人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》一 酶的作用和本质习题

第五章　细胞的能量供应和利用

第17课时　酶的作用和本质

目标导航　1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质。2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

一、酶在细胞代谢中的作用

1．细胞代谢

(1)场所：__________内。(2)实质：各种____________的总称。(3)意义：细胞____________的基础。

2．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解。

(1)实验过程和现象

(2)控制变量

①相关概念

a．自变量：在实验过程中____________的变量。

b．因变量：____________________的变量。

c．无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的____________。

②原则：在对照实验中，除了要____________外，其他变量都应当________________。

3．酶的作用原理

(1)活化能：分子从____________________________________________所需要的能量。

(2)原理：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用__________，因而____________更高。

(3)意义：使细胞代谢能在________的条件下快速进行。

二、酶的本质

1．探索历程

(1)巴斯德之前：发酵是__________反应，与__________无关。

(2)①巴斯德：发酵与酵母细胞有关，发酵是____________而不是__________________在起作用。

②李比希：引起发酵的是酵母细胞中的____________，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。

(3)毕希纳：酵母细胞中的____________能够在__________破碎后继续起催化作用，就像在______________中一样。

(4)萨姆纳：酶是__________。

(5)20世纪80年代初又发现：______________也具有生物催化功能。

2．酶的本质

(1)合成场所：__________内。

(2)本质：具有________________的有机物，其中绝大多数是__________，少数是________。

知识点一　酶在细胞代谢中的作用

1．下表是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验设计的相关内容。请回答：

(1)对照组是____________，实验组是__________________(填试管编号)。

(2)比较1号和2号试管，你得出的结论是___________________；比较3号和4号试管，你得出的结论是______________________________________________________。

(3)某同学按照表中方法做了这个实验，结果3号试管和4号试管的现象刚好相反，他的实验失败的原因可能是： ___________________________________________________

________________________________________________________________________。

知识点二　酶的本质

2．下列有关酶的叙述，正确的是                                         (　　)

①酶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活细胞一般都能产生酶　④绝大多数酶是蛋白质　⑤有的酶是RNA　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦酶在细胞代谢、生殖和发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用

A．①②⑤  B．②③⑦  C．③④⑧   D．③④⑤⑧

3．关于酶的叙述中，正确的是                                            (　　)

A．酶只有在生物体内才能起催化作用

B．酶都有消化作用

C．新陈代谢的调节过程需要酶的参与

D．酶都是在核糖体上合成的

基础落实

1．所有酶都含有的化学元素包括                                         (　　)

A．C、H、O      B．C、H、O、N

C．C、H、O、N、P    D．只有C、H

2．绝大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明     (　　)

A．酶是由活细胞产生的

B．酶是生物催化剂

C．绝大多数酶的化学本质是蛋白质

D．酶的基本组成单位是多肽

3．在一定气候条件下，运用植物细胞质壁分离的实验原理测试田间作物的细胞液浓度，以此法获得作物代谢情况的必要数据。在此项测试中，自变量(实验变量)是         (　　)

A．制备的一系列浓度检测液

B．一定的温度或其他数据

C．作物细胞质壁分离状态

D．作物细胞液浓度

4．酶具有极强的催化功能，其原因是                                      (　　)

A．降低了化学反应的活化能

B．增加了反应物之间的接触面积

C．提高了反应物分子的活化能

D．酶提供使反应开始所必需的活化能

5．下列哪项不符合有关酶的叙述                                        (　　)

A．酶是有机物

B．酶的催化效率很高

C．酶起催化作用时，和无机催化剂相同，是降低化学反应的活化能

D．酶在催化反应中本身也发生了变化

6．下列关于过氧化氢的叙述，正确的是                                   (　　)

A．在无催化剂存在时，不会分解成水和氧气

B．过氧化氢和水一样无色无味，对皮肤无害

C．Fe3＋和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应

D．在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应的平衡点会向分解一侧移动

7．在比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是   (　　)

A．有利于过氧化氢酶的释放

B．保护过氧化氢酶

C．提高过氧化氢酶的活性

D．以上说法都不对

能力提升

8．20世纪80年代科学家发现了一种RnaseP酶，是由20%蛋白质和80%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仍然具有这种酶相同的活性，这一结果表明                                                   (　　)

A．酶的化学本质是蛋白质

B．酶是由蛋白质组成的

C．RNA也具有生物催化作用

D．绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA

9．多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用。关于酶的叙述，正确的是                                                                      (　　)

A．多酶片中的酶都是蛋白质

B．一个酶分子只起一次作用

C．酶提供反应开始时所必需的活化能

D．食物消化过程需要酶的作用，而细胞内的化学反应不需要酶的作用

10．20世纪80年代，T.R.Cech在研究四膜虫时，发现其 rRNA前体加工除去某些片段的过程中发生“剪接反应”，该反应是在仅有RNA没有任何蛋白质参与的情况下完成的。下列推论最合理的是                                                        (　　)

A．该反应不需要酶的催化

B．四膜虫体内的这种RNA具有酶的特性

C．所有蛋白质和RNA都是酶

D．有的DNA也可能是酶

11．下列关于酶的叙述中，正确的是                                      (　　)

A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的细胞内起作用

B．酶的基本组成单位是氨基酸

C．酶的组成元素一定有C、H、O、N

D．酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性

12．下列有关酶的研究，按时间先后顺序，正确的是                         (　　)

①斯帕兰札尼证明鸟胃里的化学变化　②施旺从胃液中提取出胃蛋白酶　③人们认识鸟胃里无化学变化　④科学家指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质　⑤科学家认为，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，少数酶是RNA

A．①②③④⑤     B．③①②④⑤

C．①②④③⑤     D．③①②⑤④

综合拓展

13．某同学设计了一组实验装置如下图所示，用于比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率，据此回答下列问题。

(1)本实验的主要目的是探索________________________________________________。

(2)实验步骤：

①制备新鲜动物肝脏的研磨液；

②将滤纸片在肝脏研磨液中浸泡后取出，贴在反应室上侧的内壁；

③_______________________________________________________________________；

④将反应小室旋转180度，变成图B所示状态；

⑤每隔30秒读取并记录量筒中水面的刻度一次，共进行5分钟；

⑥另取相同装置，将滤纸片换为__________________________________________，重复以上步骤。

(3)若两次实验的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是___________________。

答案  知识清单

一、1.(1)活细胞　(2)化学反应　(3)生命活动　2.(1)基本无气泡产生　有气泡产生　有气泡产生　有大量气泡产生　(2)①a.人为改变　b．随自变量变化而变化  c．可变因素　②观察的变量　始终保持相同　3.(1)常态转变为容易发生化学反应的活跃状态　(2)更显著　催化效率　(3)温和

二、1.(1)纯化学　生命活动　(2)①整个细胞　细胞中的某些物质　②某些物质　(3)某些物质　酵母细胞　活酵母细胞　(4)蛋白质　(5)少数RNA　2.(1)活细胞　(2)催化作用　蛋白质　RNA

对点训练

1．(1)1号试管　2、3、4号试管　(2)加热能提高过氧化氢分解速率　过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多

(3)①肝脏研磨液不新鲜；②没有换滴管，用滴过肝脏研磨液的滴管滴FeCl3溶液

解析　(1)实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称为自变量，随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。(2)从表中数据得出什么结论，关键看自变量是什么，然后看结果是什么。(3)实验误差分析主要从材料的选择是否合理、操作步骤是否规范等方面进行分析。

知识链接　(1)变量：实验过程中可以变化的因素。

(2)自变量：实验要研究的因素，即人为改变的量。

(3)因变量：随自变量的变化而变化的变量。

(4)无关变量：不是要研究的因素，但对实验结果会造成影响，这样的变量称为无关变量。

(5)实验原则：实验设计时，除自变量外，其余因素都保持不变的设计为对照实验，对照实验贯彻了三大原则：单因子变量原则；对照原则；等量原则。

(6)实验组与对照组

接受自变量处理的实验为实验组；没接受自变量处理的实验为对照组。

2．D　[酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。活细胞几乎都能产生酶，且酶只有催化作用。]

方法点拨　酶本质的证明实验

(1)证明某种酶的化学本质是蛋白质

实验组：待测酶溶液＋双缩脲试剂→检测是否出现紫色反应；

对照组：已知蛋白质溶液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。

(2)证明某种酶的化学本质是RNA

实验组：待测酶溶液＋吡罗红染液→检测是否出现红色；

对照组：已知RNA溶液＋吡啰红染液→出现红色。

3．C　[酶虽然是由活细胞产生的，但它的催化作用不一定非在生物体内，只要条件适宜，体内体外都可起催化作用，故A项不正确。酶的催化作用表现在多方面，有的酶促进物质合成，有的酶促进物质分解，只有消化酶才能促进消化，故B也不正确。调节新陈代谢的物质有激素、维生素、无机盐等，酶对代谢过程的化学反应起催化作用，故C正确。在核糖体上合成的物质是蛋白质，所以只有蛋白质类的酶才在核糖体上合成，少数RNA也是酶，不能在核糖体上合成，故D也不正确。]

知识链接　酶知识的正误辨析

课后作业

1．B　[蛋白质的基本元素组成为C、H、O、N；核酸的基本元素组成为C、H、O、N、P。]

2．C

解析　绝大多数酶是蛋白质，而蛋白质水解后最终可得到氨基酸。可用图表示：

3．A

4．A　[分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。酶具有极强的催化功能，主要原因就是降低了化学反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。]

5．D　[酶是一种有机催化剂，具有无机催化剂的一些特点，如都是降低化学反应的活化能，改变化学反应速率，和无机催化剂一样，在化学反应前后，性质和数量不变。同时酶又具有自己的特点，如酶的催化效率很高，不能在高温、高压、强酸或强碱等条件下保持其活性等。]

6．C　[酶和无机催化剂都只能催化可以进行的化学反应，在正常情况下，过氧化氢可以分解成水和氧气。在有Fe3＋和过氧化氢酶存在的情况下，反应物被活化时需要的能量降低，因此反应速率加快，但催化剂的存在并不能改变反应的平衡点，另外，过氧化氢像水一样无色无味，但有一定的腐蚀性。]

7．A　[酶是活细胞产生的，因为过氧化氢酶位于肝细胞内，所以把肝脏制成研磨液的目的是将肝细胞内的过氧化氢酶释放出来。]

8．C　[由实验自身前后对照的结果可推知RNA具有生物催化功能。]

9．A　[多数酶为蛋白质，少数酶为RNA。多酶片中的酶全为消化酶，其化学本质为蛋白质。酶的作用原理是降低化学反应的活化能，而不是提供反应开始时所需的活化能。另外，生物体内各种化学反应，不管是食物消化，还是细胞内的化学反应，均需酶的催化。]

10．B　[四膜虫的 rRNA前体加工除去某些片段的过程中，起催化作用的酶不是蛋白质，而是四膜虫体内的这种RNA本身，即RNA也具有酶的特性。]

11．C　[酶也可以在细胞外起作用，如各种消化酶；酶绝大多数为蛋白质，极少数为RNA，所以酶的基本单位为氨基酸或核糖核苷酸，蛋白质的元素种类含C、H、O、N，少数含有S、Fe、Mg等，RNA中含有C、H、O、N、P，所以酶的组成元素一定有C、H、O、N；几乎所有的活细胞都可以合成酶，并不只由腺细胞合成]。

12．B

13．(1)酶的高效性(过氧化氢酶和Fe3＋催化效率的高低)　(2)③向反应小室内加入10 mL 3%的H2O2溶液  ⑥相同数量和大小浸过FeCl3溶液的滤纸片  (3)H2O2溶液放置时间过长而分解

解析　考查过氧化氢酶催化H2O2分解的实验。(1)本实验是为了探究生物催化剂与无机催化剂催化效率的高低。(2)若实验现象不明显，原因有：①加入的肝脏研磨液不新鲜；②H2O2溶液放置时间太久已被分解。本题的原因是②。