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备战2025届高考生物一轮总复习第3单元细胞的代谢课时规范练10降低化学反应活化能的酶
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这是一份备战2025届高考生物一轮总复习第3单元细胞的代谢课时规范练10降低化学反应活化能的酶，共9页。试卷主要包含了中国制茶工艺源远流长，03等内容，欢迎下载使用。
考点一 酶的本质、作用和特性
1.(2024·广东联考)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚和单宁氧化成红褐色是红茶茶色形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.多酚氧化酶的基本组成单位是氨基酸
B.多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同
C.多酚氧化酶提供大量活化能加快了茶多酚氧化
D.高温灭活多酚氧化酶以防过度氧化影响茶品质
2.(2024·山东联考)枇杷虽好吃,却实在娇嫩,稍微受到挤压,立刻“鼻青脸肿”,第二天整个果实都变成褐色,不仅因为它果皮薄、果实柔软,还因为果肉细胞中含有大量的多酚氧化酶(PPO)。一旦细胞破损,PPO与液泡里的酚类物质相遇,就把酚类氧化成黄褐色的醌类化合物。下列叙述正确的是( )
A.PPO提供大量活化能加速了酚类的氧化
B.过酸、过碱、高温会破坏PPO的空间结构
C.为了抑制PPO的作用,枇杷应在无氧环境中储存
D.PPO与酚类物质结合,会发生形变,且这种变化不可逆
3.植酸酶是一种胞外酶,能将植酸分解为肌醇和无机磷。真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料,可提高饲料利用率。下列叙述错误的是( )
A.植酸酶为植酸分解为肌醇和无机磷提供所需活化能
B.真菌分泌植酸酶依赖于生物膜的流动性
C.植酸酶保存时,应避免接触强酸、强碱、重金属等
D.烈日曝晒、烘烤等都可导致植酸酶活性降低或失活
4.多酶片具有糖衣与肠溶衣双层包衣,外层含胃蛋白酶,内层含胰酶、脂肪酶、淀粉酶等多种酶,可用于治疗消化不良、食欲不振等。下列叙述错误的是( )
A.多酶片咀嚼服用较整颗服用药效低
B.双层包衣可防止胃蛋白酶被胰酶催化水解
C.多酶片发挥作用的原理是降低食物水解所需的活化能
D.双层包衣和酶的分层设计,可使不同的酶在不同部位释放并发挥作用
考点二 实验:探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
5.(2024·广东梅州统考)下列关于探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用实验的叙述,错误的是( )
A.该实验可以探究淀粉酶是否具有专一性
B.淀粉和蔗糖都是非还原糖,在相应酶的催化作用下都能水解成还原糖
C.酶与底物反应时需将试管放置一定的时间,确保反应充分进行
D.向两支试管滴入等量碘液,可通过观察溶液的颜色变化判断反应是否发生
6.某兴趣小组利用含过氧化氢酶的新鲜红薯片进行实验:向两组试管中加入H2O2溶液,再向组别二的试管中加入新鲜红薯片,一段时间后,测量并统计两组试管的氧气增加量平均值。该实验在不同温度条件下的实验结果见表。下列相关分析正确的是( )
A.组别一和组别二加入的H2O2溶液的量是不同的
B.组别二在加入红薯片后再把温度调整到预设温度
C.组别一的结果说明加热能降低化学反应的活化能
D.过氧化氢酶在60 ℃时的活性比在30 ℃时的活性低
7.人体消化道中消化淀粉的酶有多种,胰淀粉酶是其中一种。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响,研究人员进行了如下表所示的实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。据表推测,下列叙述正确的是( )
A.茶花粉提取液具有促进胰淀粉酶活性的作用
B.芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果
C.维生素C可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果
D.胰淀粉酶为淀粉水解提供活化能的多少表示胰淀粉酶活性的大小
8.(2023·海南模拟)某人利用某α-淀粉酶与淀粉探究温度对酶活性的影响时,反应完全后使用某种方法检测葡萄糖含量,实验结果(部分数据)如下表所示。下列相关叙述正确的是( )
A.实验组1和6的葡萄糖相对含量较低,原因是酶的空间结构发生改变
B.整个实验有对照,但表中各组均为实验组
C.根据表中数据分析,该α-淀粉酶的最适温度在55~70 ℃
D.利用麦芽糖、淀粉和α-淀粉酶的充分反应验证酶的专一性,可用斐林试剂检测
9.在利用植物性原料制作畜禽饲料时,常添加一些酶制剂来提高饲料的营养价值,为提高饲料保存过程中酶制剂的稳定性,做了相关实验,结果如下。下列描述正确的是( )
A.保存温度、保存时间、加入MgSO4的量属于该实验的无关变量
B.由该实验可知添加的MgSO4越多,越有利于酶活性的保持
C.根据酶的作用原理推断,在饲料中加入纤维素酶,不可使饲料中的能量更多地流向畜禽
D.实验开始前,应先测定酶的初始活性
关键能力提升练
1.(2024·江苏扬州联考)图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图,为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶(PPO)活性大小,某同学设计了实验并检测各组酚的剩余量,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
图1
图2
A.由图1模型推测,可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B.非竞争性抑制剂与高温抑制酶活性的机理相同,都与酶的空间结构改变有关
C.图2实验的自变量是温度,而PPO的初始量、pH等属于无关变量
D.探究酶B的最适温度时,应在40~50 ℃间设置多个温度梯度进行实验
2.食物中的脂肪可被消化道中的胰脂肪酶水解。Or是市售胰脂肪酶抑制剂类药物,但它有一些不良药物反应。我国科研工作者从中药中提取黄芩苷作为替换Or的候选药物进行实验,结果如下表所示。下列有关叙述正确的是( )
A.本实验的对照组是第1组,其余组别均为实验组
B.在一定范围内,黄芩苷抑制胰脂肪酶活性的效果与其浓度呈正相关
C.相较于药物Or,黄芩苷的优点是不会产生不良药物反应,可随意使用
D.黄芩苷降低了胰脂肪酶活性,使其不能为脂肪水解提供能量
3.鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解转化成肌苷酸,能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)的作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。某兴趣小组探究影响鱼类鲜味下降的结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
图a pH对ACP活性的影响
图b 温度对ACP活性的影响
A.本实验的自变量为pH和温度,因变量是ACP的相对活性
B.不同鱼ACP的最适温度和pH不同,直接原因在于不同鱼体内的ACP基因不同
C.放置相同时间,草鱼在pH约5.0、温度约60 ℃条件下ACP相对活性最高
D.pH低于4.2,温度超过55 ℃,对鳝鱼ACP活性影响的机理不同
4.胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了下列实验:在酶量一定且环境适宜的条件下,检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响,结果如下图1所示。请回答下列问题。
图1
图2
图3
(1)由图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 (填“促进”或“抑制”)作用。
(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,因此酶的作用具有 性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为 (填“B”或“C”)。
(3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图3所示。
①本实验的自变量有 。(需答出两点)
②由图3可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变 。
5.(2024·广东联考开学考试)泥鳅肉质细嫩,肉味鲜美,素有“水中人参”之称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶活力(酶催化化学反应的效率)的影响,以指导泥鳅的培养温度和投放的饲料类型,实验结果如图所示。请回答下列问题。
(1)从酸碱度和温度角度考虑,实验过程中提取的消化酶可置于 条件下保存。
(2)分析上述实验结果可知,饲养泥鳅时为提高其产量,可以多投放 (填“蛋白”“淀粉”或“脂肪”)类饲料;若要进一步探究泥鳅肠道淀粉酶的最适温度,需要在 (填温度)范围内进一步缩小温度梯度。
(3)泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉的污染,重金属镉会降低泥鳅体内各种消化酶的活性,从而影响泥鳅的生长繁殖。请你以淀粉酶为例,设计实验来验证Cd2+会使淀粉酶的活性降低。
实验材料:淀粉、泥鳅体内提取的淀粉酶溶液、含Cd2+的溶液、碘液、清水。
实验步骤:
①取A、B两支试管分别加入等量的从泥鳅体内提取的淀粉酶溶液,然后 。
② ,一段时间后向两支试管中滴加等量的碘液。
实验结果: 。
答案：
必备知识基础练
1.C 解析 多酚氧化酶的本质是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,A项正确;红茶制作时揉捻能破坏细胞结构,使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触,说明多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同,B项正确;多酚氧化酶的作用机理是降低化学反应的活化能,并不提供能量,C项错误;高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活,以防过度氧化影响茶品质,D项正确。
2.B 解析 酶降低化学反应活化能,酶不能提供活化能,A项错误;绝大多数酶的化学本质是蛋白质,过酸、过碱、高温会破坏多酚氧化酶的空间结构,B项正确;无氧环境不能抑制PPO,反而会使枇杷细胞发生无氧呼吸产生酒精,导致枇杷腐烂,C项错误;酶与底物结合后形状会发生改变,但在反应完后又会恢复原状,D项错误。
3.A 解析 植酸酶能降低植酸分解为肌醇和无机磷的活化能,A项错误;真菌分泌植酸酶的方式为胞吐,依赖于生物膜的流动性,B项正确;酶的化学本质为蛋白质或RNA,强酸、强碱、重金属等会使植酸酶的空间结构发生改变而失活,C项正确;烈日曝晒、烘烤等会使植酸酶的空间结构发生改变,导致植酸酶活性降低或失活,D项正确。
4.B 解析 包衣可以保护多酶片内的酶不被破坏,胃蛋白酶在胃中起作用,胰酶、脂肪酶、淀粉酶等在小肠中起作用,双层包衣和酶的分层设计,以便不同的酶在不同部位释放并发挥作用,而咀嚼服用可能会影响酶的活性,A、D两项正确;双层包衣有利于不同的酶在相应的场所起作用,胃蛋白酶在胃中起作用,而胰酶在小肠起作用,B项错误;多酶片中的酶具有催化作用,其催化作用的原理是降低食物水解所需的活化能,C项正确。
5.D 解析 淀粉酶只作用于淀粉,催化淀粉的水解,无法催化蔗糖的水解,因此该实验可以探究淀粉酶是否具有专一性,A项正确;淀粉水解的产物是麦芽糖,麦芽糖属于还原糖,蔗糖水解的产物是果糖和葡萄糖,果糖和葡萄糖是还原糖,B项正确;酶与底物反应需要一定的时间,因此需将试管放置一定的时间,确保反应充分进行,C项正确;由于碘液遇蔗糖溶液无颜色变化,所以不能通过加入碘液后观察溶液的颜色变化判断反应是否发生,D项错误。
6.D 解析 本实验中,H2O2溶液的量是无关变量,实验中应保证无关变量相同且适宜,组别一和组别二加入的H2O2溶液的量是相同的,A项错误;为了保证实验结果是在预设温度下的结果,应先调整到预设温度再加入红薯片,B项错误;加热不能降低化学反应的活化能,可为反应提供能量,C项错误;60℃时组别二比组别一氧气增加量多1.2cm3/g,30℃时组别二比组别一氧气增加量多1.64cm3/g,说明过氧化氢酶在60℃时的活性比在30℃时的活性低,D项正确。
7.B 解析 甲、乙两组的自变量为是否含有茶花粉提取液,比较两组结果可知,茶花粉提取液具有抑制胰淀粉酶活性的作用,A项错误;比较乙、丙两组结果可知,芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果,即抑制效果更强,B项正确;比较乙、丁两组结果可知,维生素C可能弱化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果,C项错误;酶的作用是降低化学反应的活化能,胰淀粉酶不能提供活化能,D项错误。
8.B 解析 α-淀粉酶的化学本质是蛋白质,实验组1的低温不会使酶的空间结构发生改变,A项错误;该实验不同组别之间形成对照,都是实验组,属于相互对照(对比实验),B项正确;酶在最适温度时活性最高,低于或高于最适温度其活性都降低,结合表格可知,在实验温度范围内,70℃时葡萄糖的相对含量最高,故该α-淀粉酶的最适温度在55~85℃,C项错误;淀粉水解的产物有麦芽糖,因此不能用斐林试剂检测,D项错误。
9.D 解析 本实验探究的是MgSO4对储存过程中酶活性的影响,则保存温度、保存时间、酶的种类均属于该实验的无关变量,加入MgSO4的量属于自变量,A项错误;据表中数据可知,实验浓度范围内,MgSO4浓度越高酶活性损失越少,但没有更高浓度的实验数据,不能确定添加的MgSO4越多,越有利于酶活性的保持,B项错误;在饲料中加入纤维素酶,纤维素被分解,动物可更好地吸收,使饲料中的能量更多地流向畜禽,C项错误;为了得到准确的结果应该在实验开始前测定酶的初始活性,与实验开始后的数据对比,形成自身前后对照,D项正确。
关键能力提升练
1.B 解析 图1所示,非竞争性抑制剂与酶结合后,底物无法与酶再结合,不能通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制,A项错误;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,从而使酶的活性部位结构发生变化而丧失功能,其机理与高温对酶活性抑制的机理相似,B项正确;据题意可知,该实验的自变量是温度、酶的种类,而 PPO 的初始量、 pH 等属于无关变量,C项错误;根据图2结果可知,只研究了20~50℃范围内的酶活性,在40℃时酶活性较高,故若要探究酶B的最适温度时,应在30~50℃间设置多个温度梯度进行实验,D项错误。
2.B 解析 本实验中的各组均为实验组,各组之间相互对照,A项错误;由表格可知,在实验浓度范围内,随黄芩苷提取液浓度的增大,脂肪水解抑制率逐渐增大,即在一定范围内,黄芩苷抑制胰脂肪酶活性的效果与其浓度呈正相关,B项正确;根据题意“Or是市售胰脂肪酶抑制剂类药物,但它有一些不良药物反应”,黄芩苷虽然是提取自传统的中草药,但其机理同Or类似,也可能会产生不良的药物反应,不可以随意使用,C项错误;由表格可知,黄芩苷降低了胰脂肪酶活性,但酶是通过降低化学反应的活化能来催化反应快速进行的,故胰脂肪酶不能为脂肪的水解提供能量,D项错误。
3.C 解析 由图示曲线可知,本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性,A项错误;不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于不同鱼体内的ACP基因不同,直接原因在于不同鱼体内的ACP结构不同,B项错误;由图可知,放置相同时间,草鱼在pH约5.0、温度约60℃条件下酸性磷酸酶(ACP)相对活性最高,C项正确;pH低于4.2与温度超过55℃,鳝鱼ACP都会因为空间结构的改变失去活性,影响机理是相同的,D项错误。
4.答案 (1)抑制
(2)专一 B
(3)是否加入板栗壳黄酮和不同pH 大
解析 (1)分析图1可知,对照组(不加板栗壳黄酮)的反应速率高于加入板栗壳黄酮组,酶活力的大小或活性的高低,可以用在一定条件下,催化某种化学反应的转化速率来表示,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。
(2)酶具有专一性,可以催化一种或一类化学反应,图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,因此酶的作用具有专一性;分析图2可知,A表示正常情况下胰脂肪酶催化脂肪的水解;B表示板栗壳黄酮与胰脂肪酶的相应部位结合(非底物的结合位点),导致底物无法与酶结合,无法被水解;C表示板栗壳黄酮与底物脂肪竞争相同的结合位点,影响脂肪正常的水解速率。结合图1曲线可知,随着底物浓度的增加,加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率也无法达到对照组酶促反应速率,说明不是属于C类型的与底物争夺相应结合位点,否则可以通过增大底物浓度,增大底物竞争力,最终可达到对照组酶促反应速率的大小,故板栗壳黄酮的作用机理应为B,与板栗壳黄酮结合的酶无法催化脂肪的水解。
(3)①自变量是指实验过程中人为控制的变量,结合图3曲线可知,本实验的自变量有是否加入板栗壳黄酮和不同pH。②由图3可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH约为7.7,而不加入板栗壳黄酮的对照组,胰脂肪酶的最适pH约为7.4,因此,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变大。
5.答案 (1)最适pH和低温
(2)淀粉 45~55 ℃
(3)①往A试管中加入一定量的含Cd2+的溶液,往B试管中加入等量的清水(做对照),处理一段时间 ②再往A、B试管中加入等量的淀粉溶液 A试管中的蓝色明显比B试管中的深(或A试管中显现蓝色,B试管中不显现蓝色)
解析 (1)从酸碱度和温度角度考虑,实验过程中提取的消化酶可置于最适pH和低温条件(能够抑制酶的活性但不会导致酶失活)下保存。
(2)由题图可知,饲养泥鳅时为提高其产量,饲料的选择应以淀粉饲料为主;据图可知,淀粉酶的最适温度在50℃左右,故可在45~55℃范围内进一步缩小温度梯度。
(3)实验目的是验证Cd2+会使淀粉酶的活性降低,故实验的自变量为Cd2+的有无,因变量为淀粉酶的活性,根据实验设计的单一变量原则与对照原则,可设置实验如下:
①取A、B两支试管,分别加入等量的从泥鳅体内提取的淀粉酶溶液,然后往A试管中加入一定量的含Cd2+的溶液,往B试管中加入等量的清水,处理一段时间。
②再往A、B试管中加入等量的淀粉溶液,一段时间后向两支试管中滴加等量的碘液。
实验结果:由于Cd2+会使淀粉酶的活性降低,而A试管中有一定量的含Cd2+的溶液,B试管中为清水,因此A试管中淀粉的分解量较少,故加入碘液后A试管中的蓝色明显比B试管中的深(或A试管中显现蓝色,B试管中不显现蓝色)。温度/℃
氧气增加量/(cm3·g-1)
组别一
组别二
0
0.03
1.61
30
0.05
1.69
40
0.34
3.15
50
1.15
4.92
60
1.67
2.87
淀粉
胰淀
粉酶
茶花粉
提取液
5%芦
笋丁
5%维生
素C
胰淀粉酶活
性相对值
甲
+
+
-
-
-
100%
乙
+
+
+
-
-
81%
丙
+
+
+
+
-
72%
丁
+
+
+
-
+
84%
组别
1
2
3
4
5
6
温度/℃
10
25
40
55
70
85
葡萄糖
相对含量
0.170
0.849
1.122
1.271
1.383
0.450
MgSO4对储存过程中酶活性的影响
每克酶蛋白
加入MgSO4/g
0
0.31
0.61
1.19
保存8周后酶
活性损失/%
52
37
26
15
组别
使用药物
药物浓度/(g·L-1)
脂肪水解抑制率/%
1
Or
0.04
86.25
2
Or
0.02
66.20
3
Or
0.01
43.23
4
黄芩苷提取液
0.04
61.40
5
黄芩苷提取液
0.02
48.12
6
黄芩苷提取液
0.01
30.52
考点一 酶的本质、作用和特性
1.(2024·广东联考)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚和单宁氧化成红褐色是红茶茶色形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.多酚氧化酶的基本组成单位是氨基酸
B.多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同
C.多酚氧化酶提供大量活化能加快了茶多酚氧化
D.高温灭活多酚氧化酶以防过度氧化影响茶品质
2.(2024·山东联考)枇杷虽好吃,却实在娇嫩,稍微受到挤压,立刻“鼻青脸肿”,第二天整个果实都变成褐色,不仅因为它果皮薄、果实柔软,还因为果肉细胞中含有大量的多酚氧化酶(PPO)。一旦细胞破损,PPO与液泡里的酚类物质相遇,就把酚类氧化成黄褐色的醌类化合物。下列叙述正确的是( )
A.PPO提供大量活化能加速了酚类的氧化
B.过酸、过碱、高温会破坏PPO的空间结构
C.为了抑制PPO的作用,枇杷应在无氧环境中储存
D.PPO与酚类物质结合,会发生形变,且这种变化不可逆
3.植酸酶是一种胞外酶,能将植酸分解为肌醇和无机磷。真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料,可提高饲料利用率。下列叙述错误的是( )
A.植酸酶为植酸分解为肌醇和无机磷提供所需活化能
B.真菌分泌植酸酶依赖于生物膜的流动性
C.植酸酶保存时,应避免接触强酸、强碱、重金属等
D.烈日曝晒、烘烤等都可导致植酸酶活性降低或失活
4.多酶片具有糖衣与肠溶衣双层包衣,外层含胃蛋白酶,内层含胰酶、脂肪酶、淀粉酶等多种酶,可用于治疗消化不良、食欲不振等。下列叙述错误的是( )
A.多酶片咀嚼服用较整颗服用药效低
B.双层包衣可防止胃蛋白酶被胰酶催化水解
C.多酶片发挥作用的原理是降低食物水解所需的活化能
D.双层包衣和酶的分层设计,可使不同的酶在不同部位释放并发挥作用
考点二 实验:探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
5.(2024·广东梅州统考)下列关于探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用实验的叙述,错误的是( )
A.该实验可以探究淀粉酶是否具有专一性
B.淀粉和蔗糖都是非还原糖,在相应酶的催化作用下都能水解成还原糖
C.酶与底物反应时需将试管放置一定的时间,确保反应充分进行
D.向两支试管滴入等量碘液,可通过观察溶液的颜色变化判断反应是否发生
6.某兴趣小组利用含过氧化氢酶的新鲜红薯片进行实验:向两组试管中加入H2O2溶液,再向组别二的试管中加入新鲜红薯片,一段时间后,测量并统计两组试管的氧气增加量平均值。该实验在不同温度条件下的实验结果见表。下列相关分析正确的是( )
A.组别一和组别二加入的H2O2溶液的量是不同的
B.组别二在加入红薯片后再把温度调整到预设温度
C.组别一的结果说明加热能降低化学反应的活化能
D.过氧化氢酶在60 ℃时的活性比在30 ℃时的活性低
7.人体消化道中消化淀粉的酶有多种,胰淀粉酶是其中一种。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响,研究人员进行了如下表所示的实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。据表推测,下列叙述正确的是( )
A.茶花粉提取液具有促进胰淀粉酶活性的作用
B.芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果
C.维生素C可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果
D.胰淀粉酶为淀粉水解提供活化能的多少表示胰淀粉酶活性的大小
8.(2023·海南模拟)某人利用某α-淀粉酶与淀粉探究温度对酶活性的影响时,反应完全后使用某种方法检测葡萄糖含量,实验结果(部分数据)如下表所示。下列相关叙述正确的是( )
A.实验组1和6的葡萄糖相对含量较低,原因是酶的空间结构发生改变
B.整个实验有对照,但表中各组均为实验组
C.根据表中数据分析,该α-淀粉酶的最适温度在55~70 ℃
D.利用麦芽糖、淀粉和α-淀粉酶的充分反应验证酶的专一性,可用斐林试剂检测
9.在利用植物性原料制作畜禽饲料时,常添加一些酶制剂来提高饲料的营养价值,为提高饲料保存过程中酶制剂的稳定性,做了相关实验,结果如下。下列描述正确的是( )
A.保存温度、保存时间、加入MgSO4的量属于该实验的无关变量
B.由该实验可知添加的MgSO4越多,越有利于酶活性的保持
C.根据酶的作用原理推断,在饲料中加入纤维素酶,不可使饲料中的能量更多地流向畜禽
D.实验开始前,应先测定酶的初始活性
关键能力提升练
1.(2024·江苏扬州联考)图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图,为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶(PPO)活性大小,某同学设计了实验并检测各组酚的剩余量,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
图1
图2
A.由图1模型推测,可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B.非竞争性抑制剂与高温抑制酶活性的机理相同,都与酶的空间结构改变有关
C.图2实验的自变量是温度,而PPO的初始量、pH等属于无关变量
D.探究酶B的最适温度时,应在40~50 ℃间设置多个温度梯度进行实验
2.食物中的脂肪可被消化道中的胰脂肪酶水解。Or是市售胰脂肪酶抑制剂类药物,但它有一些不良药物反应。我国科研工作者从中药中提取黄芩苷作为替换Or的候选药物进行实验,结果如下表所示。下列有关叙述正确的是( )
A.本实验的对照组是第1组,其余组别均为实验组
B.在一定范围内,黄芩苷抑制胰脂肪酶活性的效果与其浓度呈正相关
C.相较于药物Or,黄芩苷的优点是不会产生不良药物反应,可随意使用
D.黄芩苷降低了胰脂肪酶活性,使其不能为脂肪水解提供能量
3.鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解转化成肌苷酸,能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)的作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。某兴趣小组探究影响鱼类鲜味下降的结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
图a pH对ACP活性的影响
图b 温度对ACP活性的影响
A.本实验的自变量为pH和温度,因变量是ACP的相对活性
B.不同鱼ACP的最适温度和pH不同,直接原因在于不同鱼体内的ACP基因不同
C.放置相同时间,草鱼在pH约5.0、温度约60 ℃条件下ACP相对活性最高
D.pH低于4.2,温度超过55 ℃,对鳝鱼ACP活性影响的机理不同
4.胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了下列实验:在酶量一定且环境适宜的条件下,检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响,结果如下图1所示。请回答下列问题。
图1
图2
图3
(1)由图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 (填“促进”或“抑制”)作用。
(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,因此酶的作用具有 性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为 (填“B”或“C”)。
(3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图3所示。
①本实验的自变量有 。(需答出两点)
②由图3可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变 。
5.(2024·广东联考开学考试)泥鳅肉质细嫩,肉味鲜美,素有“水中人参”之称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶活力(酶催化化学反应的效率)的影响,以指导泥鳅的培养温度和投放的饲料类型,实验结果如图所示。请回答下列问题。
(1)从酸碱度和温度角度考虑,实验过程中提取的消化酶可置于 条件下保存。
(2)分析上述实验结果可知,饲养泥鳅时为提高其产量,可以多投放 (填“蛋白”“淀粉”或“脂肪”)类饲料;若要进一步探究泥鳅肠道淀粉酶的最适温度,需要在 (填温度)范围内进一步缩小温度梯度。
(3)泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉的污染,重金属镉会降低泥鳅体内各种消化酶的活性,从而影响泥鳅的生长繁殖。请你以淀粉酶为例,设计实验来验证Cd2+会使淀粉酶的活性降低。
实验材料:淀粉、泥鳅体内提取的淀粉酶溶液、含Cd2+的溶液、碘液、清水。
实验步骤:
①取A、B两支试管分别加入等量的从泥鳅体内提取的淀粉酶溶液,然后 。
② ,一段时间后向两支试管中滴加等量的碘液。
实验结果: 。
答案：
必备知识基础练
1.C 解析 多酚氧化酶的本质是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,A项正确;红茶制作时揉捻能破坏细胞结构,使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触,说明多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同,B项正确;多酚氧化酶的作用机理是降低化学反应的活化能,并不提供能量,C项错误;高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活,以防过度氧化影响茶品质,D项正确。
2.B 解析 酶降低化学反应活化能,酶不能提供活化能,A项错误;绝大多数酶的化学本质是蛋白质,过酸、过碱、高温会破坏多酚氧化酶的空间结构,B项正确;无氧环境不能抑制PPO,反而会使枇杷细胞发生无氧呼吸产生酒精,导致枇杷腐烂,C项错误;酶与底物结合后形状会发生改变,但在反应完后又会恢复原状,D项错误。
3.A 解析 植酸酶能降低植酸分解为肌醇和无机磷的活化能,A项错误;真菌分泌植酸酶的方式为胞吐,依赖于生物膜的流动性,B项正确;酶的化学本质为蛋白质或RNA,强酸、强碱、重金属等会使植酸酶的空间结构发生改变而失活,C项正确;烈日曝晒、烘烤等会使植酸酶的空间结构发生改变,导致植酸酶活性降低或失活,D项正确。
4.B 解析 包衣可以保护多酶片内的酶不被破坏,胃蛋白酶在胃中起作用,胰酶、脂肪酶、淀粉酶等在小肠中起作用,双层包衣和酶的分层设计,以便不同的酶在不同部位释放并发挥作用,而咀嚼服用可能会影响酶的活性,A、D两项正确;双层包衣有利于不同的酶在相应的场所起作用,胃蛋白酶在胃中起作用,而胰酶在小肠起作用,B项错误;多酶片中的酶具有催化作用,其催化作用的原理是降低食物水解所需的活化能,C项正确。
5.D 解析 淀粉酶只作用于淀粉,催化淀粉的水解,无法催化蔗糖的水解,因此该实验可以探究淀粉酶是否具有专一性,A项正确;淀粉水解的产物是麦芽糖,麦芽糖属于还原糖,蔗糖水解的产物是果糖和葡萄糖,果糖和葡萄糖是还原糖,B项正确;酶与底物反应需要一定的时间,因此需将试管放置一定的时间,确保反应充分进行,C项正确;由于碘液遇蔗糖溶液无颜色变化,所以不能通过加入碘液后观察溶液的颜色变化判断反应是否发生,D项错误。
6.D 解析 本实验中,H2O2溶液的量是无关变量,实验中应保证无关变量相同且适宜,组别一和组别二加入的H2O2溶液的量是相同的,A项错误;为了保证实验结果是在预设温度下的结果,应先调整到预设温度再加入红薯片,B项错误;加热不能降低化学反应的活化能,可为反应提供能量,C项错误;60℃时组别二比组别一氧气增加量多1.2cm3/g,30℃时组别二比组别一氧气增加量多1.64cm3/g,说明过氧化氢酶在60℃时的活性比在30℃时的活性低,D项正确。
7.B 解析 甲、乙两组的自变量为是否含有茶花粉提取液,比较两组结果可知,茶花粉提取液具有抑制胰淀粉酶活性的作用,A项错误;比较乙、丙两组结果可知,芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果,即抑制效果更强,B项正确;比较乙、丁两组结果可知,维生素C可能弱化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果,C项错误;酶的作用是降低化学反应的活化能,胰淀粉酶不能提供活化能,D项错误。
8.B 解析 α-淀粉酶的化学本质是蛋白质,实验组1的低温不会使酶的空间结构发生改变,A项错误;该实验不同组别之间形成对照,都是实验组,属于相互对照(对比实验),B项正确;酶在最适温度时活性最高,低于或高于最适温度其活性都降低,结合表格可知,在实验温度范围内,70℃时葡萄糖的相对含量最高,故该α-淀粉酶的最适温度在55~85℃,C项错误;淀粉水解的产物有麦芽糖,因此不能用斐林试剂检测,D项错误。
9.D 解析 本实验探究的是MgSO4对储存过程中酶活性的影响,则保存温度、保存时间、酶的种类均属于该实验的无关变量,加入MgSO4的量属于自变量,A项错误;据表中数据可知,实验浓度范围内,MgSO4浓度越高酶活性损失越少,但没有更高浓度的实验数据,不能确定添加的MgSO4越多,越有利于酶活性的保持,B项错误;在饲料中加入纤维素酶,纤维素被分解,动物可更好地吸收,使饲料中的能量更多地流向畜禽,C项错误;为了得到准确的结果应该在实验开始前测定酶的初始活性,与实验开始后的数据对比,形成自身前后对照,D项正确。
关键能力提升练
1.B 解析 图1所示,非竞争性抑制剂与酶结合后,底物无法与酶再结合,不能通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制,A项错误;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,从而使酶的活性部位结构发生变化而丧失功能,其机理与高温对酶活性抑制的机理相似,B项正确;据题意可知,该实验的自变量是温度、酶的种类,而 PPO 的初始量、 pH 等属于无关变量,C项错误;根据图2结果可知,只研究了20~50℃范围内的酶活性,在40℃时酶活性较高,故若要探究酶B的最适温度时,应在30~50℃间设置多个温度梯度进行实验,D项错误。
2.B 解析 本实验中的各组均为实验组,各组之间相互对照,A项错误;由表格可知,在实验浓度范围内,随黄芩苷提取液浓度的增大,脂肪水解抑制率逐渐增大,即在一定范围内,黄芩苷抑制胰脂肪酶活性的效果与其浓度呈正相关,B项正确;根据题意“Or是市售胰脂肪酶抑制剂类药物,但它有一些不良药物反应”,黄芩苷虽然是提取自传统的中草药,但其机理同Or类似,也可能会产生不良的药物反应,不可以随意使用,C项错误;由表格可知,黄芩苷降低了胰脂肪酶活性,但酶是通过降低化学反应的活化能来催化反应快速进行的,故胰脂肪酶不能为脂肪的水解提供能量,D项错误。
3.C 解析 由图示曲线可知,本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性,A项错误;不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于不同鱼体内的ACP基因不同,直接原因在于不同鱼体内的ACP结构不同,B项错误;由图可知,放置相同时间,草鱼在pH约5.0、温度约60℃条件下酸性磷酸酶(ACP)相对活性最高,C项正确;pH低于4.2与温度超过55℃,鳝鱼ACP都会因为空间结构的改变失去活性,影响机理是相同的,D项错误。
4.答案 (1)抑制
(2)专一 B
(3)是否加入板栗壳黄酮和不同pH 大
解析 (1)分析图1可知,对照组(不加板栗壳黄酮)的反应速率高于加入板栗壳黄酮组,酶活力的大小或活性的高低,可以用在一定条件下,催化某种化学反应的转化速率来表示,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。
(2)酶具有专一性,可以催化一种或一类化学反应,图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,因此酶的作用具有专一性;分析图2可知,A表示正常情况下胰脂肪酶催化脂肪的水解;B表示板栗壳黄酮与胰脂肪酶的相应部位结合(非底物的结合位点),导致底物无法与酶结合,无法被水解;C表示板栗壳黄酮与底物脂肪竞争相同的结合位点,影响脂肪正常的水解速率。结合图1曲线可知,随着底物浓度的增加,加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率也无法达到对照组酶促反应速率,说明不是属于C类型的与底物争夺相应结合位点,否则可以通过增大底物浓度,增大底物竞争力,最终可达到对照组酶促反应速率的大小,故板栗壳黄酮的作用机理应为B,与板栗壳黄酮结合的酶无法催化脂肪的水解。
(3)①自变量是指实验过程中人为控制的变量,结合图3曲线可知,本实验的自变量有是否加入板栗壳黄酮和不同pH。②由图3可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH约为7.7,而不加入板栗壳黄酮的对照组,胰脂肪酶的最适pH约为7.4,因此,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变大。
5.答案 (1)最适pH和低温
(2)淀粉 45~55 ℃
(3)①往A试管中加入一定量的含Cd2+的溶液,往B试管中加入等量的清水(做对照),处理一段时间 ②再往A、B试管中加入等量的淀粉溶液 A试管中的蓝色明显比B试管中的深(或A试管中显现蓝色,B试管中不显现蓝色)
解析 (1)从酸碱度和温度角度考虑,实验过程中提取的消化酶可置于最适pH和低温条件(能够抑制酶的活性但不会导致酶失活)下保存。
(2)由题图可知,饲养泥鳅时为提高其产量,饲料的选择应以淀粉饲料为主;据图可知,淀粉酶的最适温度在50℃左右,故可在45~55℃范围内进一步缩小温度梯度。
(3)实验目的是验证Cd2+会使淀粉酶的活性降低,故实验的自变量为Cd2+的有无,因变量为淀粉酶的活性,根据实验设计的单一变量原则与对照原则,可设置实验如下:
①取A、B两支试管,分别加入等量的从泥鳅体内提取的淀粉酶溶液,然后往A试管中加入一定量的含Cd2+的溶液,往B试管中加入等量的清水,处理一段时间。
②再往A、B试管中加入等量的淀粉溶液,一段时间后向两支试管中滴加等量的碘液。
实验结果:由于Cd2+会使淀粉酶的活性降低,而A试管中有一定量的含Cd2+的溶液,B试管中为清水,因此A试管中淀粉的分解量较少,故加入碘液后A试管中的蓝色明显比B试管中的深(或A试管中显现蓝色,B试管中不显现蓝色)。温度/℃
氧气增加量/(cm3·g-1)
组别一
组别二
0
0.03
1.61
30
0.05
1.69
40
0.34
3.15
50
1.15
4.92
60
1.67
2.87
淀粉
胰淀
粉酶
茶花粉
提取液
5%芦
笋丁
5%维生
素C
胰淀粉酶活
性相对值
甲
+
+
-
-
-
100%
乙
+
+
+
-
-
81%
丙
+
+
+
+
-
72%
丁
+
+
+
-
+
84%
组别
1
2
3
4
5
6
温度/℃
10
25
40
55
70
85
葡萄糖
相对含量
0.170
0.849
1.122
1.271
1.383
0.450
MgSO4对储存过程中酶活性的影响
每克酶蛋白
加入MgSO4/g
0
0.31
0.61
1.19
保存8周后酶
活性损失/%
52
37
26
15
组别
使用药物
药物浓度/(g·L-1)
脂肪水解抑制率/%
1
Or
0.04
86.25
2
Or
0.02
66.20
3
Or
0.01
43.23
4
黄芩苷提取液
0.04
61.40
5
黄芩苷提取液
0.02
48.12
6
黄芩苷提取液
0.01
30.52
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