届 一轮复习人教版 降低化学反应活化能的酶 作业doc.docx
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届一轮复习人教版降低化学反应活化能的酶作业doc
2020届一轮复习人教版降低化学反应活化能的酶作业
一、选择题
1.下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色
B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关
C.酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存
D.各种酶的最适条件都相同,其催化效率受温度和pH的影响
解析:
选B 酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,RNA不能与双缩脲试剂反应呈紫色;酶具有专一性,即每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关;在最适温度和pH条件下,酶的活性最高,不适合酶的长期保存;不同种酶的最适条件不一定相同,如胃蛋白酶的最适pH是1.5,唾液淀粉酶的最适pH是7,胰蛋白酶的最适pH是8.6。
2.(2019·长沙模拟)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.(2018·黄冈高三五月冲刺)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.(2018·临川二模)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·梅州模拟)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.研究发现:
酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。
研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验:
下列相关说法正确的是( )
A.①②③过程中,蛋白质的空间结构不变
B.蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解
C.处理相同时间,蛋白块b明显小于蛋白块c,可证明与无机催化剂相比,酶具有高效性
D.将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合,可直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果
解析:
选C 加热和加酸均会使蛋白质的空间结构遭到破坏;加热使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,更容易被蛋白酶水解;处理相同时间,蛋白块b明显小于蛋白块c,可证明与无机催化剂相比,酶具有高效性;盐酸会催化蛋白酶和蛋白块的水解,盐酸还会影响酶活性,从而影响实验效果,故不能直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果。
10.如图为酶促反应相关曲线图,Km表示酶促反应速率为1/2vmax时的底物浓度。
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.Km越大,酶与底物亲和力越高
B.加入竞争性抑制剂,Km增大
C.加入非竞争性抑制剂,vmax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,Km越大,代表酶促反应速率达到1/2vmax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Km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vmax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
pH
淀粉含量(mg/mL)
作用前
作用后
5.7
0.846
0.612
6.0
0.846
0.801
6.6
0.846
1.157
6.9
0.846
1.121
7.4
0.846
0.918
(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·齐齐哈尔三模)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
操作方法
试管A
试管B
试管C
1
淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
2
温度处理(℃)
37
100
0
3
淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
4
碘液
2滴
2滴
2滴
5
现象
X
变蓝
变蓝
①该实验的自变量是________。
若反应时间相对充分,请写出表格中X表示的内容:
________。
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30min,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2h,然后加入等量GTP混匀,置于37℃反应30min,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4min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
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