5.1.1酶的作用和本质——高一生物学人教版（2019）必修一课时优化训练（含解析）

5.1.1酶的作用和本质
——高一生物学人教版（2019）必修一课时优化训练
一、单项选择题
1.酶具有极强的催化功能，其原因是（ ）
A.增加了反应物之间的接触面积 B.降低了化学反应的活化能
C.提高了反应物分子的活化能 D.提供了化学反应的活化能
2.取4支试管，编号1~4，分别往试管中加入2mL浓度为0.5mol/L的过氧化氢溶液后，按照表1进行相关实验。一定能产生气泡的试管编号是（ ）
试管编号 1 2 3 4
加入物质 适量唾液 锈铁钉 生土豆块 熟土豆块
A.1和2 B.2和4 C.2和3 D.3和4
3.下列关于酶的叙述，全面而准确的是（ ）
A.酶是蛋白质
B.酶与无机催化剂没有本质区别
C.酶是活细胞产生的有催化作用的有机物
D.酶不能脱离生物体起作用
4.用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶，甲、乙酶催化反应的速率与处理时间的关系如图所示。甲、乙两酶的化学本质分别最可能是（ ）
A.蛋白质、RNA B.RNA、蛋白质 C.蛋白质、蛋白质 D.RNA、RNA
5.在三支试管中加入等量的体积分数为3%的H2O2溶液，再分别加入等量的蒸馏水、FeCl3溶液、新鲜猪肝研磨液，生物化学反应速率曲线如下图所示，图中曲线①、②、③依次代表的是（ ）
A.加入蒸馏水、FeCl3溶液、新鲜猪肝研磨液
B.加入新鲜猪肝研磨液、FeCl3溶液、蒸馏水
C.加入FeCl3溶液、新鲜猪肝研磨液、蒸馏水
D.加入新鲜猪肝研磨液、蒸馏水、FeCl3溶液
6.将2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液分别加入a、b两支试管中，再往a试管中加入2滴新鲜的肝脏研磨液，b试管中加入2滴FeCl3溶液。以下曲线与反应结果相符的是（ ）
A. B.
C. D.
7.下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
A.酶由细胞产生，并且只能在生物体内发挥作用
B.酶都是蛋白质，具有一定的空间结构
C.酶反应前后性质不变
D.酶具有催化作用和调节作用
8.如图中的新鲜土豆与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是（ ）
A.若有大量气体产生，可推测新鲜土豆块中含有过氧化氢酶B.若增加新鲜土豆块的数量，一定时间内量筒中产生气体的速率加快C.一段时间后，气体量不再增加是因为土豆块的数量有限D.为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
9.如图表示反应物A在无催化剂和有酶催化条件下生成产物P的能量变化过程，下列叙述正确的是（ ）
A.酶离开细胞后无催化作用
B.酶在作用时可以为反应提供的能量为ac
C.若将酶换为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动
D.由图中反应物和产物所含能量关系可知，这是一个吸能反应
10.下图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，则下列叙述正确的是（ ）
A.此反应为放能反应
B.曲线Ⅰ表示有酶参与
C.E2为反应前后能量的变化
D.酶参与反应时，所降低的活化能为E4
11.下列有关酶的叙述错误的是（ ）
A.同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著
B.酶所催化的化学反应一般在较温和条件下进行
C.酶都是在细胞质中的核糖体上合成的
D.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
12.反应底物从常态转变为活跃状态所需的能量称为活化能“如图为无催化剂、H+酶催化下蔗糖水解反应能量变化的示意图，下列相关分析正确的是（ ）
A.酶具有催化作用，是因为能为化学反应提供能量
B.E2和E3分别表示H+和酶为化学反应提供的活化能
C.H+降低的化学反应的活化能是E2
D.酶具有高效性，其实质是在于E1-E3>E1-E2
13.二氧化锰和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解成水和氧气。下表为某兴趣小组进行的实验及相应结果。下列叙述正确的是（ ）
试管 反应物 加入物质 反应条件 实验现象（10s）
1 3ml2%H2O2溶液 二氧化锰少许 室温 少量气泡
2 3ml2%H2O2溶液 马铃薯匀浆适量 室温 大量气泡
3 3ml2%H2O2溶液 人新鲜唾液适量 室温 没有气泡
A.若置于60℃条件下，试管2产生的气泡明显多于试管1
B.在40℃条件下，试管2在进行实验10s和100s时酶的活性相同
C.试管3没有气泡产生，说明唾液中没有具有活性的酶
D.若其他条件相同，改用马铃薯切片，则试管2产生的气泡会明显减少
二、非选择题
14.细胞在代谢过程中会产生H2O2，它对细胞有毒害作用，但生物体内的过氧化氢酶能使其分解为无毒物质。据此回答下列问题：
（1）过氧化氢酶能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，少部分是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，___________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、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，得出实验结论。
实验结果：___________。
实验结论：___________。
15.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，对实验的处理如下表所示。
试管编号 实验处理
加入体积分数 为3%的过氧 化氢溶液/mL 温度 加入试剂
1 2 常温 —
2 2 90 ℃ —
3 2 常温 2滴质量分数为3.5% 的FeCl3溶液
4 2 常温 2滴质量分数为20%的肝脏研磨液
（1）在上表的实验处理中，研究了哪些自变量？________________。写出一种无关变量：_______________。
（2）该实验用的肝脏要求新鲜，原因是_____________。
（3）若要研究酶与无机催化剂的差别，可选用的实验组合是________________。
（4）若试管1和试管2组成对照实验，能说明的问题是_____________。
（5）除了（4）小题的对照实验，请再找出一组对照实验：______________。该对照实验说明的问题是____________________________。
（6）上述实验中的____________是实验组，_______________是对照组。
答案以及解析
1.答案：B
解析：酶不能增加反应物之间的接触面积，酶可以使化学反应的速率大幅度提高的原因是酶作为生物催化剂，可以明显降低化学反应的活化能，酶不会为反应物提供能量，B正确。
2.答案：C
解析：1、唾液中不含过氧化氢酶，因此，向试管中加入适量唾液，不能产生气泡，1不符合题意。2、锈铁钉含铁离子，能作为无机催化剂催化过氧化氢分解，因此，向试管中加入锈铁钉，可以观察到产生气泡，2符合题意。3、生土豆块中含有过氧化氢酶，因此，向试管中加入生土豆块，能产生气泡，3符合题意。4、酶的作用条件较温和，熟土豆块中的过氧化氢酶已经丧失活性，不能催化过氧化氢分解，因此，向试管中加入熟土豆块，不能产生气泡，4不符合题意。综上所述，能产生气泡的试管为2和3.C正确，ABD错误。故选C。
3.答案：C
解析：酶是活细胞产生的有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA，A错误，C正确；酶与无机催化剂相比，具有高效性， B错误；在适宜条件下，酶在细胞内或细胞外都能起作用，D错误。
4.答案：B
解析：用蛋白酶处理甲、乙两种酶后，乙酶催化反应的速率降低，甲酶催化反应的速率不变，说明乙酶能被蛋白酶分解，其化学本质为蛋白质，甲酶不能被蛋白酶水解，其化学本质为RNA，故选B。
5.答案：B
解析：与无机催化剂相比过氧化氢酶降低活化能的效果更显著，曲线①为新鲜猪肝研磨液，曲线②为FeCl3溶液，曲线③为蒸馏水，B正确，ACD错误。
6.答案：A
解析：a、b试管中都加入了2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液，a试管中再加入2滴新鲜的肝脏研磨液（含过氧化氢酶），b试管中再加入2滴FeCl3溶液（无机催化剂），则a试管中催化效率更高。催化剂可加快反应速率，缩短反应达到平衡的时间，但是不改变反应的方向、平衡点和产物最终的生成量，因此，随着反应时间的进行，两支试管的底物逐渐减少最后为0，但a试管底物先降为0，A符合题意。
7.答案：C
解析：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶为RNA，酶不具有调节作用，B、D错误；条件适宜时，酶在生物体内和体外都能发挥作用，且反应前后性质不变，A错误，C正确。
8.答案：C
解析：分解产生，若有大量气体产生，可推测新鲜土豆块中含有过氧化氢酶，A正确；增加新鲜土豆块的数量，则过氧化氢酶的数量增加，在一定范围内催化作用增强，一定时间内产生气体的速率加快，B正确；酶在反应前后不发生改变，可以重复使用，一段时间后气体量不再增加是因为底物有限，C错误；分析题图可知，温度是本实验的无关变量，无关变量应保持相同且适宜。D正确。
9.答案：C
解析：酶发挥作用时降低化学反应的活化能，而非提供能量，其降低的活化能为ab，B错误；与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，C正确；反应物能量高于产物能量，该反应是放能反应，D错误。
10.答案：D
解析：A、由图像可知，反应物甲的能量小于生成物乙的能量，正反应为吸能反应，错误；B、曲线Ⅱ表示有酶参与，错误；C、E1—E4表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能，C错误；D、酶参与反应时，所降低的活化能为E2，D正确。
故选：D。
11.答案：C
解析：A、同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，A正确；
B.高温、低温、过酸、过碱都会影响酶的活性，故酶所催化的化学反应一般在较温和条件下进行，B正确；
C.大多数酶的化学本质是蛋白质，是在核糖体上合成的；少数酶是RNA，是在细胞核合成的，C错误；
D.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，D正确。
故选C。
12.答案：D
解析：酶具有催化作用，是因为酶能降低化学反应的活化能，A错误；E2和E3分别表示H+和酶催化的化学反应所需要的活化能，B错误；无催化剂催化时需要的活化能是E1，H+参与下的化学反应需要的活化能是E2，H+降低的化学反应的活化能为E1-E2，C错误；与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，即E1-E3>E1-E2，D正确。
13.答案：D
解析：A、60℃已远远高于过氧化氢酶的最适温度，酶几乎失活。而试管1中的无机催化剂仍然能催化过氧化氢的分解，60℃条件下，试管1比试管2反应速率快，产生气泡更多，A错；
B.酶促反应过程中，底物与酶作用部位结合，酶的构象发生变化，活性也随之改变，反应结束时，酶的作用位点上不再含有底物基团，酶的构象恢复，其活性恢复。实验进行100s时，3ml2%的过氧化氢已分解完，所以试管2在进行实验10s和100s时酶的活性不同，B错；
C.酶具有专一性，淀粉酶不能催化过氧化氢的分解，所以试管3没有气泡。唾液中没有过氧化氢酶，但有活性的唾液淀粉酶，C错；
D.马铃薯切片中，还有一些过氧化氢酶在细胞中没有释放出来，比马铃薯匀浆中的过氧化氢酶少得多。酶的数量减少，过氧化氢的分解速率减慢。所以其他条件相同时，改用马铃薯切片，试管2产生的气泡会明显减少，D正确。
故选D。
14.答案：（1）过氧化氢酶能降低过氧化氢分解时的活化能
（2）另一份用等量RNA水解酶；等量的新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；B试管加入等量的用蛋白酶处理过的过氧化氢酶溶液，C试管加入等量的用RNA水解酶处理过的过氧化氢酶溶液；A、C试管产生气泡速率快，B试管气泡产生速率慢或无气泡产生；过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA
解析：（1）酶的作用机理是降低反应的活化能。
（2）题述实验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。实验要遵循对照原则和单一变量原则。
15.答案：（1）温度、催化剂种类；过氧化氢溶液、FeCl3溶液和肝脏研磨液的用量、溶液的pH等（写出一种即可）
（2）若肝脏放置时间过长，过氧化氢酶会被破坏，影响实验效果
（3）试管3和试管4
（4）加热能促进过氧化氢分解
（5）答案一：试管1和试管3；FeCl3溶液中的Fe3+能催化过氧化氢的分解；
答案二：试管1和试管4；肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解；
答案三：试管1、试管3和试管4；FeCl3溶液中的Fe3+和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能催化过氧化氢的分解，且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3溶液中的Fe3+
（6）试管2、试管3和试管4；试管1
解析： （1）由表中的实验处理可知，实验的自变量是温度和催化剂种类，过氧化氢溶液、FeCl3溶液和肝脏研磨液的用量以及溶液的pH等都属于无关变量。（2）若肝脏放置时间太久，其中含有的过氧化氢酶会被破坏，失去催化过氧化氢分解的能力。
（3）若要研究酶和无机催化剂的差别，实验的自变量是催化剂种类，因此可选用表格中的试管3和试管4。
（4）试管1和试管2组成对照实验，自变量是温度，二者比较可以说明加热对过氧化氢分解具有促进作用，其作用原理是加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
（5）表格中试管1与试管3或试管4可组成对照实验，说明无机催化剂Fe3+或过氧化氢酶具有催化过氧化氢分解的作用；试管1与试管3、试管4可组成对照实验，说明过氧化氢酶催化过氧化氢分解的效率比Fe3+高。
（6）本实验中的试管2、试管3、试管4是实验组，试管1是对照组。