【生物】2020届 一轮复习 人教版 降低化学反应活化能的酶 学案 19页

2020 届 一轮复习 人教版 降低化学反应活化能的酶 学 案 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命 观念 通过比较酶与激素等物质的异同，类比具有专一性 的物质，建立起辩证统一和普遍联系的观念 科学 思维 通过分析与酶有关的曲线，培养学生利用数形结合 分析生物学问题的思维习惯 科学 探究 通过与酶有关的实验设计与分析，培养对实验现象 和结果进行解释、分析和处理的能力，及对实验方 案的评价能力 社会 责任 通过分析酶在生产、生活中的应用实例，让学生关 注科学、技术和社会发展 考点一　酶的本质、作用和特性[重难深化类] 一、酶的本质和作用 1．酶的基本概念图示 2．酶本质的探索历程(连线) 3．比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验过程 (2)变量分析 二、酶的特性(将“□”的内容补充完整) [基础自测] 1．判断正误 (1)从八个角度判断有关酶说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 角度 说法 正误判断 ①产生场所 一般来说，活细胞都能产生酶 √ ②化学本质 酶是具有催化作用的蛋白质 × ③合成原料 酶的基本单位是氨基酸，因此氨基酸是酶的合成原料 × ④合成场所 酶是在核糖体上合成的 × ⑤来源　　 酶只能在生物体内合成，不能从食物中获得 √ ⑥作用　　 酶具有催化、调节等多种功能 × ⑦作用场所 酶只在细胞内发挥作用 × ⑧温度影响 低温和高温均能使酶变性失活 × (2)酶提供了反应过程所必需的活化能(×) (3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(×) (4)不同酶的最适温度可能相同(2013·海南卷，T3A)(√) (5)随着温度降低，酶促反应的活化能下降(×) (2013·海南卷，T3B) (6)酶活性最高时的温度不适合酶的保存(√) (2013·海南卷，T3C) 2．据图完成有关问题 如图曲线表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量 变化过程。 (1)没有催化剂参与的反应曲线是② 。 (2)有酶催化的反应曲线是① 。 (3)AC 段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。 (4)BC 段的含义是酶降低的活化能。 (5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则 B 点在纵轴上将向上移动，即反应需要 的活化能要增大。 3．连线酶的特性和原理 4．学透教材、理清原因、规范答题用语专练 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右图所示，请据图回 答： (1) 甲 、 乙 两 种 酶 的 化 学 本 质 分 别 是 什 么 ？ 请 说 出 判 断 依 据 。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解， 则甲酶的化学本质不是蛋白质而是 RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白 质 (2)乙酶活性改变的机制是什么？其活性能否恢复？ _________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：乙酶被降解的过程中其空间结构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改 变不可逆转，故无法恢复 (3)欲让甲、乙两种酶的变化趋势换位，应加入何类酶？________________。 提示：RNA 水解酶 1．对比分析酶与动物激素的“一同三不同” 相同 都具有微量、高效的特点，也具有一定特异性 产生部位 几乎所有活细胞都产生酶；而只有内分泌细胞才能产生激素 化学本质 酶绝大多数是蛋白质，少数为 RNA；激素的化学本质则为蛋白质、脂 质、氨基酸衍生物等不同 作用机制 酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；激素作为信号分子在 发挥完作用后被灭活 2．归纳概括具有“专一性(特异性)”的五类物质 (1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核 苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。 (2)载体蛋白：某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白协助，不同物质所需载体不同，载 体蛋白的专一性是细胞膜选择透过性的基础。 (3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在 与该激素特异性结合的受体。 (4)tRNA：tRNA 有 61 种，每种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸。 (5)抗体：抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 [对点落实] 1．(2019·赣州一模)下列关于酶的说法，正确的是(　　) A．酶的合成一定需要核糖体，但不一定需要高尔基体 B．pH 较低时一定会降低酶的活性，但温度较低时则不一定会降低酶的活性 C．在任何条件下，酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著 D．所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶，但不一定都分布在线粒体中 解析：选 D　化学本质是蛋白质类的酶需要在核糖体上合成，而化学本质为 RNA 的酶 合成则不需要，有些酶是分泌蛋白，有些酶是胞内蛋白，其中胞内蛋白不需要高尔基体的加 工；不同酶的最适 pH 不同，因此 pH 较低时不一定会降低酶的活性，反而可能升高酶的活 性，如胃蛋白酶；酶降低化学反应的活化能较无机催化剂显著，体现出酶的高效性，但酶的 催化作用需要适宜的条件，因此并不是在任何条件下酶降低活化能的效果一定比无机催化剂 显著；所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶，无氧呼吸及有氧呼吸的第一阶段都是在细胞 质基质中进行的，催化这些反应的酶不在线粒体中，另外原核细胞没有线粒体也能进行呼吸 作用。 2．下列对动物体内酶、激素和 ATP 三类有机物的相关叙述，错误的是(　　) A．这三类有机物一定都含有 C、H、O B．成年男性体内，精原细胞形成精子的过程中有酶、激素和 ATP 的参与 C．能合成酶的细胞一定都能合成 ATP D．酶和 ATP 均可以在细胞内外发挥作用，而激素只能在细胞内发挥作用 解析：选 D　酶的本质为蛋白质或 RNA，激素的本质为蛋白质、固醇或氨基酸衍生物 等，它们和 ATP 都含有 C、H、O；精原细胞形成精子的过程中需要酶的催化、性激素的调 节，并消耗 ATP；活细胞均能合成酶和 ATP，能合成酶的细胞一定都能合成 ATP；激素由 内分泌腺细胞分泌进入细胞外液中，通过体液运输到相应部位的细胞内或细胞外发挥作用。 3．(2019·广州五校联考)核酶(ribozyme)是具有催化功能的 RNA 分子，在特异性地结合 并切断特定的 mRNA 后，核酶可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的 mRNA 分 子，下列关于核酶的叙述，正确的是(　　) A．向核酶中滴加双缩脲试剂，水浴加热可发生紫色反应 B．与不加核酶组相比，加核酶组 mRNA 降解较快，由此可反映核酶的高效性 C．核酸具有热稳定性，故核酶的活性不受温度的影响 D．核酶与催化底物特异性结合时，有氢键形成，也有磷酸二酯键的断裂 解析：选 D　根据题意可知，核酶是具有催化功能的 RNA 分子，因此不会和双缩脲试 剂发生紫色反应；与不加核酶组相比，加核酶组 mRNA 降解较快，由此可反映核酶的催化 性；核酸具有热稳定性，但是在高温条件下其结构也会发生改变，因此核酶的活性也会受温 度的影响；核酶与催化底物特异性结合时，核酶和 mRNA 之间有氢键形成，而切割 mRNA 分子也会有磷酸二酯键的断裂。 用曲线模型表示酶的三大特性 [典型图示] [问题设计] (1)图 1 中酶参与的反应对应曲线A ，无机催化剂参与的反应对应曲线B ，未加催 化剂时对应曲线C ，由此说明，与无机催化剂相比，酶的催化作用具有高效性。 (2)图 2 中加入酶 B 的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶 B 对此反应无催 化作用，而加入酶 A 的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶的催化作用具有专 一性。 (3)①图 3 中 b 点表示最适温度，e 点表示最适 pH。 ②温度在 a 点时，酶的活性较低 ，但不会失活；温度≥c 点，酶会失活。pH≤d 点、pH≥f 点，酶都会失活。 ③由图 3 可知，酶的作用条件较温和，在最适宜的温度和 pH 条件下，酶的活性最高。 [对点落实] 4．(2019·唐山一模)如图为 pH 对作用于同一底物的两种水解酶活性的影响，下列相关 叙述正确的是(　　) A．在任何温度条件下，pH＝5 时，酶 1 的活性高于酶 2 B．将酶 2 由 pH＝9 转移到 pH＝4 的环境中，活性上升 C．在两种不同的 pH 条件下，酶 1 活性可能相同 D．酶 1 和酶 2 能够水解同一种底物是酶专一性的体现 解析：选 C　高温使酶变性失活，在高温环境条件下，pH＝5 时，酶 1 的活性等于酶 2；过酸、过碱使酶变性失活，pH＝9 的环境下，酶 2 的空间结构被破坏，即使 pH 恢复到 4，酶的活性也不能恢复；据图分析可知，在最适 pH 的两侧，有两种不同的 pH 条件下， 酶 1 活性可能相同；酶 1 和酶 2 能够水解同一种底物不是酶专一性的体现。 5．如图所示为影响酶促反应的温度、pH 和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列 相关叙述，错误的是(　　) A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是 pH B．甲曲线中，a 点与 b 点限制酶促反应速率的因素不同 C．乙曲线中，d 点与 f 点酶的空间结构都被破坏且不能恢复 D．丙曲线中，g 点时对应因素升高，酶的活性不能到达 h 点 解析：选 C　低温时酶的活性很低，但并不失活，高温使酶的空间结构发生改变而失活， 过酸、过碱都会使酶的空间结构发生改变而失活，分析题图，影响乙曲线的因素是温度，影 响丙曲线的因素是 pH；甲曲线表示底物浓度与反应速率的关系，a 点的限制因素是底物浓 度，b 点时底物达到饱和状态，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度；乙曲线是温度对 酶活性的影响曲线，d 点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构不被破坏，温度恢 复，酶的活性即恢复，f 点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度降低，酶 的空间结构也不能恢复；丙曲线是 pH 对酶活性的影响曲线，g 点时 pH 过低，酶的空间结 构发生改变，pH 升高，酶的活性不能恢复，故不能到达 h 点。 酶在人们的日常生活和生产中都有广泛的应用，以此为素材，设置新情景考查酶的应 用也是常见的命题形式。 [对点落实] 6．把分解酒精的酶(化学本质不是 RNA)装进纳米级小笼子做成的“防护服”中，酶就 不怕被消化液分解，可安心分解酒精分子。下列推测合理的是(　　) A．用于分解酒精的酶可能是脂质 B．该酶进入人体后能分解人体内无氧呼吸的产物 C．“防护服”的主要功能是阻碍消化道内蛋白酶的作用 D．该成果中用于分解酒精的酶应放在最适温度下储藏 解析：选 C　酶的化学本质是蛋白质或 RNA，依据题意，分解酒精的酶的化学本质不 是 RNA，那肯定是蛋白质；酶具有专一性，人体内无氧呼吸的产物是乳酸，不是酒精，故 该酶不能分解人体内无氧呼吸的产物；根据题干信息可知，该“防护服”的作用是防止酶被 消化道内的蛋白酶分解；酶应放在低温条件下储藏。 7．科学研究发现，某些免疫球蛋白具有催化功能，称之为抗体酶。如图表示某新型抗 体酶的结构，据图判断下列叙述错误的是(　　) A．抗体酶能与双缩脲试剂发生紫色反应 B．抗体酶能与各种抗原结合 C．抗体酶与底物结合后，能降低反应的活化能 D．利用抗体酶特异性识别抗原和催化无活性药物前体的转化反应，可靶向治疗癌症 解析：选 B　由题干信息可知，抗体酶的化学成分是蛋白质，功能上既具有抗体特异性 识别抗原的功能，又具有酶的催化功能。 [归纳拓展] 关注常考的五类酶及其作用 (1)DNA 聚合酶：催化单个脱氧核苷酸聚合到 DNA 片段上形成脱氧核苷酸链，作用部 位是磷酸二酯键。 (2)RNA 聚合酶：催化单个核糖核苷酸聚合到 RNA 片段上形成核糖核苷酸链，作用部 位是磷酸二酯键。 (3)解旋酶：用于 DNA 复制时双链间氢键打开。 (5)各种消化酶：可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化 蛋白质水解等。 考点二　影响酶活性的因素与相关实验探究[重难深化类] 巧用三种方法破解酶实验难题 1．鉴定酶的本质——试剂检测法 2．验证酶的高效性和专一性——对比法 (1)验证酶的高效性 [设计方案] 项目 实验组 对照组 材料 等量的同一种底物 试剂 与底物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂 现象 反应速率很快，或反应用时短 反应速率缓慢，或反应 用时长 结论 酶具有高效性 [操作示例] (2)验证酶的专一性 [设计方案] 方案一 方案二 项目 实验组 对照组 实验组 对照组 材料 底物相同(等量) 与酶相对应 的底物 另外一种底物 试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量) 现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应 结论 酶具有专一性 [操作示例] 3．探究酶的最适温度或 pH——梯度法 [设计方案] 组别编号 1 2 … n 实验材料 等量的同种底物 温度(pH) T1(a1) T2(a2) … Tn(an) 衡量指标 相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少 实验结论 生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组所处温度(或 pH)为最适温度 (或 pH) (1)探究酶的最适温度 [操作示例] (2)探究酶的最适 pH [操作示例] [对点落实] 题点(一)　考查实验材料和实验试剂的选取 1．下列关于淀粉酶参与催化的实验中，可采用斐林试剂来检验淀粉水解情况的是(　　) A．探究 pH 对酶活性的影响 B．探究温度对酶活性的影响 C．探究酶是否具有专一性 D．探究 Cu2＋对酶活性的影响 解析：选 C　淀粉在酸性环境中能够直接水解为麦芽糖，故不能用淀粉酶探究 pH 对酶 活性的影响；用斐林试剂检测时需要水浴加热，故不能用来探究温度对酶活性的影响；可以 用斐林试剂来检验淀粉水解情况，探究酶是否具有专一性；斐林试剂与还原糖反应的实质是 还原糖将 Cu2＋还原为 Cu2O 而呈砖红色沉淀，故不能用来探究 Cu2＋对酶活性的影响。 2．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了 4 套方案， 如表所示。下列相关叙述，正确的是(　　) 方案 催化剂 底物 pH 温度 ① 胃蛋白酶、胰蛋白酶 蛋白块 中性 室温 ② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜 ③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度 ④ 过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢 强酸性 室温 A．方案①的目的是探究 pH 对酶活性的影响，自变量是酶的种类 B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测 C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测 D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多 解析：选 B　在探究 pH 对酶活性的影响实验中，自变量是 pH；淀粉酶能将淀粉分解， 不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目的；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质， 能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解；在高温、过 酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件下，过氧化 氢酶失活，不能用于验证酶的高效性。 [归纳拓展] 酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜” (1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试 剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。 (2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不 宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 (3)在探究 pH 对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液 的 pH 调至实验要求的 pH 后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设 pH 前，让反 应物与酶接触。 (4)在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验 材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实 验结果。 题点(二)　考查实验操作过程及评价 3．(2016·全国卷Ⅰ)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作 顺序合理的是(　　) A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量 B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量 C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量 D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量 解析：选 C　在测定酶活力的实验中，需要保证 pH 和温度均相同且适宜，故缓冲液应 在加入底物和酶之前加入，只有 C 项符合要求。 4．(2019·威海模拟)某生物兴趣小组要设计实验验证酶的专一性。请根据题意回答问题： 备选实验材料和用具：蛋白块，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸馏水，双缩脲 试剂，试管若干，恒温水浴锅，时钟等。 (1)该实验的自变量是________________。 (2)实验步骤： ①取两支洁净的相同试管，编号为甲、乙。 ②取 5 mL 牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中，再取牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中。 ③将两支试管置于恒温水浴锅中，保温(39 ℃)5 min。 ④分别加入等体积等质量的蛋白块，其他条件相同且适宜。 ⑤一段时间后，分别加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。 上述实验步骤中，有两处明显错误，请找出这两处错误并更正。 a．________________________________________________________________________。 b．________________________________________________________________________。 解析：(1)探究酶的专一性，需要设计对照实验，该实验变量是酶的种类。(2)实验步骤 中加入到乙试管中的牛胰淀粉酶溶液没有注明用量，不符合单一变量原则。两支试管中都有 蛋白质类酶，遇双缩脲试剂呈紫色，因而不能用双缩脲试剂检测。 答案：(1)酶的种类　(2)a.不符合单一变量原则(或不符合等量原则)，取 5 mL 牛胰淀粉 酶溶液加到乙试管中 B．不能用双缩脲检测，应直接观察蛋白块体 积的大小 [类题通法] 解答实验方案评价试题的一般思路 用曲线模型表示影响酶促反应的因素 [典型图示] [问题设计] 1．底物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系(图 1、2) (1)图 1：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快， 但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。 (2)图 2：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。 2．温度和 pH 与酶促反应速率的关系(图 3) (1)图 3：温度和 pH 是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；底物浓度和酶浓度是通 过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。 (2)图 3：反应溶液 pH 的变化不影响(填“影响”或“不影响”)酶作用的最适温度；反 应溶液温度的变化也不改变(填“改变”或“不改变”)酶作用的最适 pH。 3．反应时间与酶促反应的关系(图 4、5、6) (1)图 4、5、6 的时间 t0、t1 和 t2 是一致的。 (2)随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因积累而增多。 (3)t0～t1 段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率 较快。t1～t2 段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速 率较慢。t2 时，反应物被消耗完，生成物也不再增加，此时反应速率为0 。 [对点落实] 5．在最适温度和最适 pH 条件下，用人体胃蛋白酶溶液与一定量的稀释鸡蛋清溶液混 合，测得生成物量与反应时间的关系如图中甲曲线所示。下列说法正确的是(　　) A．甲曲线 70 min 后，生成物量不再增加的原因是酶的数量有限 B．探究胃蛋白酶的最适 pH 时应设置过酸、过碱和中性三组实验 C．将胃蛋白酶溶液的 pH 调至 10 进行实验，结果与乙曲线一致 D．形成乙曲线的原因可能是将反应温度变为 25 ℃，其他条件不变 解析：选 D　根据题意可知，甲曲线 70 min 后，生成物量不再增加的原因蛋清中蛋白 质被水解完；探究胃蛋白酶的最适 pH 时应设置等 pH 梯度的一系列实验组，不能只有三组 实验；由于胃蛋白酶的最适 pH 大约在 1.5 左右，如果将胃蛋白酶溶液的 pH 调至 10 进行实 验，胃蛋白酶已经失去活性，不能水解蛋白质，此时生成物的量为 0，结果与乙曲线完全不 同；根据前面的分析，甲曲线比乙曲线先达到平衡，说明甲曲线代表的反应速率比乙快，导 致形成乙曲线的原因可能是将反应温度变为 25 ℃，即反应温度不是在最适温度下进行，此 时反应速率减慢。 6．(2016·全国卷Ⅱ)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个 实验组：A 组(20 ℃)、B 组(40 ℃)和 C 组(60 ℃)，测定各组在不同反应时 间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题： (1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。 (2)在时间 t1 之前，如果 A 组温度提高 10 ℃，那么 A 组酶催化反应的速度会________。 (3)如果在时间 t2 时，向 C 组反应体系中增加 2 倍量的底物，其他条件保持不变，那么 在 t3 时，C 组产物总量________，原因是_______________________________________。 (4)生物体内酶的化学本质是__________________________________________，其特性 有______________________________________________________________(答出两点即可)。 解析：(1)在 60 ℃条件下，反应的最终产物浓度比 20 ℃和 40 ℃条件下小很多，说明酶 在 60 ℃条件下最终失活。20 ℃与 40 ℃条件下相比，40 ℃时酶促反应达到反应平衡的时间 短，说明 40 ℃条件下酶活性较高。(2)在时间 t1 前，如果 A 组温度提高 10 ℃变成 30 ℃，由 该酶活性随温度的变化规律可知，30 ℃条件下的该酶活性大于 20 ℃条件下的，因此提高 A 组的温度酶催化反应的速度会加快。(3)t2 时 C 组的产物浓度已不再增加，但由 A 和 B 组 t2 时的产物浓度可知，t2 时 C 组底物并未全部被分解，C 组产物浓度不再增加是由于 C 组温 度过高导致 t2 时酶已经变性失活。因此如果在时间 t2 时，向 C 组增加 2 倍量的底物，在其 他条件不变的情况下，t3 时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是 蛋白质，极少数是 RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和 pH 等。 答案：(1)B　(2)加快　(3)不变　60 ℃条件下，t2 时酶已失活，即使增加底物，反应产 物总量也不会增加 (4)蛋白质或 RNA　高效性和专一性(其他合理答案也可) [类题通法] “四看法”分析酶促反应曲线 　 　　　课堂一刻钟 研真题——知命题点·查薄弱点·清迷盲点 1．(2017·全国卷Ⅱ)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是(　　) A．在细胞中，核外没有参与 DNA 合成的酶 B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是 37 ℃ 易错探因——概念不清 酶是在活细胞中产生的，但并不一定只在细胞内发挥作用。命题者有意混淆产生部位和 发挥作用的部位，考查对“酶”这一核心概念的理解。　　 　　　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：选 C　真核细胞中 DNA 主要分布于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也 有少量 DNA 分布，所以参与 DNA 合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中；酶作为生物催 化剂可以在生物体内发挥作用，也可以在生物体外发挥作用；盐析法主要用于蛋白质的分离、 纯化，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而可用盐析法进行沉淀；唾液淀粉酶催化反应的最 适温度为 37 ℃左右，而该酶通常在低温下保存。 2．(2017·天津高考)将 A、B 两种物质混合，T1 时加入酶 C。如 图为最适温度下 A、B 浓度的变化曲线。叙述错误的是(　　) A．酶 C 降低了 A 生成 B 这一反应的活化能 B．该体系中酶促反应速率先快后慢 C．T2 后 B 增加缓慢是酶活性降低导致的 D．适当降低反应温度，T2 值增大 解题关键——图文转换 解答本题的关键是正确将图示信息转换为文字信息：加入酶 C 后 A 的浓度降低，B 的 浓度升高，说明在酶 C 的催化下 A 能生成 B。只要明确这一关键信息，题目就会迎刃而解。　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：选 C　加入酶 C 后 A 浓度降低，B 浓度升高，说明在酶 C 的催化下 A 能生成 B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能；随着反应的进行，底物 A 浓度由大变小， 酶促反应速率先快后慢；T2 后 B 增加缓慢是由底物 A 不足导致的；图示反应在最适温度下 进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2 值增大。 3．(2014·福建高考)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化 氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是(　　) A．蛋白酶　　　　　　　 B．RNA 聚合酶 C．RNA D．逆转录酶 易错探因——逻辑不明 核糖体的组成成分是 rRNA 和蛋白质，若用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处 理后发挥作用的物质当然应为 rRNA。　　　　　 解析：选 C　核糖体由 rRNA 和蛋白质组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质， 处理后的核糖体为 rRNA，而催化核糖体内氨基酸脱水缩合反应的物质是酶，由此可推测该 酶的化学本质是 RNA。 4．(2013·全国卷Ⅱ)关于酶的叙述，错误的是(　　) A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 易错探因——概念不清 若对酶认识不清，易错选 D。酶具有催化作用是功能特性，酶作为有机物又可以被其他 酶水解是其物质特性。 解析：选 B　同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如催化有氧呼吸的酶；低温 未破坏酶的空间结构，低温处理后再升高温度，酶的活性可恢复，高温可破坏酶的空间结构； 酶可以降低化学反应的活化能，从而提高化学反应速度；酶可以催化化学反应，也可以作为 另一个反应的底物，如唾液淀粉酶可以催化淀粉的水解，又可以被胃蛋白酶水解。 5．(2016·江苏高考)过氧化物酶能分解 H 2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白 菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　) 失分原因——原理不明 过氧化物酶分解 H2O2 产生的氧化性物质能氧化焦性没食子酸使之呈橙红色，据此通过 颜色变化判断过氧化物酶的有无。　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 管号 1%焦性 没食子 酸(mL) 2%H2O2 (mL) 缓冲液 (mL) 过氧化物酶 溶液(mL) 白菜梗 提取液 (mL) 煮沸冷却 后的白菜 梗提取液 (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，其余不都是实验组 B．2 号管为对照组，其余都为实验组 C．若 3 号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 D．若 4 号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶 解析：选 A　根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗 提取液的 3 号管为实验组，1 号、2 号和 4 号管都为对照组；若 3 号管显橙红色，还需要与 2 号管、4 号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶；若 4 号管不显橙红色，可能是因为高 温使过氧化物酶失活，而不能证明白菜梗中不存在过氧化物酶。 6．(2015·重庆高考)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率 明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。 (1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取 液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：(注：“＋”数目越 多表示蓝色越深) 　　　分 组 步 骤　　　 红粒管 白粒管 对照管 ① 加样 0.5 mL 提取液 0.5 mL 提取液 C ② 加缓冲液(mL) 1 1 1 ③ 加淀粉溶液(mL) 1 1 1 ④ 37 ℃保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色 显色结果 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋＋ 步骤①中加入的 C 是________，步骤②中加缓冲液的目的是________。显色结果表明： 淀粉酶活性较低的品种是______；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越________。若 步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应________。 (2)小麦淀粉酶包括 α­淀粉酶和 β­淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作 用，设计了如下实验方案： X 处理的作用是使________。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为 红粒管颜色显著________白粒管(填“深于”或“浅于”)，则表明 α­淀粉酶活性是引起这两 种小麦穗发芽率差异的主要原因。 失分原因——原理不明 提取液中含有淀粉酶，穗发芽率越高的种子淀粉酶活性越高，显色结果的蓝色越浅。许 多学生对实验分析题感到棘手的原因多在于对实验原理理解不到位，不能据原理确定实验过 程。 解析：(1)本实验的自变量是小麦种子的提取液(去淀粉)，即提取液中酶的活性。步骤① 对照管中可加入等量(0.5 mL)的蒸馏水作为空白对照。②中加缓冲液的目的是控制 pH，以 保证酶的活性。显色结果表明，淀粉酶活性越高，则蓝色越浅；反之，则蓝色越深，即红粒 小麦的淀粉酶活性较低，其穗发芽率也较低。若③中淀粉溶液(反应底物)浓度适当减小，要 使显色结果不变，保温时间应缩短，以缩短反应时间。(2)本实验要证明两种淀粉酶活性对 穗发芽率的影响，则自变量为淀粉酶的种类，因变量仍为显色结果。相对于实验Ⅰ中使 α­ 淀粉酶失活(保留 β­淀粉酶活性)(作为对照)，实验Ⅱ也应使 β­淀粉酶失活(保留 α­淀粉酶活 性)。若实验Ⅰ(α­淀粉酶失活)中两管显色结果无明显差异，且实验Ⅱ(β­淀粉酶失活)中显色 结果为红粒管颜色显著深于白粒管，则可以说明 α­淀粉酶活性对显色结果造成了影响，即 α­ 淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因。 答案：(1)0.5 mL 蒸馏水　控制 pH　红粒小麦　低　缩短　(2)β­淀粉酶失活　深于 [学情考情·了然于胸] 一、明考情·知能力——找准努力方向 考查知识 1.酶的本质、作用和特性，其中酶的特性是重点，也是高考的常考点。 2.影响酶活性的因素与相关实验探究，其中与酶有关的实验设计与分析是高考 的高频点，也是难点 。 考查能力 1.识记能力：主要考查对酶的本质、作用原理的识记能力。 2.推理能力：借助曲线模型考查对曲线的分析能力和推理能力。 3.实验探究能力：通过对影响酶活性的因素的相关实验探究，考查实验探究能 力和分析问题、解决问题的能力。 二、记要点·背术语——汇总本节重点 1．酶的来源及本质：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，少数是 RNA。 2．酶的特性：酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。 3．影响酶活性的因素 (1)低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。 (2)高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。 4．酶的作用原理：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 更显著，因而催化效率更高。