第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
1．下列有关酶的叙述中，不正确的是( )
A．酶是活细胞产生的一类有机物
B．酶催化功能的本质是提高反应的活化能
C．酸碱或温度会改变酶的空间结构
D．酶不会随催化反应而减少
解析：选B。本题考查酶的本质、功能及影响因素。酶的本质是蛋白质或RNA，反应前后酶本身不变。酶的作用机理应是降低化学反应的活化能，过酸、过碱或高温能使酶变性失活。
2．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明( )
A．RNA具有生物催化作用
B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质
D．绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
解析：选A。根据题意，除去蛋白质后剩下来的RNA仍具有催化活性，说明该RNA具有生物催化作用。
3．(2011年厦门高三质量检查)下列有关酶的叙述，正确的是( )
A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B．一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应
C．酶是由活细胞产生的，只能在细胞内起作用
D．酶通过为反应物提供活化能提高反应速率
解析：选B。温度会影响酶的活性，但原理不同：高温破坏酶的结构，使其失活；低温会降低酶的活性，但在适宜温度下会恢复其活性。酶是所有活细胞都能产生的，可以在胞内和胞外起作用，酶作用的机理是通过降低活化能来提高反应速率。酶有专一性，指的是一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
4．下列图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是( )
解析：选C。本题考查酶催化作用的实质以及识图能力、分析判断能力。酶催化作用的本质是降低反应的活化能，活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。酶虽然能降低反应的活化能，但却不会改变反应的平衡点。
5．(2011年苏锡常镇调研)为了认识酶作用的特性，以体积分数为3%的H2O2溶液为反应底物进行的一组实验结果见下表。通过分析实验结果，从表中可得到的实验结论是( )
方 法
实验结果
①常温下自然分解
氧气泡少而小
②常温下加Fe3＋
氧气泡稍多而小
③常温下加新鲜动物肝脏提取液
氧气泡极多而大
④加入煮沸后冷却的新鲜动物肝脏提取液
氧气泡少而小
①从化学本质看，酶是蛋白质或RNA
②从催化活性看，酶变性后就失去活性
③从催化底物范围看，酶有专一性
④从催化反应效率看，酶有高效性
A．①② B．②③
C．②④ D．②③④
解析：选C。该实验底物只有H2O2，不能说明酶具有专一性；若证明酶是蛋白质或RNA，需要用物质鉴定的相关实验；表中方法③与④的实验结果说明酶在高温环境中变性而失去活性；方法①②③对照说明，酶催化反应具有高效性。
6．(2011年北京海淀区期末)如图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是( )
A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生的气体速度加快
C．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限
D．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
解析：选C。本题考查酶的作用和影响因素。新鲜土豆片中含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解产生氧气(气泡)。增加土豆片的数量即增加酶的数量，可使反应速度加快。一段时间后，因底物过氧化氢全部被消耗分解掉，产生的氧气(气体)量不再增加。
7．下列关于酶的叙述中，正确的是( )
A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用
B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C．酶能降低化学反应的活化能，因此能加快化学反应速率
D．酶均是由具有分泌功能的腺细胞合成的，具有高效性和专一性
答案：C
8．以下各种酶与其作用部分不相匹配的是( )
A．解旋酶——磷酸二酯键
B．肽酶——肽键
C．ATP水解酶——高能磷酸键
D．限制酶——磷酸二酯键
解析：选A。解旋酶断开的是DNA双链之间的氢键，肽酶断开的是肽键，ATP水解酶断开的是ATP中的高能磷酸键，限制酶断开的是DNA链中的磷酸二酯键。
9．下列曲线能正确表示人体消化酶作用规律的是( )
A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅱ和Ⅲ
C．Ⅰ和Ⅳ D．Ⅱ和Ⅳ
解析：选D。人体内的消化酶的最适温度在37℃左右，超过最适温度，酶的活性降低。在底物充足时，酶的浓度增加，反应速率会加快，应在原曲线的左上侧。
10. (2011年安徽合肥调研)影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等。右图表示在最适温度下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。有关说法正确的是( )
A．在A点提高反应温度，反应速率加快
B．在B点增加酶的浓度，反应速率不变
C．在A点提高反应物浓度，反应速率加快
D．在C点提高反应物浓度，产物不再增加
解析：选C。题干中的曲线关系是在最适温度条件下获得的，如再提高反应温度，反应速率会减小。在底物充足的情况下，增加酶的浓度，反应速率会相应加快。C点反应速率最大保持不变，提高反应物的浓度，产物会相应增加。
11. (2010年盐城高三第一次调研)某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是( )
A．在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率
B．曲线①作为对照实验
C．P对该酶的活性有抑制作用
D．若反应温度不断升高，则A点持续上移
解析：选D。本实验探究化合物P对淀粉酶活性的影响，不加化合物P的为对照组；分析曲线图可知，曲线①的反应速率比曲线②的大，说明化合物P对该酶的活性有抑制作用；在一定范围内，随温度的升高酶的活性升高，反应速率增大，但超过最适温度，随温度的升高，酶的活性降低，反应速率减慢，故D选项错误。
12．(2011年湖北宜昌调研)在“探究影响酶活性的因素”实验中正确的操作是( )
A．若探究pH对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物
B．若探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物
C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调控温度
D．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测
解析：选A。过氧化氢加热可分解，如果探究温度对酶活性的影响，则结果会不准确；在探究温度对酶活性的影响时，必须将底物淀粉与淀粉酶首先被相同温度处理后才能再混合，如果先混合再处理，由于酶的高效性，底物与酶可能已经反应，再处理实验结果已不准确。斐林试剂反应的条件需要加热，不易探究温度对酶活性的影响；可选择用碘液鉴定反应物淀粉的量来确定酶的活性。
13．请你解读与酶有关的图示、曲线：
(1)图1和图2是与酶的特性相关的图示。请回答下列问题
图1和图2分别表示了酶具有____________的特性。洗衣粉中加有的A，之所以能够耐酸碱、忍受表面活性剂和较高温度，是因为通过__________________精心设计改造生产出来的；控制其合成的直接模板主要分布在细胞的________中。
(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线，请分析回答：
图3
当pH从5上升到7，酶活性的变化过程是______________；从图示曲线我们还可以得出的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线，请分析回答：
图4中A点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是____________________。从图5可以得出的结论是：在底物足量条件下，_____________________________________。
答案：(1)高效性和特异性 蛋白质工程(基因工程) 细胞质 (2)先上升后下降 随着pH的变化酶的最适温度不变、温度影响酶活性 (3)酶的浓度(数量)和活性 酶促反应速率与酶浓度呈正相关
14．利用胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物)，温度保持在37 ℃，pH保持在最适值，生成物量与反应时间关系如甲图所示，请回答下列问题：
甲图 乙图
(1)若将题目中胰蛋白酶浓度减半，其他条件不变，请在甲图上用虚线画出生成物量变化示意图。
(2)联系题干图解，分析乙图曲线，并回答：
①对于曲线abc：
A．若X轴表示温度，则Y轴可表示__________________________________________。
B．若X轴表示饭后时间，则Y轴可表示____________________________________。
②对于曲线abd：
A．若X轴表示反应物浓度，则Y轴可表示_______________________________________。
B．若X轴表示CO2浓度，则Y轴可表示_________________________________________。
(3)如图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是________。
答案：(1)见下图。
(2)①A.酶催化速度(或酶活性)
B．血糖浓度
②A.酶促反应速率
B．光合作用速率
(3)C
15．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用。材料用具：质量分数为2%的市售新鲜α淀粉酶，质量分数3%的蔗糖溶液，质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，裴林试剂，热水，酒精灯，试管，大烧杯，蒸馏水等。
操作及顺序
实验组
对照组
试管1
试管2
试管3
试管4
加3%淀粉液2mL
＋
＋
加3%蔗糖液2 mL
＋
＋
A
＋
＋
加蒸馏水2 mL
＋
＋
反应
适宜温度下(60 ℃)保温10分钟左右
加裴林试剂2 mL
＋
＋
＋
＋
反应
50～65 ℃水浴
溶液颜色
砖红色
蓝色
蓝色
蓝色
注：“＋”表示添加
(1)根据上表写出A表示的内容：__________________。
(2)实验分析
①实验组的自变量是______________，因变量是________________________。
②试管1与2溶液颜色为什么不同：__________；试管1与3溶液颜色不同的原因是________________；试管2与4溶液颜色相同的原因是_________________________________。
③如果怀疑蔗糖不纯，利用该实验条件最简便的检验方法是___________________。
④本实验是想验证__________，如果不改变自变量，请提出一种新的设计方案：________________________________________________________________________。
答案：(1)加淀粉酶液2 mL (2)①底物的种类 溶液颜色变化(是否产生砖红色) ②底物性质不同 有无淀粉酶催化反应 淀粉酶没有起催化作用(注：其他合理答案也可) ③于实验前用裴林试剂检测有无砖红色沉淀 ④酶的专一性 可换酶不换底物进行实验(注：其他合理答案也可)
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