第5章 1.降低化学反应活化能的酶 课时1 酶的作用和本质（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 该同步练习通过“基础巩固-综合运用-拓广探索”三层设计，实现酶的作用与本质知识点从单一理解到综合应用再到实验探究的进阶，适配新授课知识巩固需求，渗透生命观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|酶的作用原理、本质探索、特性|10道选择题聚焦核心概念，如第3题活化能曲线分析（科学思维）、第8题RNA酶实验（生命观念）| |综合运用|实验设计、酶功能综合|5题含表格分析（第11题对照实验）和代谢途径推理（第13题），提升科学探究能力| |拓广探索|酶催化条件验证|1道实验设计题（第16题），通过分组对照探究辅助因子作用，强化探究实践与态度责任|

第五章 细胞的能量供应和利用 。降低化学反应活化能的酶 课时 1 酶的作用和本质 基础巩固 1. 下列叙述与如图所示实验不相符的是( ) 第 1 题 A. 该实验的自变量是催化剂的种类 B. 该实验的因变量是催化剂的催化效率 C. 实验现象是两支试管中气泡产生速率相差不大 D. 温度、过氧化氢溶液的浓度也会影响实验结果 【答案】C 【解析】该实验两个试管中分别加入了肝脏研磨液和 两种催化剂,故该实验的自变量是催化剂的种类, 不符合题意；该实验中通过观察过氧化氢的分解速度，比较两种催化剂的催化效率，故该实验的因变量是催化剂的催化效率，B 不符合题意；肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，酶与无机催化剂 相比，催化效率较高，因此实验现象是两支试管中气泡产生速率相差较大，C 符合题意；温度会影响酶的活性，故对实验结果有影响; 过氧化氢溶液是反应的底物，在一定浓度范围内也会影响实验结果, D 不符合题意。 2. 下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述，错误的是 ( ) A. 肝脏最好是新鲜的，以保证其具有较高的过氧化氢酶活性 B. 过氧化氢溶液最好现配现用, 以免过氧化氢在常温下分解 C. 加热、 和过氧化氢酶均为过氧化氢分解反应提供了能量 D. 需设置常温下未做任何处理的过氧化氢溶液，作为对照实验 【答案】C 【解析】新鲜肝脏中的过氧化氢酶活性较高, 可有效催化过氧化氢分解, 避免酶失活影响实验结果, A 正确; 过氧化氢在常温下会缓慢分解, 现配现用可减少实验误差, 确保反应速率差异由自变量引起, B 正确; 加热为反应提供能量, 但 (无机催化剂)和过氧化氢酶(生物催化剂)均通过降低反应活化能加速反应, 而非提供能量, C 错误; 设置常温未处理的过氧化氢溶液作为空白对照，可排除环境因素对实验结果的干扰，D 正确。 3. 如图所示曲线 I、II 分别表示在适宜条件下反应物 在无催化剂和有酶催化的条件下生成产物 P 所需能量的变化过程。下列叙述正确的是 ( ) 第 3 题 A. ad 段表示无催化剂时, 反应所需要的活化能 B. ac 段表示有酶催化时，酶降低的活化能 C. ab 段表示有酶催化时，酶降低的活化能 D. 若曲线 II 代表无机催化剂，那么 b 线需要往下移动 【答案】C 【解析】c 是初态, 活化能是指从初态到活化态所需要的能量, 为 ac 段对应的能量, A 错误; ac 段表示无酶催化时, 化学反应所需的活化能, B 错误; bc 表示有酶催化时所需的活化能, ab 段表示有酶催化时, 酶降低的活化能, C 正确; 与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能更显著，所以若曲线 II 代表无机催化剂， 线需要往上移动，D 错误。 4. 关于酶本质的探索, 下列相关叙述错误的是 ( ) A. 切赫和奥尔特曼发现少数 DNA 也具有催化作用 B. 李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质 C. 毕希纳从酵母菌细胞中获得了含有酶的提取液 D. 萨姆纳用多种方法证明脲酶是蛋白质 【答案】A 【解析】切赫和奥尔特曼发现少数 RNA 也具有催化作用, A 错误; 化学家李比希则认为, 糖类变成酒精仅仅是一种化学反应, 与酵母细胞活动无关, 最多只是需要酵母细胞中某些物质的参与, B 正确; 毕希纳将酵母细胞进行研磨、过滤, 得到提取液, 并证明从酵母菌细胞中获得的是含有酶的提取液，C正确；美国科学家萨姆纳用多种方法证明脲酶的化学本质是蛋白质, D 正确。 5. (教材改编题)下列有关酶的作用特点及本质的叙述，正确的是 ( ) A. 酶不能脱离生物体起作用 B. 酶是起催化作用的蛋白质 C. 酶能为反应物提供能量 D. 酶与无机催化剂的作用原理相同 【答案】D 【解析】酶既可以在细胞内起作用，也可以在细胞外起作用, 甚至在生物体外也可以起作用, A 错误; 酶大多数是蛋白质，少数是RNA，B错误；酶催化的原理是降低化学反应的活化能，C错误；酶和无机催化剂都能够降低化学反应的活化能，D 正确。 6. 下列有关酶的叙述错误的是 ( ) A. 酶和无机催化剂都能加快化学反应速率, 缩短达到平衡的时间, 但不改变平衡点 B. 酶能为催化的底物提供活化能 C. 所有酶都含有 四种元素 D. 酶既是生物体内的催化剂，也可以作为某些反应的底物 【答案】B 【解析】酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，都能加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点, A 正确; 酶的作用机理是降低化学反应的活化能, 而非提供活化能，B错误；酶的本质为蛋白质(元素组成是 、 、 、 N 等)或 RNA(元素组成是 C、H、O、N、P)，蛋白质和 RNA 的组成元素中都含有 四种元素， 正确；酶的本质是蛋白质或者 RNA，本身是催化剂，也可作为底物被蛋白酶或者 RNA 酶降解，D 正确。 7. 胃蛋白酶是一种消化性蛋白酶, 下列有关说法错误的是 ( ) 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 四种元素构成 【答案】C 【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 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 错误，A、B、D 正确。 8. 20 世纪 80 年代科学家发现了一种 RNase P 酶，是由 20% 的蛋白质和 80% 的 RNA 组成的。如果将 RNase P 酶中的蛋白质除去, 并提高 的浓度,留下来的 RNA 仍然具有与 RNase P 酶相同的催化活性，这一结果表明 ( ) A. 酶是由蛋白质和 RNA 组成的 B. 某些 RNA 具有生物催化活性 C. 酶的化学本质都是蛋白质 D. 酶的化学本质都是 RNA 【答案】B 【解析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物, 其中大部分是蛋白质、少数是 RNA, A、C、D 错误; 依题意, 将 RNase P 酶中的蛋白质除去,并提高 的浓度,留下来的 RNA 仍然具有与 RNase P 酶相同的催化活性，说明 RNase P 酶中具有生物催化活性的是其中的 RNA 部分，B 正确。 9. 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性(酶催化特定化学反应的能力)与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是( ) 第 9 题 A. 甲酶的化学本质为蛋白质 B. 甲酶能够不被该种蛋白酶降解 C. 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 D. 甲酶可能是具有催化功能的 RNA 【答案】A 【解析】绝大多数酶是蛋白质, 少量酶是 RNA, 用蛋白酶处理后, 甲酶活性不变, 则说明甲酶可能是 RNA, A 错误; 用蛋白酶处理甲，甲酶活性不变，说明不被该种蛋白酶降解，B 正确; 用蛋白酶处理后, 乙酶活性降低, 说明乙酶是蛋白质, 被蛋白酶处理后分解(分子结构改变)，C 正确；用蛋白酶处理后，甲酶活性不变，说明甲酶可能是具有催化功能的 RNA, D 正确。 10. 脲酶是一种催化尿素分解成氨和二氧化碳的酶, 具有高度专一性, 最早从刀豆中提取并被证明是蛋白质。下列有关脲酶的叙述正确的是 ( ) A. 脲酶的作用原理与无机催化剂的不同 B. 能催化脲酶水解的酶是蛋白酶 C. 在细胞内合成，在细胞外无法发挥作用 D. 食用刀豆后，刀豆中的脲酶能催化人体中的尿素水解 【答案】B 【解析】酶和无机催化剂的作用原理都是降低化学反应的活化能，A 错误；脲酶从刀豆中提取并被证明是蛋白质，因此脲酶能被蛋白酶催化水解，B正确；酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，可以在细胞内，也可以在细胞外发挥作用，C错误；刀豆中的脲酶属于蛋白质，食用刀豆后，相应的蛋白质(脲酶)会被水解，故刀豆中的脲酶不能催化人体中的尿素水解，D 错误。 综合运用 11. (教材改编题)某兴趣小组设计了相关实验来比较过氧化氢在不同条件下的分解情况，实验处理及结果如下表所示。相关叙述正确的是 ( ) 试管号 实验处理 气泡产生速率 1 6 支试管中分别注入新配制的、体积 分 数 为 3% 的过氧化氢溶液 2 mL 水浴加热 ++ 2 注入 2 滴质量分数为 3%的 溶液 +++ 3 注入 2 滴质量分数为 20%的肝脏研磨液 ++++ ++ 4 注入 2 滴煮沸过的质量分数为 20% 的肝脏研磨液 - 5 注入 2 滴蒸馏水 - 6 不做处理 - 注:“+”代表有气泡产生，“+”越多代表气泡产生速率越快；“-”代表无明显气泡产生。 A. 该实验设计的是对比实验, 没有对照组, 只有实验组 B. 该实验中的因变量是对过氧化氢溶液的处理情况不同 C. 该实验中试管 4 和 5 的目的是排除非测试因素的干扰 D. 3 号试管比 6 号产生气泡的速率快说明酶具有的催化效率更高 【答案】C 【解析】该实验设计的是对照实验, 试管 5、6 是对照组, A 错误;该实验中肝脏研磨液含有过氧化氢酶, 酶和氯化铁属于不同的催化剂，在实验中都属于自变量，因变量是气泡产生速率, B 错误; 该实验中试管 4 和 5 的可排除非测试因素的干扰，C正确；与无机催化剂相比，酶具有高效性，3 号试管比 2 号产生气泡的速率快说明酶具有高效性，D 错误。 12. 为探究新鲜土豆片的数量对 分解速率的影响，设计了如图所示实验。图中的新鲜土豆片与 接触后,产生的现象及推测, 正确的是 ( ) 溶液 第 12 题 A. 一段时间后气体量不再增加是因为土豆片中的相关酶变性失活 B. 增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生的气体量会增大 C. 本实验中的温度、pH 等属于无关变量 D. 将图中的“新鲜土豆片”改为“等量的煮熟土豆片”可观察到相同的实验结果 【答案】C 【解析】一段时间后气体量不再增加是因为底物已经消耗完,土豆片中的相关酶活性不变, A 错误; 由于底物浓度不变，因此即使增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生的气体量不变，但量筒中产生的气体速度加快，B错误；本实验探究的是新鲜土豆片的数量对 分解速率的影响，实验的自变量是土豆片的数量,温度、 等属于无关变量,应保持相同且适宜，C正确；煮熟土豆片中酶变性失活，则观察不到不同土豆片的数量对 分解速率的影响， 错误。 13. 粗糙脉孢菌中精氨酸的合成途径如图所示, 其中精氨酸是细胞生活的必需物质。某种脉孢菌突变体只能在添加了精氨酸的培养基上生长，在分别添加了鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸琥珀酸的培养基上都无法生长。下列与酶有关的说法错误的是 ( ) 第 13 题 A. 细胞内化学反应离不开酶 B. 该突变体的酶 D 发生异常 C. 酶是由细胞产生具有催化作用的有机物 D. 酶在催化反应完成后即被降解为氨基酸 【答案】 D 【解析】细胞内化学反应离不开酶，酶的存在可以使细胞内的化学反应在常温下顺利进行, A 正确; 题意显示, 某种脉胞菌突变体只能在添加了精氨酸的培养基上生长，在分别添加了鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸琥珀酸的培养基上都无法生长，据此推测，该突变体异常的原因是酶D发生异常，B 正确；酶是由细胞产生具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质,少数是 RNA, C 正确; 酶在催化反应完成后不会被降解为氨基酸, 还可以保持其原来的理化性质, D 错误。 14. “酵素”目前在保健品领域大热，甚至有人称每晚不吃晚餐，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”类物质 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. 人体各细胞中“酵素”类物质的种类和数量可能不同 【答案】 B 【解析】根据题干信息可知, “酵素” 实际上是酶, 凡是活细胞都可以产生酶, A 正确; 酶具有催化作用, 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, 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。 15.(多选)酶被水解，产物可能有 ( ) A. 氨基酸 B. 肽类 C. 脱氧核苷酸 D. 磷酸 【答案】ABD 【解析】某些化学本质为蛋白质的酶, 可被蛋白酶最终水解为氨基酸, A 正确; 某些化学本质为蛋白质的酶, 在蛋白酶的催化作用下，可部分水解为肽类，B正确；大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA，二者水解都不可能得到脱氧核苷酸, C 错误; 化学本质为 RNA 的酶, 彻底水解后可得到磷酸、 核糖、四种含氮碱基(A、U、C、G)，D 正确。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 题号 13 14 15 答案 拓广探索 16. 1897 年德国科学家毕希纳发现, 利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵; 还有研究发现, 乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论, 利用下列材料和试剂进行了实验。 材料和试剂:酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、 无菌水。 实验共分 6 组, 其中 4 组的实验处理和结果如下表。 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液十无菌水 - ② 葡萄糖溶液十酵母菌 + ③ 葡萄糖溶液十A溶液 - ④ 葡萄糖溶液十B溶液 - 注:“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成。 回答下列问题: (1)除表中 4 组外，其他 2 组的实验处理分别是:葡萄糖溶液 + 酵母汁；葡萄糖溶液 +_____。 (2)若为了确定 B 溶液中是否含有多肽，可用_____来检测。若为了研究 B 溶液中离子 M 对乙醇发酵是否是必需的, 可增加一组实验, 该组的处理是:葡萄糖溶液 + A溶液 +_____。 (3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是 ，以确保酶的活性。 (4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？ _______________(写出方法及相应原理)。 【答案】(1)A 溶液 +B 溶液(2)双缩脲试剂 去除了离子 M 的 B 溶液(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH (4)染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性(或酵母汁接种培养观察, 原理是酵母菌可以繁殖) 【解析】(1)为验证上述“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验,一组为葡萄糖溶液+酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成)，另外一组为葡萄糖溶液十A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子包括相关酶)+B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)，此组预期结果为有乙醇生成。(2)为了确定 B 溶液中是否含有多肽，可用双缩脲试剂检测，观察反应后是否呈现紫色。据题干信息可知，M 离子存在于 B 溶液中, 故为验证 M 对乙醇发酵是否为必需的, 则应加设一组实验, 即葡萄糖溶液 +A 溶液+去除了离子 M 的 B 溶液; 若有乙醇生成，则证明 B 不是必需的，若无乙醇生成，则证明 B 是必需的。(3)酶的作用条件温和，需要适宜的温度和 pH 等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH,以确保酶的活性。 (4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有:染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透性；若为死细胞，则能被染色(或酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖，一段时间后，若酵母菌数量增加，则为活细胞)。 学科网（北京）股份有限公司 $