第5章 微专题(三) 关于酶的实验-【金版教程】2024-2025学年新教材高中生物必修1 分子与细胞作业与测评课件PPT（人教版2019，不定项版）

　　　　　　　　　　　　　 第5章　细胞的能量供应和利用 微专题(三)　关于酶的实验 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 对点 影响酶促反应的因素曲线 分析 实验方案的分析 探究酶的最适pH实验曲线 分析 探究pH对酶活性的影响实验 某物质对酶活性的影响曲线分析 探究温度对酶活性的影响 实验 探究某些离子对酶活性的影响曲线分析 酶的作用机理、影响酶活性的因素 1 2 3 4 5 6 7 8 2 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．用新鲜的马铃薯悬液(含过氧化氢酶)进行H2O2分解实验的结果如图所示。第1组实验的曲线表示在10 ℃、pH为5.0的条件下，向6 mL H2O2溶液中加入5滴马铃薯悬液的结果，若要得到图中第2组实验的曲线所示结果，相应的实验操作不可能是(　　) A．适当提高H2O2溶液的浓度 B．适当提高反应体系的温度 C．适当提高反应体系的pH D．适当提高马铃薯悬液的量 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 3 解析：与第1组相比，第2组实验的反应速率较高，两组实验最终得到的产物量相同(两条曲线最终重合)，说明底物的总量相等，A符合题意；第2组实验可能改变了酶量或酶活性，B、C、D不符合题意。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 4 方案 催化剂 底物 pH 温度 ① 胰蛋白酶 蛋白块 不同pH 室温 ② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜 ③ 蛋白酶 蛋白块 适宜 不同温度 ④ 过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢 强酸性 室温 2．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类 B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测 C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测 D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡较快 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 5 解析：在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能将淀粉水解，不能将蔗糖水解，利用斐林试剂检测产物可以达到实验目的，B正确；蛋白酶可以将蛋白块水解，但蛋白酶的化学本质是蛋白质，其能够与双缩脲试剂发生紫色反应，所以不能用双缩脲试剂检测蛋白块的分解情况，C错误；在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构会被破坏，这会导致酶失活，因此在强酸性条件下方案④不能用来验证酶的高效性，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 6 3．某实验小组利用从3种生物材料中提取的 H2O2酶分别探究其最适pH，记录数据绘制曲线如 图，下列有关叙述错误的是(　　) A．从鲜鸡肝中提取H2O2酶时，需将鲜鸡肝 充分研磨，以利于H2O2酶从细胞中释放 B．实验过程中其他条件要保证适宜，避免对酶活性造成影响 C．图示马铃薯酶液中H2O2酶的最适pH为7.2，鲜鸡肝酶液中H2O2酶的最适pH为6.8 D．图示pH范围内，三种材料中的H2O2酶活性比较是鲜鸡肝>马铃薯>酵母菌 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 7 解析：将鲜鸡肝充分研磨，便于H2O2酶从细胞中释放出来，方便酶与底物的结合，A正确；马铃薯酶液中H2O2酶的最适pH为7.2，鲜鸡肝酶液中H2O2酶的最适pH为6.8，C正确；pH为6.4～7.0，马铃薯和酵母菌中酶活性一样，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 8 4．马铃薯是一年生草本植物，块茎富含淀粉和蛋白质，是全球四大粮食作物之一。马铃薯块茎中含有过氧化氢酶，酶活性受温度、pH和重金属的影响。特别是重金属离子和蛋白质巯基、氨基、羟基等基团形成稳定的配位化合物，导致结构破坏而变性。在“探究pH对过氧化氢酶的影响”活动中，加入实验装置的试剂和物质如表所示。 组别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 吸附有马铃薯匀浆的滤纸片 3片 3片 3片 3片 缓冲液(pH) 5.0 6.0 7.0 8.0 3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 收集气体的体积 0.5 min 1 min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下列叙述正确的是(　　) A．若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同 B．因酶具有高效性，所以滤纸片吸附匀浆的多少不会影响实验结果 C．完成某pH组实验后，将反应小室的溶液倒出后即可用于其他pH组实验 D．0.5 min后统计各组收集气体体积，可能会出现两组的结果相同的情况 答案 解析：熟马铃薯块茎的细胞已死亡，酶已失活，没有催化作用，所以若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎实验结果不相同，A错误；滤纸片吸附匀浆的多少是代表H2O2酶的量，属于无关变量，会影响实验结果，B错误；完成某pH组实验后，将反应小室的溶液倒出，再用清水清洗干净，防止影响其他pH组实验，C错误；存在不同pH下酶促反应速率相同的情况，所以0.5 min后统计各组收集气体体积，可能会出现两组的结果相同的情况，D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 10 5．某同学在研究化合物X对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是(　　)     A．曲线①作为实验对照 B．若反应温度不断升高，则A点持续上移 C．实验结果为化合物X对该酶的活性有抑制作用 D．底物浓度超过一定范围后，不再影响酶促反应速率 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 11 解析：本实验的目的是研究化合物X对淀粉酶活性 的影响，实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，单 一变量为是否加入化合物X，对照组不加X(即曲线①)， A正确；在淀粉酶催化反应的最适温度前，若不断提高 反应温度，酶活性不断升高，A点持续上移，当温度超 过淀粉酶催化反应的最适温度后，酶活性会随温度升高不断下降直至失活，A点持续下移，B错误；比较曲线①②可知，加入化合物X后，酶促反应速率下降，故化合物X对该酶活性有抑制作用，C正确；题图中曲线显示，在一定范围内，随着底物浓度增加，酶促反应速率增强，但是超过一定范围后，所有的酶都已参与催化反应，酶促反应速率不再随着底物浓度的增加而增加，D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 12 二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求) 6．某研究小组利用α－淀粉酶与淀粉溶液探究温度对酶活性的影响时，使用二硝基水杨酸法检测还原糖含量，各组实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是(　　) 注：OD540 nm值代表在波长540 nm的光下测量该酶促反应生成的有色物质的吸光度值。在一定范围内，吸光度值与还原糖的量成正比关系。 组别 1 2 3 4 5 6 温度/℃ 0 22 35 45 65 85 OD 540 nm 0.170 0.849 1.122 1.271 1.383 0.450 1 2 3 4 5 6 7 8 13 A．实验组1和6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变而失活 B．检测溶液的OD540 nm值时，实验组的数据需要与第1组比较 C．根据表中数据分析，α－淀粉酶的最适温度在45～85 ℃之间 D．为保证结果的准确性，每一组可设多个平行重复实验装置 答案 解析：实验组1的OD540 nm值较低，原因是低温抑制酶的活性，实验组6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变而活性降低，A错误；该实验探究温度对酶活性的影响，不同组别之间相互对照，而不是与第1组比较，B错误；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，由表中数据可知，α－淀粉酶的最适温度在45～85 ℃之间，C正确；每一温度条件下，设置多个平行重复组可以增加结果的准确性，减少误差，D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 14 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 15 解析：根据图示分析可知，无机盐溶液的种类 是自变量，A错误；根据图示分析可知，Q点和P点的 淀粉水解速率相同，但Q点对应的淀粉溶液浓度更大， 所以Q点条件下淀粉完全水解所需的时间比P点的长， B正确；根据图示分析可知，淀粉分解速率甲组>乙组>丙组，说明Cu2＋降低了酶的活性，说明其是酶的抑制剂，但不能说明Cu2＋能与淀粉竞争酶分子上的活性中心，也有可能是改变了酶的空间结构导致其活性降低，C错误；由题意可知，该实验是在37 ℃条件下完成的，唾液淀粉酶的最适温度也是37 ℃左右，因此若将温度提高至60 ℃，酶活性降低，则三条曲线的最高点均下移，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 16 三、非选择题 8．多酚氧化酶是自然界中分布极广的含有铜离子的一种金属蛋白酶，普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中，它能催化质体膜外的多酚类物质形成黑色素或其他色素，从而出现褐变，导致农产品品质下降。请回答下列问题： (1)酶能提高化学反应的速率，酶具有催化作用的机理是_____________________________。 (2)在多酚氧化酶中，铜离子应存在于蛋白质的________部位，该实例说明无机盐的功能是____________________________________。 (3)苹果切开一段时间后切口变黑，原因是__________________________ ____________________________________________________________________。 酶能降低化学反应的活化能 答案 R基团 构成细胞中某些化合物的重要成分 切口处细胞的质体膜被破坏，多酚氧化酶流出，将质体膜外的多酚类物质催化形成了黑色素 1 2 3 4 5 6 7 8 17 (4)茶叶中的多酚氧化酶能使茶多酚物质氧化，聚合成茶多酚的氧化产物茶黄素、茶红素和茶褐素等。绿茶加工过程中的杀青就是利用适当高温钝化酶的活性，在短时间内制止由酶引起的一系列化学变化，形成绿叶绿汤的品质特点。尝试解释其原理：_______________________________________________________________。杀青温度愈高，酶破坏也愈快愈充分，但温度过高，叶绿素被破坏，易产生焦叶、焦边，影响杀青叶质量。因此，正确掌握温度是保证杀青叶质量的前提。在不考虑其他技术要求的前提下，为探索炒制高品质绿茶的最适温度，现有刚采摘的茶叶幼芽若干、控温炒锅等工具，请设计探究实验并写出实验思路：__________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 高温使多酚氧化酶的活性降低，减少了茶黄素、茶红素和茶褐素的形成 答案 将新采摘的茶叶幼芽分为若干组，分别在不同温度的控温炒锅中翻炒适当时间，一段时间后取出茶叶用适当温度的开水浸泡茶叶，观察各个温度条件下炒出来的茶叶的茶汤的色泽 1 2 3 4 5 6 7 8 18 解析：(1)酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其作用机理是降低化学反应的活化能。 (2)组成生物体蛋白质的氨基酸的结构通式中至少含有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，另外连在碳原子上的有一个氢原子和一个R基，故在蛋白质中，铜离子应存在于蛋白质的R基团中，该实例可以说明无机盐可构成细胞中某些化合物的重要成分。 (3)苹果切开一段时间后切口变黑，原因是切口处细胞的质体膜被破坏，多酚氧化酶流出，将质体膜外的多酚类物质催化形成了黑色素。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 19 (4)绿茶形成绿叶绿汤的品质特点，原理是炒茶的高温使多酚氧化酶的活性降低，减少了茶黄素、茶红素和茶褐素的形成；分析题意，本实验的目的是探索炒制高品质绿茶的最适温度，则实验的自变量是温度的不同，因变量是绿茶品质，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可将新采摘的茶叶幼芽分为若干组，分别在不同温度的控温炒锅中翻炒适当时间，一段时间后取出茶叶用适当温度的开水浸泡茶叶，观察各个温度条件下炒出来的茶叶的茶汤的色泽。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 20 　　　　　　　　　　　　　 R 7．酶分子具有活性中心，用于结合并催化相应底物反应。在37 ℃、适宜pH等条件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2＋、Cl－对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，得到实验结果如图所示，已知Na＋和SOeq \o\al(2－,4)几乎不影响该反应。下列相关分析，不正确的是(　　) A．实验中的无关变量是无机盐溶液的种类 B．Q点条件下淀粉完全水解所需的时间较P点的长 C．实验说明Cu2＋能与淀粉竞争酶分子上的活性中心 D．若将温度提高至60 ℃，则三条曲线的最高点均上移 $$