資源簡介

(共48張PPT)
第5章　細胞的能量供應和利用
第1節　降低化學反應活化能的酶
第1課時　酶的作用和本質
課標要求 核心素養
1.通過對酶催化作用具體實例的討論，說明酶在細胞代謝中的作用及酶的本質和特性。
2．通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料，認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的，偉大的科學家也會有認識上的局限性。
3．通過相關的實驗和探究，嘗試控制自變量、觀察和檢測因變量、設置對照組和重復組。 1.生命觀念：能量的供應和利用都離不開物質變化，酶能催化生化反應發生物質變化。
2．科學思維：歸納與概括酶的作用機理及特性。
3．科學探究：能夠根據實驗目的，設計比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗，分析結果得出結論。
必備知識　自主梳理
?酶在細胞代謝中的作用
1．細胞代謝
(1)場所：__________。
(2)實質：許多____________的統稱。
(3)意義：細胞代謝是________________的基礎。
細胞中
化學反應
細胞生命活動
2．比較過氧化氫在不同條件下的分解
(1)實驗原理
(2)實驗結論
①酶具有________作用。
②與無機催化劑相比，酶的____________更高。
催化
催化效率
3．酶的作用機理
(1)活化能：分子從_______轉變為容易發生化學反應的___________所需要的能量。
(2)酶的作用機理：通過________化學反應所需要的__________從而加快化學反應的進行。
(3)與無機催化劑相比，酶催化效率更高的原因：酶降低活化能的作用更顯著。
常態
活躍狀態
降低
活化能
加熱、Fe3＋和過氧化氫酶都可以促進過氧化氫分解，它們的作用機理相同嗎？為什么？
提示：不同。加熱促進過氧化氫分解的作用機理是加熱使過氧化氫分子得到了能量，而Fe3＋和過氧化氫酶的作用機理則是降低了過氧化氫分解反應的活化能。
?酶的本質
1．關于酶本質的探索
2．酶的本質
(1)產生場所：__________。
(2)生理作用：____________。
(3)化學本質：__________________。
活細胞
催化作用
蛋白質或RNA
細胞中合成酶的原料是什么？
提示：氨基酸、核糖核苷酸。
(1)酶能提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行。(　 　)
(2)酶能催化H2O2分解，是因為酶使H2O2得到了能量。(　 　)
(3)無關變量是與實驗結果無關的變量。(　 　)
(4)在一個實驗中，因變量的檢測指標往往不是唯一的。(　 　)
(5)酶的基本組成單位是氨基酸。(　 　)
(6)具有分泌功能的細胞才能產生酶。(　 　)
(7)酶是活細胞產生的，只能在細胞內起催化作用。(　 　)
(8)酶在反應完成后立即被降解成氨基酸。(　 　)
(9)酶具有催化、調節等多種功能。(　 　)
×
×
×
√
×
×
×
×
×
【解析】　(1)酶能降低化學反應的活化能，使化學反應更易進行。(2)酶不為化學反應提供能量，而是降低了H2O2分解所需要的活化能。(3)無關變量是實驗過程中除自變量外能對實驗結果造成影響的可變因素。(5)酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。(6)并不是具有分泌功能的細胞才能產生酶，活細胞都能產生酶。(7)酶不僅在細胞內發揮作用，適宜條件下，在細胞外和體外都可以發揮作用。(8)酶在化學反應前后性質不變，不會在催化后就被降解。(9)酶具有的功能是催化。
合作探究　能力提升
●情境解讀
實驗情境：過氧化氫是細胞代謝中產生的代謝廢物，對細胞有毒害作用。有矛就有盾，細胞中含有過氧化氫酶，能將過氧化氫及時分解為氧氣和水。通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，結合題表。
任務一：分析過氧化氫在不同條件下的分解
試管編號 1 2 3 4
相同處理 2 mL過氧化氫溶液
不同處理 不處理 90 ℃水浴 2滴FeCl3 2滴肝臟研磨液
觀測指標 無氣泡 氣泡少 氣泡較多 氣泡很多
●問題探究
1．本實驗的自變量有哪些？
提示：本實驗的自變量有溫度、催化劑的種類。
2．實驗中為什么把肝臟制備成肝臟研磨液？
提示：制成肝臟研磨液目的是使肝細胞中的過氧化氫酶得以充分釋放，增大酶與過氧化氫的接觸面積，加快過氧化氫分解速率。
3．本實驗的因變量是什么？如何表示？
提示：因變量是過氧化氫的分解速率；一定時間內產生氣泡的量。
4．本實驗的無關變量有哪些？如何控制無關變量？
提示：無關變量有過氧化氫的濃度、反應時間等；無關變量的處理原則是相同且適宜。
5．通過分析對照實驗可以得出結論：1號與2號對比，1號與3號對比，1號與4號對比，3號與4號對比，結論分別是什么？
提示：加熱可以加快過氧化氫的分解；FeCl3可以催化過氧化氫的分解；過氧化氫酶可以催化過氧化氫的分解；與無機催化劑相比，過氧化氫酶的催化效率更高。
●典例剖析
關于如圖所示實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A．甲裝置是實驗組，乙裝置是對照組
B．H2O2溶液的濃度屬于無關變量
C．乙試管產生氣泡的速率比甲試管快
D．兩支試管中H2O2溶液的體積應相同
【解析】　本題考查比較H2O2在不同條件下的分解實驗的實驗原理和變量控制。用新鮮的肝臟研磨液處理的為實驗組，加清水的為對照組，A錯誤；H2O2溶液的濃度和體積等屬于無關變量，為保證實驗正常進行應遵循等量原則，使兩支試管中的H2O2溶液的濃度和體積相同，B、D正確；新鮮的肝臟研磨液中含有過氧化氫酶，有催化作用，可加快H2O2的分解速率，所以乙試管產生氣泡的速率比甲試管快，C正確。故選A。
1.在如圖所示的實驗中，屬于無關變量的是(　　)
A．催化劑的種類
B．過氧化氫分解的速率
C．試管中的過氧化氫溶液的量
D．產生氣泡量
【解析】　分析實驗裝置可知，催化劑的種類屬于實驗的自變量，A不符合題意；過氧化氫分解的速率屬于實驗的因變量，B不符合題意；試管中的過氧化氫溶液的量屬于實驗的無關變量，C符合題意；產生氣泡量屬于實驗的因變量，D不符合題意。故選C。
●歸納提升
控制變量和設計對照實驗
1．變量：實驗過程中的變化因素稱為變量。
2．對照實驗
(1)含義：除作為自變量的因素外，其余因素(無關變量)都保持一致，并將結果進行比較的實驗。
(2)對照實驗的類型
3．實驗設計原則
(1)對照原則：設計對照實驗，既要有對照組又要有實驗組。
(2)單一變量原則：實驗設計時只有一個自變量，且無關變量在對照組和實驗組中均要保持相同且適宜。
(3)等量性原則：指除單一變量可以變化外，其他的實驗條件應是一樣的，如所用試劑量要相同、放在相同條件下培養、取長勢相同的植物培養等。
●情境解讀
數學模型：如圖所示為酶催化反應的機理與過程，圖中E1、E2、E3都是活化能，請據圖回答下列問題：
任務二：分析酶的作用原理
●問題探究
1．請將這三種活化能分別與不使用催化劑、使用無機催化劑、使用酶作催化劑三種條件進行對應。
提示：E1——使用無機催化劑，E2——不使用催化劑，E3——使用酶作催化劑。
2．使用酶作催化劑時，酶所降低的化學反應的活化能應該怎么表示？
提示：E2－E3。
3．加熱也能加快某些化學反應的進行，這種加快和酶的催化原理相同嗎？
提示：不同。加熱可以為反應的物質提供能量，從而縮短物質從常態轉化為活躍狀態的時間，加快化學反應的進行。
●典例剖析
在常溫下H2O2溶液幾乎不分解，但加入肝臟研磨液(含H2O2酶)后，會快速分解成H2O和O2。反應過程中能量變化如圖
所示，其中表示活化能的是(　　)
A．E2 B.E3
C．E3－E2 D.E2－E1
【解析】　分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能，酶通過降低活化能而使催化效率更高。如圖中的E3－E2即表示活化能，C正確，A、B、D錯誤。故選C。
2.如圖表示有酶催化和無酶催化的反應過程中的能量變化。下列敘述正確的是(　　)
A．曲線Ⅰ表示酶促反應過程
B．(a－d)的值表示無酶催化時反應所需的活化能
C．(a－b)的值表示酶催化時降低的反應的活化能
D．曲線I、Ⅱ表示的反應過程所經歷的時間相同
【解析】　分析題圖，曲線Ⅰ表示無酶催化的反應過程，曲線Ⅱ表示酶促反應過程，A錯誤；(a－c)的值表示無酶催化時反應所需的活化能，B錯誤；(a－b)的值表示酶催化時降低的反應的活化能，C正確；酶具有高效性，故曲線Ⅰ、Ⅱ表示的反應過程所經歷的時間不相同，曲線Ⅰ表示的反應過程所需時間比曲線Ⅱ的長，D錯誤。故選C。
●歸納提升
1．酶與加熱的作用機理：酶作用的機理是降低化學反應的活化能，不能為反應提供能量。加熱不能降低化學反應的活化能，而是為反應提供能量。
2．酶與無機催化劑的共性：降低化學反應的活化能，縮短達到化學反應平衡點的時間。
3．酶的變與不變：酶可以改變化學反應所需的活化能和反應速率，反應前后酶自身的性質和數量不變、酶不能改變反應物與生成物的種類和數量。
●情境解讀
生活情境：生活中常遇到這樣的現象：切開的蘋果、久存的荔枝等表面會變色，此過程稱為褐變。此現象是由植物細胞中的多酚氧化酶(PPO)造成的。多酚氧化酶(PPO)是存在于質體(植物細胞特有的結構，由膜包裹)中的含有Cu2＋的蛋白質類酶，其可以催化液泡中的多酚類物質(無色)生成褐色物質，不僅會影響外觀，還會導致營養損失。
任務三：分析酶的本質
●問題探究
1．多酚氧化酶(PPO)是由哪個細胞器合成的？寫出判斷理由。
提示：核糖體。因為多酚氧化酶(PPO)是含有Cu2＋的蛋白質類酶，蛋白質的合成場所是核糖體。
2．依據題中信息簡述切開的蘋果褐變的過程。
提示：切開的蘋果，生物膜系統被破壞，質體中的PPO與液泡中的多酚類物質相遇，催化其形成褐色物質。
3．自然狀態下，果蔬沒有發生褐變的原因是什么？
提示：因為細胞含有生物膜系統，使多酚氧化酶不能與多酚類物質相遇而產生褐變反應。
●典例剖析
下列有關酶的敘述，正確的是(　　)
①酶是具有分泌功能的細胞產生的　②酶參與生化反應后被消耗　③酶一般是由活細胞產生的　④酶能夠為化學反應提供活化能　⑤絕大多數酶是蛋白質，少數酶為RNA　⑥酶在代謝中有多種功能　⑦酶在細胞代謝和生殖發育中起調控作用　⑧酶具有催化作用
A．③⑤⑧ B.③④⑧
C.②⑦⑧ D.③④⑤⑧
【解析】　酶一般是由活細胞產生的，①錯誤、③正確；酶參與生化反應前后，本身的性質和數量不發生改變，②錯誤；酶只能降低化學反應的活化能，不能為化學反應提供活化能，④錯誤；絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA，⑤正確；酶在代謝中只有催化功能，⑥⑦錯誤、⑧正確。綜上分析，③⑤⑧正確。故選A。
3．20世紀80年代，科學家發現了一種酶——RNaseP酶。分析發現，RNaseP酶由20%的蛋白質和80%的RNA組成。研究發現，將這種酶中的蛋白質除去，并提高剩余物質的濃度，留下來的RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性。這一研究結果表明(　　)
A．一些RNA具有生物催化作用
B.酶都是由RNA和蛋白質組成的
C．酶的化學本質都是蛋白質
D.酶的化學本質都是RNA
【解析】　一些RNA是酶，具有生物催化作用，符合題意，A正確；酶的本質是RNA或蛋白質，只能是其中的一種，B錯誤；有些酶是RNA，C錯誤；有些酶是蛋白質，D錯誤。故選A。
●歸納提升
1．酶的本質及生理功能
概念 酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物
來源 一般來說，活細胞都能產生酶(哺乳動物成熟的紅細胞不能產生酶，但含有酶)
生理功能 生物催化功能(反應前后酶的性質和數量不變)
作用機理 降低化學反應的活化能，加快反應速率
酶催化作用實驗驗證 實驗組：底物＋相應酶→底物被分解
對照組：底物＋等量蒸餾水→底物不被分解
注：酶只有催化作用，沒有調節功能；酶可作為催化劑，也可作為反應底物。
作用場所 在細胞內(呼吸酶、光合酶等)、細胞外(消化酶等)、體外都能發揮催化作用
化學本質 絕大多數是蛋白質 少數是RNA
合成原料 氨基酸(約21種) 核糖核苷酸(4種)
合成場所 核糖體 細胞核(主要)、線粒體、葉綠體
2．酶化學本質的實驗驗證
(1)證明某種酶是蛋白質
實驗組：待測酶液＋雙縮脲試劑→是否出現紫色反應。
對照組：已知蛋白液＋雙縮脲試劑→出現紫色反應。
(2)證明某種酶是RNA
實驗組：待測酶液＋吡羅紅染液→是否出現紅色。
對照組：已知RNA液＋吡羅紅染液→出現紅色。
課堂達標　鞏固訓練
1．下圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗。相關分析合理的是(　　)
A．本實驗的因變量是不同的催化劑
B．本實驗的無關變量有溫度和酶的用量等
C．1號與3號、1號與4號可分別構成對照實驗
D．分析1號、2號試管的實驗結果可知加熱能降低反應的活化能
【解析】　本實驗的因變量是氣泡的產生速率，即過氧化氫的分解速率；溫度是自變量，酶的用量是無關變量；1號與3號、1號與4號中只有一個實驗變量不同，可分別構成對照實驗；2號在高溫下出現氣泡的原因是加熱使過氧化氫分子得到能量，從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態，不是降低反應的活化能。故選C。
2．某核酶是具有催化功能的單鏈RNA分子，可催化降解特異的RNA序列。下列關于核酶的敘述正確的是(　　)
A．磷脂分子和核酶的元素組成不相同
B．與無機催化劑不同的是核酶能夠降低所催化反應的活化能
C．核酶徹底水解的產物是磷酸、4種含氮堿基、核糖
D．核酶可以與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應
【解析】　磷脂分子和核酶的元素組成相同，都含有C、H、O、N、P，A錯誤；無機催化劑和酶都是催化劑，催化劑的催化原理都是能降低所催化反應的活化能，B錯誤；核酶的化學本質是RNA，故核酶徹底水解的產物是磷酸、4種含氮堿基(A、U、G、C)、核糖，C正確；核酶不含有肽鍵，不能與雙縮脲試劑發生作用產生紫色反應，D錯誤。故選C。
3．活化能是指分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。如圖為酶的作用模型。請據圖回答問題：
(1)從圖中可以看出，沒有酶催化時，發生化學反應需要的活化能____；有酶催化時，發生化學反應需要的活化能_____；a指_________________。因此，酶催化作用的本質是__________________ _______。
(2)酶的化學本質是_________________，酶起作用的部位是_________________。
【解析】　(1)從圖中可看出，沒有酶催化時，發生化學反應需要的活化能較高；有酶催化時，發生化學反應需要的活化能較低。因此，酶催化作用的實質是降低化學反應的活化能。(2)酶的化學本質是蛋白質或RNA，酶在細胞內外都能起作用。
高
低
酶所降低的活化能
降低化學反應的活
化能
蛋白質或RNA
細胞內或細胞外
課時小結第5章　第1節　第1課時
課時跟蹤　分層訓練
學業考達標練
一、選擇題
1．酶能降低化學反應的活化能，使化學反應的速度(　　)
A．變快 B.變慢
C．不變 D.隨機變化
【解析】　分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。酶具有高效性，可以顯著降低化學反應所需的活化能，從而使化學反應的速度變快，A正確，B、C、D錯誤。故選A。
2．下列敘述與題圖實驗不相符的是(　　)
A．該實驗的自變量是催化劑的種類
B．該實驗的因變量是催化劑的催化效率
C．該實驗能證明酶降低活化能的作用更顯著
D．加入肝臟研磨液和Fe3＋，前者的反應速率總是較快
【解析】　在適宜的條件下，酶和無機催化劑相比，酶催化效率更高，條件不適宜時，酶催化效率會降低，在極端條件下，酶會變性失活，失去催化活性，故D不相符。故選D。
3．下列各圖中，①表示有酶催化的反應曲線，②表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。其中正確的圖解是(　　)
【解析】　活化能是指分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。酶可以降低活化能，使反應更容易進行，C正確。故選C。
4．酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是(　　)
A．DNA B.脂質
C.蛋白質 D.氨基酸
【解析】　酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物，絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。故選C。
5．關于酶的敘述，正確的是(　　)
A．酶都是由氨基酸構成的多聚體
B．酶由基因控制產生，基因的復制離不開酶
C．一種酶只能催化一種化學反應
D．由活細胞產生的酶只在細胞內起作用
【解析】　酶的化學本質是蛋白質或RNA，是由氨基酸或核糖核苷酸構成的多聚體，A錯誤；酶是由基因控制產生，基因的復制離不開酶，如DNA聚合酶參與基因復制，B正確；一種酶只能催化一種或一類化學反應，C錯誤；酶可以在細胞內、細胞外或生物體外發揮作用，D錯誤。故選B。
6．過氧化氫酶能分解過氧化氫，H2O2分解產生的氧氣能氧化焦性沒食子酸，并呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化氫酶，設計實驗如下表。下列相關敘述正確的是(　　)
管號 1 2 3 4
1%焦性沒食子酸(mL) 2 2 2 2
2%過氧化氫(mL) 2 2 2 2
緩沖液(mL) 2 — — —
過氧化氫酶溶液(mL) — 2 — —
白菜梗提取液(mL) — — 2 —
煮沸冷卻后的白菜梗提取液(mL) — — — 2
A.1號管為對照組，其余都是實驗組
B．2號管為對照組，其余都為實驗組
C．若3號管顯橙紅色，與1、2組對照證明白菜梗中存在過氧化氫酶
D．若4號管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無過氧化氫酶
【解析】　該實驗的目的是探究白菜梗中是否存在過氧化氫酶，自變量是白菜梗提取液的有無，則1號、2號都是對照組，3、4號是實驗組，A、B錯誤；若3號與1、2號對照，2號管與3號管顯橙紅色，1號管與4號管無色則證明白菜梗中存在過氧化氫酶，高溫下酶變性失活，C正確；若4號管不顯橙紅色，與3號對照，則說明高溫使過氧化氫酶變性失活，D錯誤。故選C。
7．酶對細胞代謝起著非常重要的作用，下列有關酶的敘述正確的是(　　)
A．所有的酶都含有C、H、O、N、P五種元素，是由單體組成的生物大分子
B．酶催化后可增加產物的總量
C．活細胞產生酶的場所都是細胞質中的核糖體
D．催化反應前后酶的性質和數量不變
【解析】　酶主要是蛋白質，少數是RNA，都是生物大分子，單體分別是氨基酸、核苷酸，蛋白質和RNA都含有C、H、O、N四種元素，蛋白質不一定含有P，A錯誤；酶能降低化學反應的活化能，從而加快化學反應的速度，縮短達到反應平衡的時間，但不會增加產物的總量，B錯誤；活細胞產生蛋白質類酶的場所都是核糖體，但是RNA類酶主要是在細胞核中產生的，C錯誤；酶是生物催化劑，催化反應前后酶的性質和數量不變，D正確。故選D。
二、非選擇題
8．下表是有關過氧化氫的系列實驗，回答有關問題。
序號 反應物 加入物質 條件 現象 X
1 過氧化氫 無 室溫 幾乎無氣泡 X1
2 過氧化氫 氯化鐵 室溫 X2
3 過氧化氫 土豆浸出液 室溫 X3
4 過氧化氫 新鮮唾液 室溫 X4
(1)序號3的實驗現象是_產生大量氣泡__。
(2)序號3和序號2相比，_序號3__產生的氣泡更多，原因是_酶比無機催化劑降低活化能的效果更加顯著，對化學反應的催化能力更強__。
(3)序號3的土豆浸出液中含有的對此實驗起作用的物質是_過氧化氫酶__，土豆浸出液能否重復使用？_能__(填“能”或“不能”)。
【解析】　序號3中加入土豆浸出液，含有過氧化氫酶，產生大量氣泡。氯化鐵為催化過氧化氫分解的無機催化劑，也能夠降低化學反應的活化能，但是降低效果不如適宜條件下的酶。酶可以重復使用。
選擇考提升練
一、選擇題
1．圖中的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產生的現象及推測錯誤的是(　　)
A．若有氣體大量產生，可推測新鮮土豆片中含有過氧化氫酶
B．若增加新鮮土豆片數量，量筒中產生氣體的速度加快
C．為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關變量
D．一段時間后氣體量不再增加是因為土豆片的數量有限
【解析】　酶具有高效性，有氣體大量產生時，說明新鮮土豆片中含有過氧化氫酶，A正確；在一定范圍內，增加酶的數量，可以提高化學反應的速率，B正確；實驗中，都應當控制無關變量，從而排除無關變量對實驗結果的影響，C正確；一段時間后氣體量不再增加是因為底物已經消耗完，D錯誤。故選D。
2．某興趣小組重現過氧化氫在不同條件下分解情況的實驗：
編號步驟 a b c d
相同處理 等量等濃度過氧化氫 等量等濃度過氧化氫 等量等濃度過氧化氫 等量等濃度過氧化氫
處理 室溫 90 ℃水浴 室溫處理并滴加2滴新鮮肝臟研磨液 室溫處理并滴加2滴FeCl3溶液
觀察指標(氣泡產生情況) 極少 少量 大量 較多
下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．c、d試管分別與a試管比較，說明過氧化氫酶和Fe3＋均具有催化功能
B．綜合分析a試管、c試管和d試管，說明與無機催化劑相比，酶的催化效率更高
C．與a試管相比較，b試管的水浴加熱為過氧化氫的分解提供了能量
D．本實驗中過氧化氫的濃度對實驗現象沒有影響
【解析】　c、d試管分別與a試管比較，產生的氣泡均比a試管多，說明過氧化氫酶和Fe3＋均具有催化功能，A正確；c試管產生的氣泡比d試管多，說明酶的催化效率更高，B正確；b試管進行水浴加熱，產生的氣泡比a試管多，說明水浴加熱為過氧化氫的分解提供了能量，C正確；本實驗中過氧化氫的濃度為無關變量，也會對實驗現象產生影響，D錯誤。故選D。
3．下列有關酶的敘述，正確的是(　　)
①酶是具有分泌功能的細胞產生的　②有的從食物中獲得，有的是體內轉化而來　③酶是活細胞產生的　④絕大多數酶的化學本質是蛋白質　⑤有的酶是蛋白質，有的是固醇　⑥酶在代謝中有多種功能　⑦酶在新陳代謝和生殖發育中起調控作用　⑧酶只起催化作用　⑨酶只在細胞內發揮作用
A．①②⑤ B.③⑦⑨
C.③④⑧ D.④⑤⑥
【解析】　除哺乳動物成熟的紅細胞等不含遺傳物質的細胞外，活細胞都能產生自身所需要的酶，①錯誤，③正確；食物中的酶在消化系統中會被降解，因此酶無法從食物中獲取，②錯誤；絕大多數酶是蛋白質，極少數的酶是RNA，④正確，⑤錯誤；酶在代謝中只起催化作用，⑥⑦錯誤，⑧正確；無論在細胞內還是在細胞外，只要條件滿足，酶均可起催化作用，⑨錯誤。故選C。
4．下列有關酶的敘述，不正確的是(　　)
A．所有酶都含有C、H、O、N四種元素，是由單體組成的生物大分子
B．有些酶和相應的化學試劑作用呈現紫色反應
C．活細胞產生酶的場所都是細胞質中的核糖體
D．催化反應前后酶的性質和數量不變
【解析】　酶絕大多數是蛋白質，少數是RNA，都是生物大分子，蛋白質和RNA都含有C、H、O、N四種元素，分別是由氨基酸、核糖核苷酸組成的，A正確；蛋白質類的酶和雙縮脲試劑作用呈現紫色反應，B正確；活細胞產生蛋白質類酶的場所是核糖體，但是RNA類酶主要在細胞核中產生，C錯誤；酶是生物催化劑，其進行催化反應前后酶的性質和數量不變，D正確。故選C。
5．(2023·浙江卷)為探究酶的催化效率，某同學采用如圖所示裝置進行實驗，實驗分組、處理及結果如下表所示。
組別 甲中溶液(0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同時間測定的相對壓強(kPa)
0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s
Ⅰ 肝臟提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
Ⅲ 蒸餾水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
下列敘述錯誤的是(　　)
A．H2O2分解生成O2導致壓強改變
B．從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時
C．250 s時I組和Ⅲ組反應已結束而Ⅱ組仍在進行
D．實驗結果說明酶的催化作用具有高效性
【解析】　H2O2分解產物是H2O和O2，其中O2屬于氣體，會導致壓強改變，A正確；據表分析可知，甲中溶液是酶或無機催化劑等，乙中是底物，應從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時，B正確；三組中的H2O2溶液均為2 ml，則最終產生的相對壓強應相同，據表可知，250 s之前(200 s)Ⅰ組反應已結束，但Ⅱ組和Ⅲ組壓強仍未達到Ⅰ組的終止壓強10.0，故250 s時Ⅱ組和Ⅲ組反應仍在進行，C錯誤；酶的高效性是指與無機催化劑相比，酶降低化學反應活化能的作用更顯著，對比Ⅰ、Ⅱ組可知，在相同時間內Ⅰ組(含過氧化氫酶)相對壓強變化更快，說明酶的催化作用具有高效性，D正確。故選C。
6．下列關于酶的敘述，正確的是(　　)
A．酶應該在最適溫度下保存
B．酶具能夠為代謝反應供能
C．酶的合成需要核糖體、內質網和高爾基體參與
D．酶既可作為催化劑，又可以作為另一個反應的底物
【解析】　酶適合在零上低溫條件下保存，A錯誤；酶可以降低化學反應活化能，但不為化學反應提供能量，B錯誤；酶的化學本質是蛋白質或RNA，RNA類的酶的合成不需要內質網和高爾基體的加工，對于蛋白質類的酶，胞外酶需要內質網和高爾基體的加工；胞內酶在細胞內發揮作用，一般不需要內質網、高爾基體的加工，C錯誤；酶是蛋白質或者RNA，本身是催化劑，也可作為底物被蛋白酶或者RNA酶降解，D正確。故選D。
7．下圖表示某化學反應在使用無機催化劑和酶催化條件下的能量變化過程。下列相關分析正確的是(　　)
A．曲線②表明催化化學反應的效率較低
B．上述實驗驗證了酶的催化具有專一性的特點
C．曲線①表示在酶催化條件下的能量變化
D．a與b的差值說明酶降低活化能的作用更顯著
【解析】　曲線②表示有酶催化條件下的能量變化，表明催化化學反應的效率較高，A錯誤；此過程揭示了酶的催化作用具有高效性的原因是：與無機催化劑相比，酶降低反應活化能的效果更顯著，不能驗證酶的催化具有專一性的特點，B錯誤；曲線①表示無機催化劑條件下的能量變化，曲線②表示有酶催化條件下的能量變化，C錯誤；ac的差值表示無機催化劑所催化的反應所需的活化能，bc的差值表示酶所催化的反應所需的活化能，a與b的差值說明酶降低活化能的作用更顯著，D正確。故選D。
二、非選擇題
8．1897年德國科學家畢希納發現，利用無細胞的酵母汁可以進行乙醇發酵；還有研究發現，乙醇發酵的酶發揮催化作用需要小分子物質和離子輔助。某研究小組為驗證上述結論，利用下列材料和試劑進行了實驗。回答下列問題：
材料和試劑：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各類生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各類小分子物質和離子)、葡萄糖溶液、無菌水。
實驗共分6組，其中4組的實驗處理和結果如下表。
組別 實驗處理 實驗結果
① 葡萄糖溶液＋無菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示無乙醇生成。
(1)除表中4組外，其他2組的實驗處理分別是：_葡萄糖溶液＋酵母汁__；_葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液__。本實驗中，這些起輔助作用的小分子物質和離子存在于酵母菌、_酵母汁和B溶液__。
(2)若為了確定B溶液中是否含有多肽，可用_雙縮脲__試劑來檢測。若為了研究B溶液中離子M對乙醇發酵是否是必需的，可增加一組實驗，該組的處理是_葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了離子M的B溶液__。
(3)如何檢測酵母汁中是否含有活細胞？(寫出2項原理不同的方法及相應原理)_染色后鏡檢，原理是細胞膜具有選擇透過性；酵母汁接種培養觀察，原理是酵母菌可以繁殖__。
【解析】　(1)本實驗目的是驗證無細胞的酵母汁可以進行乙醇發酵，并且乙醇發酵的酶發揮催化作用需要小分子物質和離子輔助。為證明上述結論，需要分組驗證酵母汁、A溶液、B溶液與葡萄糖溶液的相互作用關系，因此，除表中所示分組外，還應設計葡萄糖溶液＋酵母汁和葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液兩組實驗。由題意可知，乙醇發酵的酶發揮催化作用需要小分子物質和離子輔助，上述物質主要存在于酵母菌、酵母汁及B溶液中。(2)雙縮脲試劑可用來檢測含有肽鍵的物質，因此，確定B溶液中是否含有多肽，可用雙縮脲試劑來檢測。若為了研究B溶液中離子M對乙醇發酵是否是必需的，可將該物質去除，與含有該物質的組別進行對照，具體設計為葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了離子M的B溶液。(3)若檢測某液體中是否含有活細胞，可依據活細胞的細胞膜具有選擇透過性、活細胞能夠增殖等原理進行，具體操作及原理如下：①染色后鏡檢，原理是細胞膜具有選擇透過性；②酵母汁接種在固體培養基上培養觀察，原理是酵母菌可以在固體培養基上繁殖產生肉眼可見的菌落。
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