高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶一 酶的作用和本质第1课时当堂达标检测题

第1节　降低化学反应活化能的酶

第1课时　酶的作用和本质

课后·训练提升

合格考过关检验

一、选择题

1.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,下列分析得出的结论,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

答案:D

解析:糖液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,没有证明酶的化学本质是蛋白质。

2.在常温下过氧化氢溶液几乎不分解,但加入肝脏研磨液(含过氧化氢酶)后,会快速分解成H2O和O2。反应过程中能量的变化如右图所示,其中表示活化能的是(　　)

A.E2 B.E3

C.E3-E2 D.E2-E1

答案:C

解析:图中E1表示产物中所含的能量,E2表示反应物中所含的能量,E3表示发生反应时应具有的能量。活化能是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,即E3-E2。

3.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶,该酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高Mg2+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.酶的化学本质是蛋白质

D.绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA

答案:A

解析:由题意可知,除去RNaseP酶中的蛋白质,在提高Mg2+浓度的前提下,RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,说明该酶中的RNA具有催化作用。

4.活细胞内合成酶的原料是(　　)

A.脂肪酸　　　　　 B.脱氧核苷酸

C.葡萄糖  D.氨基酸或核糖核苷酸

答案:D

解析:绝大多数酶是蛋白质,其基本单位是氨基酸;少数酶是RNA,其基本单位是核糖核苷酸。

5.下列关于酶的叙述,正确的是(　　)

A.酶通过为化学反应供能而发挥催化作用

B.细胞环境是酶发挥作用的必要条件

C.细胞内合成酶的场所是内质网和核糖体

D.酶是活细胞产生的具有催化作用的生物大分子

答案:D

解析:酶不能为化学反应提供能量,其作用机理是降低化学反应的活化能,A项错误。如果条件合适,酶在细胞内、外或生物体外均能发挥作用,B项错误。绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,细胞内合成蛋白质的场所是核糖体,合成RNA的场所为细胞核等,C项错误。酶是活细胞产生的具有催化作用的生物大分子,D项正确。

6.下列关于酶生理功能的叙述,正确的是(　　)

A.具有免疫功能

B.具有催化作用,比无机催化剂的催化效率高得多

C.酶与无机催化剂降低化学反应活化能的效率相同

D.能促进生物体内营养物质的运输

答案:B

解析:酶的催化效率远高于无机催化剂;酶只具有催化作用,不具有免疫功能,也不能促进营养物质的运输。

7.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

答案:D

解析: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,并且在化学反应前后,其本身的数量和性质不改变,可反复利用。

8.在实验中需要控制各种变量,其中人为控制的变量是(　　)

A.因变量 B.自变量

C.无关变量 D.控制变量

答案:B

二、非选择题

9.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。下图为酶的作用模型,请据图回答下列问题。

(1)从图中可以看出,没有催化剂时,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　　　　　　,酶在生物体内起作用的部位是　　　　　　。

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:酶能降低化学反应的活化能,从而提高化学反应速率。绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。酶在细胞内外都能发挥作用。

等级考素养提升

一、选择题

1.下图表示某物质在酶、无机催化剂、无催化剂时由常态转变为活跃状态时所需的活化能(分别为a、b、c),据图分析不能得出的结论是(　　)

A.无机催化剂能降低化学反应的活化能

B.酶能降低化学反应的活化能

C.无机催化剂降低的活化能为b-a

D.酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著

答案:C

解析:据图可知,酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能,酶降低的活化能为c-a,无机催化剂降低的活化能为c-b,酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著。

2.下图中的新鲜土豆片与过氧化氢溶液接触后,产生的现象及推测错误的是(　　)

A.若有大量气体产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶

B.若增加新鲜土豆片的数量,试管中收集的气体量不变

C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限

D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量

答案:C

解析:新鲜土豆片中含有过氧化氢酶,能催化过氧化氢分解产生氧气(气泡),A项正确。增加土豆片的数量即增加过氧化氢酶的数量,可使反应速率加快,由于底物过氧化氢的量没有增加,因此收集的气体量不会增加,B项正确。一段时间后,因底物过氧化氢全部被消耗掉,产生的氧气(气体)量不再增加,C项错误。控制温度等无关变量符合实验的单一变量原则,D项正确。

3.用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶,二者的活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是(　　)

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.乙酶的活性无法恢复

答案:C

解析:甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,甲酶活性不变,说明甲酶不是蛋白质,可能是具有催化功能的RNA,A项正确。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项正确。RNA主要在细胞核中合成,蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,C项错误。乙酶被蛋白酶分解,活性无法恢复,D项正确。

4.下列有关酶的叙述,错误的是(　　)

A.酶是活细胞产生的在细胞内外均可起作用的有机物

B.检测蛋白酶的催化作用可用双缩脲试剂检验反应物是否完全水解

C.酶只起催化作用

D.细胞的代谢离不开酶

答案:B

解析:蛋白酶的化学本质也是蛋白质,能与双缩脲试剂反应呈紫色,所以检测蛋白酶的催化作用不可用双缩脲试剂检验反应物是否完全水解。

二、非选择题

5.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。

(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:(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。