一、选择题
1.下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.酶具有催化作用,都能与双缩脲试剂反应呈紫色
B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关
C.酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存
D.可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响
2.右图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与的能量变化。下列叙述正确的是( )
A.此反应为放能反应
B.曲线Ⅰ表示有酶参与
C.E1为反应前后能量的变化
D.酶参与反应时,所降低的活化能为E4
3.pH对两种酶作用的影响如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.酶通常在一定pH范围内起作用,在某一pH下作用最强
B.不同酶发挥作用的pH范围宽度相同
C.在各自的最适pH条件下,不同酶的催化效率不同
D.在一种酶的最适pH条件下,另一种酶可能失活
4.有关淀粉和淀粉酶的实验,下列叙述合理的是( )
A.淀粉酶能否催化淀粉水解,可用碘液检验,也可以用斐林试剂检验
B.口腔中的唾液淀粉酶经过食道、胃进入小肠后可以继续水解淀粉
C.将淀粉溶液和淀粉酶溶液混合后置于不同温度下水浴可探究温度对酶活性的影响
D.若利用淀粉、蔗糖和淀粉酶证明酶的专一性,则可以用碘液检验
5.20世纪60年代,开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。下图为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉分解作用的实验结果。下列说法错误的是( )
A.应先将各组试管中溶液的pH分别调到设定数值后再混合
B.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
C.pH为13的试管调到pH为7后淀粉含量基本不变
D.淀粉酶通过降低淀粉水解反应的活化能起到催化作用
6.在最适温度和最适pH条件下,用人胃蛋白酶溶液与一定量的稀释鸡蛋清溶液混合,测得生成物量与反应时间的关系如下图中曲线a所示。下列说法正确的是( )
A.70min后,曲线a中生成物量不再增加的原因是酶的数量有限
B.探究胃蛋白酶的最适pH时应设置过酸、过碱和中性三组实验
C.将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验,结果与曲线b一致
D.形成曲线b的原因可能是将反应温度变为25℃,其他条件不变
7.在过氧化氢酶催化下,H2O2分解释放的O2与愈创木酚反应生成茶褐色产物;O2产生越多,溶液颜色越深。为探究pH对过氧化氢酶活性的影响,某研究小组运用比色法,测定了5min内茶褐色产物相对值的变化,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验结果说明过氧化氢酶的最适pH是6
B.依据0~1min的曲线斜率,能比较不同pH条件下的酶活性
C.pH为5~8的缓冲液处理组,反应完全结束时的产物相对值不同
D.在pH为3的缓冲液中过氧化氢酶因肽键结构被破坏而失活
8.为探究影响酶活性的因素,某同学设计了一个实验方案,如下表所示。
下列相关分析合理的是( )
A.实验目的是探究温度对酶活性的影响
B.1号试管设置正确合理,为空白对照组
C.3号试管的实验条件是37℃水浴,pH为8~9
D.鸡蛋清溶液和酶液应在混合均匀后再进行水浴
9.已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质,蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质)探究有关性质。下列分析错误的是( )
A.该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响
B.该实验有多组对照,如1号和3号试管,2号和4号试管
C.为了遵循等量原则,实验过程中,1号、2号试管中加入的蒸馏水的体积相同
D.①处预期的颜色变化为蓝色,②处不会发生颜色变化
10.下列有关酶特性的实验设计,最科学、严谨的是( )
11.将等量的α-淀粉酶(70℃条件下活性不受影响,℃高温下失活)、β-淀粉酶(70℃条件下处理15min即失活)与适量的蒸馏水混合,均分为甲、乙、丙三组后,分别按下表所示步骤进行实验。下列说法正确的是( )
A.上述两种酶存在差异的根本原因是氨基酸与肽链的空间结构不同
B.丙组按步骤一处理后冷却至70℃,其中α-淀粉酶有活性
C.a与b的差值可体现出α-淀粉酶的活性
D.(a-b)与(b-c)的大小可用于比较两种酶在25℃条件下的活性
二、非选择题
12.解读下面与酶有关的曲线模型,回答下列问题。
甲
乙
丙
(1)酶的作用机理可以用图甲中 段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化,则B点在纵轴上将 (填“上移”或“下移”)。
(2)图乙中min时,生成物的量不再增加的原因是 。
(3)联系所学内容,分析图丙曲线。
①对于曲线a,若x轴表示pH,则曲线上B点的生物学意义是 。
②对于曲线b,若x轴表示反应物浓度,则y轴可表示 。曲线b后来不再增加的原因是 。
(4)若该酶是胃蛋白酶,则其作用的底物是 。若胃蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH由10逐渐降低到1.5,则酶催化反应的速率将 ,原因是 。
13.酶的抑制剂能降低酶的活性,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,对实验结果进行分析并绘图,如下图所示。请回答下列问题。
(1)该实验的自变量是 ,实验中应对无关变量进行控制,该实验的无关变量有 (答出2点即可)。
(2)据图分析,随着底物浓度的升高,抑制剂 的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析,推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因是 。
(3)某同学认为该实验小组的实验过程如下:
a.将某消化酶溶液等分为①②③三组,将每组等分为若干份;
b.在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合;
c.在①中加入一定量的蒸馏水,②中加入等量的抑制剂Ⅰ,③中加入等量的抑制剂Ⅱ;
d.定时取样检测各反应中底物的量或产物的量,记录实验结果并绘图。
你认为该实验过程是否正确? 。如果不正确,请进行改正: 。
答案：
1.B 大多数酶是蛋白质,蛋白质能与双缩脲试剂反应呈紫色,而少数酶是RNA,RNA不能与双缩脲试剂反应呈紫色,A项错误。每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,这是细胞代谢能够有条不紊地进行的重要原因,B项正确。在最适温度和最适pH条件下,酶的活性最强,不适合长期保存,应该在低温下保存,C项错误。过氧化氢在高温条件下易分解,所以一般不选择过氧化氢作为底物来探究温度对酶活性的影响,D项错误。
2.D 反应产物的能量值比原料的高,此反应为吸能反应,A项错误。曲线Ⅱ是有酶催化条件下的能量变化,其降低的活化能为E4,B项错误,D项正确。反应前后能量的变化应为E3,C项错误。
3.B 过酸、过碱会导致酶失去活性,酶有最适pH,A项正确。由题图可知,胃蛋白酶发挥作用的pH范围宽度约为3.5,而胰蛋白酶发挥作用的pH范围宽度约为4.0,B项错误。在最适pH条件下,胃蛋白酶和胰蛋白酶催化的反应速率不同,C项正确。由题图可知,胰蛋白酶的最适pH为8,而此pH条件下胃蛋白酶已经失去活性,D项正确。
4.A 如果淀粉在淀粉酶的作用下能水解,则可以产生麦芽糖,淀粉是非还原糖,麦芽糖是还原糖,淀粉遇碘液变蓝,因此可以利用碘液检验淀粉酶能否催化淀粉水解,也可以利用斐林试剂检验,观察是否出现砖红色沉淀,从而判断淀粉酶能否催化淀粉水解,A项正确。唾液淀粉酶进入胃中已经被胃液中的胃蛋白酶分解,因此不能继续水解淀粉,B项错误。先将淀粉溶液、淀粉酶溶液分别置于不同温度条件下一段时间,再将温度相同的淀粉溶液和淀粉酶溶液混合保温一段时间,才可探究温度对酶活性的影响,C项错误。蔗糖水解前后都不与碘液反应,因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不能用碘液检验,D项错误。
5.B 本实验的目的是探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用,实验时应先将各组试管中溶液的pH分别调到设定数值后再混合,A项正确。在pH为3和9时,两支试管中的淀粉剩余量相同,但pH为3时,酶可以催化淀粉水解,酸也会促进淀粉水解,而pH为9时只有酶的催化作用,所以两种pH下酶的催化效率是不同的,即pH为3和9时酶的活性不同,B项错误。pH为13时,酶已经变性失活,因此再将pH调为7时,不能催化淀粉水解,即淀粉含量基本不变,C项正确。淀粉酶对淀粉分解反应起催化作用的原理是降低该反应的活化能,D项正确。
6.D 由题图可知,70min后,曲线a中生成物量不再增加的原因是蛋清中的蛋白质被全部水解了,A项错误。探究胃蛋白酶的最适pH时应设置等pH梯度的一系列实验组,不能只有三组实验,B项错误。由于胃蛋白酶的最适pH在1.5左右,如果将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验,胃蛋白酶已经失去活性,不能水解蛋白质,此时生成物量为0,结果与曲线b完全不同,C项错误。由题图可知,曲线a比曲线b先达到平衡,说明曲线a对应的反应速率比曲线b大,形成曲线b的原因可能是将反应温度变为25℃,即反应温度不是最适温度,此时反应速率减慢,D项正确。
7.B 实验结果不能说明过氧化氢酶的最适pH是6,只能说明pH为6时更接近最适pH,A项错误。曲线斜率可以真实地反映酶促反应速率的大小,所以依据0~1min的曲线斜率,可比较不同pH条件下的酶活性,B项正确。因加入的反应物H2O2的量为无关变量,在酶促反应中H2O2的量是一定的,所以pH为5~8的缓冲液处理组,反应结束时的产物相对值是相同的,C项错误。过酸或过碱都会使酶的空间结构遭到破坏而失活,由曲线图可知,在pH为3的缓冲液中过氧化氢酶因空间结构被破坏而失活,D项错误。
8.C 实验目的是探究温度和pH对酶活性的影响,A项错误。若1号试管为空白对照,则除鸡蛋清溶液外,还应加1mL蒸馏水,实验条件还应满足适宜的pH,B项错误。鸡蛋清溶液和酶液应先分别调到预设温度和pH后再混合均匀,D项错误。
9.D 由表格中的实验处理可知,该实验把淀粉酶和蛋白酶混合进行实验,则实验的目的之一是研究酶之间的相互影响,A项正确。根据单一变量原则,可知1号和3号试管间形成对照,2号和4号试管间形成对照,B项正确。根据等量原则,实验过程中,1号、2号试管中加入2mL蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同,防止液体体积存在差异,影响颜色的变化,C项正确。3号和4号试管中淀粉酶被蛋白酶分解,淀粉没有被水解,遇碘液变蓝;蛋白酶的化学本质是蛋白质,与双缩脲试剂反应呈紫色,D项错误。
10.D 酶的高效性是与无机催化剂相比较得出的,因此应将对照组中的蒸馏水换成FeCl3溶液,A项错误。验证酶的专一性,需要鉴定淀粉和蔗糖是否被唾液淀粉酶水解,用碘液只能检验淀粉的存在与否,而无法检验蔗糖是否发生水解,故应使用斐林试剂检验,B项错误。探究酶作用的适宜温度,应取多支试管用来加入相同的反应物,再取同样数量的试管用来加入相同的酶,置于多个一定温度梯度的水浴锅中,5min后,将相应温度下的反应物和酶混合后再在各自的温度条件下保温5min,C项错误。验证pH对酶的催化速率的影响实验中,pH为自变量,因此需要设置不同的pH梯度,D项正确。
11.D α-淀粉酶和β-淀粉酶存在差异的根本原因是决定酶的基因不同,A项错误。α-淀粉酶在℃高温下失活,而β-淀粉酶在70℃条件下处理15min即失活,因此,丙组按步骤一处理后冷却至70℃,α-淀粉酶与β-淀粉酶均无活性,B项错误。由于25℃条件下处理,两种酶均有活性,70℃水浴处理15min后β-淀粉酶失活,因此a与b的差值可体现出β-淀粉酶的活性,C项错误。70℃水浴处理15min后β-淀粉酶失活,而℃水浴处理15min后两种酶均失活,因此(b-c)的大小可体现出α-淀粉酶在25℃条件下的活性;结合对C项的分析可知,(a-b)与(b-c)的大小可用于比较两种酶在25℃下的活性,D项正确。
12.答案:(1)AB 上移 (2)底物已被完全消耗掉 (3)①在最适pH下,酶的催化效率最高 ②酶促反应速率 酶浓度的限制 (4)蛋白质 不变 胃蛋白酶的最适pH为1.5,pH为10时胃蛋白酶已经失活,即使再降低pH,酶活性也不会恢复
解析:(1)在无酶催化时,必须提供AC值的活化能,反应才能顺利进行;有酶催化时,必须提供BC值的活化能,因此降低的活化能用AB段表示。无机催化剂也能降低化学反应的活化能,只是没有酶的作用显著,因此B点上移。(2)图乙反映生成物的量随反应时间变化的曲线,当曲线达到最大值时,意味着底物被完全消耗掉。(3)图丙中,若x轴表示pH,则曲线a表示不同pH对酶活性的影响,曲线最高点表示在最适pH下酶的催化效率最高;若x轴表示反应物浓度,则曲线b表示反应物浓度对酶促反应速率的影响,当反应物浓度增大到一定值后,酶促反应速率不再增加,此时酶促反应速率受到酶浓度的制约。(4)胃蛋白酶的最适pH为1.5。pH为10时,胃蛋白酶的活性丧失,即使pH再降低到1.5,酶的活性也不会恢复。
13.答案:(1)抑制剂种类和底物浓度 温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等(答案合理即可)
(2)Ⅰ 在抑制剂的作用下,酶的活性(催化效率)降低,其降低化学反应活化能的能力下降(答案合理即可)
(3)否 步骤c应与步骤b互换,即先对酶溶液进行处理再加入底物(答案合理即可)
解析:(1)由题图可知,该实验的自变量有两个,分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。(2)由题图可知,随着底物浓度的升高,曲线②最终与曲线①重合,即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性,酶能降低化学反应的活化能。(3)若对酶处理前先将酶与底物混合,则酶会先与底物发生反应,故应先对酶进行不同的处理,然后再将处理后的酶与底物混合。