2019-2020学年高中生物人教版必修1课后分层检测案：5-1　降低化学反应活化能的酶 5页

课后分层检测案 15 降低化学反应活化能的酶 授课提示：对应学生用书 156 页 【基础巩固练】 1．下列关于酶的叙述，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．调节新陈代谢的物质不是酶 D．所有酶与双缩脲试剂作用均可发生紫色反应 解析：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。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。调节新陈代谢的物质有激素、维生素、无机盐等，酶 是对代谢过程的化学反应起催化作用。少数酶是 RNA，不能与双缩脲试剂发生紫色反应。 答案：C 2．关于生物学实验中的变量，下列说法不正确的是( ) A．任何生物学实验中都需要设置变量 B．对照实验中应遵循单一变量原则 C．对照实验中一定存在自变量 D．无关变量并不是与实验结果没有关系 解析：只有对照实验中才需设置变量，纯粹的观察实验(如用高倍显微镜观察叶绿体和线 粒体)则无需设置变量。 答案：A 3．下列试管中各注入 10 mL 2%的过氧化氢溶液，实验中产生气泡最多的是( ) 解析：A 中含有丰富的过氧化氢酶，催化效率高；C 中加热后酶失去了活性；D 组为无机 催化剂，比过氧化氢酶效率低。 答案：A 4．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 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： 答案：C 5．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 解析：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，主要原因就是显著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。 答案：A 6．某加酶洗衣粉说明上注明用 40～60 ℃的温水浸泡去污效果更佳，这说明酶的催化 ( ) A．有高效性 B．有特异性 C．需要适宜的条件 D．有多样性 解析：酶的催化需要有适宜的温度和 pH。 答案：C 7．如图为蔗糖酶作用机理示意图，下列说法正确的是( ) A．蔗糖酶的化学本质是 RNA B．该示意图说明酶具有高效性 C．一分子蔗糖可以水解为 2 分子葡萄糖 D．蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶—底物复合物 解析：蔗糖酶的化学本质是蛋白质；此图表明酶具有专一性，蔗糖酶只能催化分解蔗糖， 而不能催化分解麦芽糖，其原因是酶与底物不能结合。蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合形成 的二糖。 答案：D 8．某研究小组为探究影响 H2O2 分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所 示(实验 1、实验 2 均在适宜条件下进行，实验 3 其他条件适宜)。请分析回答下列问题： (1)实验 1、2、3 中的自变量分别为 ________________________________________________________________________、 ________________、________________。 (2)实验 2 结果反映，在 b、c 所对应的 H2O2 浓度范围内，H2O2 溶液浓度会________(填“升 高”“降低”或“不影响”)过氧化氢酶的活性，bc 段 O2 产生速率不再增大的原因最可能是 ________________________________________________________________________。 (3)实验 1 若温度升高 10 ℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将________(填“增大” 或“减小”)，加 Fe3＋的催化反应曲线斜率将________(填“增大”或“减小”)。 (4)实验 3 的结果显示，H2O2 酶的最适 pH 为________，实验结果表明，当 pH 小于 d 或大 于 f 时，H2O2 酶的活性将永久丧失，其原因是 ________________________________________________________________________。 解析： (1)由曲线图分析可知，实验 1、2、3 中的自变量分别为催化剂的种类、H2O2 浓度、pH； (2)由实验 2 曲线图可知，在 bc 段，O2 的产生速率不随 H2O2 浓度的变化而变化，可能是 酶的数量有限； (3)已知实验 1 是在适宜条件下进行的，若温度升高，酶的活性将会降低，加 Fe3＋的催化 反应速率会变大； (4)由实验 3 曲线可知，过氧化氢酶的最适 pH 为 e，但 pH 值过大或过小时，会破坏酶的 空间结构，据此解答。 答案： (1)催化剂的种类 H2O2 浓度 pH (2)不影响 酶的数量有限 (3)减小 增大 (4)e 酶的空间结构被破坏 【能力提升练】 9．下图为四支装有等量等浓度 H2O2 溶液的试管在不同条件下，相同时间内释放氧气量 的柱状图。下列相关叙述，错误的是( ) A．①组与②组中 H2O2 分解反应的活化能相同，③组与④组中该反应的活化能相同 B．与①组相比较，②组的水浴加热为 H2O2 的分解提供能量 C．综合分析①组、③组和④组，说明过氧化氢酶具有高效性 D．如要验证过氧化氢酶的专一性，则实验的自变量应为底物的种类 解析：加热能为过氧化氢的分解提供能量，但不会改变该反应活化能的大小，而催化剂 能降低反应的活化能，其中酶降低活化能的效果更为显著，A 错误，B、C 正确；要验证某种 特定酶的专一性，设计思路是同一种酶＋不同底物，那么相应实验的自变量为底物的种类，D 正确。 答案：A 10．下图表示过氧化氢被分解的曲线，说明酶具有( ) ①专一性 ②高效性 ③催化特性 ④在温和条件下进行 A．①② B．② C．②③ D．①②④ 解析：由图中曲线可知，加酶的反应最先到达平衡点，加入 Fe3＋的反应次之，未加酶的 反应速率最慢。对三条曲线处理因素的分析可判定，本题考查的是酶的高效性，同时也体现 了酶与无机催化剂一样，具有催化作用。 答案：C 11．现有 3 支试管甲、乙、丙，先向各试管内加入 2 mL 可溶性淀粉溶液，再按图中所示 步骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列说法中不正确的是( ) A．实验结果是乙、丙试管内出现砖红色沉淀 B．甲和丙试管对照，说明酶的活性受温度的影响 C．实验结果是甲试管内出现砖红色沉淀 D．甲和乙试管对照，说明酶具有专一性 解析：实验结果是甲试管内出现了砖红色，乙、丙试管内不出现砖红色沉淀，A 错误、C 正确；甲和丙试管对照，自变量是温度，故说明酶的活性受温度的影响，B 正确；甲和乙试管 对照，乙试管中的胃蛋白酶不能水解淀粉，故说明酶具有专一性，D 正确。 答案：A 12.如图表示酶活性与温度的关系，下列叙述正确的是( ) A．当反应温度由 t1 调到最适温度时，酶活性下降 B．当反应温度由 t1 调到最适温度时，酶活性上升 C．酶活性在 t2 时比 t1 高，故 t2 时更适合酶的保存 D．酶活性在 t1 时比 t2 低，表明 t1 时酶的空间结构破坏更严重 解析：在最适宜的温度条件下，酶的活性最高，温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低。 当反应温度由 t1 调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使 酶永久失活。0 ℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定；在适 宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存。 答案：B 13．如图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型，图乙表示在最适温度下，麦芽糖酶的 催化速率与麦芽糖量的关系。下列相关叙述错误的是( ) A．该模型能解释酶的催化具有专一性，其中 a 代表麦芽糖酶 B．限制 f～g 段上升的因素是酶的数量，故整个实验中应设置麦芽糖酶的量一定 C．如果温度升高或降低 5 ℃，f 点都将下移 D．可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解 解析：该模型具有严格的一一对应关系，能解释酶的催化具有专一性；由于酶在反应前 后不发生变化，所以 a 表示酶，b 为麦芽糖，c、d 为葡萄糖；在此实验中自变量为麦芽糖量， 所以麦芽糖酶的量为无关变量，应保持相同；因为此时温度为最适温度，所以升高或降低温 度都会使酶的活性下降，f 点将下降；由于反应物麦芽糖和产物葡萄糖都具有还原性，所以不 能用斐林试剂去鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的分解。 答案：D 14．美国科学家 T.RCech 和 S.Altman 发现将大肠杆菌中具有催化作用的物质中的蛋白质 除去后，留下的 RNA 仍有催化作用，故称为核酶，因此而获得了诺贝尔化学奖，某实验小组 为验证该酶的化学本质为 RNA，设计了如下实验，请完善实验过程。 (1)材料用具：核酶、核糖核酸酶、吡罗红染液、小试管、滴管等。 (2)实验步骤： ①取 2 支试管编号 1、2，分别向其中加入 1 mL 的核酶。 ②向 1 号试管加入 1 mL 的________，向________号试管加入 1 mL 的核糖核酸酶。控制 在适宜的温度下反应一段时间。 ③再向 2 支试管中分别加入 1 mL 的________。 ④观察实验现象：1 号试管出现_______________________，2 号试管不变色。 (3)实验结论： ________________________________________________________________________。 解析：本实验所依据的原理是 RNA 会被核糖核酸酶水解，吡罗红染液会使 RNA 呈现红 色，而不与 RNA 水解产物反应。第②步依据对照原则应向 1 号试管中加入 1 mL 的清水。第 ③步，向 2 支试管中均加入的是吡罗红染液，结果 1 号试管出现红色，2 号试管不变色。因此， 可得出核酶的化学本质为 RNA。 答案：(2)②清水 2 ③吡罗红染液 ④红色 (3)核酶的化学本质为 RNA 【素养养成练】 15．学校生物实验室有一批存量淀粉酶制剂，因保留时间较长，估计已失去活性。某班 生物兴趣小组承担了鉴定任务，请你帮助完成实验设计，并解答有关问题。 (一)实验目的：探究这批存量淀粉酶的活性。 (二)实验原理：淀粉是非还原糖，在淀粉酶作用下能水解成还原糖。还原糖能与斐林试剂 发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。通过比较该存量淀粉酶和唾液淀粉酶的催 化效率，可以鉴定出这批存量淀粉酶的活性。 (三)实验材料和用具：①存量淀粉酶制剂，②大小烧杯若干，③试管若干，④淀粉糊，⑤ 斐林试剂(甲液：0.1 g/mL 的 NaOH 溶液，乙液：0.05 g/mL 的 CuSO4 溶液)，⑥碘液，⑦量筒， ⑧酒精灯等。 (四)实验步骤： (1)取唾液：将口漱净，含一块脱脂棉，片刻后取出，将唾液挤入小烧杯中。 (2)取两个烧杯，分别编号为 A、B，分别加入适量的__________________。再往 A 烧杯 加入适量唾液，B 烧杯中加入________________________。 (3)适当时间后，取两支试管分别编号为 A1、A2，各加入 A 烧杯中的溶液 2 mL。另取两 支试管分别编号为 B1、B2，各加入 B 烧杯中的溶液 2 mL。 (4)________________________________________________________________________。 (5)________________________________________________________________________。 (五)若试管 A1 中溶液为褐色，试管 A2 中出现砖红色沉淀，试管 B1、B2 中可能出现的实验 结果及相应的实验结论(用表格形式表达)： B1 B2 结论 第一种可能 第二种可能 第三种可能 解析：在淀粉酶的作用下，非还原糖(淀粉)分解成还原糖，淀粉可以用碘液检测，还原糖 可以用斐林试剂检测。检测到还原糖存在，说明反应发生了，即酶有活性；检测到淀粉存在， 说明反应未发生或反应不完全，分别对应于酶完全失活或保留部分活性。 答案：(四)(2)淀粉糊 等量的存量淀粉酶制剂 (4)向试管 A1、B1 中加入等量碘液，向试管 A2、B2 中加入等量新制的斐林试剂 (5)将试管 A2、B2 水浴加热，观察各试管中颜色变化 (五) B1 B2 结论 第一种可能 蓝色 无砖红 色沉淀 该存量淀粉酶制剂完全失活 第二种可能 蓝色 有砖红 色沉淀 该存量淀粉酶制剂保留部分活性 第三种可能 褐色 有砖红 色沉淀 该存量淀粉酶制剂活性正常