课时作业(八) 降低化学反应活化能的酶(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1．在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时(如甲图A所示)，可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。下列有关叙述错误的是( )A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果B．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低C．曲线a、b中酶促反应速率不再增加是由于酶处于饱和状态D．竞争性抑制剂与该酶催化的底物化学结构相似B2．(2019·安徽合肥九中暑期检测)根据以下关于过氧化氢实验的过程和结果，下列哪项分析不正确？( )试管abcd3%过氧化氢溶液2mL2mL2mL2mL处理措施不做任何处理置于90℃水浴杯中加2滴3.5%的FeCl3加2滴20%的新鲜肝脏研磨液实验结果－＋＋＋＋＋＋＋注：“－”表示无气泡产生；“＋”(的数量)表示气泡产生多少。A．a和b、a和c、a和d分别构成对照实验B．c和d是对照实验，自变量是催化剂类型C．a、b、c、d说明酶能高效地提供活化能D．a、c、d不能说明生物催化剂具有专一性C [a和b对照说明温度能加快过氧化氢的分解，a和c对照说明FeCl3具有催化作用，a和d对照说明酶具有催化作用，A正确；c和d对照，说明酶具有高效性，B正确；酶不能为反应提供能量，酶的作用原理是降低化学反应的活化能，C错误；c组是无机催化剂，d组是有机催化剂，a、c、d不能说明催化剂的专一性，D正确。]-9-\n3．(2019·高考改编)如图为两种抑制剂影响酶活性的机理的示意图。下列说法不正确的( )A．两种抑制剂影响酶活性的机理相同B．示意图体现了酶催化的专一性C．非竞争性抑制可以改变酶的结构，使酶不适于接纳底物分子D．高温抑制酶活性与非竞争性抑制剂降低酶活性的机理相同A [竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂影响酶活性的机理不同，前者是和底物竞争活性位点，后者是改变酶的空间结构，A错误；示意图显示一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，体现了酶催化的专一性，B正确；高温通过破坏酶的空间结构使酶失活，非竞争性抑制剂会和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，使酶不能与底物分子结合，进而抑制酶的活性，二者作用机理相同，C、D正确。]4．啤酒生产时，麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽的过程中需降低其活性。如图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线。下列叙述错误的是( )A．PPO能催化多酚类物质的生化反应B．相同温度时，pH为7.8的环境下酶促反应产物比pH为8.4时的少C．在制备麦芽的过程中应将反应条件控制在温度80℃、pH8.4D．高于90℃，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度越高变性越快C [由题意知，PPO的作用是催化多酚类物质的生化反应，A正确；由题图可知，同一温度条件下，pH7.8的酶活性比pH8.4的酶活性低，因此pH7.8的酶促反应产物比pH8.4的少，B正确；由题意知，麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽过程中需降低其活性，而题图中显示在温度80℃、pH8.4酶活性最强，C错误；高于90℃，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度越高变性越快，D正确。]5．[高考改编]为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是( )-9-\nA．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力C [20U/L的碱性纤维素酶处理对污布类型1，去污力为60%,30U/L的碱性纤维素酶处理污布类型2，去污力约为80%，则单位碱性纤维素酶对污布类型1去污力最强，A错误；由于污布类型不同，不能探究不同类型的洗衣粉对碱性蛋白酶的去污力的影响，B错误；对污布类型2、3而言，都是Y型洗衣粉，30%的酶用量，但去污力不同，说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同，C正确；该实验没有针对同一类型的洗衣粉加大酶用量的探究，则不能判断加大酶用量是否提高洗衣粉的去污力，D错误。]6．(2020·浙江杭州五校联盟诊断卷)下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验设计及结果。试管编号①②③④⑤⑥2mL3%淀粉溶液＋＋＋－－－2mL3%蔗糖溶液－－－＋＋＋1mL2%淀粉酶溶液＋＋＋＋＋＋反应温度(℃)4060804060802mL斐林试剂＋＋＋＋＋＋砖红色深浅*＋＋＋＋＋＋－－－注：“＋”表示有；“－”表示无；*此行“＋”的多少表示颜色的深浅。根据实验结果，以下结论正确的是( )A．蔗糖被水解成非还原糖B．上述①②③反应的自变量为温度C．40℃为淀粉酶的最适温度D．淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性-9-\nB [加蔗糖的试管中加淀粉酶后用斐林试剂检测无砖红色沉淀，说明蔗糖不能被水解成还原糖，但也不能说明蔗糖被水解成非还原糖，A错误；①②③改变的是温度，根据单一变量原则，B正确；40℃时砖红色浅于60℃，因此淀粉酶活性在40℃时比60℃低，C错误；表格中不能看出淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性，D错误。]7．(2020·河南信阳高中一模)如图是某生物兴趣小组用淀粉和淀粉酶探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述错误的是( )A．实验中温度、淀粉用量、淀粉酶的浓度等为无关变量B．pH为1时淀粉酶可能已经失活，淀粉发生水解是因为盐酸起催化作用C．pH为3和9时淀粉剩余量相同，说明两种条件下淀粉酶活性相同D．实验中用适量的H2O2和H2O2酶代替淀粉和淀粉酶作实验材料更为科学C [图中横坐标为pH，pH为实验的自变量，温度、淀粉用量、淀粉酶的浓度等为无关变量，A正确；图中pH＝7时，淀粉剩余量最少，说明此时淀粉酶活性最强，过酸或过碱时酶的空间结构会被破坏，导致酶失去活性，pH为1时淀粉酶可能已经失活，淀粉发生水解是因为盐酸起催化作用，B正确；pH为3时，酸性溶液和酶的作用均可以使淀粉水解，pH为3和9时淀粉剩余量相同，不能说明两种条件下淀粉酶活性相同，C错误；淀粉剩余量为实验的因变量，由于盐酸能催化淀粉水解，但不会影响H2O2的分解，因此用适量的H2O2和H2O2酶代替淀粉和淀粉酶作实验材料更为科学，D正确。]8．下列关于酶的论述，正确的是( )①对底物有严格的选择性 ②酶在体内不能更新 ③温度越高酶的活性越大 ④酶制剂通常在低温下保存 ⑤酶能降低化学反应的活化能 ⑥酶只能在细胞内发挥催化作用 ⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物A．①④⑤⑦ B．②④⑤⑦C．②③④⑥D．①②⑥⑦A [绝大多数酶是蛋白质，在体内不能贮存，所以要不断更新。温度过高会使酶失活。酶可以在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用。只要是活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)就可以合成酶，酶的合成场所主要是核糖体，有的是在细胞核中，所需原料为氨基酸或核糖核苷酸。酶的催化作用具有专一性，故对底物有严格的选择性。酶的作用本质是降低化学反应的活化能。低温和高温均可使酶活性降低，但机理不同，低温只是抑制酶的活性，不会使酶变性失活，而一定的高温会使酶活性降低，温度过高会使酶变性失活。]-9-\n9．(2018·广东广州月考)在3支试管中均加入等量的5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的二氧化锰、鲜猪肝研磨液、唾液，一段时间内测得底物含量变化如图。则对图的表述正确的是( )①曲线B表示二氧化锰的催化作用，A与B的对照反映了无机催化剂的专一性特点②曲线C表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，A与C对照反映了酶的专一性特点③曲线C与B的对照可以说明酶的高效性④曲线A不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物A．①②B．③④C．①②④D．②③④D [A为唾液的催化作用，B为二氧化锰的催化作用，A与B的对照不能反映无机催化剂的专一性特点，①错误；A为唾液的催化作用，C为鲜猪肝中过氧化氢酶的催化作用，唾液中的唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，A与C对照反映了酶的专一性特点，②正确；B为二氧化锰的催化作用，C为鲜猪肝中过氧化氢酶的催化作用，与无机催化剂相比，酶具有高效性，③正确；A为唾液中的唾液淀粉酶的催化作用，由于唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物，底物的量没有减少，④正确。]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“-9-\n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。]11．某同学欲通过如图所示的装置进行探究影响酶促反应速率因素的实验，下列分析正确的是( )A．不同滤纸上分别附有等量过氧化氢酶、Fe3＋，可用于探究酶的专一性B．酶促反应速率可用滤纸片从烧杯底部到浮出液面的时间(即t3－t2)来表示C．可通过设置不同温度的过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响D．为了提高实验的准确性，每个烧杯中需放置多个滤纸片D [不同滤纸上分别附有等量过氧化氢酶、Fe3＋，可用于探究酶的高效性；酶促反应速率可用滤纸片进入液面到浮出液面的时间(即t3－t1)来表示；温度影响过氧化氢的分解，该实验不能用来探究温度对酶活性的影响。]12．(2020·吉林通化调研)下图是某种酶的作用模式图。以下对该模型的叙述，正确的是( )A．酶的基本组成单位是氨基酸B．酶提供底物RNA活化所需的能量C．pH影响酶的空间结构从而影响催化效率D．酶与底物间碱基配对方式体现了酶的专一性C [该酶可以与底物RNA之间发生碱基互补配对，说明该酶的化学本质应是RNA，基本组成单位是核糖核苷酸；酶的作用是降低反应所需的活化能，而不是为反应提供能量；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类反应，而不是体现在酶与底物间碱基配对方式上。]二、非选择题-9-\n13．荔枝果皮褐变是限制长期储运、降低品质的主要因素。经研究，pH是影响果皮褐变的环境因素之一，其作用机理如下图所示。(1)不法商贩对已经褐化的荔枝使用硫酸处理能够欺骗消费者，其原因是：_______________________________________________________________________。(2)有人认为酸性溶液可能会抑制多酚氧化酶的活性，某同学设计了如下实验方案进行探究。请完善实验方案。①实验材料：新鲜荔枝若干、pH为1.7的缓冲液、清水、恒温设备等。②实验步骤：第一步：将同种的新鲜荔枝随机分为2组，其中A组加________________，B组加清水，两组都在________(填“常温”或“低温”)条件下保存。第二步：3天后将B组的清水换成____________________，20分钟后观察A、B组的褐化程度。③实验结果和结论：若A组的褐化程度________(填“明显大于”“明显小于”或“基本等于”)B组，说明酸性溶液能通过抑制多酚氧化酶的活性达到降低褐化的作用。若A组的褐化程度__________________(填“明显大于”“明显小于”或“基本等于”)B组，说明酸性溶液不能通过抑制多酚氧化酶的活性达到降低褐化的作用。解析：： (1)因为硫酸溶液pH较低，能使褐色的花色素苷转变为棕红色，所以不法商贩对已经褐化的荔枝使用硫酸处理能够欺骗消费者。(2)本实验的目的是探究酸性溶液会抑制多酚氧化酶的活性，实验设计要遵循单一变量原则和对照原则，因此该实验要设计实验组和对照组两组，即将同种的新鲜荔枝随机分为2组，单一变量是酸性不同，其中实验组(A组)加pH为1.7的缓冲液，对照组(B组)加清水，两组都在常温条件下保存。还可以形成前后对照，即3天后将B组的清水换成pH为1.7的缓冲液，20分钟后观察A、B组的褐化程度。若酸性溶液能通过抑制多酚氧化酶的活性达到降低褐化的作用，则A组的褐化程度明显小于B组；若酸性溶液不能通过抑制多酚氧化酶的活性达到降低褐化的作用，则A组的褐化程度基本等于B组。答案： (1)硫酸溶液pH较低，使褐色的花色素苷转变为棕红色 (2)pH为1.7的缓冲液 常温 pH为1.7的缓冲液 明显小于 基本等于-9-\n14．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_______________________________________________________________________-9-\n_______________________________________________________________________。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 不会在GTP的诱导下发生聚合反应 (3)①在30～45℃温度范围设置温度梯度；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 ③测定酶具有催化活性的温度范围 ④温度过高使蛋白质的空间结构遭到破坏，导致酶失活。-9-
