内容正文:
第1课时 酶的作用和本质
知识点一 酶在细胞代谢中的作用
1.(2024·安徽合肥期末)下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验变量的描述,错误的是( )
A.温度、催化剂是自变量
B.H2O2分解速率是因变量
C.肝匀浆和氯化铁溶液的体积是自变量
D.H2O2溶液的浓度是无关变量
2.小型圆底烧瓶内盛有等量的H2O2溶液,分别迅速加入等量的图示中的物质,烧瓶口紧包着一个小气球,使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置。下列装置中,沉入底部的烧瓶最先浮起的是( )
3.(2024·江西九江高一检测)如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验的4个组别,下列相关的叙述中,正确的是( )
A.与组别1相比,组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解
B.组别1与4对照,说明酶可提供反应所需能量
C.将3号和4号装置置于90 ℃水浴中效果更好
D.图示FeCl3只有2滴,反应现象不明显,因此应该再加大其用量
4.(2024·河南新乡高一月考)关于无机催化剂和酶的比较,下列叙述错误的是( )
A.两者都能降低化学反应的活化能
B.反应前后,两者自身结构都会改变
C.在条件适宜的情况下,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高
D.与酶相比,无机催化剂催化的化学反应范围更广
知识点二 酶的本质
5.(链接教材P85“科学·技术·社会”)多酶片为复方制剂,主要用于消化不良,食欲缺乏。其主要成分是胰蛋白酶、胃蛋白酶。这两种酶的化学本质均为( )
A.糖类 B.脂质
C.蛋白质 D.核酸
6.(2025·广东省揭阳市第一中学高一阶段考)1982年,美国科学家T.Cech和他的同事在对四膜虫的研究中发现:某RNA分子能使另一种RNA分子分解成较小的片段,而自身并不改变。这种RNA可以被称为( )
A.腐蚀剂 B.催化剂 C.杀菌剂 D.稳定剂
7.下列有关酶的发现过程的叙述,错误的是( )
A.斯帕兰札尼发现了化学消化
B.毕希纳利用丙酮作为溶剂提取了酿酶
C.萨姆纳证明了脲酶是蛋白质
D.切赫和奥尔特曼发现少数酶是RNA
8.(2025·天津市滨海新区大港实验中学高一阶段检测)下列有关酶的说法正确的是( )
A.酶的合成场所都是核糖体
B.酶作用的原理是降低化学反应的活化能
C.酶只能在细胞内起作用
D.酶与双缩脲试剂反应都能产生紫色
9.(2025·广东省惠州市第一中学高一12月月考)多酶片是一种可以治疗消化不良、食欲不振的药物,如图是多酶片的结构模式图。下列相关叙述正确的是( )
A.胃蛋白酶和胰蛋白酶均能够水解蛋白质,其酶促反应速率最大时的P相等
B.胰淀粉酶催化淀粉水解的实质是提供化学反应所需的活化能
C.对于吞咽药片困难的患者,多酶片可碾碎后服用,不影响其功效
D.肠溶衣在酸性条件下不易被溶解,可以保护胰蛋白酶等的活性
10.(2024·河南省周口市鹿邑县二中高一12月月考)如图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与时的能量变化,相关叙述错误的是( )
A.此反应为吸能反应 B.曲线Ⅱ表示有酶参与时的能量变化
C.E2为反应前后能量的变化 D.酶参与反应时,其降低的活化能为E4
11.(2024·山东淄博实验中学高一上期中)1857年,法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察,提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致,若没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。两种观点争执不下。下列与该争执相关的叙述中不正确的是( )
A.因为巴斯德显微镜下观察到了酵母菌发酵产生酒精的过程,所以其观点是对的
B.李比希的观点只是一种推测,缺乏观察或实验证据的支持
C.在葡萄糖溶液中加入不含酵母菌细胞的酵母菌细胞提取液,观察酒精产生与否,是结束该争执的有力实验证据
D.德国化学家毕希纳提取出了酵母菌细胞中引起发酵的物质,并称之为酿酶
12.(2024·湖北沙市中学高一月考)细胞在代谢过程中会产生过氧化氢,它对细胞有毒害作用,但细胞内有过氧化氢酶能将过氧化氢分解成无毒物质。据此回答下列问题:
(1)过氧化氢酶促进过氧化氢分解的作用机理是: 。
(2)“生物体内绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA”。某同学为验证过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA,根据实验室提供的以下材料进行实验,请帮他补充完整:
实验材料和试剂:新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液、蛋白酶、RNA水解酶。试管、量筒、滴管、试管架、试管夹等。
实验步骤:
①取适量过氧化氢酶溶液均分为两份,一份用适量蛋白酶处理,另一份用 处理,备用;
②取三支试管,分别编号为A、B、C,分别加入 ;
③向A试管中滴加两滴过氧化氢酶溶液,B试管的处理是 ;C试管的处理是 。
④观察三支试管中气泡产生的速率。
预期实验结果: 。
实验结论: 。
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第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
第1课时 酶的作用和本质
1.C 在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,不同条件(温度、催化剂)是自变量;过氧化氢的分解速率是因变量;肝匀浆和氯化铁溶液的体积、H2O2溶液的浓度均是无关变量。综上所述,A、B、D正确,C错误。
2.C H2O2被Fe3+或肝脏研磨液中的过氧化氢酶催化分解产生H2O和O2。新鲜的肝脏研磨液在37 ℃条件下催化效率最高,相同时间内产生气体最多,故C项所示实验装置中沉入底部的烧瓶最先浮起来。
3.A 在90 ℃水浴加热过程中过氧化氢会分解产生氧气,比组别1中过氧化氢分解速率快,故与组别1相比,组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解,A正确;组别1与4的单一变量是有无酶,组别1与4对照,说明酶具有催化作用,B错误;90 ℃水浴加热过氧化氢会分解产生氧气,干扰实验结果,且4号试管中酶在90 ℃时会失活,所以3号和4号试管不能在90 ℃水浴中加热,C错误;实验中应该遵循单一变量原则,3、4号试管中都应该加2滴,3号试管不能增加FeCl3用量,D错误。
4.B 无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能,进而起到催化的作用,A正确;催化剂在反应前后自身的结构没有发生改变,B错误;酶降低活化能的效果更显著,故酶的催化效率更高,C正确;酶的催化作用需要适宜的条件,无机催化剂可以在高温高压下发挥作用,故无机催化剂催化的化学反应范围更广,D正确。
5.C 多酶片主要成分是胰蛋白酶、胃蛋白酶,这两种酶的化学本质均为蛋白质,C正确,A、B、D错误。
6.B RNA分子被分解为较小的片段需要相关酶的催化,故某种使RNA分子分解成较小的片段的RNA分子具有酶的催化功能,属于生物催化剂,故选B。
7.B 斯帕兰札尼将肉块放入小巧的金属笼中,让鹰吞下去,一段时间后笼内的肉块消失了,他推断鹰的胃液中一定含有消化肉块的物质,由此发现了化学消化,A正确;毕希纳将酵母菌细胞研碎,用提取液和葡萄糖反应,得到了酒精,他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶,但没有分离出酿酶,B错误;萨姆纳认为酶是蛋白质,他成功地用丙酮作为溶剂分离了脲酶,并用多种方法证明了脲酶是蛋白质,C正确;美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也有生物催化功能,即少数酶是RNA,D正确。
8.B 酶的化学本质是蛋白质或RNA,若为蛋白质则合成场所是核糖体,若为RNA,合成场所是细胞核,A错误;酶作用的原理是降低化学反应的活化能,从而加快化学反应的速度,B正确;酶可以在细胞内起作用,也可以在细胞外起作用,C错误;若酶是蛋白质,则能与双缩脲试剂反应产生紫色,若酶是RNA,则不能与双缩脲试剂反应产生紫色,D错误。
9.D P为酶的最适pH,胃蛋白酶和胰蛋白酶均能够水解蛋白质,胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,胰蛋白酶的最适pH为7.0左右,因此两种酶的酶促反应速率最大时的P不相等,胰蛋白酶的P更大,A错误;胰淀粉酶催化淀粉水解的实质是降低化学反应所需活化能,B错误;酶作用条件较温和,胰酶(胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶)的最适pH为7.0左右,胃液的pH为1.5左右,多酶片碾碎后,胃液的酸性环境会使胰酶变性失活导致功效丧失,因此多酶片不可以碾碎后服用,C错误;由图可知,肠溶衣不溶于胃液,肠溶衣在酸性条件下不易被溶解,可防止胰酶在胃中的酸性环境下变性失活,可以保护胰蛋白酶等的活性,D正确。
10.C 生成物乙的能量比反应物甲的能量高,因此反应为吸能反应,A正确;曲线Ⅱ进行反应所需的能量比Ⅰ更低,表示有酶催化条件下的能量变化,B正确;反应前后能量的变化应为E3,C错误;酶参与反应时,其降低的活化能应为曲线Ⅰ、Ⅱ能量峰值之差,为E4,D正确。
11.A 巴斯德认为酵母菌发酵产生酒精需要活细胞的参与,而李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,这些物质是酵母菌细胞死亡并裂解后释放的,巴斯德通过显微镜观察到了酵母菌发酵产生酒精的过程,但不能排除酵母细胞是否裂解,因此,无法判断其观点是否正确,A错误;李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,这些物质是酵母菌细胞死亡并裂解后释放的,由于李比希没有将酵母细胞裂解,使用不含酵母菌的提取液去做酒精发酵试验,缺乏观察或实验证据的支持,李比希的观点只是一种推测,无法判断其观点是否正确,B正确;在葡萄糖溶液中加入不含酵母菌细胞的酵母菌细胞提取液(不含活细胞),观察酒精产生与否,若产生了酒精,说明酒精发酵不需要活细胞即酵母细胞的参与。若没有酒精产生,说明酒精发酵需要活细胞即酵母细胞的参与,因此该实验是结束两人争执的有力实验证据,C正确;毕希纳的实验结果与糖液中含有活酵母菌细胞是一样的,他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶,D正确。
12.(1)过氧化氢酶能降低过氧化氢分解的活化能
(2)①等量RNA水解酶 ②等量新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液 ③加入等量的用蛋白酶处理过的过氧化氢酶溶液 加入等量的用RNA水解酶处理过的过氧化氢酶溶液 ④A、C试管中气泡产生速率快,B试管中气泡产生速率慢或无气泡 过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA
解析:(1)酶具有催化作用的机理是降低化学反应的活化能,故过氧化氢酶能促进过氧化氢分解的作用机理是:过氧化氢酶能降低过氧化氢分解的活化能。(2)为了验证过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA,可采用酶解法分别分解蛋白质和RNA,看分解后是否还能起催化作用,若分解后不起作用,可证明过氧化氢酶就是被相应的酶分解了,根据实验的单一变量原则和等量原则,设计实验如下:①取适量过氧化氢酶溶液均分为两份,一份用适量蛋白酶处理,另一份用等量RNA水解酶处理,备用;②取三支试管,分别编号为A、B、C,分别加入等量的新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液;③向A试管中滴加两滴过氧化氢酶溶液,向B试管加入等量的用蛋白酶处理过的过氧化氢酶溶液,向C试管加入等量的用RNA水解酶处理的过氧化氢酶溶液;④观察三支试管中气泡产生的速率。预期实验结果为A、C试管中气泡产生速率快,B试管中产生气泡速率慢或无气泡,可说明过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA。
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