内容正文:
假期必刷14 降低化学反应活化能的酶
酶
酶的
作用
和本
质
比较过氧化
氢在不同条
件下的分解
↓
变
量
自变量
因变量
无关变量
酶的催化作用
机
理
降低化学反应
的活化能
酶的本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
酶的
特性
高效性
专一性
酶作用的条件较温和
影响
酶促
反应
的因
素
改变酶
的活性
温度
pH
酶抑制剂、激活剂
不改变酶
的活性
底物浓度
酶浓度
1.实验过程中的注意事项
(1)滴加肝脏研磨液和FeCl3 溶液时不能共用
一支滴管,原因是滴管中残余的少量酶混
入FeCl3 溶液中也会影响实验的准确性.
(2)过氧化氢溶液最好现用现配,因为过氧化
氢在常温下易分解.
(3)加入催化剂后要振荡混匀,使催化剂和反
应物充分接触.
(4)高浓度的过氧化氢溶液的氧化性强,对皮
肤有一定的腐蚀作用,配制时注意安全.
(5)用点燃的卫生香检测时出现的现象,是多
数情况下的现象,由于实验条件可能存在
差异,检测现象会稍微有所区别.
(6)区别“因变量”和“观测指标”
①因变量:实验中“过氧化氢的分解速率”.
②观测指标:有些实验中观察到的现象不
一定是因变量.如试管中“冒出的气泡”或
“卫生香燃烧程度”都不是因变量,而是观
测指标,因为不能直接观察到因变量,所以
通过检测气泡的多少或观察卫生香燃烧的
程度推测出过氧化氢分解速率的快慢.
2.对酶、无机催化剂和加热催化反应的理解
(1)酶与无机催化剂的共同点
①降低反应的活化能,本身不被消耗.
②只改变化学反应速率,不为化学反应提
供物质和能量,反应前后性质不变.
③缩短达到平衡的时间,但不改变化学反
应的方向和平衡点.
(2)加热与化学反应
用加热的方法不能降低活化能,但会提供
能量,使 活 化 分 子 增 多,容 易 发 生 化 学
反应.
1.固氮酶是由钼-铁蛋白和铁蛋白结合而成
的一种蛋白复合体,能够催化氮分子还原成
氨.这两种蛋白单独存在时,都无固氮酶活
性,只有二者结合成复合体后,才具有固氮
酶活性.下列相关叙述正确的是 ( )
A.钼-铁蛋白和铁蛋白的合成场所都是高
尔基体
B.钼和铁都参与了固氮酶基本组成单位的
构成
C.固氮酶特定空间结构的形成与钼和铁都
有关联
D.固氮酶为氮分子还原成氨的化学反应提
供了活化能
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2.1982年,美国科学家T.Cech和他的同事在
对“四膜虫编码rRNA前体的DNA序列含
有间隔内含子序列”的研究中发现,自身剪
接内含子的RNA具有催化功能,这种RNA
被称为核酶,并因此获得了1989年诺贝尔
化学奖.某核酶是具有催化功能的单链
RNA分子,可降解特异的mRNA序列.下
列关于核酶的叙述正确的是 ( )
A.磷脂分子和核酶的元素组成相同,ATP
中的A可作为核酶的基本组成单位
B.与无机催化剂不同的是核酶能够降低所
催化反应的活化能,验证核酶的专一性
时,可以用RNA和其他底物作对照
C.核酶降解特异的 mRNA序列时,破坏的
是相邻碱基之间的氢键
D.RNA的种类包括tRNA、mRNA、rRNA
和作为酶的RNA等
3.为探究“影响人胶原蛋白酶活性的条件”,某
生物兴趣小组设计了如表所示的实验.下
列说法错误的是 ( )
试管 底物和试剂 实验条件
1
蛋白质X+
4mL胶原蛋白酶
37℃水浴;
pH=7
2
蛋白质X+4mL
胶原蛋白酶
①;pH=3
3
蛋白质X+4mL
胶原蛋白酶
0℃水浴;
pH=②
A.①处为37℃水浴处理,②处为7
B.本实验的自变量是温度和酸碱度
C.充足反应后加入双缩脲试剂,溶液呈现
紫色的试管是1和3
D.为更好的实现实验目的,应增加设置其
他温度和pH的试管进行实验
4.人胰脂肪酶主要由胰腺腺泡细胞分泌,其活
性受板栗壳黄酮等影响,相关实验结果如图
所示.下列叙述错误的是 ( )
图1
图2
A.由图1实验结果说明板栗壳黄酮对酶有
抑制作用
B.pH影响酶活性,图2实验组胰脂肪酶的
最适pH增大
C.温度属于该实验的无关变量,对实验结
果几乎无影响
D.板栗壳黄酮或可作减肥药,减少人体对
脂肪酸的吸收
5.过氧化物酶能催化 H2O2 的分解,产生的氧
气能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生
成橙红色沉淀.为了鉴定马铃薯块茎是否
含有过氧化物酶,设计了如下实验.下列说
法错误的是 ( )
A.3号试管内加入的物质是2滴 H2O2 溶
液,2mL马铃薯块茎提取液
B.1号试管可以和4号试管形成对照
C.设计2号试管作为对照的具体目的是排
除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实
验结果的影响
D.4号试管也可用于探究高温对酶催化活
性的影响
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6.β-淀粉酶能使淀粉从末端以两个单糖为单
位进行水解,β-淀粉酶不耐高温,在pH=
3.3时仍有部分活性.50°C条件下,β-淀
粉酶经淀粉、Ca2+等处理,在不同时间保存
后,酶活性测定结果如图所示.下列说法正
确的是 ( )
A.可通过检测还原性糖生成量来计算酶的
相对活性,比较得出酶活性相对值
B.β-淀粉酶降低淀粉水解所需的活化能的
能力在pH=3.3时最大
C.实验最有利于稳定β-淀粉酶的空间构象
的处理方式是30mmolL-1Ca2+处理
D.对β-淀粉酶的处理方式不同,该酶活性
最高的出现时间不同
7.(不定项)胃溃疡是一种常见胃病,往往是胃
酸分泌过多导致.奥咪拉唑是常用药物,胃
酸主要由胃黏膜表面的胃壁细胞分泌,如图
是胃壁细胞 HCl分泌的调节过程.为探究
奥咪拉唑的作用机理是抑制血液中某种调
节物质的作用还是抑制 H+-K+-ATP酶
的活性,某研究小组设计了如下实验.每组
培养瓶中培养胃壁细胞,实验组加奥咪拉
唑,对照组不加,实验结果如表格所示.下
列相关叙述错误的是 ( )
添加组胺 添加胃泌素 添加乙酰胆碱
实验组 - - -
对照组 + + +
(注:“-”表示无HCl分泌;“+”表示HCl分泌)
A.实验组的处理应该是先分别添加组胺、
胃泌素、乙酰胆碱,再加入药物
B.添加乙酰胆碱的实验组与对照组相比,
其胞内K+水平高
C.奥咪拉唑可能通过抑制 H+-K+-ATP
酶的活性,抑制胃壁细胞分泌胃酸
D.开发图中所示三种物质的受体拮抗剂,
可减弱蛋白质磷酸化从而抑制胃酸分泌
8.(不定项)ATP合酶在细胞的能量代谢过程
中扮演着至关重要的角色,其位于生物膜
上,由头部亲水性蛋白F1 和基部疏水性蛋
白F0 构成,如图所示.ATP合酶的主要功
能是 在 跨 膜 质 子 动 力 势 的 推 动 下,利 用
ADP和无机磷酸(Pi)合成ATP.下列叙述
正确的是 ( )
A.F0 和F1 均是在核糖体中由氨基酸脱水
缩合而成的
B.H+逆浓度梯度通过 ATP合酶,从而推
动ATP的合成
C.ATP合酶大量分布在线粒体内膜和叶绿
体内膜上
D.ATP合酶同时具有催化和运输的功能
9.多酚氧化酶(PPO)在植物生命活动中具有
重要作用,但是会使水果、蔬菜发生褐变影
响果蔬品质,PPO引起褐变的原理如图甲.
为了探究不同种类的蜂蜜对苹果中PPO活
性抑制率的影响,研究小组在最适温度、pH
等条件下进行了相关实验,结果如图乙.回
答下列问题.
图甲
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图乙
(1)PPO能促使酚类化合物氧化为醌,但是
不能促进醌的进一步转化,这是因为PPO
具有 性.在图乙所示的实验中,若
将反应温度提高10℃,酶促褐变反应的速
率会 (填“加快”“减慢”或“不变”),
原因是
.
(2)分析实验结果可知,防止苹果褐变效果
最好的是 蜂蜜.进一步研究发现,
蜂蜜中还原糖与防止褐变有关,若要通过实
验验证还原糖能够防止鲜切苹果片发生褐
变,请写出实验思路:
.
(3)除使用蜂蜜水或者还原糖溶液处理外,
请你根据图甲提出一条有效防止鲜切水果
褐变的措施:
,该措施能防止褐变的理由是
.
1.(2023湖南卷,3T)酗酒危害人类健康.
乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2
(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化
成CO2 和水.头孢类药物能抑制 ALDH2
的活性.ALDH2 基因突变导致 ALDH2
活性下降或丧失.在高加索人群中该突变
的基因频率不足5%,而在东亚人群中高达
30%~50%.下列叙述错误的是 ( )
A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面
临的风险更高
B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入
含酒精的药物或食物
C.ALDH2 基因突变人群对酒精耐受性下
降,表明基因通过蛋白质控制生物性状
D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛
转化成乙酸,从而预防酒精中毒
2.(2023广东卷,1)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生成适量
茶黄素是红茶风味形成的关键.下列叙述
错误
的是 ( )
A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶
多酚接触
B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化
酶的活性
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧
化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影
响茶品质
乳糖不耐受
乳糖不耐受是指食用含乳糖食物(如牛
奶、乳制品等)后出现腹胀、胀气、腹部不适、
腹泻等症状的临床综合征,是一种影响全世
界65%~74%人口的高度流行疾病,具有
广泛的地区和种族差异,而中国人是该病的
高发人群.乳糖不耐受一般分为先天性乳
糖酶缺乏症、继发性乳糖酶缺乏症和原发性
乳糖酶缺乏症.
当人体缺乏乳糖酶时,一旦摄入过量的
乳品或乳制品,其中的乳糖将不能被完全分
解,会直接进入大肠,在大肠菌群的发酵下,
生成一些有机酸和甲烷、二氧化碳等气体,
从而导致腹痛、腹胀、肠鸣、腹泻等症状.改
善乳糖不耐受临床症状需限制含乳糖产品
的摄入,一些富含钙、不含乳糖的食物同样
能够起到补钙作用.
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结果可知,甲~戊五种蔗糖溶液的浓度大小关系为丙<戊
<甲<丁<乙,甲为红心萝卜 A 的等渗溶液,戊为红心萝
卜B的等渗溶液,因此红心萝卜 A比红心萝卜B的细胞液
浓度高.②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,溶液浓度降
低,红心萝卜 A吸水一段时间后,细胞液浓度降低.
答案:(1)原生质层 ② ④ (2)外界溶液浓度高于细胞
液浓度 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,具有大
液泡 (3)细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的
浓度 (4)①高 ②降低
13.D [图1与图3说明该物质的运输方式是自由扩散,甘油
进出细胞的方式是自由扩散,A正确;图2与图4表示运输
方式为主动运输,人体小肠细胞吸收葡萄糖的方式是主动
运输,B正确;限制图中 A、C两点的运输速度的主要因素
分别是物质浓度、氧气,C正确;B、D 两点的限制因素都是
载体的数量,D错误.]
14.C [哺乳动物成熟红细胞内无各种 细 胞 器,不 能 形 成 囊
泡,A错误;膜蛋白不能控制各种物质进出细胞的方向,甲
图表示协助扩散,是从高浓度扩散到低浓度,并不依赖于膜
蛋白来决定扩散的方向,B错误;乙图表示胞吐过程,该过
程通过囊泡运输,依赖细胞膜的流动性,排出细胞的物质不
通过质膜,C正确;乙图表示胞吐过程,体现了细胞膜的流
动性,D错误.]
15.D [“骨桥蛋白”会唤醒“体内休眠的癌细胞”,因此抑制癌
细胞中“骨桥蛋白”的合成和分泌是防止癌细胞扩散的有效
途径,A正确;由 A选项分析可推知,休眠的癌细胞的细胞
膜表面可能有与“骨桥蛋白”结合的受体蛋白,B正确;分泌
蛋白合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白
质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基
体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊
泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量.因此,参与
“骨桥蛋白”合成和加工的细胞器有核糖体、内质网、高尔基
体和线粒体,C正确;“骨桥蛋白”是大分子物质,故癌细胞
通过胞吐的方式把“骨桥蛋白”释放到细胞外,D错误.]
假期必刷14
技能提升台 素能提升
1.C [钼—铁蛋白和铁蛋白的合成场所是核糖体,A错误;固
氮酶的基本组成单位是氨基酸,构成蛋白质的氨基酸中不含
钼和铁,B错误;蛋白质发挥作用依赖于其复杂的空间结构,
固氮酶空间结构的形成与钼和铁都有关联,C正确;酶能降
低化学反应的活化能,但不能提供活化能,D错误.]
2.D [ATP的 A代表腺苷,核酶是 RNA,基本组成单位是核
糖核苷酸,ATP中的 A不能作为核酶的基本组成单位,A错
误;无机催化剂与核酶都能降低所催化反应的活化能,与无
机催化剂不同的是核酶降低所催化反应的活化能的效果更
显著,B错误;核酶降解 mRNA 时,破坏的是相邻核苷酸之
间的磷酸二酯键,C错误;RNA 的种类包括tRNA、mRNA、
rRNA和作为酶的 RNA等,D正确.]
3.C [根据单一变量原则,实验方案①②处分别为37°C 水
浴、7,A正确;根据表格可知,本实验的自变量是温度(37°C
和0℃)和pH(3和7),因变量是蛋白质块大小的变化或蛋
白块消失所需的时间,无关变量有胶原蛋白酶的用量或浓
度、蛋白质 X的用量、保温时间等,无关变量要保持相同且
适宜,B正确;双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应,不管
1、2、3中的蛋白质 X是否被分解,但1、2、3中的胶原蛋白酶
本身也是蛋白质,因此用双缩脲试剂检验上述3组实验后的
溶液,溶液呈 现 紫 色 的 试 管 有1、2、3,C 错 误;本 实 验 只 有
37°C和0℃、pH 为3和7,为更好的实现实验目的,应增加
设置其他温度和pH 的试管进行实验,D正确.]
4.C [与对照组相比,加入板栗壳黄酮组的酶活性降低,说明
板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用,A 正确;酶活性
受到温度和pH 等影响,据图可知,与对照相比,图2实验组
(加入板栗壳黄酮组)胰脂肪酶的最适pH 增大,B正确;温
度属于该实验的无关变量,应保持相同且适宜,若温度不适
宜对该实验的影响较大,C错误;由图可知,加入板栗壳黄酮
的酶活性明显低于对照组,说明板栗壳黄酮对酶有抑制作
用,所以板栗壳黄酮或可作减肥药,减少人体对脂肪酸的吸
收,D正确.]
5.A [本目的是探究马铃薯块茎提取液是否含有过氧化氢
酶.与前两组实验对照,3号试管中加入2mL 马铃薯块茎
提取液、2滴 H2O2 溶液、2mL无色焦性没食子酸,A 错误;
1号试管中没有酶的催化,4号试管中的酶高温处理过,二者
对照,可以证明高温对酶的作用,B正确;D 正确;设计2号
试管目的是探究马铃薯块茎提取液本身是否会使焦性没食
子酸氧化生成橙红色沉淀,排除马铃薯块茎提取液本身对实
验结果的影响,C正确.]
6.A [生成物的生成量,可以计算酶的相对活性,生成量越
多,酶活性越高,A正确;β-淀粉酶在pH=33时仍有部分
活性,不能确定β-淀粉酶降低淀粉水解所需的活化能的能
力在 pH=3.3时 最 大,B错 误;比 较 可 知,30mmolL-1
Ca2+ +2%淀粉的处理方式更有利于较长时间维持β-淀粉
酶的活性,C错误;由题图可知,对β-淀粉酶的处理方式不
同,该酶活性最高的出现时间可能相同,D错误.]
7.AB [实验组的处理应该是先加药物,再分别添加组胺、胃
泌素、乙酰胆碱,这样如果奥咪拉唑的作用机理是抑制血液
中某种调节物质的作用,添加组胺、胃泌素、乙酰胆碱,应该
会恢复原来的状态,便于观察实验结果,A错误;在含药物奥
咪拉唑和乙酰胆碱的培养基中培养的胃壁细胞,其 H+/K+
-ATP酶失去活性,K+ 不能进入细胞,所以其胞内 K+ 水平
比仅添加乙酰胆碱培养液的对照组中培养的细胞低,B错
误;据题意可知,实验组都分别添加了组胺和药物奥咪拉唑、
胃泌素和药物奥咪拉唑、乙酰胆碱和药物奥咪拉唑,但实验
结果都是没有 HCl分泌,因此奥咪拉唑的作用机理应该不
是抑制 血 液 中 某 种 调 节 物 质 的 作 用,可 能 是 通 过 抑 制
H+ -K+ -ATP 酶 的 活 性,抑 制 胃 壁 细 胞 分 泌 胃 酸,C 正
确;据图可知,组胺、胃泌素、乙酰胆碱都能与胃壁细胞膜上
的受体结合发挥作用,进而促进蛋白质磷酸化,促进盐酸的
分泌,因此开发图中所示三种物质的受体拮抗剂,可减弱蛋
白质磷酸化从而抑制胃酸分泌,D正确.]
8.AD [头部亲水性蛋白F1 和基部疏水性蛋白 F0,蛋白质均
是在核糖体中由氨基酸脱水缩合而成的,A 正确;H+ 顺浓
度梯度通过 ATP合酶,从而推动 ATP的合成,B错误;ATP
合酶大量分布在线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上,C 错
误;由题可知,ATP合酶同时具有运输 H+ 和催化 ATP合
成的功能,D正确.]
9.解析:(1)PPO 能促使酚类化合物氧化为醌,但是不能促进
醌的进一步转化,这是因为PPO具有专一性.
图示是在 最 适 温 度 条 件 下 完 成 的,所 以 将 反 应 温 度 提 高
10℃,酶促褐变反应的速率会减慢,因为超过最适温度后,
PPO的活性下降,酶促反应速率减慢.
(2)从图乙看出,添加枣花蜂蜜的条件下,酶活性抑制率最
大,所以防止苹果褐变效果最好的是枣花蜂蜜.
实验目的是验证还原糖能够防止鲜切苹果片发生褐变,自变
量为是否含有还原糖,所以实验设计思路如下:用一定浓度
的还原糖溶液和清水分别处理等量的鲜切苹果片,对比观察
两组苹果片 褐 变 的 情 况,如 果 加 入 还 原 糖 的 褐 变 慢,则 可
验证.
(3)图甲中PPO和酚类结合,在 O2 参与下发生褐变,所以可
以真空保 存 鲜 切 水 果,原 理 是 避 免 与 空 气 接 触 发 生 氧 化
反应.
答案:(1)专一 减慢 超过最适温度后,PPO的活性下降,
酶促反应速率减慢
(2)枣花 用一定浓度的还原糖溶液和清水分别处理等量的
鲜切苹果片,对比观察两组苹果片褐变的情况
(3)真空保存鲜切水果 避免与空气接触发生氧化反应
高考冲浪
1.D [ALDH2 基因突变会使ALDH2活性下降或丧失,使乙
醛不能正常转化成乙酸,导致乙醛积累危害机体,东亚人群
中ALDH2 基因发生该种突变的频率较高,故与高加索人群
相比,东亚人群饮酒后面临的风险更高,A叙述正确;头孢类
药物能抑制 ALDH2的活性,使乙醛不能正常转化成乙酸,
导致乙醛积累危害机体,故患者在服用头孢类药物期间应避
免摄入含酒精的药物或食物,B叙述正确;ALDH2基因突
变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过控制酶(蛋白质)的
合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,C叙述正确;
ALDH2酶制剂是蛋白质,口服易被消化吸收,D叙述错误.]
2.C [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,A 正确;发酵过程的实质就是酶促反应
过程,需要将温度设置在酶的最适温度下,使多酚氧化酶保
持最大活性,才能获得更多的茶黄素,B正确;酶的作用条件
较温和,发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性,
C错误;高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失
活,以防止过度氧化影响茶品质,D正确.]
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