微专题8 酶的本质、特性及其相关的实验探究-【高考领航】2025年高考生物一轮复习微专题速练

第二单元　细胞的代谢 微专题8　酶的本质、特性及其相关的实验探究 1．酶对细胞代谢起着非常重要的作用。下列关于酶的叙述错误的是(　　) A．绝大多数的酶可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 B．可采用定性的方法探究得出某种酶的最适温度和最适pH C．细胞中各类化学反应有序进行，与酶在细胞中的分布有关 D．一定条件下酶催化某一化学反应的速率可表示该酶的活性 2．激酶一般是指催化高能供体分子(如ATP)上的磷酸基团转移至底物分子上的一类蛋白质，底物分子通过磷酸基团的转移获得能量而被激活，所以很多激酶需要从ATP中转移磷酸基团。最大的激酶族群是蛋白激酶，蛋白激酶作用于特定的蛋白质，并改变其活性。下列相关叙述错误的是(　　) A．蛋白激酶与其底物分子的组成元素基本相同 B．蛋白激酶所催化的化学反应往往是吸能反应 C．底物分子被磷酸化后可能变得更容易发生反应 D．蛋白激酶可以通过磷酸化为化学反应提供能量 3．酶的活性部位是酶分子中同底物特异性结合而起催化作用的区域，含有一些必需基团(氨基酸的某些侧链基团)。如图为某种酶活性部位的形成过程。下列说法错误的是(　　) A．必需基团只存在于酶的活性部位 B．酶分子的合成过程中可能有氢键形成 C．酶的催化作用只在酶的活性部位发生 D．改变某些必需基团可能会影响酶的活性 4．农药残留速测卡可以快速、简便地检测蔬菜、水果表面的有机磷农药。速测卡有“红片”、“白片”。原理如下：胆碱酯酶可催化靛酚乙酸酯(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色)，有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。检测时，将一定量的待测蔬菜剪碎，放入瓶中，加入适量纯净水；用滴管吸取适量液体滴加到速测卡“白片”上；一段时间后，将速测卡对折(如图所示)，用手捏住，使“红片”与“白片”叠合；根据“白片”的颜色变化判断结果。以下叙述错误的是(　　) A．速测卡“白片”部分含有胆碱酯酶 B．“白片”呈现的蓝色越深，说明蔬菜表面残留的有机磷农药越多 C．若环境温度较低，“红片”与“白片”叠合后的时间应适当延长 D．每批测定应设加清水的空白对照卡 5．如图为乳糖酶催化乳糖水解的两个实验结果，除自变量和图中条件外，其他实验条件均设置为最适条件。下列有关叙述错误的是(　　) 　 实验1　　　　　　　　实验2 A．若增大实验1的酶浓度，相对反应速率增大 B．若继续增大实验2的酶浓度，相对反应速率不能继续增大 C．若继续增大实验1的乳糖浓度，相对反应速率将维持最大值基本不变 D．若降低两个实验的反应温度，相对反应速率都将降低 6．如图曲线b表示在最适温度和最适 pH条件下，淀粉溶液浓度对α-淀粉酶所催化的化学反应速率的影响。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．限制 AB段反应速率的主要因素是淀粉溶液浓度 B．B点后若升高温度，反应速率可用曲线c表示 C．减小pH，重复该实验，A点和B点位置都不变 D．增加α-淀粉酶量后，反应速率可用曲线a表示 7．如图以蔗糖酶为例，表示酶分子的作用过程，下列有关说法正确的是(　　) A．蔗糖酶在此化学反应的过程中分子结构不发生改变 B．②过程中酶和底物的结合，体现了酶具有专一性 C．要保存该蔗糖酶应在其最适温度下保存 D．蔗糖分解成葡萄糖和果糖时，蔗糖酶为反应提供了能量 8．纺织厂常用枯草芽孢杆菌生产的α-淀粉酶除去织物中的淀粉，为探究α-淀粉酶的最适温度，某科研小组在适宜条件下进行了实验，棉花初始质量为5 g，每组在各自温度下保温20 min后测量棉花减重，结果如表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 组别 1 2 3 4 5 6 棉花减重/g 0 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15 温度/℃ 25 35 45 55 65 75 A．α-淀粉酶加快淀粉水解的作用机理是降低化学反应的活化能 B．本实验需要控制的无关变量有保温时间和棉花初始质量等 C．随着温度的持续升高，α-淀粉酶的活性也随之上升 D．实验结果说明α-淀粉酶催化作用的最适温度在65 ℃左右 9．(不定项)某兴趣小组为了探究不同温度对淀粉酶A和淀粉酶B活性的影响，在10～100 ℃间，等温度梯度设置了10组实验，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．pH和反应时间均属于该实验的无关变量 B．60 ℃时，酶A和酶B的空间结构都发生了不可逆的破坏 C．90 ℃时，相同时间内酶A组和酶B组淀粉的剩余量不同 D．实验结果表明：酶A和酶B的最适温度分别是50 ℃和70 ℃ 10．(不定项)某实验小组欲探究不同pH下过氧化氢酶的活性，进行了如下实验：将在不同pH缓冲液中浸泡过相同时间的大小、厚度及数量相同的土豆片，放入5个相同规格的注射器内，吸取过氧化氢溶液并封闭反应体系，记录初始读数。反应一段时间后，记录数据并计算注射器内气体体积的变化量，数据如表所示。下列叙述不正确的是(　　) pH 3 5 7 9 11 反应2 min时注射器内气体体积的变化量/mL 0.3 1 2.6 1.4 1 A．本实验的自变量为不同pH缓冲液以及相同土豆片的处理时间 B．用不同缓冲液处理土豆片可避免缓冲液对过氧化氢分解的影响 C．根据实验结果，强酸、强碱都会抑制过氧化氢酶的活性，最适pH为7 D．pH为5和11时，二者的气体变化量相同，说明过氧化氢酶未发生变性 11．在酶促反应过程中，酶的活性常受某些物质的影响，有些物质能使酶的活性增加，称为激活剂；某些物质它们并不引起酶蛋白变性，但能使酶分子上的某些必需基团(主要是指酶活性中心上的一些基团)发生变化，因而引起酶活性下降，甚至丧失，致使酶反应速度降低，称为酶的抑制剂。 (1)酶活性是指__________________。酶活性的高低可用_____________ ________________________________________来表示。 (2)为探究Cl－和Cu2＋对唾液淀粉酶活性的影响，某同学提出以下实验设计思路。 取4支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的pH 6.8缓冲液和唾液淀粉酶溶液，再分别在1、2、3、4号试管中加入等量的1.0%NaCl溶液、1.0%CuSO4溶液、1.0%Na2SO4溶液和蒸馏水，混合均匀，再加入等量的1.0%淀粉溶液，混合均匀后，各试管放入37 ℃恒温水浴保温适宜时间。取出试管，加入1.0%碘溶液0.1 mL，观察各试管溶液颜色变化。 ①实验中加入缓冲液的作用是_____________________________________。 ②该实验中设置4号试管的目的是_____________________。 设置3号试管的目的是__________________________________。 ③实验结果：1号试管中颜色最浅(呈碘色)，2号试管中颜色最深(呈蓝色)，3、4号试管中颜色基本一致，且深浅居于试管1和2之间。 ④分析实验结果，得出结论：________________________。 12．某生物小组探究温度对酶活性的影响，用α-淀粉酶溶液和淀粉溶液作为实验材料，设计实验，回答下列相关问题： 实验步骤：Ⅰ.取6支试管编号，分别加入2 mL的淀粉溶液。 Ⅱ.在上述6支试管中分别加入1 mL的α-淀粉酶溶液。 Ⅲ.迅速将6支试管分别放入0 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃的水浴锅中保温5 min。 Ⅳ.取出试管，各加入等量且适量的斐林试剂，将每支试管放在60 ℃的水浴锅中加热1 min，观察各试管溶液中的颜色变化。 (1)请指出上述实验方案中存在的两处错误，并加以改正。 ①错误：_______________________________________________； 改正：_________________________________________________。 ②错误：_______________________________________________； 改正：________________________________________________。 (2)α-淀粉酶是一种内切酶，以随机的方式从淀粉分子内部随机水解，β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。如图为β-淀粉酶在淀粉、Ca2＋影响下的热稳定性测定结果绘制的曲线图。 β-淀粉酶在50 ℃条件下的热稳定性 ①根据题意分析，把淀粉主要水解成麦芽糖的酶为________。 ②分析图形，2%淀粉在处理前50 min对β-淀粉酶活性的影响情况是_________________________________________________； 更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性的条件是____________。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二单元　细胞的代谢 微专题8　酶的本质、特性及其相关的实验探究 1．B　绝大多数酶的本质是蛋白质，蛋白质可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，A正确；得出某种酶的最适温度和最适pH的实验应是定量的，即通过设置一系列梯度的温度或pH进行实验探究，B错误；酶在生物膜上的有序分布可以使细胞中各类化学反应有序进行，即细胞中各类化学反应有序进行，与酶在细胞中的分布有关，C正确；酶的活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示，在进行酶活性的测定时，可根据一定条件下单位时间内产物(或生成物)的生成量(或增加量)或底物(或反应物)的消耗量(或减少量)来表示酶活性，D正确。 2．D　蛋白激酶与其底物(酶)组成元素基本相同，都是C、H、O、N等，A正确；分析题意可知，激酶一般是指催化高能供体分子(如ATP)上的磷酸基团转移至底物分子上的一类蛋白质，该过程ATP等高能供体分子会水解释放能量，故蛋白激酶所催化的化学反应往往是吸能反应，B正确；底物分子被磷酸化后结构会发生改变，可能变得更容易发生反应，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应提供能量，D错误。 3．A　由题图可知，在酶的活性部位之外也存在必需基团，A错误；酶的本质是蛋白质或RNA，蛋白质合成时通常需要先转录再翻译，转录和翻译过程中都会发生碱基互补配对，都会形成氢键，因此在酶分子的合成过程中可能有氢键形成，B正确；酶的活性部位是酶分子中同底物特异性结合而起催化作用的区域，因此酶的催化作用只在酶的活性部位发生，C正确；必需基团是氨基酸的某些侧链基团，改变某些必需基团，将会改变氨基酸的种类，可能会影响酶的活性，D正确。 4．B　根据题图和题意分析可知，速测卡“白片”部分含有胆碱酯酶，A正确；由于有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用，蔬菜表面残留的有机磷农药越多，“白片”部分含有胆碱酯酶的活性越低，而“红片”中靛酚乙酸酯可被胆碱酯酶催化为乙酸与靛酚(蓝色)，因此，有机磷农药越多蓝色会越浅，B错误；若环境温度较低，“白片”部分含有的胆碱酯酶活性会降低，完成催化反应所需时间会适当延长，C正确；每批测定应设加清水的空白对照卡，排除实验中非测试因素对实验结果的影响，D正确。 5．B　实验1最终限制酶促反应速率的因素是酶的浓度，若增大实验1的酶浓度，相对反应速率增大，A正确；因为乳糖浓度有限，若继续增大实验2的酶浓度，相对反应速率可能不再增大，也可能继续增大一部分，B错误；实验1最终限制酶促反应速率的因素是酶的浓度，若继续增大实验1的乳糖浓度，相对反应速率将基本不变，C正确；根据题意，两个实验都处于最适条件(最适温度和最适pH)，所以若降低两个实验的反应温度，酶的活性下降，相对反应速率都将降低，D正确。 6．A　AB段随着淀粉溶液浓度增加，酶促反应速率增加，因此限制 AB段反应速率的主要因素是淀粉溶液浓度，A正确；曲线b处在最适温度和最适pH条件下，因此升高温度，反应速率会下降，不能用曲线c表示，B错误；曲线b表示在最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系，若减小pH，会导致酶活性降低，使酶促反应速率减慢，因此A、B点位置都会下移，C错误；酶浓度能影响酶促反应速率，酶量减少后，酶促反应速率会降低，其反应速率可用曲线a表示，增加α-淀粉酶的含量，反应速率会增加，D错误。 7．B　分析题图并结合所学知识可知，酶在催化过程中会发生结构的改变，但是反应完成后可以恢复，A错误；②过程中酶和底物的结合，体现了酶具有专一性，B正确；低温会抑制酶的活性，因此该蔗糖酶应在低温条件下保存，C错误；蔗糖酶在催化蔗糖分解时，能降低化学反应所需的活化能，但不能为化学反应提供能量，D错误。 8．C　酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，能降低化学反应所需的活化能，A正确；本实验的目的为探究α-淀粉酶的最适温度，故本实验中自变量为温度，需要控制的无关变量包括保温时间、棉花初始质量及pH等条件，B正确；在其他条件不变的情况下，随着温度的持续升高，酶的活性先上升后降低，C错误；在本实验中，温度为65 ℃的实验组棉花减重量最大，说明其分解淀粉的效果最好，故该酶的最适温度范围为65 ℃左右(55～75 ℃)，D正确。 9．AC　该实验的自变量是酶的种类和温度，pH和反应时间属于该实验的无关变量，A正确；60 ℃低于酶B的最适温度，酶B的空间结构未被破坏，但高于酶A的最适温度，酶A的空间结构受到一定程度的破坏，B错误；90 ℃的实验条件下，酶A完全失活，淀粉100%剩余，酶B有活性，淀粉剩余量不是100% ，C正确；由于各组的温度梯度较大，故酶A和酶B的最适温度分别是50 ℃左右和70 ℃左右，并非是50 ℃和70 ℃，为进一步确定最适温度，应缩小温度梯度进行进一步实验，D错误。 10．ACD　本实验的自变量为不同pH缓冲液；土豆片都是相同的，处理时间也相同，属于无关变量，A错误。用不同缓冲液处理土豆片可以避免缓冲液对过氧化氢分解的影响，B正确。由实验结果可知，强酸、强碱都会抑制过氧化氢酶的活性，但最适pH不一定是7，还需继续进行实验探究最适pH，C错误。pH为5和11时，二者的气体变化量相同，说明过氧化氢酶具有相同的作用效果，但不能说明过氧化氢酶未发生变性，D错误。 11．解析：(1)酶活性指酶催化特定化学反应的能力，如淀粉酶催化淀粉水解的能力。酶活性可以用一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或产物的增加量来表示。(2)要探究Cl－和Cu2＋对唾液淀粉酶活性的影响，自变量是不同的离子，因变量是淀粉的剩余量。①实验中加入缓冲液，是为了维持反应液中pH的稳定。②4号试管中，未加入相关的离子，是为了与其他组做对照，来探究不同离子的作用。3号试管中加入1.0%Na2SO4溶液，是为了确定Na＋和SO对唾液淀粉酶催化活性是否有影响，以更好的判断出Cl－和Cu2＋对唾液淀粉酶活性的影响。③根据实验结果可知，1号试管中淀粉的剩余量最少，说明1号试管中的淀粉酶活性最强；2号试管中淀粉的剩余量最多，说明2号试管中的淀粉酶的活性最低，根据3和4中颜色一致可知，Na＋和SO对唾液淀粉酶催化活性没有影响。④由以上分析可知，Cl－是唾液淀粉酶的激活剂，可以提高酶活性；Cu2＋是唾液淀粉酶的抑制剂，可以降低酶活性。 答案：(1)酶催化特定化学反应的能力　在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的速率(或在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量)　(2)①维持反应液中pH的稳定　②对照　确定Na＋和SO对唾液淀粉酶催化活性是否有影响　④Cl－是唾液淀粉酶的激活剂，Cu2＋是唾液淀粉酶的抑制剂 12．解析：(1)①酶具有高效性，第Ⅰ步加淀粉溶液，第Ⅱ步加淀粉酶溶液，就会在非预设温度下发生酶促反应，对实验结果有影响。应改为：淀粉溶液和α-淀粉酶溶液分别在6种设定温度下保温5 min，再混合。②斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热会改变自变量(温度)，从而对实验造成干扰，故宜选用碘液检测淀粉。(2)①根据“β-淀粉酶使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解”，且麦芽糖为二糖，可知把淀粉主要水解成麦芽糖的酶为β-淀粉酶。②2%淀粉在处理前50 min能提高β-淀粉酶的活性，且该淀粉酶的活性随处理时间的延长先增强后减弱。由题图可知，“Ca2＋＋2%淀粉”组酶能长时间维持在较高活性，故Ca2＋＋2%淀粉更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性。 答案：(1)①在没有达到设定温度前，α-淀粉酶和淀粉已经发生反应，造成实验结果不准确　应将淀粉溶液和α-淀粉酶溶液分别在6种设定温度下保温5 min，混合后在各自设定的温度下继续保温相同且适宜的时间　②第Ⅳ步中，用斐林试剂检测还原糖，水浴加热干扰实验　第Ⅳ步中，将斐林试剂改为碘液，不用水浴加热，观察各试管溶液中的颜色变化　(2)①β-淀粉酶　②2%淀粉在处理前50 min能提高β-淀粉酶的活性，且该淀粉酶的活性随处理时间的延长先增强后减弱 Ca2＋＋2%淀粉 学科网（北京）股份有限公司 $$