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- 2023-04-08 发布
第1课时 酶的作用和本质
测控导航表
知识点
题号
1.酶的作用及机理
1,3,4,11
2.酶的本质及探索
6,7,10,12
3.实验变量的实验设计
2,9,14,15
4.综合考查
5,8,13
A级 合格性水平训练
1.(2017·新疆石河子月考)酶加速化学反应的根本原因是( C )
A.降低反应体系的自由能
B.增加反应体系的自由能
C.降低反应的活化能
D.调节了反应所需的酸碱度
解析:酶的作用机理就在于降低化学反应所需要的活化能。
2.下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”。相关分析合理的是( 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:本实验的因变量是过氧化氢的分解速率,观察的指标是气泡的产生速率;温度是自变量,酶的用量是无关变量;1号与3号、1号与4号中只有一个实验变量不同,可分别构成对照实验。2号在高温下出现气泡的原因是加热使过氧化氢分子得到能量,从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态。
3.下列有关酶的叙述中,错误的是( B )
A.所有酶都含有C、H、O、N四种元素
B.酶只能在细胞内发挥作用
C.蛋白酶能够催化唾液淀粉酶水解
D.人体内的酶也在不断地更新
解析:蛋白质中一定含有C、H、O、N,RNA中一定含有C、H、O、N、P;酶既可以在细胞内发挥作用,也可以在细胞外甚至体外发挥作用,如加酶洗衣粉;唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质,故可在蛋白酶的催化作用下水解。人体内的酶不断被分解和重新合成,因而不断更新。
4.(2017·河北张家口期中)关于活化能,下列说法不正确的是( C )
A.是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量
B.加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能
C.无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应
速率
D.酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行
6
解析:与无机催化剂相比,酶的催化作用明显高于无机催化剂,降低活化能的效果更明显,而不是使反应分子获得活化能。
5.(2017·河北张家口期中)有关酶的叙述中正确的是( B )
A.酶是高能磷酸化合物 B.酶是生物催化剂
C.酶都是蛋白质 D.酶能为化学反应供能
解析:酶是生物催化剂;酶不都是蛋白质,有的是RNA;酶不能为化学反应供能,可降低化学反应的活化能。
6.下列关于酶和无机催化剂的叙述,错误的是( C )
A.两者均可改变反应的速率
B.反应前后,两者的性质和数量均没有变化
C.酶可降低反应的活化能,而无机催化剂则不能
D.两者均可在细胞外发挥作用
解析:酶和无机催化剂均可改变反应速率;反应前后,两者的性质和数量均没有变化;两者均可降低反应的活化能,而酶降低活化能的作用更显著;酶可在细胞内、细胞外发挥作用。
7.(2017·安徽铜陵月考)1773年,科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验:让鹰吞下装有肉块的小铁笼,一段时间后,取出铁笼,发现肉块消失了。依据该实验下列说法正确的是( B )
A.该实验由于只有一组实验,所以没有形成对照
B.小铁笼的巧妙之处在于排除了胃物理性消化的干扰
C.本实验可以得出是胃蛋白酶将肉块消化分解的结论
D.本实验也能说明酶可以在细胞外起调节生命活动的作用
解析:该实验虽只有一组实验,但能形成前后自身对照;小铁笼的巧妙之处在于排除了胃物理性消化的干扰;本实验可以得出是胃产生了物质将肉块消化分解的结论,但是不能确定是胃蛋白酶的作用;该实验证明了胃部产生的化学物质可以在细胞外发挥催化作用,但不是调节生命活动的作用。
8.(2017·江西新余月考)下列关于酶的叙述,正确的一项是( C )
A.酶是活细胞产生的,只能在生物体内发挥催化作用
B.酶能够提供反应开始所必需的活化能
C.酶的化学本质并非都是蛋白质
D.一个酶分子只起一次作用,然后就被破坏了
解析:酶是活细胞产生的,在生物体内和生物体外均可通过降低化学反应的活化能起催化作用,且酶在化学反应前后不变。
9.( 2017·河北武邑期末)下表是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验设计的相关内容。请回答:
试管编号
加入材料
处理方法
实验现象
1
2 mL H2O2溶液+2滴清水
室温
无气泡
2
2 mL H2O2溶液+2滴清水
90℃水
浴加热
少量气泡,带火星的卫生香不复燃
3
2 mL H2O2溶液+2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液
室温
较多气泡,带火星的卫生香复燃
4
2 mL H2O2溶液+2滴肝脏研磨液(含过氧化氢酶)
室温
大量气泡,带火星的卫生香猛烈复燃
(1)该实验运用了科学实验中重要的研究方法,即 法。
6
(2)在实验过程中 的变量称作自变量。上述实验中,属于自变量的是 ,随着 的变化而变化的变量称为因变量。上述实验中,因变量为 。
(3)上述实验中还运用了一个重要的实验原则,即 实验。对照组是 ,实验组是 (填试管编号)。
(4)比较1号和2号试管,你得出的结论是
;比较1号、3号、4号试管,你得出的结论是 。
解析:(1)根据表格分析,该实验运用了科学实验中控制变量法,即控制了实验的自变量。
(2)该实验中,自变量是人为控制的,包括温度和催化剂的种类;因变量是随着自变量的变化而变化的变量,该实验的因变量为过氧化氢的分解速率。
(3)上述实验遵循了对照性原则,其中1号试管为对照组,2、3、4号试管为实验组。
(4)比较1号和2号试管,90 ℃下产生的气泡多,说明加热能提高过氧化氢分解速率;比较1号、3号、4号试管,自变量是催化剂的种类,说明过氧化氢酶和FeCl3均具有催化作用,且过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。
答案:(1)控制变量
(2)人为改变 温度和催化剂的种类 自变量 过氧化氢的分解速率
(3)对照 1号试管 2、3、4号试管
(4)加热能提高过氧化氢分解速率 过氧化氢酶和FeCl3均具有催化作用,且过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高
B级 等级性水平训练
10.(2017·宁夏银川月考)把分解酒精的酶(化学本质不是RNA)装进纳米级小笼子做成的“防护服”中,酶就不怕被消化液分解,可安心分解酒精分子。下列推测合理的是( C )
A.用于分解酒精的酶可能是脂质
B.该酶降低反应体系的自由能
C.“防护服”的主要功能是阻碍消化道内蛋白酶的作用
D.纳米级小笼子可通过主动运输的方式被吸收进入血液
解析:酶的化学本质是蛋白质或RNA,由题意可知,分解酒精的酶的化学本质不是RNA,而是蛋白质;酶的作用机理是降低化学反应的活化能;由于“防护服”的保护酶就不怕被消化液分解,可见该“防护服”的作用就是防止酶被消化道内的蛋白酶分解;大分子物质进入细胞的方式为胞吞作用。
11.(2017·江西赣州月考)如图曲线Ⅰ、Ⅱ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所需的能量变化过程。下列相关叙述不正确的是( B )
A.bc段可表示在有酶条件下反应发生需要的活化能
B.若将酶改为无机催化剂,则b将向下移动
C.ac段可表示在无催化剂条件下,反应需要的活化能
D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线,改变酶促条件后,则b将向上移动
6
解析:bc段表示在有酶条件下反应发生需要的活化能,ac段表示在无催化剂条件下,反应需要的活化能;酶催化比无机催化剂催化该反应更能降低活化能,若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b在纵轴上将向上移动;由于曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线,故改变酶促条件后,降低的活化能减少,故b在纵轴上将向上移动。
12.(2017·山西大同月考)某种酶是由419个氨基酸组成的蛋白质。科学家利用生物技术做出了5种不同长度的该酶的片段,并分别测定其活性如图所示。分析该酶最可能具有活性的部是( B )
A.第1号氨基酸到第43号氨基酸
B.第44号氨基酸到第85号氨基酸
C.第196号氨基酸到第419号氨基酸
D.第197号氨基酸到第302号氨基酸
解析:分析图示可知:1～196片段具有活性,说明酶具有活性的部位在第1号至第196号氨基酸之间;86～149片段没有活性,说明酶具有活性的部位在第86号氨基酸之前;44～419片段具有活性,说明酶具有活性的部位在第44号氨基酸之后。综上分析,酶具有活性的部位是第44号氨基酸至第85号氨基酸。
13.(2017·山西大同一中月考)下列有关唾液淀粉酶叙述正确的是( B )
①唾液淀粉酶从细胞释放到口腔不穿过生物膜 ②唾液淀粉酶被吞咽入胃依然能消化淀粉分解 ③唾液淀粉酶的空间结构与其功能密切相关 ④双缩脲试剂A液与B液等体积混合后与溶菌酶反应呈紫色
A.一项 B.两项
C.三项 D.四项
解析:唾液淀粉酶以胞吐方式从细胞释放到细胞外进而进入口腔,不穿过生物膜,①正确;唾液淀粉酶被吞咽入胃,在胃液强酸性的条件下会变性失活,不能消化淀粉分解,②错误;结构决定功能,因此唾液淀粉酶的空间结构与其功能密切相关,③正确;溶菌酶的化学本质是蛋白质,可用双缩脲试剂鉴定,在鉴定时,应先加A液后加B液,④错误。综上分析,B项正确。
14.肝脏研磨液中含有的过氧化氢酶和氯化铁溶液中的Fe3+都能催化过氧化氢分解成水和氧气。现用肝脏研磨液、氯化铁溶液为材料,依下表设计实验,并得到结果,请分析回答:
实验序号
反应物
加入物质
条件
现象
1
H2O2
肝脏研磨液
室温
大量气泡
2
H2O2
氯化铁溶液
室温
少量气泡
(1)实验1、2的现象出现差别的原因是
。
(2)能证明酶在细胞外也具有催化作用的实验是 。
(3)实验1持续一段时间后,不再产生气泡。出现上述现象的原因可能为:A.肝脏研磨液已失效;B.过氧化氢已被彻底分解。你认为正确的一项是 。请设计一个实验加以证明:
。
6
解析:实验1、2相比,实验1加入了肝脏研磨液,其中含有的过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生水和氧气的效率更高。实验1中,过氧化氢的量有限,故当过氧化氢消耗完后反应就不再进行,氧气不再产生。
答案:(1)肝脏研磨液中含有的过氧化氢酶的催化效率比氯化铁溶液中的Fe3+高 (2)1 (3)B 向实验1的装置中再加入适量的过氧化氢溶液,若有气泡产生即可证明
15.(2017·辽宁庄河高级中学期末)Ⅰ.如图是探究pH影响过氧化氢酶活性的实验装置图,请回答下列问题。
(1)肝脏研磨液的作用是提供 。本实验的无关变量
有 (答出主要两点)。
(2)若要验证酶的高效性,在此实验装置的基础上,应如何改进(请写出具体的措施)? 。
(3)能否用本实验装置来验证温度影响酶的活性? 。
(4)酶的化学本质是 。
Ⅱ.低温迫使植物细胞产生大量对细胞有害的过氧化物,如脂质过氧化物(MDA)。超氧化物歧化酶(SOD)能够消除过氧化物,从而增强植物的抗寒性。研究人员进行了“水杨酸对水稻幼苗抗寒性的影响”实验,实验步骤及结果如表所示。
组别
处理
培养温度
/℃
SOD活性/
(U·g-1·min-1)
1
蒸馏水浇灌
25
7.3
2
①
②
9.4
3
0.5 mmol/L水杨酸浇灌
5
10.3
4
1.0 mmol/L水杨酸浇灌
5
11.6
5
1.5 mmol/L水杨酸浇灌
5
13.6
6
2.0 mmol/L水杨酸浇灌
5
8.5
7
2.5 mmol/L水杨酸浇灌
5
7.9
8
3.0 mmol/L水杨酸浇灌
5
6.5
(1)表中①是 ,②是 。
(2)组别1和2对照可得的结论是 。
(3)在5℃的环境下,物质的量浓度为2.0 mmol/L的水杨酸对水稻幼苗抗寒性的影响是 (填“增强”或“减弱”)。
解析:Ⅰ.(1)肝脏研磨液可以提供H2O2酶。本实验中的自变量是pH,因变量是过氧化氢酶的活性,除了自变量和因变量外,本实验中的无关变量有H2O2溶液的量、滤纸片的大小和数量、反应时间等。
(2)若要验证酶的高效性,自变量为催化剂的种类,因此在此实验装置的基础上,应增加对照组,将肝脏研磨液换成FeCl3溶液。
(3)由于H2O2在高温下本身能分解,故不能用本实验装置来验证温度影响酶的活性。
6
(4)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大多数是蛋白质,少数是RNA。
Ⅱ.(1)实验设计应遵循单一变量原则、对照原则和等量原则,结合表中第2组SOD值的大小,推测①是蒸馏水浇灌,②是5 ℃。
(2)组别1和2说明培养温度降低时,SOD活性升高,水稻幼苗自身可增强抗寒性。
(3)根据表格中数据可知当环境温度降低时,水稻幼苗中SOD的含量上升,说明其自身可增强抗寒性;在5℃的环境下,2.0 mmol/L的水杨酸浇灌条件下水稻幼苗中SOD的含量下降,说明其幼苗的抗寒性
减弱。
答案:Ⅰ.(1)H2O2酶 H2O2溶液的量、滤纸片的大小和数量、反应时间、温度等
(2)增加对照组,将肝脏研磨液换成FeCl3溶液
(3)不能 (4)蛋白质或RNA
Ⅱ.(1)蒸馏水浇灌 5
(2)环境温度降低时,水稻幼苗自身可增强抗寒性
(3)减弱
6