4.2 酶催化细胞的化学反应（分层作业）生物沪科版必修1

4.2酶催化细胞的化学反应 1．（1）D （2）高效性 （3）①③④ （4）气泡多少（产生速率） （5）ABD （6）AC （7） 0.020 6.5 酶的空间结构改变，活性降低 2.（1）B （2）C （3）D （4）A 3．（1）高效性 （2） ② ① ③ （3）5支试管中蛋白块体积变化和消失的时间 （4）不加酶的对照实验 （5）② （6） ① ① 4．（1）幽门盲囊蛋白酶 （2） 不变 在pH为11的溶液中胃蛋白酶空间结构被破坏，永久失去活性，转移到pH为2的溶液中活性不能恢复。 （3）B （4）C （5）AB （6） 不能 自变量取值不合理，没有设置低于15、高于18的实验组。 （7）人工养殖投放的饲料成分中要注意降低淀粉、脂肪的比例，以减少对海洋的污染。 5．（1）C （2）底物量不同 （3） C A （4）7 （5） B 酶的催化具有特异性 （6） A 两组淀粉剩余量接近，但pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解。 pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH<7时的淀粉剩余量。 高效 6．(1)C (2)A (3) 淀粉酶活性越低，穗发芽率越低 (4)A (5)使β-淀粉酶失活 (6) 无明显差异 深于 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2酶催化细胞的化学反应 目 录 A组 巩固过关 B组 能力进阶 C组 拓展培优 1．酶催化细胞的化学反应 某兴趣小组开展了如图的实验，用点燃但无火焰的线香放到①~④号试管管口观察复燃情况。对比分析各组实验，回答下列问题: （1）下列有关实验材料“新鲜肝脏匀浆”的说法正确的是___。（单选题） A、新鲜肝脏匀浆中只含有过氧化氢酶 B、肝脏中的过氧化氢酶在代谢中有多种功能 C、可用加热煮沸的肝脏匀浆代替新鲜肝脏匀浆 D、匀浆液说明酶离开细胞也可以发挥作用 （2）分析①号和②号试管的线香复燃情况差异，说明酶的作用具有___特点。 （3）比较___号试管，可证明过氧化氢酶的催化需要适宜的pH。 （4）本实验除观察线香的复燃情况外，还可以观察试管中___（答出一点即可）作为实验观测指标。 （5）某同学模仿该实验过程时，发现4号试管的实验现象与2号试管相同，可能的原因有___。（多选题） A、盐酸浓度过低 B、肝脏不新鲜 C、依次加入:匀浆→盐酸→H2O2 D、依次加入: H2O2→匀浆→盐酸 带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白，随意丢弃不仅浪费资源，还会污染环境。利用木瓜蛋白酶处理，可以变废为宝。为确定木瓜蛋白酶的最适用量和最适pH，研究人员进行了相关实验，结果如图所示。（注:酶解度是指下脚料中蛋白质的分解程度） （6）已知木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为多肽，但不能进一步将多肽分解为氨基酸。据此可说明___。（多选题） A、木瓜蛋白酶催化的底物是蛋白质 B、木瓜蛋白酶催化的底物是多肽 C、木瓜蛋白酶具有专一性 D、木瓜蛋白酶具有高效性 （7）据图分析，木瓜蛋白酶添加量应控制在___%，pH应控制在___，偏酸、偏碱使酶解度降低的原因是___。 2.酶的作用特点 某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，做了两个实验。相应的实验结果如下图所示（实验1、实验2均在适宜条件下进行）。请分析回答下列问题： （1）实验1若温度升高10 ℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将发生的变化及原因是（　　） A．增大、酶的空间结构改变 B．变小、酶的空间结构改变 C．不变、酶量有限 D．增大、过氧化氢耗尽 （2）实验2的bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是（　　） A．酶的活性下降 B．酶已经完全失活 C．酶的数量有限 D．H2O2已经完全被分解 α-淀粉酶是一种与糖、脂代谢密切相关的酶，如图显示了α-淀粉酶催化底物水解过程，可以催化淀粉分解为麦芽糖和少量葡萄糖。抑制α-淀粉酶的活性能有效阻止食物中碳水化合物在机体内的消化和水解，从而减少糖分的摄入，控制血糖升高。    （3）上图表示α-淀粉酶催化底物水解过程，图中字B和C分别代表（　　） A．淀粉；麦芽糖 B．淀粉；葡萄糖 C．α-淀粉酶；麦芽糖 D．α-淀粉酶；葡萄糖 （4）在淀粉溶液中加入淀粉酶，在不同实验条件下得到图所示曲线。与a比较，对b、c曲线成因分析正确的是（　　）    A．b可能是酶增加，底物量不变 B．b可能是底物增加，酶量不变 C．c可能是酶量增加，底物量不变 D．c可能仅改变了反应温度 3．多酶片 多酶片是一种复方制剂，它主要是由胰酶（包括胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，在小肠中发挥作用）、胃蛋白酶复合而成的一种药物，其结构和说明书的部分内容如下： 【性状】：本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片。 【适应症】：用于消化不良、食欲不振。 【用法用量】： 口服。一次2-3片，一日3次 【注意事项】：本品在酸性条件下易破坏。 （1）多酶片能够帮助消化道内食物快速消化，主要与酶的____________（特性）有关。 （2）多酶片的糖衣以糖浆为主要包衣材料，能溶于胃液；肠溶衣为一层特殊包裹物质，能保护其在胃部不被破坏。据此推测糖衣内包裹的是______，肠溶衣内包裹的是______，为充分发挥多酶的作用，在口服时应______。（编号选填） ①胰酶   ②胃蛋白酶   ③整片吞服      ④嚼碎服用 为探究pH对胃蛋白酶活性的影响，某兴趣小组利用蛋白块若干、胃蛋白酶溶液、蒸馏水、一系列pH梯度的溶液、试管若干、恒温水浴锅、时钟等进行了相关实验。 实验步骤：①取规格相同的5支洁净试管，分别编号1、2、3、4、5； ②向5支试管中分别注入5mL一系列pH梯度的溶液，然后各加入5mL胃蛋白酶溶液； ③将试管置于37℃的恒温水浴锅中保温5min； ④向5支试管中各加入等量且适量的蛋白块； ⑤观察现象并记录。 （3）请将实验步骤⑤补充完整_________________。 （4）为进一步确认上述实验中蛋白块的消失是否是由胃蛋白酶催化导致的，请提出实验改进的思路：增加一组__________________，其余条件相同，并观察记录实验现象和结果。 已知板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶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，兴趣小组在酶量一定且环境适宜的条件下，检测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。 （5）图1曲线可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有_________（①促进/②抑制）作用。 （6）图2中B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用的两种推测的机理模式图：C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，从而减少脂肪与胰脂肪酶的结合几率，进而使酶促反应速率下降，此种抑制_________（①可以/②不可以）通过增加脂肪的浓度而缓解。结合图1曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理可能为图2的_______（①B/②C）。 4．黄花鱼是我国首要的海水经济鱼类。了解其食性对于提高人工养殖效率至关重要。研究人员尝试对黄花鱼消化道中蛋白酶的活性进行研究。查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下黄花鱼消化道各部位蛋白酶活性如图。    （1）在各自最适pH下，图中三种蛋白酶催化效率最高的是_________。 （2）将放置在pH为11溶液中的胃蛋白酶，转移到pH为2的溶液中，此过程中该酶的活性变化是________（增强/下降/不变），请从分子水平说明理由________。 资料表明黄花鱼人工养殖温度常年在15~18℃之间。研究人员假设：黄花鱼蛋白酶的最适温度在15~18℃间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。 （3）探究实验中以干酪素为底物。推测干酪素的化学本质是_______。 A．脂肪 B．蛋白质 C．淀粉 D．氨基酸 （4）胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在________。 A．2和5 B．5和8 C．2和8 D．7和8 （5）将装有酶和底物的试管置于水浴中以保持恒温。单位时间内_________可以表示蛋白酶催化效率的高低。 A．底物消耗量 B．产物生成量 C．酶的消耗量 D．酶的生成量 （6）实验结果如图，据此能否确认该假设成立?_________。理由是：___________。    （7）研究还发现黄花鱼消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，这对人工养殖投放饲料有何启示?_________。 5．A组同学在常温下向甲、乙、丙三支试管中分别加入适量的淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液，摇匀，然后将甲在最适温度，乙和丙在高于最适温度条件下反应，试管中产物量随时间变化的情况如图1所示。B组同学研究了pH对淀粉酶活性的影响，结果如图2所示。请回答下列问题： （1）在图1中，甲、乙、丙3支试管所处温度较高的是（    ） A．甲 B．乙 C．丙 （2）甲、乙试管所对应M、N值不同的原因最可能是_______________。 （3）①如果适当降低乙试管的温度，则N点将___________ A．上移    B．下移    C．不移动 ②t1将___________ A．左移    B．右移    C．不移动 （4）由图2实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为___________。 （5）①若将淀粉酶换成蔗糖酶，___________得到图2所示的结果 A．能    B．不能 ②说明___________。 （6）B组同学查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解，该实验利用了盐酸调节pH，淀粉可以在盐酸和淀粉酶的共同作用下分解。 ①据此推测pH为3条件下的酶活性___________pH为9条件下的酶活性； A．小于    B．等于    C．大于 ②你的理由是___________。 ③与盐酸相比，淀粉酶催化淀粉的作用更显著，判断依据是___________。说明淀粉酶的催化具有___________的特点。 6．小麦的穗发芽影响其产量和品质，某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下表： 步骤 红粒管 白粒管 对照管 1 加样 0.5mL提取液 0.5mL提取液 A 2 加缓冲液（mL） 1 1 3 加淀粉溶液（mL） 1 B 4 37℃保温适当时间终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色 显色结果 +++ + +++++ 注：“+”数目越多表示蓝色越深 (1)步骤1中加入的A和步骤3中加入的B淀粉溶液体积分别是___。 A．0.5mL提取液  1 B．0.5mL提取液  2 C．0.5mL蒸馏水  1 D．0.5mL蒸馏水  2 (2)显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是___。 A．红粒小麦 B．白粒小麦 (3)据此推测结论是：___。 (4)若步骤3中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应___。 A．缩短 B．延长 C．不变 小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：    (5)X处理的作用是___。 (6)若I中两管显色___，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著___白粒管（填“深于”或“浅于”），则表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2酶催化细胞的化学反应 目 录 A组 巩固过关 B组 能力进阶 C组 拓展培优 1．酶催化细胞的化学反应 某兴趣小组开展了如图的实验，用点燃但无火焰的线香放到①~④号试管管口观察复燃情况。对比分析各组实验，回答下列问题: （1）下列有关实验材料“新鲜肝脏匀浆”的说法正确的是___。（单选题） A、新鲜肝脏匀浆中只含有过氧化氢酶 B、肝脏中的过氧化氢酶在代谢中有多种功能 C、可用加热煮沸的肝脏匀浆代替新鲜肝脏匀浆 D、匀浆液说明酶离开细胞也可以发挥作用 （2）分析①号和②号试管的线香复燃情况差异，说明酶的作用具有___特点。 （3）比较___号试管，可证明过氧化氢酶的催化需要适宜的pH。 （4）本实验除观察线香的复燃情况外，还可以观察试管中___（答出一点即可）作为实验观测指标。 （5）某同学模仿该实验过程时，发现4号试管的实验现象与2号试管相同，可能的原因有___。（多选题） A、盐酸浓度过低 B、肝脏不新鲜 C、依次加入:匀浆→盐酸→H2O2 D、依次加入: H2O2→匀浆→盐酸 带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白，随意丢弃不仅浪费资源，还会污染环境。利用木瓜蛋白酶处理，可以变废为宝。为确定木瓜蛋白酶的最适用量和最适pH，研究人员进行了相关实验，结果如图所示。（注:酶解度是指下脚料中蛋白质的分解程度） （6）已知木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为多肽，但不能进一步将多肽分解为氨基酸。据此可说明___。（多选题） A、木瓜蛋白酶催化的底物是蛋白质 B、木瓜蛋白酶催化的底物是多肽 C、木瓜蛋白酶具有专一性 D、木瓜蛋白酶具有高效性 （7）据图分析，木瓜蛋白酶添加量应控制在___%，pH应控制在___，偏酸、偏碱使酶解度降低的原因是___。 【答案】（1）D （2）高效性 （3）①③④ （4）气泡多少（产生速率） （5）ABD （6）AC （7） 0.020 6.5 酶的空间结构改变，活性降低 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】（1）A、新鲜肝脏匀浆中含有过氧化氢酶，此外还含有其它物质，A错误； B、肝脏中的过氧化氢酶只起催化功能，B错误； C、肝脏匀浆中含有酶，酶在高温条件下易变性失活，故不能用加热煮沸的肝脏匀浆代替新鲜肝脏匀浆，C错误； D、匀浆液是在细胞外进行的反应，实验结果说明有酶的匀浆组反应较剧烈，说明酶离开细胞也可以发挥作用，D正确。 故选D。 （2）据图分析，①号试管是无机催化剂，②号试管是肝脏匀浆，里面含有过氧化氢酶，②号试管复燃且燃烧剧烈，说明酶催化作用更明显，即酶具有高效性。 （3）实验的设计应遵循单一对照原则，要证明过氧化氢酶的催化需要适宜的pH，则应选择实验组的单一变量是不同pH，图中的①组、③组和④组符合题意。 （4）过氧化氢分解能够产生水和氧气，氧气可以使线香复燃，也可以产生气泡，故本实验除观察线香的复燃情况外，还可以观察试管中气泡的多少为实验观测指标。 （5）据图分析，②号和④号试管的自变量是盐酸的有无，正常情况下盐酸会使酶变性，若4号试管的实验现象与2号试管相同，则可能是因为A盐酸浓度过低导致盐酸没有发挥作用、B肝脏不新鲜导致其中过氧化氢酶不能起作用、D依次加入: H2O2→匀浆→盐酸，导致在盐酸起作用前，反应已经进行；而C依次加入:匀浆→盐酸→H2O2，则会导致两者不同。 故选ABD。 （6）ABC、木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为多肽，但不能进一步将多肽分解为氨基酸，说明酶具有专一性，木瓜蛋白酶催化的底物是蛋白质，AC正确，B错误； D、高效性是指酶与无机催化剂相比，降低化学反应活化能的效果更显著，上述现象不能证明酶的高效性，D错误。 故选AC。 （7）结果显示随着木瓜蛋白酶的增加蛋白质的分解程度逐渐上升，直至达到相对稳定，结合图示可知木瓜蛋白酶添加量应控制在0.020%，因为超过该值，酶解度不再增加，pH应控制在6.5，因为该值是木瓜蛋白酶最适pH值，偏酸、偏碱都会破坏酶的空间结构进而导致酶失活。 2.酶的作用特点 某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，做了两个实验。相应的实验结果如下图所示（实验1、实验2均在适宜条件下进行）。请分析回答下列问题： （1）实验1若温度升高10 ℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将发生的变化及原因是（　　） A．增大、酶的空间结构改变 B．变小、酶的空间结构改变 C．不变、酶量有限 D．增大、过氧化氢耗尽 （2）实验2的bc段O₂产生速率不再增大的原因最可能是（　　） A．酶的活性下降 B．酶已经完全失活 C．酶的数量有限 D．H2O2已经完全被分解 α-淀粉酶是一种与糖、脂代谢密切相关的酶，如图显示了α-淀粉酶催化底物水解的过程，它可以催化淀粉分解为麦芽糖和少量葡萄糖。抑制α-淀粉酶的活性能有效阻止食物中碳水化合物在机体内的消化和水解，从而减少糖分的摄入，控制血糖升高。    （3）上图表示α-淀粉酶催化底物水解过程，图中字B和C分别代表（　　） A．淀粉；麦芽糖 B．淀粉；葡萄糖 C．α-淀粉酶；麦芽糖 D．α-淀粉酶；葡萄糖 （4）在淀粉溶液中加入淀粉酶，在不同实验条件下得到图所示曲线。与a比较，对b、c曲线成因分析正确的是（　　）    A．b可能是酶增加，底物量不变 B．b可能是底物增加，酶量不变 C．c可能是酶量增加，底物量不变 D．c可能仅改变了反应温度 【答案】 （1）B （2）C （3）D （4）A 【详解】 （1）  实验1是在适宜条件下进行的，若温度升高10 ℃，会超过过氧化氢酶的最适温度，酶的空间结构会改变，酶活性降低，催化反应速率减慢，所以加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将变小。 故选B。 （2） 实验2中，bc段O2产生速率不再增大，是因为酶的数量有限，即使增加H2O2浓度，反应速率也不会再提高。酶的活性下降不会使速率突然不再增大；酶完全失活则反应会停止；若H2O2完全被分解，O2产生速率会降为0，而不是保持稳定。 故选C。 （3）在酶催化反应中，酶（α-淀粉酶）作为催化剂，反应前后性质不变，所以B是α-淀粉酶。淀粉在α-淀粉酶催化下分解为麦芽糖和少量葡萄糖，图中C是葡萄糖（葡萄糖是单糖）。 故选D。 （4）A、若酶增加，底物量不变，反应速率会加快（b曲线比a曲线上升更快），但最终生成物量与a相同，符合b曲线特点，A正确； B、若底物增加，酶量不变，最终生成物量应比a多，而b最终生成物量与a相同，B错误； C、若酶量增加，底物量不变，最终生成物量应与a相同，而c最终生成物量比a多，C错误； D、仅改变反应温度，若温度偏离最适温度，反应速率会改变，但最终生成物量不变，与c最终生成物量比a多不符，D错误。 故选A。 3．多酶片 多酶片是一种复方制剂，它主要是由胰酶（包括胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，在小肠中发挥作用）、胃蛋白酶复合而成的一种药物，其结构和说明书的部分内容如下： 【性状】：本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片。 【适应症】：用于消化不良、食欲缺乏。 【用法用量】： 口服。一次2-3片，一日3次 【注意事项】：本品在酸性条件下易破坏。 （1）多酶片能够帮助消化道内食物快速消化，主要与酶的____________（特性）有关。 （2）多酶片的糖衣以糖浆为主要包衣材料，能溶于胃液；肠溶衣为一层特殊包裹物质，能保护其在胃部不被破坏。据此推测糖衣内包裹的是______，肠溶衣内包裹的是______，为充分发挥多酶的作用，在口服时应______。（编号选填） ①胰酶   ②胃蛋白酶   ③整片吞服      ④嚼碎服用 为探究pH对胃蛋白酶活性的影响，某兴趣小组利用蛋白块若干、胃蛋白酶溶液、蒸馏水、一系列pH梯度的溶液、试管若干、恒温水浴锅、时钟等进行了相关实验。 实验步骤：①取规格相同的5支洁净试管，分别编号1、2、3、4、5； ②向5支试管中分别注入5mL一系列pH梯度的溶液，然后各加入5mL胃蛋白酶溶液； ③将试管置于37℃的恒温水浴锅中保温5min； ④向5支试管中各加入等量且适量的蛋白块； ⑤观察现象并记录 。 （3）请将实验步骤⑤补充完整_________________。 （4）为进一步确认上述实验中蛋白块的消失是否是由胃蛋白酶催化导致的，请提出实验改进的思路：增加一组__________________，其余条件相同，并观察记录实验现象和结果。 已知板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶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，兴趣小组在酶量一定且环境适宜的条件下，检测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。 （5）图1曲线可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有_________（①促进/②抑制）作用。 （6）图2中B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用的两种推测的机理模式图：C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，从而减少脂肪与胰脂肪酶的结合几率，进而使酶促反应速率下降，此种抑制_________（①可以/②不可以）通过增加脂肪的浓度而缓解。结合图1曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理可能为图2的_______（①B/②C）。 【答案】（1）高效性 （2） ② ① ③ （3）5支试管中蛋白块体积变化和消失的时间 （4）不加酶的对照实验 （5）② （6） ① ① 【分析】1、酶是在活细胞中产生的具有催化作用的一类有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 2、酶的特性：具有高效性、专一性、作用条件温和。酶活性受到温度、pH等条件的影响，高温、强酸、强碱都会使酶失去活性，低温会使酶活性降低。 【详解】（1）多酶片能够帮助消化道内食物快速消化，主要与酶的高效性有关，其含有多种酶。 （2）糖衣以糖浆为主要包衣材料，能溶于胃液，说明糖衣内包裹的酶需在胃中发挥作用，推测其为②胃蛋白酶；肠溶衣为一层特殊包裹物质，能保护其在胃部不被破坏，推测其为胰酶。多酶片应整片吞服，避免酶在不适应的环境中失活。 （3）酶活性可用底物的减少量或产物的增加量来衡量，所以可观察5支试管中蛋白块体积变化，并记录蛋白块消失的时间。 （4）为进一步确认上述实验中，蛋白块的消失是否是胃蛋白酶催化所致，应该增加一组不加酶的对照实验，观察蛋白块的变化，若蛋白块不消失，则蛋白块的消失是胃蛋白酶催化所致，否则不能说明。 （5）由图1可知，加入板栗壳黄酮后，酶促反应速率降低，说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。 （6）由图2可知，B为非竞争性抑制剂，其改变酶的结构，使底物不能与酶结合，C为竞争性抑制剂，其通过与酶竞争结合位点抑制反应速率，所以C可以通过增加脂肪的浓度而缓解。由图1可知，随着脂肪浓度的增加，酶促反应速率不能达到未加入板栗壳黄酮前的最大速率，说明其为非竞争性抑制剂，即图中B。 4．黄花鱼是我国首要的海水经济鱼类。了解其食性对于提高人工养殖效率至关重要。研究人员尝试对黄花鱼消化道中蛋白酶的活性进行研究。查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下黄花鱼消化道各部位蛋白酶活性如图。    （1）在各自最适pH下，图中三种蛋白酶催化效率最高的是_________。 （2）将放置在pH为11溶液中的胃蛋白酶，转移到pH为2的溶液中，此过程中该酶的活性变化是________（增强/下降/不变），请从分子水平说明理由________。 资料表明黄花鱼人工养殖温度常年在15~18℃之间。研究人员假设：黄花鱼蛋白酶的最适温度在15~18℃间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。 （3）探究实验中以干酪素为底物。推测干酪素的化学本质是_______。 A．脂肪 B．蛋白质 C．淀粉 D．氨基酸 （4）胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在________。 A．2和5 B．5和8 C．2和8 D．7和8 （5）将装有酶和底物的试管置于水浴中以保持恒温。单位时间内_________可以表示蛋白酶催化效率的高低。 A．底物消耗量 B．产物生成量 C．酶的消耗量 D．酶的生成量 （6）实验结果如图，据此能否确认该假设成立?_________。理由是：___________。    （7）研究还发现黄花鱼消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，这对人工养殖投放饲料有何启示?_________。 【答案】（1）幽门盲囊蛋白酶 （2） 不变 在pH为11的溶液中胃蛋白酶空间结构被破坏，永久失去活性，转移到pH为2的溶液中活性不能恢复。 （3）B （4）C （5）AB （6） 不能 自变量取值不合理，没有设置低于15、高于18的实验组。 （7）人工养殖投放的饲料成分中要注意降低淀粉、脂肪的比例，以减少对海洋的污染。 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。 2、酶的特性。①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍；②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应；③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 【详解】（1）据图分析，在各自最适pH下，图中三种蛋白酶催化效率最高的是幽门盲囊蛋白酶。 （2）胃蛋白酶在pH为11溶液中变性失活，转移到pH为2的溶液中，活性依旧为0，活性不变。原理是在pH为11的溶液中胃蛋白酶空间结构被破坏，失去活性，转移到pH为2的溶液中活性不能恢复。 （3）本实验的目的是探究黄花鱼蛋白酶的最适温度，蛋白酶能催化蛋白质水解，探究实验中以干酪素为底物，说明干酪素的化学本质是蛋白质。 故选B。 （4）据图分析，胃蛋白酶最适pH为2，幽门盲囊蛋白酶最适pH为8，实验应该保证无关变量适宜，因此胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在2和8。 故选C。 （5）蛋白酶催化效率的高低可以用单位时间内底物消耗量或产物生成量来表示。 故选AB。 （6）在温度为15℃到18℃之间，酶活性不断增大，此时不能判断酶的最适温度，应该设置低于15、高于18的实验组继续进行实验。 （7）由于酶具有专一性，黄花鱼消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，因此人工养殖投放的饲料成分中要注意降低淀粉、脂肪的比例，以减少对海洋的污染。 5．A组同学在常温下向甲、乙、丙三支试管中分别加入适量的淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液，摇匀，然后将甲在最适温度，乙和丙在高于最适温度条件下反应，试管中产物量随时间变化的情况如图1所示。B组同学研究了pH对淀粉酶活性的影响，结果如图2所示。请回答下列问题： （1）在图1中，甲、乙、丙3支试管所处温度较高的是（    ） A．甲 B．乙 C．丙 （2）甲、乙试管所对应M、N值不同的原因最可能是_______________。 （3）①如果适当降低乙试管的温度，则N点将___________ A．上移    B．下移    C．不移动 ②t1将___________ A．左移    B．右移    C．不移动 （4）由图2实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为___________。 （5）①若将淀粉酶换成蔗糖酶，___________得到图2所示的结果 A．能    B．不能 ②说明___________。 （6）B组同学查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解，该实验利用了盐酸调节pH，淀粉可以在盐酸和淀粉酶的共同作用下分解。 ①据此推测pH为3条件下的酶活性___________pH为9条件下的酶活性； A．小于    B．等于    C．大于 ②你的理由是___________。 ③与盐酸相比，淀粉酶催化淀粉的作用更显著，判断依据是___________。说明淀粉酶的催化具有___________的特点。 【答案】（1）C （2）底物量不同 （3） C A （4）7 （5） B 酶的催化具有特异性 （6） A 两组淀粉剩余量接近，但pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解。 pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH<7时的淀粉剩余量。 高效 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 2、酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 3、酶的特性： （1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。 （2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。 【详解】（1）甲在最适温度，乙和丙在高于最适温度条件下反应，曲线乙和丙从产物量来看，此时的淀粉酶活性均已丧失。曲线丙产物量达到最大值耗时更短，说明温度更高，失活的速度更快。 （2）甲、乙试管所对应M、N值即产物量不同，最有可能是甲、乙试管中底物量不同。 （3）乙是在高于最适温度条件下反应，乙试管底物已经消化完，因此如果适当降低乙试管的温度，反应速率加快，N点（产物量）不移动，但t1将左移。 （4）由图2实验结果可知，当pH为7时，1h后淀粉剩余量（底物）最少，这说明当pH为7时，该淀粉酶的活性最大，即该淀粉酶的最适pH为 7。 （5）每一种酶只能催化一种或一类化学反应，酶的催化具有特异性，因此将淀粉酶换成蔗糖酶，不能得到图2所示的结果。 （6）pH为3和pH为9时，两组淀粉剩余量接近，但pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉水解，故pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性。 1h后pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量，故与盐酸相比，淀粉酶催化淀粉的作用更显著。与无机催化剂相比，酶的催化具有高效性的特点。 6．小麦的穗发芽影响其产量和品质，某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下表： 步骤 红粒管 白粒管 对照管 1 加样 0.5mL提取液 0.5mL提取液 A 2 加缓冲液（mL） 1 1 3 加淀粉溶液（mL） 1 B 4 37℃保温适当时间终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色 显色结果 +++ + +++++ 注：“+”数目越多表示蓝色越深 (1)步骤1中加入的A和步骤3中加入的B淀粉溶液体积分别是___。 A．0.5mL提取液  1 B．0.5mL提取液  2 C．0.5mL蒸馏水  1 D．0.5mL蒸馏水  2 (2)显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是___。 A．红粒小麦 B．白粒小麦 (3)据此推测结论是：___。 (4)若步骤3中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应___。 A．缩短 B．延长 C．不变 小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：    (5)X处理的作用是___。 (6)若I中两管显色___，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著___白粒管（填“深于”或“浅于”），则表明a-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。 【答案】(1)C (2)A (3) 淀粉酶活性越低，穗发芽率越低 (4)A (5)使β-淀粉酶失活 (6) 无明显差异 深于 【分析】根据表格数据分析可知实验的单一变量是小麦籽粒的种类，则加样的量属于无关变量，应该保持相同，实验的因变量是显色结果，颜色越深，说明淀粉被分解得越少，种子的发芽率越低。 【详解】（1）步骤1中加入A后，淀粉遇碘蓝色最强，且无关变量要一致，故加入的C是0.5mL蒸馏水，其中的淀粉没有被分解；步骤3中加入的B淀粉溶液体积属于无关变量，应该和红粒管、白粒管保持相同，加入1 mL，ABD错误，C正确。 故选C。 （2）显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是红粒小麦，该试管内比白粒管内的蓝色深，淀粉分解少，A正确，B错误。 故选A。 （3）种子发芽过程中，消耗的能量来自淀粉，显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是红粒小麦，据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越低。 （4）若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变（剩余淀粉量不变），则保温时间应缩短，使分解量减少，A正确，BCD错误。 故选A。 （5）探究α-淀粉酶和β-淀粉酶的活性，Ⅰ中处理作用是α-淀粉酶失活，作为对比，X处理的作用是使β-淀粉酶失活。 （6）若表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因，则β-淀粉酶在两管的作用无明显差异，推出Ⅰ中显色结果为红粒管颜色与白粒管的颜色无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色深于白粒管。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $