高中生物总复习酶专题知识讲解酶专题Word格式文档下载.docx
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1.酶的作用特性
（1）高效性：
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高
（2）专一性：
一种酶只能催化一种或一类化学反应。
如蛋白酶只催化蛋白质的分解、淀粉酶只催化淀粉的分解
（3）作用条件温和：
酶所催化的化学反应一般在比较温和的条件下（常温、pH接近中性）进行。
正是因为酶可显著降低化学反应活化能，其催化的化学反应不需要剧烈的条件（高温、高压等）供能便可进行。
但也有特例：
如胃蛋白酶的最适pH为1.5，在偏酸的环境的起作用。
2.关于酶作用特性的探究实验
实验1：
过氧化氢的分解实验
H2O2 H2O+O2↑
（1）实验目的：
证明酶具有高效性
（2）实验设计：
①本实验中的过氧化氢酶从鲜肝提取液中获得，鲜肝提取液也可以用新鲜的马铃薯小块来代替。
②O2的生成速率可以反应H2O2的分解速率，所以气泡产生的多少及卫生香的燃烧程度可以作为衡量反应速率的指标。
（3）实验分析：
1和2组比较说明：
Fe３＋是无机催化剂，可以催化H2O2分解
1和3组比较说明：
鲜肝提取液中的过氧化氢酶可催化H2O2分解
2和3组比较说明：
过氧化氢酶的催化效率比Fe３＋高，酶具有高效性。
3和4组比较说明：
过氧化氢酶只有保持正确的空间结构才能表现催化活性。
实验2：
淀粉和蔗糖的水解
证明酶的专一性
（2）实验设计及实验结果：
1
2
3
4
5
6
底物1ml
淀粉
蔗糖
实验处理
H2O
α淀粉酶
蔗糖酶
反应条件
60℃恒温水浴15min（α淀粉酶、蔗糖酶的最适温度为60℃）
斐林试剂
1ml
水浴加热5min
实验现象
无明显变化
砖红色沉淀
蔗糖与淀粉分解的产物均有葡萄糖，葡萄糖为还原糖，可用斐林试剂检测蔗糖或淀粉是否被分解。
①设置1和4试管的目的是：
作为对照，说明在自然加热的条件下淀粉与蔗糖均不被分解。
②若只选择两支试管达到实验目的，可以选择的组合是：
2和3；
5和6；
2和5；
3和6；
③上述实验的鉴定试剂能否换成碘—碘化钾溶液？
本实验的1、2、3组需要鉴定淀粉是否分解，4、5、6组需要鉴定蔗糖是否分解，碘—碘化钾溶液可用来检测淀粉是否分解，却不能鉴定蔗糖是否分解，所以本实验的鉴定试剂不能换成碘—碘化钾溶液，如果本实验只有1、2、3组则可将鉴定试剂换成碘—碘化钾溶液。
考点三、影响酶活性的因素
1.影响酶活性的因素
（1）温度对酶活性的影响：
每种酶都有其作用的最适温度，低于或高于最适温度均会使酶活性降低，低温使酶的活性降低，
高温破坏酶的空间结构使其失活。
注意：
当温度从0℃→37℃变化时，人体内的酶催化的酶促反应的反应速率越来越快。
但若从100℃→37℃变化时，由于酶已失活，即使恢复至最适温度，酶促反应速率也不会变化。
（2）pH对酶活性的影响
一般酶的最适pH接近中性，过酸过碱均会使酶变性失活。
2.探究影响酶活性因素的实验
设计实验探究pH对过氧化氢酶活性的影响
（1）实验材料和用具：
3%H2O2、鲜肝液（含过氧化氢酶）、量筒等 缓冲液：
pH5、pH6、pH7、pH8、pH9
加入H2O2和缓冲液
加入鲜肝液
用上图中的装置设置不同的pH环境，观察在不同pH下H2O2的分解情况。
①分液漏斗加入的物质：
鲜肝液
锥形瓶中加入的物质：
缓冲液和H2O2
该实验中，将H2O2和鲜肝液加入锥形瓶，而将缓冲液加入分液漏斗，可以吗？
不可以，因为如果这样操作时，在尚未控制好相应的pH时就迅速发生反应，会造成实验误差。
控制好实验条件后才能将酶和底物混合
②实验的自变量是：
pH不同
③实验的因变量是：
产生O2的量
设计实验探究温度对唾液淀粉酶活性影响
（1）材料和用具：
1%淀粉溶液、唾液淀粉酶、若干支试管、恒温箱（可根据需要控制不同的温度）、碘液等
①设置不同的温度并进行分组，每组两支试管（如下图），将两支试管放于同一温度条件下处理，使其充分达到反应温度
②将淀粉溶液和淀粉酶溶液混合均匀，在相应温度下处理一定时间
③滴加碘液，观察混合溶液的颜色变化
控制好实验条件后再将酶和底物混合
考点四、影响酶促反应速率的因素
1.温度、pH （影响酶活性的因素均可影响酶促反应速率）
2.酶浓度：
反应速率随酶浓度的升高而增大，但受底物浓度的限制，增大到某一值便不再增大。
3.底物浓度：
反应速率随底物浓度的升高而增大，但受酶浓度的限制，增大到某一值便不再增大。
考点五、酶的应用
1.加酶洗衣粉
2.果胶酶在果汁生产上的应用
3.固定化酶或固定化细胞技术
常用的固定化技术：
包埋法、吸附法和结合法
常用方法
操作缺陷
固定化酶
包埋法
酶分子一般相对较小，容易从大分子有机物格中逸出；
如果反应物分子较大，则不易进入格中与酶接触
吸附法
将酶吸附在不溶于水的载体上比较困难，同时酶也容易从载体上脱落
结合法
需要改变酶的某些结构（基团），酶的催化作用受到一定程度的影响
固定化细胞
处于中心的细胞容易缺氧而受到损害，同时，反应原料不易进入到这些细胞之中
【典型例题】
类型一、酶的概念及特性
【高清课堂：
酶专题】
例1．关于酶的叙述，正确的是（）
A.酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核糖核苷酸
B.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C.在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
【答案】C
【解析】正确答案为C，在动物细胞培养中，要用胰蛋白酶将组织分散成单个细胞。
A.大多数酶的本质为蛋白质，只有少数酶为RNA，所以酶的基本组成单位为氨基酸或核糖核苷酸；
B.酶降低化学反应活化能，而不能为反应物供能；
D.酶在化学反应前后，性质和数量均不发生变化。
【总结升华】本题考查酶的本质及其种类和作用特性，是一道较基础的题目。
举一反三：
【变式1】下列各种对于酶的作用和化学本质说法正确的是（）
A．蛋白酶可以水解蛋白质，蛋白酶本身也是蛋白质
B．RNA酶是由RNA构成的具有催化作用的物质
C．TaqDNA聚合酶可以耐高温，因为它是一种小分子物质有机物
D．DNA连接酶是基因工程的工具酶，只能在体外发挥作用
【答案】A
【解析】绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA（核酶）。
酶是在细胞内合成的一种生物大分子，但是也可以在细胞外发挥作用。
类型二、影响酶活性的因素
例2．下图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；
图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度（时间）变化的情况，下列说法中不正确的是（）
A．T0表示淀粉酶催化反应的最适温度
B．图甲中Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质区别
C．图乙中Tb到Tc的曲线表明随温度的升高，麦芽糖积累量不再上升，说明酶的活性已达到最大
D．图乙中A点是曲线斜率最大的位置，对应的温度为T0
【解析】C项描述有误：
图乙中Tb到Tc的曲线表明麦芽糖积累量不再上升，说明淀粉不再分解，酶已失活；
A、D正确：
从甲图可看出T0时淀粉酶的活性最高，则T0时淀粉分解速率最大，麦芽糖的积累量的增加速率最快，所以T0是淀粉酶的最适温度，对应图乙中曲线斜率最大的A点；
B正确：
图甲中Ta时低温使酶活性降低，温度升高酶活性可恢复，Tb时高温已使酶失活，即使温度降至适宜，酶活性也不会恢复。
【总结升华】本题考查温度对酶活性的影响，需要分析曲线图，并结合数学中导数的知识得出A点麦芽糖增加速率最快的结论。
【变式1】在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如图甲A所示。
竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，并降低酶活性的分子。
非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性。
下列有关叙述不正确的是（）
A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果
B．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低
C．曲线a、b酶促反应速率不再增加是酶处于饱和状态
D．竞争性抑制剂与该酶催化的底物化学结构相似
【答案】B
【解析】A正确、B错误：
竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，若增加底物浓度，便会减弱其抑制作用。
非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，增加底物浓度，对其抑制作用影响不大，所以图乙中曲线a表示无抑制剂存在时的作用效果、曲线b表示竞争性抑制剂存在时的作用效果，曲线c表示非竞争性抑制剂存在时的作用效果；
C正确：
受酶浓度的影响，底物浓度增加到一定值，反应速率便不再增加，因为酶已达到饱和状态。
D正确：
竞争性抑制剂与底物结构相似，才会与底物竞争酶的活性位点；
【变式2】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下图所示。
下列分析错误的是（）
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.甲酶是不可能具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质 D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
【解析】甲酶的活性不受蛋白酶的影响，可见甲酶可以抵抗蛋白酶的降解，其化学本质不是蛋白质而是RNA。
类型三、酶促反应速率的因素
例3．下图表示在不同条件下，酶催化反应的速度（或生成物）变化，有关叙述不正确的是（）
A．图①虚线可以表示酶的含量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系
B．图②虚线可以表示其他条件不变时增加酶浓度，生成物量变化的曲线
C．图②实线可表示Fe3＋的催化效率，虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D．图③表示体外酶促反应，其反应速率逐渐降低的原因是反应后酶被灭活
【答案】D
【解析】D错误：
酶作为催化剂，在化学反应前后，化学性质不发生变化，体外酶促反应速率逐渐降低是因为随着时间的延长，底物浓度逐渐降低。
A、B正确：
酶浓度升高，酶促反应速率加快；
过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高。
【总结升华】本题考查影响酶促反应速率的因素，属中等难度的题目。
【变式1】下面甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系，请据图回答问题：
（1）图甲中，反应物浓度达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因为________；
（2）图乙中，a点所对应的温度称________；
（3）图乙中，a到b点的曲线急剧下降，其原因是________；
（4）将装有酶和反应物的①、②试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20min后，取出转入37℃的水浴锅中，两试管内反应速度为：
①________，②________。
【答案】
（1）酶已达到饱和状态；
（2）最适温度；
（3）温度升高，酶的结构改变，酶活性降低甚至失活；
（4）加快；
无变化
类型四、ATP
例4（2014全国卷2）ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。
下列有关ATP的叙述，错误的是
A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B.机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP
C.在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP
D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用
【解析】细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的ATP主要由线粒体提供，A项正确；
ATP是生命活动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP，睡眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，故B项错误；
有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中有ATP形成，C项正确；
根细胞吸收矿质元素离子主要通过主动运输的形式，其消耗的能量主要是由细胞呼吸所提供的ATP，故D项正确。
【总结升华】本题考查ATP相关知识。
【变式1】
（2015海南卷）ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。
关于ATP的叙述，错误的是
A．酒精发酵过程中有ATP生成B．ATP可为物质跨膜运输提供能量
C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量D．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
【解析】酵母菌进行酒精发酵过程中有ATP生成，A正确；
ATP可为主
动运输提供能量，B正确；
ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解可释放能量，为生命活动供能，C正确；
ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。
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