内容正文:
第1节 降低化学反应活化能的酶
第2课时 酶的特性
A组 必备知识基础练
1.切洋葱时总会让人泪流满面,是因为洋葱细胞受损时会把细胞液中的蒜氨酸酶释放出来,催化细胞产生氨气等一系列挥发性物质。下列防流泪的措施中,没有利用影响酶活性因素的知识的是( )
A.把刀放冰箱中冷冻一段时间
B.用开水烫一下洋葱
C.把洋葱放在冰箱里冷藏一段时间
D.把洋葱放在水中切
2.下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.向淀粉溶液与蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,在水浴加热的条件下,依据斐林试剂的检测结果可验证酶具有专一性
B.胃蛋白酶应在pH为1.5、温度为37 ℃条件下保存
C.酶只能在核糖体上合成,在细胞内外均可发挥作用
D.向H2O2溶液中加入少量H2O2酶后产生大量气泡体现了酶具有高效性
3.(2026泰州开学考)如图为探究不同温度(0 ℃、60 ℃、100 ℃)对淀粉酶活性影响的渗透装置,图中半透膜允许麦芽糖、葡萄糖等小分子通过,下列相关叙述错误的是( )
A.淀粉酶的化学本质是蛋白质,高温变性后不可恢复
B.本实验不需要用碘液检测即可比较不同温度下酶活性的高低
C.0 ℃实验组液面高度差值不大,主要原因是此时酶活性较低
D.60 ℃实验组液面高度差值最大,主要由所添加的酶直接引起
4.已知植物α-淀粉酶的最适温度范围通常在50~75 ℃,某学习小组分别在45 ℃和60 ℃条件下, 测定不同pH环境中植物α-淀粉酶的活性(用淀粉完全水解所需的时间表示),结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.淀粉完全水解所需时间长短与植物α-淀粉酶活性高低呈负相关
B.曲线①和曲线②分别为45 ℃和60 ℃条件下测定的结果
C.45 ℃和60 ℃条件下, 植物α-淀粉酶的最适pH均为7
D.向反应液中滴加碱液, pH从1→4→7过程中,植物α-淀粉酶活性逐渐恢复
5.(2025常州阶段练习)多酶片常用于治疗消化不良。多酶片为双层结构,外层为糖衣(深色部分),内层为肠溶衣(浅色部分)。糖衣包裹的是胃蛋白酶,如图所示。药物先进入胃,再进入肠,下列有关说法正确的是( )
A.患者服用多酶片时可整片吞服,也可捣碎服用
B.食物中的蛋白质均在胃中被消化,淀粉均在小肠中被消化
C.肠溶衣中的化学成分在酸性环境中不易被分解
D.胃蛋白酶和胰酶的最适pH和温度差异较大
6.某校生物学兴趣小组为探究影响酶活性的因素而设计了以下实验方案。分析并回答下列问题。
试管
底物和试剂
实验条件
甲
1 cm3的蛋白块+4 mL胃蛋白酶溶液
37 ℃水浴
乙
1 cm3的蛋白块+4 mL胃蛋白酶溶液
70 ℃水浴
丙
1 cm3的蛋白块+4 mL胃蛋白酶溶液
0 ℃水浴
(1)该实验中,pH属于 变量,所以三支试管的pH应相同且适宜,均为 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(2)探究胃蛋白酶活性的观测指标是 。
(3)若将实验的材料换为新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液,你认为是否科学? (填“是”或“否”),理由是 。
(4)本实验不宜直接选用双缩脲试剂来检测实验结果,理由是 。
B组 能力素养提升练
7.(多选)凝乳酶能催化乳汁凝固,常用于奶酪的生产。某同学对凝乳酶进行了相关实验,结果如表所示。下列有关实验的分析,错误的是( )
组别
A
B
C
D
E
F
水浴温度/℃
10
20
30
40
50
60
凝乳时间/min
不凝
7.0
4.0
1.5
4.0
不凝
A.该实验的目的是探究温度对凝乳酶活性的影响
B.实验中各组所加凝乳酶量和乳汁量属于无关变量,不影响实验结果
C.若将A组的温度逐渐加热至40 ℃,乳汁将凝固
D.凝乳酶发挥作用的最适温度为40 ℃
8.(多选)(2025常州高一月考)如图是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图。下列有关叙述正确的是( )
A.pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性
B.实验的自变量是1 h后淀粉剩余量,因变量是pH
C.应先将各组的淀粉溶液和淀粉酶溶液的pH调到设定数值再混匀
D.1 h后若将pH为13的试管的pH调至7,则其淀粉剩余量迅速下降
9.(多选)如图表示在最适温度下,麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系,下列有关叙述正确的是( )
A.A、B两点麦芽糖酶的利用率相同
B.若温度上升5 ℃,B点向下方移动
C.减少麦芽糖量,酶的活性一定下降
D.不能用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况
10.(2025无锡期末)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了下列实验:在酶量一定且环境适宜的条件下,检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响,结果如图1。请回答下列问题。
图1
图2
(1)由图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 (填“促进”或“抑制”)作用。
(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,因此酶的作用具有 性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为 (填“B”或“C”)。
(3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图3所示。
图3
①本实验的自变量是 (答出一个)。温度是 变量。
②由图3可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH为 。
③若要探究pH为7.4条件下,不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,实验的基本思路是在pH为7.4的条件下设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度,分别测定 与 的胰脂肪酶活性,并计算其差值。
参考答案
1.D 把刀放冰箱中冷冻一段时间,切洋葱过程中使酶活性降低,产生的挥发性物质减少。用开水烫一下洋葱,使酶失活,产生的挥发性物质减少。把洋葱放在冰箱里冷藏一段时间,使酶活性降低,产生的挥发性物质减少。将洋葱放在水中切,产生的挥发性物质会溶于水,没有利用影响酶活性的因素的知识。
2.A 淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖,而不能催化蔗糖水解,在水浴加热的条件下,斐林试剂可检测还原糖,若向淀粉溶液与蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,用斐林试剂检测,在水浴加热的条件下,淀粉组出现砖红色沉淀,蔗糖组不出现砖红色沉淀,可验证酶具有专一性,A项正确。胃蛋白酶应在低温条件下保存,B项错误。绝大多数酶的化学本质是蛋白质,在核糖体上合成,但少数酶的化学本质是RNA,其合成场所是细胞核,C项错误。体现酶具有高效性需与无机催化剂对比,D项错误。
3.D 淀粉酶的化学本质是蛋白质,高温会破坏蛋白质的空间结构使其变性失活,变性是不可逆过程,无法恢复活性,A项正确。题述3种温度下的酶活性不同,淀粉分解程度不同,U型管两侧的液面高度差不同,可直接通过液面差比较酶活性高低,不需要用碘液检测,B项正确。0 ℃条件下酶活性被低温抑制,只有少量淀粉被分解,半透膜两侧渗透压变化很小,因此液面高度差值不大,C项正确。60 ℃时淀粉酶活性最高,大量淀粉被分解为小分子麦芽糖等进而改变半透膜两侧的渗透压,液面差是淀粉酶催化淀粉水解的结果;淀粉酶本身是大分子催化剂,不能通过半透膜,不会改变溶液中的溶质分子总数,不会直接引起液面差变化,D项错误。
4.D 酶活性越高,催化效率越高,底物完全水解所需时间就越短,故淀粉完全水解所需时间长短与植物α-淀粉酶活性高低呈负相关,A项正确。植物α-淀粉酶的最适温度范围通常在50~75 ℃,据图分析可知,在相同pH条件下,曲线①表示的温度下,淀粉水解所需时间长于曲线②,说明曲线①所示温度下α-淀粉酶的催化效率较低,故曲线①②分别为在45 ℃和60 ℃条件下测定的结果,B项正确。曲线①和曲线②都是在pH=7时,淀粉水解所需时间最短,即pH=7时酶的催化效率最高,故45 ℃和60 ℃条件下,植物α-淀粉酶的最适pH均为7,C项正确。pH=1时,两条曲线相交,表示在强酸条件下酶已失活,故若向反应液中滴加碱液,pH从1→4→7过程中,植物α-淀粉酶活性不变,D项错误。
5.C 患者服用多酶片时应整片吞服,避免嚼碎后的胰酶在胃中变性失活,A项错误。蛋白质的消化从胃开始,淀粉的消化从口腔开始,且两者最终都会在小肠中被消化,B项错误。胃液为酸性环境,肠溶衣中的化学成分在酸性环境中不易被分解,要到小肠才被分解,C项正确。胃蛋白酶和胰酶的最适pH差异较大,最适温度均为37 ℃左右,D项错误。
6.答案 (1)无关 酸性 (2)单位时间(或相同时间)内蛋白块体积的变化 (3)否 加热(或高温)会促进过氧化氢分解 (4)胃蛋白酶本身就是蛋白质,也会与双缩脲试剂发生紫色反应
解析 (1)该实验的自变量是温度,pH属于无关变量,无关变量应保持相同且适宜,由于胃蛋白酶的最适pH为1.5左右,所以三支试管的pH应相同且适宜,均为酸性。(2)探究胃蛋白酶活性可以用单位时间(或相同时间)内蛋白块体积的变化表示,单位时间(或相同时间)内蛋白块体积减小多,说明酶活性高。(3)由于过氧化氢本身随温度升高,分解速率加快,因此不能将实验材料换成新鲜的肝脏研磨液和过氧化氢溶液。(4)胃蛋白酶本身是蛋白质,可以与双缩脲试剂发生紫色反应,因此不能直接选用双缩脲试剂检测实验结果。
7.BD 结合题表可知,本实验自变量为温度,因变量为凝乳时间,该实验的目的是探究温度对凝乳酶活性的影响,A项正确。实验中各组所加凝乳酶量和乳汁量属于无关变量,会影响实验结果,应保持相同且适宜,B项错误。低温不会破坏酶的空间结构,若将A组的温度逐渐加热至40 ℃,酶活性逐渐升高,乳汁将凝固,C项正确。本实验温度梯度较大,通过以上实验,只能确定凝乳酶的最适温度在40 ℃左右,不能得出“凝乳酶的最适温度是40 ℃”的结论,D项错误。
8.AC 酸能催化淀粉水解,pH为3时在酶和酸的共同作用下淀粉水解量与pH为9时酶单独作用时的淀粉水解量相同,可见pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性,A项正确。根据题图可知,本实验的自变量是pH,因变量是1 h后淀粉剩余量,B项错误。本实验的目的是探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用,实验时应先将各组的淀粉溶液和淀粉酶溶液的pH调到设定数值再混匀,C项正确。pH为13时,酶已经失活,因此再将pH调至7,反应速率不变,即淀粉剩余量不会迅速下降,D项错误。
9.BD A点时,麦芽糖酶的催化速率只有最大速率的一半,说明麦芽糖酶并没有全部参与催化反应,B点时催化速率达到最大,说明此时麦芽糖酶全部参与化学反应,故A、B两点麦芽糖酶的利用率不相同,A项错误。如果温度上升5 ℃,酶的活性会下降,所以B点向左下方移动,B项正确。减少麦芽糖量,酶的活性不变,C项错误。麦芽糖酶能将1分子麦芽糖分解成2分子的葡萄糖,而麦芽糖和葡萄糖均属于还原糖,均可与斐林试剂在水浴加热的条件下作用产生砖红色沉淀,所以不能用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况,D项正确。
10.答案 (1)抑制 (2)专一 B (3)是否加入板栗壳黄酮和不同pH 无关 7.7 对照组 加入板栗壳黄酮组
解析 (1)据图1实验结果显示,加入板栗壳黄酮后酶促反应速率比对照组低,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,这说明酶促反应的发生需要酶与底物发生特异性结合,因此酶的作用具有专一性;图2中的B的作用机理显示板栗壳黄酮与酶结合后导致酶的空间结构发生改变,进而使脂肪无法与脂肪酶发生结合,从而实现了对酶促反应速率的抑制,该抑制作用会导致脂肪的分解终止,此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解,C图显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点,从而减少了脂肪与胰脂肪酶的结合概率,进而使酶促反应速率下降,此种抑制可以通过增加底物浓度而缓解,据图1可知,加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组,且增加脂肪浓度,反应速率依然比对照组低,因此板栗壳黄酮的作用机理应为B。(3)①本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,根据实验目的可知,本实验的自变量为是否加入板栗壳黄酮和不同pH,温度是无关变量。②由图3可知加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变大,即由7.4变成了7.7。③若要探究不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,则实验的自变量为板栗壳黄酮浓度,因变量为酶促反应速率,因此实验的基本思路是在pH为7.4的条件下,设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度,分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的胰脂肪酶活性,并计算其差值。
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