1、酶的作用和本质(15分钟50分)一、选择题(共6小题,每小题5分,共30分)1.所有酶都含有的化学元素包括()A.C、H、O、PB.C、H、O、NC.C、H、O、N、PD.只有C、H【解析】选B。大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA。蛋白质主要由C、H、O、N等元素组成,RNA主要由C、H、O、N、P等元素组成。所以所有酶都含有C、H、O、N四种元素。2.下列有关酶的叙述,正确的是()A.酶的数量因参与化学反应而减少B.酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸C.酶提供反应开始时所需的活化能D.任何一个活细胞都能产生酶【解析】选B。在化学反应前后,酶的数量不变,A错误;酶是蛋白质或RNA,因此其基
2、本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,B正确;酶作用的机理是降低化学反应的活化能进而对相应的化学反应起催化作用,C错误;哺乳动物成熟的红细胞没有核糖体不能合成酶,D错误。3.下列所采取的措施,不涉及“降低化学反应活化能”原理的是()A.温度升高过氧化氢的分解速率加快B.滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率C.鸟胃中的肉块消失D.滴加新鲜肝脏研磨液提高过氧化氢的分解速率【解析】选A。升高温度提高了分子的能量,过氧化氢的分解速率加快,不涉及“降低化学反应活化能”原理,A符合题意;滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率中FeCl3作为催化剂,故涉及“降低化学反应活化能”原理,B不符合题意;鸟胃中的肉
3、块消失是因为胃中含有消化酶,故涉及“降低化学反应活化能”原理,C不符合题意;肝脏研磨液中含有过氧化氢酶,促使过氧化氢的分解,故涉及“降低化学反应活化能”原理,D不符合题意。 4.用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是()A.蛋白质B.脂肪酶C.RNAD.淀粉酶【解析】选C。起催化作用的酶,大多数是蛋白质,少数是RNA,核糖体是由蛋白质和RNA组成的,用蛋白酶处理后仍能催化氨基酸的脱水缩合,由此推测该物质最可能是RNA,故C项正确。蛋白质已经被蛋白酶水解了,故A项错误。脂肪酶是催化脂肪水解的,故B项错误。淀粉酶是催化
4、淀粉水解的,故D项错误。5.1773年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后,他把小笼子取出来,发现笼内的肉块消失了。下列说法错误的是()A.使金属笼里肉块消失的是胃里的化学物质B.本实验结果不能说明胃对食物只有化学性消化C.为验证实验结论可将胃液提取出来,单独与肉块进行混合,观察肉块是否消失D.本实验结果说明将肉块分解的是胃里的蛋白酶【解析】选D。使金属笼里肉块消失的是胃里的化学物质,A正确;本实验结果不能说明胃对食物只有化学性消化,B正确;为验证实验结论可将胃液提取出来,单独与肉块进行混合,观察肉块是否消失,C正确;斯帕兰
5、札尼只是发现了胃可以进行化学性消化,说明胃液中含有消化食物的物质,并没有证明这种物质就是胃蛋白酶,D错误。6.下列关于酶的叙述中正确的是()A.酶是有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动B.任何活细胞内都有酶的存在,酶可以在细胞外起作用C.酶都是在核糖体上合成的D.所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应【解析】选B。活细胞都可产生酶,酶是一类具有生物催化作用的有机物,A错误;活细胞都可产生酶,只要条件适宜,酶在细胞内、细胞外都能发挥作用,B正确;细胞内的蛋白质类的酶都是在核糖体上合成的,RNA类的酶不是在核糖体上合成的,C错误;蛋白质类的酶与双缩脲试剂发生作用可产生紫色反应,R
6、NA类的酶不能,D错误。二、非选择题(共20分)7.(2019哈尔滨高一检测)新的研究表明,专性嗜热菌株的嗜热酶在处理食品和造纸工业废水、芳香族化合物、氰药、重金属及其他有机难降解物质等方面具有重要作用。如图甲所示为降解污染物过程中由该酶催化的反应与未使用该酶的非催化反应的活化能变化情况。请据图回答问题:(1)化学反应时必定会经过一个过渡态活化络合物。过渡态具有比反应物分子和生成物分子都要高的势能。催化剂的实质就是与反应物分子结合,改变过渡态的势能,图甲的a和b中为催化反应活化能的是_,酶可以很大程度地_反应活化能。(2)大多数酶属于蛋白质,少数酶属于_,影响其活性的因素主要有_,所有的酶都_
7、(填“有”或“没有”)调节生物体生命活动的作用。(3)细胞中的绝大多数生理过程靠ATP_(填“直接”或“间接”)提供能量。但也有例外,如在人体小肠绒毛细胞的细胞膜上,葡萄糖主动运输,载体蛋白在Na+顺浓度梯度从细胞外扩散到细胞内时,“捎带着”把葡萄糖转运到细胞内(如图乙)。所以,小肠绒毛细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖时,ATP_(填“直接”或“间接”)提供能量。【解析】(1)根据图甲可知a表示“和酶结合的过渡态”,b是没有酶时的活化能,显然酶可以很大程度地降低反应活化能。(2)大多数酶属于蛋白质,少数酶属于RNA,影响其活性的因素主要有温度、pH等,酶只有催化作用,都没有调节生物体生命活动的作
8、用。(3)ATP是直接能源物质,细胞中的绝大多数需要能量的生理过程靠ATP直接提供能量。根据“但也有例外”“捎带着”等信息可知ATP间接为小肠绒毛细胞吸收葡萄糖提供能量。答案:(1)a降低(2)RNA温度和pH没有(3)直接间接【补偿训练】将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入容器内,调整pH至2.0 ,保存于37 的水浴锅内。过一段时间后,容器内剩余的物质是()A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水【解析】选A。容器内pH为2.0,适于胃蛋白酶,不适于唾液淀粉酶,乳清蛋白和唾液
9、淀粉酶被分解,导致容器内剩余的物质是淀粉、胃蛋白酶、多肽、水。(20分钟50分)一、选择题(共5小题,每小题5分,共25分)1.下列有关酶的作用及本质的叙述,正确的是()A.酶一定是以氨基酸为原料,在核糖体上合成的B.酶可以降低反应活化能,但不会改变产物最终的量C.酶是大分子物质,与双缩脲试剂反应都能呈现紫色D.酶的组成元素一定有C、H、O、N、P【解析】选B。酶绝大多数是蛋白质,少量是RNA,合成RNA的原料为核糖核苷酸,也不是在核糖体上合成的,A错误;酶的催化作用机理是降低化学反应的活化能,不会改变产物最终的量,B正确;酶绝大多数是蛋白质,少量是RNA,其中蛋白质组成元素有C、H、O、N,
10、不一定有P,蛋白质与双缩脲试剂反应能呈现紫色,RNA不能,C、D错误。2.下列有关酶的产生及作用的叙述,正确的是()A.酶的合成与运输过程一定不需要通过囊泡机制B.酶能降低化学反应的活化能,进而加快化学反应的进行C.过氧化氢酶的催化效果一定比Fe3+催化效果好D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸【解析】选B。消化酶在细胞外发挥作用,需要囊泡的运输,A错误;酶可以降低化学反应活化能,提高化学反应速率,B正确;过氧化氢酶催化效果不一定比Fe3+催化效果好,因为酶的活性受到温度和酸碱度的影响,C错误;酶可以反复利用,并且酶大多数是蛋白质,少数是RNA,因此分解会产生氨基酸或核糖核苷酸,D错误
11、。【补偿训练】下图曲线、分别表示物质 A 在无催化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()A.bc 段表示在有酶催化条件下,物质 A 生成物质 P 反应需要的活化能B.若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则 b 在纵轴上将向下移动C.ac 段表示在无催化剂条件下,物质 A 生成物质 P 反应需要的活化能D.若曲线为最适酶促条件下的曲线,改变酶促条件后,则 b 在纵轴上将向上移动【解析】选B。bc段表示在有酶催化的条件下化学反应需要的活化能,A正确;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,B错误;ac段表示在无催化剂的条件下化学反应需要
12、的活化能,C正确;如果曲线为最适酶促条件下的曲线,化学反应活化能的效果最显著,改变酶促条件后,酶降低则化学反应活化能的效果减弱,达到活化态需要的能量增加,b在纵轴上将向上移动,D正确。3.如图向含有过氧化氢溶液的两支试管中分别加入肝脏研磨液和氯化铁溶液,观察点燃的卫生香燃烧情况,比较过氧化氢的分解速率,下列叙述错误的是()A.上述反应中的自变量是催化剂的种类B.该实验能证明酶比无机催化剂催化效率高C.该实验如果试管1中过氧化氢溶液的量比试管2中多一些,则实验设计不合理D.该实验的因变量是肝脏质量的变化【解题指南】分析图中的两个不同:(1)1号和2号试管所加入的催化剂种类不同。(2)1号试管卫生
13、香比2号试管的卫生香燃烧剧烈。【解析】选D。本实验中用的是过氧化氢酶和氯化铁溶液两种不同的催化剂,所以催化剂的种类是本实验的自变量,其他的量(如两试管中过氧化氢溶液的量)一定要相同,这是遵循单一变量原则;而加入肝脏研磨液(含过氧化氢酶)的试管卫生香燃烧更剧烈,说明反应更快,说明了酶比无机催化剂催化效率高。本实验的因变量是过氧化氢的分解速率。4.如图表示物质S在酶E的催化下水解成P的反应图解,下列叙述正确的是()A.酶E可使反应物分子活化能提高B.酶E也可催化2PS+H2O的反应C.若S是淀粉,则可用斐林试剂来检测P的生成D.若S代表蔗糖,则P是葡萄糖【解析】选C。酶促反应的原理是酶能降低化学反
14、应的活化能,A项错误;酶具有专一性,所以酶E不能催化2PS+H2O的反应,B项错误;若S是淀粉(非还原糖),其水解产物葡萄糖属于还原糖,所以可用斐林试剂来检测P(葡萄糖)的生成,C项正确;蔗糖属于二糖,其水解产物是葡萄糖和果糖,D项错误。5.(能力挑战题)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()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】选D。分析曲线可知,E2和E3是化学反应所需要的活化能。由于
15、酶可以降低化学反应的活化能,反应速率高,转化率也高,因此E2是酶促反应所需要的活化能,对应的A、C曲线是酶促反应曲线;E3是非酶促反应所需要的活化能,对应的B、D曲线是非酶促反应曲线。二、非选择题(共2小题,共25分)6.(10分)(2019兰州高一检测)某同学完成了以下关于酶特性的实验操作:取两支试管并编号1、2,各注入2 mL 3%H2O2溶液;向1号试管内滴入2滴氯化铁溶液,2号试管内滴入2滴肝脏研磨液;堵住试管口,轻轻振荡两试管,观察并用带火星的木条检验,记录结果。(1)该实验的目的之一是探索_的高低。滴加FeCl3的1号试管起到_作用。(2)该实验的两项观察指标是_、_。若现象不明显
16、,可能的原因是_。(3)为什么试管2氧气生成速率比试管1快:_。【解析】(1)分析1号试管和2号试管的处理方法可知,实验的自变量是催化剂的种类,1号试管的催化剂是氯化铁溶液,2号试管是肝脏研磨液(其中含有过氧化氢酶),因此实验的目的是探究过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低;滴加FeCl3溶液的1号试管起到对照作用。(2)实验的因变量是过氧化氢的分解速率,由于过氧化氢分解产生氧气,因此可以用气泡产生的数量或木条燃烧的程度代表过氧化氢的分解速率的高低;如果现象不明显,说明氧气的产生量少,可能的原因是过氧化氢溶液放置的时间过长,过氧化氢已经分解,或肝脏不新鲜,过氧化氢酶数量少。(3)酶的作用原理是降
17、低了化学反应的活化能。答案:(1)过氧化氢酶和Fe3+催化效率对照(2)气泡产生量木条燃烧的程度H2O2溶液放置时间过长(肝脏不够新鲜)(3)肝脏研磨液含有过氧化氢酶,降低了化学反应的活化能。【实验探究】7.(15分)某同学设计了一组实验装置,如图所示,用于比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,据此回答下列问题。(1)本实验的主要目的是探索_。(2)实验步骤:制备新鲜动物肝脏的研磨液;将滤纸片在肝脏研磨液中浸泡后取出,贴在反应室上侧的内壁;_;将反应小室旋转180度,变成图B中所示状态;每隔30秒读取并记录量筒中水面的刻度一次,共进行5分钟;另取相同装置,将滤纸片换为_,重复以上步骤。(3)若两
18、组实验的现象均不明显,从实验材料分析,原因可能是_ _。(4)酶的催化效率高于Fe3+的原因是_。【解析】(1)由题意可知,该实验的自变量是圆形滤纸片上催化剂的种类(过氧化氢酶和Fe3+),故该实验的目的是研究酶的高效性(过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低)。(2)分析可知应当向反应小室内加入10 mL 3%的H2O2溶液作为反应底物。作为对比,另取相同装置,将滤纸片换为相同数量和大小、浸过FeCl3溶液的滤纸片,改变催化剂。(3)若两次实验的现象均不明显,从实验材料分析,原因可能是H2O2溶液放置时间过长,H2O2已分解。(4)酶的催化效率高于Fe3+的原因是酶比无机催化剂降低化学反应活化能的作用更显著。答案:(1)酶的高效性(过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低)(2)向反应小室内加入10 mL 3%的H2O2溶液相同数量和大小、浸过FeCl3溶液的滤纸片(3)H2O2溶液放置时间过长(4)酶比无机催化剂降低化学反应活化能的作用更显著【互动探究】上述实验中的无关变量是_ _,它们应该_。提示:装置的大小、反应时间、温度、气压、滤纸片的大小与数量等相同且适宜
