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1、第 3 章 细胞代谢课时 1 降低化学反应活化能的酶一、选择题1.2024北京模拟H2O2溶液常用于伤口及环境消毒，会引起细菌等微生物细胞内蛋白质结构发生改变。CAT 是一种过氧化氢酶，可用于去除消毒后残余的 H2O2。关于 CAT 的叙述正确的是（C）A.基本组成单位是脱氧核苷酸B.能提供分解 H2O2所需的活化能C.去除残余 H2O2的效果与反应温度、pH有关D.只能催化 H2O2分解体现出 CAT 的专一性和高效性解析CAT 是一种过氧化氢酶，其化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，A错误；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，而不是为化学反应提供所需的活化能，B 错误；CAT 是一种过
2、氧化氢酶，可用于去除消毒后残余的 H2O2，其去除残余 H2O2的效果受温度和 pH等的影响，C 正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，只能催化 H2O2分解体现出 CAT 的专一性，但不能体现 CAT 的高效性，D 错误。2.2023沈阳三模酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，参与钙离子主动运输的载体蛋白（Ca2泵）是一种可催化 ATP 水解的酶，核酶被称为“催化性小 RNA 分子”。下列相关叙述错误的是（B）A.Ca2泵和核酶都具有专一性B.Ca2泵与核酶均是在核糖体上合成的C.与核酶相比，蛋白质的彻底水解产物种类更多D.Ca2与 Ca2泵相应位点结合才能激活 Ca2泵的
3、催化活性解析酶具有专一性，A正确。核酶的化学本质为 RNA，其不在核糖体上合成，B 错误。蛋白质彻底水解最多产生 21 种氨基酸；核酶的化学本质为 RNA，RNA 的彻底水解产物为磷酸、核糖和 4种含氮碱基（A、U、G、C），C 正确。3.如图中曲线、分别表示物质 A 在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质 P 所需能量的变化过程。下列相关叙述错误的是（D）A.ab 表示在无催化剂的条件下，物质 A 生成物质 P 需要的活化能B.图中 b 表示酶降低的活化能C.若曲线为最适条件下的酶促反应曲线，改变反应条件后，a 值将变大D.若将曲线改为无机催化剂催化的该反应，则 b 值将变大解析曲线表示物质
4、 A 在无催化剂条件下生成物质 P 所需能量的变化过程，则无催化剂条件下物质 A 生成物质 P 需要的活化能是 ab，A 正确；曲线、分别表示物质 A 在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质 P 所需能量的变化过程，分析可知图中 b 表示酶降低的活化能，B 正确；若曲线为最适条件下的酶促反应曲线，改变反应条件后，酶活性将降低，酶降低化学反应所需活化能的能力减弱，使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增加，所以此时 a 值将变大，C 正确；无机催化剂也能降低化学反应的活化能，若将曲线改为用无机催化剂催化该反应，则 b 值将变小，D 错误。4.结合日常生活实际/2024江西大联考
5、乳糖不耐受患者的肠道中不含乳糖酶，饮用的乳汁或牛乳中的乳糖经肠道细菌分解成乳酸后，会破坏肠道的碱性环境，导致患者发生轻度腹泻。下列相关叙述正确的是（C）A.乳糖酶催化和保存的最适温度是 37 B.可以通过直接口服乳糖酶治疗乳糖不耐受C.饮用经乳糖酶处理的牛奶能缓解乳糖不耐受症状D.乳糖是一种存在于人和动物乳汁中的多糖解析酶应在低温下保存，A错误；乳糖酶的化学本质是蛋白质，不能口服，B 错误；乳糖酶能够分解乳糖，故饮用经乳糖酶处理的牛奶能缓解乳糖不耐受症状，C 正确；乳糖是二糖，D 错误。5.2024全国 100 所名校联考酶活性可用一定条件下单位时间内产物的增加量来表示。为准确测定最适温度和最
6、适 pH 条件下酶的活性，下列实验操作不合理的是（C）A.使用过量的底物B.多次测定取平均值C.反应过程中适时补充酶制剂D.测定前分别预保温酶和底物解析本实验的目的是准确测定最适温度和最适 pH 条件下酶的活性，不需要在反应过程中补充酶制剂，为了提高实验结果的准确性，实验过程中应使用过量（充足）的底物，还需多次测定取平均值以及测定前分别预保温酶和底物，综上所述，C 符合题意。6.2024浙江大联考为研究淀粉酶的特性，某同学设计了如下实验，下列相关叙述正确的是（C）A组：1淀粉溶液蒸馏水B 组：1淀粉溶液稀释 200 倍的新鲜唾液C 组：2蔗糖溶液稀释 200 倍的新鲜唾液A.该实验的目的是研究
7、酶的高效性B.可用碘液来检测底物是否完全分解C.为了增加实验的严谨性，应增加一组：2蔗糖溶液蒸馏水D.向淀粉溶液中加入 0.3氯化钠溶液以利于实验结果的出现，这属于对自变量的控制解析分析题意知，A 组与 B 组的自变量是淀粉酶的有无，可用于研究酶的催化作用，B 组和 C组的自变量是底物的种类，可用于研究酶的专一性，A 错误；淀粉遇碘变蓝，蔗糖不能与碘液发生反应，故不能用碘液来检测 C 组的底物是否完全分解，B 错误；实验设计时应遵循对照原则与单一变量原则，为了增强实验的严谨性，应增加一组：2蔗糖溶液蒸馏水，C 正确；向淀粉溶液中加入 0.3氯化钠溶液可以提升实验的效果，这属于对无关变量的控制，
8、D 错误。7.2023豫北名校大联考某兴趣小组为了探究不同温度对淀粉酶 A 和淀粉酶 B 活性的影响，在10100 等温度梯度设置了 10 组实验，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是（C）A.pH、酶的种类、反应时间均属于该实验的无关变量B.60 时，酶 A 和酶 B的空间结构都受到了不可逆的破坏C.90 时，相同时间内酶 A 组和酶 B组淀粉的剩余量不同D.实验结果表明：酶 A 和酶 B 的最适温度分别是 50 和 70 解析该实验的自变量是酶的种类和温度，pH 和反应时间属于该实验的无关变量，A错误；60 低于酶 B 的最适温度，酶 B 的空间结构未被破坏，但高于酶 A的最适温度，酶
9、A 的空间结构受到一定程度的破坏，B 错误；90 条件下，酶 A 完全失活，无法继续分解淀粉，酶 B 有活性，仍在继续分解淀粉，C 正确；由于各组的温度梯度较大，故酶 A和酶 B 的最适温度分别是 50 左右和70 左右，并非 50 和 70，D 错误。8.2023遂宁模拟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 H2O2为底物，对提取液中过氧化氢酶的活性进行相关研究，得到如图所示的实验结果。下列说法错误的是（B）A.从实验一可以看出，与加 Fe3相比，单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多，其原因是酶降低反应活化能的效果更显著B.若将实验一中的萝卜提取液换成等量的新鲜肝脏研磨液
10、，则 O2产生总量明显增多C.实验二是在最适温度下测定的相同时间内 H2O2的剩余量，引起 A、B 曲线出现差异的原因最可能是酶的量不同D.过氧化氢酶制剂的保存，一般应选择低温、pH 为 7 的条件解析实验一的两条曲线是比较萝卜提取液和 Fe3催化 H2O2产生 O2的量，主要目的是研究提取液中的过氧化氢酶和 Fe3的催化效率，过氧化氢酶的催化效率高是因为酶降低反应活化能的效果更显著，A正确；O2产生总量取决于底物过氧化氢的量，与酶无关，B 错误；实验二处于最适温度下，相同时间内过氧化氢的剩余量不同，最可能是酶的量不同，C 正确；低温和中性环境不会破坏过氧化氢酶分子的结构，有利于酶制剂的保存，
11、D 正确。9.2023青岛调研酸性淀粉酶被广泛应用于淀粉工业中，其在酸性条件下能将淀粉水解成还原糖。科研人员为研究底物浓度对酶促反应速率的影响，进行了相关实验，结果如图。下列说法错误的是（D）A.三组不同浓度的淀粉溶液体积相同，pH都为酸性B.该实验中三种浓度的组别都为实验组，相互对照C.10min 后 0.6mg/mL 组产物量基本不再增加的原因是受底物浓度的限制D.该实验说明增大底物浓度可改变淀粉酶的空间结构解析由题图可知，淀粉溶液的浓度、时间是自变量，淀粉溶液的体积、pH等均为无关变量，应保持相同且适宜，A正确；三种浓度的组别都为实验组，三组实验相互对照，B 正确；10min 后0.6m
12、g/mL 组的产物量基本不再增加，是因为底物已基本被消耗完，即产物量基本不再增加的原因是受底物浓度的限制，C 正确；该实验说明适当增大底物浓度可以增大酶促反应速率，但不能说明增大底物浓度可改变淀粉酶的空间结构，D错误。10.结合生产实践/2024 河北部分高中联考茶叶中的多酚氧化酶能使茶多酚氧化，形成茶多酚的氧化产物茶黄素、茶红素和茶褐素等。绿茶加工过程中的杀青就是利用适当的高温钝化酶的活性，在短时间内制止由酶引起的一系列化学变化，形成绿茶绿叶绿汤的品质特点。下列叙述正确的是（B）A.多酚氧化酶只能催化茶多酚氧化是因为酶具有高效性B.绿茶能保持绿色与短时间内高温破坏多酚氧化酶空间结构有关C.杀
13、青后，多酚氧化酶不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.多酚氧化酶为茶多酚氧化形成茶黄素、茶红素和茶褐素的过程提供能量解析多酚氧化酶只能催化茶多酚氧化，是因为酶具有专一性，A错误；据题意可知，绿茶能保持绿色与短时间内高温破坏多酚氧化酶空间结构有关，B 正确；高温导致蛋白质变性，蛋白质结构变得伸展、松散，暴露出的肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应，故杀青后，多酚氧化酶能与双缩脲试剂发生紫色反应，C 错误；酶在催化反应过程中可以降低化学反应所需的活化能，不提供能量，D错误。二、非选择题11.2024 河南部分学校联考，10 分酶是活细胞产生的、具有催化作用的有机物，能使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。请回
14、答下列问题：（1）细胞中与消化酶的合成和分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体；酶能使细胞代谢在温和条件下进行，酶的作用机理是降低化学反应的活化能。（2）多酶片是肠溶衣（不溶于胃液，易溶于肠液）与糖衣（可溶于胃液）的双层包衣片，内层为肠溶衣包裹的胰酶（胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶），外层为糖衣包裹的胃蛋白酶，常用于治疗消化不良。请从影响酶活性的角度分析，多酶片使用肠溶衣包裹胰酶的目的是保护胰酶免受胃液的破坏。（3）已知胰酶发挥作用的液体环境呈弱碱性。为进一步验证胰酶在强酸性条件下会丧失生物活性，某同学利用 pH 为 2 的盐酸、pH为 10 的 NaOH、多酶片、蛋白块、弱碱性缓冲
15、液等设计实验进行探究，请补充实验思路及预期结果：取等量的多酶片内层的胰酶分别加入两试管中，编号为甲、乙，甲试管加入弱碱性缓冲液，乙试管中先加入pH为 2 的盐酸，一段时间后再滴加 pH为 10 的 NaOH，调节 pH至弱碱性，再向甲、乙两试管中分别加入相同大小的蛋白块，保持适宜的温度一段时间，预期结果为甲试管中蛋白块变小，乙试管中蛋白块基本无变化。解析（1）消化酶是胞外酶，属于分泌蛋白，与其合成和分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。酶起催化作用，作用机理是降低化学反应的活化能，加快反应速率。（2）胃液的 pH为 0.91.5，胰酶在该 pH下会变性失活，丧失催化功能，肠溶衣可
16、保护胰酶免受胃液的破坏，使胰酶进入小肠后发挥作用。（3）为证明强酸使胰酶变性失活，可通过设计如下实验：一组在弱碱性环境下只用胰酶处理蛋白块，另一组先用 pH 为 2 的盐酸处理胰酶，再调节 pH 至弱碱性，最后加入蛋白块，观察两组蛋白块的变化。由于强酸使胰酶变性失活，则甲试管中胰酶处理后蛋白块变小，乙试管中强酸处理后胰酶的活性丧失，蛋白块基本无变化。一、选择题12.2023 河南 TOP 二十名校联考已知氯离子和铜离子可以改变唾液淀粉酶活性位点的空间结构，为探究氯离子和铜离子对唾液淀粉酶活性的影响，某研究小组设计了如下实验：加入试剂淀粉唾液淀粉酶NaCl蒸馏水CuSO4碘液组别123注：“”代表加入，“”代表不加，各组同一步骤中加入物质的浓度和量都相同。下列叙述错误的是（B）A.为证明唾液淀粉酶能催化淀粉水解，设置的第 4 组需加入淀粉、蒸馏水、碘液B.若第 2 组加碘液检测后颜色比第 1 组浅，说明氯离子能提高唾液淀粉酶的活性C.仅凭第 3 组检测后颜色比第 1 组深，得出铜离子抑制唾液淀粉酶活性的结论是不可靠的D.本实验还需要设置一组加入淀粉、唾液淀粉酶、Na2SO4、碘液的对照组
