内容正文:
第3课时 酶的催化功能受多种条件的影响
课标要求 1.酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2.活动:探究影响酶活性的因素。
考点一 影响酶促反应速率的因素
1.影响酶促反应速率的因素
(1)酶促反应速率:用酶做催化剂催化化学反应的快慢程度,可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
(2)影响因素
①通过影响酶活性影响反应速率,如温度、pH和各种化合物等。
②通过影响酶与底物的接触面积影响反应速率,而不影响酶活性,如酶浓度、底物浓度。
2.酶特性曲线的分析
(1)酶高效性的曲线
(2)酶专一性的曲线
只有酶A能催化底物A参与的反应,说明酶具有专一性。
3.影响酶促反应速率的因素曲线分析
(1)通过影响酶活性影响酶促反应速率的因素
①pH对酶活性的影响
a.不同酶的最适pH不同,在最适pH下,酶的活性最高;高于或低于最适pH,酶的活性都会降低,甚至失活。
b.过酸、过碱的条件下,都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性。
②温度对酶活性的影响
a.不同种酶的最适温度不同,高于或低于最适温度,酶的活性都会降低。
b.高温使酶的空间结构遭到破坏而失去活性;低温使酶的活性降低,在适宜温度下,酶的活性可以恢复。所以,酶一般在较低温度条件下保存。
③此外,有机溶剂、重金属离子、酶的浓度、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。
(2)直接影响酶促反应速率的其他因素
①底物浓度
②酶浓度
(3)两种抑制剂的作用机理
1.(2023·嘉兴高三期末)科学家从大洋深处的某种细菌体内分离出了一种嗜冷性蛋白酶,并在其他反应条件适宜的情况下,探究了温度对该酶活性的影响(不同温度下反应体系的底物量充足,反应时间相同),实验结果如图所示,其中a、b为实线和虚线的交点,c点为虚线与横轴的交点。下列叙述错误的是( )
A.图中实线和虚线分别表示反应物剩余量相对值和酶活性相对值
B.a点制约反应物剩余量相对值的主要因素为该反应体系的温度
C.若在b点降低反应体系的pH,则反应物剩余量相对值将增加
D.由图可知,反应体系温度越高,该嗜冷性蛋白酶的活性越低
答案 D
解析 a点,酶活性随着温度的上升而上升,a点制约反应物剩余量相对值的主要因素为反应体系的温度,B正确;图示曲线是在最适pH条件下测得的,若b点温度条件下降低反应体系的pH,酶活性降低,则反应物剩余量相对值将增加,C正确;由图可知,在一定温度范围内,随着温度的升高,酶活性增大,到达最适温度时酶活性最大;超过最适温度,随着温度的升高,酶活性降低,最后由于温度太高酶变性失活,D错误。
2.已知酶的竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点,非竞争性抑制剂可以改变酶的空间结构。图乙中的曲线a为无抑制剂时的反应速率。下列叙述正确的是( )
A.图甲中,影响曲线2和曲线3的因素分别是pH和温度
B.图甲曲线1中,B点时增加底物浓度不会对反应速率产生影响
C.图甲曲线1中,在A点之前加入酶的竞争性抑制剂,会使曲线1变为图乙中的曲线b
D.可以利用图甲曲线2中的C点和曲线3中的F点对应的条件,对酶进行保存
答案 C
解析 高温、过酸、过碱都会使酶因空间结构发生改变而永久失活,低温不会导致酶失活,据此可推知,在图甲中,影响曲线2的因素是温度,影响曲线3的因素是pH,A错误;图甲的曲线1起点不为0,即没有酶时底物也可以进行微弱的反应,因此该曲线可以表示酶浓度对酶促反应的影响,在B点时限制反应速率的因素是底物浓度等,所以在B点时增加底物浓度会对反应速率产生影响,B错误;依题意可知,竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点,从而降低酶对底物的催化效应,因此图乙中的曲线b表示竞争性抑制剂存在时的作用效果。图甲的曲线1中,在A点之前加入酶的竞争性抑制剂后,会导致与酶分子结合的底物分子的数量减少,酶促反应速率下降,会使曲线1变为图乙中的曲线b,C正确;图甲曲线2中的C点对应的是低温条件,曲线3中的F点对应的pH呈现强酸性、I点对应的pH为最适pH,酶应在最适pH、低温条件下保存,D错误。
方法规律 “四看法”分析酶促反应曲线
考点二 活动:探究pH对过氧化氢酶的影响
1.实验原理:肝脏中的过氧化氢酶能将H2O2催化分解成H2O和O2。用不同的pH缓冲液处理过氧化氢酶和H2O2,收集O2的产生量,比较在不同pH下过氧化氢酶的催化活性。
2.实验步骤
(1)取上图装置,向反应小室加入适量的H2O2溶液和pH_5.0的缓冲液。
(2)将大小相同的8片滤纸片放在新鲜肝脏匀浆中浸泡1 min,然后取其中2片贴到反应小室上侧内壁。
(3)翻转反应小室,适宜时间后,读取量筒水平面刻度并记录。
(4)反复冲洗小室,重复上述实验,测量pH 6.0、pH 7.0、pH 8.0下H2O2在酶催化下释放的气体量。
3.实验应注意的问题
(1)探究pH对酶活性的影响实验中,自变量是pH,因变量是过氧化氢的分解速率。
(2)本实验的检测指标为气体产生量的多少,以此反映酶活性的高低。故将有刻度的量筒灌满水倒置于托盘中,以排出量筒内的空气,保证收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。
(3)在探究pH对酶活性的影响时,需要保证酶的最适温度(排除温度干扰)。
3.(2024·温州瑞安中学高三模考)某生物兴趣小组设计的一个实验方案如表所示,下列关于该实验的叙述,不正确的是( )
试管编号
底物和试剂
实验条件
1
1 cm3的正方体蛋白质块+4 mL蒸馏水
37 ℃水浴;pH=1.5
2
1 cm3的正方体蛋白质块+4 mL胃蛋白酶
37 ℃水浴;pH=1.5
3
1 cm3的正方体蛋白质块+4 mL胃蛋白酶
37 ℃水浴;pH=8
A.该实验探究的是pH对胃蛋白酶活性的影响
B.该实验可删除试管1组别,不影响实验结论的得出
C.该实验可通过观察相同时间后,各组剩余蛋白质块的大小来比较胃蛋白酶的活性
D.蛋白质块的初始体积、形状以及水浴温度等为该实验的无关变量
答案 B
解析 根据表格信息,实验的自变量是pH,该实验探究的是pH对胃蛋白酶活性的影响,A正确;试管1是对照组,1和2比较可证明胃蛋白酶具有催化作用,即该酶的活性正常,进而2和3比较可研究pH对胃蛋白酶活性的影响,B错误;相同时间后,各组剩余蛋白质块的大小可代表胃蛋白酶的活性,剩余体积较大的组,胃蛋白酶的活性较低,C正确;自变量是pH,蛋白质块的初始体积、形状以及水浴温度等为该实验的无关变量,需相同且适宜,D正确。
4.(2024·杭州第二中学高三模拟)某兴趣小组同学利用下图中的两个装置探究pH对猪肝匀浆中过氧化氢酶活性的影响。将图示反应小室在适宜的温度下旋转180°后,发现两个注射器内气体体积逐渐增大,至不再增大时所需要的时间相等。下列叙述正确的是( )
A.反应完成两个注射器内收集到的气体体积不一定相等
B.在较低的环境温度下,两个装置完成反应所需的时间一定不相等
C.两反应所需要的时间相等,可以推断过氧化氢酶的最适pH介于6~8之间
D.应先将H2O2溶液和缓冲液加入小室,后将浸过肝脏匀浆的滤纸片贴在小室上方的内壁上
答案 C
解析 两个反应小室内底物量相同,最终产生的氧气量相等,A错误;低温抑制酶的活性,所以在低温条件下,两个装置完成反应所需时间可能相等,B错误;底物量相等,反应时间相等,说明反应速率相等,说明最适pH应介于6和8之间,C正确;应先将浸过肝脏匀浆的滤纸片贴在小室上方的内壁上,将缓冲液加入小室,再加入H2O2溶液,D错误。
1.(2021·浙江6月选考,16)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是( )
A.“酶的催化效率”实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C.“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
答案 B
解析 “酶的催化效率”实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,熟马铃薯块茎中的过氧化氢酶已经失活,不能催化过氧化氢分解;探究“酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有还原糖;设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,不可选择本尼迪特试剂检测反应产物,本尼迪特试剂需加热使用,影响变量温度。
2.(2020·浙江7月选考,10)为研究酶作用的影响因素,进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是( )
A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D.比较各组量筒中单位时间内收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
答案 C
解析 加入含酶的滤纸片后,应先加入pH缓冲液调节好不同pH,再将H2O2加到反应小室中,避免未达到预设的pH时过氧化氢酶已催化H2O2分解,C错误。
3.(2021·海南,11)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.该酶可耐受一定的高温
B.在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大
C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
答案 D
解析 相同温度下,不同反应时间内该酶的催化反应速率可能相同,如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的催化反应速率相同,D错误。
4.(2022·全国乙,4)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件,某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
+
+
+
+
+
RNA组分
+
+
-
+
-
蛋白质组分
+
-
+
-
+
低浓度Mg2+
+
+
+
-
-
高浓度Mg2+
-
-
-
+
+
产物
+
-
-
+
-
根据实验结果可以得出的结论是( )
A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
答案 C
解析 由①组可知,酶P在低浓度Mg2+条件下也有产物的生成,说明并非一定要在高浓度Mg2+条件下酶P才具有催化活性,A错误;由第③组和第⑤组对比可知,只有蛋白质组分的酶存在时,在低浓度Mg2+和高浓度Mg2+的条件下,均无产物的生成,说明在两种条件下蛋白质组分都没有催化活性,B错误;由第④组和第⑤组对比可知,在高浓度Mg2+条件下,第④组有产物的生成,第⑤组没有产物的生成,说明RNA组分具有催化活性,蛋白质组分没有催化活性,C正确,D错误。
5.(2022·广东,13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃,最适pH为9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
答案 C
解析 分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;分析①②组变量可知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分别为90 ℃、70 ℃,故自变量为温度,B正确;②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70 ℃,但由于分组较少,不能说明其最适温度为70 ℃,最适pH为9,C错误;该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验,D正确。
课时精练
一、选择题
1.(2024·宁波高三统考)科学家采用定量分析的方法,分别在不同温度和pH条件下测定同一种酶的活性,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.曲线图表示一个酶分子活性随温度、pH变化情况
B.A处的酶活性较低,可能是因为酶与底物的结合概率小
C.B、C处酶活性的表现相同,都存在酶失活的情况
D.本实验数据需要在较短时间内完成测量,以排除时间对实验的影响
答案 A
解析 题中的曲线图是研究某种酶(涉及了很多个酶分子)所得的结果,各温度、梯度下用的酶都是等量的同种酶分子的“群体”,在图中,A、B、C处的状态下,有些酶失活了,有些酶仍然具有活性,使得多个酶分子所在的“群体”的活性有所降低,A错误;A处温度过低,酶作为一种大分子的热运动变慢,酶与底物的结合概率变小,使酶促反应体系表现出来的酶活性降低,B正确;B处和C处酶活性的表现相同,因为B处pH偏低,C处pH偏高,所以其中有些酶分子失活,导致酶活性都比最适pH下的酶活性低,C正确;酶会降低化学反应所需要的活化能,从而加快反应速率,缩短反应时间,但不改变产物的最大生成量。因为科学家采用的是定量分析的方法,若时间过长,无论酶活性是高,还是低,都可能会使得所测产物量或底物剩余量相同,从而对酶活性做出错误分析和判断,因此本实验数据需要在较短时间内完成测量,以排除时间对实验的影响,D正确。
2.(2024·金华高三联考)丝瓜果肉极易褐变,严重影响丝瓜产品的商品价值和食用价值。多酚氧化酶(PPO)存在于细胞溶胶中,是褐变过程中最主要的酶。过氧化物酶(POD)是引起褐变的另一种关键酶。科研人员以OD值为指标,研究了pH对丝瓜PPO及POD活性的影响,实验结果如图(OD值越大酶活性越强)。
据图判断,下列叙述正确的是( )
A.两种酶的最适pH相同
B.POD在碱性条件下活性更高
C.实验中应控制各组PPO的量相同
D.OD值越大说明消耗酶的量越多
答案 C
解析 据题图分析可知,PPO最适pH为6.0左右,POD最适pH在5.6左右,两种酶的最适pH不同,A错误;POD最适pH在5.6左右,所以在酸性条件下活性更高,B错误;实验的目的是研究pH对丝瓜PPO及POD活性的影响,因此除了自变量pH和酶的种类不同以外,其他条件应相同且适宜,即实验中应控制各组PPO的量相同,C正确;由题干信息可知,OD值越大酶活性越强,酶在反应前后质量不变,D错误。
3.如图为某同学在其他条件适宜的情况下,研究pH对两种酶作用的影响曲线。下列叙述错误的是( )
A.据图可知,不同酶的适宜pH范围互不交叉
B.该研究中底物用蛋白块比用蛋白液效果更明显
C.在各自最适pH范围下,这两种蛋白酶可能相互催化
D.在pH为0、4、6、10时反应速率为0的本质原因相同
答案 A
解析 根据图只能得知这两种不同酶的适宜pH范围不同且互不交叉,A错误;胃蛋白酶和胰蛋白酶的化学本质都是蛋白质,胃蛋白酶和胰蛋白酶都能分解蛋白质,在各自最适pH范围下,这两种蛋白酶可能相互催化,C正确;在pH为0、4、6、10时反应速率为0,原因都是酶的空间结构被破坏,D正确。
4.(2023·台州第一中学高三模拟)如图是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。下列相关叙述错误的是( )
A.图1可以说明酶具有高效性
B.图1 bc段产生的原因可能是底物数量(浓度)有限
C.图2 bc段产生的原因可能是过氧化氢酶数量(浓度)有限
D.图3可以说明pH越小或越大酶活性越高
答案 D
解析 图1中,与加Fe3+相比,加过氧化氢酶的一组反应速率更快,说明酶的催化具有高效性,A正确;图1中bc段,随着时间的推移,产物的量不再增加,原因可能是底物数量(浓度)有限,B正确;图2中bc段,随着过氧化氢浓度的升高,化学反应速率不再加快,原因可能是过氧化氢酶数量(浓度)有限,C正确;图3中,在一定范围内,随着pH的升高,酶活性逐渐增强,而超过最适pH后,随着pH的升高,酶活性逐渐降低,D错误。
5.(2024·浙江镇海中学高三模拟)在使用酵母进行淀粉发酵的工业生产中,需要先将淀粉糖化,这一过程常使用糖化酶和α-淀粉酶。为研究不同温度对糖化酶和α-淀粉酶活性的影响,分别进行甲、乙、丙、丁4组实验,每组实验各取4支试管,编号1、2、3、4,每支试管中均加入1 mL淀粉溶液,1号不加酶为空白对照,2、3、4号分别加入10万活性糖化酶、5万活性糖化酶、5万活性α-淀粉酶各0.5 mL;检测试剂选用碘—碘化钾溶液。实验结果如表所示,下列相关叙述正确的是( )
不同温度下糖化酶和α-淀粉酶实验效果
组别
反应温度(℃)
1号
2号
3号
4号
甲
冰浴
++++
+++
+++
-
乙
室温
++++
+++
+++
-
丙
60
++++
-
-
-
丁
85
++++
++
++
-
注:“+”表示溶液显蓝色;“+”的数目表示蓝色的深浅;“-”表示不变蓝。
A.本实验的自变量是酶的种类和温度
B.冰浴和室温条件下,糖化酶和α-淀粉酶催化效率差异不明显
C.从实验结果可以得出,α-淀粉酶对温度不敏感,各个温度下都表现出强大的活性
D.本实验检测试剂可用本尼迪特试剂替代检测淀粉是否水解产生还原糖
答案 C
解析 本实验的自变量是酶的种类、糖化酶的浓度和温度,A错误;表中结果显示,甲组的反应温度是冰浴,乙组的反应温度是室温。在冰浴和室温条件下,3号(加入了5万活性糖化酶0.5 mL)实验结果都是“+++”,呈现蓝色;检测试剂选用的是碘—碘化钾溶液,碘—碘化钾溶液能让淀粉溶液呈现蓝色,淀粉越多,蓝色越深,说明甲组和乙组的3号试管酶促反应过后仍然有较多的淀粉存在,糖化酶催化淀粉水解的效率较差;在冰浴和室温条件下,4号(加入了5万活性α-淀粉酶0.5 mL)实验结果都是“-”,证明在酶促反应过后淀粉基本上被完全水解,等量的α-淀粉酶在同样的条件下比糖化酶的催化效率明显更好。所以,冰浴和室温条件下,糖化酶和α-淀粉酶催化效率差异明显,B错误;从甲、乙、丙、丁4组实验的实验结果可以得出,加5万活性α-淀粉酶0.5 mL的4号试管在冰浴、室温、60 ℃、85 ℃条件下的实验结果都是“-”,即不变蓝,证明淀粉基本上被完全水解,α-淀粉酶催化效率都较高,说明α-淀粉酶对温度不敏感,各个温度下都表现出强活性,C正确;因为本尼迪特试剂检测还原糖的生成需要水浴加热,会影响对反应温度的控制,影响实验结果,所以本实验检测试剂不能用本尼迪特试剂替代检测淀粉是否水解产生还原糖,D错误。
6.图甲表示在最适温度下,H2O2酶促反应速率受pH影响的曲线,图乙表示某一温度下,pH=b时H2O2酶促分解产生O2的量随时间的变化。下列说法正确的是( )
A.可用H2O2和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B.在图甲中c点对应的条件下,向该反应体系中加入双缩脲,溶液仍变紫
C.其他条件保持相同且适宜,则pH由b变为a时,e点不动
D.其他条件保持相同且适宜,温度降低时,d点右移
答案 C
解析 双缩脲为一种有机物,其不是双缩脲试剂,在图甲中c点对应的条件下,向该反应体系中加入双缩脲试剂,溶液仍变紫,B错误;酶不能改变生成物的量,pH由b变为a时,酶促反应速率下降,但e点不动,C正确;若图乙为高于最适温度时的情况,则温度降低时,酶促反应速率加快,d点左移,D错误。
7.如图表示在最适条件下麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系,下列有关叙述错误的是( )
A.如果温度上升5 ℃,b点将向左下方移动
B.a点时,部分麦芽糖酶没有参与催化反应
C.如果麦芽糖酶量增加一倍,b点将向右上方移动
D.可用本尼迪特试剂鉴定麦芽糖酶是否完成了对麦芽糖的催化分解
答案 D
解析 图示曲线是在最适条件下得出的底物浓度与酶促反应速率的关系,当温度上升5 ℃时,麦芽糖酶活性下降,b点将向左下方移动,A正确;a点时,限制反应速率的因素是麦芽糖的量,故有部分酶没有参与催化反应,B正确;bc段反应速率不变的原因是受到了麦芽糖酶数量的限制,故酶量增加一倍后,反应速率加快,b点将向右上方移动,C正确;麦芽糖与麦芽糖的分解产物葡萄糖都是还原糖,因此不能用本尼迪特试剂来鉴定麦芽糖是否被催化分解,D错误。
8.(2024·台州高三统考)某兴趣小组探究不同温度条件下两种淀粉酶的活性,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.本实验的自变量是温度
B.A酶的最适温度低于B酶
C.测量相对值可以是淀粉的剩余量
D.本实验所用的检测试剂是本尼迪特试剂
答案 C
解析 由图示可知,本实验的自变量是温度和酶的种类,A错误;随着温度的升高,酶活性增强,底物(淀粉)的剩余量减少,超过最适温度后,随着温度的升高,酶活性降低,底物(淀粉)的剩余量增多,故底物(淀粉)的剩余量先降低后升高,与图示相符,故测量相对值可以是淀粉的剩余量;由图示可以看出,在40 ℃时,B酶淀粉的剩余量最少,故B酶的最适温度是40 ℃左右,酶A无法判断最适温度,B错误,C正确;反应产物是还原糖,用本尼迪特试剂检测时需要加热,会改变实验的温度,故本实验所用的检测试剂不能是本尼迪特试剂,D错误。
9.关于“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”的实验,下列叙述正确的是( )
A.滤纸片在鲜肝匀浆中浸泡1 min后用镊子取出并立即贴在反应小室一侧内壁上
B.一组实验结束后,应充分清洗反应室并用H2O2溶液再冲洗一遍
C.实验材料选用新鲜肝脏是因为过氧化氢酶在动物肝细胞和血细胞中浓度高
D.反应小室不宜放入满水位的水槽中,以防其漂浮
答案 C
解析 将大小相同的8片滤纸片放在培养皿里的鲜肝匀浆中(含过氧化氢酶)浸泡1 min,然后用镊子夹起滤纸片,贴靠在培养皿壁上,使多余的匀浆流尽,A错误;一组实验结束后,为保证下一组实验的准确度,应充分清洗反应室,但不能用H2O2溶液再冲洗,B错误;反应小室不宜放入满水位的水槽中,以防清水溢出,D错误。
10.除了温度和pH影响酶活性外,抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为无抑制剂和不同抑制剂的作用机理示意图,图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列分析错误的是( )
A.非竞争性抑制剂的作用机理与高温对酶活性影响的作用机理相似
B.竞争性抑制剂可与底物相互竞争酶的活性位点,说明该酶不具有专一性
C.曲线c表示在酶溶液中添加了非竞争性抑制剂后的作用结果
D.曲线b在底物浓度(相对值)为25时,酶的活性位点与底物结合已趋于饱和
答案 B
解析 非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他部位结合,通过改变酶的空间结构使酶活性受到抑制,高温也会使酶的空间结构改变使酶活性受到抑制,A正确;竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性位点,说明酶具有专一性,B错误;曲线b表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线,在底物浓度(相对值)为25时,酶的活性位点与底物结合已趋于饱和,D正确。
11.(2024·湖州高三统考)脲酶能催化尿素分解为NH3和CO2。如图表示pH对两种脲酶的相对酶活性(酶活性与酶最大活性的百分比)的影响。下列叙述正确的是( )
A.两种脲酶的最适温度相同
B.两种脲酶的空间结构部分相同
C.两种脲酶只能在碱性环境中发挥作用
D.pH 7.8时两种脲酶催化生成NH3量相同
答案 B
解析 结合图示信息可知,该实验的自变量是pH和脲酶的种类,因变量是相对酶活性的变化,但根据实验数据不能分析出两种脲酶的最适温度是否相同,A错误;脲酶能催化尿素的分解,即均能以尿素作为底物,据此可推测,两种脲酶的空间结构部分相同,B正确;由曲线可知,植物刀豆脲酶在pH为7的条件下,相对酶活性达到80%,且在pH为9时,其相对酶活性达到40%左右,因此不能说明两种脲酶只能在碱性环境中发挥作用,C错误;pH为7.8时两种脲酶的相对酶活性相同,但催化生成的NH3量不一定相同,D错误。
12.图中甲曲线表示在最适温度下,α-淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与淀粉浓度之间的关系,乙、丙两曲线表示α-淀粉酶催化淀粉水解的反应速率随温度或pH的变化。下列分析正确的是( )
A.乙、丙两曲线横轴对应的影响因素分别为温度和pH
B.分析曲线可知,e、g两点所示条件是短期内保存该酶的最适条件
C.d、f两点所示的α-淀粉酶活性一致,该酶的空间结构都遭到破坏
D.若在a点升温或在bc段增加淀粉的浓度,都将使反应速率增大
答案 A
解析 高温、过酸、过碱都会使酶失活,据此可推知乙、丙两曲线横轴对应的影响因素分别为温度和pH,A正确;e点对应的横轴数值表示该酶的最适温度,g点对应的横轴数值对该酶而言pH过低,该酶的空间结构在一定程度上被破坏,因此e、g两点所示条件不是短期内保存该酶的最适条件,B错误;d、f两点所示的α-淀粉酶活性一致,但d点(低温)时该酶的空间结构没有遭到破坏,f点(高温)时该酶的空间结构已遭到破坏,C错误;图中甲曲线表示在最适温度下,α-淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与淀粉浓度之间的关系,若在a点升温,酶活性降低,反应速率将减小,bc段限制酶促反应速率的因素是α-淀粉酶的浓度,若在bc段增加淀粉的浓度,不会使反应速率增大,D错误。
二、非选择题
13.为探究不同离子对肠淀粉酶(最适pH为8)活性的影响,某同学开展了相关的实验,其实验步骤和结果见表。请回答下列问题:
试管编号及试剂
实验步骤
1号1% NaCl溶液(mL)
2号1% CuSO4溶液(mL)
3号1%Na2SO4溶液(mL)
4号蒸馏水(mL)
①加入试剂
1
1
1
1
②加入pH=8的缓冲液(mL)
1
1
1
1
③加入1%淀粉溶液(mL)
1
1
1
1
④加入肠淀粉酶溶液(mL)
1
1
1
1
⑤各试管在室温下反应2 min
⑥加入本尼迪特试剂2 mL
⑦将各试管放入盛有热水的大烧杯中加热2~3 min
⑧观察、记录结果
深红黄色
无红黄色(或浅蓝色)
浅红黄色
浅红
黄色
(1)分析结果,得出结论:
比较3号与4号试管的实验结果,可得出的结论是__________________________________。
比较2号与3号试管的实验结果,可得出的结论是____________________________________。
比较1号与3号试管的实验结果,可得出的结论是____________________________________。
(2)本实验的自变量是____________________________________________________________。
(3)四组实验中属于空白对照的是________号试管的实验。
(4)实验中加入缓冲液的作用是____________________________________________________。
(5)步骤⑤和步骤⑥能否对调(即先做步骤⑥,再做步骤⑤)?请作出判断并简述理由:______________________________________________________________________________。
答案 (1)Na+和SO对肠淀粉酶的催化活性没有影响 Cu2+对肠淀粉酶的催化活性有抑制作用 Cl-对肠淀粉酶的催化活性有促进作用 (2)不同的离子 (3)4 (4)维持反应液中pH的稳定(答案合理即可) (5)不能,因为本尼迪特试剂中有Cu2+,可参与反应,若步骤⑤和⑥对调,其设计不符合单一变量原则的要求(或本尼迪特试剂中含有的Na+、Cu2+或SO,会对实验造成干扰)
解析 (1)4号为空白对照实验,比较3号与4号可知,加入Na2SO4溶液后不影响实验结果,说明Na+和SO对肠淀粉酶的催化活性没有影响。2号与3号的自变量是Cu2+和Na+,2号试管中未发生反应,说明Cu2+可抑制肠淀粉酶的活性;1号与3号的自变量是Cl-和SO,1号试管产生的还原糖更多,说明Cl-可提高酶的活性。
14.(2024·浙江新昌中学高三诊断)为了研究温度对α-淀粉酶活性的影响,请根据以下提供的材料与用具,完善实验分组设计和实验思路,预测实验结果并进行分析与讨论。(已知α-淀粉酶最适温度在60 ℃左右)
材料与用具:α-淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、KI—I2溶液;试管、水浴锅(40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃)。
回答下列问题:
(1)以表格形式完成实验分组设计。
(2)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果)。
(3)由结果可得结论:_____________________________________________________________。
答案 (1)
试管
淀粉溶液(2 mL)
α-淀粉酶溶液(1 mL)
恒温
KI-I2溶液(1~2滴)
1
+
+
40 ℃
+
2
+
+
50 ℃
+
3
+
+
60 ℃
+
4
+
+
70 ℃
+
5
+
+
80 ℃
+
注:“+”表示加入。
(2)如图所示
(3)在一定范围内α—淀粉酶活性随温度升高而增强,超过了最适温度后则随之减弱
谢谢!
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