【课后练习】16 酶的作用和本质 人教版(2019)生物学 必修1 (含答案）

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16 酶的作用和本质
一、概念检测
1．从八个角度判断有关酶说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
角度 说法 正误判断
①产生场所 一般来说，活细胞都能产生酶
②化学本质 酶是具有催化作用的蛋白质
③合成原料 酶的基本单位是氨基酸，因此氨基酸是酶的合成原料
④合成场所 酶是在核糖体上合成的
⑤来源　　 酶只能在生物体内合成，不能从食物中获得
⑥作用　　 酶具有催化、调节等多种功能
⑦作用场所 酶只在细胞内发挥作用
⑧温度影响 低温和高温均能使酶变性失活
2．(2020·东莞期末)下列有关酶的叙述，正确的是(　　)
A．酶都是蛋白质，其合成场所是核糖体
B．酶的数量因化学反应而减少
C．酶只有在生物体内才能起催化作用
D．酶与无机催化剂催化反应的原理相同
3．酶具有极强的催化功能，最根本的原因是(　　)
①增加了反应物之间的接触　②降低了化学反应的活化能　③提高了化学反应的活化能　④本身的数量和性质不变化，可反复利用
A．①②　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．②④
4．酶是一类由活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物。下列关于酶的论述错误的是(　　)
A．酶的基本组成单位是氨基酸或核苷酸
B．酶的活性与pH有关
C．酶可以提供化学反应的活化能
D．与无机催化剂相比，酶的催化效率很高
5．酶的作用原理是(　　)
A．降低化学反应的活化能
B．增加反应物之间的接触面积
C．降低反应物之间的接触面积
D．提供使反应开始所必需的活化能
二、综合迁移
6．“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，滴入过氧化氢酶的试管内(　　)
A．产生的气泡多，点燃的卫生香燃烧不猛烈
B．产生的气泡多，点燃的卫生香燃烧猛烈
C．产生的气泡少，点燃的卫生香燃烧不猛烈
D．产生的气泡少，点燃的卫生香燃烧猛烈
7．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP(核糖核酸酶P)，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高剩余物质的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性。这一结果表明(　　)
A．RNA具有生物催化作用
B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质都是蛋白质
D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA
8．德国化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，一段时间后冒出气泡，糖液居然变成了酒。根据以上实验，分析得出的结论错误的是(　　)
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
9．对盛有过氧化氢的试管加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关叙述正确的是(　　)
A．二者的基本原理是相同的
B．前者是使过氧化氢分子的能量提高，而后者是降低过氧化氢分子发生化学反应的能量
C．二者都可以降低过氧化氢分子的活化能
D．酶和Fe3＋的作用原理是不同的
10．分析下表实验，下列叙述错误的是(　　)
序号 操作 现象
1 质量分数为20%的过氧化氢＋常温 氧气泡少
2 质量分数为20%的过氧化氢＋FeCl3溶液 氧气泡较多
3 质量分数为20%的过氧化氢＋鲜肝提取液 氧气泡最多
4 质量分数为20%的过氧化氢＋煮沸后冷却的鲜肝提取液 氧气泡少
A.该实验中pH为无关变量
B．2号和3号对照，说明过氧化氢酶具有高效性
C．3号和4号对照，说明酶的活性受温度的影响
D．该实验能说明过氧化氢酶具有专一性
11．(2020·厦门月考)如图表示有酶催化和无酶催化反应过程中的能量变化。下列相关叙述正确的是(　　)
A．曲线Ⅰ表示酶促反应过程
B．(a－d)的值表示反应所需的活化能
C．(a－b)的值表示酶催化时降低的活化能
D．曲线Ⅰ、Ⅱ表示的反应过程所经历的时间相同
12．下面两个图是某研究小组探究过氧化氢分解的条件而获得的实验结果。回答下列有关问题：
(1)图1、图2所代表的实验中，实验自变量依次为________________、______________。
(2)根据图1可以得出的实验结论是酶的催化作用具有________。
(3)图2曲线bc段产生的原因最可能是____________________________。
(4)若图2实验过程中增加过氧化氢酶的含量，请在图2中，利用虚线绘出可能的曲线变化情况。
(5)能否以过氧化氢为材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响？________，原因是____________________________________________________。
13．某同学为了探究过氧化氢酶量对酶促反应速率的影响，设置了如图1所示装置，请回答：
(1)酶在细胞代谢中的作用机理是___________________________，本实验中对自变量的控制可通过_______________来实现，除了自变量和因变量外，本实验中的无关变量有________________________________(答出2点即可)。
(2)若根据第一次实验得到了量筒内液面高度变化与时间的关系如图2所示，请在图中用虚线画出第二次实验(增加酶的数量)的曲线。
(3)若要验证酶的高效性，只需再增加一套如图1所示的实验装置，可作出如下改变：____________________________________________________(写出具体措施)。
三、应用创新
14．为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某同学设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2号试管中加入适量双缩脲试剂，3、4号试管中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是(　　)
A．实验② B．实验①、实验②都能
C．实验① D．实验①、实验②都不能
15.(多选)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图所示。下列分析正确的是(　　)
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
16．已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果并得出结论。请回答问题：
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、新鲜的质量分数为0.01%的过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管若干。
(1)实验步骤：
①____________________________________________________；
②____________________________________________________；
③____________________________________________________。
(2)实验结果预测及结论：
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是____________________________________________________。
由此可得出的结论是____________________________________________________。
(3)如果仅将实验中的恒温水浴的温度改为80 ℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是____________________________________________________，
原因是____________________________________________________。
参考答案
1答案：①√　②×　③×　④×　⑤√　⑥×　⑦×　⑧×
2解析：选D　酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，合成场所是核糖体、细胞核等；酶可以反复利用，其数量并不会因化学反应而减少；只要条件适宜，酶在细胞内外都能起作用；酶与无机催化剂催化反应的原理相同，都是降低化学反应的活化能。
3解析：选D　酶之所以具有极强的催化功能，关键是它能降低化学反应的活化能，并且它与无机催化剂一样，化学反应前后本身的数量和性质不改变，可反复利用。
4解析：选C　酶的化学本质是蛋白质或RNA，因此其基本组成单位是氨基酸或(核糖)核苷酸，A正确；酶的活性受pH的影响，B正确；酶可以降低化学反应的活化能，不能提供活化能，C错误；与无机催化剂相比，酶的催化效率很高，D正确。
5解析：选A　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率。
6解析：选B　由于过氧化氢酶降低化学反应活化能的效果显著，因此加入过氧化氢酶的试管中过氧化氢分解速率较快，产生的气泡多，点燃的卫生香燃烧猛烈。
7解析：选A　根据题中信息“留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性”，可推知该酶的化学本质是RNA，即RNA具有生物催化作用。
8解析：选D　葡萄糖变成酒的过程中有气泡生成，发生了化学变化；催化该化学变化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，并不能证明酶的化学本质是蛋白质。
9解析：选B　加热主要是使过氧化氢分子的能量提高，达到活化能，使反应快速进行；催化剂则是通过降低过氧化氢分子发生化学反应的活化能，从而能够发生反应，二者的基本原理是不同的。酶和Fe3＋都是催化剂，它们的作用原理是相同的，只是效率不同。
10解析：选D　该实验的自变量是不同的反应条件，即常温、FeCl3溶液、鲜肝提取液、煮沸后冷却的鲜肝提取液，pH为无关变量；说明酶具有高效性的是3号和2号实验，生物催化剂与无机催化剂相比具有高效性；3号和4号体现了酶的活性与温度之间的关系，说明酶的活性受温度的影响；要证明酶的专一性，自变量可以是底物种类或者酶的种类，该实验不能证明酶的专一性。
11解析：选C　曲线Ⅱ表示酶促反应过程，A错误；(a－c)的值表示反应所需的活化能，B错误；(a－b)的值表示酶催化时降低的活化能，C正确；曲线Ⅰ、Ⅱ表示的反应过程所经历的时间不相同，曲线Ⅰ反应过程所需时间比曲线Ⅱ长，D错误。
12解析：(1)图1实验研究的是过氧化氢酶和Fe3＋对过氧化氢分解的影响，故实验的自变量为催化剂的种类。图2实验研究的是过氧化氢浓度对O2产生速率的影响，自变量是过氧化氢的浓度。(2)图1中通过比较过氧化氢酶和Fe3＋对过氧化氢分解的催化效率，说明酶具有高效性。(3)图2中曲线bc段产生的原因最可能是过氧化氢酶的数量有限。(4)图2实验过程中，当增加过氧化氢酶的含量时，反应速率加快，所获得的曲线如答案图所示。解题时，需要注意的是纵坐标表示的是O2产生速率，而不是O2的释放量。(5)过氧化氢在加热条件下会分解产生O2，对实验结果造成干扰，因此不宜用过氧化氢为材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响。
答案：(1)催化剂种类　过氧化氢浓度　(2)高效性　(3)过氧化氢酶数量(浓度)有限　(4)如图所示
(5)不能　过氧化氢在加热条件下会分解，影响实验结果
13解析：(1)酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而加速反应的进行。本实验的自变量是酶的多少，实验中对自变量的控制可通过挤压注射器来实现，除了自变量和因变量外，本实验中的无关变量有温度和过氧化氢溶液的浓度等。(2)增加酶的量后反应速率加快，但是不改变反应的平衡点。(3)若要验证酶的高效性，只需将注射器内的过氧化氢酶换成FeCl3溶液即可。
答案：
(1)降低化学反应的活化能　 挤压注射器　 温度和过氧化氢溶液的多少　(2)如图中虚线所示　(3)将注射器内的过氧化氢酶换成FeCl3溶液即可
14解析：选A　双缩脲试剂检测的是蛋白质，蛋白酶也是蛋白质，故实验①无法从化学特性上达到目的，只能考虑物理特性，如蛋白块变小或消失，实验②可达到实验目的。
15解析：选ACD　蛋白酶能催化蛋白质降解。由图可知，在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化，而乙酶活性逐渐下降，说明甲酶的化学本质不是蛋白质，有可能是RNA；而乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下其空间结构发生改变。
16解析：该实验有两个目的：一是验证酶具有催化作用，可通过设置有酶和无酶的两组实验进行研究；二是验证酶具有高效性，可通过比较酶与无机催化剂的催化效率来实现。因此，本实验需要设置3组：H2O2溶液＋蒸馏水、H2O2溶液＋过氧化氢酶溶液、H2O2溶液＋FeCl3溶液。由于该实验属于验证性实验，所以实验结果是确定的，即加过氧化氢酶的一组中O2释放速率最快，加FeCl3溶液的一组次之，加蒸馏水的一组最慢。高温使过氧化氢酶变性失活，故经80 ℃处理后，加有FeCl3溶液的试管中O2释放速率最快。
答案：(1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 ℃恒温水浴锅中保温适当时间　②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液　③观察各试管中释放气泡的快慢　(2)加过氧化氢酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管　酶具有催化作用和高效性　(3)加FeCl3溶液的试管　在此温度下，过氧化氢酶已变性失活
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