（新課改省份專用）2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 課下達標(biāo)檢測（八）降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（含解析）.doc

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課下達標(biāo)檢測（八） 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 一、選擇題 1．(2018浙江11月選考單科卷)酶是生物催化劑，其作用受pH等因素的影響。下列敘述錯誤的是(　　) A．酶分子有一定的形狀，其形狀與底物的結(jié)合無關(guān) B．絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，其作用的強弱可用酶活性表示 C．麥芽糖酶能催化麥芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解 D．將胃蛋白酶加入到pH＝10的溶液中，其空間結(jié)構(gòu)會改變 解析：選A　酶具有一定可變的幾何形狀，酶的活性部位與底物結(jié)合時形狀發(fā)生改變發(fā)揮催化作用，作用完成后恢復(fù)原狀，其形狀與底物的結(jié)合有關(guān)；酶的本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，其催化作用的強弱可以用酶活性來表示；酶具有專一性，麥芽糖酶可以催化麥芽糖水解，不能催化蔗糖水解；酶在過酸或過堿的溶液中會發(fā)生變性失活，胃蛋白酶的最適pH為1.8左右，加入到pH＝10的溶液中會使酶變性，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。 2．(2019濟南模擬)適當(dāng)提高溫度、加FeCl3和過氧化氫酶都可以加快過氧化氫的分解。下列各項分組中，加快過氧化氫的分解所遵循的原理相同的是(　　) A．提高溫度、加FeCl3 B．提高溫度、加過氧化氫酶 C．加FeCl3和過氧化氫酶 D．提高溫度、加FeCl3和過氧化氫酶 解析：選C　升高溫度加快過氧化氫的分解的原理是給反應(yīng)物提供能量；加FeCl3和過氧化氫酶加快過氧化氫的分解的原理是降低反應(yīng)的活化能。 3.如圖表示某反應(yīng)進行時，有酶參與和無酶參與的能量變化，則下列敘述正確的是(　　) A．此反應(yīng)為放能反應(yīng) B．曲線Ⅰ表示有酶參與 C．E2為反應(yīng)前后能量的變化 D．酶參與反應(yīng)時，所降低的活化能為E4 解析：選D　曲線Ⅱ是有酶催化條件下的能量變化，其降低的活化能為E4，反應(yīng)前后能量的變化應(yīng)為E3，反應(yīng)產(chǎn)物乙物質(zhì)的能量值比反應(yīng)物甲物質(zhì)的高，則該反應(yīng)為吸能反應(yīng)。 4．下圖是酶催化特性的“酶－底物復(fù)合反應(yīng)”模型，圖中數(shù)字表示反應(yīng)過程，字母表示相關(guān)物質(zhì)。則下列各選項對此圖意的解釋正確的是(　　) A．X是酶，過程①表示縮合反應(yīng) B．Y可表示酶，過程②體現(xiàn)酶的多樣性 C．復(fù)合物Z是酶發(fā)揮高效性的關(guān)鍵 D．①、②可以表示葡萄糖水解過程 解析：選C　據(jù)圖分析，X在化學(xué)反應(yīng)前后不變，說明X是酶；Y在酶的作用下生成F和G，說明該反應(yīng)是分解反應(yīng)。根據(jù)以上分析可知，Y不是酶，過程②體現(xiàn)了酶具有催化作用。圖中的復(fù)合物Z是酶與反應(yīng)物的結(jié)合體，是酶發(fā)揮高效性的關(guān)鍵。葡萄糖是單糖，是不能水解的糖。 5．某同學(xué)進行了下列有關(guān)酶的實驗： 甲組：淀粉溶液＋新鮮唾液→加入斐林試劑→出現(xiàn)磚紅色沉淀 乙組：蔗糖溶液＋新鮮唾液→加入斐林試劑→不出現(xiàn)磚紅色沉淀 丙組：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林試劑→？ 下列敘述正確的是(　　) A．丙組的實驗結(jié)果是“不出現(xiàn)磚紅色沉淀” B．三組實驗都應(yīng)該在37 ℃條件下進行 C．該同學(xué)的實驗?zāi)康氖球炞C酶的專一性 D．可用碘液代替斐林試劑進行檢測 解析：選C　因為蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖，有還原性，加入斐林試劑出現(xiàn)磚紅色沉淀；加入斐林試劑必須水浴加熱至50～65 ℃；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，故該實驗?zāi)茯炞C酶的專一性；如用碘液代替斐林試劑，則三個組都不會出現(xiàn)藍色，無法檢測。 6．某實驗室研制出一種X酶，為測出X酶的最適溫度，有人設(shè)置了a、25 ℃、b(已知：a低于25 ℃和b，b高于25 ℃)三種溫度進行實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此三種溫度下的X酶活性無顯著差異。據(jù)此可推測X酶的最適溫度(　　) A．一定在25 ℃左右 B．一定在a～25 ℃之間 C．一定在25 ℃～b之間 D．低于a或高于b或在a～b之間都有可能 解析：選D　由于只設(shè)置了3組溫度對照，溫度梯度過大或過小都會導(dǎo)致三種溫度下X酶的活性無顯著差異，因此不能確定具體的最適溫度。 7.如圖表示不同pH對某種酶活性的影響。下列分析正確的是(　　) A．據(jù)圖分析，儲存該酶的最適pH為4 B．據(jù)圖分析，t時刻各組酶促反應(yīng)速率達到最大值 C．a(chǎn)條件下，增加底物濃度，反應(yīng)速率增大但酶活性不變 D．b條件下，提高反應(yīng)體系溫度，反應(yīng)速率增大 解析：選C　據(jù)圖分析，pH為4條件下，酶活性最低，因此儲存該酶的最適pH不為4，應(yīng)該為該酶的最適pH；據(jù)圖分析，t時刻，各組產(chǎn)物濃度均達到最大，此時底物已經(jīng)被消耗完，反應(yīng)速率為0；a條件下，限制酶促反應(yīng)速率的因素可能有底物濃度、酶濃度、溫度、pH等，此時增加底物濃度，反應(yīng)速率增大；b條件下，底物已經(jīng)被分解完，此時提高反應(yīng)體系溫度，反應(yīng)速率依舊為0。 8．(2019日照模擬)如圖表示酶X的活性與溫度的關(guān)系示意圖，下列有關(guān)分析錯誤的是(　　) A．在實際生產(chǎn)中，酶X制劑幾乎在所有的季節(jié)都能使用 B．測定酶X的活性時，實驗對pH、底物量和酶量沒有要求 C．酶X的化學(xué)本質(zhì)是有機物，具有高效性和專一性 D．在20～40 ℃范圍內(nèi)設(shè)置更小的溫度梯度，可進一步探究酶X的最適溫度 解析：選B　分析題圖，酶X適用的溫度范圍較大，在實際生產(chǎn)中，酶X制劑幾乎在所有的季節(jié)都能使用；測定酶X的活性時，實驗對pH、底物量和酶量有要求，無關(guān)變量要嚴格保持一致且適宜；酶X的化學(xué)本質(zhì)是有機物(蛋白質(zhì)或RNA)，具有高效性和專一性；在20～40 ℃范圍內(nèi)設(shè)置更小的溫度梯度，可進一步探究酶X的最適溫度。 9．(2018嘉興模擬)為了驗證酶的高效性及發(fā)揮作用需要溫和的條件，某實驗小組設(shè)計了如下的實驗方案，其中FeCl3溶液能催化H2O2分解而釋放O2。下列敘述錯誤的是(　　) 試管編號 加入材料 氣泡 1 5 mL 3%H2O2 0.5 mL蒸餾水 2 5 mL 3%H2O2 0.5 mL新鮮豬肝勻漿 3 5 mL 3%H2O2 0.5 mL 3.5%FeCl3溶液 4 5 mL 3%H2O2 0.5 mL 100 ℃處理過的豬肝勻漿 A.新鮮豬肝勻漿含有過氧化氫酶是實驗原理之一 B．2號與4號試管在相同的溫度條件下進行實驗 C．2號試管在初期產(chǎn)生氣泡最多實驗?zāi)康牟拍苓_到 D．1、2和3號試管間的比較也可驗證酶的專一性 解析：選D　驗證酶的專一性的實驗應(yīng)是相同底物，不同種酶，而FeCl3屬于無機催化劑。 10.如圖為酶促反應(yīng)相關(guān)曲線圖，Km表示酶促反應(yīng)速率為1/2vmax時的底物濃度。競爭性抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，可與底物競爭性結(jié)合酶的活性部位；非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位發(fā)生不可逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能喪失。下列分析錯誤的是(　　) A．Km越大，酶與底物親和力越高 B．加入競爭性抑制劑，Km增大 C．加入非競爭性抑制劑，vmax降低 D．非競爭性抑制劑破壞酶的空間結(jié)構(gòu) 解析：選A　根據(jù)題干信息可知，Km越大，代表酶促反應(yīng)速率達到1/2vmax時所需要的底物濃度越大，即酶促反應(yīng)需要高濃度的底物才能正常進行，從而說明底物與酶的親和力越低；當(dāng)反應(yīng)環(huán)境中存在競爭性抑制劑時，需要增加底物的濃度才能保證反應(yīng)的正常進行，即Km會增大；由“非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位發(fā)生不可逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能喪失”可知，若反應(yīng)環(huán)境中增加了非競爭性抑制劑，則會導(dǎo)致部分酶的活性部位空間結(jié)構(gòu)改變、功能喪失，進而導(dǎo)致vmax降低。 二、非選擇題 11．研究者用磷酸化酶(混合酶，可將淀粉水解成單糖)、單糖、淀粉和不同pH緩沖液組成不同反應(yīng)體系，并測定了各反應(yīng)體系中淀粉含量的變化(實驗中pH對淀粉含量沒有直接影響)，結(jié)果見下表。隨后，研究者測定了水稻開花后至籽粒成熟期間，水稻籽粒中淀粉含量和磷酸化酶相對活性的變化，結(jié)果如下圖，回答下列問題： 不同反應(yīng)體系中淀粉含量的變化 pH 淀粉含量(mg/mL) 作用前 作用后 5.7 0.846 0.612 6.0 0.846 0.801 6.6 0.846 1.157 6.9 0.846 1.121 7.4 0.846 0.918 (1)分析表格中淀粉含量的變化情況，推測磷酸化酶的具體功能包括______________________。 (2)結(jié)合圖、表分析，開花后10～20天內(nèi)，水稻籽粒細胞中pH可能在________(填“5.7”“6.0”或“6.6”)附近，此時間段內(nèi)，水稻籽粒中磷酸化酶相對活性與淀粉含量變化的關(guān)系是______________________________________________________________________。 (3)若要檢測實驗中酶促反應(yīng)速率，可通過檢測底物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率來判定，從操作簡便的角度分析，最好選擇__________(試劑)檢測；題中的淀粉屬于________(填“底物”“產(chǎn)物”或“底物和產(chǎn)物”)；若反應(yīng)在適宜的溫度、pH等條件下進行，則影響酶促反應(yīng)速率的因素還有______________________________(至少寫出2點)。 解析：(1)題中表格呈現(xiàn)了實驗結(jié)果，從表中數(shù)據(jù)比較分析可知，本實驗的自變量是pH，因變量是淀粉含量的變化，當(dāng)pH為5.7和6.0時，反應(yīng)體系中淀粉的含量減少，說明反應(yīng)體系中部分淀粉在磷酸化酶作用下分解了；當(dāng)pH為6.6、6.9和7.4時，反應(yīng)體系中淀粉的含量增加，說明反應(yīng)體系中在磷酸化酶作用下有淀粉合成。由此可推測磷酸化酶(混合酶)在這個反應(yīng)體系中在不同pH條件下，既可以催化淀粉分解，也可以催化單糖合成淀粉。(2)結(jié)合圖表分析，開花后10～20天內(nèi)磷酸化酶的活性高，淀粉積累的速度最快，所以水稻籽粒細胞中pH可能在6.6；從圖中曲線分析，可知前段磷酸化酶相對活性增高，淀粉含量積累加快，后段磷酸化酶相對活性下降，淀粉含量積累減緩。(3)題中涉及的酶促反應(yīng)為淀粉水解和合成，淀粉水解形成的單糖是葡萄糖(還原糖)，可選擇碘液或斐林試劑來檢測，但斐林試劑使用中需進行水浴加熱，故碘液是最佳選擇；由第(1)小題分析可知，淀粉既屬于底物，又屬于產(chǎn)物；影響酶促反應(yīng)速率的因素有酶的活性、底物濃度、酶的濃度等。 答案：(1)催化淀粉的分解與合成　(2)6.6　前段磷酸化酶相對活性增高，淀粉含量積累加快，后段磷酸化酶相對活性下降，淀粉含量積累減緩(可合并回答) 　(3)碘液　底物和產(chǎn)物　底物濃度、酶的濃度、酶的活性等(答出2點即可) 12.(2019泰安三模)如圖是某種淀粉酶催化淀粉水解的反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系曲線，回答下列問題： (1)圖中b、c兩點中通過改變溫度條件可明顯提高反應(yīng)速率的是________，原因是_______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)某同學(xué)為驗證溫度對該酶活性的影響，設(shè)計了如下實驗： 操作步驟 操作方法 試管A 試管B 試管C 1 淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 溫度處理(℃) 37 100 0 3 淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 4 碘液 2滴 2滴 2滴 5 現(xiàn)象 X 變藍 變藍 ①該實驗的自變量是________。若反應(yīng)時間相對充分，請寫出表格中X表示的內(nèi)容：________。操作步驟4______(填“可以”或“不可以”)用斐林試劑代替碘液，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②能不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響原因？________。原因是______________________________________________。 ③若需判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，從實驗的科學(xué)角度分析，最好檢測：________。 解析：(1)分析曲線，c點屬于低溫，b點是高溫，所以通過改變溫度條件可明顯提高反應(yīng)速率的為c點，原因是低溫雖然抑制酶活性，但低溫對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，對酶活性的影響是不可逆的。(2)①分析表格可看出，溫度是自變量，變色情況是因變量；X是37 ℃時的變色情況，在此溫度淀粉酶活性強，將淀粉水解，加碘液不變藍；不能用斐林試劑代替碘液，因為用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65 ℃，對實驗有影響。②也不能用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響，原因是溫度對H2O2分解的速度有影響，同樣會對實驗結(jié)果造成干擾。③判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，最好檢測生成物情況，若檢驗反應(yīng)物有可能反應(yīng)物在較長時間都存在，不易判斷。 答案：(1)c　低溫抑制酶活性，低溫對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，高溫對酶活性的影響是不可逆的 (2)①溫度　不變藍　不可以　用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65 ℃，改變了實驗的自變量，對實驗結(jié)果有干擾?、诓荒堋囟葘2O2分解的速度有影響，會對實驗結(jié)果造成干擾　③生成物 13．絲狀溫度敏感蛋白(FtsZ)是細菌中一種含量豐富且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，幾乎存在于包括結(jié)核桿菌的所有病原細菌中。FtsZ也是一種GTP酶，有一個GTP(三磷酸鳥苷)的結(jié)合位點，在GTP存在的條件下，可以在分裂細菌中間部位聚集成Z環(huán)，Z環(huán)不斷收縮，引導(dǎo)細菌的細胞分裂。尋找靶向FtsZ的抑制劑，可有效抑制細菌的細胞分裂。為建立靶向FtsZ的新型抗菌藥篩選模型，科研人員對大腸桿菌表達的FtsZ蛋白進行了相關(guān)研究。 (1)人類病原微生物耐藥性的提高，嚴重影響傳染性疾病治療的成功幾率。FtsZ抑制劑與以往的抗菌藥相比不易形成耐藥性，原因是FtsZ蛋白____________________。 (2)下圖1表示利用熒光散射法測定FtsZ蛋白在體外的聚集程度。當(dāng)加入________時，F(xiàn)tsZ蛋白迅速聚集，由此可見，F(xiàn)tsZ在體外依然具備________功能。實驗選取BSA作為對照，原因是____________________________。 (3)下面兩組實驗研究溫度對FtsZ酶活性的影響。 實驗一：將FtsZ蛋白分別置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃條件下，同時加入等量GTP混勻反應(yīng)30 min，測定酶的活性，結(jié)果見圖2。 實驗二：將FtsZ蛋白分別置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃條件下保溫2 h，然后加入等量GTP混勻，置于37 ℃反應(yīng)30 min，測定酶的活性，結(jié)果見圖3。 　 ①37 ℃不一定是FtsZ酶的最適溫度，請你設(shè)計實驗確定其最適溫度，實驗思路是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②實驗一、實驗二處理的區(qū)別是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③實驗二的目的是_______________________________________________________ __________________。 ④當(dāng)溫度高于45 ℃時，酶的活性迅速喪失，原因是____________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)據(jù)題意“絲狀溫度敏感蛋白(FtsZ)是細菌中一種含量豐富且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蛋白質(zhì)”可知，F(xiàn)tsZ結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此FtsZ抑制劑與以往的抗菌藥相比不易形成耐藥性。(2)據(jù)圖可知，在4 min后加入了GTP，F(xiàn)tsZ蛋白迅速聚集，說明FtsZ在體外依然具備催化功能。據(jù)圖可知，加入GTP后，BSA聚集程度與加入前相比，都是50左右，說明BSA不會在GTP的誘導(dǎo)下發(fā)生聚合反應(yīng)，因此選取BSA作為對照。(3)①據(jù)圖2可知，37 ℃時FtsZ酶活性最高，但此溫度不一定是FtsZ酶的最適溫度，其最適溫度在37 ℃左右，因此設(shè)計FtsZ酶的最適溫度的實驗思路是在30～45 ℃溫度范圍內(nèi)設(shè)置較小的溫度梯度，重復(fù)實驗一，酶活性最高時對應(yīng)的溫度是最適溫度。②據(jù)實驗一及實驗二的內(nèi)容可知，實驗一、實驗二處理的區(qū)別是實驗一先混勻再在不同溫度下反應(yīng)；實驗二先保溫再加GTP。③實驗二的目的是測定酶具有催化活性的溫度范圍。④酶的活性受到溫度的影響，高溫會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致酶失去活性，因此當(dāng)溫度高于45 ℃時，酶的活性迅速喪失。 答案：(1)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定　(2)GTP　催化　BAS不會在GTP的誘導(dǎo)下發(fā)生聚合反應(yīng)　(3)在30～45 ℃溫度范圍內(nèi)設(shè)置較小的溫度梯度，重復(fù)實驗一，酶活性最高時對應(yīng)的溫度是最適溫度　實驗一是先混勻再在不同溫度下反應(yīng)；實驗二是先保溫再加GTP　測定酶具有催化活性的溫度范圍　溫度過高使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶失活