高中人教版生物必修1同步作业-第五章 第一节 降低化学反应活化能的酶（一）（有解析）

第五章 第一节 降低化学反应活化能的酶（一）
单选题
1.如图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验装置，下列有关说法正确的是(　　)
A．该实验的自变量是过氧化氢的分解速率
B．1号、4号试管对照说明酶具有催化作用
C．4号试管中的过氧化氢分子所含能量最高
D．4支试管中过氧化氢的浓度和用量不相同
2.如图曲线 Ⅰ、Ⅱ分别表示物质M在无催化剂和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列叙述正确的是(　　)
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．若换用无机催化剂，b点将向上移动
D．加热、加压不能使物质M更容易从常态转变为活跃状态
3.下列关于酶的叙述，有几项是正确的(　　)
①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③凡是活细胞都能产生酶　④酶只能在核糖体上合成　⑤酶的水解产物是氨基酸　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用，其催化作用的实质是为化学反应提供活化能
A．0项 B．1项 C．2项 D．3项
4.图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是(　　)
A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B．若增加新鲜土豆片数量，量筒中产生气体的速度加快
C．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
D．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限
5.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，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Mg2+的浓度，则留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明(　　)
A．该RNA具有生物催化作用 B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质 D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA
6.酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用；非竞争性抑制剂与酶的结合位点不同于底物，使酶与底物结合的活性中心发生改变，不能生成产物。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图，下面相关叙述正确的是（　　）
A．该实验的自变量是底物浓度
B．随着底物浓度的升高，抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失
C．每个酶分子的活性中心能和抑制剂Ⅰ、底物同时结合
D．抑制剂通过改变酶的空间结构，导致酶失活
7.成书于1716年的《康熙字典》收录了酶字，对“酶”的解释为“酒母也”；酶本质的发现经历了几代人的努力。下列有关酶本质的探索发现过程的叙述，错误的是（ ）
A．巴斯德和李比希关于“糖类是怎么变成酒精的”观点都有其局限性
B．萨姆纳从刀豆种子中提取出纯酶，并进一步证明了少数酶不是蛋白质
C．毕希纳将从酵母菌细胞中提取到的、能将糖液变成酒的物质称为酿酶
D．施旺发现，胃腺分泌物与盐酸混合物对肉类的分解能力明显高于盐酸
8.化学降解木质素需要高热量，酶提供了一个比化学降解更环保的过程。自然界中，真菌和细菌能够用它们分泌的木质素降解酶(一种蛋白质)分解木质素。下列有关叙述错误的是(　　)
A．与化学降解木质素相比，酶降解耗能少
B．木质素降解酶的合成均需要核糖体、内质网和高尔基体的参与
C．木质素降解酶的合成过程以氨基酸为原料，同时有水的生成
D．木质素降解酶既能催化化学反应，也能作为化学反应的反应物
9.科学家发现细胞内一种新的结构——细胞蛇，其装配与释放过程如图。这一结构可减少酶活性位点的暴露，从而储存一定量的酶，且不释放其活性。下列叙述错误的是（　　）

A．细胞蛇与核糖体均无膜结构
B．细胞蛇的装配一定经过内质网和高尔基体的加工
C．细胞蛇可调节胞内酶活性
D．细胞蛇数量多的细胞，代谢相对较弱
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
多选题
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，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，下列对实验现象的预测正确的是(　　)

A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失
B．甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失
C．甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
D．甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
E．只需实验②就可以证明分泌液中含有蛋白酶
12.关于比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验，下列叙述不正确的是（　　）
A．实验中所用酵母菌液必须是新鲜的，若放置时间过长酵母菌细胞内的过氧化氢会减少
B．实验中用到的滴管，必须先吸取氯化铁溶液再吸取酵母菌液，这样对实验结果影响较小
C．过氧化氢在温度高的环境中分解速率会比常温时快
D．实验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和带火星木条的复燃情况
三．非选择题
13.活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。如图为酶的作用模型。请据图回答问题：
(1)从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能 ；有酶催化时，发生化学反应需要的活化能 ；a指 。因此，酶催化作用的本质是 。
(2)酶的化学本质是 ，酶起作用的部位是 。
14.下列是关于酶促反应的实验探究：
(1)实验步骤：
①取3支试管并分别标记为A、B、C，各加入等量的一定浓度的过氧化氢溶液，放入38 ℃恒温水浴锅中保温。
②向A中加入一定量的蒸馏水，B中加入等量的质量分数为3.5%的FeCl3溶液，C中加入等量的质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液(所加试剂均经过38 ℃恒温水浴保温)。
③观察各试管产生气泡的速率。
(2)请分析回答下列问题：
①该实验可以探究 。
②实验开始后，B、C组产生气泡的速率比A组快，但一段时间后都没有气泡产生，原因是 。
③若实验过程中，B、C组产生气泡的速率都非常快。为使实验结果的差异更明显，重复实验时可采取的方法是 。
15.植物细胞内含有过氧化物酶，可将细胞代谢产生的H2O2分解。焦性没食子酸被O2氧化后呈现橙红色；双缩脲试剂与蛋白质可发生紫色反应，并且蛋白质的浓度越高，紫色越深。回答下列问题：
（1）为探究黄瓜细胞中是否含有过氧化物酶，设计了如下实验：
试管编号 1%焦性没食子酸/mL 2%H2O2/mL 缓冲液/mL 黄瓜提取液/mL 煮沸冷却后的黄瓜提取液/mL
1 2 2 2 - -
2 2 2 - 2 -
3 2 2 - - 2
①1、2号试管中， 试管是对照组，该实验的自变量是
。
②2号试管显橙红色，但并不能据此证明黄瓜细胞中存在过氧化物酶。为了增强实验的说服力，需要增设一组实验，简述实验设计思路
3号试管不显橙红色，推测其最可能的原因是 。
（2）白菜细胞内也含过氧化物酶，白菜和黄瓜细胞内过氧化物酶的活性不同，从其分子结构分析，原因可能是 。
（3）欲设计实验比较黄瓜和白菜细胞内过氧化物酶的含量多少（假设两种植物提取液中只含过氧化物酶），简述设计思路：
。
单选题
1.答案：B　
过氧化氢的分解速率是该实验的因变量，A错误；加热为过氧化氢提供能量，加催化剂是降低化学反应的活化能，故2号试管中的过氧化氢分子所含能量最高，C错误；4支试管中过氧化氢的浓度和用量是无关变量，对照实验中的无关变量应保持适宜且相同，D错误。
2.答案：C　
ac段表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能，A、B错误；加热、加压通常能使反应物分子获得能量，促进反应的进行，D错误。
3.答案：A　
不具有分泌功能的活细胞也可以产生酶，①错误；酶是由活细胞产生的，②错误；大多数活细胞都能产生酶，但哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶，③错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，可以在核糖体或细胞核中合成，④错误；酶的水解产物是氨基酸或核糖核苷酸，⑤错误；酶只具有催化作用，⑥、⑦错误；酶只是起催化作用，其催化作用的实质是降低化学反应所需的活化能，⑧错误。
4.答案：D　
一段时间后气体量不再增加是因为底物已经消耗完，D错误
5.答案：A
酶的本质是具有催化功能的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA，都具有催化的功能。据题意可知，该酶中的蛋白质除去，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明剩余的RNA也具有生物催化作用，即这些RNA也是酶，A符合题意。故选A。
6.答案：B
有些调节物分子在外形上与作用底物相似，因能与底物竞争结合酶的活性位点，这种调节物称为酶的竞争性抑制剂，磺胺类药物是此酶的一种竞争性抑制剂。
竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，二者的化学结构相似。
竞争性抑制剂的特点：底物浓度越高，底物与酶活性位点结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小。
A、该实验的自变量是底物浓度和抑制剂的种类，A错误；
B、非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失，导致最大酶促反应速率减小，所以图1中抑制剂Ⅱ为非竞争性抑制剂，抑制剂Ⅰ为竞争性抑制剂，随着底物浓度的升高，底物与酶活性位点结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小，竞争性抑制剂的作用逐渐减小甚至消失，B正确；
C、每个酶分子的活性中心只能和抑制剂Ⅰ、底物中的一个结合，C错误；
D、非竞争性抑制剂会使酶与底物结合的活性中心发生改变，导致酶失活，竞争性抑制剂不会导致酶失活，D错误。
7.答案B
A、巴斯德认为只有活细胞才能参与发酵过程，忽视了物质的作用，德国化学家李比希认为参与发酵的是酵母细胞中的某些物质其作用，而但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，显然二者的观点具有局限性，A正确；
B、酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，1926年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶，又用多种方法证明了脲酶是蛋白质，没有证明了少数酶不是蛋白质，B错误；
C、德国化学家毕希纳证明活细胞中的某些物质也可引起发酵，并把能将糖液转变成酒的物质称为酿酶，C正确；
D、德国科学家施旺通过实验发现，将盐酸与胃腺分泌物中的一种物质混合后，该混合物对肉类的分解作用远大于盐酸的单独作用，后来证明这种物质就是胃蛋白酶，D正确。
8.答案：B　
由题干信息可知，自然界中的细菌也能合成木质素降解酶，但细菌细胞内无内质网和高尔基体，故木质素降解酶的合成不一定需要内质网和高尔基体参与，B错误；木质素降解酶能作为催化剂催化化学反应，也能作为底物被蛋白酶分解，D正确。
9.答案：B
结合题图可知，“细胞蛇”是一类包含代谢酶的蛇形无膜细胞结构，可以储存一定量的酶，但不释放其活性。
A、由图可知，细胞蛇主要由酶聚集而成，无膜结构，核糖体也无膜结构，A正确；
B、结合图示可知，细胞蛇是细胞内酶蛋白装配而成，这些酶蛋白不需要经过内质网和高尔基体的加工，B错误；
C、分析题意可知，细胞蛇可减少酶活性位点的暴露，从而储存一定量的酶，即细胞蛇能够调节细胞内酶活性，C正确；
D、细胞蛇可减少酶活性位点的暴露，故细胞蛇数量多的细胞中，有活性的酶数量较少，细胞代谢相对较弱，D正确。
10.答案：B　
脲酶的作用原理与无机催化剂相同，都是降低化学反应所需的活化能，A错误；酶是由活细胞产生的，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，相应的蛋白质会被水解，不能催化人体中的尿素水解，D错误。
多选题
11.答案：CE
蛋白质的鉴定原理：蛋白质+双缩脲试剂→紫色。
蛋白液和蛋白块都能被蛋白酶分解，区别在于蛋白液分解了，从溶液中看不出来，而蛋白块分解了，可以看到它消失了。另蛋白酶本身也是蛋白质，即使蛋白液分解了，蛋白酶还留在溶液中，与双缩脲试剂反应仍然显紫色。
选项ABCD中，甲中溶液的蛋白酶为蛋白质，与双缩脲试剂反应呈紫色，乙中溶液有蛋白质，与双缩脲试剂反应呈紫色；丙中蛋白块被蛋白酶分解而消失，丁中缺少蛋白酶，蛋白块不消失，ABD错误，C正确；
E、加入分泌液如果有蛋白酶会分解蛋白块，所以只需实验②就可以证明分泌液中含有蛋白酶，E正确。
12.答案：ABD
关于比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验中，自变量为过氧化氢的分解条件（常温、加热、加入过氧化氢酶、加入氯化铁溶液），试管中产生气泡数目的多少和带火星木条的复燃情况是因变量。
A、实验中所用酵母菌液必须是新鲜的，酵母菌液放置时间过长，过氧化氢酶会分解失活，A错误；
B、实验需要严格控制自变量，吸取氯化铁溶液和吸取酵母菌液的滴管不能混用，B错误；
C、温度较高意味着给过氧化氢的分解提供了能量，过氧化氢在高温条件下分解速率会加快，C正确；
D、试管中产生气泡数目的多少和带火星木条的复燃情况是因变量，D错误。
三．非选择题
13.答案：(1)高　低　酶所降低的活化能　降低化学反应的活化能
(2)蛋白质或RNA　细胞内或细胞外
解析　(1)从图中可看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能较高；有酶催化时，发生化学反应需要的活化能较低。因此，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能。(2)酶的化学本质是蛋白质或RNA，酶在细胞内外都能起作用。
14.答案:(2)①酶具有催化作用和酶比无机催化剂催化效率高
②过氧化氢被分解完　③减少FeCl3溶液和肝脏研磨液的用量
15.答案： ① 1号 黄瓜提取液的有无 ② 把缓冲液换成2mL过氧化物酶，其他条件与1号试管相同 高温使黄瓜提取液中的过氧化物酶变性失活 （2）两种植物过氧化物酶的氨基酸序列不同（或空间结构不同）
（3） 将等量的黄瓜和白菜提取液分别放入两个试管中，加入双缩脲试剂后观察紫色深浅，紫色深（显色反应强）的一组，过氧化物酶含量高
解析：本实验目的是为探究黄瓜细胞中是否含有过氧化物酶，由于过氧化物酶可将细胞代谢产生的H2O2分解，而焦性没食子酸被O2氧化后呈现橙红色，所以可根据橙红色是否出现判断H2O2是否被分解。
（1）①本实验目的是为探究黄瓜细胞中是否含有过氧化物酶，自变量为是否含有黄瓜提取液，1、2号试管中，2号试管加入的是黄瓜提取液，为实验组，而1号试管加入的是缓冲液，是对照组。
②2号试管显橙红色，但并不能据此证明黄瓜细胞中存在过氧化物酶。为了增强实验的说服力，需要增设一组实验，其思路为：把缓冲液换成2mL过氧化物酶，其他条件与1号试管相同。若对照组与2号试管结果相同，则可说明黄瓜细胞中存在过氧化物酶。3号试管中加入的是煮沸冷却后的黄瓜提取液，由于高温使黄瓜提取液中的过氧化物酶变性失活，所以3号试管不显橙红色。
（2）过氧化物酶的本质为蛋白质，白菜和黄瓜细胞内过氧化物酶的活性不同，从其分子结构分析，原因可能是两种植物过氧化物酶的氨基酸种类、数目、排列序列不同或其空间结构不同。
（3）假设两种植物提取液中只含过氧化物酶，由于过氧化物酶的本质为蛋白质，且双缩脲试剂与蛋白质可发生紫色反应，并且蛋白质的浓度越高，紫色越深，所以欲比较黄瓜和白菜细胞内过氧化物酶的含量多少，可将等量的黄瓜和白菜提取液分别放入两个试管中，加入双缩脲试剂后观察紫色深浅，紫色深（显色反应强）的一组，过氧化物酶含量高。