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課時(shí)分層作業(yè)十五酶的作用和本質(zhì)(15分鐘50分)一、選擇題(共6小題,每小題5分,共30分)1.所有酶都含有的化學(xué)元素包括 ()A.C、H、O、PB.C、H、O、NC.C、H、O、N、PD.只有C、H【解析】選B。大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA。蛋白質(zhì)主要由C、H、O、N等元素組成,RNA主要由C、H、O、N、P等元素組成。所以所有酶都含有C、H、O、N四種元素。2.下列有關(guān)酶的敘述,正確的是 ()A.酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少B.酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸C.酶提供反應(yīng)開始時(shí)所需的活化能D.任何一個(gè)活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶【解析】選B。在化學(xué)反應(yīng)前后,酶的數(shù)量不變,A錯(cuò)誤;酶是蛋白質(zhì)或RNA,因此其基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸,B正確;酶作用的機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能進(jìn)而對相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)起催化作用,C錯(cuò)誤;哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有核糖體不能合成酶,D錯(cuò)誤。3.下列所采取的措施,不涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理的是 ()A.溫度升高過氧化氫的分解速率加快B.滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率C.鳥胃中的肉塊消失D.滴加新鮮肝臟研磨液提高過氧化氫的分解速率【解析】選A。升高溫度提高了分子的能量,過氧化氫的分解速率加快,不涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理,A符合題意;滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率中FeCl3作為催化劑,故涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理,B不符合題意;鳥胃中的肉塊消失是因?yàn)槲钢泻邢?故涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理,C不符合題意;肝臟研磨液中含有過氧化氫酶,促使過氧化氫的分解,故涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理,D不符合題意。4.用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì),處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是 ()A.蛋白質(zhì) B.脂肪酶C.RNA D.淀粉酶【解析】選C。起催化作用的酶,大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA,核糖體是由蛋白質(zhì)和RNA組成的,用蛋白酶處理后仍能催化氨基酸的脫水縮合,由此推測該物質(zhì)最可能是RNA,故C項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)已經(jīng)被蛋白酶水解了,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。脂肪酶是催化脂肪水解的,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。淀粉酶是催化淀粉水解的,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.1773年,意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn):將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi),然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時(shí)間后,他把小籠子取出來,發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.使金屬籠里肉塊消失的是胃里的化學(xué)物質(zhì)B.本實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說明胃對食物只有化學(xué)性消化C.為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論可將胃液提取出來,單獨(dú)與肉塊進(jìn)行混合,觀察肉塊是否消失D.本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明將肉塊分解的是胃里的蛋白酶【解析】選D。使金屬籠里肉塊消失的是胃里的化學(xué)物質(zhì),A正確;本實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說明胃對食物只有化學(xué)性消化,B正確;為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論可將胃液提取出來,單獨(dú)與肉塊進(jìn)行混合,觀察肉塊是否消失,C正確;斯帕蘭札尼只是發(fā)現(xiàn)了胃可以進(jìn)行化學(xué)性消化,說明胃液中含有消化食物的物質(zhì),并沒有證明這種物質(zhì)就是胃蛋白酶,D錯(cuò)誤。6.下列關(guān)于酶的敘述中正確的是 ()A.酶是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的并且能調(diào)節(jié)生物體的生命活動(dòng)B.任何活細(xì)胞內(nèi)都有酶的存在,酶可以在細(xì)胞外起作用C.酶都是在核糖體上合成的D.所有的酶與雙縮脲試劑發(fā)生作用都可產(chǎn)生紫色反應(yīng)【解析】選B。活細(xì)胞都可產(chǎn)生酶,酶是一類具有生物催化作用的有機(jī)物,A錯(cuò)誤;活細(xì)胞都可產(chǎn)生酶,只要條件適宜,酶在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外都能發(fā)揮作用,B正確;細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)類的酶都是在核糖體上合成的,RNA類的酶不是在核糖體上合成的,C錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)類的酶與雙縮脲試劑發(fā)生作用可產(chǎn)生紫色反應(yīng),RNA類的酶不能,D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共20分)7.(2019·哈爾濱高一檢測)新的研究表明,專性嗜熱菌株的嗜熱酶在處理食品和造紙工業(yè)廢水、芳香族化合物、氰藥、重金屬及其他有機(jī)難降解物質(zhì)等方面具有重要作用。如圖甲所示為降解污染物過程中由該酶催化的反應(yīng)與未使用該酶的非催化反應(yīng)的活化能變化情況。請據(jù)圖回答問題:(1)化學(xué)反應(yīng)時(shí)必定會(huì)經(jīng)過一個(gè)過渡態(tài)——活化絡(luò)合物。過渡態(tài)具有比反應(yīng)物分子和生成物分子都要高的勢能。催化劑的實(shí)質(zhì)就是與反應(yīng)物分子結(jié)合,改變過渡態(tài)的勢能,圖甲的a和b中為催化反應(yīng)活化能的是__________,酶可以很大程度地__________反應(yīng)活化能。
(2)大多數(shù)酶屬于蛋白質(zhì),少數(shù)酶屬于____________,影響其活性的因素主要有____________,所有的酶都__________(填“有”或“沒有”)調(diào)節(jié)生物體生命活動(dòng)的作用。
(3)細(xì)胞中的絕大多數(shù)生理過程靠ATP__________(填“直接”或“間接”)提供能量。但也有例外,如在人體小腸絨毛細(xì)胞的細(xì)胞膜上,葡萄糖主動(dòng)運(yùn)輸,載體蛋白在Na+順濃度梯度從細(xì)胞外擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)時(shí),“捎帶著”把葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)(如圖乙)。所以,小腸絨毛細(xì)胞以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞轿掌咸烟菚r(shí),ATP________(填“直接”或“間接”)提供能量。
【解析】(1)根據(jù)圖甲可知a表示“和酶結(jié)合的過渡態(tài)”,b是沒有酶時(shí)的活化能,顯然酶可以很大程度地降低反應(yīng)活化能。(2)大多數(shù)酶屬于蛋白質(zhì),少數(shù)酶屬于RNA,影響其活性的因素主要有溫度、pH等,酶只有催化作用,都沒有調(diào)節(jié)生物體生命活動(dòng)的作用。(3)ATP是直接能源物質(zhì),細(xì)胞中的絕大多數(shù)需要能量的生理過程靠ATP直接提供能量。根據(jù)“但也有例外”“捎帶著”等信息可知ATP間接為小腸絨毛細(xì)胞吸收葡萄糖提供能量。答案:(1)a降低(2)RNA溫度和pH沒有(3)直接間接【補(bǔ)償訓(xùn)練】將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入容器內(nèi),調(diào)整pH至2.0,保存于37℃的水浴鍋內(nèi)。過一段時(shí)間后,A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D.唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水【解析】選A。容器內(nèi)pH為2.0,適于胃蛋白酶,不適于唾液淀粉酶,乳清蛋白和唾液淀粉酶被分解,導(dǎo)致容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是淀粉、胃蛋白酶、多肽、水。(20分鐘50分)一、選擇題(共5小題,每小題5分,共25分)1.下列有關(guān)酶的作用及本質(zhì)的敘述,正確的是 ()A.酶一定是以氨基酸為原料,在核糖體上合成的B.酶可以降低反應(yīng)活化能,但不會(huì)改變產(chǎn)物最終的量C.酶是大分子物質(zhì),與雙縮脲試劑反應(yīng)都能呈現(xiàn)紫色D.酶的組成元素一定有C、H、O、N、P【解析】選B。酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少量是RNA,合成RNA的原料為核糖核苷酸,也不是在核糖體上合成的,A錯(cuò)誤;酶的催化作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,不會(huì)改變產(chǎn)物最終的量,B正確;酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少量是RNA,其中蛋白質(zhì)組成元素有C、H、O、N,不一定有P,蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)能呈現(xiàn)紫色,RNA不能,C、D錯(cuò)誤。2.下列有關(guān)酶的產(chǎn)生及作用的敘述,正確的是 ()A.酶的合成與運(yùn)輸過程一定不需要通過囊泡機(jī)制B.酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,進(jìn)而加快化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行C.過氧化氫酶的催化效果一定比Fe3+催化效果好D.酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸【解析】選B。消化酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用,需要囊泡的運(yùn)輸,A錯(cuò)誤;酶可以降低化學(xué)反應(yīng)活化能,提高化學(xué)反應(yīng)速率,B正確;過氧化氫酶催化效果不一定比Fe3+催化效果好,因?yàn)槊傅幕钚允艿綔囟群退釅A度的影響,C錯(cuò)誤;酶可以反復(fù)利用,并且酶大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA,因此分解會(huì)產(chǎn)生氨基酸或核糖核苷酸,D錯(cuò)誤?!狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下圖曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示物質(zhì)A在無催化條件和有酶催化條件下生成物質(zhì)P所需的能量變化過程。下列相關(guān)敘述不正確的是 ()A.bc段表示在有酶催化條件下,物質(zhì)A生成物質(zhì)P反應(yīng)需要的活化能B.若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng),則b在縱軸上將向下移動(dòng)C.ac段表示在無催化劑條件下,物質(zhì)A生成物質(zhì)P反應(yīng)需要的活化能D.若曲線Ⅱ?yàn)樽钸m酶促條件下的曲線,改變酶促條件后,則b在縱軸上將向上移動(dòng)【解析】選B。bc段表示在有酶催化的條件下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能,A正確;若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng),則b在縱軸上將向上移動(dòng),B錯(cuò)誤;ac段表示在無催化劑的條件下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能,C正確;如果曲線Ⅱ?yàn)樽钸m酶促條件下的曲線,化學(xué)反應(yīng)活化能的效果最顯著,改變酶促條件后,酶降低則化學(xué)反應(yīng)活化能的效果減弱,達(dá)到活化態(tài)需要的能量增加,b在縱軸上將向上移動(dòng),D正確。3.如圖向含有過氧化氫溶液的兩支試管中分別加入肝臟研磨液和氯化鐵溶液,觀察點(diǎn)燃的衛(wèi)生香燃燒情況,比較過氧化氫的分解速率,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.上述反應(yīng)中的自變量是催化劑的種類B.該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明酶比無機(jī)催化劑催化效率高C.該實(shí)驗(yàn)如果試管1中過氧化氫溶液的量比試管2中多一些,則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理D.該實(shí)驗(yàn)的因變量是肝臟質(zhì)量的變化【解題指南】分析圖中的兩個(gè)不同:(1)1號和2號試管所加入的催化劑種類不同。(2)1號試管衛(wèi)生香比2號試管的衛(wèi)生香燃燒劇烈?!窘馕觥窟xD。本實(shí)驗(yàn)中用的是過氧化氫酶和氯化鐵溶液兩種不同的催化劑,所以催化劑的種類是本實(shí)驗(yàn)的自變量,其他的量(如兩試管中過氧化氫溶液的量)一定要相同,這是遵循單一變量原則;而加入肝臟研磨液(含過氧化氫酶)的試管衛(wèi)生香燃燒更劇烈,說明反應(yīng)更快,說明了酶比無機(jī)催化劑催化效率高。本實(shí)驗(yàn)的因變量是過氧化氫的分解速率。4.如圖表示物質(zhì)S在酶E的催化下水解成P的反應(yīng)圖解,下列敘述正確的是 ()A.酶E可使反應(yīng)物分子活化能提高B.酶E也可催化2P→S+H2O的反應(yīng)C.若S是淀粉,則可用斐林試劑來檢測P的生成D.若S代表蔗糖,則P是葡萄糖【解析】選C。酶促反應(yīng)的原理是酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;酶具有專一性,所以酶E不能催化2P→S+H2O的反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;若S是淀粉(非還原糖),其水解產(chǎn)物葡萄糖屬于還原糖,所以可用斐林試劑來檢測P(葡萄糖)的生成,C項(xiàng)正確;蔗糖屬于二糖,其水解產(chǎn)物是葡萄糖和果糖,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(能力挑戰(zhàn)題)下面的曲線是同一反應(yīng)的酶促反應(yīng)和非酶促反應(yīng)曲線,相關(guān)敘述正確的是 ()A.E1是酶促反應(yīng)的活化能,A和C曲線是酶促反應(yīng)曲線B.E2是酶促反應(yīng)的活化能,B和C曲線是酶促反應(yīng)曲線C.E3是酶促反應(yīng)的活化能,B和C曲線是酶促反應(yīng)曲線D.E2是酶促反應(yīng)的活化能,A和C曲線是酶促反應(yīng)曲線【解析】選D。分析曲線可知,E2和E3是化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能。由于酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,反應(yīng)速率高,轉(zhuǎn)化率也高,因此E2是酶促反應(yīng)所需要的活化能,對應(yīng)的A、C曲線是酶促反應(yīng)曲線;E3是非酶促反應(yīng)所需要的活化能,對應(yīng)的B、D曲線是非酶促反應(yīng)曲線。二、非選擇題(共2小題,共25分)6.(10分)(2019·蘭州高一檢測)某同學(xué)完成了以下關(guān)于酶特性的實(shí)驗(yàn)操作:取兩支試管并編號1、2,各注入2mL3%H2O2溶液;向1號試管內(nèi)滴入2滴氯化鐵溶液,2號試管內(nèi)滴入2滴肝臟研磨液;堵住試管口,輕輕振蕩兩試管,觀察并用帶火星的木條檢驗(yàn),記錄結(jié)果。(1)該實(shí)驗(yàn)的目的之一是探索________________的高低。滴加FeCl3的1號試管起到__________作用。
(2)該實(shí)驗(yàn)的兩項(xiàng)觀察指標(biāo)是__________、__________。若現(xiàn)象不明顯,可能的原因是___________________________________________________。
(3)為什么試管2氧氣生成速率比試管1快:
_______________________。
【解析】(1)分析1號試管和2號試管的處理方法可知,實(shí)驗(yàn)的自變量是催化劑的種類,1號試管的催化劑是氯化鐵溶液,2號試管是肝臟研磨液(其中含有過氧化氫酶),因此實(shí)驗(yàn)的目的是探究過氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低;滴加FeCl3溶液的1號試管起到對照作用。(2)實(shí)驗(yàn)的因變量是過氧化氫的分解速率,由于過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣,因此可以用氣泡產(chǎn)生的數(shù)量或木條燃燒的程度代表過氧化氫的分解速率的高低;如果現(xiàn)象不明顯,說明氧氣的產(chǎn)生量少,可能的原因是過氧化氫溶液放置的時(shí)間過長,過氧化氫已經(jīng)分解,或肝臟不新鮮,過氧化氫酶數(shù)量少。(3)酶的作用原理是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。答案:(1)過氧化氫酶和Fe3+催化效率對照(2)氣泡產(chǎn)生量木條燃燒的程度H2O2溶液放置時(shí)間過長(肝臟不夠新鮮)(3)肝臟研磨液含有過氧化氫酶,降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能?!緦?shí)驗(yàn)·探究】7.(15分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示,用于比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率,據(jù)此回答下列問題。(1)本實(shí)驗(yàn)的主要目的是探索__________________。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①制備新鮮動(dòng)物肝臟的研磨液;②將濾紙片在肝臟研磨液中浸泡后取出,貼在反應(yīng)室上側(cè)的內(nèi)壁;③________________________________________;
④將反應(yīng)小室旋轉(zhuǎn)180度,變成圖B中所示狀態(tài);⑤每隔30秒讀取并記錄量筒中水面的刻度一次,共進(jìn)行5分鐘;⑥另取相同裝置,將濾紙片換為________________,重復(fù)以上步驟
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