内容正文:
第二节 酶是生物催化剂
第1课时 酶的本质、作用和特性
基础过关练
题组一 酶的本质
1.(2026天津滨海新区月考)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.DNA C.RNA D.核糖
2.酶是生物催化剂,下列说法中正确的是( )
A.极少数特殊的酶是DNA,绝大多数酶是蛋白质
B.酶具有专一性,一种酶只能催化一种底物
C.酶是由具有分泌功能的细胞合成的具有催化作用的有机物
D.受酶催化而发生化学反应的分子称为酶的底物
3.(易错题)某同学做了如下四组实验:①号试管中多肽+双缩脲试剂;②号试管中氨基酸溶液+双缩脲试剂;③号试管中蛋白质+蛋白酶+双缩脲试剂;④号试管中煮沸后的蛋白酶+双缩脲试剂。四组实验中出现紫色的有( )
A.①②③ B.①③④ C.①④ D.②③
4.(2026河北唐山月考)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如下图所示。下列分析错误的是( )
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
题组二 酶的作用机理
5.下图表示某种酶催化反应过程的模式图,下列叙述错误的是( )
A.图中A表示酶,其化学本质不一定是蛋白质
B.该图体现酶催化作用具有专一性
C.图中A酶也能催化底物E水解成B和C
D.图示过程可能发生在核糖体中
6.(2025浙江嘉兴模拟)下图是某种核酶催化反应的示意图,下列叙述正确的是( )
A.核酶的基本单位是脱氧核糖核酸
B.酶促反应的底物是核糖核苷酸
C.通过碱基配对形成酶-底物复合物
D.核酶的催化作用没有专一性
7.图1表示某类酶作用的模型,图2表示酶催化作用中能量变化过程。请据图回答:
(1)图1模型中A代表 ,C、D代表 。
(2)图1模型中,若B表示一种二糖,则B可能是 或 。
(3)酶催化作用的实质是 。
(4)图2曲线表示物质A生成物质P的化学反应在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。酶所降低的活化能可用图中 段来表示;如果将酶改为无机催化剂催化该反应,则b在纵轴上将 (填“上移”或“下移”),这体现了酶的 性。
题组三 酶的特性
8.(教材习题改编)如图为蔗糖酶作用机理示意图,下列说法正确的是( )
A.该示意图说明酶具有高效性
B.一分子蔗糖可以水解为两分子葡萄糖
C.在反应进行过程中酶的空间结构发生改变
D.酶只在细胞内起作用
9.(2025浙江金华期中)将少许的 FeCl3和新鲜肝脏研磨液分别加入等量过氧化氢溶液中,检测两组产生的气体量。下列有关该实验结果的预测,正确的是(注: 实线为加入 FeCl3产生的气体量,虚线为加入新鲜肝脏研磨液产生的气体量)( )
A B
C D
10.下列有关“探究酶的专一性”活动的叙述,正确的是( )
A.实验中可直接使用新鲜唾液
B.本实验可用碘-碘化钾溶液替代本尼迪特试剂
C.可将酶溶液置于适宜的温度下,一段时间后再和底物混合
D.添加淀粉和蔗糖酶溶液的试管中出现红黄色沉淀一定是由淀粉中混有蔗糖引起的
11.(2026河北衡水月考)为了研究酶的特性,研究小组进行了实验,基本过程见下表。
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入2%过氧化氢溶液
3 mL
3 mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
—
3
加入二氧化锰
—
少许
4
检测
据此分析,下列叙述错误的是( )
A.实验的可变因素是催化剂的种类
B.该实验的因变量是试管中过氧化氢溶液的剩余量
C.该实验能说明酶的作用具有高效性
D.该实验能用鸡肝匀浆来代替马铃薯匀浆
能力提升练
题组一 分析酶的作用
1.下图表示酶和无机催化剂改变化学反应速率的原理,相关叙述正确的是( )
A.酶具有催化作用,是因为酶能为化学反应提供能量
B.酶降低的化学反应的活化能是EC
C.酶具有高效性的实质是(EB-EC)>(EB-EA)
D.EC和EA分别表示酶和无机催化剂为化学反应提供的活化能
2.(2025浙江杭州期中)在食品发酵过程中,酶促反应是关键。但在某些发酵过程中,乙醇作为副产物会影响许多酶的活性。某课题组发现氨肽酶具有耐受有机溶剂的特性。氨肽酶能够催化蛋白质N端(含有游离的氨基)氨基酸水解,增加游离氨基酸的量从而改变食品风味。下列叙述正确的是( )
A.氨肽酶催化反应的底物是氨基酸
B.氨肽酶催化水解的是肽键
C.乙醇会破坏氨肽酶的空间结构
D.氨肽酶离开细胞即失活
题组二 分析酶的特性
3.(2026山东淄博月考)酶与底物结合完成催化反应后结构会发生相应的变化。枯草杆菌蛋白酶(S酶)可催化两种结构不同的底物CTH和CU,且与两者结合的活性部位相同。研究人员利用S酶进行的四组实验(SCTH表示催化CTH反应后的S酶,SCU表示催化CU反应后的S酶),结果如图所示。对实验结果分析不正确的是( )
A.S酶催化CTH和催化CU反应时的构象不同,但S酶仍具有专一性
B.CTH能诱导SCU产生相应的互补结构,从而进行高效反应
C.S酶催化CTH反应后还能催化CU进行高效反应
D.S酶与底物结合后,降低了底物转化为产物所需要的活化能
4.某生物兴趣小组要设计实验验证酶的专一性。请根据题意回答问题。
备选实验材料和用具:蛋白质块、牛胰蛋白酶溶液、牛胰淀粉酶溶液、蒸馏水、双缩脲试剂、试管若干、恒温水浴锅、时钟等。
(1)该实验的自变量是 。
(2)实验步骤:①取两支相同的洁净试管,编号为甲、乙;②取5 mL牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中,再取牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中;③将两支试管置于恒温水浴锅(37 ℃)中,保温5分钟;④分别加入等体积等质量的蛋白质块,其他条件相同且适宜;⑤一段时间后,分别加入等量的双缩脲试剂进行检测,记录实验结果。
上述实验步骤中,有两处明显错误,请找出这两处错误并更正: ;
。
(3)如果想验证过氧化氢酶具有高效性的特点,应该用过氧化氢酶和
对 进行催化效率比较。
答案与分层梯度式解析
第二节 酶是生物催化剂
第1课时 酶的本质、作用和特性
基础过关练
1.C 核糖体由蛋白质和RNA构成,蛋白质被蛋白酶去除后,剩余物质仍能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RNA,C正确。
2.D 绝大多数酶是蛋白质,极少数特殊的酶是RNA,A错误。酶的专一性是指一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应,B错误。酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,C错误。
3.B ①号试管中多肽含有多个肽键,会与双缩脲试剂发生反应出现紫色;②号试管中氨基酸不含肽键,不会与双缩脲试剂发生反应出现紫色;③号试管中蛋白酶的化学本质是蛋白质,会与双缩脲试剂发生反应出现紫色(易错点);④号试管中煮沸后的蛋白酶空间结构改变,但肽键没有断裂,仍会与双缩脲试剂发生反应出现紫色。所以四组实验中出现紫色的有①③④,B符合题意。
4.B 由题图可知,甲酶用蛋白酶处理后酶活性不变,则甲酶可能是具有催化功能的RNA,B错误;乙酶活性的改变是因为蛋白酶破坏了其分子结构,D正确。
5.C 图中A表示酶,酶的化学本质是蛋白质或RNA,A正确;底物和酶的结合具有专一性(一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应),该图体现酶催化作用具有专一性,B正确;酶具有专一性,B、C可以被A酶催化生成E,但A酶不能催化底物E水解成B和C,C错误;如果B、C是氨基酸,那么图示过程(氨基酸脱水缩合)可能发生在核糖体中,D正确。
6.C 核酶的化学本质是RNA,RNA的基本单位是核糖核苷酸,A错误;据图可知,酶促反应的底物是核糖核酸,B错误;据图可知,核酶通过碱基配对与底物形成酶-底物复合物来催化化学反应,C正确;核酶的催化作用具有专一性,D错误。
7.答案 (1)酶 生成物 (2)蔗糖 乳糖 (3)降低化学反应的活化能 (4)ab 上移 高效
解析 (1)分析图1可知,A反应前后不变,B分解为C和D,所以A表示酶,B表示底物,C和D表示生成物。(2)若图1中B表示一种二糖,那么C、D表示两种不同的单糖,则B可能是蔗糖或乳糖。(3)酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能,从而加快反应速率。(4)图2曲线表示物质A生成物质P的化学反应在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。ac段表示无催化条件时反应所需的活化能,bc段表示有酶催化条件时反应所需的活化能,所以酶所降低的活化能可用图中ab段来表示;如果将酶改为无机催化剂催化该反应,因为无机催化剂的催化效率比酶低,降低活化能的作用效果不如酶明显,所以b在纵轴上将上移,这体现了酶的高效性。
8.C 据题图分析,题图只能说明酶的专一性,不能说明酶的高效性,A错误;一分子蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖组成,因此一分子蔗糖不能水解为两分子葡萄糖,B错误;在反应进行过程中,反应物结合到酶的作用位点上,酶的空间结构会发生改变,C正确;酶是在活细胞中产生的,可以在细胞内起作用,也可以在细胞外起作用,D错误。
9.C FeCl3是无机催化剂,新鲜肝脏研磨液中含有过氧化氢酶,与无机催化剂相比酶具有高效性,因此加入新鲜肝脏研磨液的组反应速率较快,又因为两组加入的过氧化氢的量相等,所以两组相对气体量的最大值相同,加入新鲜肝脏研磨液的组较快达到相对气体量的最大值。
特别提醒 当底物一定时,加入酶可以提高反应速率,缩短到达平衡点的时间,但不改变反应的平衡点。
10.C “探究酶的专一性”实验中需要对新鲜唾液进行稀释才能使用,A错误;由于碘-碘化钾溶液只能检测淀粉是否水解,而不能检测蔗糖是否水解,故本实验不可用碘-碘化钾溶液替代本尼迪特试剂,B错误;该实验中,温度是无关变量,需要保持一致且适宜,因此可将酶溶液置于适宜的温度下,一段时间后再和底物混合,C正确;添加淀粉和蔗糖酶溶液的试管中出现红黄色沉淀可能是由淀粉中混有蔗糖或蔗糖酶溶液中混有淀粉酶引起的,D错误。
11.B 马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶,该实验选用MnO2和过氧化氢酶作为催化剂,因此可变因素为催化剂的种类,A正确;过氧化氢分解生成水和氧气,生成的水会影响试管中溶液的体积,因此,试管中过氧化氢溶液的剩余量不能作为因变量,B错误;通过比较无机催化剂(MnO2)和酶(过氧化氢酶)在过氧化氢分解中的催化效率可以得出酶具有高效性(常考点),C正确;鸡肝匀浆、马铃薯匀浆均含有过氧化氢酶,该实验能用鸡肝匀浆来代替马铃薯匀浆,D正确。
能力提升练
1.C 酶不能为化学反应提供能量,酶具有催化作用,是因为酶能降低化学反应所需要的活化能,A错误;由题图可知,非催化反应活化能是EB,酶催化化学反应所需的活化能是EC,则EB-EC为酶降低的活化能,B错误;酶具有高效性,其实质在于酶降低活化能的作用效果比无机催化剂更显著,即(EB-EC)>(EB-EA),C正确;EC和EA分别表示有酶和无机催化剂时反应所需的活化能,D错误。
2.B 由题干信息“氨肽酶能够催化蛋白质N端(含有游离的氨基)氨基酸水解”可知,氨肽酶催化反应的底物是蛋白质,氨肽酶催化水解的是肽键,A错误,B正确。由题干信息“氨肽酶具有耐受有机溶剂的特性”可知,乙醇不会破坏氨肽酶的空间结构,C错误。酶离开细胞在适宜条件下不会失去活性,D错误。
3.C 酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,S酶催化CTH和CU时构象不同,但S酶仍具有专一性,A正确;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,D正确。
题图信息
选项判断
①③曲线对照:自变量为酶种类,结果显示S酶和SCU都能催化CTH反应(均有产物生成),且效果相似
CTH(底物)能诱导SCU产生相应的互补结构,从而进行高效反应,B正确
②④曲线对照:自变量为酶种类,结果显示S酶能催化CU反应,SCTH不能催化CU反应(无产物生成)
S酶催化CTH反应后,不能再催化CU反应,C错误
4.答案 (1)酶的种类 (2)步骤②不符合等量原则,应取5 mL牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中 步骤⑤不能用双缩脲试剂检测,应直接观察蛋白质块体积的变化 (3)MnO2(或F) H2O2的分解
解析 (1)验证酶的专一性,需要设计对照实验,据备选实验材料和用具分析可知,该实验的自变量是酶的种类。(2)实验步骤②中加入乙试管中的牛胰淀粉酶溶液没有注明用量,不符合等量原则;两支试管中都有蛋白质类酶,遇双缩脲试剂均呈紫色,因而不能用双缩脲试剂检测,应直接观察蛋白质块体积的变化。(3)验证过氧化氢酶具有高效性的特点,应该用过氧化氢酶和MnO2(或Fe3+)对H2O2的分解进行催化效率比较。
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