内容正文:
第二单元 细胞的能量供应和利用
课时冲关9 降低化学反应活化能的酶 对应学生用书P377
[基础对点练]
一、单项选择题
1.(2025山西部分学校联考)酶的活性中心主要
由两个功能部位组成:一个是结合部位,酶的底
物在此处与酶结合;另一个是催化部位,底物的
化学结构在此处发生改变.下列有关叙述正确
的是 ( )
A.某些抑制剂的化学结构与底物相似,因而可
以和底物竞争酶的催化部位
B.酶不仅能缩短反应时间,还能改变反应平衡
状态
C.酶和无机催化剂的作用原理不同,酶可以降
低化学反应的活化能
D.除功能部位外,酶的其他部分发生氨基酸序
列变化,也可能导致酶活性下降
解析:D [酶活性中心有一个结合部位,某些抑
制剂的化学结构与底物相似,可以和底物竞争
酶的结合部位,A 错误;酶不改变化学反应平衡
点,B错误;酶和无机催化剂都通过降低化学反
应活化能来催化化学反应,C错误;结构决定功
能,当酶的氨基酸序列发生变化时可能导致结
构改变,进而导致活性下降,D正确.]
2.(2025江苏泰州中学月
考)温度会影响酶促反应
速率,其作用机理可用如
图坐标曲线表示.其中a
表示底物分子具有的能
量,b表示温度对酶空间
结构的影响,c表示酶促
反应速率与温度的关系.下列说法正确的是
( )
A.随着温度的升高,底物分子具有的活化能
增加
B.处于曲线c中1、2位点酶分子空间结构是相
同的
C.酶适于低温保存,原因是底物分子的能量低
D.酶促反应与底物分子的能量与酶空间结构都
有关
解析:D [由题图可知,随着温度的升高,底物
分子具有的能量增加,A 错误;处于曲线c中1、
2位点酶促反应速率相等,但酶分子空间结构不
一定相同,B 错误;酶适于低温保存,原因是低
温只是抑制酶活性,不会使酶变性失活,C 错
误;由题图可知,底物分子的能量与酶空间结构
都会影响酶促反应速率,D正确.]
3.(2025广东深圳调研)乳汁中的糖类主要是乳
糖.有些婴儿体内乳糖酶活性低,会出现腹泻
等乳糖不耐症状.下列叙述正确的是 ( )
A.乳糖与乳糖酶的结合过程中酶的结构发生了
改变
B.乳糖酶具有高效性的原因是能够为乳糖分解
提供活化能
C.婴儿肠道菌群通常利用乳糖作为有氧呼吸的
底物
D.乳糖分解反应最适温度和乳糖酶最佳保存温
度均为37℃
解析:A [酶的作用机理是降低化学反应的活
化能,B 错误;肠道里面是缺氧环境,菌群不能
进行有氧呼吸,C 错误;酶应在低温条件下保
存,D错误.]
4.(2025山东枣庄模拟)酶的“诱导契合学说”认
为,酶活性中心的结构原来并不和底物的结构
完全吻合,当底物与酶相遇时,可诱导酶活性中
心的构象发生变化,有关的各个基团达到正确
的排列和定向,使底物和酶契合形成络合物.
产物从酶上脱落后,酶活性中心又恢复到原构
象.下列相关说法正确的是 ( )
A.酶与底物形成络合物时,提供了底物转化成
产物所需的活化能
B.这一模型可以解释淀粉酶可以催化二糖水解
成2分子单糖的过程
C.ATP水解释放的磷酸基团使某些酶磷酸化
导致其空间结构改变
D.酶活性中心的构象发生变化的过程伴随着肽
键的断裂
解析:C [酶的作用机理是降低化学反应的活
化能,不提供能量,A 错误;酶具有专一性,淀粉
酶不能催化二糖的水解,B错误;酶活性中心的
构象发生变化的实质是酶的空间结构改变,若
此过程中有肽键的断裂,则产物脱落后酶活性
中心不会恢复到原构象,D错误.]
5.(2025苏锡常镇模拟)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
验结果如下表所示.下列相关叙述正确的是
( )
组别 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 0 22 35 45 65 85
OD540nm 017008491122127113830450
注:OD540nm值代表在波长540nm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.
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高考总复习 生物学
A.实验组1和6的 OD540nm值较低,原因是酶的
空间结构发生改变
B.检测溶液的 OD540nm值时,实验组的数据需要
与空白对照组比较
C.根据表中数据分析,α-淀粉酶的最适温度
在35~65℃
D.为保证淀粉和淀粉酶的充分反应,需在反应
液中添加 ATP
解析:B [实验组1的 OD540nm 值较低,原因是
低温抑制酶的活性,酶的空间结构未被破坏,实
验组6的 OD540nm值较低,原因是高温导致酶的
空间结构发生改变,酶失活,A 错误;该实验探
究温度对酶活性的影响,根据对照原则,检测溶
液的 OD540nm值时,实验组的数据需要与空白对
照组比较,B正确;由表可知,α-淀粉酶的最适
温度在45~85 ℃,C错误;淀粉酶水解淀粉不
需要消耗能量,D错误.]
6.(2025长沙一中调研)杂色云芝菌(一种真菌)
盛产漆酶(能分解纤维素等).科研人员将杂色
云芝菌的菌丝接种到液体培养基中,适宜条件
下培养不同的时间,提取酶并研究pH 对酶活
性的影响,结果如图.下列相关叙述错误的是
( )
A.漆酶在活细胞中产生,在细胞外发挥作用
B.杂色云芝菌合成的漆酶需要经高尔基体才能
转运到细胞外
C.不同培养时间提取的漆酶最适 pH 都为3
左右
D.不同培养时间提取的漆酶空间结构可能不同
解析:C [酶是活细胞产生的,因此漆酶在活细
胞中产生;由题可知,漆酶能分解纤维素,因此
漆酶在细胞外发挥作用,A 正确;因为该酶在细
胞外发挥作用,即漆酶属于分泌蛋白,因此杂色
云芝菌合成的漆酶需要经高尔基体才能转运到
细胞外,B正确;据图无法确定不同培养时间提
取的漆酶的最适pH,C错误;由图可知,在同一
pH 下,不同培养时间提取的漆酶的酶活性不
同,故推测不同培养时间提取的漆酶空间结构
可能不同,D正确.]
[素养提升练]
二、不定项选择题
7.(2025山东潍坊模拟)牛奶中富含蛋白质胶
体,新鲜生姜根茎榨碎后,其中的一种凝乳酶能
够水解胶体颗粒外层的亲水性蛋白质,使其他
蛋白质暴露出来,与某些盐离子相互作用,形成
网状的凝胶体,导致牛奶凝固.下列说法错误
的是 ( )
A.生姜根茎中凝乳酶的合成部位是细胞质基质
B.凝乳酶属于外分泌蛋白,只能在细胞外发挥
作用
C.牛奶的温度过高或过低,与姜末混合后均不易
凝固
D.可通过检测不同pH 下牛奶凝固的时间探究
凝乳酶的最适pH
解析:AB [凝乳酶的化学本质是蛋白质,其合
成部位是核糖体,细胞质基质是细胞质除去细
胞器以外的溶液成分不含核糖体,A 错误;依据
“新鲜生姜根茎榨碎后,其中的一种凝乳酶能够
水解,导致牛奶凝固”,说明凝乳酶是胞内
酶,在细胞内和细胞外都能发挥作用,B 错误;
牛奶温度过高或过低都能影响酶的活性,使反
应速率减慢,其与姜末混合后不易凝固,C 正
确;根据不同 pH 下牛奶凝固的时间探究凝乳
酶作用的最适pH,凝固时间越短,说明反应越
快,对应的pH 更适宜,D正确.]
8.(2025河南部分名校高三检测)脲酶是科学家
提取得到的第一份纯酶结晶,该酶可以使尿素
的分解速率提高1014倍,类黄酮、Urease-IN-2是
两种脲酶抑制剂,实验小组为探究两种抑制剂
对脲酶活性的抑制原理进行了实验,实验结果
如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.脲酶能为尿素分解过程提供充足的活化能
B.该实验的自变量是抑制剂的种类及其浓度
C.增加尿素的浓度能解除类黄酮的抑制作用
D.Urease-IN-2可能对脲酶的空间结构具有
破坏作用
解析:CD [脲酶作为催化剂,不能为尿素分解
过程提供充足的活化能,而是能降低该化学反
应的活化能,A 错误;本实验的目的是探究两种
抑制剂对脲酶活性的抑制原理,因此,该实验的
自变量是抑制剂的种类和底物浓度,B错误;结
合图示可知,增加尿素的浓度能解除类黄酮的
抑制作用,说明类黄酮是通过与尿素竞争与酶
的结合位点实现对反应的抑制作用的,C正确;
Urease-IN-2对脲酶的抑制作用不能通过增
加底物来改变,因而可推测,Urease-IN-2是
非竞争性抑制剂,其对酶催化作用的抑制是通过
与酶结合来改变其空间结构实现的,D正确.]
三、非选择题
9.(2025山东菏泽期末)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2mL
的淀粉溶液.
Ⅱ.在上述6支试管中分别加入1mL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5min.
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1min,
观察各试管溶液中的颜色变化.
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第二单元 细胞的能量供应和利用
(1)请指出实验方案中存在的两处错误,并加以
改正.
①
;
改正:
.
②
;
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50min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 .
解析:(1)①酶具有高效性,第Ⅰ步加淀粉,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分钟,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
50min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.在0~
120min内,“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
溶液和淀粉溶液已经发生反应,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分钟,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,用斐林试剂鉴别还原糖,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50min
能提高β-淀粉酶的活性,且该淀粉酶的活性随
处理时间先增强后减弱 Ca2+ +2%淀粉
10.研究发现,利用不同种类蛋白酶水解大豆蛋白
获得的水解产物,能够对人体内的血管紧张素
转化酶(ACE)活性产生不同效果,为治疗高血
压提供了新思路.如图1表示不同蛋白酶对
大豆蛋白水解度的影响,图2表示不同蛋白酶
水解产物对 ACE活性抑制率的影响.请回答
下列问题.
(1)蛋白酶能催化部分 键水解断裂,产
生 等水解产物.
(2)图1说明应选用 酶水解大豆蛋白,
而水解时间不应超过10h的原因是
.
(3)在反应的最初4h内,碱性蛋白酶和
酶的水解产物对 ACE活性的抑制率
显著高于其他三种酶.
(4)不同蛋白酶的水解产物对 ACE活性的抑制
率存在差异,从酶的特性角度分析,主要是因为各
种蛋白酶的 性导致产生的
不同.
(5)为进一步研究大豆蛋白水解产物中抑制
ACE活性的相关物质,实验设计的关键思路
是
,单独直接观察
它们对 ACE酶活性的抑制效果.
解析:(1)蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的,
蛋白酶能催化部分肽键水解 断 裂,产 生 多 肽
(或多肽和氨基酸)等水解产物.
(2)图1可知碱性蛋白酶的水解度最高,应选
用碱性蛋白酶水解大豆蛋白,10h后大豆蛋白
水解度不再升高,因此水解时间不应超过10h.
(3)从图2可知,在反应的最初4h内,碱性蛋
白酶和胃蛋白酶的水解产物对 ACE活性的抑
制率显著高于其他三种酶.
(4)酶的专一性是指一种酶可以催化一种或少
数几种类似的底物,不同蛋白酶的水解产物对
ACE活性的抑制率存在差异,从酶的特性角
度分析,主要是因为各种蛋白酶的专一性导致
产生的多肽的种类和数量不同.
(5)为研究大豆蛋白水解产物中抑制 ACE 活
性的相关物质,自变量是水解产物,应将大豆
蛋白水解的不同产物提取分离,单独直接观察
它们对 ACE酶活性的抑制效果.
答案:(1)肽 多肽(或多肽和氨基酸) (2)碱
性蛋白 10h后大豆蛋白水解度不再升高
(3)胃蛋白 (4)专一 多肽的种类和数量
(5)将大豆蛋白水解的不同产物提取分离
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