B.初始温度升高10 ℃时,e点不移,d点右移 C.Od段,随着反应物浓度的增加,该酶活性逐渐增强 D.增加少量该酶,乙图中e点将上移,d点将右移
解析? 甲图中pH=b时酶活性最高,乙图表示在最适温度下,pH=b(最适pH)时的反应速率变化情况,若pH改为a,则酶活性下降,乙图中最大反应速率减小,e点下移,达到最大反应速率时需要的反应物浓度减小,d点左移,A错误;初始温度为最适温度,温度升高10 ℃,酶活性将会降低,乙图中最大反应速率减小,e点下移,达到最大反应速率时需要的反应物浓度减小,d点左移,B错误;乙图Od段,随着反应物浓度的增加,反应速率增加,但该过程中酶活性不变,C错误;乙图为在最适温度下,pH=b(最适pH)时,反应物浓度对该酶所催化的化学反应速率的影响曲线,增加少量该酶,最大反应速率将增大,其达到最大化学反应速率所需的反应物浓度将增大,乙图中e点将上移,d点将右移,D正确。
答案? D
6.在最适温度和pH条件下将一定量的淀粉与淀粉酶进行混合,图中曲线①为麦芽糖生成量情况,曲线②或③为在P点时改变某一条件后所得的。下列叙述正确的是( )。
A.曲线①所示麦芽糖生成速率不断减小说明淀粉酶活性不断降低 B.在P点时若降低温度会得到曲线③,若提高温度会得到曲线② C.在P点时若适当降低pH或将酶换成无机催化剂均会得到曲线③ D.在P点时若增加一定量的淀粉会得到曲线②
解析? 曲线①所示麦芽糖生成速率不断减小是淀粉不断被消耗,含量减少所致,淀粉酶活性不变,A错误。曲线①是在最适温度条件下得到的,故在P点时提高温度或降低温度均会得到曲线③,B错误。曲线①是在最适pH条件下得到的,故在P点时适当提高或降低pH均会得到曲线③;酶的催化效率高于无机催化剂,故将酶换成无机催化剂也会得到曲线③,C正确。在P点时若增加淀粉量会使最终生成的麦芽糖总量增加,而图中麦芽糖的最终生成量是恒定的,D错误。
答案? C
利用“四看法”掌握酶促反应曲线类试题解题策略 (1)一看两坐标轴的含义:分清自变量与因变量,了解两个变量的关系。 (2)二看曲线的变化:利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化,掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时,一般情况下,生成物的量未达到饱和时,限制因素是横坐标所表示的因素,当达到饱和后,限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。 (3)三看特殊点:即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点,理解特殊点的意义。 (4)四看不同曲线的变化:理解曲线之间的内在联系,找出不同曲线的异同及变化的原因。 考能
4 ? 与酶相关的实验设计及分析
7.为探究影响酶活性的因素,验证酶的专一性和高效性等,某同学设计了4套方案,如表所示。下列相关叙述正确的是( )。
方案 ① ②
催化剂 胃蛋白酶、胰蛋白酶 淀粉酶
底物 蛋白块
pH 中性
温度 室温 适宜
淀粉、蔗糖 适宜
③ ④
蛋白酶 过氧化氢酶、氯化铁溶液
过氧化氢 强酸性
室温
蛋白质
适宜
不同温度
A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响,自变量是酶的种类 B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性,可用斐林试剂检测 C.方案③的目的是验证温度对酶活性的影响,可用双缩脲试剂检测 D.方案④的目的是验证酶的高效性,加酶的一组产生气泡数较多
解析? 探究pH对酶活性的影响时,自变量是pH,方案①的自变量是酶的种类,可用于比较胃蛋白酶、胰蛋白酶在中性条件下酶活性的大小,A错误。方案②中催化剂只有淀粉酶,底物有淀粉和蔗糖,可用于验证淀粉酶的专一性;淀粉和蔗糖的水解产物都有还原糖,可用斐林试剂检测,B正确。蛋白酶与双缩脲试剂也会发生反应,C错误。过氧化氢酶在强酸条件下失活,所以方案④中产生气泡较多的是加氯化铁溶液的一组,D错误。
答案? B
8.研究者用磷酸化酶(混合酶)、单糖、淀粉和不同pH缓冲液组成不同反应体系,并测定了各反应体系中淀粉含量的变化(实验中pH对淀粉含量没有直接影响),结果见下表。随后,测定了水稻开花后至成熟期间,水稻籽粒中淀粉含量和磷酸化酶相对活性的变化,结果如下图所示,回答下列问题:
不同反应体系中淀粉含量的变化
pH
5.7
6.0
6.6
6.9
7.4
淀粉量 作用前 0.846 0.846 0.846 0.846 0.846 (mg/mL) 作用后 0.612 0.801 1.157 1.121 0.918
(1)分析表格中淀粉量的变化情况,推测磷酸化酶的具体功能包括
。
(2)结合图表分析,开花后10~20天内,水稻籽粒细胞中pH可能在 (填“5.7”“6.0”或“6.6”)附近,此时间段内,水稻籽粒中磷酸化酶相对活性与淀粉含量变化的关系是
。
(3)另有研究发现,水稻籽粒细胞中pH基本稳定,其原因是
。
(4)请综合分析,水稻开花后至成熟期间,磷酸化酶相对活性发生变化的原因可能是
。
解析? (1)比较分析表中数据可知,本实验的自变量是pH,因变量是淀粉含量。当pH为5.7和6.0时,反应体系中淀粉的含量减少,说明反应体系中部分淀粉在磷酸化酶的作用下分解了;当pH为6.6、6.9和7.4时,反应体系中淀粉的含量增加,说明在磷酸化酶的作用下反应体系中有淀粉合成。由此可知,磷酸化酶(混合酶)在这个反应体系中即在不同pH条件下,可能催化淀粉分解,也可能催化淀粉合成。(2)结合图表分析,开花后10~20天内磷
酸化酶的相对活性较高,淀粉积累的速度较快,所以水稻籽粒细胞中的pH可能是6.6;分析图中曲线可知,在开花后10~20天内,前期磷酸化酶相对活性增高,淀粉含量积累加快,后期磷酸化酶相对活性下降,淀粉含量积累减缓。
答案? (1)催化淀粉的分解与合成 (2)6.6 前期磷酸化酶相对活性增高,淀粉含量积累加快;后期磷酸化酶相对活性下降,淀粉含量积累减缓(合理即可) (3)水稻籽粒细胞中存在酸碱缓冲物质,能减少H+、OH-的浓度波动,维持pH基本稳定(合理即可)
(4)细胞内基因表达情况发生了变化、激素含量的变化影响了细胞代谢、水稻籽粒细胞中代谢产物积累改变了酶的活性等(合理即可)
酶的验证、探究或评价性实验题解题步骤 第一步,分析实验目的,确定自变量与因变量(检测指标)。第二步,明确实验原理(新情境题的题干中会有提示,要注意提炼)。第三步,准确书写实验步骤,注意遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。酶相关实验常常是用表格形式呈现实验步骤。第四步,如果是选择题,要依据实验原理、实验原则、所学的生物知识进行综合分析,然后做出判断;如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析,以确定所填答案。
A组 基础过关
1.(2019年九江联考)下列有关酶和ATP的叙述,正确的是( )。
A.在细胞中,能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通 B.人体成熟的红细胞既能产生酶又能产生ATP C.植物的叶绿体产生的ATP可用于一切生命活动 D.胃蛋白酶催化反应的最适温度和保存温度是37 ℃
解析? 细胞内的吸能反应一般与ATP分解相联系,放能反应一般与ATP合成相联系,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通,A正确;人体成熟红细胞中没有细胞核和核糖体,不能产生酶,B错误;植物叶绿体产生的ATP用于光合作用暗反应,C错误;胃蛋白酶催化反应的最适温度是37 ℃,而保存温度应该是零上低温,D错误。
答案? A
2.研究人员以HCl溶液和淀粉酶为实验材料,探究它们对蛋白质和淀粉的催化水解作用,实验结果如下图所示。
下列有关分析错误的是( )。 ．．
A.两图中,物质甲、乙分别为蛋白质和淀粉
B.图1、图2实验所用催化剂分别是HCl溶液和淀粉酶 C.该实验可证明酶具有专一性和高效性 D.该实验可证明淀粉酶具有降低活化能的作用
解析? 酸能够催化多糖、蛋白质等物质水解,故能同时催化蛋白质和淀粉水解的是HCl溶液(图1);酶具有专一性,只能催化一种或一类化学反应(图2),所以乙是淀粉,甲是蛋白质,A、B正确。对比两图中乙曲线可知,无机催化剂的催化效率远远低于酶,再结合图2分析可以确定,酶具有专一性和高效性,C正确。本实验没有反映出酶具有降低活化能的作用,D错误。
答案? D
3.(2019年芜湖模拟)在最适条件下,某一不可逆化学反应进行到t1时,加入催化该反应的酶(成分为蛋白质)。该
反应在加酶前后反应物浓度随时间的变化如下图所示。下列有关分析错误的是( )。 ．．
A.当反应时间达到t2时,酶完全失去活性 B.适当升高反应体系的温度,t2将会右移
C.t1后反应物浓度降低的速率可大致表示酶促化学反应的速率 D.受反应物浓度的限制,t1~t2酶促反应速率逐渐减慢
解析? 题图为最适条件下反应物浓度随时间的变化情况,当反应时间达到t2时,酶没有失去活性,而是反应物被消耗完了,A错误;适当升高反应体系的温度,温度将不是最适温度,加酶之后,反应时间会延长,因此,t2将会右移,B正确;未加入酶时,反应物浓度在下降,t1后反应物浓度降低的速率可大致表示酶促化学反应的速率,C正确;由于该反应是不可逆化学反应,且在最适条件下,t1~t2酶促反应速率逐渐减慢是受反应物浓度的限制,D正确。
答案? A
4.(2019年江苏模拟)ATP是生物体内重要的能源物质,下图表示ATP和ADP、AMP之间的转化关系,下列有关
叙述错误的是( )。 ．．
A.ATP、ADP、AMP和核糖体中都含有核糖 B.甲过程中释放的能量可用于C3还原或细胞分裂 C.催化乙和丙过程的酶应该是同一种酶 D.有些酶的组成元素与ATP的组成元素相同
解析? ATP中的“A”代表腺苷,腺苷包括腺嘌呤和核糖,ATP、ADP、AMP都含有核糖,核糖体由rRNA和蛋白质组成,而rRNA中也含有核糖,A正确;甲过程为ATP的水解,释放的能量可用于C3还原或细胞分裂,B正确;酶具有专一性,催化乙和丙过程的酶是不同种酶,C错误;ATP的组成元素为C、H、O、N、P,有些酶的成分是RNA,RNA的组成元素也是C、H、O、N、P。
答案? C
5.科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质,并且发现该物质(简称F)不仅在能量储存过程中起着重要作用,而
且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。生化实验还证实,当某些物质存在时,F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。下列相关叙述错误的是( )。 ．．A.物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与 B.物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性 C.线粒体中若缺少物质F,ADP可能无法与磷酸结合形成ATP D.线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解
解析? F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体,当某些物质存在时,F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸,故F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性,线粒体中若缺少它,ADP可能无法与磷酸