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(共34张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　
降低化学反应活化能的酶
第1课时
酶的作用和本质
课时学习目标
(1)说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质(归纳与概括能力)。
(2)阐明酶发挥作用的原理。
(3)通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验(科学探究能力)。
目录 CONTENTS
1.酶在细胞代谢中的作用
2.酶的本质
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
1.细胞代谢
化学
反应
酶
细胞生命活动
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理
过氧化氢在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中______________的作用下加速分解。
(2)实验步骤和实验现象

相同处理 向4支试管内分别加入2 mL___________溶液
过氧化氢酶
过氧化氢
不同处理 不处理 放在90 ℃左右的水浴中加热 滴入2滴FeCl3 溶液 滴入2滴肝脏
研磨液
现象 气泡 基本无 _____ 较多 _______
点燃的 卫生香 无助燃性 有助燃性 助燃性较强 ___________
(3)实验结论
酶具有_______作用，与无机催化剂相比，酶催化效率更_____。
少
很多
助燃性很强
催化
高
3.控制变量和设计对照实验
(1)自变量
人为控制的对实验对象______________的因素叫作自变量。
(2)因变量
因________改变而变化的变量叫作因变量。
(3)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______的可变因素，叫作无关变量。
进行处理
自变量
影响
(4)对照实验
除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都___________，并将结果进行______的实验叫作对照实验。
保持一致
比较
4.酶的作用原理
常态
活跃
降低
显著
更高
温和
[微思考]
酶能否增加化学反应中产物的总量？理由是什么？
提示：否；酶只是缩短了化学反应达到平衡所需的时间，并不能改变化学反应的平衡点。
×
√
[辨正误]
(1)酶能够降低化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。( )
(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量。( )
提示：酶不能提供能量。
(3)无关变量是与实验结果无关的变量。( )
提示：无关变量是指与研究目的无关，却影响实验结果的变量。
(4)加热能够促进H2O2分解，是因为加热使H2O2得到了能量。( )
×
√
分析教材P77实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，探究有关问题。
(1)在实验中，为什么将肝脏研磨成溶液？
提示：研磨肝脏，使过氧化氢酶释放出来，释放出的过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分接触，加速过氧化氢的分解。
(2)与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？
提示：2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
(3)2、3、4号三支试管都有气泡放出，但4号试管放出的气泡最多，说明了什么？
提示：加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解，提高反应速率，但是酶的催化效率更高。
(4)通过对这个实验结果的分析，你认为酶在细胞代谢中具有什么作用？
提示：酶在温和条件下，可以高效地完成对化学反应的催化，即酶具有高效催化化学反应的作用。
【 学以致用 】
A
1.(2024·江西九江高一检测)如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验的4个组别，下列相关的叙述中，正确的是(　　)
A.与组别1相比，组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解
B.组别1与4对照，说明酶可提供反应所需能量
C.将3号和4号装置置于90 ℃水浴中效果更好
D.图示FeCl3只有2滴，反应现象不明显，因此应该再加大其用量
解析:在90 ℃水浴加热过程中过氧化氢会分解产生氧气，比组别1中过氧化氢分解速率快，故与组别1相比，组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解，A正确；
组别1与4的单一变量是有无酶，组别1与4对照，说明酶具有催化作用，B错误；
90 ℃水浴加热过氧化氢会分解产生氧气，干扰实验结果，且4号试管中酶在90 ℃时会失活，所以3号和4号试管不能在90 ℃水浴中加热，C错误；
实验中应该遵循单一变量原则，3、4号试管中都应该加2滴，3号试管不能增加FeCl3用量，D错误。
A.与组别1相比，组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解
B.组别1与4对照，说明酶可提供反应所需能量
C.将3号和4号装置置于90 ℃水浴中效果更好
D.图示FeCl3只有2滴，反应现象不明显，因此应该再加大其用量
2.结合教材P78图5－1及下图分析酶的作用原理：
(1)表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是________段。
(2)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是________段。
(3)酶降低的活化能是________段。
(4)下表数据是在20 ℃时测得的H2O2分解的活化能，分析数据，说明酶和无机催化剂相比有什么不同？____________________________________________
__________________________________________________________________。
条件 无催化剂催化 FeCl3催化 过氧化氢酶催化
活化能/(kJ·mol－1) 75 54 29
AC
BC
AB
和无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，
即催化效率更高
1.加热与加催化剂的作用机理比较
(1)加热：给化学分子提供能量。
(2)加催化剂：降低化学反应的活化能。
2.酶与无机催化剂的共性
(1)降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。
(2)反应前后性质、数量不变。
(3)只改变反应速率，不改变反应平衡点。　　　
1.关于酶本质的探索
活
细胞
某些物质
死亡
某些物质
蛋白质
RNA
2.酶的本质
(1)产生场所：________中。
(2)生理作用：_____作用。
(3)化学本质：绝大多数酶是________，少数是______。
活细胞
催化
蛋白质
RNA
×
[辨正误]
(1)组成酶的单体一定是氨基酸。( )
提示：若酶的本质是蛋白质，单体是氨基酸；若酶的本质是RNA，则单体是核糖核苷酸。
(2)酶在生物体内有调节作用。( )
提示：酶只有催化功能，没有调节作用。
(3)具有分泌功能的细胞才能产生酶。( )
提示：几乎所有的活细胞都能产生酶。
(4)酶是活细胞产生的，只能在细胞内起催化作用。( )
提示：酶在细胞外也可发挥催化作用。
×
×
×
材料　甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。
(1)请给酶下一个比较完整的定义。
提示：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
(2)甲、乙两种酶的化学本质分别是什么？
提示：RNA、蛋白质。
(3)唾液中含有唾液淀粉酶，如何验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质？
提示：如下表：
组别 待测液 检验试剂 现象
实验组 唾液 双缩脲试剂 出现紫色
对照组 已知蛋白液 双缩脲试剂 出现紫色
【 学以致用 】
B
3.下列有关酶的发现过程的叙述，错误的是(　　)
A.斯帕兰札尼发现了化学消化
B.毕希纳利用丙酮作为溶剂提取了酿酶
C.萨姆纳证明了脲酶是蛋白质
D.切赫和奥尔特曼发现少数酶是RNA
解析:斯帕兰札尼将肉块放入小巧的金属笼中，让鹰吞下去，一段时间后笼内的肉块消失了，他推断鹰的胃液中一定含有消化肉块的物质，由此发现了化学消化，A正确；
毕希纳将酵母菌细胞研碎，用提取液和葡萄糖反应，得到了酒精，他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶，但没有分离出酿酶，B错误；
萨姆纳认为酶是蛋白质，他成功地用丙酮作为溶剂分离了脲酶，并用多种方法证明了脲酶是蛋白质，C正确；
美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也有生物催化功能，即少数酶是RNA，D正确。
4.(2024·广东湛江调研)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)
A.组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸
B.酶都是在核糖体上合成的
C.酶只有在细胞中才能发挥作用
D.酶的作用原理与无机催化剂的不同
A
解析:绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，故组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸，A正确；
酶大部分是在核糖体上合成的，少数是在细胞核中合成的，B错误；
酶在细胞外也能发挥作用，C错误；
酶的作用原理与无机催化剂相同，都是降低反应所需的活化能，D错误。
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(主要)
来源 一般活细胞中均能产生
生理功能 具有生物催化功能
作用场所 细胞内或细胞外
A
1.(2024·北京房山期中)核酶是一类具有催化功能的小分子RNA，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述错误的是(　　)
A.核酶可提高化学反应所需的活化能
B.核酶与脂肪酶有四种元素相同
C.核酶的基本单位是核糖核苷酸
D.核酶也可在细胞外发挥作用
解析:核酶可降低化学反应所需的活化能，A错误；
核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酶的化学本质是蛋白质，组成元素主要是C、H、O、N，因此核酶与脂肪酶有四种元素相同，B正确；
核酶是一类RNA，基本单位是核糖核苷酸，C正确；
核酶可在细胞外发挥作用，D正确。
C
2.(2024·江苏徐州高一期末)在如图所示的实验中，属于无关变量的是(　　)
A.催化剂的种类
B.过氧化氢分解的速率
C.试管中的过氧化氢溶液的量
D.产生气泡量
解析:分析实验装置可知，催化剂的种类属于实验的自变量，A错误；
过氧化氢分解的速率属于实验的因变量，B错误；
试管中的过氧化氢溶液的量属于实验的无关变量，C正确；
产生气泡量属于实验的因变量，D错误。
A
3.在下图所示的酶促反应图式中，属于酶的是(　　)
A.① B.②
C.③ D.④
解析:酶在生化反应中起催化作用，
在反应前后质和量均不变，①反应前后没发生变化，所以①是酶，②是反应物，③④为生成物，故选A。
C
4.(2024·广东湛江高一期末)如图曲线Ⅰ、Ⅱ 分别表示物质M在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列叙述正确的是(　　)
A.ad段表示无催化剂时，反应所需要的活化能
B.ac段表示有酶催化时，酶降低的活化能
C.若换用无机催化剂，b点将向上移动
D.加热加压不能使物质M更容易从常态转变为
活跃状态
解析:ab段表示有酶催化时，酶降低的活化能，B错误。
C
5.(2024·西安高新一中月考)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
解析:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，①错误，③正确；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；酶在代谢中只有一种功能，即催化功能，不具有调控作用，⑥⑦错误，⑧正确。第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　降低化学反应活化能的酶
第1课时　酶的作用和本质
课时学习目标　(1)说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质(归纳与概括能力)。
(2)阐明酶发挥作用的原理。
(3)通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验(科学探究能力)。
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理
过氧化氢在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中________________的作用下加速分解。
(2)实验步骤和实验现象
相同处理 向4支试管内分别加入2 mL________溶液
不同处理 不处理 放在90 ℃左右的水浴中加热 滴入2滴 FeCl3溶液 滴入2滴肝脏 研磨液
现 象 气泡 基本无 ____ 较多 ____
点燃的 卫生香 无助燃性 有助燃性 助燃性较强 ________ ____
(3)实验结论
酶具有________作用，与无机催化剂相比，酶催化效率更________。
3.控制变量和设计对照实验
(1)自变量
人为控制的对实验对象____________的因素叫作自变量。
(2)因变量
因____________改变而变化的变量叫作因变量。
(3)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________的可变因素，叫作无关变量。
(4)对照实验
除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都____________，并将结果进行________的实验叫作对照实验。
4.酶的作用原理
[微思考]
酶能否增加化学反应中产物的总量？理由是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[辨正误]
(1)酶能够降低化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。(　　)
(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量。(　　)
(3)无关变量是与实验结果无关的变量。(　　)
(4)加热能够促进H2O2分解，是因为加热使H2O2得到了能量。(　　)
分析教材P77实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，探究有关问题。
(1)在实验中，为什么将肝脏研磨成溶液？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)2、3、4号三支试管都有气泡放出，但4号试管放出的气泡最多，说明了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)通过对这个实验结果的分析，你认为酶在细胞代谢中具有什么作用？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【学以致用】
1.(2024·江西九江高一检测)如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验的4个组别，下列相关的叙述中，正确的是(　　)
A.与组别1相比，组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解
B.组别1与4对照，说明酶可提供反应所需能量
C.将3号和4号装置置于90 ℃水浴中效果更好
D.图示FeCl3只有2滴，反应现象不明显，因此应该再加大其用量
2.结合教材P78图5－1及下图分析酶的作用原理：
(1)表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是________段。
(2)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是________段。
(3)酶降低的活化能是________段。
(4)下表数据是在20 ℃时测得的H2O2分解的活化能，分析数据，说明酶和无机催化剂相比有什么不同？____________________________________________
________________________________________________________________。
条件 无催化剂催化 FeCl3催化 过氧化氢酶催化
活化能/(kJ·mol－1) 75 54 29
1.加热与加催化剂的作用机理比较
(1)加热：给化学分子提供能量。
(2)加催化剂：降低化学反应的活化能。
2.酶与无机催化剂的共性
(1)降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。
(2)反应前后性质、数量不变。
(3)只改变反应速率，不改变反应平衡点。　　　
二、酶的本质
1.关于酶本质的探索
2.酶的本质
(1)产生场所：________中。
(2)生理作用：________作用。
(3)化学本质：绝大多数酶是____________，少数是________。
[辨正误]
(1)组成酶的单体一定是氨基酸。(　　)
(2)酶在生物体内有调节作用。(　　)
(3)具有分泌功能的细胞才能产生酶。(　　)
(4)酶是活细胞产生的，只能在细胞内起催化作用。(　　)
材料　甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。
(1)请给酶下一个比较完整的定义。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)甲、乙两种酶的化学本质分别是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)唾液中含有唾液淀粉酶，如何验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【学以致用】
3.下列有关酶的发现过程的叙述，错误的是(　　)
A.斯帕兰札尼发现了化学消化
B.毕希纳利用丙酮作为溶剂提取了酿酶
C.萨姆纳证明了脲酶是蛋白质
D.切赫和奥尔特曼发现少数酶是RNA
4.(2024·广东湛江调研)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)
A.组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸
B.酶都是在核糖体上合成的
C.酶只有在细胞中才能发挥作用
D.酶的作用原理与无机催化剂的不同
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(主要)
来源 一般活细胞中均能产生
生理功能 具有生物催化功能
作用场所 细胞内或细胞外
1.(2024·北京房山期中)核酶是一类具有催化功能的小分子RNA，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述错误的是(　　)
A.核酶可提高化学反应所需的活化能
B.核酶与脂肪酶有四种元素相同
C.核酶的基本单位是核糖核苷酸
D.核酶也可在细胞外发挥作用
2.(2024·江苏徐州高一期末)在如图所示的实验中，属于无关变量的是(　　)
A.催化剂的种类
B.过氧化氢分解的速率
C.试管中的过氧化氢溶液的量
D.产生气泡量
3.在下图所示的酶促反应图式中，属于酶的是(　　)
A.① B.②
C.③ D.④
4.(2024·广东湛江高一期末)如图曲线Ⅰ、Ⅱ 分别表示物质M在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列叙述正确的是(　　)
A.ad段表示无催化剂时，反应所需要的活化能
B.ac段表示有酶催化时，酶降低的活化能
C.若换用无机催化剂，b点将向上移动
D.加热加压不能使物质M更容易从常态转变为活跃状态
5.(2024·西安高新一中月考)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
第1课时　酶的作用和本质
一、
自主梳理
1.化学反应　酶　细胞生命活动
2.(1)过氧化氢酶　(2)过氧化氢 　少　很多　助燃性很强
(3)催化　高
3.(1)进行处理　(2)自变量　(3)影响　(4)保持一致　比较
4.常态　活跃　降低　显著　更高　温和
微思考
提示：否；酶只是缩短了化学反应达到平衡所需的时间，并不能改变化学反应的平衡点。
辨正误
(1)√　
(2)×　提示：酶不能提供能量。
(3)×　提示：无关变量是指与研究目的无关，却影响实验结果的变量。
(4)√
合作探究
(1)提示：研磨肝脏，使过氧化氢酶释放出来，释放出的过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分接触，加速过氧化氢的分解。
(2)提示：2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
(3)提示：加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解，提高反应速率，但是酶的催化效率更高。
(4)提示：酶在温和条件下，可以高效地完成对化学反应的催化，即酶具有高效催化化学反应的作用。
学以致用
1.A　[在90 ℃水浴加热过程中过氧化氢会分解产生氧气，比组别1中过氧化氢分解速率快，故与组别1相比，组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解，A正确；组别1与4的单一变量是有无酶，组别1与4对照，说明酶具有催化作用，B错误；90 ℃水浴加热过氧化氢会分解产生氧气，干扰实验结果，且4号试管中酶在90 ℃时会失活，所以3号和4号试管不能在90 ℃水浴中加热，C错误；实验中应该遵循单一变量原则，3、4号试管中都应该加2滴，3号试管不能增加FeCl3用量，D错误。]
2.(1)AC　(2)BC　(3)AB　(4)和无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，即催化效率更高
二、
自主梳理
1.活细胞　某些物质　死亡　某些物质　蛋白质　RNA
2.(1)活细胞　(2)催化　(3)蛋白质　RNA
辨正误
(1)×　提示：若酶的本质是蛋白质，单体是氨基酸；若酶的本质是RNA，则单体是核糖核苷酸。
(2)×　提示：酶只有催化功能，没有调节作用。
(3)×　提示：几乎所有的活细胞都能产生酶。
(4)×　提示：酶在细胞外也可发挥催化作用。
合作探究
(1)提示：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
(2)提示：RNA、蛋白质。
(3)提示：如下表：
组别 待测液 检验试剂 现象
实验组 唾液 双缩脲试剂 出现紫色
对照组 已知蛋白液 双缩脲试剂 出现紫色
学以致用
3.B　[斯帕兰札尼将肉块放入小巧的金属笼中，让鹰吞下去，一段时间后笼内的肉块消失了，他推断鹰的胃液中一定含有消化肉块的物质，由此发现了化学消化，A正确；毕希纳将酵母菌细胞研碎，用提取液和葡萄糖反应，得到了酒精，他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶，但没有分离出酿酶，B错误；萨姆纳认为酶是蛋白质，他成功地用丙酮作为溶剂分离了脲酶，并用多种方法证明了脲酶是蛋白质，C正确；美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也有生物催化功能，即少数酶是RNA，D正确。]
4.A　[绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，故组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸，A正确；酶大部分是在核糖体上合成的，少数是在细胞核中合成的，B错误；酶在细胞外也能发挥作用，C错误；酶的作用原理与无机催化剂相同，都是降低反应所需的活化能，D错误。]
随堂检测
1.A　[核酶可降低化学反应所需的活化能，A错误；核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酶的化学本质是蛋白质，组成元素主要是C、H、O、N，因此核酶与脂肪酶有四种元素相同，B正确；核酶是一类RNA，基本单位是核糖核苷酸，C正确；核酶可在细胞外发挥作用，D正确。]
2.C　[分析实验装置可知，催化剂的种类属于实验的自变量，A错误；过氧化氢分解的速率属于实验的因变量，B错误；试管中的过氧化氢溶液的量属于实验的无关变量，C正确；产生气泡量属于实验的因变量，D错误。]
3.A　[酶在生化反应中起催化作用，在反应前后质和量均不变，①反应前后没发生变化，所以①是酶，②是反应物，③④为生成物，故选A。]
4.C　[ab段表示有酶催化时，酶降低的活化能，B错误。]
5.C　[酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，①错误，③正确；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；酶在代谢中只有一种功能，即催化功能，不具有调控作用，⑥⑦错误，⑧正确。]限时练15　　酶的作用和本质
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~15题,每小题3分,共45分。
【基础对点】
知识点1　酶在细胞代谢中的作用
1.(2024·福建永安期中)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,把新鲜肝脏制成研磨液的目的是 (　　)
保护过氧化氢酶
有利于过氧化氢酶与反应物的接触
提高过氧化氢酶的活性
有利于对实验结果的观察
2.(2024·安徽合肥期末)下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验变量的描述,错误的是 (　　)
温度、催化剂是自变量
H2O2分解速率是因变量
肝匀浆和氯化铁溶液的体积是自变量
H2O2溶液的浓度是无关变量
3.(2024·河南名校联考)过氧化氢酶能够催化过氧化氢的分解,其催化作用的实质是 (　　)
能给部分分子提供能量
能够与底物专一性结合
能改变底物的空间结构
能降低化学反应活化能
4.(2024·襄阳四中期末)关于生物学实验的说法,错误的一项是 (　　)
任何生物学实验中都需要设置对照组
对照实验中应遵循单一变量原则
对照实验中一定存在自变量
无关变量并不是与实验结果没有关系
5.(2024·黑龙江明水月考)下列关于活化能的叙述,错误的是 (　　)
活化能是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
无机催化剂、加热都可以降低化学反应的活化能
酶可以降低化学反应的活化能
同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用效果更显著
6.(2024·河南名校高一联考)1773年,科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验:让鹰吞下装有肉块的金属笼,一段时间后,取出金属笼,发现笼内的肉块消失了。下列说法正确的是 (　　)
该实验可以得出是胃蛋白酶将肉块消化分解的结论
金属笼的巧妙之处在于排除了胃中物理性消化的干扰
该实验只有一组实验,所以没有形成对照
该实验证明了细胞代谢离不开酶
7.(2024·陕西西安一中期中)关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验,下列叙述正确的是 (　　)
实验中所用肝脏必须是新鲜的,若放置时间过长肝细胞内的过氧化氢会减少
实验中用到的滴管,必须先吸取氯化铁溶液再吸取肝脏研磨液,这样对实验结果影响较小
过氧化氢在温度高的环境中分解速率比常温下更快
实验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和卫生香的燃烧情况
知识点2　酶的本质
8.(2024·黑龙江哈尔滨期中)下列有关酶的叙述,正确的是 (　　)
酶为反应过程供能从而降低反应活化能
酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核苷酸
酶在活细胞外不具有催化活性
Fe3+和过氧化氢酶都能促进H2O2分解
9.(2024·北京四中检测)科学家证实,RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,将这种酶的蛋白质和RNA分开,在适宜的条件下,RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,而蛋白质不具有。这一结果表明 (　　)
酶都是由蛋白质和RNA组成的
绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA
酶的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸
某些RNA具有催化作用
10.(2024·湖北孝感调考)下列关于酶本质探索的叙述,错误的是 (　　)
巴斯德通过显微镜观察,提出酿酒中的发酵是由于存在酵母菌
李比希认为发酵的是酵母菌细胞中的某些物质
毕希纳证明了酶的化学本质都是蛋白质
切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能
11.(2024·河北省重点中学调研)欲判断某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA,下列方案不可行的是 (　　)
与双缩脲试剂反应,观察是否出现紫色
用蛋白酶处理,检测其活性是否丧失
用RNA水解酶处理,检测其活性是否丧失
与斐林试剂反应,观察是否出现砖红色沉淀
【综合提升】
12.(2024·湖南娄底期中改编)酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示(Ea、Eb、Ec为活化能,指底物分子“活化”所需的能量)。下列叙述正确的是 (　　)
表示酶降低的活化能的是Eb-Ec
没有催化剂,该化学反应不能发生
由图中Ec与Eb比较可知,酶催化作用更显著
酶和无机催化剂均降低了底物分子的能量
13.(2024·河北张家口联考)如图表示物质Ⅰ水解生成物质Ⅱ的反应过程,下列叙述正确的是 (　　)
Ⅰ+H2O2Ⅱ
酶E可为该反应提供活化能
若Ⅰ是麦芽糖,则可用斐林试剂来检测Ⅱ的生成情况
若Ⅱ是氨基酸,则Ⅰ中含有一个肽键
酶E的水解反应不需其他酶的作用
14.(2024·广东珠海期末)下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,下列有关分析合理的是 (　　)
本实验的自变量只是催化剂的不同
本实验的无关变量有温度和酶的用量等
1号与2号、1号与4号可分别构成对照实验
分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
15.某生物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。下列关于这种新酶的叙述,错误的是 (　　)
该酶分解塑料以后,自身被消耗
该酶的化学本质最可能是蛋白质
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
该酶的作用机理是降低化学反应的活化能
16.(8分)(2024·江苏南通调研)某研究小组欲探究影响过氧化氢分解的因素,做了如下两个实验。相应的实验结果如图所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行),请分析回答:
(1)(2分)实验1、2中的自变量分别为　　　　　　　　　　　　。
(2)(1分)实验2结果反映,BC段O2产生速率不再增大的原因最可能是　　　　　　　　。
(3)(5分)实验1中过氧化氢酶和Fe3+的作用原理是　　　　　　　　　;通过实验1可以得出什么结论
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.(7分)(2024·长沙一中月考)下列是关于酶促反应的实验探究:
(1)实验步骤:
①取3支试管并分别标为A、B、C,各加入等量的一定浓度的过氧化氢溶液,放入38 ℃恒温水浴锅中保温。
②向A中加入一定量的蒸馏水,B中加入等量的质量分数为3.5%的FeCl3溶液,C中加入等量的质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液(所加试剂均经过38 ℃恒温水浴保温)。
③观察各试管产生气泡的速率。
(2)(7分)请分析回答下列问题:
①该实验可以探究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②实验开始后,B、C组产生气泡的速率比A组快,但一段时间后都没有气泡产生,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③若实验过程中,B、C组产生气泡的速率都非常快。为使实验结果的差异更明显,重复实验时可采取的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
限时练15　酶的作用和本质
1.B　[研磨可破坏肝细胞，使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，以增大与反应物的接触面积。]
2.C　[在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，不同条件(温度、催化剂)是自变量；过氧化氢的分解速率是因变量；肝匀浆和氯化铁溶液的体积、H2O2溶液的浓度均是无关变量。综上所述，A、B、D正确，C错误。]
3.D　[酶不能给分子提供能量，只有催化作用，A错误；酶与底物专一性结合，并不是催化作用的实质，B错误；酶的催化实质是可明显降低化学反应的活化能，使化学反应的速率大幅度提高，而不是改变底物的空间结构，C错误，D正确。]
4.A　[并非任何生物学实验都需要设置对照组，如观察类实验，A错误；对照实验中应遵循单一变量原则，即实验组和对照组除实验变量(自变量)不同以外，其他条件都是相同的，对照实验中一定存在自变量，B、C正确；无关变量会对实验结果造成影响，但不是实验所要研究的变量，D正确。]
5.B　[活化能是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，A正确；加热可以给化学反应提供能量，不能降低化学反应的活化能，B错误；酶可以降低化学反应的活化能，提高化学反应速率，C正确；同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著，D正确。]
6.B　[该实验只能说明胃具有化学消化的作用，不能确定笼内的肉块消失是胃蛋白酶作用的结果，A错误；用金属笼将胃壁和肉块分开，巧妙地排除了胃中物理性消化的干扰，B正确；该实验属于前后自身对照实验，将装有肉块的金属笼放入胃里之前为对照组，从胃里取出金属笼后为实验组，C错误；该实验发生在胃里，无法证明细胞代谢与酶的关系，D错误。]
7.C　[肝脏放置时间过长，过氧化氢酶活性会下降，甚至失活，A错误；吸取氯化铁溶液和吸取肝脏研磨液的滴管不能混用，B错误；过氧化氢在高温条件下分解速率比常温下更快，C正确；试管中产生气泡数目的多少和卫生香的燃烧情况是观测指标，D错误。]
8.D　[酶能降低化学反应的活化能，但酶不能为反应过程供能，A错误；酶的本质是蛋白质或RNA，因此其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，B错误；只要条件适宜，酶在活细胞外也具有催化活性，C错误；Fe3＋和过氧化氢酶都能促进H2O2分解，D正确。]
9.D　[依题意知，除去RNaseP酶中的蛋白质，保留下来的RNA仍具有催化作用，说明某些RNA具有催化作用。]
10.C　[法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由于存在酵母菌细胞，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的，A正确；德国化学家李比希认为发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用，B正确；德国化学家毕希纳没有证明酶的化学本质，C错误；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，D正确。]
11.D　[绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶为RNA。蛋白质可以与双缩脲试剂发生紫色反应，因此可用双缩脲试剂鉴定酶的化学本质，A不符合题意；若酶的化学本质是蛋白质，用蛋白酶处理可使其失活，失去催化能力；若酶的化学本质为RNA，用RNA水解酶处理可使其失活，失去催化能力，故可用蛋白酶和RNA水解酶鉴定酶的本质，B、C不符合题意；斐林试剂可用来检测还原糖，但酶的本质不是还原糖，D符合题意。]
12.C　[Ea表示不加催化剂时化学反应所需的活化能，Eb表示无机催化剂催化的反应所需的活化能，Ec表示酶催化的化学反应所需的活化能，表示酶降低的活化能的是Ea－Ec，A错误；从图中可看出，没有催化剂，反应所需的活化能较高，反应进行的速度慢，并不是不能发生，B错误；分析曲线可知，酶与无机催化剂相比，酶降低的活化能更多，催化效率更高，C正确；酶和无机催化剂降低了化学反应的活化能，而不是降低了底物分子的能量，D错误。]
13.C　[酶可以降低化学反应所需的活化能，但不为反应提供活化能，A错误；若 Ⅰ 是麦芽糖，麦芽糖及水解产物 Ⅱ (葡萄糖)都是还原糖，不能用斐林试剂来检测 Ⅱ 的生成情况，B错误；若 Ⅱ 是氨基酸，则 Ⅰ 为二肽，其含有一个肽键，C正确；酶的化学本质为蛋白质或RNA，酶E需在蛋白酶或RNA酶的作用下水解，D错误。]
14.C　[1号试管是对照组，2号、3号和4号试管分别进行的操作是加热、加无机催化剂、加酶，这些处理就是自变量，因此该实验的自变量是温度和催化剂的种类，A错误；除自变量外，实验过程中存在一些对实验结果造成影响的可变因素，称为无关变量，如过氧化氢的浓度、溶液体积、反应时间、酶的用量等是无关变量，而温度是自变量之一，B错误；1号与2号对照，可说明加热能促进过氧化氢分解，1号与4号对照，可得出过氧化氢酶能催化过氧化氢分解，C正确；加热能使过氧化氢分子得到能量，从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态，不能降低反应的活化能，D错误。
15.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。]
16.(1)催化剂的种类(和时间)、过氧化氢的浓度　(2)酶的数量有限　(3)降低化学反应的活化能　酶具有催化作用，且与无机催化剂相比，酶的催化效率更高
解析　(1)观察题图可知实验1、2的自变量分别是催化剂的种类(和时间)、过氧化氢的浓度。(2)实验2曲线中BC段O2产生速率不再增大的原因最可能是酶的数量(浓度)有限。(3)过氧化氢酶和Fe3＋都是催化剂，它们的作用原理相同，都是降低化学反应的活化能，实验1中加过氧化氢酶的反应速率比加Fe3＋的快得多，故可以得出结论：酶具有催化作用，且与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
17.(2)①酶具有催化作用和酶比无机催化剂催化效率高　②过氧化氢被分解完　③减少FeCl3溶液和肝脏研磨液的用量(或降低过氧化氢的浓度)

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