该实验能说明酶具有高效性
D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
答案:D
6.下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。下列相关叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是温度,因变量是酶活性
B.若要探究pH对酶活性的影响,应将温度控制在50℃左右
C.在探究温度对酶活性的影响时,应将pH控制在中性
D.80℃时,A酶的空间结构完整,B酶的空间结构被破坏
解析:该实验的自变量是温度和酶的种类,因变量是酶活性,A项错误;若要探究pH对酶活性的影响,温度是无关变量,应控制在最适温度,即50℃左右,B项正确;在探究温度对酶活性的影响时,应将pH控制在最适pH,最适pH不一定为中性,C项错误;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,D项错误。
答案:B
7.某同学将马铃薯(含过氧化氢酶)磨碎,用过滤得到的提取液进行实验。
实验Ⅰ:将每支试管控制在30 ℃条件下,按下表内容操作。
结果每支试管都产生气体。请回答下列问题。
(1)请为此实验拟定一个题目:探究pH对酶(过氧化氢酶)活性的影响。
(2)该实验的自变量是pH,因变量的检测指标是气泡的产生情况(或过氧化氢的剩余量)。
(3)实验均在30℃条件下进行的原因有①30 ℃时过氧化氢酶的活性比较高;②排除温度(无关变量)变化对实验结果的影响。
实验Ⅱ:将加入4支试管中的马铃薯提取液的量减半,重复实验Ⅰ,分别测定实验Ⅰ、Ⅱ中过氧化氢在相同时间内的剩余量,绘制成如下图所示的曲线。请分析回答下列问题。
(4)曲线b是实验Ⅰ(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的结果。
(5)曲线a和b中,过氧化氢含量的最低点对应横坐标同一位置的原因是同一种酶的最适pH是一定的。
温度/℃
黏度/cp
感官评价
50
276
凝乳不完全、不成形、松散
60
378
少量上清液、质地软
70
522
凝乳完全、质地适宜、口感细腻
80
483
凝乳不完全、质地软
成 份
本品为复方制剂,每片含胰酶300毫克、胃蛋白酶13毫克。辅料为蔗糖、药用滑石粉、聚丙烯酸树脂、硬脂酸镁
性 状
本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片,内层为胰酶,外层为胃蛋白酶
适应证
用于消化不良、食欲缺乏
用法用量
口服。 一次2~3片,一日3次
实验步骤
操作方法
试管
1号
2号
3号
1
加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液
2 mL
2
放置在不同温度环境下5 min
60 ℃热水中
100 ℃沸水中
冰块中
3
加入新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液
1 mL
4
反应时间
5 min
5
滴入碘液
2滴
6
观察现象
不变蓝
变蓝
变蓝
实验步骤
操作方法
试管
1号
2号
3号
1
加入体积分数为3%的过氧化氢溶液
2 mL
2
调pH
加入
1 mL
蒸馏
水
加入1 mL物质的量浓度为
0.01 ml/L
的盐酸
加入1 mL物质的量浓度为0.01 ml/L的NaOH溶液
3
加入新鲜的质量
分数为20%的肝
研磨液
2滴
4
37 ℃水浴
5 min
5
检验
气泡产生
量
多
很少
很少
放入带火
星的木条
复燃
不能
复燃
不能
复燃
实验编号
探究内容
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的鸡肝匀浆
②
温度对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
③
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④
pH对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的鸡肝匀浆
试管
实验温
度/℃
质量分数为3%的淀粉溶液/mL
质量分数为2%的α-淀粉酶溶液/mL
反应1 min后碘液检测结果
1
50
2
1
溶液呈棕黄色
2
55
2
1
溶液呈棕黄色
3
60
2
1
溶液呈棕黄色
组别
pH
CaCl2
温度/℃
降解率/%
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入质量分数为2%的过氧化氢溶液
3mL
3mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
—
3
加入二氧化锰
—
少许
4
检测
试管编号
A
B
C
D
设定pH
3
5
7
9
振荡后加入马铃薯提取液/mL
1
1
1
1
加入过氧化氢溶液/mL
2
2
2
2
（一）基础巩固
1.下列关于酶及其特性的叙述,错误的是( )
A.都是蛋白质B.具有高效性
C.具有专一性D.作用条件较温和
答案:A
2.下图表示胃蛋白酶的活性与温度、pH之间的关系,下列叙述错误的是( )
A.温度和pH都会影响胃蛋白酶的活性
B.胃蛋白酶的最适温度是37℃
C.胃蛋白酶的最适pH一定是2.0
D.温度为0℃时酶的空间结构保持稳定
解析:由题图可知,当pH一定温度不同时,胃蛋白酶的活性不同,当温度一定pH不同时,胃蛋白酶的活性也不同,说明胃蛋白酶的活性受温度和pH的影响,A项正确;据题图可推断胃蛋白酶的最适温度为37℃,B项正确;由题图知,胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,C项错误;温度为0℃时酶的活性降低,但是空间结构没有被破坏,仍然保持相对稳定,D项正确。
答案:C
3.下列关于酶的特性的探究实验,叙述错误的是( )
A.一种酶只能催化一种化合物的反应
B.若探究过氧化氢酶的高效性,可选择等量的无机催化剂作为对照
C.若探究酶的催化性,可选择等量的蒸馏水作为对照
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不能用碘液对实验结果进行检测
答案:A
4.下图表示在最适温度下,某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。下列有关说法正确的是( )
A.若在A点时升高反应温度,则反应速率加快
B.若在B点时提高酶的浓度,则反应速率不变
C.若在A点时提高反应物浓度,则反应速率加快
D.若在C点时提高反应物浓度,则产物不再增加
解析:在最适温度下酶的活性最高,温度偏高或偏低,酶的活性都会明显降低,因此在A点时升高反应温度,反应速率会降低,A项错误;在B点时提高酶的浓度,反应速率会加快,B项错误;在A点时提高反应物浓度,反应速率将加快,C项正确;在C点时提高反应物浓度,反应速率不再加快,但产物的量将增加,D项错误。
答案:C
5.物质甲作为抑制剂能与蔗糖酶结合或分离,从而改变蔗糖酶的活性。在适宜温度和pH等条件下,某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液均分为若干份,分别加入不同浓度的等量蔗糖溶液中,检测发现,蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是( )
A.物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强
B.物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性
C.蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离
D.反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度会改变酶活性
解析:根据题意可知,物质甲属于抑制剂,即物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力降低,导致酶活性降低,A项错误;物质甲与蔗糖酶的结合能降低酶活性,从而改变酶的高效性,但不改变专一性,B项错误;蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离,从而使酶活性升高,蔗糖的水解速率增大,C项正确;反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度不会改变酶活性,只是改变酶促反应速率,D项错误。
答案:C
6.(2021·广东东莞)姜汁中的生姜蛋白酶可催化牛奶蛋白质发生凝乳反应形成凝胶,广东特色小吃——姜撞奶即利用该原理制成。某生物学兴趣小组探究牛奶温度对姜撞奶的黏度及感官评价的影响,结果如下表。有关叙述错误的是( )
A.姜汁及牛奶用量等无关变量会影响实验结果
B.图表温度中,制作姜撞奶的适宜牛奶温度为70℃
C.生姜蛋白酶为凝乳反应提供活化能,加快蛋白质凝结
D.80℃时凝乳不完全,可能与生姜蛋白酶空间结构被破坏有关
解析:姜汁及牛奶用量是该实验的无关变量,无关变量会影响实验结果,所以无关变量做到等量且适宜,A项正确;通过表格中各组温度引起姜撞奶的黏度及感官评价可知,制作姜撞奶的适宜牛奶温度为70℃,B项正确;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,C项错误;80℃时凝乳不完全,可能与生姜蛋白酶空间结构被破坏有关,D项正确。
答案:C
7.下图所示是某研究小组围绕探究H2O2分解条件而获得的实验结果,请分析回答下列有关问题。
甲 乙 丙
图甲、乙、丙所代表的实验中,自变量依次为 、
、 。
(2)根据图甲可以得出的实验结论是 。
(3)图乙中BC段产生的原因最可能是 。
(4)根据你的理解,图丙曲线纵坐标最可能代表 。
答案:(1)催化剂种类 H2O2浓度 温度 (2)酶具有高效性 (3)过氧化氢酶的数量(浓度)有限 (4)溶液中H2O2的剩余量
(二)拓展提高
8.(2023·广东省普通高中学科综合素养评价高三年级期末)消化酶对食物的消化起着非常重要的作用。多酶片中含有多种消化酶,人在消化不良时可以服用。下表为某种多酶片的说明书(部分),下列叙述错误的是( )
A.多酶片在吃饭时与食物一起食用效果最好
B.多酶片的作用原理之一是酶的专一性
C.外层糖衣可以保护胃蛋白酶且能够在胃液中分解
D.内层肠溶衣可以保护胰酶,使其不会在胃液作用下失活
解析:多酶片最好是在饭前吃,在吃饭时与食物一起食用很容易将多酶片咬破,可能会使胃蛋白酶在唾液pH环境中活性降低甚至失活,而胰酶会在胃内的胃蛋白酶作用下失活,A项错误;因为食物中有糖类、蛋白质、脂肪等多种营养物质,而酶具有专一性,所以多酶片中要添加多种酶才能更好地达到助消化的作用,B项正确;糖衣位于外层,既可以调节多酶片的口感,又可以保护胃蛋白酶,同时也要保证它能够在胃液中分解,这样才能释放出胃蛋白酶来消化食物,C项正确;肠溶衣位于内层,必须在肠内才能分解并释放出胰酶,若在胃内就分解,会使胰酶在胃液作用下失活,D项正确。
答案:A
9.(2021·广东揭阳)如图中曲线1表示在最适温度下,某酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。2、3两条曲线表示其他条件适宜时该酶促反应速率随pH或温度的变化。下列相关分析,不正确的是( )
A.影响曲线2的因素是温度,影响曲线3的因素是pH
B.AB段限制反应速率的主要因素是反应物浓度,B点之后是酶的浓度等
C.如果温度升高或降低5℃,B点都将下移
D.C、F两点对应的环境条件有利于酶的保存
解析:高温、过酸、过碱都会使酶因空间结构发生改变而永久失活,据此可推知,在图示中,影响曲线2的因素是温度,影响曲线3的因素是pH,A项正确;由分析可知,在AB段限制反应速率的主要因素是反应物浓度,在B点之后限制反应速率的因素是酶的浓度、pH等,B项正确;由题意知,该曲线是最适宜温度条件下的曲线,升高或降低温度,酶活性均降低,酶促反应速率下降,B点都将下移,C项正确;曲线2中的C点对应的是低温条件,曲线3中的F点对应的pH呈强酸性、I点对应的pH为最适pH,酶应在最适pH、低温条件下保存,故C、I两点对应的环境条件有利于酶的保存,D项错误。
答案:D
10.加酶洗衣粉受到人们的普遍欢迎是因为其中添加了多种酶制剂,不仅可以有效地清除衣物上的污渍,而且酶制剂及其分解产物容易被微生物分解,减少了对环境的污染。
(1)使用洗衣机洗涤等量衣物时,水量相同,使用的加酶洗衣粉量不同,则洗净衣物所用的时间不同,这说明 会影响酶催化反应的速率。
(2)洗涤沾有重度污渍的衣物时,需要搅拌衣物,目的是 ;
在冬季需要使用温水洗涤衣物,其中的道理是 。
(3)加酶洗衣粉适用于棉、麻、化纤及混纺等衣物,不能用于洗涤丝质或毛料衣物,为什么?
(4)加酶洗衣粉只是生活用“酶”的一个常见实例,尝试列举生产生活中其他应用“酶”的实例。
答案:(1)酶的浓度 (2)加快酶的溶解,使其与衣物有效接触 温度影响酶的活性,冬季用温水可增强酶的活性(3)丝质或毛料衣物的成分主要为蛋白质,加酶洗衣粉中的蛋白酶会损坏丝质或毛料衣物。 (4)榨果汁时加入果胶酶,可使果汁变得澄清。(其他答案合理即可)
探究实践课:影响酶活性的条件
一、实验目的
1.探究温度对酶活性的影响。
2.探究pH对酶活性的影响。
二、实验原理
1.酶活性。
(1)概念:酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
(2)表示方法:一定条件下酶所催化某一化学反应的速率。
2.温度对酶活性的影响。
(1)反应原理。
温度
影响
淀粉麦芽糖
(2)鉴定原理:滴加碘液,根据淀粉遇碘变蓝来判断酶的活性。
3.pH对酶活性的影响。
(1)反应原理。
pH
影响
2H2O22H2O+O2
(2)鉴定原理:可用点燃的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。
三、探究过程
背景1:在初中做消化酶实验时,需要控制温度等实验条件。
背景2:不同消化液的pH不同,唾液的pH为6.2～7.4,胃液的pH为0.9～1.5,小肠液的pH为7.6。
背景3:唾液淀粉酶会随唾液流入胃,胃蛋白酶会随食糜进入小肠。
1.提出问题。
针对上述生活现象,你能提出哪些有价值的问题?
温度(或pH)对酶活性有影响吗?
2.做出假设。
温度(或pH)对酶活性有影响。
3.设计实验。
(1)探究温度对酶活性的影响。
(2)探究pH对酶活性的影响。
4.进行实验。
按上述实验方案操作,仔细观察,认真记录。
5.分析结果,得出结论。
若实验结果与预期相吻合,则假设正确,否则假设不正确。
6.表达和交流。
将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组交流,听取他们的质疑并进行解释。如有必要,对本小组的实验方案进行修改。交流时应当注意具体情况具体分析,如不同酶的最适条件可能是不一样的。
7.进一步探究。
(1)建议进行定量实验,用出现同一结果所需的时间来表示酶的活性,并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图。
(2)探讨其他影响酶活性的因素。
实验思考
1.本实验思考。
(1)实验(1)和(2)中能否将步骤2和步骤3颠倒?为什么?
提示:不能。若将步骤2和步骤3颠倒,则在达到实验条件前,酶促反应可能已结束。
(2)探究温度和pH对酶活性的影响实验中自变量和因变量分别是什么?
提示:温度和淀粉酶的活性;pH和过氧化氢酶的活性。
(3)在探究温度对酶活性的影响实验结束后,若降低2号试管的温度,则淀粉还能分解吗?
提示:不能,因为在100 ℃高温条件下,淀粉酶已失活,温度降低后,活性也不能恢复。
(4)探究温度对酶活性的影响,可否使用斐林试剂作为检测试剂?可否使用过氧化氢酶和过氧化氢溶液作为实验材料?为什么?
提示:二者皆不能。因为用斐林试剂进行检测时,需要加热。温度不仅影响过氧化氢酶的活性,而且可直接影响过氧化氢的分解。
(5)能否用淀粉和淀粉酶作为探究pH对酶活性影响的实验材料?为什么?
提示:不能。因为淀粉在酸性条件下会发生水解。
2.延伸思考。
若要通过实验进一步探究淀粉酶的最适温度,过氧化氢酶的最适pH,实验设计的基本思路是什么?
提示:要通过实验进一步探究淀粉酶的最适温度,则可以设计一系列温度梯度进行实验,观察在哪个温度条件下,酶促反应速率最快,则该温度即为淀粉酶的最适温度。同样道理,要通过实验进一步探究过氧化氢酶的最适pH,应设计一系列pH梯度进行实验,通过实验,找到酶促反应速率最大时的pH,即为过氧化氢酶的最适pH。
1.梯度法探究酶的最适温度或最适pH。
(1)实验设计思路。
底物T1温度(或pH1)下+酶
T1温度(或pH1)下 底物的分解量
底物T2温度(或pH2)下+酶 （或剩余量）或
T2温度(或pH2)下 产物的生成量
︙ ︙
底物Tn温度(或pHn)下+酶
Tn温度(或pHn)下
(2)实验设计程序。
2.实验注意事项。
(1)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,会改变自变量。
(2)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。
实战演练
1.为了探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计合理的是( )
A.实验① B.实验② C.实验③ D.实验④
解析:①过氧化氢受热会加快分解,不宜用于探究温度对酶活性的影响,A项错误;②斐林试剂鉴定还原糖需要水浴加热,不宜用于探究温度对酶活性的影响,而且蔗糖酶不能催化淀粉水解,B项错误;③pH不仅影响酶的活性,也会影响可溶性淀粉的水解,不宜用淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响,C项错误;④新鲜的鸡肝匀浆含有过氧化氢酶,可以催化过氧化氢水解,而该酶的活性受pH影响,D项正确。
答案:D
2.下列与酶有关的实验设计,叙述正确的是( )
A.验证酶的专一性时,自变量只能是酶的种类
B.验证酶的高效性时,自变量是酶的浓度
C.探究温度对酶活性的影响时,pH是无关变量
D.探究酶催化作用的最适pH时,应设置过酸、过碱、中性三组
解析:验证酶的专一性时,自变量是酶的种类或底物的种类,A项错误;验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类(无机催化剂和酶),B项错误;探究温度对酶活性的影响时,自变量是温度,因变量是酶的活性,而pH是无关变量,C项正确;酶的活性受pH的影响,每一种酶都有其最适pH,pH过高或过低都会使酶的活性降低,甚至失去活性,探究酶催化作用的最适pH时,应该设置多组接近最适pH的组别,而且梯度差越小越准确,不能只设置过酸、过碱、中性三组(过碱或过酸可能导致酶变性失活),D项错误。
答案:C
3.小张查阅资料得知,α-淀粉酶的最适温度约为 55 ℃。下表所示是他为此进行的验证实验,但因各组结果相同而不能达到实验目的。下列改进措施中可行的是( )
A.将实验温度改为0℃、55℃、100℃
B.将淀粉溶液体积改为1mL
C.将α-淀粉酶溶液质量分数改为1%
D.将碘液改为斐林试剂
解析:不同温度下三组实验中溶液均为棕黄色,说明淀粉均被完全水解,可能淀粉量过少或反应速度过快,可增加淀粉溶液的量,或把α-淀粉酶溶液的质量分数降低,改为1%,以便验证α-淀粉酶的最适温度。该实验不宜选用斐林试剂检测。
答案:C
4.(2022·广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度为70℃,最适pH=9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
解析:由②、③对比可知,没有CaCl2就不能降解Ⅰ型胶原蛋白,故该酶的催化活性依赖于CaCl2,A项正确;实验遵循单一变量和对照原则,对比①、②组,单一变量是温度,所以温度为自变量,B项正确;在本实验中,70℃、pH=9条件下酶的催化效率较高,但要确定最适温度和最适pH,还要缩小温度梯度和pH梯度,进一步进行实验,C项错误;如果要确定该酶是否能水解其他反应物,实验的自变量应该是不同底物,所以还需补充实验才能确定,D项正确。
答案:C
5.为研究酶的特性,某同学进行了相关实验,基本过程如下表所示。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.实验的自变量是催化剂的种类
B.可将产生气泡的速率作为检测指标
C.该实验能说明酶具有高效性
D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
答案:D
6.下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。下列相关叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是温度,因变量是酶活性
B.若要探究pH对酶活性的影响,应将温度控制在50℃左右
C.在探究温度对酶活性的影响时,应将pH控制在中性
D.80℃时,A酶的空间结构完整,B酶的空间结构被破坏
解析:该实验的自变量是温度和酶的种类,因变量是酶活性,A项错误;若要探究pH对酶活性的影响,温度是无关变量,应控制在最适温度,即50℃左右,B项正确;在探究温度对酶活性的影响时,应将pH控制在最适pH,最适pH不一定为中性,C项错误;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,D项错误。
答案:B
7.某同学将马铃薯(含过氧化氢酶)磨碎,用过滤得到的提取液进行实验。
实验Ⅰ:将每支试管控制在30 ℃条件下,按下表内容操作。
结果每支试管都产生气体。请回答下列问题。
(1)请为此实验拟定一个题目:探究pH对酶(过氧化氢酶)活性的影响。
(2)该实验的自变量是pH,因变量的检测指标是气泡的产生情况(或过氧化氢的剩余量)。
(3)实验均在30℃条件下进行的原因有①30 ℃时过氧化氢酶的活性比较高;②排除温度(无关变量)变化对实验结果的影响。
实验Ⅱ:将加入4支试管中的马铃薯提取液的量减半,重复实验Ⅰ,分别测定实验Ⅰ、Ⅱ中过氧化氢在相同时间内的剩余量,绘制成如下图所示的曲线。请分析回答下列问题。
(4)曲线b是实验Ⅰ(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的结果。
(5)曲线a和b中,过氧化氢含量的最低点对应横坐标同一位置的原因是同一种酶的最适pH是一定的。
温度/℃
黏度/cp
感官评价
50
276
凝乳不完全、不成形、松散
60
378
少量上清液、质地软
70
522
凝乳完全、质地适宜、口感细腻
80
483
凝乳不完全、质地软
成 份
本品为复方制剂,每片含胰酶300毫克、胃蛋白酶13毫克。辅料为蔗糖、药用滑石粉、聚丙烯酸树脂、硬脂酸镁
性 状
本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片,内层为胰酶,外层为胃蛋白酶
适应证
用于消化不良、食欲缺乏
用法用量
口服。 一次2~3片,一日3次
实验步骤
操作方法
试管
1号
2号
3号
1
加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液
2 mL
2
放置在不同温度环境下5 min
60 ℃热水中
100 ℃沸水中
冰块中
3
加入新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液
1 mL
4
反应时间
5 min
5
滴入碘液
2滴
6
观察现象
不变蓝
变蓝
变蓝
实验步骤
操作方法
试管
1号
2号
3号
1
加入体积分数为3%的过氧化氢溶液
2 mL
2
调pH
加入
1 mL
蒸馏
水
加入1 mL物质的量浓度为
0.01 ml/L
的盐酸
加入1 mL物质的量浓度为0.01 ml/L的NaOH溶液
3
加入新鲜的质量
分数为20%的肝
研磨液
2滴
4
37 ℃水浴
5 min
5
检验
气泡产生
量
多
很少
很少
放入带火
星的木条
复燃
不能
复燃
不能
复燃
实验编号
探究内容
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的鸡肝匀浆
②
温度对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
③
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④
pH对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的鸡肝匀浆
试管
实验温
度/℃
质量分数为3%的淀粉溶液/mL
质量分数为2%的α-淀粉酶溶液/mL
反应1 min后碘液检测结果
1
50
2
1
溶液呈棕黄色
2
55
2
1
溶液呈棕黄色
3
60
2
1
溶液呈棕黄色
组别
pH
CaCl2
温度/℃
降解率/%
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入质量分数为2%的过氧化氢溶液
3mL
3mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
—
3
加入二氧化锰
—
少许
4
检测
试管编号
A
B
C
D
设定pH
3
5
7
9
振荡后加入马铃薯提取液/mL
1
1
1
1
加入过氧化氢溶液/mL
2
2
2
2
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