1、第二节 酶是生物催化剂课时1酶的本质、催化机理及特性课时训练基础达标练1.如图中白色圈表示蛋白质,灰色圈表示酶,能正确表示蛋白质和酶二者关系的是(A)解析:并不是所有的蛋白质都是酶,酶大多数为蛋白质,少数为RNA。2.一分子过氧化氢酶能在1s内使105个过氧化氢分子分解成水和氧气,相当于Fe3+催化速度的109倍,但过氧化氢酶对糖的水解不起作用。该事实说明酶分别具有(A)A.高效性;专一性 B.专一性;高效性C.多样性;稳定性 D.高效性;多样性解析:一分子过氧化氢酶的催化效率相当于Fe3+的109倍,说明酶的催化作用具有高效性,过氧化氢酶能使过氧化氢分子分解成水和氧,但对糖的水解却不起作用,
2、说明酶的催化作用具有专一性。3.如图表示某一酶促反应的过程,图中代表酶的是(A)A.甲B.乙C.丙D.丁解析:甲在化学反应前后不发生改变,代表酶;乙和丙分别代表一种底物;丁代表产物。4.核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子。下列叙述错误的是(B)A.核酶的催化功能具有高效性B.核酶彻底水解产生4种物质C.核酶可在细胞外发生作用D.核酶能降低化学反应的活化能解析:酶的催化具有高效性与专一性,催化机理是降低化学反应的活化能;核酶的本质为RNA,其初步水解产物为4种核糖核苷酸,彻底水解产物为4种碱基、核糖与磷酸;酶可以在细胞内发挥作用,也可在细胞外发挥作用,核酶也不例外。5.在制作牛排时通常会加入
3、嫩肉粉,其主要作用是让牛排中的有机物分解,口感嫩滑,下列推论错误的是(D)A.嫩肉粉中可能含有蛋白酶B.嫩肉粉不宜在高温环境中使用C.使用嫩肉粉时加入醋会影响嫩滑效果D.嫩肉粉也可以使富含纤维素的芹菜变松软解析:牛排中的主要成分是蛋白质,嫩肉粉能使牛排中的有机物分解,故嫩肉粉中可能含有蛋白酶;酶在高温下失活,故嫩肉粉不宜在高温环境中使用;过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,故使用嫩肉粉时加入醋会影响嫩滑效果;酶具有专一性,嫩肉粉中含有蛋白酶,蛋白酶不能催化纤维素的分解。6.温度对甲、乙两种酶活性的影响如图所示。下列叙述不正确的是(D)A.甲酶保持活性的温度范围小于乙酶B.在乙酶
4、最适温度时,甲酶已失活C.如果甲是蛋白酶,那么乙酶可能是它的底物D.随着温度的增加,两种酶的热变性速率表现出先减少后增加趋势解析:由题图分析可知,甲酶保持活性的温度范围为050 ,乙酶保持活性的温度范围为070 ,甲酶保持活性的温度范围小于乙酶;由题图可知,乙酶60 左右时活性最高,此时甲酶已失活;乙酶的本质可能是蛋白质,蛋白质是蛋白酶的底物;由曲线图可知,随着温度的增加,两种酶的热变性速率一直在增加,升到一定温度后,酶将完全失去活性。阅读下列材料,回答7、8小题。某小组进行“探究酶的专一性”活动,实验思路如下表所示。组别甲乙丙丁1%淀粉溶液3 mL+-+-2%蔗糖溶液3 mL-+-+唾液淀粉
5、酶溶液1 mL-+蒸馏水1 mL+-37 水浴10 min,分别加入检测试剂2 mL,摇匀。沸水浴2 min,观察并记录颜色变化注:“+”表示加入,“-”表示不加入;检测试剂可选择本尼迪特试剂和斐林试剂中的一种。7.丙和丁可构成一组对照实验,其自变量是(B)A.酶的种类B.底物种类C.反应温度D.颜色变化解析:根据表格分析,丙和丁都加入1 mL的唾液淀粉酶溶液,属于无关变量;根据表格分析,丙加入1%淀粉溶液3 mL,丁加入2%蔗糖溶液3 mL,两者底物不同,属于单一变量;反应温度属于无关变量;颜色变化是因变量。8.下列关于该实验的分析,正确的是(C)A.设置甲、乙两组是为了证明淀粉和蔗糖都是还
6、原糖B.沸水浴加热2 min的作用是让酶促反应充分进行C.若选用碘液作为检测试剂,则无法检测蔗糖是否水解D.若用蔗糖酶替换唾液淀粉酶,则不能探究酶催化的专一性解析:甲、乙两组底物是淀粉和蔗糖,检测试剂检验是为了证明淀粉和蔗糖都不是还原糖;沸水浴加热2 min的作用是让检测试剂检验还原性糖;蔗糖及蔗糖水解产物都不能与碘液发生颜色反应,故用碘液无法判断蔗糖是否被催化水解;用蔗糖酶替换唾液淀粉酶,试管丙无颜色反应,而试管丁有颜色反应,也能探究酶催化的专一性。9.下列关于生物催化剂酶的叙述,正确的是(A)A.唾液淀粉酶进入胃后,其空间结构会改变B.酶的形状只适合与一种分子结合C.形成酶底物复合物时底物
7、形状未改变D.酶是由活细胞产生的一类特殊蛋白质解析:唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质,随食物进入胃后,在胃蛋白酶和胃酸的作用下,空间结构发生改变,功能丧失;酶分子的形状,只适合与一种或一类分子结合,因此酶的作用特点之一是具有专一性;酶与底物结合形成酶底物复合物时,底物形状会发生改变;酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。10.细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示,其中V、W、X、Y、Z代表细菌生长必需的不同物质,在A酶、C酶失效的情况下,要使细菌正常生长,必须向培养基中添加的物质是(A)A.V、WB.W、ZC.V、YD.W、Y解析:正常情况下,
8、在细菌培养基中添加物质V就能满足其生长,但由于A酶失效不能合成W,因此需要添加物质W;而物质Z的合成途径有两条,虽然C酶失效,但可以通过WYZ的途径合成物质Z,同样满足细菌生长,因此添加物质V、W细菌能够正常生长。11.某同学在研究过氧化氢酶的相关特性和影响其活性的相关因素时,设计了如图甲、乙、丙3组实验。请补充完成实验思路,并完成其他相关问题。(1)实验步骤:准备3个完全相同的大烧杯,各装入等量的清水(足够多)。在事先准备好的3个完全相同的小型圆底烧瓶中分别加入等量的 。向各小型圆底烧瓶中迅速加入的相应物质。烧瓶口紧包着一个小气球,使小型圆底烧瓶沉于烧杯底部的同一位置(瓶内产生气体达到一定量
9、时烧瓶即可浮起)。 ,仔细观察各个装置中小型圆底烧瓶的位置变化。(2)实验结果预测: 装置中的小型圆底烧瓶最先浮起。(3)请写出至少3个实验结论: ; ; 。(4)甲、乙、丙3组实验,其中为对照组。中学实验室常用植物性新鲜材料来代替新鲜肝脏研磨液。解析:(1)实验设计应遵循对照原则、单一变量原则及无关变量一致原则,即反应物的体积、反应时间及所处环境应保持一致,据此设计实验步骤。(2)据题图可知,乙装置中为新鲜的肝脏研磨液,故其中的过氧化氢酶含量最多,单位时间的氧气产生量最大,预期乙装置中小型圆底烧瓶最先浮起。(3)与常温相比,加入酶后反应变快,故可推测酶具有催化作用;甲和乙的不同在于催化剂种类
10、不同,与无机催化剂甲相比,乙催化效率高,说明酶具有高效性;乙和丙的结果可以说明久置会导致酶失活(环境因素会影响酶的活性,甚至失活等)。(4)本实验目的是探究过氧化氢酶的相关特性即影响其活性的因素,则实验的对照组为甲、丙,实验组为乙组;由于马铃薯匀浆中也含有过氧化氢酶,故中学实验室常用植物性新鲜材料马铃薯匀浆来代替新鲜肝脏研磨液。答案:(1)过氧化氢溶液适量且等量相同且适宜的条件下放置一段时间(2)乙(3)酶具有催化作用酶具有高效性久置会导致酶失活(环境因素会影响酶的活性,甚至失活等)(4)甲、丙马铃薯匀浆12.某兴趣小组利用如下装置探究过氧化氢在不同条件下的分解。试剂:新配制的体积分数为3%的
11、H2O2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)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%的新鲜肝脏研磨液。然后松开弹簧夹分别注入2 mL体积分数为3%的H2O2溶液。量筒中收集的水的体积代表了 ,通过比较量筒、中水增加的快慢可以得出的结论是 。(2)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%的新鲜肝脏研磨液。然后松开弹簧夹分别注入2 mL体积分数为3%的H2O2溶液。反应减慢后,轻轻振
12、荡锥形瓶至不再有气泡产生。量筒中水的体积(填“小于”“等于”或“大于”)量筒,说明 。(3)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H2O2溶液,每次量筒中增加的水的体积(填“逐渐减少”“不变”或“逐渐增加”),说明了 。解析:(1)实验的自变量是催化剂的种类,因变量是气体的产生量,实验中收集到水的体积代表了产生O2的量,气体产生较快的是加入新鲜肝脏研磨液的装置乙,得出结论是和无机催化剂相比,酶的催化作用具有高效性。(2)酶的量改变,但是最终实验收集到的氧气的量没变,说明酶的催化只能改变反应的速率,不会改变反应的平衡点,产物的量不会改变。(3)酶在反应前后数量和性质不变
13、,收集到的氧气的量不变。答案:(1)产生O2的量和无机催化剂相比,酶的催化作用具有高效性(2)等于酶只能加快化学反应速率,不影响产物的生成量(3)不变反应前后,酶的性质不发生变化综合提升练13.磺胺类药物能与二氢叶酸合成酶的活性部位结合,从而阻止底物对氨基苯甲酸与该酶同一活性部位结合,进而减少叶酸的生成。据此可以推测(B)A.磺胺类药物与对氨基苯甲酸的分子结构差异很大B.二氢叶酸合成酶与对氨基苯甲酸结合后会发生形变C.对氨基苯甲酸浓度越高二氢叶酸合成酶的活性也越高D.高浓度对氨基苯甲酸增强磺胺类药物抑制叶酸合成的作用解析:由题意可知,磺胺类药物与对氨基苯甲酸竞争酶的活性位点,二者的化学结构相似
14、;酶与底物结合后会发生形变;底物浓度不会提高酶活性;高浓度对氨基苯甲酸可以缓解磺胺类药物抑制叶酸合成的作用。14.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示,下列有关叙述不正确的是(D)A.酶1的变构位点和活性位点的结构与特定的氨基酸序列有关B.酶1与产物B结合后失活,说明酶的功能由其空间结构决定C.酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物AD.酶1有两种底物且能与产物B结合,因此酶1不具有专一性解析:同一种酶的氨基酸种类和数目相同,所以酶1的变构位点和活性位点的结构与特定的氨基酸序列有关;根据题意和图示分析可知,酶1与产物B结合后失活,与有活性时相比结构发生了变化,说明酶的功能由其
15、空间结构决定;酶1与产物B结合使酶1无活性,合成产物A的反应会中断,这样可以防止细胞生产过多的产物A;酶1只催化两种底物合成产物A的反应,具有专一性。15.某同学为了“验证淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的催化作用”,设计了如表所示的实验思路,请根据相关信息回答下列问题。试管号1234561%淀粉溶液3 mL3 mL3 mL2%蔗糖溶液3 mL3 mL3 mL唾液淀粉酶溶液1 mL1 mL蔗糖酶溶液1 mL1 mL本尼迪特试剂2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL实验结果(1)该实验的自变量是 ,本尼迪特试剂的作用原理是其能与 ,在 条件下产生红黄色沉淀。(2)在此实验操作过程中,为了实验
16、效果更好,需要控制反应温度为 ,正常情况下,在此实验中可预测到有阳性反应的试管是 。(3)在实验过程中,要先对试管1和试管4进行操作,等观察了这两个试管是否有阳性反应后,才能对其他试管进行操作,这样做的目的是为了 ,若试管1和试管4也产生阳性反应,则该实验还能验证酶的专一性吗? ,产生阳性反应可能的原因是 (写出两点)。(4)若将试管5和试管6的检测试剂换成碘碘化钾溶液是否可以?为什么? 。解析:(1)根据表格分析,该实验的自变量是底物的种类和酶的种类,本尼迪特试剂的作用原理是其能与还原糖,在加热条件下产生红黄色沉淀。(2)唾液淀粉酶的最适温度是37 ,因此在此实验操作过程中,为了实验效果更好
17、需要控制反应温度为37 ,正常情况下,2号试管淀粉在唾液淀粉酶的作用下水解成还原糖,6号试管蔗糖在蔗糖酶的作用下水解成还原糖,在此实验中可预测到有阳性反应的试管是2和6。(3)在实验过程中,要先对试管1和试管4进行操作,等观察了这两个试管是否有阳性反应后,才能对其他试管进行操作,这样做的目的是为了检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖,若试管1和试管4也产生阳性反应,则该实验不能验证酶的专一性,产生阳性反应可能的原因是淀粉和蔗糖不纯,含有还原性糖或操作不规范(如试管未清洗干净)等。(4)若将试管5和试管6的检测试剂换成碘碘化钾溶液,则无法检测蔗糖是否被水解。答案:(1)底物的种类和酶的种类还原糖加热(热水浴)(2)37 2和6(3)检测淀粉和蔗糖的纯度不能淀粉和蔗糖不纯,含有还原糖;操作不规范(如试管未清洗干净等)(4)不可以,碘碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解