生物必修1《分子与细胞》一 酶的作用和本质课后练习题

十五　酶的作用和本质

(20分钟　100分)

【基础必会练】(50分)

一、选择题(共4题,每题7分,共28分。每题只有1个选项符合题意)

1.下列关于酶本质的探索历程的叙述,错误的是 (　　)

A.巴斯德提出酿酒中的发酵是由于活酵母细胞的参与

B.毕希纳通过实验证明了引起发酵的酿酶是蛋白质

C.科学家们相继获得脲酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶的结晶,并证明这些酶都是蛋白质

D.切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能

【解析】选B。巴斯德之前,人们认为发酵是纯化学反应,与生命活动无关,而巴斯德认为发酵与活细胞有关,起发酵作用的是整个酵母细胞,A正确;毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶,萨姆纳证明了脲酶是蛋白质,B错误;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,后来科学家又相继获得了胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶,并证明这些酶都是蛋白质,C正确;切赫和奥尔特曼发现少数RNA具有生物催化功能,D正确。

2.(2022·珠海高一检测)下列关于酶的叙述,正确的是 (　　)

A.酶只能在细胞内起催化作用

B.酶都是有机物,均为生物大分子

C.酶既可以在细胞中合成,也可从食物中摄取

D.酶的基本组成单位是氨基酸

【解析】选B。酶可以在细胞内,也可以在细胞外发挥作用,A错误;酶大多数是蛋白质,少数是RNA,都是有机物,均为生物大分子,B正确;酶只能在细胞中合成,C错误;酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸,D错误。

　　　　　　【误区警示】

与酶相关的三个认识误区

(1)误认为只有分泌功能的细胞才能产生酶:一般情况下,活细胞都能产生酶。

(2)误认为酶只在细胞内发挥作用:某些酶可在细胞外或者体外发挥作用,如唾液淀粉酶。

(3)误认为酶有调节、提供能量等多种作用:酶是催化剂,唯一的功能是催化作用。

3.(2022·南京高一检测)适当提高温度、加FeCl3和过氧化氢酶都可以加快过氧化氢的分解。下列各项分组中,加快过氧化氢的分解所遵循的原理相同的是              (　　)

A.提高温度、加FeCl3

B.提高温度、加过氧化氢酶

C.加FeCl3和过氧化氢酶

D.提高温度、加FeCl3和过氧化氢酶

【解析】选C。提高温度是为反应提供能量,加FeCl3和过氧化氢酶都可以降低反应的活化能,C正确。

4.(2022·济南高一检测)20世纪80年代,美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能,可水解特定的RNA序列,并将它命名为ribozyme,其中文译名“核酶”。下列叙述正确的是              (　　)

A.核酶含C、H、O、N、P、S六种元素

B.核酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应

C.核酶催化RNA水解是降低了反应的活化能

D.核酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸

【解析】选C。核酶是RNA分子,故核酶的组成元素为C、H、O、N、P,A错误;核酶的化学本质为RNA,不能与双缩脲试剂发生紫色反应,B错误;酶起催化作用的机理是降低活化能,C正确;核酶是单链RNA分子,所以它的基本单位是核糖核苷酸,D错误。

二、非选择题(共22分)

5.(2022·哈尔滨高一检测)如图表示在37 ℃、pH适宜条件下,胰蛋白酶作用于一定量蛋白质时,生成物量与反应时间的关系图。回答下列问题:

(1)胰蛋白酶的基本单位是　　　　　。胰蛋白酶的催化实质为降低化学反应的活化能,活化能指的是分子由　　　　　态变为容易发生化学反应的　　　　状态所需的能量。 

(2)其他条件不变,在40 min时,加入更多的胰蛋白酶后,曲线会　　　　(填“上升”“下降”或“不变”)。 

(3)胰蛋白酶是胰腺分泌的一类分泌蛋白,在研究分泌蛋白合成路径时,一般用3H标记亮氨酸,追踪放射性出现的位置,这种研究方法叫做　　　　　　　　　。 

【解析】(1)胰蛋白酶的本质是蛋白质,基本单位是氨基酸。酶的催化实质为降低化学反应的活化能,活化能指的是分子由常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量。

(2)由题图分析可知,在40 min时,生成物量不再随着时间增加。

(3)用3H标记亮氨酸,追踪放射性出现的位置,这种方法叫同位素标记法。

答案:(1)氨基酸　常　活跃　(2)不变　(3)同位素标记法

【能力进阶练】(35分)

一、选择题(共10分)

6.有关“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述,正确的是 (　　)

A.该实验中,1号试管常温处理是为了排除无关变量的干扰

B.4号试管中过氧化氢分解最快,是因为酶的浓度高于3.5%的FeCl3溶液

C.如果将四支试管都放在90 ℃水浴中,4号试管的反应速率仍为最快

D.4号试管产生的气泡明显比2号试管多,说明酶的催化效率高

【解析】选A。对照实验为了保证单一变量原则,常设置空白对照,用来排除实验中无关变量对结果产生的影响,A正确;4号试管中过氧化氢分解最快,不是因为酶的浓度高于3.5%的FeCl3溶液,而是因为酶具有高效性,降低活化能更显著,B错误;4号试管为肝脏研磨液,放在90 ℃水浴中,会导致过氧化氢酶失去活性,其反应速率不是最快的,C错误;酶具有高效性是指酶降低活化能更显著,是通过比较酶溶液和无机催化剂得出来的结论,2号试管并未降低反应所需的活化能,因此不能得出酶的催化效率高的结论,D错误。

　　　【补偿训练】

　　中科院天津工业生物技术研究所在一种专门用于分解PET塑料的水解酶研究方面取得重要突破,未来将据此培育出专“吃”PET塑料的新酶种,通过生物降解方法帮助解决日益严重的塑料垃圾污染问题。以下关于这种新酶的叙述,错误的是              (　　)

A.该酶分解塑料以后,自身被消耗

B.该酶的化学本质最可能是蛋白质

C.用该酶进行生物降解塑料,比传统的化学分解效率高,污染小

D.该酶的作用机理是降低反应的活化能

【解析】选A。酶只是起催化作用,在反应前后,酶的数量和性质不发生变化,A错误;酶绝大多数为蛋白质,该水解酶最可能是蛋白质,B正确;酶的催化作用具有高效性而且生物降解本身不会产生污染,而化学分解会污染环境,所以用该酶进行生物降解塑料,比传统的化学分解效率高,污染小,C正确;酶的作用机理是降低反应的活化能,D正确。

二、非选择题(共25分)

7.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,请据图回答下列问题:

(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,酶催化作用的机理是　　　　　　　　。 

(2)酶的化学本质是　　　　　　　　,酶起作用的部位是　　　　　。 

【解析】(1)从题图中可以看出,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,酶催化作用的机理是降低化学反应的活化能。

(2)酶的化学本质是蛋白质或RNA,酶在细胞内和细胞外都能起作用。

答案:(1)高　低　酶所降低的活化能　降低化学反应所需的活化能

(2)蛋白质或RNA　细胞内和细胞外

【尖子生选练】(15分)

8.植物细胞内含有过氧化氢酶,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。回答下列问题:

(1)为探究黄瓜细胞中是否含有过氧化氢酶,设计了如下实验:

(说明:下表中字母代表的物质分别为:

A:1%焦性没食子酸/mL

B:2%H2O2/mL

C:缓冲液/mL

D:黄瓜提取液/mL

E:煮沸冷却后的黄瓜提取液/mL)

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,据实验操作过程可推测:　　　　　　　　　　　　。 

(2)白菜细胞内也含过氧化氢酶,白菜和黄瓜细胞内过氧化氢酶的活性不同,从其分子结构分析,原因可能是　　　　　　　　。 

【解析】(1)①本实验目的是探究黄瓜细胞中是否含有过氧化氢酶,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,可知焦性没食子酸被O2氧化,所以推测黄瓜细胞中存在过氧化氢酶。

(2)过氧化氢酶的本质为蛋白质,白菜和黄瓜细胞内过氧化氢酶的活性不同,从其分子结构分析,原因可能是两种植物过氧化氢酶的氨基酸种类、数目、排列顺序不同或其空间结构不同。

答案:(1)①1号　是否含有黄瓜提取液　②黄瓜提取液中含有过氧化氢酶

(2)两种植物过氧化氢酶的氨基酸种类、数目、排列顺序不同或空间结构不同

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