2023版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第3單元細胞的能量供應(yīng)和利用第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課后提能演練

必修1　第三單元　第1講A組　基礎(chǔ)鞏固練1．下列關(guān)于酶的作用的敘述，正確的是(　　)A．酶能提供反應(yīng)所需的活化能，從而加快反應(yīng)速率B．RNA聚合酶能與RNA的特定位點結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄C．酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失D．能產(chǎn)生ATP的細胞中一定能產(chǎn)生酶【答案】C　【解析】酶的作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，酶不能為反應(yīng)提供能量，A錯誤；RNA聚合酶能與DNA的特定位點結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，B錯誤；酶結(jié)構(gòu)的改變會導(dǎo)致酶活性降低或喪失，C正確；酶是由活細胞產(chǎn)生的，所有的活細胞都能產(chǎn)生ATP，但能產(chǎn)生ATP的細胞不一定能產(chǎn)生酶，如哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核，不能指導(dǎo)合成酶，但可以通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，D錯誤。2．下圖是酶催化特性的“酶—底物復(fù)合反應(yīng)”模型，圖中數(shù)字表示反應(yīng)過程，字母表示相關(guān)物質(zhì)。則下列各選項對此圖意的解釋正確的是(　　)A．X是酶，過程①表示縮合反應(yīng)B．Y可表示酶，過程②體現(xiàn)了酶的多樣性C．復(fù)合物Z是酶發(fā)揮高效性的關(guān)鍵D．①②可以表示葡萄糖水解的過程【答案】C　【解析】圖中X在化學(xué)反應(yīng)前后不變，說明X是酶，Y在酶的作用下生成F和G，說明該反應(yīng)是分解反應(yīng)，過程①表示酶與底物特異性結(jié)合，A錯誤；Y為底物，過程②體現(xiàn)了酶的催化作用，B錯誤；復(fù)合物Z是酶與反應(yīng)物的結(jié)合體，是酶發(fā)揮高效性的關(guān)鍵，C正確；葡萄糖是單糖，是不能水解的糖，D錯誤。3．下圖曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示物質(zhì)M在無催化劑條件和有酶催化條件下生成物質(zhì)P所需能量的變化過程。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A．ad段表示在無催化劑條件下，物質(zhì)M生成物質(zhì)P需要的活化能B．若將酶催化改為無機催化劑催化，則b在縱軸上將向下移動C．若僅增加反應(yīng)物M的量，則圖中曲線的原有形狀均會發(fā)生改變D．若曲線Ⅱ為最適酶促條件下的曲線，改變酶促條件后，則b在縱軸上將向上移動【答案】D　【解析】物質(zhì)M生成物質(zhì)P需要的活化能用ac段表示。酶降低活化能的效率比無機催化劑更顯著，若將酶催化改為無機催化劑催化，則b在縱軸上將向上移動。若僅增加反應(yīng)物M的量，圖中曲線的原有形狀不會發(fā)生改變。若曲線Ⅱ為最適酶促條件下的曲線，改變酶促條件后，所需活化能增加，b在縱軸上將向上移動。4．通過實驗研究溫度對a、b、c三種酶活性的影響，結(jié)果如下圖所示。下列說法正確的是(　　)A．c酶的最適溫度為36 ℃左右B．當溫度為任一固定值時，酶的用量都會影響實驗結(jié)果C．該實驗中有兩個自變量，因變量只有一個D．若溶液的pH升高，則曲線b的頂點將上移【答案】C　【解析】圖中c酶隨著溫度的升高活性增加，c酶活性未出現(xiàn)最高點，A錯誤；當溫度過高時，酶變性失活后酶的用量不再繼續(xù)影響實驗結(jié)果，B錯誤；該實驗的自變量是溫度和酶的種類，因變量是酶的活性，C正確；此題中，溶液的pH升高，酶的活性變化未知，D錯誤。5．某研究小組利用3%雞肝勻漿、3%H2O2溶液、pH緩沖液等，在適宜溫度下探究pH對過氧化氫酶活性的影響，實驗結(jié)果如下表。該實驗?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論是(　　)pH3.05.07.09.011.0酶活性(30 s產(chǎn)生的氣泡個數(shù)/個)48252010A．過氧化氫酶具有高效性B．雞肝勻漿中過氧化氫酶的最適pH一定為7.0C．pH為7.0時，提高溫度，酶的活性會提高D．過氧化氫酶對酸性環(huán)境的耐受性較低【答案】D　【解析】探究酶的高效性是酶和無機催化劑相比，該實驗沒有涉及該對比，A錯誤；該實驗中pH梯度設(shè)置過大，不能得出酶的最適pH一定為7.0的結(jié)論，B錯誤；該實驗是在適宜溫度下進行的，提高溫度會降低酶的活性，C錯誤；pH為3時，酶活性降低的量比pH為11時的更多，因此過氧化氫酶對酸性環(huán)境的耐受性較低，D正確。6．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如右圖所示實驗，第一步：向3支試管內(nèi)分別加入2 mL新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液；第二步：向3支試管內(nèi)分別加入等量的蒸餾水、質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液、質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸溶液，并振蕩試管；第三步：向3支試管內(nèi)各滴入2滴新鮮雞肝研磨液。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A．pH可以影響過氧化氫酶的活性 B．溫度不會影響過氧化氫酶的活性C．2號和3號試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡較多 D．此實驗的自變量是過氧化氫溶液【答案】A　【解析】酶的活性受pH的影響，A正確；溫度會影響酶的活性，B錯誤；2號試管pH過高，3號試管pH過低，都會降低酶的活性，產(chǎn)生氣泡速率較低，C錯誤；此實驗的自變量是pH，D錯誤。7．研究發(fā)現(xiàn)：酸可以催化蛋白質(zhì)、脂肪以及淀粉的水解。研究人員以蛋清為實驗材料進行了如下實驗：下列相關(guān)說法正確的是(　　)A．①②③過程中，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不變B．蛋清中的蛋白質(zhì)分子比蛋白塊a中的蛋白質(zhì)分子更容易被蛋白酶水解C．處理相同時間，蛋白塊b明顯小于蛋白塊c，可證明與無機催化劑相比，酶具有高效性D．將鹽酸與蛋白酶、蛋白塊混合，可直接測定蛋白酶在此pH下的催化效果【答案】C　【解析】加熱和加鹽酸均會使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞；加熱使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，更容易被蛋白酶水解；處理相同時間，蛋白塊b明顯小于蛋白塊c，可證明與無機催化劑相比，酶具有高效性；鹽酸會催化蛋白酶和蛋白塊的水解，鹽酸還會影響酶活性，從而影響實驗效果，故不能直接測定蛋白酶在此pH下的催化效果。8．(2021年湖南長沙一中月考)下列有關(guān)酶特性的實驗設(shè)計中，最科學(xué)、嚴謹?shù)囊豁検?　　)選項實驗?zāi)康?/span>實驗設(shè)計A驗證酶的催化作用具有高效性實驗組：2 mL 3%的H2O2溶液＋1 mL過氧化氫酶，保溫5 min后觀察對照組：2 mL 3%的H2O2溶液＋1 mL蒸餾水，保溫5 min后觀察B驗證酶的催化作用具有專一性實驗組：2 mL 3%的可溶性淀粉溶液＋1 mL新鮮唾液，保溫5 min后，用碘液檢驗對照組：2 mL 3%的蔗糖溶液＋1 mL新鮮唾液，保溫5 min后，用碘液檢驗C探究酶作用的適宜溫度5 mL 3%的可溶性淀粉溶液＋2 mL新鮮唾液＋碘液，每隔5 min將溶液溫度升高10 ℃，觀察溶液顏色變化D驗證pH對酶的催化速率的影響向三支試管中分別加入1 mL不同pH的緩沖液，再依次各加入1 mL H2O2酶溶液、2 mL 3%的H2O2溶液，適宜溫度下觀察氣泡的產(chǎn)生速率【答案】D　【解析】探究酶的高效性是酶和無機催化劑相比，因此應(yīng)將對照組中的蒸餾水換成FeCl3溶液，A錯誤；驗證酶的專一性，實驗需要鑒定淀粉和蔗糖是否被唾液淀粉酶分解，用碘液只能檢測淀粉的存在，而無法檢測蔗糖是否被分解，故應(yīng)使用斐林試劑檢測，B錯誤；探究酶作用的適宜溫度，應(yīng)取多支試管分別加入等量的淀粉溶液或新鮮唾液，分組后置于多個一定溫度梯度的水浴鍋中，5 min后，將相應(yīng)溫度下的淀粉溶液和新鮮唾液混合后再保溫5 min，C錯誤；驗證pH對酶的催化速率的影響實驗中，pH為自變量，因此實驗需要首先設(shè)置不同的pH梯度，D正確。B組　能力提升練9．(2021年河北衡水金卷)現(xiàn)用a、b兩支試管，先按如圖所示操作，再向試管內(nèi)加入2 mL可溶性淀粉溶液，然后分別用斐林試劑檢驗。下列分析錯誤的是(　　)A．本實驗的自變量是唾液淀粉酶的處理溫度B．用斐林試劑檢驗需要在水浴加熱條件下進行C．實驗結(jié)果是b試管內(nèi)出現(xiàn)磚紅色沉淀D．兩支試管對照可以說明酶的活性受溫度的影響【答案】C　【解析】a試管和b試管中唾液淀粉酶的處理溫度不同，故唾液淀粉酶的處理溫度為本實驗的自變量；a試管中唾液淀粉酶能將淀粉水解為還原糖，而b試管中的酶不能將淀粉水解為還原糖，用斐林試劑檢驗還原糖是否存在時需要在水浴加熱條件下進行；b試管中的酶因高溫已失活，故b試管內(nèi)不會出現(xiàn)磚紅色沉淀；兩支試管對照說明酶的活性受溫度的影響。10．(2020年廣東名校聯(lián)考)除了溫度和pH對酶活性有影響外，一些抑制劑也會降低酶的催化效果。如圖為酶作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理的示意圖。下列說法不正確的是(　　)A．用胰蛋白酶處理生物膜可改變其通透性B．一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，與酶自身結(jié)構(gòu)有關(guān)C．非競爭性抑制劑可以改變酶的結(jié)構(gòu)，使酶不適于接納底物分子D．競爭性抑制劑降低酶活性的機理與高溫、低溫對酶活性抑制的機理相同【答案】D　【解析】胰蛋白酶可催化生物膜中一些蛋白質(zhì)水解，進而對膜的通透性產(chǎn)生影響，A正確；由題圖可知，一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，與酶自身結(jié)構(gòu)有關(guān)，B正確；非競爭性抑制劑與酶結(jié)合，改變了酶的分子結(jié)構(gòu)，使酶失去了與原底物結(jié)合的可能性，C正確；競爭性抑制劑與底物分子在酶分子上的結(jié)合位點相同，故競爭性抑制劑的抑制效果可逆，而高溫對酶的影響不可逆，D錯誤。11．甲、乙兩圖是溫度、pH對酶活性影響的數(shù)學(xué)模型。下列有關(guān)說法錯誤的是(　　)A．甲、乙兩圖中B對應(yīng)的溫度和pH分別是酶的最適溫度和最適pHB．甲、乙兩圖中A點對應(yīng)的溫度或pH對酶活性的影響不相同C．甲、乙兩圖中C點對應(yīng)的溫度或pH對酶活性的影響相同D．保存酶制品最好選擇兩圖中B點對應(yīng)的溫度和pH【答案】D　【解析】甲、乙兩圖中，在B點對應(yīng)的溫度和pH條件下，酶促反應(yīng)速率最大，分別表示酶的最適溫度和最適pH，A正確；低溫時酶的活性受抑制，高溫、強酸、強堿使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶失活，B、C正確；低溫條件下，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，酶制品最好在低溫條件下保存，D錯誤。12．將等量的α－淀粉酶(70 ℃下活性不受影響，100 ℃高溫下失活)與β－淀粉酶(70 ℃處理15 min即失活)加適量蒸餾水混合，分為甲、乙、丙三組后，分別按下表所示步驟進行實驗。下列說法正確的是(　　)步驟組別甲乙丙步驟一25 ℃下處理70 ℃水浴處理15 min后取出100 ℃下處理15 min后取出步驟二在25 ℃條件下加入等量且足量的淀粉溶液步驟三—段時間后，分別測量三組淀粉的剩余量淀粉剩余量abcA．上述兩種酶存在差異的根本原因是氨基酸與肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同B．丙組按步驟一處理后冷卻至70 ℃，其中α－淀粉酶有活性C．a與b的差值可體現(xiàn)出α－淀粉酶的活性D．a－b與b－c的大小可用于比較兩種酶在25 ℃下的活性【答案】D　【解析】上述兩種酶存在差異的根本原因是決定酶的基因不同，A錯誤；由于α－淀粉酶在100 ℃高溫下失活，而β－淀粉酶70 ℃處理15 min即失活，因此丙組按步驟一處理后冷卻至70 ℃，α－淀粉酶與β－淀粉酶均無活性，B錯誤；由于25 ℃下處理甲組，兩種酶均有活性，70 ℃水浴處理15 min后β－淀粉酶失活，因此a與b的差值可體現(xiàn)出β－淀粉酶的活性，C錯誤；70 ℃水浴處理15 min后β－淀粉酶失活，而100 ℃下處理15 min后兩種酶均失活，因此從b－c的大小可體現(xiàn)出α－淀粉酶在25 ℃下的活性，結(jié)合C選項的分析可知a－b與b－c的大小可用于比較兩種酶在25 ℃下的活性，D正確。13．解讀下面與酶有關(guān)的曲線，請回答下列問題：(1)酶的作用機理可以用甲圖中________段來表示。如果將酶催化改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則b在縱軸上將__________(填“上移”或“下移”)。(2)乙圖中160 min時，生成物的量不再增加的原因是____________________________。(3)聯(lián)系所學(xué)內(nèi)容，分析丙圖曲線：①對于曲線abc，若x軸表示pH，則曲線上b點的生物學(xué)意義是__________________。②對于曲線abd，若x軸表示反應(yīng)物濃度，則y軸可表示________________。曲線bd不再增加的原因是________________________。(4)若該酶是胃蛋白酶，其作用的底物是________。若胃蛋白酶的濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應(yīng)的速率將______，原因是____________ _____________________________。【答案】(1)ab　上移　(2)底物已被完全消耗掉　(3)①在最適pH下，酶的催化效率最高　②酶促反應(yīng)速率　酶濃度的限制　(4)蛋白質(zhì)　不變　胃蛋白酶的最適pH在2左右，pH為10時胃蛋白酶已經(jīng)失活，即使再降低pH，酶活性也不會恢復(fù)【解析】(1)在無酶催化時，必須提供a－c的活化能，反應(yīng)才能順利進行；有酶催化時，必須提供b－c的活化能，因此降低的活化能用ab段表示。無機催化劑也能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，只是沒有酶的作用顯著，因此b點上移。(2)乙圖反映生成物的量隨反應(yīng)時間變化的曲線，當曲線達到最大值時，意味著底物被消耗盡了。(3)丙圖中，若x軸表示pH，則曲線abc表示不同pH對酶活性的影響，曲線最高點表示在最適pH下酶的催化效率最高；若x軸表示反應(yīng)物濃度，則曲線abd表示底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響，當?shù)孜餄舛仍龃蟮揭欢ㄖ岛?，酶促反?yīng)速率不再增加，此時酶促反應(yīng)速率受到酶濃度的制約。(4)胃蛋白酶的最適pH在2左右，在pH為10時，胃蛋白酶的活性喪失，即使pH再降低到2，酶的活性也不會恢復(fù)。C組　壓軸培優(yōu)練14．請用所給的實驗材料和用具，設(shè)計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性，要求完成實驗設(shè)計、補充實驗步驟、預(yù)測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并請回答問題：實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶溶液、唾液淀粉酶溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液、斐林試劑、試管、37 ℃恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。(1)若“＋”代表加入適量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標號，請用這些符號完成下表實驗設(shè)計。試管溶液蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－               (2)實驗步驟：①按照上表中的設(shè)計，取試管、加溶液。②______________。③______________。④______________。(3)結(jié)果預(yù)測：______________。(4)結(jié)論：______________。(5)在上述實驗中，如果僅將37 ℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20 ℃，而在其他條件不變的情況下重做上述實驗，出現(xiàn)磚紅色沉淀的試管中的顏色會比37 ℃時的淺，其原因是______________。【答案】(1)試管溶液蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙－＋－＋丙＋－－＋丁－＋＋－(2)②將各試管中溶液放在37 ℃恒溫水浴鍋中一段時間后再按上表分別混勻，放入37 ℃恒溫水浴鍋中保溫一段時間　③取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混勻，在熱水浴中處理一段時間　④觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗結(jié)果　(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管，以及含有淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀　(4)酶的催化作用具有專一性　(5)20 ℃低于酶的最適溫度，酶活性低，產(chǎn)生的還原糖少【解析】(1)對照試管甲，易知試管乙中要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液；試管丙和試管丁就應(yīng)該分別是試管甲和試管乙的對照實驗。(2)根據(jù)步驟①的提示和題干所給的材料及用具，可以推出接下來要做的是“恒溫反應(yīng)”，并利用斐林試劑檢測實驗結(jié)果，觀察實驗現(xiàn)象和記錄實驗結(jié)果。(3)(4)根據(jù)實驗設(shè)計，試管甲和試管乙中的反應(yīng)能夠進行，會出現(xiàn)磚紅色沉淀；其他試管中的反應(yīng)不能進行，不會出現(xiàn)磚紅色沉淀，因此，可得出“酶的催化作用具有專一性”這一結(jié)論。(5)因為酶的活性受溫度影響，20 ℃低于酶的最適溫度，酶的活性較低，產(chǎn)生的還原糖較少，因此，產(chǎn)生磚紅色沉淀的試管中的顏色比37 ℃時的淺。15．下面的表格分別是某興趣小組探究溫度對酶活性影響的實驗步驟和探究過氧化氫酶作用的最適pH的實驗結(jié)果。請據(jù)此回答下列問題：探究溫度對酶活性影響的實驗(實驗一)實驗步驟分組甲組乙組丙組①淀粉酶溶液/mL111②可溶性淀粉溶液/mL555③控制溫度/℃06090④將新鮮淀粉酶溶液與可溶性淀粉溶液混合后分別恒溫處理一段時間⑤測定單位時間內(nèi)淀粉的________注：淀粉酶的最適溫度是60 ℃。探究過氧化氫酶作用的最適pH的實驗(實驗二)組別A組B組C組D組E組pH56789H2O2溶液完全分解所需時間/秒30018090192284(1)pH在實驗一中屬于________變量，而在實驗二中屬于________變量。(2)實驗一中的對照組為________組。(3)實驗一的①②③步驟為錯誤操作，正確的操作應(yīng)該是__________________________ ________________________。第⑤步最好選用__________(試劑)測定單位時間內(nèi)________________。(4)如將實驗一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液，你認為是否科學(xué)？________，為什么？____________________________________________。(5)分析實驗二的結(jié)果，可得到的結(jié)論是____________________________________；在該實驗的基礎(chǔ)上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為________之間設(shè)置梯度。(6)該組同學(xué)還做了反應(yīng)速率與底物濃度關(guān)系的實驗。如圖已根據(jù)實驗二結(jié)果畫出D組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線，請你在該坐標圖中畫出C組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線。【答案】(1)無關(guān)　自　(2)乙　(3)使新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別達到預(yù)設(shè)溫度后再混合(其他合理答案也可)　碘液　淀粉的剩余量　(4)不科學(xué)　因為溫度會直接影響H2O2的分解　(5)該過氧化氫酶的最適pH約為7，pH降低或升高酶活性均降低(或在pH為5～7的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶活性升高，在pH為7～9的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶活性降低)　6～8(6)【解析】(1)實驗一探究的是溫度對酶活性的影響，因此自變量是溫度，因變量是酶活性，pH屬于無關(guān)變量；而實驗二是探究過氧化氫酶作用的最適pH，自變量是pH。(2)探究溫度對酶活性影響的實驗中，已知60 ℃是淀粉酶作用的最適溫度。因此乙組的實驗結(jié)果是另外兩組的參照，故為對照組。(3)探究溫度對酶活性影響的實驗中，應(yīng)該先使酶和底物分別達到預(yù)設(shè)溫度，然后再將底物和酶混合進行反應(yīng)，否則會影響實驗結(jié)果的準確性。因此，實驗一的①②③步驟為錯誤操作。淀粉遇碘液變藍，因此實驗一的第⑤步最好選用碘液測定單位時間內(nèi)淀粉的剩余量，單位時間內(nèi)淀粉的剩余量越多，說明酶活性越低。不宜用斐林試劑測定單位時間內(nèi)生成物的量，因為斐林試劑需加熱才能與還原糖發(fā)生顯色反應(yīng)，而加熱會影響自變量——溫度，進而影響實驗結(jié)果。(4)溫度會直接影響H2O2的分解，因此實驗一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不可以換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液。(5)由實驗二的結(jié)果可知：在pH為5～7的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶活性升高，在pH為7～9的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶活性降低。在該預(yù)實驗的基礎(chǔ)上，要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為6～8之間設(shè)置梯度。(6)C組中酶活性比D組中酶活性高，據(jù)此可畫出C組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線。