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第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　第1课时　酶的作用和本质
【预习梳理】
一、1.细胞　化学反应
2.(1)催化
(2)①常态　活跃　②活化能　③活化能　高
(3)①自变量　因变量　自变量　实验结果　②自变量
③未作任何处理
二、活细胞　催化　蛋白质　RNA
【预习检测】
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
[解析] (1)细胞代谢是细胞内化学反应的统称。
(2)加热可以为化学反应提供能量,但不能降低化学反应的活化能,过氧化氢酶、Fe3+都能降低化学反应的活化能,从而提高H2O2的分解速率。
(3)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,称为无关变量。
(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质,是由氨基酸在核糖体上脱水缩合而成的,少数酶是RNA,其基本组成单位是核糖核苷酸。
(6)细胞内蛋白质发生水解时,通常需要蛋白酶的参与,蛋白酶的化学本质是蛋白质。
【任务活动】
任务一
1.过氧化氢酶
2.①90　②2滴　③肝脏研磨液　④气泡的数量和速度
⑤复燃程度
(1)温度和催化剂的种类　过氧化氢的分解速率　反应物的浓度、用量,反应时间等
(2)1号　2 号、3 号和4 号　空白
3.(2)过氧化氢酶能促进过氧化氢的分解,具有催化作用　过氧化氢酶比Fe3+催化效率高得多
(3)催化　高于
(4)加入新鲜肝脏研磨液的4号试管　3号试管和4号试管
4.(1)新鲜肝脏内的过氧化氢酶含量高且活性高
(2)充分研磨有利于肝脏细胞中的过氧化氢酶释放
(4)防止滴入的FeCl3溶液中含少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性
反馈评价
例1　C　[解析] “比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,必须设置对照组,A正确;过氧化氢溶液的浓度和体积为无关变量,实验中的无关变量必须保持一致,B正确;实验遵循单一变量原则,所以加酶组和加FeCl3溶液组应在同一适宜温度条件下进行实验,C错误;实验时要选用新鲜的肝脏,新鲜肝脏内过氧化氢酶含量高且活性高,D正确。
例2　C　[解析] 本实验的因变量是过氧化氢的分解速率,可用气泡的释放速率表示,A错误;本实验的自变量为温度、催化剂的种类,无关变量包括酶的用量等,B错误;1号和3号(是否添加无机催化剂)、1号和4号(是否添加酶)均可构成对照实验,C正确;加热能为化学反应提供能量,但不能降低化学反应的活化能,D错误。
任务二
[模型] (1)①催化剂　②无机催化剂　③酶　(2)h1+h2
(3)降低化学反应的活化能　酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高
反馈评价
例3　D　[解析] E1表示加入无机催化剂后反应所需的活化能,A错误;加热提高化学反应速率的原理是为反应物提供能量,而酶的作用机理是降低化学反应的活化能,B错误;没有酶参与时化学反应所需要的活化能是E2,有酶参与时化学反应所需要的活化能是E3,酶降低化学反应活化能的值为E2-E3,C错误;曲线C与B相比,可以看出酶降低的活化能比无机催化剂降低的活化能多,说明酶降低活化能的作用更显著,D正确。
例4　A　[解析] 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。
任务三
[资料] (1)③活酵母菌细胞　某些物质　⑤脲酶　蛋白质　⑥RNA
(2)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。
反馈评价
例5　A　[解析] 酶是活细胞产生的,并非只有具有分泌功能的细胞才能产生,A错误;大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N,RNA的组成元素是C、H、O、N、P,因此组成酶的化学元素一定有C、H、O、N,B正确;巴斯德提出酿酒中的发酵是由活酵母菌细胞的存在所致的,C正确;切赫和奥尔特曼发现少数RNA具有生物催化功能,D正确。
例6　C　[解析] 胃蛋白酶离开胃后,只要条件适宜,仍能发挥作用,A正确;酶是活细胞产生的具有催化作用的一类有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,因此,酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,B正确,C错误;酶催化效率高的原因是与无机催化剂相比,酶能更加明显地降低化学反应的活化能,D正确。第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　第1课时　酶的作用和本质
1.D　[解析] 酶能降低化学反应的活化能,但不能提供化学反应的活化能,A错误,D正确;酶能与反应物结合,促进化学反应的进行,而不是使反应物变成微粒,增加接触面积,B错误;酶能降低化学反应的活化能,但不能降低化学反应对温度等条件的要求,C错误。
2.B　[解析] 水浴加热可以给化学反应提供能量,但不能降低化学反应的活化能,B错误。
3.D　[解析] 肝脏研磨液中的过氧化氢酶不能为过氧化氢提供能量,酶的作用机理是降低化学反应的活化能,A错误;试管中过氧化氢分解速率属于因变量,肝脏研磨液和FeCl3溶液的滴加量属于无关变量,B、C错误;各试管中的过氧化氢溶液的量属于无关变量,应该相等,D正确。
4.D　[解析] 本实验的自变量是催化剂的种类及温度,A错误;①组为对照组,②③④组为实验组,B错误;若第④组的气泡产生量远高于第③组的,则说明过氧化氢酶具有高效性,C错误;若第④组的气泡产生量与第①组的接近,则说明过氧化氢酶可能已失活,D正确。
5.D　[解析] 题图中的a、b、c、d分别表示没有催化剂时化学反应的活化能、有无机催化剂时化学反应的活化能、酶催化时化学反应的活化能、酶降低的活化能,A、B正确;据题图可知,无机催化剂和酶的作用机理相同,都是降低了化学反应的活化能,C正确;d的数值越大,说明酶降低的活化能越大,酶的催化活性越高,D错误。
6.C　[解析] Ea表示不加催化剂时化学反应的活化能,Eb表示无机催化剂催化反应的活化能,Ec表示酶催化的化学反应的活化能,Ea-Ec表示酶降低的活化能,A错误;从题图中可看出,没有催化剂时,化学反应的活化能较高,反应进行速度慢,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,酶降低化学反应的活化能更多,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,即降低底物分子“活化”所需的能量,而不是降低底物分子的能量,D错误。
7.B　[解析] 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验中,与实验前相比,实验后都会出现颜色变化,存在实验前后的自身对照,A错误;比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率的实验中,过氧化氢分解速率就是因变量,可以用气泡的产生速率表示,B正确;观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原的实验中,不需要设置空白对照组,因为该实验属于自身前后对照,C错误;观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原的实验中,滴加蔗糖和清水,属于自变量,原生质层位置变化为观测指标,D错误。
8.A　[解析] 题述实验的自变量为是否加入马铃薯块茎提取液,故3号管为实验组,其他都为对照组,A错误;该实验的目的是探究马铃薯块茎中是否存在过氧化氢酶,故需要控制的无关变量与过氧化氢的自然分解有关,B正确;3号管与1、2号管对照,3号管、2号管显橙红色,1号管不变色,证明马铃薯提取液中存在过氧化氢酶,C正确;4号管中加入的是煮沸冷却后的马铃薯块茎提取液,即使里面有过氧化氢酶也在煮沸时失活了,因此正常情况下,无论马铃薯块茎中是否存在过氧化氢酶,4号管都不显橙红色,D正确。
9.C　[解析] 斯帕兰札尼推断胃中一定含有某种物质,能够消化肉块,但并没有证明是胃蛋白酶,A错误。毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶,B错误。在酶本质的探索中,萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲酶并证明其是蛋白质,C正确。切赫和奥尔特曼认为少数RNA也具有生物催化功能,D错误。
10.A　[解析] 酶是由活细胞产生的,只要条件适宜,酶在细胞内外都能发挥作用,A错误;酶绝大多数是蛋白质,少量是RNA,因此酶是大分子物质,B正确;酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,因此酶都起催化作用,C正确;酶对化学反应起催化作用,与无机催化剂一样,反应前后酶的化学性质和数量不会发生改变,D正确。
11.C　[解析] E是酶,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,A正确;从中间产物学说示意图可以看出,酶(E)与反应底物(S)首先形成ES,然后再生成产物P,ES是不稳定的中间产物,B正确;酶(E)能降低化学反应的活化能,但不能为酶促反应提供能量,C错误;酶是催化剂,反应结束后,E的结构不变,D正确。
12.C　[解析] 肽酰转移酶是催化肽键形成的酶,即催化氨基酸脱水缩合,A正确;氨基酸脱水缩合的场所为核糖体,所以肽酰转移酶应存在于核糖体中,B正确;肽酰转移酶对RNA酶敏感,对蛋白酶不敏感,故其本质是具有催化活性的RNA,不在核糖体上合成,C错误,D正确。
13.A　[解析] TRAP的本质是蛋白质,可以用双缩脲试剂检测,出现紫色变化,A正确;酶具有催化作用,而不是调节作用,B错误;该酶的组成元素是C、H、O、N等,与脂肪的共有元素有C、H、O,C错误;该酶能促进脂肪细胞生成,因此理论上可以通过抑制该酶的功能来治疗肥胖症,D错误。
14.A　[解析] 双缩脲试剂检测的是蛋白质,蛋白酶也是蛋白质,故实验①无法达到目的,实验②可通过观察蛋白块是否变小或消失来判断口腔的分泌液中是否有蛋白酶,A符合题意。
15.D　[解析] 分析曲线图可知,用蛋白酶处理甲、乙两种酶后,乙酶活性降低,甲酶活性不变,说明乙酶化学本质是蛋白质,而甲酶化学本质是RNA,A正确;酶是生物催化剂,在生化反应前后其性质和数量都不会发生变化,B正确;乙酶的化学本质是蛋白质,蛋白质是在核糖体上合成的,C正确;乙酶被蛋白酶处理以后,活性下降,因为蛋白酶催化肽键断裂,导致乙酶空间结构的改变,D错误。
16.B　[解析] 美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶,并用多种方法证明脲酶的化学本质是蛋白质,A正确;幽门螺杆菌为原核生物,细胞中不具有内质网和高尔基体,B错误;若气体中含有13CO2,说明尿素在脲酶的催化下分解,而脲酶是由幽门螺杆菌产生的,因此能说明测试者可能感染幽门螺杆菌,C正确;幽门螺杆菌可分泌脲酶分解尿素产生氨,氨可中和胃酸,使其适应胃部的强酸环境,D正确。
17.(1)产生O2的量　催化剂的种类影响过氧化氢的分解速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高
(2)等于　底物的量一定时,催化剂的种类不影响产物的生成量
(3)催化剂的种类　过氧化氢的分解速率　O2的生成量　温度、过氧化氢溶液的加入量等
(4)反应前后,酶的性质不发生变化
[解析] (1)实验一的自变量是催化剂的种类,因变量是过氧化氢的分解速率,观测指标是气泡的产生速率,实验一中量筒中收集到的水的体积代表了产生O2的量,气泡产生较快的是加入肝脏研磨液的装置乙,得出结论:催化剂的种类影响过氧化氢分解速率,与无机催化剂相比,酶催化效率更高。(2)实验二底物的量相等,虽然催化剂的种类不同,但是最终实验收集到的O2的量相同,说明底物的量一定时,催化剂的种类不影响产物的生成量。(3)实验一、二中,人为控制的对实验对象进行处理的因素都是催化剂的种类,为自变量;因自变量改变而变化的变量在实验一中是过氧化氢的分解速率,实验二中是O2的生成量,为因变量;实验一中,除自变量外,还存在一些对实验结果造成影响的可变因素,如温度、过氧化氢溶液的加入量等,称为无关变量。(4)连续多次向乙装置中注入2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液,每次产物的生成量不变,说明反应前后,酶的性质不发生变化。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
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢的概念
中每时每刻都进行着许多 ,统称为细胞代谢。
2.酶在细胞代谢中的作用
(1)酶具有 作用。
(2)酶的作用机理
①活化能:分子从 转变为容易发生化学反应的 状态所需要的能量。
②无机催化剂和酶的作用机理:降低化学反应的 。
③与无机催化剂相比,酶降低 的作用更显著,催化效率更 (填“高”或“低”)。
(3)科学方法——控制变量和设计对照实验
①变量:实验过程中的变化因素,分类如下表。
人为控制的对实验对象进行处理的因素
因自变量改变而变化的变量
无关变量 除 外,实验过程中还存在一些对 造成影响的可变因素
②对照实验:除作为 的因素外,其余因素(无关变量)都保持一致,并将结果进行比较的实验。
③空白对照: 的对照组。
二、酶的本质
酶是 产生的具有 作用的有机物,其中绝大多数酶是 ,少数是 。
(1)细胞代谢是生物体内化学反应的统称。 ( )
(2)过氧化氢酶、Fe3+、加热都能降低化学反应的活化能,从而使H2O2分解速率加快。 ( )
(3)无关变量是和该实验结果无关的变量。 ( )
(4)酶是由氨基酸在核糖体上合成的。 ( )
(5)脲酶能够将尿素分解成氨和CO2。 ( )
(6)细胞内蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与。 ( )
任务一 探究·实践——比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.实验原理
加热、FeCl3溶液中的Fe3+和肝脏研磨液中的 均可影响H2O2的分解速率。
2.实验设计
试管编号 1 2 3 4
3%的过氧 化氢溶液 2mL 2mL 2mL 2mL
实验处理 不处理 放入① ℃左右的水浴中加热 滴入② FeCl3溶液 滴入2滴③
检测指标 试管内产生④
— 试管内卫生香的 ⑤
(1)变量分析
自变量
因变量
无关变量
(2)对照组和实验组分析
本实验中对照组为 试管, 试管是实验组。本实验的对照组未做任何处理,这样的对照组叫作 对照。
3.实验结果与结论
(1)观察实验结果,并记录。如下表:
试管编号 1 2 3 4
检测 指标 气泡产生量 无 少量 较多 大量
卫生香复燃程度 — — 不明显 明显
(2)结果分析:1号试管与2号试管对照,说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。
1号试管与4号试管对照,说明 。
3号试管与4号试管对照,说明 。
(3)实验结论:过氧化氢酶具有 作用,且催化效率 (填“高于”或“低于”)无机催化剂Fe3+。
(4)有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管,向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后,再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液,向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的:加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管,可以与 作对照,排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响;加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为 的对照组。
4.注意事项
(1)实验中使用的肝脏必须是新鲜的,原因是
。
(2)肝脏制成研磨液时需充分研磨,原因是 。
(3)过氧化氢溶液最好现配现用,因为过氧化氢在常温下会分解,长时间放置会导致过氧化氢溶液浓度不准确,影响实验结果。
(4)滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时,不能共用一个滴管,原因是
。
例1下列有关“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的分析,不正确的是 ( )
A.该实验必须设置对照组
B.各组过氧化氢溶液的浓度和体积必须相等
C.加酶组和加FeCl3溶液组可在不同的温度条件下进行实验
D.实验时要选用新鲜的肝脏
例2[2024·湖北武汉高一月考]如图所示为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。有关分析合理的是 ( )
1234
A.本实验的因变量可用气泡的释放量表示
B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验
D.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
任务二 酶在细胞代谢中的作用
【模型】下图为酶降低化学反应活化能的示意图。
(1)请在图中横线上填写相关内容。
(2)有酶参与化学反应时,酶降低的活化能是 (用h1、h2表示)。
(3)结合示意图讨论,酶催化作用的机理是 。和无机催化剂相比,酶具有的特点是 。
例3[2024·黑龙江哈尔滨高一月考]如图为酶和无机催化剂加快某化学反应的机理,E1、E2、E3为活化能,A曲线表示没有催化剂参与的反应过程。下列相关叙述正确的是 ( )
A.E3表示加入无机催化剂后反应所需的活化能
B.加热提高反应速率的原理与酶的作用机理相同
C.酶降低化学反应活化能的值为E1-E3
D.曲线C与B相比能说明酶降低活化能的作用更显著
例4中科院在研究分解PET塑料的水解酶方面取得重要突破,未来将据此培育出专“吃”PET塑料的新酶,以下关于这种新酶的叙述,错误的是 ( )
A.该酶分解塑料以后,自身被消耗
B.该酶的化学本质最可能是蛋白质
C.用该酶对PET塑料进行生物降解,比传统的化学降解效率高,污染小
D.该酶的作用机理是降低反应的活化能
任务三 酶的概念和本质
【资料】阅读教材P79“关于酶本质的探索”。
(1)填写下面内容。
①1716年《康熙字典》收录了酶字,并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。
②巴斯德之前:许多化学家都认为发酵是一个纯化学过程,与生命活动无关。
③争论
巴斯德(法国)1857年提出:只有 参与才能进行酒精发酵。
李比希(德国)认为:酵母菌细胞死亡并裂解后释放出的 ,引起发酵。
④毕希纳(德国):用石英砂研磨酵母菌细胞得到的不含酵母菌细胞的提取液也能使糖液变成酒,他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。但未能分离鉴定出酶。
⑤萨姆纳(美国):1926年采用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出了 ,并证明了其化学本质是 。
⑥切赫和奥尔特曼(美国):20世纪80年代,发现少数 也具有生物催化功能。
(2)请结合科学家的研究过程,尝试给酶下一个比较完整的定义。
酶的概念的理解
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
基本单位 氨基酸 核糖核苷酸
来源 一般来说,活细胞都能产生酶
合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)
生理作用 催化作用(改变生化反应速率)
作用机理 降低化学反应的活化能
作用场所 细胞内、外或生物体外均可
与无机 催化剂 的相同点 ①不改变反应的平衡点,不能提供能量,只降低反应的活化能,从而缩短反应达到平衡点的时间; ②反应前后催化剂的化学性质和数量均保持不变
例5下列有关酶与酶的发现的叙述,错误的是 ( )
A.酶是有分泌功能的细胞产生的
B.酶的化学元素组成一定有C、H、O、N
C.巴斯德提出酿酒中的发酵是由于活酵母细胞的参与
D.切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能
例6[2024·甘肃武威高一月考]下列有关酶的作用及本质的说法,不正确的是 ( )
A.胃蛋白酶离开胃后仍能发挥作用
B.绝大多数酶是蛋白质
C.酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核苷酸
D.酶催化效率高的原因是其降低活化能的作用更显著第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
[1~16题,每题2分,共32分]
知识点一　酶在细胞代谢中的作用
1.[2024·云南昆明高一期末] 酶具有很高的催化效应,其原因是 (　)
A.提供化学反应的活化能
B.使反应物变成微粒,增加接触面积
C.降低化学反应所需温度
D.降低化学反应的活化能
2.下列关于活化能的叙述,错误的是 (　)
A.指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
B.无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能
C.酶可以降低化学反应的活化能
D.同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用效果更显著
3.下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述,正确的是 (　)
A.肝脏研磨液中的过氧化氢酶能为过氧化氢提供能量
B.试管中过氧化氢分解速率属于自变量
C.肝脏研磨液和FeCl3溶液的滴加量属于因变量
D.各试管中的过氧化氢溶液的量属于无关变量
4.[2024·四川成都高一月考] 新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶。为比较过氧化氢在不同条件下的分解情况,某小组进行了如表所示的实验。下列叙述正确的是 (　)
组别 实验 实验结果
① 过氧化氢溶液+常温 +
② 过氧化氢溶液+90 ℃ + + +
③ 过氧化氢溶液+FeCl3溶液 + + + +
④ 过氧化氢溶液+新鲜肝脏研磨液
注:“+”表示有气泡产生,“+”越多,气泡越多。
A.本实验的自变量是使用不同的催化剂
B.①②组为对照组,③④组为实验组
C.若第③组的气泡产生量远高于第④组的,则说明过氧化氢酶具有高效性
D.若第④组的气泡产生量与第①组的接近,则过氧化氢酶可能已失活
5.[P78图5-1拓展] 如图表示酶和无机催化剂降低化学反应活化能的示意图。下列相关叙述错误的是 (　)
A.a表示没有催化剂时化学反应的活化能
B.b、c分别表示有无机催化剂和酶催化时化学反应的活化能
C.据图可知,无机催化剂和酶的作用机理相同
D.d的数值越大,则表示酶的催化活性越低
6.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 (　)
A.表示酶降低的活化能的是Eb-Ec
B.没有催化剂,该化学反应就不能发生
C.由图中Ec与Eb比较可知,酶的催化作用更显著
D.酶和无机催化剂均降低了底物分子的能量
7.[2025·福建泉州高一月考] 关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述正确的是 (　)
A.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验中,没有进行对照
B.比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率的实验中,因变量可以用气泡的产生速率表示
C.观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原的实验中,需设置空白对照组
D.观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原的实验中,滴加蔗糖和清水,属于自变量,原生质层位置变化为无关变量
8.植物体中的氧气除了来自光合作用以外,还可以来自过氧化氢的分解,过氧化氢酶能催化过氧化氢分解并产生氧气,氧气能氧化焦性没食子酸呈橙红色,过氧化氢酶在高于60 ℃环境中失活。为探究马铃薯块茎中是否存在过氧化氢酶,设计实验如下表,实验中对无关变量进行了有效控制。下列相关叙述不正确的是 (　)
管 号 2% 过氧 化氢 /mL 1%焦 性没食 子酸/mL 缓冲 液/mL 过氧化 氢酶溶 液/mL 马铃薯 块茎提 取液/mL 煮沸冷 却后的马 铃薯块 茎提取 液/mL
1 2 2 2 - - -
2 2 2 - 2 - -
3 2 2 - - 2 -
4 2 2 - - - 2
A.1号管为对照组,其余三个管是实验组
B.实验中需要控制的无关变量与过氧化氢的自然分解有关
C.若3号管显橙红色,需对照才能推测马铃薯块茎中存在过氧化氢酶
D.正常情况下,无论马铃薯块茎中是否存在过氧化氢酶,4号管都不显橙红色
知识点二　酶的概念和本质
9.[2024·广东江门高一期中] 下列关于生物科学发展史的叙述正确的是 (　)
A.斯帕兰札尼通过“肉块消失”实验证明了胃蛋白酶的存在
B.李比希将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶
C.在酶本质的探索中,萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲酶并证明其是蛋白质
D.切赫和奥尔特曼发现部分 DNA 具有生物催化功能
10.[2024·江苏扬州高一期中] 下列关于酶的叙述错误的是 (　)
A.酶都在细胞内发挥作用
B.酶都是大分子
C.酶都起催化作用
D.酶在化学反应前后性质和数量都不变
11.中间产物学说认为,在酶促反应过程中,酶(E)与反应底物(S)首先形成酶—底物复合物(ES),然后再生成产物(P),如图所示。下列叙述错误的是 (　)
E+SES→P+E
A.E的本质一般是蛋白质
B.ES为不稳定的中间产物
C.E为酶促反应提供了能量
D.反应结束后,E的结构不变
12.肽酰转移酶是催化肽键形成的酶,对RNA酶敏感,对蛋白酶不敏感。下列对该酶的叙述错误的是 (　)
A.该酶催化氨基酸脱水缩合
B.该酶应该存在于核糖体中
C.肽酰转移酶在核糖体中合成
D.肽酰转移酶是具有催化活性的RNA
13.瑞典研究人员发现人体内有一种促进脂肪细胞生成的蛋白质——抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP),可通过采集静脉血检测其含量。这一发现有望为治疗肥胖症开辟新途径。下列叙述正确的是(　)
A.TRAP遇双缩脲试剂呈现紫色
B.TRAP在促进脂肪细胞生成过程中发挥调节作用
C.该酶与脂肪的共有元素有C、H、O、N
D.理论上可以通过促进该酶的功能来治疗肥胖症
14.为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶,某同学设计了两组实验,如下图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后,1、2号试管中加入适量双缩脲试剂,3、4号试管中不加入任何试剂。下列实验能达到目的的是 (　)
A.实验②
B.实验①、实验②都能
C.实验①
D.实验①、实验②都不能
15.[2025·浙江台州高一期中] 用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶,甲、乙两种酶的活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是 (　)
A.甲酶能够不被该种蛋白酶降解,甲酶可能是具有催化功能的RNA
B.蛋白酶在催化生化反应前后本身的性质不会发生改变
C.乙酶的化学本质为蛋白质,在核糖体上合成
D.乙酶活性的改变是因为其空间结构的改变,肽键没有被破坏
16.幽门螺杆菌是引发胃癌的原因之一,其产生脲酶并分泌到细胞外发挥作用,脲酶能催化尿素分解成二氧化碳和氨。下列相关叙述错误的是 (　)
A.美国科学家萨姆纳证明脲酶的化学本质是蛋白质
B.幽门螺杆菌产生的脲酶需经过内质网和高尔基体的加工才具有生物活性
C.口服13C标记的尿素后吹气检测,若气体中含有13CO2,说明测试者可能感染幽门螺杆菌
D.幽门螺杆菌可以分解尿素产生氨中和胃酸,适应胃部的酸性环境
17.(12分)[2024·湖南长沙高一期末] 某兴趣小组利用如图所示装置探究过氧化氢在不同条件下的分解情况。试剂:新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液,质量分数为3.5%的FeCl3溶液,不同质量分数的新鲜肝脏研磨液等。
回答下列问题:
(1)(3分)实验一:按照图示甲、乙装置,在锥形瓶中分别加入0.6 mL质量分数为3.5%的FeCl3溶液和0.6 mL质量分数为3.5%的肝脏研磨液,然后松开弹簧夹分别注入2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液。量筒中收集的水的体积代表了　　　　　　　　,通过比较量筒Ⅰ、Ⅱ中水增加的快慢可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(3分)实验二:在甲、乙装置的锥形瓶中分别加入 0.6 mL质量分数为3.5%的FeCl3溶液和0.6 mL质量分数为20%的肝脏研磨液,然后松开弹簧夹分别注入2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液。反应减慢后,轻轻振荡锥形瓶至不再有气泡产生。量筒Ⅰ中水的体积　　　　(填“小于”“等于”或“大于”)量筒Ⅱ,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(4分)实验一、二中,自变量都是　　　　　　　,因变量分别是　　　　　　　　、　　　　　　,请写出实验一中的无关变量　　　　　　　　　　(写出两种即可)。
(4)(2分)在实验二的基础上,连续多次向乙装置中注入2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液,每次量筒Ⅱ中增加的水的体积不变,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (共91张PPT)
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
任务一 探究·实践——比较过氧化氢在不
同条件下的分解
任务二 酶在细胞代谢中的作用
任务三 酶的概念和本质
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢的概念
______中每时每刻都进行着许多__________，统称为细胞代谢。
细胞
化学反应
2.酶在细胞代谢中的作用
(1)酶具有______作用。
催化
(2)酶的作用机理
①活化能：分子从______转变为容易发生化学反应的______状态所
需要的能量。
常态
活跃
②无机催化剂和酶的作用机理：降低化学反应的________。
③与无机催化剂相比，酶降低________的作用更显著，催化效率更
____(填“高”或“低”)。
活化能
活化能
高
(3)科学方法——控制变量和设计对照实验
①变量：实验过程中的变化因素，分类如下表。
________ 人为控制的对实验对象进行处理的因素
________ 因自变量改变而变化的变量
无关变量 除________外，实验过程中还存在一些对______
_________造成影响的可变因素
自变量
因变量
自变量
实验结果
②对照实验：除作为________的因素外，其余因素(无关变量)都保持
一致，并将结果进行比较的实验。
③空白对照：______________的对照组。
自变量
未作任何处理
二、酶的本质
酶是________产生的具有______作用的有机物,其中绝大多数酶是
________，少数是_____。
活细胞
催化
蛋白质
(1)细胞代谢是生物体内化学反应的统称。( )
×
[解析] 细胞代谢是细胞内化学反应的统称。
(2)过氧化氢酶、、加热都能降低化学反应的活化能,从而使
分解速率加快。( )
×
[解析] 加热可以为化学反应提供能量,但不能降低化学反应的活化能,
过氧化氢酶、都能降低化学反应的活化能，从而提高 的分
解速率。
(3)无关变量是和该实验结果无关的变量。( )
×
[解析] 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，称为无关变量。
(4)酶是由氨基酸在核糖体上合成的。( )
×
[解析] 绝大多数酶的化学本质是蛋白质,是由氨基酸在核糖体上脱水
缩合而成的,少数酶是 ,其基本组成单位是核糖核苷酸。
(5)脲酶能够将尿素分解成氨和 。( )
√
(6)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与。( )
√
[解析] 细胞内蛋白质发生水解时，通常需要蛋白酶的参与，蛋白酶
的化学本质是蛋白质。
任务一 探究·实践——比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.实验原理
加热、溶液中的 和肝脏研磨液中的____________均可影响
的分解速率。
过氧化氢酶
2.实验设计
试管编号 1 2 3 4
实验处理 不处理 滴入2滴
③___________
检测指标 试管内产生④__________________ — 试管内卫生香的⑤__________ 90
2滴
肝脏研磨液
气泡的数量和速度
复燃程度
(1)变量分析
自变量 ____________________
因变量 ____________________
无关变量 ________________________________
温度和催化剂的种类
过氧化氢的分解速率
反应物的浓度、用量，反应时间等
(2)对照组和实验组分析
本实验中对照组为_____试管，__________________试管是实验组。
本实验的对照组未做任何处理，这样的对照组叫作______对照。
1号
2 号、3 号和4 号
空白
3.实验结果与结论
(1)观察实验结果，并记录。如下表：
试管编号 1 2 3 4
检测指标 气泡产生量 无 少量 较多 大量
卫生香复燃程度 — — 不明显 明显
(2)结果分析：1号试管与2号试管对照，说明加热能促进过氧化氢的
分解，提高反应速率。
1号试管与4号试管对照，说明_________________________________
_____________。
3号试管与4号试管对照，说明________________________________。
过氧化氢酶能促进过氧化氢的分解，
具有催化作用
过氧化氢酶比催化效率高得多
(3)实验结论：过氧化氢酶具有______作用，且催化效率______
(填“高于”或“低于”)无机催化剂 。
催化
高于
(4)有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加
入 过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨
液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的：加入2滴煮沸过的
肝脏研磨液的5号试管，可以与_____________________________作
对照，排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响；加入2滴蒸馏
水的6号试管可以作为__________________的对照组。
加入新鲜肝脏研磨液的4号试管
3号试管和4号试管
4.注意事项
(1)实验中使用的肝脏必须是新鲜的，原因是_____________________
___________________。
(2)肝脏制成研磨液时需充分研磨，原因是_______________________
_____________________。
新鲜肝脏内的过氧化
氢酶含量高且活性高
充分研磨有利于肝脏细
胞中的过氧化氢酶释放
(3)过氧化氢溶液最好现配现用，因为过氧化氢在常温下会分解，长
时间放置会导致过氧化氢溶液浓度不准确，影响实验结果。
(4)滴入肝脏研磨液和 溶液时，不能共用一个滴管，原因是
___________________________________________________________。
防止滴入的溶液中含少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性
例1 下列有关“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的分析,不正
确的是( )
A.该实验必须设置对照组
B.各组过氧化氢溶液的浓度和体积必须相等
C.加酶组和加 溶液组可在不同的温度条件下进行实验
D.实验时要选用新鲜的肝脏
√
[解析] “比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,必须设置对照组,
A正确;过氧化氢溶液的浓度和体积为无关变量，实验中的无关变量
必须保持一致,B正确；实验遵循单一变量原则，所以加酶组和加
溶液组应在同一适宜温度条件下进行实验，C错误;实验时要选
用新鲜的肝脏,新鲜肝脏内过氧化氢酶含量高且活性高,D正确。
例2 ［2024·湖北武汉高一月考］ 如图所示为“比较过氧化氢在不同
条件下的分解”实验。有关分析合理的是( )
1
2
3
4
A.本实验的因变量可用气泡的释放量表示
B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验
D.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
[解析] 本实验的因变量是过氧化氢的分解速率，可用气泡的释放速
率表示，A错误；本实验的自变量为温度、催化剂的种类，无关变量
包括酶的用量等，B错误；1号和3号(是否添加无机催化剂)、1号和4
号(是否添加酶)均可构成对照实验，C正确；加热能为化学反应提供
能量，但不能降低化学反应的活化能，D错误。
√
任务二 酶在细胞代谢中的作用
【模型】 下图为酶降低化学反应活化能的示意图。
(1)请在图中横线上填写相关内容。
[答案] 催化剂; 无机催化剂; 酶
(2)有酶参与化学反应时，酶降低的
活化能是________(用、 表示)。
(3)结合示意图讨论，酶催化作用的
机理是______________________。
和无机催化剂相比，酶具有的特点是
降低化学反应的活化能
酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高
________________________________________。
例3 ［2024·黑龙江哈尔滨高一月考］ 如图为
酶和无机催化剂加快某化学反应的机理，
、、 为活化能，A曲线表示没有催化剂
参与的反应过程。下列相关叙述正确的是
( )
A. 表示加入无机催化剂后反应所需的活化能
B.加热提高反应速率的原理与酶的作用机理相同
C.酶降低化学反应活化能的值为
D.曲线C与B相比能说明酶降低活化能的作用更显著
√
[解析] 表示加入无机催化剂后反应所需的
活化能，A错误；加热提高化学反应速率的原
理是为反应物提供能量，而酶的作用机理是
降低化学反应的活化能，B错误；没有酶参与
时化学反应所需要的活化能是 ，有酶参与
时化学反应所需要的活化能是 ，酶降低化学反应活化能的值为
，C错误；曲线C与B相比，可以看出酶降低的活化能比无机催化
剂降低的活化能多，说明酶降低活化能的作用更显著，D正确。
例4 中科院在研究分解 塑料的水解酶方面取得重要突破，未来将
据此培育出专“吃” 塑料的新酶，以下关于这种新酶的叙述，错误
的是( )
A.该酶分解塑料以后，自身被消耗
B.该酶的化学本质最可能是蛋白质
C.用该酶对 塑料进行生物降解，比传统的化学降解效率高，污染小
D.该酶的作用机理是降低反应的活化能
√
[解析] 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。
任务三 酶的概念和本质
【资料】 阅读教材P79“关于酶本质的探索”。
(1)填写下面内容。
①1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒
母”就是现在所说的酵母。
②巴斯德之前：许多化学家都认为发酵是一个纯化学过程，与生命
活动无关。
③争论
巴斯德(法国)1857年提出：只有______________参与才能进行酒精发酵。
李比希(德国)认为：酵母菌细胞死亡并裂解后释放出的__________，
引起发酵。
④毕希纳(德国)：用石英砂研磨酵母菌细胞得到的不含酵母菌细胞的
提取液也能使糖液变成酒，他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为
酿酶。但未能分离鉴定出酶。
活酵母菌细胞
某些物质
⑤萨姆纳(美国) 年采用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出了
______，并证明了其化学本质是________。
⑥切赫和奥尔特曼(美国) 世纪80年代，发现少数_____也具有生
物催化功能。
脲酶
蛋白质
(2)请结合科学家的研究过程,尝试给酶下一个比较完整的定义。
[答案] 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。
酶的概念的理解
化学本质 绝大多数是蛋白质
基本单位 氨基酸 核糖核苷酸
来源 一般来说,活细胞都能产生酶 合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)
生理作用 催化作用(改变生化反应速率) 作用机理 降低化学反应的活化能 作用场所 细胞内、外或生物体外均可
与无机催化剂 的相同点 ①不改变反应的平衡点,不能提供能量,只降低反应的
活化能,从而缩短反应达到平衡点的时间；
②反应前后催化剂的化学性质和数量均保持不变
续表
例5 下列有关酶与酶的发现的叙述，错误的是( )
A.酶是有分泌功能的细胞产生的
B.酶的化学元素组成一定有C、、、
C.巴斯德提出酿酒中的发酵是由于活酵母细胞的参与
D.切赫和奥尔特曼发现少数 也具有生物催化功能
√
[解析] 酶是活细胞产生的，并非只有具有分泌功能的细胞才能产生，
A错误；大多数酶是蛋白质，少数酶是 ，蛋白质的基本组成元素
是C、、、，的组成元素是C、、、、 ，因此组成酶
的化学元素一定有C、、、 ，B正确；巴斯德提出酿酒中的发酵
是由活酵母菌细胞的存在所致的，C正确；切赫和奥尔特曼发现少数
具有生物催化功能，D正确。
例6 ［2024·甘肃武威高一月考］ 下列有关酶的作用及本质的说法，
不正确的是( )
A.胃蛋白酶离开胃后仍能发挥作用
B.绝大多数酶是蛋白质
C.酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核苷酸
D.酶催化效率高的原因是其降低活化能的作用更显著
√
[解析] 胃蛋白酶离开胃后，只要条件适宜，仍能发挥作用，A正确；
酶是活细胞产生的具有催化作用的一类有机物，绝大多数酶是蛋白
质，少数酶是 ，因此，酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷
酸，B正确，C错误；酶催化效率高的原因是与无机催化剂相比，酶
能更加明显地降低化学反应的活化能，D正确。
备用习题
1.在下列四支试管中分别加入一些物质,甲试管:经高温煮沸冷却后的豆
浆；乙试管:人体必需的8种氨基酸溶液;丙试管:蛋清和蛋白酶;丁试管:
人血液中的红细胞和蒸馏水。则上述四支试管中加入双缩脲试剂振荡
后,有紫色反应的是( )
A.只有甲 B.甲和丙
C.甲、丙、丁 D.甲、乙、丙、丁
√
[解析] 甲试管：经高温煮沸冷却后的豆浆中,蛋白质的空间结构被破
坏,但仍含肽键,所以遇到双缩脲试剂呈现紫色;乙试管:8种必需氨基酸
溶液中不含肽键,加入双缩脲试剂不显紫色;丙试管:蛋清中的蛋白质能
被蛋白酶水解形成多肽,蛋白酶的本质为蛋白质,丙试管中加入双缩脲
试剂显紫色;丁试管:人血液中的红细胞在蒸馏水中吸水涨破,释放出血
红蛋白,血红蛋白遇双缩脲试剂显紫色。因此,四支试管中加入双缩脲
试剂振荡后,有紫色反应的是甲、丙、丁,C正确。
2.核酶是具有催化功能的小分子RNA，可剪切特异的RNA序列，而
RNA酶是可催化RNA水解的一种蛋白质。下列相关叙述正确的是
( )
A.组成核酶的基本单位是脱氧核糖核苷酸
B.核酶可以为RNA剪切提供所需的活化能
C.核酶失去活性后可以被RNA酶水解
D.核酶和RNA酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应
√
[解析] 核酶是一种小分子RNA，组成核酶的基本单位是核糖核苷酸，
A错误；核酶作为生物催化剂，能降低化学反应的活化能，但不能为
化学反应提供能量，B错误；RNA酶能水解RNA，核酶失去活性后可
以被RNA酶水解，C正确；核酶的化学本质是RNA，不能与双缩脲试
剂发生紫色反应，D错误。
3.酶原是指某些酶在细胞内合成或初分泌时的无活性前体，必须在一
定的条件下，这些酶原水解开一个或几个特定的肽键，表现出酶的活
性。如胰蛋白酶原随胰液分泌到十二指肠后，在肠激酶的作用下，将
N段第6位赖氨酸和7位异亮氨酸之间的连接切断，形成一个六肽和具
有活性的胰蛋白酶。下列说法错误的是( )
A.切断胰蛋白酶原6，7位氨基酸之间的连接需要水分子参与
B.酶原需要激活才能起作用，有利于保护产生酶原的细胞不受破坏
C.催化胰蛋白酶原激活的肠激酶在该过程中降低了反应的活化能
D.胰蛋白酶原的激活是不可逆的，因为消化酶发挥作用后就被破坏
√
[解析] 氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键连接，因此切断蛋白酶原6，
7位氨基酸之间的连接需要水分子参与，A正确；酶原需要激活才能起
作用，有利于保护产生酶原的细胞不受破坏，B正确；酶作用的本质
是降低反应的活化能，C正确；消化酶发挥作用后不会马上被破坏，D
错误。
4.活化能是指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。如图为酶的作用模型,请据图回答下列问题:
(1)从图中可以看出,没有酶催化时,发生化
学反应需要的活化能　 　;有酶催化
时,发生化学反应需要的活化能　 　;
a指　 。因此,酶催
化作用的机理是 　。
较高
较低
酶所降低的活化能　
降低化学反应的活化能　
[解析] 从图中可以看出,没有酶催化时,发生化学反应需要的活化能较
高,有酶催化时,发生化学反应需要的活化能较低,因此,酶催化作用的机
理是降低化学反应的活化能。
(2)酶的化学本质是　 ,酶起作用的部位是　　 。
蛋白质或RNA　
细胞内和细胞外
[解析] 酶的化学本质是蛋白质或RNA,
酶在细胞内和细胞外都能起作用。
练习册
［ 题，每题2分，共32分］
知识点一 酶在细胞代谢中的作用
1.［2024·云南昆明高一期末］酶具有很高的催化效应，其原因是
( )
A.提供化学反应的活化能
B.使反应物变成微粒，增加接触面积
C.降低化学反应所需温度
D.降低化学反应的活化能
√
[解析] 酶能降低化学反应的活化能，但不能提供化学反应的活化能，
A错误，D正确；酶能与反应物结合，促进化学反应的进行，而不是
使反应物变成微粒，增加接触面积，B错误；酶能降低化学反应的活
化能，但不能降低化学反应对温度等条件的要求，C错误。
2.下列关于活化能的叙述，错误的是( )
A.指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
B.无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能
C.酶可以降低化学反应的活化能
D.同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著
[解析] 水浴加热可以给化学反应提供能量，但不能降低化学反应的
活化能,B错误。
√
3.下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述，正确的
是( )
A.肝脏研磨液中的过氧化氢酶能为过氧化氢提供能量
B.试管中过氧化氢分解速率属于自变量
C.肝脏研磨液和 溶液的滴加量属于因变量
D.各试管中的过氧化氢溶液的量属于无关变量
√
[解析] 肝脏研磨液中的过氧化氢酶不能为过氧化氢提供能量，酶的
作用机理是降低化学反应的活化能，A错误；试管中过氧化氢分解速
率属于因变量，肝脏研磨液和 溶液的滴加量属于无关变量，B、
C错误；各试管中的过氧化氢溶液的量属于无关变量，应该相等，D
正确。
4.［2024·四川成都高一月考］新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶。
为比较过氧化氢在不同条件下的分解情况，某小组进行了如表所示
的实验。下列叙述正确的是( )
组别 实验 实验结果
①
②
③
④ ？
注：“”表示有气泡产生，“ ”越多，气泡越多。
A.本实验的自变量是使用不同的催化剂
B.①②组为对照组，③④组为实验组
C.若第③组的气泡产生量远高于第④组的，则说明过氧化氢酶具有
高效性
D.若第④组的气泡产生量与第①组的接近，则过氧化氢酶可能已失活
[解析] 本实验的自变量是催化剂的种类及温度，A错误；①组为对
照组，②③④组为实验组，B错误；若第④组的气泡产生量远高于第
③组的，则说明过氧化氢酶具有高效性，C错误；若第④组的气泡产
生量与第①组的接近，则说明过氧化氢酶可能已失活，D正确。
√
5. 图5-1拓展］ 如图表示酶和
无机催化剂降低化学反应活化能的
示意图。下列相关叙述错误的是
( )
A. 表示没有催化剂时化学反应的活化能
B.、 分别表示有无机催化剂和酶催化时化学反应的活化能
C.据图可知，无机催化剂和酶的作用机理相同
D. 的数值越大，则表示酶的催化活性越低
√
[解析] 题图中的、、、 分别表
示没有催化剂时化学反应的活化能、
有无机催化剂时化学反应的活化能、
酶催化时化学反应的活化能、酶降
低的活化能，A、B正确；据题图可
知，无机催化剂和酶的作用机理相同，都是降低了化学反应的活化能，
C正确； 的数值越大，说明酶降低的活化能越大，酶的催化活性越高，
D错误。
6.酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示、、 为活
化能，指底物分子“活化”所需的能量 。下列叙述正确的是( )
A.表示酶降低的活化能的是
B.没有催化剂，该化学反应就不能发生
C.由图中与 比较可知，酶的催化作用更
显著
D.酶和无机催化剂均降低了底物分子的能量
√
[解析] 表示不加催化剂时化学反应的活化
能， 表示无机催化剂催化反应的活化能，
表示酶催化的化学反应的活化能，
表示酶降低的活化能，A错误；从题图中可看
出，没有催化剂时，化学反应的活化能较高，反应进行速度慢，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，酶降低化学
反应的活化能更多，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，即降低底物分子“活化”所需的能量，而不是降低底物
分子的能量，D错误。
7.［2025·福建泉州高一月考］关于生物实验中“对照”及“变量”的相
关叙述正确的是( )
A.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验中，没有进行对照
B.比较过氧化氢酶和 催化效率的实验中，因变量可以用气泡的
产生速率表示
C.观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原的实验中，需设置空白
对照组
D.观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原的实验中，滴加蔗糖和
清水，属于自变量，原生质层位置变化为无关变量
√
[解析] 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验中，与实验前相
比，实验后都会出现颜色变化，存在实验前后的自身对照，A错误；
比较过氧化氢酶和 催化效率的实验中，过氧化氢分解速率就是
因变量，可以用气泡的产生速率表示，B正确；观察紫色洋葱鳞片叶
细胞质壁分离与复原的实验中，不需要设置空白对照组，因为该实
验属于自身前后对照，C错误；观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与
复原的实验中，滴加蔗糖和清水，属于自变量，原生质层位置变化
为观测指标，D错误。
8.植物体中的氧气除了来自光合作用以外，还可以来自过氧化氢的分
解，过氧化氢酶能催化过氧化氢分解并产生氧气，氧气能氧化焦性
没食子酸呈橙红色，过氧化氢酶在高于 环境中失活。为探究马
铃薯块茎中是否存在过氧化氢酶，设计实验如下表，实验中对无关
变量进行了有效控制。下列相关叙述不正确的是( )
管号
1 2 2 2 - - -
2 2 2 - 2 - -
3 2 2 - - 2 -
4 2 2 - - - 2
A.1号管为对照组，其余三个管是实验组
B.实验中需要控制的无关变量与过氧化氢的自然分解有关
C.若3号管显橙红色，需对照才能推测马铃薯块茎中存在过氧化氢酶
D.正常情况下，无论马铃薯块茎中是否存在过氧化氢酶，4号管都不
显橙红色
√
[解析] 题述实验的自变量为是否加入马铃薯块茎提取液，故3号管为
实验组，其他都为对照组，A错误；该实验的目的是探究马铃薯块茎
中是否存在过氧化氢酶，故需要控制的无关变量与过氧化氢的自然
分解有关，B正确；3号管与1、2号管对照，3号管、2号管显橙红色，
1号管不变色，证明马铃薯提取液中存在过氧化氢酶，C正确；4号管
中加入的是煮沸冷却后的马铃薯块茎提取液，即使里面有过氧化氢
酶也在煮沸时失活了，因此正常情况下，无论马铃薯块茎中是否存
在过氧化氢酶，4号管都不显橙红色，D正确。
知识点二 酶的概念和本质
9.［2024·广东江门高一期中］下列关于生物科学发展史的叙述正确
的是( )
A.斯帕兰札尼通过“肉块消失”实验证明了胃蛋白酶的存在
B.李比希将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶
C.在酶本质的探索中，萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲
酶并证明其是蛋白质
D.切赫和奥尔特曼发现部分 具有生物催化功能
√
[解析] 斯帕兰札尼推断胃中一定含有某种物质，能够消化肉块，但
并没有证明是胃蛋白酶，A错误。毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物
质称为酿酶，B错误。在酶本质的探索中，萨姆纳用丙酮作溶剂从刀
豆种子中提取出脲酶并证明其是蛋白质，C正确。切赫和奥尔特曼认
为少数 也具有生物催化功能，D错误。
10.［2024·江苏扬州高一期中］下列关于酶的叙述错误的是( )
A.酶都在细胞内发挥作用
B.酶都是大分子
C.酶都起催化作用
D.酶在化学反应前后性质和数量都不变
[解析] 酶是由活细胞产生的，只要条件适宜，酶在细胞内外都能发
挥作用，A错误；酶绝大多数是蛋白质，少量是 ，因此酶是大分
子物质，B正确；酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，因此
酶都起催化作用，C正确；酶对化学反应起催化作用，与无机催化剂
一样，反应前后酶的化学性质和数量不会发生改变，D正确。
√
11.中间产物学说认为，在酶促反应过程中，酶(E)与反应底物 首
先形成酶—底物复合物，然后再生成产物 ，如图所示。下列
叙述错误的是( )
A.的本质一般是蛋白质 B. 为不稳定的中间产物
C.为酶促反应提供了能量 D.反应结束后， 的结构不变
√
[解析] 是酶，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数
酶是蛋白质，少数酶是 ，A正确；从中间产物学说示意图可以看
出，酶与反应底物首先形成，然后再生成产物， 是不稳定
的中间产物，B正确；酶 能降低化学反应的活化能，但不能为酶促
反应提供能量，C错误；酶是催化剂，反应结束后， 的结构不变，
D正确。
12.肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，对 酶敏感，对蛋白酶不敏
感。下列对该酶的叙述错误的是( )
A.该酶催化氨基酸脱水缩合
B.该酶应该存在于核糖体中
C.肽酰转移酶在核糖体中合成
D.肽酰转移酶是具有催化活性的
√
[解析] 肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，即催化氨基酸脱水缩合，
A正确；氨基酸脱水缩合的场所为核糖体，所以肽酰转移酶应存在于
核糖体中，B正确；肽酰转移酶对 酶敏感，对蛋白酶不敏感，故
其本质是具有催化活性的 ，不在核糖体上合成，C错误，D正确。
13.瑞典研究人员发现人体内有一种促进脂肪细胞生成的蛋白质——
抗酒石酸酸性磷酸酶 ，可通过采集静脉血检测其含量。这一
发现有望为治疗肥胖症开辟新途径。下列叙述正确的是( )
A. 遇双缩脲试剂呈现紫色
B. 在促进脂肪细胞生成过程中发挥调节作用
C.该酶与脂肪的共有元素有C、、、
D.理论上可以通过促进该酶的功能来治疗肥胖症
√
[解析] 的本质是蛋白质，可以用双缩脲试剂检测，出现紫色变
化，A正确；酶具有催化作用，而不是调节作用，B错误；该酶的组
成元素是C、、、等，与脂肪的共有元素有C、、 ，C错误；
该酶能促进脂肪细胞生成，因此理论上可以通过抑制该酶的功能来
治疗肥胖症，D错误。
14.为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶,某同学设计了两组实验,如
下图所示。在 水浴中保温一段时间后,1、2号试管中加入适量双
缩脲试剂,3、4号试管中不加入任何试剂。下列实验能达到目的的是
( )
A.实验② B.实验①、实验②都能
C.实验① D.实验①、实验②都不能
√
[解析] 双缩脲试剂检测的是蛋白质,蛋白酶也是蛋白质,故实验①无法
达到目的,实验②可通过观察蛋白块是否变小或消失来判断口腔的分
泌液中是否有蛋白酶,A符合题意。
15.［2025·浙江台州高一期中］用同一
种蛋白酶处理甲、乙两种酶，甲、乙
两种酶的活性与处理时间的关系如图
所示。下列分析错误的是( )
A.甲酶能够不被该种蛋白酶降解，甲酶可能是具有催化功能的
B.蛋白酶在催化生化反应前后本身的性质不会发生改变
C.乙酶的化学本质为蛋白质，在核糖体上合成
D.乙酶活性的改变是因为其空间结构的改变，肽键没有被破坏
√
[解析] 分析曲线图可知，用蛋白酶处
理甲、乙两种酶后，乙酶活性降低，
甲酶活性不变，说明乙酶化学本质是
蛋白质，而甲酶化学本质是 ，A正
确；酶是生物催化剂，在生化反应前
后其性质和数量都不会发生变化，B正
确；乙酶的化学本质是蛋白质，蛋白质是在核糖体上合成的，C正确；
乙酶被蛋白酶处理以后，活性下降，因为蛋白酶催化肽键断裂，导致乙
酶空间结构的改变，D错误。
16.幽门螺杆菌是引发胃癌的原因之一，其产生脲酶并分泌到细胞外
发挥作用，脲酶能催化尿素分解成二氧化碳和氨。下列相关叙述错
误的是( )
A.美国科学家萨姆纳证明脲酶的化学本质是蛋白质
B.幽门螺杆菌产生的脲酶需经过内质网和高尔基体的加工才具有生
物活性
C.口服标记的尿素后吹气检测，若气体中含有 ，说明测试
者可能感染幽门螺杆菌
D.幽门螺杆菌可以分解尿素产生氨中和胃酸，适应胃部的酸性环境
√
[解析] 美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶，并用多种
方法证明脲酶的化学本质是蛋白质，A正确；幽门螺杆菌为原核生物，
细胞中不具有内质网和高尔基体，B错误；若气体中含有 ，说
明尿素在脲酶的催化下分解，而脲酶是由幽门螺杆菌产生的，因此
能说明测试者可能感染幽门螺杆菌，C正确；幽门螺杆菌可分泌脲酶
分解尿素产生氨，氨可中和胃酸，使其适应胃部的强酸环境，D正确。
17.(12分)［2024·湖南长沙高一期末］ 某兴趣小组利用如图所示装
置探究过氧化氢在不同条件下的分解情况。试剂：新配制的体积分
数为的过氧化氢溶液，质量分数为的 溶液，不同质量
分数的新鲜肝脏研磨液等。
回答下列问题：
(1)(3分)实验一：按照图示甲、乙装置，在锥形瓶中分别加入
质量分数为的溶液和质量分数为 的肝脏研磨液，
然后松开弹簧夹分别注入体积分数为 的过氧化氢溶液。量筒
中收集的水的体积代表了____________，通过比较量筒Ⅰ、Ⅱ中水增
加的快慢可以得出的结论是___________________________________
_____________________________________。
产生的量
催化剂的种类影响过氧化氢的分解速率，
与无机催化剂相比，酶的催化效率更高
[解析] 实验一的自变量是催化剂的种类，因变量是过氧化氢的分解
速率，观测指标是气泡的产生速率，实验一中量筒中收集到的水的
体积代表了产生 的量，气泡产生较快的是加入肝脏研磨液的装置
乙，得出结论：催化剂的种类影响过氧化氢分解速率，与无机催化
剂相比，酶催化效率更高。
(2)(3分)实验二：在甲、乙装置的锥形瓶中分别加入 质量分数
为的溶液和质量分数为 的肝脏研磨液，然后松
开弹簧夹分别注入体积分数为 的过氧化氢溶液。反应减慢后，
轻轻振荡锥形瓶至不再有气泡产生。量筒Ⅰ中水的体积______(填“小
于”“等于”或“大于”)量筒Ⅱ，说明_______________________ __
________________________。
等于
底物的量一定时，催化剂的种类不影响产物的生成量
[解析] 实验二底物的量相等，虽然催化剂的种类不同，但是最终实
验收集到的 的量相同，说明底物的量一定时，催化剂的种类不影
响产物的生成量。
(3)(4分)实验一、二中，自变量都是______________，因变量分别是
____________________、____________，请写出实验一中的无关变
量______________________________(写出两种即可)。
催化剂的种类
过氧化氢的分解速率
的生成量
温度、过氧化氢溶液的加入量等
[解析] 实验一、二中，人为控制的对实验对象进行处理的因素都是
催化剂的种类，为自变量；因自变量改变而变化的变量在实验一中
是过氧化氢的分解速率，实验二中是 的生成量，为因变量；实验
一中，除自变量外，还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，
如温度、过氧化氢溶液的加入量等，称为无关变量。
(4)(2分)在实验二的基础上，连续多次向乙装置中注入 体积分数
为 的过氧化氢溶液，每次量筒Ⅱ中增加的水的体积不变，说明
______________________________。
反应前后，酶的性质不发生变化
[解析] 连续多次向乙装置中注入体积分数为 的过氧化氢溶
液，每次产物的生成量不变，说明反应前后，酶的性质不发生变化。
【预习梳理】
一、1.细胞　化学反应
2.(1)催化 (2)①常态　活跃　②活化能　③活化能　高
(3)①自变量　因变量　自变量　实验结果　②自变量
③未作任何处理
二、活细胞　催化　蛋白质　RNA
【预习检测】
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
【任务活动】
任务一
1.过氧化氢酶
2.①90　②2滴　③肝脏研磨液　④气泡的数量和速度 ⑤复燃程度
(1)温度和催化剂的种类　过氧化氢的分解速率　反应物的浓度、用量,反应时间等 (2)1号　2 号、3 号和4 号　空白
3.(2)过氧化氢酶能促进过氧化氢的分解,具有催化作用　过氧化氢酶比Fe3+催化效率高得多 (3)催化　高于
(4)加入新鲜肝脏研磨液的4号试管　3号试管和4号试管
4.(1)新鲜肝脏内的过氧化氢酶含量高且活性高
(2)充分研磨有利于肝脏细胞中的过氧化氢酶释放
(4)防止滴入的FeCl3溶液中含少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性
反馈评价
例1　C　例2　C　
任务二
[模型]
(1)①催化剂　②无机催化剂　③酶　(2)h1+h2
(3)降低化学反应的活化能　酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高
反馈评价
例3　D　例4　A　
任务三
[资料]
(1)③活酵母菌细胞　某些物质　⑤脲酶　蛋白质　⑥RNA
(2)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。
反馈评价
例5　A　例6　C　
【练习册】
1.D 2.B 3.D 4.D 5.D 6.C 7.B 8.A 9.C 10.A 11.C 12.C 13.A 14.A 15.D 16.B
17.(1)产生O2的量　催化剂的种类影响过氧化氢的分解速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高
(2)等于　底物的量一定时,催化剂的种类不影响产物的生成量
(3)催化剂的种类　过氧化氢的分解速率　O2的生成量　温度、过氧化氢溶液的加入量等
(4)反应前后,酶的性质不发生变化

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