2020-2021学年生物新教材人教必修1课时分层作业：5-1-1　酶的作用和本质

2020-2021学年生物新教材人教必修1课时分层作业：5-1-1　酶的作用和本质

课时分层作业(十五) (建议用时：40 分钟) 题组一 酶在细胞代谢中的作用 1．酶具有很高的催化效率，其原因是 ( ) A．酶能降低化学反应对温度等条件的要求 B．酶能使反应物变成更加细小的微粒，增加接触面积 C．酶降低了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 D．酶提供了化学反应开始时所需的活化能 C [酶的作用是降低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。] 2．(2019·山东新泰一中高一质量检测)下图为反应物 A 生成产物 P 的化学反 应在无酶和有酶催化条件下的能量变化过程。假设酶处于最适的环境条件，下列 对于图中曲线的分析，正确的是 ( ) A．ad 段表示无酶催化时该反应的活化能 B．若将有酶催化的反应温度升高 10 ℃，则 ab 段会缩短 C．若把酶改成无机催化剂，则图中 b 点位置会下移 D．bc 段表示酶为反应物提供的活化能 B [ac 段表示在无催化剂条件下，使物质 A 生成物质 P 反应发生所需要的活 化能，A 项错误。由于该酶所处的环境条件为最适条件，故将有酶催化的反应温 度升高 10 ℃后，酶活性会下降，导致降低化学反应活化能的程度下降，b 点上移， ab 段会缩短，B 项正确。由于酶比无机催化剂降低化学反应的活化能更显著，所 以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则 b 点在纵轴上将向上移动，C 项错 误。bc 段表示在有酶催化的条件下，使物质 A 生成物质 P 反应发生所需要的活化 能，D 项错误。] 3．下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。有关分析合理的是 ( ) A．本实验的因变量是不同的催化剂 B．1 号与 3 号、1 号与 4 号可分别构成对照实验 C.本实验的无关变量有温度和酶的用量等 D．分析 1 号、2 号试管的实验结果可知，加热能降低反应的活化能 B [由题意可知，本实验的因变量是过氧化氢分解产生气体的速率，A 项错 误。分析题图可知，1 号与 3 号、1 号与 4 号可分别构成对照实验，B 项正确。分 析题图可知，1 号与 2 号实验的温度是自变量，不是无关变量，C 项错误。加热能 使过氧化氢分子从常态转变成容易发生反应的活跃状态，不能降低反应的活化能， D 项错误。] 4．无机催化剂和酶都可以加快化学反应的速率，下列叙述正确的是( ) A．反应前后，无机催化剂和酶自身会发生变化 B．和无机催化剂不同，酶催化化学反应的机理是降低化学反应的活化能 C．与酶相比，无机催化剂降低活化能的效果更显著 D．通过加热也可以提高化学反应的速率，但原理与催化剂的不同 D [无机催化剂和酶反应前后自身均不发生变化，两者催化化学反应的机理 相同，都是降低化学反应的活化能，酶降低活化能的效果更显著，加热提高化学 反应速率的原理是提高反应物中高能量分子的数目，D 正确。] 5．在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如表所 示。 试管组别 实验处理 加入 3%H2O2(mL) 温度 加入试剂 试管 1 2 常温 / 试管 2 2 90 ℃ / 试管 3 2 常温 2 滴 3.5%FeCl3 溶液 试管 4 2 常温 2 滴 20%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是因为______________________。 (3)若 要 研 究 生 物 催 化 剂 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 上 述 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。 [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，过氧化 氢溶液的用量、FeCl3 溶液、肝脏研磨液的用量、溶液的 pH 等都属于无关变量。 (2)肝脏放置久了，就会被微生物破坏，其中含有的过氧化氢酶被破坏，失去催化 过氧化氢分解的能力。(3)若要研究生物催化剂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 的实 验处理不同的是温度，二者比较可以说明温度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能量，促使其分解。(5)分析表格中实验处理， 除试管 1 与试管 2 对照外，还有试管 1 与试管 3 或试管 4，说明无机催化剂 Fe3＋ 或生物催化剂过氧化氢酶都具有催化过氧化氢分解的作用；试管 1 与试管 3、试管 4 对照，则可说明过氧化氢酶催化过氧化氢分解的效率比 Fe3＋高。(6)上述实验中 的试管 2、3、4 是实验组，试管 1 是对照组。 [答案] (1)温度、催化剂 过氧化氢溶液的用量、FeCl3 溶液、肝脏研磨液的 用量、溶液的 pH(任写其一) (2)肝脏放置时间长，过氧化氢酶会被破坏，影响实 验效果 (3)试管 3 和试管 4 (4)加热使过氧化氢分子得到能量，促使过氧化氢分 解 (5)答案一：试管 1 和试管 3 FeCl3 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 和肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，且 过氧化氢酶的催化效率高于 FeCl3 中的 Fe3＋ (6)试管 2、试管 3 和试管 4 试管 1 题组二 酶的本质 6．下列关于酶的叙述中正确的是( ) A．酶能调节生物体的生命活动 B．一般说来，活细胞都能产生酶 C．酶都是在核糖体上合成的 D．所有的酶与双缩脲试剂发生作用，都可产生紫色反应 B [本题考查的是酶的产生、化学本质和作用。酶具有催化作用，不能调节 生物体的生命活动；酶由活细胞产生；绝大部分酶是蛋白质，在核糖体上合成， 可与双缩脲试剂发生紫色反应，少部分酶是 RNA，不是在核糖体上合成的，不能 与双缩脲试剂反应呈紫色。] 7．下列关于酶的叙述中正确的是( ) A．酶是具有分泌功能的细胞产生的 B．酶提供了反应过程所必需的活化能 C．高温或 pH 改变会导致酶结构的改变 D．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 C [本题考查酶的产生、作用和特点。酶是活细胞产生的，作用是降低活化 能。过酸、过碱和高温都会改变酶分子的结构。酶是生物催化剂，反应前后酶分 子的结构不会发生改变。] 8．用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶，甲、乙两种酶的活性与处理时间的关 系如图所示，下列分析不正确的是 ( ) A．甲酶可能是具有催化功能的 RNA B．乙酶的化学本质为蛋白质 C．甲、乙两种酶的合成场所一定是相同的 D．乙酶活性改变是因为其分子结构改变 C [甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，甲酶活性不变，说明甲酶可能不是 蛋白质，可能是具有催化功能的 RNA，A 正确；乙酶活性降低，说明乙酶可被蛋 白酶分解，故乙酶的化学本质为蛋白质，B 正确；RNA 主要在细胞核中合成，蛋 白质主要在细胞质中的核糖体上合成，C 错误；乙酶的化学本质为蛋白质，其酶 活性改变是因为蛋白质分子结构改变，D 正确。] 9．德国化学家毕希纳将酵母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 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， 不能证明酶的化学本质是蛋白质。] 10．现提供双缩脲试剂 A 液和 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，请设计一个实验以证明“唾液淀粉酶是蛋白 质”。 实验原理：_________________________________________。 实验步骤： ①取三支试管，分别编上 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。 实验结论：_________________________________________。 [解析] 证明某种酶是蛋白质的实验设计：实验组是待测酶液＋双缩脲试剂→ 观察是否出现紫色反应；对照组是已知蛋清液＋双缩脲试剂→出现紫色反应，蒸 馏水＋双缩脲试剂→不出现紫色反应。 [答案] 实验原理：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 实验步骤：②向三支试管中分别加入 2 mL 蛋清液、唾液淀粉酶溶液、蒸馏水 ③分别向三支试管中加入 1 mL 双缩脲试剂 A 液，振荡，再分别滴加 4 滴双 缩脲试剂 B 液，振荡，观察并记录颜色变化 实验结论：唾液淀粉酶是蛋白质 11．下图中的新鲜土豆片与 H2O2 溶液接触后，产生的现象及推测错误的是 ( ) A．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量 B．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 C．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度会加快 D．若有大量气体产生，可推测新鲜土豆片中含有 H2O2 酶 B [分析题图可知，温度是本实验的无关变量，为保证实验的严谨性，无关 变量应保持相同且适宜，需要控制温度等无关变量，A 项正确。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 H2O2 的数量有限， H2O2 全部被分解，B 项错误。增加新鲜土豆片的数量，H2O2 酶的数量增加，在一 定范围内催化作用增强，产生气体的速度加快，C 项正确。H2O2 分解时产生 O2， 图中装置若有大量气体产生，可推测新鲜土豆片中含有 H2O2 酶，D 项正确。] 12．研究人员发现了一种促进脂肪细胞生成的本质为蛋白质的酶。这一发现 有望为治疗肥胖症开辟新途径。下列有关叙述不正确的是 ( ) A．该酶与脂肪的共有元素有 C、H、O B．在适宜条件下，蛋白酶可以将该酶水解 C．该酶遇双缩脲试剂呈现紫色 D．理论上可以通过促进该酶的功能来治疗肥胖症 D [由题意知，该酶的本质是蛋白质，和脂肪共有的元素有 C、H、O，A 正 确；在适宜条件下，该酶可被蛋白酶分解，可与双缩脲试剂发生紫色反应，B、C 正确；该酶能促进脂肪细胞生成，若促进其功能，则会使脂肪细胞增多，不能用 来治疗肥胖症，D 错误。] 13．过氧化物酶能分解 H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中 是否存在过氧化物酶，设计实验如表所示。下列相关叙述正确的是( ) 管 号 1%焦性没 食子酸 /mL 2%H2O2 溶 液/mL 缓冲 液/mL 过氧化物 酶溶液 /mL 白菜梗提 取液/mL 煮沸冷却后的 白菜梗提取液 /mL 1 2 2 2 — — — 2 2 2 — 2 — — 3 2 2 — — 2 — 4 2 2 — — — 2 A.1 号管为对照组，其余不都是实验组 B．2 号管为对照组，其余都为实验组 C．若 3 号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 D．若 4 号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶 A [由题干信息可知，该实验的自变量为是否加入白菜梗的提取液，故加入 白菜梗提取液的 3 号管为实验组，其他都为对照组，A 项正确；由题干信息可知 2 号管是对照组，只有 3 号管是实验组，B 项错误；若 3 号管显橙红色，还需要与 1、 2、4 号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶，C 项错误；4 号管不显橙红色 是因为高温处理使过氧化物酶变性失活，D 项错误。] 14．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： (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＋的作用原理是____________；通过实验 1 可以 得出什么结论？_________________________________________。 [解析] (1)观察题图可知实验 1、2 的自变量分别是催化剂的种类和时间、过 氧化氢的浓度。(2)实验 2 曲线中，bc 段 O2 产生速率不再增大的原因最可能是酶 的数量(浓度)有限。(3)过氧化氢酶和 Fe3＋都是催化剂，它们的作用原理相同，都 是降低化学反应的活化能，实验 1 中加过氧化氢酶的反应速率比加 Fe3＋的快得多， 故可以得出结论：酶具有催化作用，且与无机催化剂相比，酶的催化作用更高效。 [答案] (1)催化剂的种类和时间、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 酶具有催化作用，且与无机催 化剂相比，酶的催化作用更高效 缺乏利用已知生物学思想分析设计实验的能力 15．下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是( ) A．验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类 B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度 C．探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度 D．探究酶催化作用的最适 pH 时，应设置过酸、过碱、中性三组 C [酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，验证酶的专一性 时，自变量是不同的底物或不同的酶，A 错误；酶的高效性是指与无机催化剂相 比，酶降低化学反应所需要的活化能的作用更显著，所以验证酶的高效性时，自 变量是催化剂的种类(即酶和无机催化剂)，不是酶的浓度，B 错误；酶的活性受温 度的影响，每一种酶都有其最适温度，温度过高或过低都会使酶的活性降低，温 度过高甚至会使酶失去活性，探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，C 正 确；酶的活性受 pH 的影响，每一种酶都有其最适 pH，pH 过高或过低都会使酶 的活性降低，甚至失去活性，探究酶催化作用的最适 pH 时，设置的 pH 梯度要小， 甚至要进行预实验，不能只设置过酸、过碱、中性三组，因为这三组可能都不是 最适 pH，D 错误。]