2020版高考生物一轮复习课下达标检测08 降低化学反应活化能的酶 含解析

课下达标检测（八）降低化学反应活化能的酶

一、选择题

1．(2018·浙江11月选考单科卷)酶是生物催化剂，其作用受pH等因素的影响。下列叙述错误的是( )

A．酶分子有一定的形状，其形状与底物的结合无关

B．绝大多数酶是蛋白质，其作用的强弱可用酶活性表示

C．麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解

D．将胃蛋白酶加入到pH＝10的溶液中，其空间结构会改变

解析：选A 酶具有一定可变的几何形状，酶的活性部位与底物结合时形状发生改变发挥催化作用，作用完成后恢复原状，其形状与底物的结合有关；酶的本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA，其催化作用的强弱可以用酶活性来表示；酶具有专一性，麦芽糖酶可以催化麦芽糖水解，不能催化蔗糖水解；酶在过酸或过碱的溶液中会发生变性失活，胃蛋白酶的最适pH为1.8左右，加入到pH＝10的溶液中会使酶变性，空间结构发生改变。

2．(2019·济南模拟)适当提高温度、加FeCl3和过氧化氢酶都可以加快过氧化氢的分解。下列各项分组中，加快过氧化氢的分解所遵循的原理相同的是( )

A．提高温度、加FeCl3

B．提高温度、加过氧化氢酶

C．加FeCl3和过氧化氢酶

D．提高温度、加FeCl3和过氧化氢酶

解析：选C 升高温度加快过氧化氢的分解的原理是给反应物提供能量；加FeCl3和过氧化氢酶加快过氧化氢的分解的原理是降低反应的活化能。

3.如图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，则下列叙述正确的是( )

A．此反应为放能反应

B．曲线Ⅰ表示有酶参与

C．E2为反应前后能量的变化

D．酶参与反应时，所降低的活化能为E4

解析：选D 曲线Ⅱ是有酶催化条件下的能量变化，其降低的活化能为E4，反应前后能量的变化应为E3，反应产物乙物质的能量值比反应物甲物质的高，则该反应为吸能反应。

4．下图是酶催化特性的“酶－底物复合反应”模型，图中数字表示反应过程，字母表示相关物质。则下列各选项对此图意的解释正确的是( )

A．X是酶，过程①表示缩合反应

B．Y可表示酶，过程②体现酶的多样性

C．复合物Z是酶发挥高效性的关键

D．①、②可以表示葡萄糖水解过程

解析：选C 据图分析，X在化学反应前后不变，说明X是酶；Y在酶的作用下生成F和G，说明该反应是分解反应。根据以上分析可知，Y不是酶，过程②体现了酶具有催化作用。图中的复合物Z是酶与反应物的结合体，是酶发挥高效性的关键。葡萄糖是单糖，是不能水解的糖。

5．某同学进行了下列有关酶的实验：

甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→出现砖红色沉淀

乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→不出现砖红色沉淀

丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林试剂→？

下列叙述正确的是( )

A．丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀”

B．三组实验都应该在37 ℃条件下进行

C．该同学的实验目的是验证酶的专一性

D．可用碘液代替斐林试剂进行检测

解析：选C 因为蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖，有还原性，加入斐林试剂出现砖红色沉淀；加入斐林试剂必须水浴加热至50～65 ℃；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，蔗糖酶才能水解蔗糖，故该实验能验证酶的专一性；如用碘液代替斐林试剂，则三个组都不会出现蓝色，无法检测。

6．某实验室研制出一种X酶，为测出X酶的最适温度，有人设置了a、25 ℃、b(已知：a低于25 ℃和b，b高于25 ℃)三种温度进行实验，结果发现，此三种温度下的X酶活性无显著差异。据此可推测X酶的最适温度( )

A．一定在25 ℃左右

B．一定在a～25 ℃之间

C．一定在25 ℃～b之间

D．低于a或高于b或在a～b之间都有可能

解析：选D 由于只设置了3组温度对照，温度梯度过大或过小都会导致三种温度下X酶的活性无显著差异，因此不能确定具体的最适温度。

7.如图表示不同pH对某种酶活性的影响。下列分析正确的是( )

A．据图分析，储存该酶的最适pH为4

B．据图分析，t时刻各组酶促反应速率达到最大值

C．a条件下，增加底物浓度，反应速率增大但酶活性不变

D．b条件下，提高反应体系温度，反应速率增大

解析：选C 据图分析，pH为4条件下，酶活性最低，因此储存该酶的最适pH不为4，应该为该酶的最适pH；据图分析，t时刻，各组产物浓度均达到最大，此时底物已经被消耗完，反应速率为0；a条件下，限制酶促反应速率的因素可能有底物浓度、酶浓度、温度、pH等，此时增加底物浓度，反应速率增大；b 条件下，底物已经被分解完，此时提高反应体系温度，反应速率依旧为0。

8．(2019·日照模拟)如图表示酶X的活性与温度的关系示意图，下列有关分析错误的是( )

A．在实际生产中，酶X制剂几乎在所有的季节都能使用

B．测定酶X的活性时，实验对pH、底物量和酶量没有要求

C．酶X的化学本质是有机物，具有高效性和专一性

D．在20～40 ℃范围内设置更小的温度梯度，可进一步探究酶X的最适温度

解析：选B 分析题图，酶X适用的温度范围较大，在实际生产中，酶X制剂几乎在所有的季节都能使用；测定酶X的活性时，实验对pH、底物量和酶量有要求，无关变量要严格保持一致且适宜；酶X的化学本质是有机物(蛋白质或RNA)，具有高效性和专一性；在20～40 ℃范围内设置更小的温度梯度，可进一步探究酶X的最适温度。

9．(2018·嘉兴模拟)为了验证酶的高效性及发挥作用需要温和的条件，某实验小组设计了如下的实验方案，其中FeCl3溶液能催化H2O2分解而释放O2。下列叙述错误的是( )

A.

B．2号与4号试管在相同的温度条件下进行实验

C．2号试管在初期产生气泡最多实验目的才能达到

D．1、2和3号试管间的比较也可验证酶的专一性

解析：选D 验证酶的专一性的实验应是相同底物，不同种酶，而FeCl3属于无机催化剂。

v max时的底物浓

10.如图为酶促反应相关曲线图，K

度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位发生不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析错误的是( )

A．K m越大，酶与底物亲和力越高

B．加入竞争性抑制剂，K m增大

C．加入非竞争性抑制剂，v max降低

D．非竞争性抑制剂破坏酶的空间结构

解析：选A 根据题干信息可知，K m越大，代表酶促反应速率达到1/2v max时所需要的底物浓度越大，即酶促反应需要高浓度的底物才能正常进行，从而说明底物与酶的亲和力越低；当反应环境中存在竞争性抑制剂时，需要增加底物的浓度才能保证反应的正常进行，即K m会增大；由“非竞争性抑制剂可与酶的非活

性部位发生不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失”可知，若反应环境中增加了非竞争性抑制剂，则会导致部分酶的活性部位空间结构改变、功能丧失，进而导致v max降低。

二、非选择题

11．研究者用磷酸化酶(混合酶，可将淀粉水解成单糖)、单糖、淀粉和不同pH缓冲液组成不同反应体系，并测定了各反应体系中淀粉含量的变化(实验中pH对淀粉含量没有直接影响)，结果见下表。随后，研究者测定了水稻开花后至籽粒成熟期间，水稻籽粒中淀粉含量和磷酸化酶相对活性的变化，结果如下图，回答下列问题：

不同反应体系中淀粉含量的变化

(1)分析表格中淀粉含量的变化情况，推测磷酸化酶的具体功能包括______________________。

(2)结合图、表分析，开花后10～20天内，水稻籽粒细胞中pH可能在________(填“5.7”“6.0”或“6.6”)附近，此时间段内，水稻籽粒中磷酸化酶相对活性与淀粉含量变化的关系是______________________________________________________________________。

(3)若要检测实验中酶促反应速率，可通过检测底物的消耗速率或产物的生成速率来判定，从操作简便的角度分析，最好选择__________(试剂)检测；题中的淀粉属于________(填“底物”“产物”或“底物和产物”)；若反应在适宜的温度、pH等条件下进行，则影响酶促反应速率的因素还有______________________________(至少写出2点)。

解析：(1)题中表格呈现了实验结果，从表中数据比较分析可知，本实验的自变量是pH，因变量是淀粉含量的变化，当pH为5.7和6.0时，反应体系中淀粉的含量减少，说明反应体系中部分淀粉在磷酸化酶作用下分解了；当pH为6.6、6.9和7.4时，反应体系中淀粉的含量增加，说明反应体系中在磷酸化酶作用下有淀粉合成。由此可推测磷酸化酶(混合酶)在这个反应体系中在不同pH条件下，既可以催化淀粉分解，也可以催化单糖合成淀粉。(2)结合图表分析，开花后10～20天内磷酸化酶的活性高，淀粉积累的速度最快，所以水稻籽粒细胞中pH可能在6.6；从图中曲线分析，可知前段磷酸化酶相对活性增高，淀粉含量积累加快，后段磷酸化酶相对活性下降，淀粉含量积累减缓。(3)题中涉及的酶促反应为淀粉水解和合成，淀粉水解形成的单糖是葡萄糖(还原糖)，可选择碘液或斐林试剂来检测，但斐林试剂使用中需进行水浴加热，

故碘液是最佳选择；由第(1)小题分析可知，淀粉既属于底物，又属于产物；影响酶促反应速率的因素有酶的活性、底物浓度、酶的浓度等。

答案：(1)催化淀粉的分解与合成(2)6.6 前段磷酸化酶相对活性增高，淀粉含量积累加快，后段磷酸化酶相对活性下降，淀粉含量积累减缓(可合并回答) (3)碘液底物和产物底物浓度、酶的浓度、酶的活性等(答出2点即可)

12.(2019·泰安三模)如图是某种淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与温度的

关系曲线，回答下列问题：

(1)图中b、c两点中通过改变温度条件可明显提高反应速率的是________，原因是_______________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)某同学为验证温度对该酶活性的影响，设计了如下实验：

________。操作步骤4______(填“可以”或“不可以”)用斐林试剂代替碘液，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②能不能利用过氧化氢酶催化H2O2分解来验证温度对酶活性的影响原因？________。原因是______________________________________________。

③若需判断某生物大分子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，从实验的科学角度分析，最好检测：________。

解析：(1)分析曲线，c点属于低温，b点是高温，所以通过改变温度条件可明显提高反应速率的为c 点，原因是低温虽然抑制酶活性，但低温对酶活性的影响是可逆的，而高温使酶失活，对酶活性的影响是不可逆的。(2)①分析表格可看出，温度是自变量，变色情况是因变量；X是37 ℃时的变色情况，在此温度淀粉酶活性强，将淀粉水解，加碘液不变蓝；不能用斐林试剂代替碘液，因为用斐林试剂检测生成物时，需水浴加热到50～65 ℃，对实验有影响。②也不能用过氧化氢酶催化H2O2分解来验证温度对酶活性的影响，原因是温度对H2O2分解的速度有影响，同样会对实验结果造成干扰。③判断某生物大分子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，最好检测生成物情况，若检验反应物有可能反应物在较长时间都存在，不易判断。

答案：(1)c 低温抑制酶活性，低温对酶活性的影响是可逆的，而高温使酶失活，高温对酶活性的影响是不可逆的

(2)①温度不变蓝不可以用斐林试剂检测生成物时，需水浴加热到50～65 ℃，改变了实验的自变量，对实验结果有干扰②不能温度对H2O2分解的速度有影响，会对实验结果造成干扰③生成物13．丝状温度敏感蛋白(FtsZ)是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质，几乎存在于包括结核杆菌的所有病原细菌中。FtsZ也是一种GTP酶，有一个GTP(三磷酸鸟苷)的结合位点，在GTP存在的条件下，可以在分裂细菌中间部位聚集成Z环，Z环不断收缩，引导细菌的细胞分裂。寻找靶向FtsZ的抑制剂，可有效抑制细菌的细胞分裂。为建立靶向FtsZ的新型抗菌药筛选模型，科研人员对大肠杆菌表达的FtsZ蛋白进行了相关研究。

(1)人类病原微生物耐药性的提高，严重影响传染性疾病治疗的成功几率。FtsZ抑制剂与以往的抗菌药相比不易形成耐药性，原因是FtsZ蛋白____________________。

(2)下图1表示利用荧光散射法测定FtsZ蛋白在体外的聚集程度。当加入________时，FtsZ蛋白迅速聚集，由此可见，FtsZ在体外依然具备________功能。实验选取BSA作为对照，原因是____________________________。

(3)下面两组实验研究温度对FtsZ酶活性的影响。

实验一：将FtsZ蛋白分别置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃条件下，同时加入等量GTP混匀反应30 min，测定酶的活性，结果见图2。

实验二：将FtsZ蛋白分别置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃条件下保温2 h，然后加入等量GTP混匀，置于37 ℃反应30 min，测定酶的活性，结果见图3。

①37 ℃不一定是FtsZ酶的最适温度，请你设计实验确定其最适温度，实验思路是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②实验一、实验二处理的区别是__________________________________________

________________________________________________________________________。

③实验二的目的是_______________________________________________________

__________________。

④当温度高于45 ℃时，酶的活性迅速丧失，原因是____________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)据题意“丝状温度敏感蛋白(FtsZ)是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质”可知，FtsZ 结构稳定，因此FtsZ抑制剂与以往的抗菌药相比不易形成耐药性。(2)据图可知，在4 min后加入了GTP，FtsZ蛋白迅速聚集，说明FtsZ在体外依然具备催化功能。据图可知，加入GTP后，BSA聚集程度与加入前相比，都是50左右，说明BSA不会在GTP的诱导下发生聚合反应，因此选取BSA作为对照。(3)①据图2可知，37 ℃时FtsZ酶活性最高，但此温度不一定是FtsZ酶的最适温度，其最适温度在37 ℃左右，因此设计FtsZ酶的最适温度的实验思路是在30～45 ℃温度范围内设置较小的温度梯度，重复实验一，酶活性最高时对应的温度是最适温度。②据实验一及实验二的内容可知，实验一、实验二处理的区别是实验一先混匀再在不同温度下反应；实验二先保温再加GTP。③实验二的目的是测定酶具有催化活性的温度范围。④酶的活性受到温度的影响，高温会破坏酶的空间结构导致酶失去活性，因此当温度高于45 ℃时，酶的活性迅速丧失。

答案：(1)结构稳定(2)GTP 催化BAS不会在GTP的诱导下发生聚合反应(3)在30～45 ℃温度范围内设置较小的温度梯度，重复实验一，酶活性最高时对应的温度是最适温度实验一是先混匀再在不同温度下反应；实验二是先保温再加GTP 测定酶具有催化活性的温度范围温度过高使蛋白质的空间结构遭到破坏，导致酶失活