内容正文:
第5章 细胞的能量供应和利用
课堂小练(十五) 酶的作用和本质
学业水平达标
题组一 酶的作用原理和本质
1.胃蛋白酶是一种消化性蛋白酶,下列有关说法不正确的是 ( )
A.胃蛋白酶对胃内蛋白质的分解具有催化作用
B.胃蛋白酶彻底水解的产物是氨基酸
C.胃蛋白酶溶液与斐林试剂混合会发生紫色的颜色反应
D.胃蛋白酶主要由C、H、O、N四种元素构成
解析 胃蛋白酶的本质是具有催化作用的蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,胃蛋白酶主要由C、H、O、N四种元素构成,能与双缩脲试剂混合产生紫色的颜色反应。综上,C项错误,A、B、D三项正确。
答案 C
2.下列关于酶生理功能的叙述,正确的是 ( )
A.能加快生物体内的生化反应速率
B.为生物体内的化学反应提供能量
C.酶都是在核糖体上合成的
D.能促进生物体内营养物质的运输
解析 酶具有催化作用,能加快生物体内的生化反应速率;酶能降低化学反应的活化能,但不能为化学反应提供能量;酶是蛋白质或RNA,所以不一定在核糖体上合成;酶只有催化作用,不能促进生物体内营养物质的运输。故选A。
答案 A
3.物质A在无催化条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化如图,下列相关叙述正确的是 ( )
A.若Ⅱ表示酶促反应曲线,则加热加压曲线应该在Ⅰ、Ⅱ之间
B.bd段表示在有酶催化剂条件下,为物质A生成物质P化学反应顺利进行所提供的活化能
C.若增加酶的量,则图中曲线的原有形状不发生改变
D.曲线Ⅱ可表示最适酶促条件下的曲线,该反应只能在细胞内进行
解析 加热加压使底物分子获得能量,从而使底物分子从常态变为活跃状态,即加热加压是给化学反应提供能量,并没有降低化学反应的活化能,A项错误;酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能,不是提供化学反应所需的活化能,B项错误;若增加酶的量,不改变原有酶降低的活化能,则题图中曲线的原有形状不发生改变,C项正确;酶在细胞内和细胞外都能催化化学反应,D项错误。
答案 C
题组二 比较过氧化氢在不同条件下的分解
4.下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述,正确的是 ( )
A.实验所用肝脏研磨液和FeCl3溶液的质量分数相同
B.肝脏研磨液和FeCl3溶液的滴加量属于自变量
C.试管中过氧化氢分解速率属于自变量
D.各试管中的过氧化氢溶液量属于无关变量
解析 实验用的肝脏研磨液和FeCl3溶液的质量分数不同,A项错误;肝脏研磨液和FeCl3溶液,即加入的催化剂种类属于自变量,但滴加量不是自变量,而是无关变量,B项错误;过氧化氢分解速率属于因变量,C项错误;过氧化氢溶液量属于无关变量,D项正确。
答案 D
5.如图为四支装有等量等浓度H2O2溶液的试管在不同条件下,相同时间内释放氧气量的柱状图。下列相关叙述,错误的是 ( )
A.①组与②组中H2O2分解反应的活化能相同,③组与④组中该反应的活化能相同
B.与①组相比较,②组的水浴加热为H2O2的分解提供能量
C.综合分析①组、③组和④组,说明过氧化氢酶具有高效性
D.如要验证过氧化氢酶的专一性,则实验的自变量应为底物的种类
解析 加热能为过氧化氢的分解提供能量,但不会改变该反应活化能的大小,而催化剂能降低反应的活化能,其中酶降低活化能的效果更为显著,A项错误,B、C两项正确;要验证某种特定酶的专一性,设计思路是同一种酶+不同底物,那么相应实验的自变量为底物的种类,D项正确。
答案 A
能力水平提升
6.(多选)如图中曲线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所需能量的变化过程。下列相关叙述错误的是 ( )
A.a+b表示在无催化剂的条件下,物质A生成物质P需要的活化能
B.图中b表示酶降低的活化能
C.若曲线Ⅱ为最适条件下的酶促反应曲线,改变反应条件后,a值将变小
D.若将曲线Ⅰ改为无机催化剂催化的该反应,则b值将变大
解析 分析题图可知,曲线Ⅰ表示物质A在无催化剂条件下生成物质P所需能量的变化过程,则物质A生成物质P需要的活化能是a+b,A项正确;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所需能量的变化过程,分析可知题图中b表示酶降低的活化能,B项正确;若曲线Ⅱ为最适条件下的酶促反应曲线,改变反应条件后,酶活性将降低,酶降低化学反应所需活化能的功能减弱,使分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量增加,所以此时a值将变大,C项错误;无机催化剂也能降低化学反应的活化能,若将无催化剂改为用无机催化剂催化该反应,则b值将变小,D项错误。
答案 CD
7.(多选)谷丙转氨酶主要存在于各种细胞中,尤以肝细胞为最高,整个肝脏内转氨酶含量约为血中含量的100倍,是最常见的肝功能检查项目。下列关于该酶的叙述错误的是 ( )
A.该酶的基本单位是氨基酸
B.该酶在健康人群体检结果的值应为0
C.该酶的数量因参与化学反应而减少
D.该酶能升高化学反应的活化能
解析 谷丙转氨酶的化学本质是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,A项正确;由题意可知,谷丙转氨酶主要存在于各种细胞中,在血液中也有分布,因此该酶在健康人群体检结果的值大于0,B项错误;酶的数量在化学反应前后不会发生改变,C项错误;酶能降低化学反应的活化能,但不能升高化学反应的活化能,D项错误。
答案 BCD
8.(多选)如图中的新鲜土豆片与H2O2接触后,产生的现象及推测正确的是 ( )
A.若有气体大量产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B.若增加新鲜土豆片的数量,量筒中产生气体的速率可能会加快
C.一段时间后气体量不再增加是因为H2O2数量有限
D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量
解析 土豆片中含有过氧化氢酶,能够催化过氧化氢的分解;增加土豆片的数量,会加快氧气的释放速率;由于瓶子中的反应物(H2O2)是有限的,所以一段时间后气体的量不再增加;为保证实验的严谨性,要保证单一变量,控制好无关变量,防止温度等无关变量对实验的影响。
答案 ABCD
9.(多选)酶的诱导契合学说的内容是:酶分子的表面有一个或多个袋状的凹陷为其活性中心,酶通过其活性中心与特定底物结合,该位点具有一定柔性,能够在结合底物后发生形变,令催化反应顺利进行。下图为诱导契合学说示意图。下列相关叙述正确的是 ( )
A.酶的专一性与酶的活性中心有关
B.温度变化可能会影响活性中心结构
C.酶的结构的变化有利于生化反应的进行
D.酶促反应结束后,酶的结构已经改变,不能恢复到原状
解析 酶分子有一定的形状,其活性中心正好能和底物分子结合,体现了酶具有专一性,A项正确;高温和低温都可能会影响活性中心结构,进而影响酶的活性,B项正确;当酶分子与底物分子接近时,酶的结构发生改变有利于与底物结合,因此有利于生化反应的进行,C项正确;酶促反应结束后,酶的结构恢复到原状,酶在反应前后自身化学性质不发生改变,D项错误。
答案 ABC
10.某研究小组为探究影响H2O2分解的因素,做了三个实验。相应的实验结果如下图所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行,实验3其他条件适宜)。请分析回答下列问题:
(1)实验1、2、3中的自变量分别为____________________、______________、______________。
(2)由实验2结果可知,在b、c所对应的H2O2浓度范围内,H2O2溶液浓度______________(填“会影响”或“不会影响”)过氧化氢酶的活性,bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是_____________________________________________________。
(3)实验1若温度升高10 ℃,加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将______________(填“增大”或“减小”),加Fe3+的催化反应曲线斜率将______________(填“增大”或“减小”)。
解析 (1)分析题图可知,实验1、2、3中的自变量分别为催化剂的种类、H2O2浓度、pH。(2)由题中实验2曲线图可知,在bc段,O2的产生速率不随H2O2浓度的变化而变化,可能是酶的数量有限。(3)已知实验1是在适宜条件下进行的,若温度升高,酶的活性将会降低,加Fe3+的催化反应速率会变大。
答案 (1)催化剂的种类 H2O2浓度 pH (2)不会影响 酶的数量有限 (3)减小 增大
11.(科学探究)某科研小组研究镉、铜对河蚌过氧化氢酶活性的影响,用一定浓度的镉、铜处理河蚌一段时间后,测得河蚌过氧化氢酶活性如表所示。
毒物
空白
对照组
a
铜
质量浓度/
(μg·L-1)
0
50
100
150
50
100
150
酶活性/
(U·mg-1)
433
582
455
387
488
426
380
请回答下列问题:
(1)表中a应是______________。
(2)请列举本实验需要控制的两个无关变量:_____________________________________________________。
(3)进行过氧化氢酶活性测定时,选过氧化氢为底物,用一定条件下单位时间的______________________来表示。
(4)若测定镉和铜对河蚌过氧化氢酶活性的综合影响作用,本实验应如何完善?__________________________________________________________________________________________________。
(5)若比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,需利用河蚌的新鲜的软体组织制成研磨液,研磨河蚌软体组织的目的是__________________________________________________________________________________________________,
能否用河蚌过氧化氢酶作为实验材料来探究温度对酶活性的影响?_____________________________________________________。
解析 (1)该实验的目的是研究镉、铜对河蚌过氧化氢酶活性的影响,实验组应是镉、铜处理河蚌,因此a是镉。(2)无关变量是除了实验变量外的其他因素,如河蚌只数、河蚌生理状况、加入物质的量、培养时间等。(3)测酶活性可以用单位时间内反应物(过氧化氢)的减少量或者产物(氧气)的生成量来表示。(4)若测定镉和铜对河蚌过氧化氢酶活性的综合影响作用,可再增加一组用一定浓度的镉、铜同时处理河蚌,测定其过氧化氢酶的活性。(5)研磨机体组织的目的是破坏细胞的结构,使细胞内容物释放出来,在此主要是让过氧化氢酶释放出来,过氧化氢在不同的温度下分解速率不同,而实验应遵循单一变量原则,因此不能用过氧化氢酶作为实验材料来探究温度对酶活性的影响。
答案 (1)镉 (2)河蚌只数、河蚌生理状况、加入物质的量、培养时间等(或其他合理答案) (3)氧气的生成量(或过氧化氢的减少量) (4)设置一组用一定浓度的镉、铜同时处理河蚌,测定其过氧化氢酶的活性 (5)使酶从河蚌的组织中释放出来,增大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积,从而加速过氧化氢的分解 否,高温会使过氧化氢自行分解
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