1、十四 酶的作用和本质【基础全面练】共30分 一、选择题(共4题,每题4分,共16分)1.核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子,可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙 述,正确的是()A.核酶的组成元素是C、H、O、N B.核酶的基本单位是氨基酸 C.核酶可降低化学反应所需活化能 D.核酶不具有催化的作用【解析】选C。核酶本质是RNA,组 成元素有C、H、O、N、P,A错误;核酶的基本单位是核糖核苷酸,B 错误;核酶的作用机理是降低化学 反应所需活化能,C正确;核酶属于 酶,具有催化作用,D错误。2.如图是“过氧化氢在不同条件下的分解”实验相关操作。下列关于该实验的叙述中,正确的是()A.
2、该实验的自变量是酶的类型 B.肝脏做成匀浆有利于酶从细胞释放 C.两支试管产生气泡的持续时间一样 D.改变温度条件不会影响实验的结果【解析】选B。该实验的自变量是催化剂的种类,A错误;肝脏做成匀浆,细胞被破坏,有利于酶从细胞释放,B正确;因为催化剂不会改变反应的平衡点,所以最终的气泡产生量是一样的,但酶的催化效率高,反应速度快,反应时间短,故加入肝脏匀浆的试管产生气泡的持续时间短,C错误;改变温度会改变酶活性,还会影响过氧化氢的分解速率,所以会影响实验的结果,D错误。3.科学家有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞壁。据此分析,蜗牛消化道提取液中,可能含有哪一种成分()A.淀粉酶 B.脂肪酶
3、C.蛋白酶 D.纤维素酶【解析】选D。植物细胞壁的主要成分是纤维素,要分解植物细胞壁应该用纤维素酶,即蜗牛消化道提取液中,可能含有纤维素酶,D正确。【补偿训练】肽酰转移酶是催化肽键形成的酶,对RNA酶敏感,对蛋白酶不敏感。下列对该酶叙述错误的是()A.该酶催化氨基酸脱水缩合 B.该酶应该存在于核糖体中 C.线粒体和叶绿体内不会含有该酶 D.肽酰转移酶是具有催化活性的RNA【解析】选C。肽酰转移酶是催化肽键形成的酶,即其催化氨基酸脱水缩合,A正确;氨基酸脱水缩合的场所为核糖体,所以肽酰转移酶存在于核糖体中,B正确;线粒体和叶绿体内有蛋白质合成,含有该酶,C错误;肽酰转移酶对RNA酶敏感,其本质是
4、RNA,所以该酶是具有催化活性的RNA,D正确。4.如图为某化学反应在无催化剂和有酶催化条件下的能量变化过程。对此图分析错误的是()A.曲线表示无催化剂条件下的能量变化 B.曲线表示有酶催化条件下的能量变化 C.说明酶具有催化作用 D.图中纵坐标a与c的差值为酶所降低的活化能【解析】选D。曲线从初态到活化态所需能量较多,表示无催化剂条件下的能量变化,A正确;曲线从初态到活化态所需能量较少,表示有酶催化条件下的能量变化,B正确;据图分析可知,酶可以降低反应的活化能,具有催化作用,C正确;图中纵坐标a与b的差值为酶降低的活化能,D错误。二、非选择题(共14分)5.动物肝脏中含有过氧化氢酶,可以催化
5、H2O2的分解。图一、图二是某研究小组围绕探究H2O2分解条件而获得的实验结果。试回答下列问题:(1)合成过氧化氢酶的原料是_。(2)图一、二所代表的实验中,实验的自变量依次为_、_。(3)根据图一可以得出的实验结论是_。(4)图二曲线BC段的限制因素最可能是_。【解析】(1)过氧化氢酶的本质是蛋白质,基本单位为氨基酸。(2)图一所代表的实验中,实验的自变量为催化剂种类或酶与无机催化剂Fe3+,因变量为O2产生量。图二实验的自变量为H2O2浓度,因变量为O2产生速率。(3)根据图一,加过氧化氢酶比加入Fe3+提前达到反应的平衡点,可以得出的结论是酶的催化作用具有高效性。(4)图二曲线BC段相应
6、的反应速率不再随H2O2浓度的增加而增加,所以BC段的限制因素最可能是过氧化氢酶数量(或浓度)。答案:(1)氨基酸(2)催化剂种类(或酶与无机催化剂Fe3+)H2O2浓度(3)酶的催化作用具有高效性(4)过氧化氢酶数量(或浓度)【综合突破练】共50分 一、选择题(共5题,每题7分,共35分)6.“酵素”目前在保健品领域大热,甚至有人称每天不吃晚餐,只吃“酵素”就能获得足够的营养,也能起到减肥的效果,而“酵素”实际上是对酶的别称。下列有关“酵素”的相关叙述错误的是()A.人体大多数细胞都能合成“酵素”B.“酵素”能够在机体内传递调节代谢的信息 C.用“酵素”保健品代替晚餐可能会造成营养不良 D.
7、人体各细胞中“酵素”类物质的种类和数量可能不同【解析】选B。根据题干信息可知,“酵素”实际上是酶,人体大多数细胞都可以产生酶,A正确;酶有催化作用,但是不能传递调节代谢的信息,B错误;酶的化学本质是蛋白质或RNA,不能满足机体的营养需求,长期使用可能会导致营养不良,C正确;基因在细胞中是选择性表达的,不同的细胞中酶的种类和数量一般不同,D正确。【补偿训练】德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨,加水搅拌,再进行加压过滤,得到不含酵母菌细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖,一段时间后冒出气泡,糖液居然变成了酒。根据以上实验,分析得出的结论错误的是()A.葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化
8、 B.将糖变成酒的物质是汁液中的酿酶 C.研磨有利于酵母菌细胞内酿酶的释放 D.该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质【解析】选D。葡萄糖变成酒的过程中有气泡生成,发生了化学变化,A正确;催化该化学变化进行的是酵母菌细胞内产生的酿酶,B正确;研磨有利于酵母菌细胞内酿酶的释放,C正确;毕希纳所做的实验不能证明酿酶的化学本质是蛋白质,D错误。7.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶,是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的,如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高剩余物质的浓度,他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化功能,这一结果表明()A.RNA具有生物催化作用 B.酶是由RNA和蛋白质
9、组成的 C.酶的化学本质都是蛋白质 D.酶的化学本质都是RNA【解析】选A。RNaseP酶的组成为蛋白质和RNA,将蛋白质去除以后,仍然具有催化作用,说明RNaseP酶中的RNA具有催化效应,根据题干信息,不能确定其组成中的蛋白质是否具有催化效应,故选A项最合理。8.(不定项)如图表示反应物(初态)在不同条件下发生化学反应后成为产物(终 态)的过程中自由能的变化曲线:分析1、2、3曲线和a、b、c、d、e 5个点的 自由能值,下列叙述正确的是()A.d 分别与a、b、c 的差值是3种 不同条件下发生的化学反应所需要 的不同的活化能 B.最可能是酶促反应的曲线是1号,因 为酶能够加强化学反应的活
10、化能 C.db 差值大于dc 差值,说明前者反应过程需要的能量较后者多 D.de 差值是反应物生成产物过程中释放的自由能总量【解析】选A、C、D。根据题干信息和图形分析,d是3种条件下的初始状态,其分别与a、b、c的差值是3种不同条件下发生的化学反应所需要的不同的活化能,A正确;酶能够降低化学反应所需的活化能,结合以上分析可知,最可能代表酶促反应的曲线是3,B错误;据图分析,db 差值大于dc 差值,说明前者化学反应所需的活化能多于后者,C正确;据图分析,d表示初始状态的自由能,e代表终态的自由能,则de 差值是反应物生成产物过程中释放的自由能总量,D正确。9.(不定项)某同学将不同发芽阶段的
11、玉米籽粒纵切,滴加碘液进行观察,结果观察到 胚乳呈蓝色块状,且随着玉米发芽时间的延长,蓝色块状物会逐渐变小。为验证上述 蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,该同学设计了如下实验:在14号试管中分别 加入相应的物质和溶液(如图所示),混合均匀后,将试管放入40 的温水浴中30 min,然后用斐林试剂检测并观察试管内的颜色变化。下列相关叙述错误的是()A.使用斐林试剂时,应将甲液和乙液等量 混匀后再加入试管中 B.2号试管中加入的X可以为发芽前的玉 米提取液 C.在水浴加热条件下用斐林试剂处理后,3 号试管中溶液的颜色从无色变为砖红色 D.利用1号试管可排除淀粉溶液本身含有还原糖的可能性【解析】选C
12、。配制斐林试剂时,需将甲液和乙液等量混合后再加入试管中,A正确;根据单一变量原则,1号试管加的是蒸馏水作为对照,3号、4号实验组分别加了发芽玉米提取液、淀粉酶溶液,则2号试管加的X溶液应该是发芽前玉米提取液,B正确;3号试管中加入斐林试剂后,溶液呈蓝色,发芽玉米提取液中含有淀粉酶,可将淀粉水解为还原糖,还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应出现砖红色,C错误;1号试管加的是蒸馏水和淀粉,作为对照实验,其可以排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖,D正确。10.(不定项)酒精进入人体后在肝脏细胞中发生的生理反应如图,乙醛脱氢酶(ALDH)有多种,它们能催化乙醛氧化成乙酸,当乙醛不能被及时代谢消耗,在人
13、体内大量积累时,会引起毛细血管扩张,表现为脸红。下列分析错误的是()乙醇(酒精)乙醛乙酸水+CO2 A.乙醇脱氢酶和 ALDH 都是细胞合成的具有催化功能的有机物 B.乙醛脱氢酶提高了乙醛氧化成乙酸所需的活化能 C.细胞中不能合成 ALDH 的人喝酒会脸红 D.多种 ALDH 均可催化乙醛氧化成乙酸,但这些酶的结构完全相同【解析】选B、D。由题图可知,乙醇脱氢酶能催化乙醇转化为乙醛,乙醛脱氢酶(ALDH)有多种,它们能催化乙醛氧化成乙酸,且酶是活细胞合成的具有催化作用的蛋白质或RNA,说明乙醇脱氢酶和ALDH都是细胞合成的具有催化功能的有机物,A正确;乙醛脱氢酶能催化乙醛氧化成乙酸,降低了乙醛
14、氧化成乙酸所需的活化能,B错误;乙醛不能被及时代谢消耗,在人体内大量积累时,会引起毛细血管扩张,导致脸红,ALDH是催化乙醛氧化的酶,故细胞内不能合成ALDH的人喝酒会脸红,C正确;据题干可知,乙醛脱氢酶(ALDH)有多种,它们能催化乙醛氧化成乙酸,不同的ALDH,其结构不完全相同,D错误。二、非选择题(共15分)11.如图为在多种酶的参与下人体内产生前列腺素和血栓素的示意图。药物阿 司匹林可以抑制其中一种酶的作用,从而阻止细胞产生前列腺素和血栓素(促进 血液凝固的物质)。据图回答下列问题(1)组成酶的基本单位是_,与无机催化剂相比,酶_的作用更显 著,因而催化效率更高。(2)阿司匹林最可能抑
15、制了酶_(填图中数字)的活性,用添加物质甲和阿 司匹林的培养液培养细胞,图中物质产生受影响的有_。(3)在临床治疗中,可使用阿司匹林降低患者心肌梗死的发病率,据图分析,其中 的原因可能是_。【解析】(1)绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA,故组成酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸,酶和无机催化剂都有催化作用,能降低反应所需活化能,因为酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。(2)药物阿司匹林可以抑制其中一种酶的作用,从而阻止细胞产生前列腺素和血栓素,由图示可知,阿司匹林最可能抑制了酶1的活性,用添加物质甲和阿司匹林的培养液培养细胞,阿司匹林会抑制酶1的活性,故物质丙、前列腺素、血栓素的产生
16、都会受影响。(3)血栓素能促进血液凝固,血栓素过多容易诱发心肌梗死;阿司匹林可减少血栓素产生,从而降低心肌梗死的发病率,在临床治疗中,可使用阿司匹林降低患者心肌梗死的发病率。答案:(1)氨基酸或核糖核苷酸 降低活化能(2)1 物质丙、前列腺素、血栓素(3)血栓素能促进血液凝固,血栓素过多容易诱发心肌梗死;阿司匹林可减少血栓素产生,从而降低心肌梗死的发病率 【补偿训练】某同学利用淀粉水解不同阶段的产物与碘反应呈现不同的颜色,从而定性观察不同离子对唾液淀粉酶活性的影响(促进或抑制)。实验处理及结果记录如表,回答相关问题。编号 1 2 3 4 底物 5 mL淀粉溶液 条件 37 温水浴 试剂 2 m
17、LNa2SO4溶液 2 mL蒸馏水 2 mL唾液淀粉酶 现象 淡棕色 浅蓝色 深蓝色 浅蓝色(1)唾液淀粉酶是由唾液腺细胞产生的一种蛋白质,参与该酶合成的无膜细胞器是_。(2)该实验的结论是:氯离子对唾液淀粉酶活性有促进作用,铜离子对唾液淀粉酶活性有抑制作用,请补充完善相关实验处理,表示_,表示_。【解析】(1)唾液淀粉酶是由唾液腺细胞产生的一种分泌蛋白,参与该酶合成的细 胞器有核糖体、内质网、线粒体,其中无膜细胞器是核糖体。(2)唾液淀粉酶能够催化淀粉水解成还原糖。由表中信息可知:本实验是利用淀粉 遇碘液变蓝的原理来检测淀粉的剩余量,以此反映酶活性的高低。2号试管的呈现 浅蓝色与4号试管的结
18、果相同,说明Na+和 对唾液淀粉酶活性没有影响。1号试管的结果呈现淡棕色(碘液的颜色),说明淀粉已经完全被分解,再结合该实 验的结论“氯离子对唾液淀粉酶活性有促进作用”可推知:表中的处应为 2 mLNaCl溶液;3号试管的结果呈现深蓝色,说明淀粉几乎没有被分解,再结合该实 验的结论“铜离子对唾液淀粉酶活性有抑制作用”可推知:表中的处应为2 mL CuSO4溶液。答案:(1)核糖体(2)2 mL NaCl溶液 2 mL CuSO4溶液 24SO【应用创新练】共20分 12.不良环境能使植物体内酶活力下降,酶活力降低的程度可作为衡量植株耐受性的重要指标。为探究不同植物叶片对汽车尾气的耐受能力,研究
19、人员将两年生的香樟和杜鹃分别置于密闭气室中,用相同浓度的汽车尾气处理16 h,取叶片研磨后获得叶片研磨液。用如图装置进行实验,每组实验测定4次,每次向锥形瓶中加入2 mL叶片研磨液后均测定5 min内的气体收集量,结果如表(单位:mL)。请回答下列问题:(1)本实验用气体产生量衡量酶活力的原因是_。对照组的处 理方式是_。(2)每次实验均统计相同时间内气体收集量,目的是_,每种实验材料均进行4次实验的目的是 _。(3)实验表明:对汽车尾气污染耐受力较强的植物是_,判断的理由是 _。植物 次数 第1次 第2次 第3次 第4次 平均 香 樟 对照组 2.1 2.0 2.2 2.1 2.1 实验组
20、1.6 1.45 1.5 1.35 1.48 杜 鹃 对照组 3.0 2.8 2.9 2.9 2.9 实验组 1.8 1.9 2.0 1.9 1.9【解析】(1)本实验用气体产生量衡量酶活力的原因是:酶活力越高,催化过氧化氢分解速率加快,气体产生量越多,实验组的处理方式是将两年生的香樟和杜鹃分别置于密闭气室中,用相同浓度的汽车尾气处理16 h,对照组的处理方式是将生理状况相似的香樟或杜鹃在不含汽车尾气的密闭气室中放置16 h。(2)每次实验均统计相同时间内气体收集量,目的是避免时间差异对实验结果产生影响,每种实验材料均进行4次实验的目的是重复实验计算平均值,保证实验数据的可靠性。(3)根据表格数据可知:相同浓度的汽车尾气处理后,香樟5 min内的气体收集量变化幅度较小,说明香樟过氧化氢酶活力下降的相对幅度较小,故对汽车尾气污染耐受力较强的植物是香樟。答案:(1)酶活力越高,催化H2O2分解速率越快,气体产生量越多 将生理状况相似的香樟或杜鹃在不含汽车尾气的密闭气室中放置16 h(2)避免时间差异对实验结果产生影响 重复实验计算平均值,保证实验数据的可靠性(3)香樟 相同浓度的汽车尾气处理后,香樟过氧化氢酶活力下降的相对幅度较小