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人教(2019)生物必修1课时训练
5.1 降低化学反应活化能的酶
第1课时 酶的作用和本质
一、选择题
1.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液中含量的100倍,是最常见的肝功能检查项目。实验表明该酶能与双缩脲试剂反应呈现紫色,下列关于该酶的叙述正确的是( )
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
2.关于生物学实验中的变量,下列说法不正确的是( )
A.任何生物学实验都需要设置对照组和实验组
B.对照实验中应遵循单一变量原则
C.对照实验中一定存在自变量
D.无关变量并不是与实验结果没有关系
3.为探究H2O2酶对H2O2的分解作用,设计如图所示的实验。下列关于如图所示实验的叙述中,错误的是( )
A.甲装置是实验组,乙装置是对照组
B.H2O2溶液的浓度属于无关变量
C.乙试管产生气泡的速率比甲试管快
D.两支试管中H2O2溶液的体积应相同
解析:用新鲜肝脏研磨液处理的乙装置为实验组,加清水的甲装置为对照组,其他的变量如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量,应相同且适宜。
4.将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。如图为一定温度下A、B浓度的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B.该体系中酶促反应速率先慢后快
C.T2后B增加缓慢是底物浓度降低导致的
D.改变温度,T2值可能发生改变
5.胰蛋白酶在水解过程中,通常能得到多肽,最后能得到氨基酸,这说明( )
A.胰蛋白酶是由活细胞产生的
B.胰蛋白酶是生物催化剂
C.胰蛋白酶的化学本质是蛋白质
D.胰蛋白酶的基本组成单位是多肽
6.下列关于比较过氧化氢在不同条件下分解的实验描述,正确的是( )
A.分别往试管中加入两滴质量分数为20%的肝脏研磨液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液,保证了催化剂用量相等
B.该实验的自变量是FeCl3溶液和肝脏研磨液,因变量是H2O2的分解
速率
C.实验的温度、底物的量等都能影响实验的结果,都是该实验的自
变量
D.对照实验一般要设置对照组和实验组,实验过程中可控制多个自
变量
7.在不同的条件下,某化学反应过程与能量的关系如图所示,其中由酶促反应所降低的活化能的值是( )
A.① B.①+②
C.②+③ D.①+②+③
8.下列有关酶的发现过程和本质的叙述,错误的是( )
A.毕希纳证明促使酵母菌发酵的是酵母菌中的某种物质,而非酵母菌本身
B.萨姆纳得到脲酶结晶后,才弄明白酶的本质是蛋白质
C.酶都含有N元素
D.酶是一种无机物
二、非选择题
9.过氧化氢酶能催化H2O2的分解,产生的O2能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎中是否含有过氧化氢酶,设计了如下实验。
(1)3号试管内加入的物质是 。
(2)设计2号试管作为对照的具体目的是 。
(3)如果2号试管未产生颜色反应, 号试管出现橙红色沉淀,可得出马铃薯块茎中含有过氧化氢酶的结论。
10.某研究小组欲探究影响过氧化氢分解的因素,做了如下两个实验。相应的实验结果如图所示(实验①、实验②均在适宜条件下进行),请分析回答下列问题。
(1)实验①、②中的自变量分别为 。
(2)实验②结果反映,bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是
。
(3)实验①中过氧化氢酶和Fe3+的作用机理是 。
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11.猪笼草是一种食虫植物,为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶,某学生设计了两组实验,如图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后,向甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂,丙、丁试管中不加任何试剂,下列实验能否达到目的,相关说法正确的是( )
A.只有实验①能
B.只有实验②能
C.实验①、实验②都能
D.实验①、实验②都不能
12.下列关于酶的叙述中,正确的是( )
A.一旦离开活细胞,酶就失去催化能力
B.酶的空间结构一旦发生改变就失去活性
C.RNA不可能是酶
D.酶与双缩脲试剂不一定发生紫色反应
13.(不定项)科学家毕希纳将酵母菌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,一段时间后就冒出气泡,糖液居然变成了酒。根据以上实验,下列分析得出的结论正确的是( )
A.葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化
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
14.(不定项)在大肠杆菌细胞内,肽酰转移酶能催化蛋白质合成过程中肽键的形成,该酶是由rRNA(RNA的一种)组成的,用核酸酶处理该酶后蛋白质的合成受阻。下列相关叙述正确的是( )
A.肽酰转移酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应
B.肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用
C.大肠杆菌细胞中的rRNA的形成与核仁有关
D.肽酰转移酶在酵母菌中也应该发挥相同的作用
15.现提供双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、蛋清液(含蛋白质)、唾液淀粉酶溶液、蒸馏水、试管和必需的实验用品,请设计一个实验证明“唾液淀粉酶是蛋白质”。
(1)实验原理: 。
(2)实验步骤:
①取三支试管,分别编为1、2、3号,贴上标签。
② 。
③ 。
预期结果:盛有蛋清液和唾液淀粉酶溶液的两支试管中液体均出现紫色,盛有蒸馏水的试管中不出现紫色。
(3)实验结论: 。
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5.1 降低化学反应活化能的酶
第1课时 酶的作用和本质
一、选择题
1.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液中含量的100倍,是最常见的肝功能检查项目。实验表明该酶能与双缩脲试剂反应呈现紫色,下列关于该酶的叙述正确的是( A )
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:由题意可知,谷丙转氨酶的化学本质是蛋白质,其基本单位是氨基酸;由题干信息可知,谷丙转氨酶主要存在于人体各种细胞中,尤以肝细胞为最高,因此该酶在健康人群体检结果的值应大于0;酶在催化化学反应前后数量和化学性质不改变;酶的作用机理是降低化学反应所需要的活化能。
2.关于生物学实验中的变量,下列说法不正确的是( A )
A.任何生物学实验都需要设置对照组和实验组
B.对照实验中应遵循单一变量原则
C.对照实验中一定存在自变量
D.无关变量并不是与实验结果没有关系
解析:只有对照实验才需设置实验组和对照组,纯粹的观察实验(如用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体)不需要设置实验组和对照组。
3.为探究H2O2酶对H2O2的分解作用,设计如图所示的实验。下列关于如图所示实验的叙述中,错误的是( A )
A.甲装置是实验组,乙装置是对照组
B.H2O2溶液的浓度属于无关变量
C.乙试管产生气泡的速率比甲试管快
D.两支试管中H2O2溶液的体积应相同
解析:用新鲜肝脏研磨液处理的乙装置为实验组,加清水的甲装置为对照组,其他的变量如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量,应相同且适宜。
4.将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。如图为一定温度下A、B浓度的变化曲线。下列叙述错误的是( B )
A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B.该体系中酶促反应速率先慢后快
C.T2后B增加缓慢是底物浓度降低导致的
D.改变温度,T2值可能发生改变
解析:T1时加入酶C后,A浓度逐渐降低,B浓度逐渐升高,说明酶C催化物质A生成了物质B,由于酶能降低化学反应的活化能,因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能;由题图可知,该体系中酶促反应速率先快后慢(减慢的原因是底物减少);T2后,B增加缓慢是底物A减少导致的;根据题意,图示反应是在一定温度条件下进行的,若改变温度,则酶的功能可能会受到影响,酶促反应速率会发生改变,T2值可能会发生改变。
5.胰蛋白酶在水解过程中,通常能得到多肽,最后能得到氨基酸,这说明( C )
A.胰蛋白酶是由活细胞产生的
B.胰蛋白酶是生物催化剂
C.胰蛋白酶的化学本质是蛋白质
D.胰蛋白酶的基本组成单位是多肽
解析:绝大多数酶的化学本质为蛋白质,少数为RNA,胰蛋白酶水解后会得到氨基酸,说明胰蛋白酶的化学本质为蛋白质。
6.下列关于比较过氧化氢在不同条件下分解的实验描述,正确的是( B )
A.分别往试管中加入两滴质量分数为20%的肝脏研磨液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液,保证了催化剂用量相等
B.该实验的自变量是FeCl3溶液和肝脏研磨液,因变量是H2O2的分解
速率
C.实验的温度、底物的量等都能影响实验的结果,都是该实验的自
变量
D.对照实验一般要设置对照组和实验组,实验过程中可控制多个自
变量
解析:质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比,每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴肝脏研磨液中的过氧化氢酶分子数的25万倍,分别往试管中加入两滴肝脏研磨液、FeCl3溶液,保证了加入溶液的量相等,但催化剂的用量不等;该实验的自变量是FeCl3溶液和肝脏研磨液,因变量是H2O2的分解速率;实验的温度、底物的量等都能影响实验的结果,都是该实验的无关变量;对照实验一般要设置对照组和实验组,实验过程中应控制一个自变量。
7.在不同的条件下,某化学反应过程与能量的关系如图所示,其中由酶促反应所降低的活化能的值是( B )
A.① B.①+②
C.②+③ D.①+②+③
解析:据题图可知,①+②+③是该化学反应在没有催化剂下所需要的活化能,而③是有酶催化时所需要的活化能,所以,酶所催化的化学反应所降低的活化能是①+②。
8.下列有关酶的发现过程和本质的叙述,错误的是( D )
A.毕希纳证明促使酵母菌发酵的是酵母菌中的某种物质,而非酵母菌本身
B.萨姆纳得到脲酶结晶后,才弄明白酶的本质是蛋白质
C.酶都含有N元素
D.酶是一种无机物
解析:毕希纳的实验证明了促使酒精发酵的是酵母菌提取物中的某种物质,而不是酵母细胞本身的作用;美国的萨姆纳提取出脲酶结晶,并证明其化学本质为蛋白质;不论是蛋白质类的酶还是RNA类的酶,都是有机物。
二、非选择题
9.过氧化氢酶能催化H2O2的分解,产生的O2能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎中是否含有过氧化氢酶,设计了如下实验。
(1)3号试管内加入的物质是 。
(2)设计2号试管作为对照的具体目的是 。
(3)如果2号试管未产生颜色反应, 号试管出现橙红色沉淀,可得出马铃薯块茎中含有过氧化氢酶的结论。
解析:(1)根据单一变量原则和对照实验原则,3号试管内应加入2 mL焦性没食子酸溶液、2滴H2O2溶液、2 mL马铃薯块茎提取液,与前面两组实验对照,目的是探究马铃薯块茎提取液中是否含有过氧化氢酶。(2)向2号试管中加入2 mL马铃薯块茎提取液和2 mL焦性没食子酸溶液,观察颜色变化,该组实验的目的是探究马铃薯块茎提取液中其他物质是否会使焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀,排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响。(3)若马铃薯块茎提取液中有过氧化氢酶,则1号试管没有过氧化氢酶,所以过氧化氢不分解,无现象;4号试管中酶的活性因煮熟而丧失,也没有现象;如果2号试管未产生颜色反应,说明马铃薯块茎提取液中的其他物质不会使焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀;3号试管中马铃薯块茎提取液中的过氧化氢酶催化H2O2分解,产生的O2能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化成橙红色沉淀。
答案:(1)2 mL焦性没食子酸溶液、2滴H2O2溶液、2 mL马铃薯块茎提取液 (2)排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验的影响 (3)3
10.某研究小组欲探究影响过氧化氢分解的因素,做了如下两个实验。相应的实验结果如图所示(实验①、实验②均在适宜条件下进行),请分析回答下列问题。
(1)实验①、②中的自变量分别为 。
(2)实验②结果反映,bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是
。
(3)实验①中过氧化氢酶和Fe3+的作用机理是 。
解析:(1)实验①中,横轴为时间,应为自变量,从两条曲线的形成角度看,催化剂的种类是自变量;实验②中仅有一条曲线,过氧化氢的浓度为自变量。
(2)实验②中,bc段表明过氧化氢浓度再增加,O2产生速率稳定不变,故最可能的原因是酶的数量有限。
(3)酶与无机催化剂的作用机理都是降低化学反应的活化能。
答案:(1)催化剂的种类、时间和过氧化氢的浓度
(2)酶的数量有限 (3)降低化学反应的活化能
11.猪笼草是一种食虫植物,为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶,某学生设计了两组实验,如图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后,向甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂,丙、丁试管中不加任何试剂,下列实验能否达到目的,相关说法正确的是( B )
A.只有实验①能
B.只有实验②能
C.实验①、实验②都能
D.实验①、实验②都不能
解析:由题意可知,本实验的目的是检测猪笼草分泌液中是否含有蛋白酶,实验依据的原理是若猪笼草分泌液中含有蛋白酶,蛋白质会被分解,又由于蛋白酶的本质是蛋白质,蛋白酶也可以与双缩脲试剂反应,因此不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否分解,可以通过蛋白块体积变化判断蛋白质是否水解,故选丙、丁试管,即实验②能达到实验
目的。
12.下列关于酶的叙述中,正确的是( D )
A.一旦离开活细胞,酶就失去催化能力
B.酶的空间结构一旦发生改变就失去活性
C.RNA不可能是酶
D.酶与双缩脲试剂不一定发生紫色反应
解析:酶既可以在细胞内,也可以在细胞外发挥作用;酶的空间结构发生改变,其催化能力有可能发生改变,但不一定失去活性;少数酶是RNA;酶的本质是蛋白质或RNA,因此不是所有的酶都与双缩脲试剂发生紫色反应。
13.(不定项)科学家毕希纳将酵母菌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,一段时间后就冒出气泡,糖液居然变成了酒。根据以上实验,下列分析得出的结论正确的是( ABC )
A.葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化
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:葡萄糖变成酒的过程中有气泡生成,发生了化学变化;催化该化学反应进行的是酵母菌细胞内产生的酿酶;研磨有利于酿酶的释放;毕希纳所做的实验没有证明酿酶的化学本质是蛋白质。
14.(不定项)在大肠杆菌细胞内,肽酰转移酶能催化蛋白质合成过程中肽键的形成,该酶是由rRNA(RNA的一种)组成的,用核酸酶处理该酶后蛋白质的合成受阻。下列相关叙述正确的是( ABD )
A.肽酰转移酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应
B.肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用
C.大肠杆菌细胞中的rRNA的形成与核仁有关
D.肽酰转移酶在酵母菌中也应该发挥相同的作用
解析:肽酰转移酶是由rRNA组成的,其不能与双缩脲试剂发生紫色反应;rRNA是核糖体的重要组成成分,蛋白质合成过程中肽键的形成在核糖体上进行,因此肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用;大肠杆菌是原核生物,其细胞中不存在核仁;肽酰转移酶能催化蛋白质合成过程中肽键的形成,酵母菌中也要合成蛋白质,肽酰转移酶在酵母菌中也应该发挥相同的作用。
15.现提供双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、蛋清液(含蛋白质)、唾液淀粉酶溶液、蒸馏水、试管和必需的实验用品,请设计一个实验证明“唾液淀粉酶是蛋白质”。
(1)实验原理: 。
(2)实验步骤:
①取三支试管,分别编为1、2、3号,贴上标签。
② 。
③ 。
预期结果:盛有蛋清液和唾液淀粉酶溶液的两支试管中液体均出现紫色,盛有蒸馏水的试管中不出现紫色。
(3)实验结论: 。
解析:(1)蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,若实验中唾液淀粉酶溶液能与双缩脲试剂发生紫色反应,即可证明唾液淀粉酶是蛋白质。
(2)实验步骤:
①取三支试管,编号1、2、3。
②向三支试管中分别加入2 mL蛋清液、2 mL唾液淀粉酶溶液、2 mL蒸馏水。
③分别向三支试管中加入1 mL双缩脲试剂A液,摇匀,再分别滴加4滴双缩脲试剂B液,摇匀,观察并记录颜色变化。
④观察三支试管中的溶液颜色变化。
实验结果预测:1、2号试管中均出现紫色物质,3号试管中不出现紫色物质。
实验结果分析:由于蛋清的主要成分是水和蛋白质,唾液淀粉酶溶液的主要成分是水和唾液淀粉酶,因此,根据实验结果可以证明唾液淀粉酶是蛋白质。
答案:(1)蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,若实验中唾液淀粉酶溶液能与双缩脲试剂发生紫色反应,即可证明唾液淀粉酶是蛋白质
(2)②向三支试管中分别加入2 mL蛋清液、2 mL唾液淀粉酶溶液、
2 mL蒸馏水 ③分别向三支试管中加入1 mL双缩脲试剂A液,摇匀,再分别滴加4滴双缩脲试剂B液,摇匀,观察并记录颜色变化
(3)唾液淀粉酶是蛋白质
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