5-1-1-酶的作用和本质(2019人教版必修1)(解析版).docx

5.1.1 酶的作用和本质
核心知识梳理

1．细胞代谢
(1)场所：细胞中。
(2)实质：许多化学反应的总称。
2．比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理

(2)实验过程和现象
试管编号
加入物质
处理
现象
1
2 mL H2O2溶液
不处理
基本无气泡产生
2
90 ℃ 水浴加热
有少量气泡产生
3
加2滴 FeCl3溶液
有较多气泡产生，并使卫生香燃烧
4
加2滴肝脏研磨液
有更多气泡产生，并使卫生香猛烈燃烧

3．实验变量
(1)概念：实验过程中的变化因素称为变量。
(2)类型
自变量
人为控制的对实验对象进行处理的因素
因变量
因自变量改变而变化的变量
无关变量
除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素
　　4.酶的作用原理
(1)活化能：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)酶的作用机理：通过降低化学反应所需要的活化能而加快反应速率。

①表示无催化剂条件下反应的活化能的曲线是ad段。
②表示有酶催化条件下反应的活化能的曲线是cd段。
③表示有酶催化条件下降低反应活化能的曲线是ac段。
5．科学家探索酶本质的过程

6．酶的概念理解
(1)来源：活细胞产生的。
(2)作用：具有催化作用。
(3)化学本质：有机物，绝大部分是蛋白质，少部分是RNA。

课后培优练级练

培优第一阶——基础过关练
1．如图所示为“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”。下列有关分析不合理的是(　　)

A．本实验的因变量是不同的催化剂
B．H2O2溶液用量和浓度属于无关变量
C．1号与4号对照说明酶具有催化性
D．1号与2号对照说明加热能促进H2O2分解
【答案】A
【解析】据图分析可知，本实验中，自变量是过氧化氢所处的条件，本实验的因变量是不同条件下，过氧化氢的分解速度，A符合题意；本实验中，自变量是过氧化氢所处的条件H2O2溶液用量和浓度不属于自变量，但也会影响实验结果，故属于无关变量，B不符合题意；组别1号(无酶)与4号(有酶)对照，说明酶具有催化性，C不符合题意；与1号试管相比2号试管进行了加热处理，根据实验现象可说明加热能促进H2O2分解，D不符合题意。
2．如图表示过氧化氢分解前后的能量变化，其中曲线A、B分别表示没有酶催化和有酶催化时的反应过程。下列叙述错误的是(　　)

A．图中H表示没有酶催化时反应所需的活化能
B．图中h表示酶催化时反应所需的活化能
C．若将过氧化氢酶换为Fe3＋，则H－h值减小
D．在加热时，H和h值都将减小
【答案】D
【解析】分析题图：A曲线是无酶催化的曲线，B曲线是有酶催化的曲线，H表示没有酶催化时，过氧化氢分解的活化能，h表示酶催化时，过氧化氢分解的活化能。根据题意，H表示没有酶催化时，过氧化氢分解的活化能，h表示酶催化时，过氧化氢分解的活化能，A、B正确；过氧化氢酶比Fe3＋降低活化能的效果更显著，所以将过氧化氢酶换为Fe3＋，h上升，H－h值减小，C正确；加热不可以降低化学反应的活化能，D错误。
3．用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是(　　)
A．蛋白质　　　　　　　 B．脂肪酶
C．RNA D．淀粉酶
【答案】C
【解析】核糖体的主要成分是蛋白质和RNA，蛋白酶将核糖体中的蛋白质水解后只剩下RNA，所以发挥催化作用的是RNA。
4．下列有关酶的叙述正确的是(　　)
①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酶都是蛋白质　⑤有的酶不是蛋白质　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用
A．①②⑤ B．①⑤⑧
C．③⑤⑧ D．①③⑤
【答案】C
【解析】酶是由活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物。食物中的酶进入消化道便被分解了，②错误；就酶的化学本质而言，主要是蛋白质，少数是RNA，④错误，⑤正确；就酶作用的场所而言，有胞内酶和胞外酶，活细胞一般都能产生酶，①错误，③正确；代谢是细胞内全部有序的化学变化的总称，需要酶的催化，⑥⑦错误，⑧正确。
5．科学家发现了一种RNaseP酶，它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，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．某些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．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA
【答案】A
【解析】由题可知，除去RNaseP酶中的蛋白质，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明RNA也有催化作用，A正确；酶的化学本质是蛋白质或RNA，B和C错误；题中结果无法说明绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA，D错误。

培优第二阶——拓展培优练
1.用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶，两种酶活性与处理时间的关系如图所示。据此能得出的正确结论是(　　)
A．甲酶的基本组成单位是氨基酸
B．甲酶的活性不受环境因素影响
C．乙酶能催化蛋白质水解
D．乙酶可以被蛋白酶分解
【答案】D
【解析】蛋白酶处理以后，甲酶的活性没有变化，甲酶的本质很可能是RNA，基本组成单位是核糖核苷酸；酶的活性都要受温度和pH的影响；乙酶的本质是蛋白质，但其催化的底物不一定是蛋白质；乙酶的本质是蛋白质，可以被蛋白酶分解。
2．下图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是(　　)

A．若有气体大量产生，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，量筒中产生气体的速率可能会加快
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】土豆片中含有过氧化氢酶，能够催化过氧化氢的分解；增加土豆片的数量，会加快氧气的释放速率；由于瓶子中的反应物(H2O2)是有限的，所以一段时间后气体的量不再增加；为保证实验的严谨性，要保证单一变量，控制好无关变量，因为温度影响过氧化氢的分解。
3．下列所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是(　　)
A．利用果胶酶提高水果的出汁率
B．滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解
C．滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率
D．利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率
【答案】D
【解析】“降低化学反应活化能”是生物催化剂和无机催化剂的作用原理，A、B项中的两种酶和C项中的FeCl3均为催化剂，所以均能降低反应活化能。利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率则是利用温度升高，以提供能量使分子达到活跃状态的原理来加快过氧化氢的分解，D项措施不涉及“降低化学反应活化能”原理。
4．在下图所示的实验中，属于自变量的是(　　)

A．催化剂
B．过氧化氢分解的速率
C．产生气泡量
D．试管中的过氧化氢溶液的量
【答案】A
【解析】本实验的自变量应是催化剂的种类，一种是无机催化剂氯化铁，一种是有机催化剂过氧化氢酶，因变量是过氧化氢的分解速率即产生气泡的速率，试管中过氧化氢溶液的量是无关变量。
5．在动植物细胞质内广泛存在的过氧化氢酶体(由一层生物膜结构包被)中含有过氧化氢酶，在动物体内该酶主要集中于肝脏，它的作用是使H2O2转变成H2O和O2。下表是验证酶的催化特性的几组对比实验，1～5号试管内装有等量的体积分数为3%的H2O2溶液。1～5号试管控制温度与加入物质如表所示：

试管
编号
加入物质
条件
现象
气泡
火焰
1
2 mL H2O2溶液＋2滴蒸馏水
30 ℃

2
2 mL H2O2溶液＋2滴FeCl3溶液
30 ℃

3
2 mL H2O2溶液＋2滴肝脏研磨液
30 ℃

4
2 mL H2O2溶液＋2滴煮过的肝脏研磨液
冷却至
0 ℃

5
2 mL H2O2溶液＋2滴新鲜的唾液
30 ℃

6
2 mL H2O2溶液＋？

7
2 mL H2O2溶液＋？

(1)若加入物质后，立即将带有余烬的卫生香放在1～3号试管口，其中________号试管口卫生香迅速复燃。
(2)若1～5号都是为了验证酶的某项特性而设置的对照，则________号设置不科学，改进的方法是____________________或_____________________________________________。
(3)若要证明酶的活性受酸碱度的影响，需要增设6号和7号试管，请补充6号和7号试管内应分别加入____________________，温度均应控制在________。
【答案】(1)3　(2)4　冷却至0 ℃改成30 ℃　煮过的肝脏研磨液改成肝脏研磨液　(3)2滴酸溶液和2滴碱溶液处理过的肝脏研磨液　30 ℃
【解析】(1)3号试管释放O2的速率最快，卫生香迅速复燃。(2)对照实验需要遵循单一变量原则，4号试管不合理，需将“冷却至0 ℃”改成“30 ℃”或将“煮过的肝脏研磨液”改成“肝脏研磨液”。(3)若要证明酶的活性受酸碱度的影响，自变量是酸或碱处理。
培优第三阶——高考沙场点兵

1. （2022浙江卷）动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是（）

A. 光面内质网是合成该酶的场所 B. 核糖体能形成包裹该酶的小泡
C. 高尔基体具有分拣和转运该酶的作用 D. 该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
【答案】C
【解析】A、光面内质网是脂质合成的场所，消化酶是分泌蛋白，合成场所是粗面内质网（附着在粗面内质网上的核糖体），A错误；B、核糖体无膜结构，不能形成小泡包裹该酶，B错误；C、高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送，具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用，C正确；D、该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D错误。故选C。