1.(2017·全国Ⅱ,3)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( )
A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶
B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
答案 C
2.(2016·全国Ⅰ,3)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是( )
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
答案 C
解析 在测定酶活力的实验中,需要保证pH和温度均相同且适宜,故缓冲液应在加入底物和酶之前加入。
3.科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素,其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能,传递给负责能量生产的组织细胞,而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加,黑暗时蚜虫的ATP含量会下降。下列有关叙述正确的是( )
A.正常情况下蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗
B.蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用
C.蚜虫做同一强度的运动时,阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样
D.蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多,说明其体内的ATP含量不稳定
答案 A
解析 由题干信息可知,蚜虫合成ATP所需能量还可来自于类胡萝卜素吸收的光能;蚜虫做同一强度的运动消耗ATP的量是一样的。
4.下列有关酶和ATP的说法,合理的是( )
A.浆细胞的形成过程中酶的种类和数量会不断发生变化
B.ATP分子中的两个高能磷酸键所含的能量相同,稳定性也相同
C.骨骼肌细胞吸收周围组织液中氧气的过程不消耗ATP,但需要酶
D.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时,一般用碘液检测实验结果
答案 A
解析 B细胞分化形成浆细胞的过程是基因选择性表达的结果,产生了不同的mRNA和蛋白质,A正确;ATP分子中的两个高能磷酸键所含的能量相同,但是远离A的高能磷酸键更容易断裂和重新形成,B错误;骨骼肌细胞吸收周围组织液中氧气的方式是自由扩散,不需要载体、不消耗能量,也不需要酶,C错误;探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时,一般用斐林试剂检测实验结果,D错误。
5.下图1表示细胞中ATP反应链,图中a、b、c代表酶,甲、乙、丙代表化合物;图2表示酶活性与温度的关系。下列叙述不正确的是( )
A.图1中的乙含有1个高能磷酸键,丙为腺嘌呤核糖核苷酸
B.神经细胞吸收K+时,a催化的反应加速,c催化的反应被抑制
C.研究淀粉酶活性与温度关系时,不可以选择斐林试剂作为检测试剂
D.图2中温度为m时比n时酶活性低,所以m时比n时更有利于酶的保存
答案 B
6.模型包括物理模型、概念模型、数学模型等。而物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型,就是物理模型。下图为某同学所做的酶催化作用的模型。下列叙述正确的是( )
A.该模型是物理模型,能很好地解释酶的专一性
B.图中的A一定是蛋白质,因为A是酶
C.若图中的B表示氨基酸,A表示酶,则该生理过程表示脱水缩合
D.人成熟的红细胞内不能合成酶,也无上述模型表示的生理过程
答案 A
7.科学研究发现,某些免疫球蛋白具有催化功能,称之为抗体酶。下图表示某新型抗体酶的结构,据图判断下列叙述不正确的是( )
A.抗体酶能与双缩脲试剂发生紫色反应
B.抗体酶能与各种抗原结合
C.抗体酶与底物结合后,能降低反应的活化能
D.利用抗体酶特异性识别抗原和催化无活性药物前体的转化反应,可靶向治疗癌症
答案 B
解析 由题干信息可知,抗体酶的化学成分是蛋白质,功能上既具有抗体特异性识别抗原的功能,又具有酶的催化功能。
8.下面的曲线是同一反应的酶促反应和非酶促反应曲线,相关叙述正确的是( )
A.E1是酶促反应的活化能,A和C曲线是酶促反应曲线
B.E2是酶促反应的活化能,B和C曲线是酶促反应曲线
C.E3是酶促反应的活化能,B和C曲线是酶促反应曲线
D.E2是酶促反应的活化能,A和C曲线是酶促反应曲线
答案 D
9.如图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生速率与反应时间的关系。据图可知:①有多种酶参与;②最适pH是7;③40℃是酵母菌发酵的比较适宜的温度;④50℃时酶逐渐失活;⑤0℃时酶逐渐失活。正确的是( )
A.①③ B.②⑤
C.③④ D.④⑤
答案 C
解析 温度通过影响酶的活性而影响气体产生速率。从图中可以看出,40℃时气体产生速率最大,是酵母菌发酵的比较适宜的温度;高温会破坏酶的分子结构而使酶失去活性,50℃时气体产生速率逐渐降低,说明酶逐渐失活;0℃时气体产生速率低,是由于低温抑制了酶的活性。
10.研究人员从木耳菜中提取过氧化物酶(POD),分别与四种不同酚类物质及H2O2进行催化反应,结果如下图所示。相关说法正确的是( )
A.图1所示的实验目的是探究不同酚类物质的浓度对POD活性的影响
B.当底物浓度为0.08mmol·L-1时,POD催化酚类2的反应速率一定大于催化酚类3的
C.由图2可知,H2O2浓度过高会抑制POD的活性,降低浓度后POD活性就会恢复
D.H2O2对POD活性的影响与温度和pH对POD活性的影响相同
答案 A
易错起源1、酶的作用、特点及影响酶促反应的曲线分析
例1.关于生物体产生的酶的叙述,错误的是( )
A.酶的化学本质是蛋白质或RNA
B.酶可以在细胞外发挥作用
C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类
D.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
【答案】D
【解析】绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,A正确;在适宜条件下,酶可以在细胞外发挥作用,催化化学反应,B正确;蛋白酶催化蛋白质水解成短肽和氨基酸,淀粉酶催化淀粉水解,二者都属于水解酶类,C正确;酶的活性受温度影响,高温和低温的作用不同,高温能破坏酶的结构使其变性失活,而低温使酶的活性降低,但其结构并未发生改变,D错误。
【变式探究】某科研小组将新鲜的萝卜磨碎、过滤制得提取液,以等体积等浓度的H2O2
作为底物,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究,得到如下图所示的实验结果。回答下列问题:
实验一 实验二
(1)实验一的主要目的是________________;与加Fe3+相比,单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多,其原因是酶降低______________________。
(2)实验二是在最适温度下测定相同时间内H2O2的剩余量,引起A、B曲线出现差异的原因最可能是________。实验二的结果表明,使过氧化氢酶失活的pH范围是__________________。
(3)过氧化氢酶制剂的保存,一般应选择________(填“低温”“高温”或“最适温度”)、pH为________的条件。
【答案】 (1)验证酶具有高效性(比较过氧化氢酶与Fe3+催化效率的高低) 反应的活化能更显著
(2)酶的含量不同 小于2和大于11 (3)低温 7
【名师点睛】辨析5个易错点
1.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。(×)
【提示】 酶的基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸。
2.发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。(×)
【提示】 高烧使体温升高,降低体内酶的活性,使消化功能减退,导致食欲减退。
3.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。(√)
4.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性,如图表示酶活性与温度的关系,当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降。(×)
【提示】 高温可破坏酶分子空间结构,活性不能恢复。
5.滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解及滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率均涉及“降低化学反应活化能”原理。(√)
【锦囊妙计,战胜自我】“四看法”分析酶促反应曲线
(1)看两坐标轴的含义:分清自变量与因变量,了解两个变量之间的关系。
(2)看曲线的变化:利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化,掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时,一般情况下,生成物的量未达到饱和时,限制因素是横坐标所表示的因素,当达到饱和后,限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。
(3)看特殊点:即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点,理解特殊点的意义。
(4)看不同曲线的变化:理解曲线之间的内在联系,找出不同曲线的异同及变化的原因。
易错起源2、酶的相关实验
例2.为了证明酶的作用具有专一性,某同学设计了如下5组实验,分别选择一定的试剂进行检测,合理的实验方案是( )
组别
①
②
③
④
⑤
酶
蛋白酶
蛋白酶
淀粉酶
淀粉酶
淀粉酶
反应物
蛋白质
淀粉
蛋白质
淀粉
麦芽糖
A.①和③对比,用双缩脲试剂检测
B.②和④对比,用碘液检测
C.④和⑤对比,用斐林试剂检测
D.③和④对比,用斐林试剂检测
【答案】B
沉淀,C错;蛋白质及其水解产物均不能与斐林试剂反应,D错。
【变式探究】某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响,得到如图所示的实验结果。请回答相关问题:
(1)酶活性是指__________________,该实验的自变量是__________,以__________作为检测因变量的指标。
(2)上图所示的实验结果与预期不符,于是活动小组又进行__________(填“对照”、“对比” 或“重复”)实验,得到与上图无显著差异的结果。查阅资料后发现,盐酸能催化淀粉水解。因此推测,该实验中淀粉可能是在__________和__________的作用下分解的。pH为3条件下的酶活性__________(填“小于”、“等于”或“大于”)pH为9条件下的酶活性,原因是_________________________________________________________________。
(3)在常温、常压下,与盐酸相比,淀粉酶降低反应活化能的作用更显著,判断依据是_________________________________________________________
___________________________________________________________。
【答案】 (1)酶对化学反应的催化效率 pH 1 h后淀粉剩余量
(2)重复 淀粉酶 盐酸 小于 因为pH为3的条件下,有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果
(3)1 h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
【名师点睛】酶促反应实验的注意事项
(1)反应物和酶的选择
①研究酶的适宜温度实验时,不宜选用过氧化氢酶催化H2O2的分解,因为过氧化氢在加热的条件下分解会加快。
②研究酶的适宜pH实验时,由于酸对淀粉有分解作用,并且碘碘化钾可与碱反应,所以一般不选用淀粉和淀粉酶作为实验材料,常选用H2O2和过氧化氢酶。
(2)检测时试剂的选择
①研究温度对酶活性影响的实验时,鉴定淀粉是否分解用碘液,一般不选用斐林试剂,因为斐林试剂需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
②若物质反应前后均能与试剂发生反应,例如麦芽糖和水解后形成的葡萄糖均能与斐林试剂反应,再如蛋白质和水解后形成的多肽均能与双缩脲试剂反应,此类试剂不能选用。
③若物质反应前后均不能与试剂反应,例如蔗糖和水解后的单糖均不能与碘液反应,此类试剂也不能选用。
【锦囊妙计,战胜自我】
1.酶的催化作用实验探究
对照组:反应物+清水―→反应物不被分解;
实验组:反应物+等量的相应酶溶液―→反应物被分解。
2.酶的高效性实验探究
对照组:反应物+无机催化剂―→反应物分解速率;
实验组:反应物+等量酶溶液―→反应物分解速率。
实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是反应物分解速率。
3.酶的专一性探究
(1)设计思路一:换反应物不换酶
实验组:反应物+相应酶溶液―→反应物被分解;
对照组:另一反应物+等量相同酶溶液―→反应物不被分解。
(2)设计思路二:换酶不换反应物
实验组:反应物+相应酶溶液―→反应物被分解;
对照组:相同反应物+等量另一种酶溶液―→反应物不被分解。
4.影响酶活性的外界因素的实验探究
实验的自变量(即单一变量)为温度或pH,因变量是反应速率,可用生成物的量或反应物的剩余量表示。
(1)探究温度对酶活性影响的实验设计思路
方案一:(以α淀粉酶为例)
溶液颜色变化
方案二:(此方案可探究酶的适宜温度)
反应速率(生成物的量或反应物的剩余量)
(2)探究pH对酶活性影响的实验设计思路
方案一:(以H2O2酶为例)
气泡产生量
方案二:(此方案可探究酶适宜的pH)
反应速率(生成物的量或反应物的剩余量)
易错起源3、 ATP在代谢中的作用
例3.下列有关细胞中ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP含有三个高能磷酸键
B.细胞质基质在缺氧条件下才能产生ATP
C.细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系
D.ATP中的能量可能来源于光能,但不可能转化为光能
【答案】C
【变式探究】下列有关酶和ATP说法正确的是( )
A.酶通过提供能量和降低化学反应的活化能来提高化学反应速率
B.ATP合成酶只存在于细胞质基质、线粒体基质和叶绿体中
C.无光条件下,线粒体是植物叶肉细胞中能产生ATP的唯一场所
D.在代谢旺盛的细胞中ATP与ADP相互转化的速度快
【答案】D
【名师点睛】辨析6个易错点
1.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(√)
2.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要ATP。(√)
3.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物。(√)
4.内质网的膜不能合成ATP。(√)
5.人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)
【提示】 人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量能够达到平衡。
6.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。(×)
【提示】 细胞质中消耗的ATP可来源于线粒体,也可来源于细胞质基质,但是叶绿体中产生的ATP只用于暗反应。
【锦囊妙计,战胜自我】
(1)ATP转化为ADP需消耗水,ADP转化为ATP可产生H2O。
(2)不可误认为细胞中含有大量ATP,事实上,细胞中ATP含量很少,只是转化非常迅速及时。
(3)不可认为ATP分解大于合成或合成大于分解,事实上,ATP与ADP转化总处于动态平衡中——耗能较多时ATP水解迅速,但其合成也迅速。