第9讲 降低化学反应活化能的酶.docx
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第9讲降低化学反应活化能的酶
第三单元细胞的能量供应和利用
第9讲 降低化学反应活化能的酶
课时训练·知能提升限时式检测梯级式提升
（时间:
40分钟 分值:
90分）
测控导航表
知识点
题号及难易度
1.酶的概念、本质及作用机理
1,3
2.酶的特性及影响酶活性的因素
2,4,5,7（中）,9（中）,12
3.影响酶促反应的因素
6,8（中）
4.综合考查
10（中）,11（中）
一、选择题:
本大题共9小题,每小题5分,共45分。
1.（2014山东师大附中期中）下列关于酶的叙述,正确的是（ B ）
A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B.由活细胞产生,在发挥作用后还能保持活性
C.人体内酶发挥作用所需要的条件都是相同的
D.酶的浓度影响酶的活性,其数量因参与化学反应而减少
解析:
低温能抑制酶的活性不会破坏酶的结构;人体内酶发挥作用所需要的条件都有可能不相同;酶的浓度不会影响酶的活性,但会影响反应速率,催化前后酶的数量不变。
2.（2014江西南昌第一次联考）某同学为了研究酶的专一性问题,做了淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验,下列叙述中正确的是（ A ）
A.淀粉酶能否催化淀粉和蔗糖的水解,可通过有无还原糖特定的颜色反应来证明
B.实验中有两次控制温度,目的是一样的
C.该实验也可用碘液替代斐林试剂的作用
D.蔗糖的纯度与新鲜程度如何并不影响实验
解析:
本实验中两次控制温度,第一次是为了提供酶的活性最适温度,第二次是为了水浴加热来检测是否含有还原糖;该实验不能用碘液替代斐林试剂的作用,因为碘液无法判断淀粉酶是否与蔗糖发生反应;蔗糖的纯度与新鲜程度会影响实验。
3.（2013郑州质量预测）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（ D ）
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
解析:
本题以酶的作用机理、酶的作用及作用特点为载体,考查曲线图分析判断、综合运用知识的能力。
E2是酶促反应中的活化能,E3是正常反应中的活化能,两者的差距为酶降低的反应的活化能;A、C曲线为酶催化作用下反应的曲线,B、D曲线为无酶催化的反应的曲线。
4.（2014漳州期末）某人通过实验研究化合物X对淀粉酶活性的影响,结果如图。
曲线Ⅰ为只在底物中加入淀粉酶,曲线Ⅱ为在底物中加入淀粉酶和化合物X。
下列分析错误的是（ C ）
A.曲线Ⅰ作为实验对照
B.化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度
C.若底物溶液的pH升高,则曲线Ⅱ的顶点上移
D.化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用,但未使酶完全失活
解析:
曲线Ⅰ为只在底物中加入淀粉酶,曲线Ⅱ为在底物中加入淀粉酶和化合物X,曲线Ⅱ化学反应速率降低说明该组为实验组,曲线Ⅰ为对照组;化合物X不影响酶促反应的最适宜温度,只是降低了反应速率;若底物溶液pH升高,则酶活性可能升高也可能降低,故曲线Ⅱ的顶点不一定上移;化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用,但没有使酶完全丧失活性。
5.（2014江西赣州月考）如图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况,正确的是（ C ）
A.该酶的最适温度是37℃
B.随着pH的升高,酶的活性先降低后增大
C.随着温度的升高,酶的最适pH不变
D.随着温度的升高,酶的活性逐渐降低
解析:
该图表示反应物剩余量随pH及温度的变化情况,所以剩余量越少,代表反应越快,该酶的最适温度为35℃,pH过高或过低都会使酶活性降低,甚至变性失活,该酶在不同温度下的活性由大到小依次是35℃>37℃>33℃>30℃,所以A、B、D三项均错误;从图中可以看出随温度的升高,酶的最适pH是8。
6.如图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。
据图分析正确的是（ D ）
A.增大pH,重复该实验,A、B点位置都不变
B.B点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现c所示变化
C.酶量增加后,图示反应速率可用曲线a表示
D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
解析:
增大pH,酶的活性降低,重复该实验,A、B点位置都要下降,A错误;B点后,升高温度,酶活性降低,曲线将下降,B错误;酶量增加后,图示反应速率可用c曲线表示,C错误;曲线AB段自变量是反应物浓度,因变量是反应速率,D正确。
7.（2014福建安溪期末）下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案,a～d表示4支试管,①～⑦表示实验步骤。
对该实验方案的有关评价,错误的是（ B ）
a
b
c
d
①
淀粉溶液
2mL
蔗糖溶液
2mL
唾液淀粉酶
溶液2mL
唾液淀粉酶
溶液2mL
②
37℃温水中水浴加热10min
③
将c倒入a,将d倒入b
④
37℃温水中水浴加热10min
⑤
加入现配的斐林试剂溶液2mL
⑥
37℃恒温水浴2min
⑦
观察并记录颜色变化
A.加入的唾液淀粉酶的量属于无关变量
B.应将斐林试剂改为碘液
C.②、④、⑥的温度设置有一处错误
D.第②步操作可以省略
解析:
两支试管里都加入唾液淀粉酶,唾液淀粉酶的加入量属于无关变量;不能将斐林试剂改为碘液,若换成碘液,两支试管均无颜色变化,⑥项50～65℃水浴加热2min,开始时37℃温水中水浴加热10min可省略。
8.（2014福建福州期末）乳糖酶催化乳糖水解。
有两项与此相关的实验,其实验条件均设置为最适条件,实验结果如下,以下分析正确的是（ C ）
实验一
（乳糖浓度为10%）
酶浓度
0%
1%
2%
4%
5%
相对反应速率
0
25
50
100
200
实验二
（酶浓度为2%）
乳糖浓度
0%
5%
10%
20%
30%
相对反应速率
0
25
50
65
65
A.实验一如果继续增加酶浓度,相对反应速率不再加大
B.实验一增加乳糖浓度,相对反应速率将降低
C.实验二若继续增大乳糖浓度,相对反应速率不再加大
D.实验二若提高反应温度条件5℃,相对反应速率将增大
解析:
实验一中如果增加酶的浓度,则相对反应速率会继续提高;实验一中如果增加乳糖浓度,会使反应速率迅速升高。
由实验二知乳糖浓度超过20%,相对反应速率不再增加,因此继续增大乳糖浓度,相对反应速率不再增大;实验二若提高温度,则会降低酶活性,则相对反应速率降低。
9.如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”。
有关分析合理的是（ C ）
A.本实验的因变量是不同的催化剂
B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C.1号与3号,1号与4号可分别构成对照实验
D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
解析:
不同的催化剂是本实验的自变量。
本实验的无关变量有酶的用量等,温度是自变量。
1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验,分别证明氯化铁和过氧化氢酶有催化作用。
分析1号、2号试管的实验结果可知加热能加速过氧化氢的分解但不能降低反应的活化能。
二、非选择题:
本大题共3小题,共45分。
10.（15分）将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤,得到提取液。
取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后,分为3组并分别调整到不同温度,如图所示。
然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液,保持各组温度30分钟后,继续进行实验（提取液中还原物质忽略不计）:
（1）若向A、C、E三支试管中分别加入适量的斐林试剂,沸水浴一段时间,观察该三支试管,其中液体颜色呈砖红色的试管是 ;砖红色较深的试管是 ,颜色较深的原因是 ;不变色的试管是 ,不变色的原因是 。
（2）若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液,观察三支试管,发现液体的颜色都是蓝色,产生该颜色的原因是 。
（3）以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。
你怎样设计实验才能确定最适温度（只要求写出设计思路）?
。
解析:
（1）本题主要考查温度对酶活性的影响。
发芽的玉米子粒提取液中含有淀粉酶,可催化淀粉水解成麦芽糖,麦芽糖与斐林试剂在加热的条件下生成砖红色沉淀,根据颜色深浅可判断酶活性的高低。
在20℃、40℃和100℃三个温度条件下,40℃是酶的较适宜温度。
试管A中淀粉水解量较少,C中淀粉水解量最多,E中淀粉不水解,淀粉水解后产生还原糖,加入斐林试剂后出现砖红色沉淀,故出现砖红色的试管是A和C。
由于试管C中淀粉水解产生还原糖最多,故加入斐林试剂后砖红色最深。
试管E中100℃高温破坏了淀粉酶结构导致淀粉酶失活,淀粉没有被水解产生还原糖,加入斐林试剂后不变色。
（2）试管B、D中淀粉被水解了一部分,剩余淀粉遇到碘液后变成了蓝色;试管F中淀粉没有被水解,加入碘液后变蓝色,且蓝色颜色最深。
（3）若要探究使淀粉酶水解的最适温度,需在20℃和100℃之间多设置温度梯度重复上述实验操作。
答案:
（1）A和C C 淀粉酶在40℃时活性相对较高,淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多 E 100℃条件下酶失活
（2）剩余的淀粉遇碘变蓝
（3）在20℃和100℃之间每隔一定温度设置一实验组,其他实验条件保持一致,以反应液和上述试剂（或答碘液或答斐林试剂）发生颜色反应的程度为指标确定最适温度
11.（2014广东六校第一次联考）（15分）为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响,某同学进行了实验,实验步骤和结果见表。
请回答:
试管编号
实验步骤
1
2
3
4
1%NaCl溶液（mL）
1
1%CuSO4溶液（mL）
1
1%Na2SO4溶液（mL）
1
蒸馏水（mL）
1
pH6.8缓冲液（mL）
1
1
1
1
1%淀粉溶液（mL）
1
1
1
1
唾液淀粉酶溶液（mL）
1
1
1
1
各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管,加入1%碘溶液0.1mL
观察结果
无色
深蓝色
浅蓝色
（1）实验中加入缓冲液的作用是 。
（2）分析实验结果可知:
对酶活性有影响的离子是 ,其中对酶活性有抑制作用的离子是 ,对酶活性有促进作用的离子是 。
（3）该实验中设置的4号试管起 作用;设置3号试管的目的是
。
（4）上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测,加入斐林试剂后,如果要产生颜色变化,还需 ,1号试管中的颜色变化是 。
根据上述实验结果,在操作过程中,保温之前不能加入斐林试剂,其原因是
。
解析:
本题以酶的概念、特性及影响酶活性的因素为载体,考查图表信息转化利用、实验设计及分析、综合运用知识的能力。
（1）实验的自变量是加入的1%NaCl溶液、1%CuSO4溶液、1%Na2SO4溶液和蒸馏水,所以为保证无关变量适宜且相同,实验中加入缓冲液以维持pH的稳定;
（2）分析实验结果可知,加入1%NaCl溶液的1号试管中淀粉被淀粉酶水解了,所以可能是Na+或Cl-促进酶活性,如果是Na+能够促进唾液淀粉酶的活性,则3号试管中最后的结果应该也是无色,而3号试管中实验结果为浅蓝色,所以是Cl-能够促进唾液淀粉酶的活性;同理通过2号和3号试管的比较可知,C
能够抑制唾液淀粉酶的活性;
（3）4号试管中加入的是蒸馏水,起对照作用;3号试管与1号试管对照说明Na+对唾液淀粉酶的活性无影响,3号试管与2号试管对照说明S
对唾液淀粉酶的活性无影响;
（4）1号试管中的唾液淀粉酶的活性增强,淀粉被水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后有深砖红色沉淀生成;2号试管中的唾液淀粉酶的活性受抑制,淀粉未被水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后无砖红色沉淀生成;3号试管中的唾液淀粉酶的活性未受到影响,淀粉部分被水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后有浅砖红色沉淀生成;4号试管中的唾液淀粉酶的活性也未受到影响,结果同3号试管。
斐林试剂中含有C
对淀粉酶的活性有影响,故保温之前不能加入斐林试剂。
答案:
（1）维持反应液中pH的稳定
（2）Cl-和Cu2+ Cu2+ Cl- （3）对照 确定Na+和S
对唾液淀粉酶催化活性是否有影响 （4）水浴加热 由蓝色变为砖红色 斐林试剂中有Cu2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性
12.（2014江西师大附中月考）（15分）某小组在探究“影响酶活性的条件”的实验时,提出“过氧化氢酶的活性是否受pH影响”的问题,并设计实验的操作步骤如下:
①向甲、乙试管内各加入2mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液;
②向甲、乙试管内各加入2滴新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液;
③向甲试管内加入1mL质量分数为5%的盐酸,向乙试管内加入1mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液;
④观察试管中发生的变化。
请依据该小组设计的实验操作步骤,回答下列问题:
（1）过氧化氢分解速率是本实验的因变量,可观测的指标是
。
（2）找出上述操作步骤中存在的缺陷,并写出改进方案:
。
在完成改进方案后,预期可能的实验结果及结论:
①若 ,则 。
②若 ,则 。
（3）在与其他小组进行交流时,有同学建议进行定量实验,以不同pH下出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性,并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图。
该建议中,所需的时间越长,酶的活性越 。
（4）能否用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响。
如能,请写出实验思路,如不能,请写出理由。
解析:
（1）判断过氧化氢的分解速率可用生成物的产生量来表示,即产生气泡的数量。
（2）由于酶具有高效性,过氧化氢溶液和猪肝研磨液混合反应已经开始,则变量的处理就失去了意义,应先调节pH后将底物和酶混合;在设计实验时要遵循单一变量原则,设置空白对照,即增加丙试管,加入1mL蒸馏水作为对照。
（3）所需时间越长,说明酶的活性越低。
（4）过氧化氢受热易分解,会影响实验效果。
答案:
（1）单位时间内试管中产生的气泡数量
（2）实验步骤②、③互换（或答应该分别调整猪肝研磨液和过氧化氢的pH后,再将两者混合;或答应先调pH再加猪肝研磨液）;再增加丙试管,在第二步中加入1mL蒸馏水,其他步骤与修正后的上述步骤同
①甲、乙两试管中产生的气泡数量少,丙试管中产生大量的气泡 过氧化氢酶的活性受pH影响
②甲、乙、丙三支试管中产生的气泡的情况基本一样 过氧化氢酶的活性不受pH影响
（3）低（或弱） （4）不能。
温度能影响过氧化氢的分解速度。
【教师备用】
1.（2013黄山第三次月考）如图实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。
先将酶和乳汁分别放入2支试管,然后将两试管放入同一水浴（温度用T℃表示）中保温15min,再将酶和乳汁倒入同一试管中混合,保温并记录凝乳所需要的时间。
通过多次实验,并记录在不同温度下凝乳所需要的时间,结果如下表。
装置
A
B
C
D
E
F
水浴温度T/℃
10
20
30
40
50
60
凝乳时间/min
不凝固
7.0
4.0
1.5
4.0
不凝固
关于该实验的下列叙述中,错误的是（ C ）
A.该实验说明酶的活性受温度的影响,40℃左右是凝乳酶比较适宜的温度
B.将装置A内的混合物加热到40℃会发生乳汁凝固
C.可先将酶和乳汁倒入同一试管中混合,再保温并记录乳汁凝固所需要的时间
D.将F内混合物降温到40℃不会发生乳汁凝固
解析:
本题考查影响酶的活性因素及实验分析,本实验是想验证在不同温度下凝乳所需要的时间,所以酶和乳汁分别水浴加热到一定温度后再混合加热是确保实验是在设计的温度下进行。
该实验只能说明在本实验设置的几个温度条件下,40℃时所需时间最短,凝乳酶的最适温度在40℃左右,不能肯定。
2.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,质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,质量分数为3%的蔗糖溶液,斐林试剂,热水,酒精灯,试管,大烧杯,蒸馏水等（提示:
斐林试剂与还原糖在沸水浴加热条件下出现砖红色）。
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2mL
+
+
A
+
+
加蒸馏水2mL
+
+
反应
适宜温度下（60℃）保温10分钟左右
加斐林试剂2mL
+
+
+
+
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:
。
解析:
（1）试管1中的A应该是2mL淀粉酶液,与试管3中2mL蒸馏水对照。
（2）①实验中所加入的酶都是淀粉酶,底物分别是淀粉溶液和蔗糖溶液,故实验的自变量是底物的种类,因变量是溶液的颜色变化即试管中是否出现砖红色沉淀。
②试管1中加入了底物淀粉,试管2中加入了蔗糖,两者最终颜色不同,原因是试管中加入的淀粉酶能催化淀粉水解产生还原糖,遇到斐林试剂后出现砖红色沉淀,淀粉酶不能催化蔗糖水解,不能产生还原糖,遇到斐林试剂后不出现砖红色沉淀。
试管3与试管1相比,试管1中加入了淀粉和淀粉酶,试管3中加入了淀粉和蒸馏水,蒸馏水不能催化淀粉水解,故试管3中淀粉遇到斐林试剂不变色,即呈现蓝色。
试管2中淀粉酶不能催化蔗糖分解,试管中不变色,呈现蓝色。
试管4中蒸馏水不能催化蔗糖水解,试管中也不变色,呈现蓝色。
③若蔗糖不纯,说明蔗糖可能水解产生了还原糖,遇到斐林试剂后出现砖红色,可在实验前用斐林试剂鉴定蔗糖是否纯净。
④本实验通过淀粉酶催化淀粉、蔗糖水解情况探究酶的专一性。
答案:
（1）加淀粉酶液2mL
（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
③于实验前用斐林试剂检测有无砖红色沉淀
④酶的专一性 可改用换酶不换底物进行实验
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