2024版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第三單元細胞的能量供應(yīng)和作用第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶提能演練

第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶A組基礎(chǔ)鞏固練1.(2022年廣東執(zhí)信中學(xué)模擬)研究發(fā)現(xiàn)，枯草桿菌蛋白酶既能水解蛋白質(zhì)為氨基酸，也能在有機溶劑中催化蛋白質(zhì)的合成。下列敘述正確的是()A.枯草桿菌蛋白酶可以與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)，溶液呈藍色B.升溫處理和枯草桿菌蛋白酶處理均能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.枯草桿菌蛋白酶水解或合成蛋白質(zhì)后，其自身空間結(jié)構(gòu)可保持原狀D.枯草桿菌蛋白酶既能催化蛋白質(zhì)水解又能催化其合成，故不具有專一性【答案】C【解析】枯草桿菌蛋白酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可以與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)，溶液呈紫色，A錯誤；升溫處理可為化學(xué)反應(yīng)提供能量，酶可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，B錯誤；酶在催化反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不變，因此枯草桿菌蛋白酶水解或合成蛋白質(zhì)后，其自身空間結(jié)構(gòu)可保持原狀，C正確；酶都具有專一性，枯草桿菌蛋白酶既能催化蛋白質(zhì)水解又能催化其合成，但不能催化其他反應(yīng)，因此具有專一性，D錯誤。2.(2022年廣東汕頭二模)科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)熒光素酶基因的“熒光樹”，用熒光素澆灌后，“熒光樹”能發(fā)光，原理如下圖，以下說法錯誤的是()A.熒光素酶降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能B.熒光素被激活的反應(yīng)是吸能反應(yīng)C.低溫能影響“發(fā)光樹”的發(fā)光強度D.“熒光樹”光合作用產(chǎn)生的ATP也能激活熒光素【答案】D【解析】酶的作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)活化能，因此熒光素酶降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，A正確；熒光素被激活需要接受ATP提供的能量，吸收能量，因此屬于吸能反應(yīng)，B正確；低溫能影響酶的活性，“發(fā)光樹”的發(fā)光需要熒光素酶的催化作用，因此低溫能影響“發(fā)光樹”的發(fā)光強度，C正確；光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)，因此“熒光樹”光合作用產(chǎn)生的ATP不能激活熒光素，D錯誤。3.通過實驗研究溫度對a、b、c三種酶活性的影響，結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是()A.c酶的最適溫度為36℃左右B.當溫度為任一固定值時，酶的用量都會影響實驗結(jié)果C.該實驗中有兩個自變量，因變量只有一個D.若溶液的pH升高，則曲線b的頂點將上移【答案】C【解析】在圖示溫度范圍內(nèi)，c酶隨著溫度的升高活性增加，c酶活性未出現(xiàn)最高點，A錯誤；當溫度過高時，酶變性失活后酶的用量不再繼續(xù)影響實驗結(jié)果，B錯誤；該實驗的自變量是溫度和酶的種類，因變量是酶的活性，C正確；此題中，溶液的pH升高，酶的活性變化未知，D錯誤。4.某研究小組利用3%雞肝勻漿、3%H2O2溶液、pH緩沖液等，在適宜溫度下探究pH對過氧化氫酶活性的影響，實驗結(jié)果如下表。該實驗?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論是()pH3.05.07.09.011.0酶活性(30s產(chǎn)生的氣泡個數(shù)/個)48252010A.過氧化氫酶具有高效性B.雞肝勻漿中過氧化氫酶的最適pH一定為7.0C.pH為7.0時，提高溫度，酶的活性會提高D.過氧化氫酶對酸性環(huán)境的耐受性較低【答案】D【解析】探究酶的高效性是酶和無機催化劑相比，該實驗沒有涉及該對比，A錯誤；該實驗中pH梯度設(shè)置過大，不能得出酶的最適pH一定為7.0的結(jié)論，B錯誤；該實驗是在適宜溫度下進行的，提高溫度會降低酶的活性，C錯誤；pH為3.0時，酶活性降低的量比pH為11.0時的更多，因此過氧化氫酶對酸性環(huán)境的耐受性較低，D正確。5.(2022年廣東珠海二中段考)某實驗小組從熱泉的芽孢桿菌中獲取了某耐熱蛋白酶，并探究了在60℃和80℃兩個溫度條件下，pH對該酶活性的影響，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A.芽孢桿菌合成耐熱蛋白酶是在熱泉環(huán)境的誘導(dǎo)下產(chǎn)生的適應(yīng)性變異B.根據(jù)結(jié)果可知，該酶適合在pH＝7、溫度為60℃的條件下長期保存C.與80℃相比，60℃條件下該酶對堿性環(huán)境的適應(yīng)性更強D.當pH＝7時，80℃和60℃條件下該酶為化學(xué)反應(yīng)提供等量的活化能【答案】C【解析】芽孢桿菌能合成耐熱蛋白酶，是熱泉環(huán)境對芽孢桿菌的選擇作用的結(jié)果，A錯誤；根據(jù)結(jié)果可知，在pH＝7、溫度為60℃的環(huán)境中該酶活性最高，但不適合長期保存耐熱蛋白酶，長期保存應(yīng)置于低溫條件下，B錯誤；分析題圖可知，60℃條件下該酶對堿性環(huán)境的適應(yīng)性更強，C正確；酶作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但不能提供活化能，D錯誤。6.(2022年廣東名校質(zhì)檢)酶分子具有相應(yīng)底物的活性中心，用于結(jié)合并催化底物反應(yīng)。在37℃、適宜pH等條件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2+、Cl－對唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影響，得到實驗結(jié)果如圖所示，已知Na+和SO4下列相關(guān)分析，正確的是()A.實驗中的可變因素是無機鹽溶液的種類B.Q點條件下淀粉完全水解所需的時間較P點的長C.實驗說明Cu2+能與淀粉競爭酶分子上的活性中心D.若將溫度提高至60℃，則三條曲線的最高點均上移【答案】B【解析】根據(jù)圖示分析可知，實驗中自變量是無機鹽溶液種類和淀粉溶液的濃度，A錯誤；根據(jù)題意可知，Q點和P點的淀粉水解速率相同，但Q點需要的淀粉溶液濃度更大，所以P點淀粉酶活性高，水解淀粉的速度更快，Q點條件下淀粉完全水解所需的時間比P點長，B正確；根據(jù)圖示分析可知，淀粉水解速率保持相對穩(wěn)定時，也就是唾液淀粉酶全部充分參與催化反應(yīng)時，甲組＞乙組＞丙組，說明Cu2+沒有使唾液淀粉酶失活，但降低了酶的活性，說明其是酶的抑制劑，但不能說明Cu2+能與淀粉競爭酶分子上的活性中心，也有可能是改變了酶的空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其活性降低，故Cu2+可能是非競爭性抑制劑，C錯誤；本實驗溫度是無關(guān)變量，為了避免溫度對實驗的干擾，溫度應(yīng)該設(shè)置為唾液淀粉酶的最適溫度，也就是37℃左右，若將溫度提高至60℃，會使得酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變從而導(dǎo)致酶活性降低(甚至失活)，酶促反應(yīng)速率下降(或降為0)，故三條曲線的最高點均下移，D錯誤。B組能力提升練7.(2022年廣東深圳一模)磺胺類藥是一類常見的抑菌藥，它與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶的活性中心，從而抑制二氫葉酸的合成，抑制細菌繁殖。其作用機理如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是()A.對氨基苯甲酸是合成二氫葉酸所需的原料B.對氨基苯甲酸的濃度會影響磺胺類藥的效果C.磺胺類藥的作用原理是破壞二氫葉酸的結(jié)構(gòu)D.磺胺類藥是二氫葉酸合成酶的競爭性抑制劑【答案】C【解析】由題意可知，磺胺類藥與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶的活性中心，從而抑制二氫葉酸的合成，可見對氨基苯甲酸是合成二氫葉酸所需的原料，A正確；磺胺類藥的作用機理是與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶的活性中心，當對氨基苯甲酸的濃度較高時，磺胺類藥競爭結(jié)合酶的活性中心的量減少，反之亦然，因此對氨基苯甲酸的濃度會影響磺胺類藥的效果，B正確；磺胺類藥的作用原理是與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶的活性中心，使得底物對氨基苯甲酸不能合成二氫葉酸，因此磺胺類藥是二氫葉酸合成酶的競爭性抑制劑，C錯誤，D正確。8.甲、乙兩圖是溫度、pH對酶活性影響的數(shù)學(xué)模型。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.甲、乙兩圖中B對應(yīng)的溫度和pH分別是酶的最適溫度和最適pHB.甲、乙兩圖中A點對應(yīng)的溫度或pH對酶活性的影響不相同C.甲、乙兩圖中C點對應(yīng)的溫度或pH對酶活性的影響相同D.保存酶制品最好選擇兩圖中B點對應(yīng)的溫度和pH【答案】D【解析】甲、乙兩圖中，在B點對應(yīng)的溫度和pH條件下，酶促反應(yīng)速率最大，分別表示酶的最適溫度和最適pH，A正確；低溫時酶的活性受抑制，高溫、強酸、強堿使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶失活，B、C正確；低溫條件下，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，酶制品最好在低溫條件下保存，D錯誤。9.將等量的α－淀粉酶(70℃下活性不受影響，100℃下失活)與β－淀粉酶(70℃處理15min即失活)加適量蒸餾水混合，分為甲、乙、丙三組后，分別按下表所示步驟進行實驗。下列說法正確的是()步驟組別甲乙丙步驟一25℃下處理70℃水浴處理15min后取出100℃下處理15min后取出步驟二在25℃條件下加入等量且足量的淀粉溶液步驟三—段時間后，分別測量三組淀粉的剩余量淀粉剩余量abcA.上述兩種酶存在差異的根本原因是氨基酸與肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同B.丙組按步驟一處理后冷卻至70℃，其中α－淀粉酶有活性C.a與b的差值可體現(xiàn)出α－淀粉酶的活性D.a－b與b－c的大小可用于比較兩種酶在25℃下的活性【答案】D【解析】上述兩種酶存在差異的根本原因是決定酶的基因不同，A錯誤；由于α－淀粉酶在100℃失活，而β－淀粉酶70℃處理15min即失活，因此丙組按步驟一處理后冷卻至70℃，α－淀粉酶與β－淀粉酶均無活性，B錯誤；由于25℃下處理甲組，兩種酶均有活性，70℃水浴處理15min后β－淀粉酶失活，因此a與b的差值可體現(xiàn)出β－淀粉酶的活性，C錯誤；70℃水浴處理15min后β－淀粉酶失活，而100℃下處理15min后兩種酶均失活，因此b－c的大小可體現(xiàn)出α－淀粉酶在25℃下的活性，結(jié)合C選項的分析可知a－b與b－c的大小可用于比較兩種酶在25℃下的活性，D正確。10.分析下面與酶有關(guān)的曲線圖，回答下列問題：(1)酶的作用機理可以用甲圖中________段來表示。如果將酶催化改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則b在縱軸上將__________(填“上移”或“下移”)。

(2)乙圖中160min時，生成物的量不再增加的原因是__。

(3)聯(lián)系所學(xué)內(nèi)容，分析丙圖曲線：①對于曲線abc，若x軸表示pH，則曲線上b點的生物學(xué)意義是____________________________________。

②對于曲線abd，若x軸表示反應(yīng)物濃度，則y軸可表示________________。曲線bd不再增加的原因是________________________。

(4)若該酶是胃蛋白酶，其作用的底物是________。若胃蛋白酶的濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應(yīng)的速率將______，原因是_____。

【答案】(1)ab上移(2)底物已被完全消耗掉(3)①在最適pH下，酶的催化效率最高②酶促反應(yīng)速率受酶濃度的限制(4)蛋白質(zhì)不變胃蛋白酶的最適pH在2左右，pH為10時胃蛋白酶已經(jīng)失活，即使再降低pH，酶活性也不會恢復(fù)【解析】(1)在無酶催化時，必須提供a－c的能量，反應(yīng)才能順利進行；有酶催化時，必須提供b－c的能量，因此降低的活化能用ab段表示。無機催化劑也能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，只是沒有酶的作用顯著，因此b點上移。(2)乙圖反映生成物的量隨反應(yīng)時間變化的曲線，當曲線達到最大值時，意味著底物已被完全消耗。(3)丙圖中，若x軸表示pH，則曲線abc表示不同pH對酶活性的影響，曲線最高點表示在最適pH下酶的催化效率最高；若x軸表示反應(yīng)物濃度，則曲線abd表示底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響，當?shù)孜餄舛仍龃蟮揭欢ㄖ岛螅复俜磻?yīng)速率不再增加，此時酶促反應(yīng)速率受到酶濃度的制約。(4)胃蛋白酶的最適pH在2左右，在pH為10時，胃蛋白酶的活性喪失，即使pH再降低到2，酶的活性也不會恢復(fù)。C組壓軸培優(yōu)練11.(2022年廣東華師附中模擬)誘導(dǎo)契合模型是為說明酶具有專一性而建立的假說，該模型的內(nèi)容是酶通過其活性中心與特定底物結(jié)合，該位點具有柔性，能夠在結(jié)合底物后發(fā)生形變，令催化反應(yīng)順利地進行?；卮鹣旅娴膯栴}：(1)有一種名為L19RNA的核酶，其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸鏈，其作用底物是富含嘧啶的核苷酸鏈，由此推測其專一性是通過________________________________來實現(xiàn)的。研究發(fā)現(xiàn)，L19RNA可以催化某些RNA的切割和連接，其切割和連接這些底物時與____________鍵的破壞與形成有關(guān)。

(2)中科院昆明植物研究所許建初研究組于2017年發(fā)現(xiàn)了塔賓曲霉菌通過分泌塑料降解酶對塑料發(fā)揮生物降解作用。研究小組探究了不同酸堿度、溫度條件下塑料降解酶的活性，結(jié)果如圖所示。注：酶的相對活性指每分鐘降解塑料的量①塔賓曲霉菌通過______的方式將酶分泌出細胞。

②據(jù)以上資料分析，塔賓曲霉菌在______________條件下降解塑料的速度更快。

③盡管一些微生物可降解塑料，但這些“白色污染”仍舊對環(huán)境造成了嚴重危害，請寫出兩條減少塑料垃圾產(chǎn)生的措施：____________________________。

【答案】(1)核酶與底物間通過堿基互補配對形成氫鍵磷酸二酯(2)①胞吐②pH＝5、溫度為37℃③減少一次性塑料袋的使用，減少塑料餐盒的應(yīng)用等【解析】(1)L19RNA的核酶，因為其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸鏈，其作用底物是富含嘧啶的核苷酸鏈，嘌呤和嘧啶間可以通過堿基互補配對形成氫鍵來實現(xiàn)其專一性，RNA的核糖核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連接，因此L19RNA可以催化某些RNA的切割和連