届高三生物通用版二轮复习 第1部分 板块1 专题3 酶和ATP Word版含答案Word文档格式.docx

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考点串讲1|酶的作用、特点及影响酶促反应的曲线分析

1．（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

B　[无论细胞分化到什么程度，某些基本的物质和能量代谢是所有细胞共有的，如DNA的转录和翻译、细胞呼吸等，这些反应中涉及的酶就是分化程度不同的细胞中所共有的酶，如RNA聚合酶、呼吸酶等，故A项正确。

酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，酶的活性降低，但并没有改变酶的空间结构，故B项错误。

酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，提高了反应速度，故C项正确。

绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关蛋白酶分解，故D项正确。

]

2．（2016·

全国甲卷）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：

【导学号：

15482012】

（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℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，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，那么A组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组温度条件下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（其他合理答案可酌情给分）

1．注意酶的五个理解误区

（1）误认为“酶的本质是蛋白质”，实际上绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，进而引申为合成的原料有氨基酸、核糖核苷酸，合成的场所有核糖体、细胞核。

（2）误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”，实际上，活细胞都能产生酶。

（3）误认为“酶具有调节、催化等多种功能”，实际上酶是生物催化剂，只起催化作用。

（4）误认为“只在细胞内起催化作用”，实际上酶既可在细胞内发挥作用，也可在细胞外发挥作用。

（5）误认为“低温引起酶的变性失活”，实际上低温抑制酶的活性，不破坏酶的结构，但高温能使酶失活。

2．分析酶的有关曲线模型

（1）图1中不同曲线比较说明：

①加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较：

酶具有高效性。

②加酶的曲线和不加酶的曲线比较：

酶具有催化作用。

（2）图2中两曲线比较：

酶具有专一性。

（3）分析图3和图4：

温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。

（4）分析图5：

OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度。

（5）分析图6：

A表示酶，B表示被催化的反应物。

[辨析5个易错点]

1．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。

（×

）

【提示】　酶的基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸。

2．发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。

【提示】　高烧使体温升高，降低体内酶的活性，使消化功能减退，导致食欲减退。

3．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。

（√）

4．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性，如图表示酶活性与温度的关系，当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降。

【提示】　高温可破坏酶分子空间结构，活性不能恢复。

5．滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解及滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率均涉及“降低化学反应活化能”原理。

考向1考查酶的本质、作用和特点

1．下列关于酶的叙述，正确的是（　　）

A．正常情况下人体内酶的活性与环境温度呈正相关

B．酶为化学反应提供活化能

C．细胞中所有酶的合成都受基因控制

D．胃蛋白酶不能催化小肠中蛋白质水解，说明酶具有专一性

C　[人是恒温动物，正常情况下人体内酶的活性不受环境温度影响，A错误；

酶通过降低化学反应活化能促进化学反应的进行，而不是为化学反应提供活化能，B错误；

绝大多数酶的本质是蛋白质，少数酶的本质是RNA，它们的合成都受基因控制，C正确；

胃蛋白酶不能催化小肠中蛋白质水解，说明酶的活性受环境pH的影响，D错误。

2．关于生物体产生的酶的叙述，错误的是（　　）

A．酶的化学本质是蛋白质或RNA

B．酶可以在细胞外发挥作用

C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类

D．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性

D　[绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，A正确；

在适宜条件下，酶可以在细胞外发挥作用，催化化学反应，B正确；

蛋白酶催化蛋白质水解成短肽和氨基酸，淀粉酶催化淀粉水解，二者都属于水解酶类，C正确；

酶的活性受温度影响，高温和低温的作用不同，高温能破坏酶的结构使其变性失活，而低温使酶的活性降低，但其结构并未发生改变，D错误。

常考必记的7类酶

（1）DNA聚合酶——催化脱氧核苷酸间缩聚形成3,5磷酸二酯键，用于DNA复制及逆转录

（2）RNA聚合酶——催化“核糖核苷酸”间缩聚形成3,5磷酸二酯键，用于RNA合成（转录）及RNA复制

（4）DNA解旋酶——用于DNA复制时双链间氢键打开

（5）

（6）各种消化酶——可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等

（7）细胞工程工具酶：

纤维素酶和果胶酶（除去细胞壁）、胰蛋白酶（动物细胞培养）

考向2考查酶作用特点的相关曲线分析

3．如图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列叙述不正确的是（　　）

15482013】

A．曲线a上的B点对应的温度表示该酶的最适温度

B．人体内胃蛋白酶的活性与曲线b相似

C．曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pH

D．酶活性随温度的升高而增强

D　[当温度达到最适温度前，酶的活性随温度的升高而增强；

当温度超过最适温度后，酶的活性随温度的升高而减弱。

4．某科研小组将新鲜的萝卜磨碎、过滤制得提取液，以等体积等浓度的H2O2作为底物，对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究，得到如下图所示的实验结果。

实验一　　　　　　　　　实验二

（1）实验一的主要目的是________________；

与加Fe3＋相比，单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多，其原因是酶降低______________________。

（2）实验二是在最适温度下测定相同时间内H2O2的剩余量，引起A、B曲线出现差异的原因最可能是________。

实验二的结果表明，使过氧化氢酶失活的pH范围是__________________。

（3）过氧化氢酶制剂的保存，一般应选择________（填“低温”“高温”或“最适温度”）、pH为________的条件。

【解析】　

（1）实验一的两条曲线是比较萝卜提取液和Fe3＋催化H2O2产生O2的量，主要目的是研究提取液中的H2O2酶和Fe3＋的催化效率。

H2O2酶的催化效率高是因为酶降低活化能更显著。

（2）实验二中相同时间内过氧化氢的剩余的不同最可能是酶的量不同。

过氧化氢没有分解说明酶已失活。

（3）低温和中性环境不会破坏酶分子的结构，有利于酶制剂的保存。

【答案】　

（1）验证酶具有高效性（比较过氧化氢酶与Fe3＋催化效率的高低）　反应的活化能更显著

（2）酶的含量不同　小于2和大于11　（3）低温　7

“四看法”分析酶促反应曲线

（1）看两坐标轴的含义：

分清自变量与因变量，了解两个变量之间的关系。

（2）看曲线的变化：

利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。

如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，当达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。

（3）看特殊点：

即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。

（4）看不同曲线的变化：

理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。

考点串讲2|酶的相关实验

1．（2016·

全国乙卷）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

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。

2．（2013·

全国卷Ⅱ）已知大麦在萌发过程中可以产生α淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α淀粉酶。

为验证这一结论，某同学做了如下实验：

试管号

GA溶液

缓冲液

水

半粒种子10个

实验步骤

实验

结果

步骤1

步骤2

1

带胚

25℃保

温24h

后去除

种子，

在各试

管中分

别加入

1mL淀

粉液

温10min

后各试

1mL碘

液，混匀

后观察

溶液颜

色深浅

＋＋

2

去胚

＋＋＋＋

3

0.2

0.8

4

0.4

0.6

＋

5

不加

种子

注：

实验结果中“＋”越多表示颜色越深。

表中液体量的单位均为mL。

15482014】

（1）α淀粉酶催化________水解可生成二糖，该二糖是________。

（2）综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的________，这两支试管中淀粉量不同的原因是____________________________________________________________________________________。

（3）综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是___________________________________________________________。

（4）综合分析试管2、3和4的实验结果，说明_______________________________________________________________________________________________。

【解析】　该实验的目的是验证GA可诱导种子产生α淀粉酶。

通过对表格中的实验分组和操作加以对比、分析得知，实验的变量是GA的浓度变化、是否加种子、种子是否带胚，试管中添加水量不同的目的是保证试管中液体总体积不变。

实验过程中，一定要遵循单一变量原则，选好对照组和实验组，如1和2、2和3、3和4、4和5等。

在无关变量保持一致的条件下，根据因变量，即淀粉加碘液变蓝后颜色的深浅，确定淀粉剩余量的多少，从而推出含有α淀粉酶量的多少，进而推出种子产生α淀粉酶的场所和GA浓度对α淀粉酶产生量的影响。

（1）酶具有专一性，α淀粉酶催化淀粉水解生成的二糖是麦芽糖。

（2）试管1和试管2的实验中，单一变量为种子是否有胚，根据实验结果，试管1颜色比试管2浅，则试管1含有的淀粉少于试管2含有的淀粉，从而说明试管1产生了α淀粉酶，可得出结论：

有胚的种子能产生α淀粉酶，并使淀粉水解。

（3）没有GA溶液且种子去胚的试管2，其实验结果和不含种子的试管5相同，说明没有α淀粉酶的产生，含GA溶液且种子去胚的试管3的实验结果比试管2颜色浅，说明有α淀粉酶产生，进而推出GA能诱导种子产生α淀粉酶。

（4）试管2、3、4里的种子都是去胚的，单一变量是GA的浓度，根据实验结果，发现随GA浓度升高，试管中含有的淀粉逐渐减少，说明试管中产生的α淀粉酶逐渐增多。

【答案】　

（1）淀粉　麦芽糖　

（2）少　带胚的种子保温后能够产生α淀粉酶，使淀粉水解　（3）诱导种子生成α淀粉酶　（4）GA浓度高对α淀粉酶的诱导效果好

3．（2012·

全国卷）某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：

①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1mL；

②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀；

③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适；

④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀；

⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。

上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由（不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数），以便实验能得到正确的预期结果。

（1）___________________________________________________________。

（2）___________________________________________________________。

【解析】　解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及斐林试剂的作用条件。

（1）唾液淀粉酶的最适温度是37℃左右，70℃时酶会变性失活。

（2）加入斐林试剂后，需要沸水浴加热才能看到砖红色沉淀。

【答案】　

（1）③中70℃应改为37℃。

因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃　

（2）④在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在50～60℃水浴中一段时间。

因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色

1．酶的催化作用实验探究

对照组：

反应物＋清水―→反应物不被分解；

实验组：

反应物＋等量的相应酶溶液―→反应物被分解。

2．酶的高效性实验探究

反应物＋无机催化剂―→反应物分解速率；

反应物＋等量酶溶液―→反应物分解速率。

实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。

3．酶的专一性探究

（1）设计思路一：

换反应物不换酶

反应物＋相应酶溶液―→反应物被分解；

另一反应物＋等量相同酶溶液―→反应物不被分解。

（2）设计思路二：

换酶不换反应物

相同反应物＋等量另一种酶溶液―→反应物不被分解。

4．影响酶活性的外界因素的实验探究

实验的自变量（即单一变量）为温度或pH，因变量是反应速率，可用生成物的量或反应物的剩余量表示。

（1）探究温度对酶活性影响的实验设计思路

方案一：

（以α淀粉酶为例）

溶液颜色变化

方案二：

（此方案可探究酶的适宜温度）

反应速率（生成物的量或反应物的剩余量）

（2）探究pH对酶活性影响的实验设计思路

（以H2O2酶为例）

气泡产生量　

（此方案可探究酶适宜的pH）

考向1考查酶的相关实验设计

1．为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是（　　）

组别

①

②

③

④

⑤

酶

蛋白酶

淀粉酶

反应物

蛋白质

淀粉

麦芽糖

A．①和③对比，用双缩脲试剂检测

B．②和④对比，用碘液检测

C．④和⑤对比，用斐林试剂检测

D．③和④对比，用斐林试剂检测

B　[①和③中蛋白酶和淀粉酶均是蛋白质，不能用双缩脲试剂检测，A错；

蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，所以②和④对比，可用碘液检测，B正确；

淀粉酶能催化淀粉水解，产生还原性糖，淀粉酶虽不能催化麦芽糖水解，但麦芽糖为还原性糖，所以④和⑤均能与斐林试剂反应，形成砖红色沉淀，C错；

蛋白质及其水解产物均不能与斐林试剂反应，D错。

2．过氧化物酶能分解H2O2，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（　　）

管号

1%焦性

没食子酸

/mL

2%

H2O2/mL

过氧化

物酶溶

液/mL

白菜梗

提取液

煮沸冷却

后的白菜

梗提取液

－

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

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，A选项正确、B选项错误；

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，C选项错误；

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，D选项错误。

酶促反应实验的注意事项

（1）反应物和酶的选择

①研究酶的适宜温度实验时，不宜选用过氧化氢酶催化H2O2的分解，因为过氧化氢在加热的条件下分解会加快。

②研究酶的适宜pH实验时，由于酸对淀粉有分解作用，并且碘碘化钾可与碱反应，所以一般不选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，常选用H2O2和过氧化氢酶。

（2）检测时试剂的选择

①研究温度对酶活性影响的实验时，鉴定淀粉是否分解用碘液，一般不选用斐林试剂，因为斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。

②若物质反应前后均能与试剂发生反应，例如麦芽糖和水解后形成的葡萄糖均能与斐林试剂反应，再如蛋白质和水解后形成的多肽均能与双缩脲试剂反应，此类试剂不能选用。

③若物质反应前后均不能与试剂反应，例如蔗糖和水解后的单糖均不能与碘液反应，此类试剂也不能选用。

考向2考查酶的相关实验分析

3．某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果。

请回答相关问题：

（1）酶活性是指__________________，该实验的自变量是__________，以__________作为检测因变量的指标。

（2）上图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行__________（填“对照”、“对比”或“重复”）实验，得到与上图无显著差异的结果。

查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。

因此推测，该实验中淀粉可能是在__________和__________的作用下分解的。

pH为3条件下的酶活性__________（填“小于”、“等于”或“大于”）pH为9条件下的酶活性，原因是_________________________________________________________________。

（3）在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是_________________________________________________________

___________________________________________________________。

【解析】　

（1）酶活性是指酶对化学反应的催化效率，据图示可知，横坐标为不同的pH，纵坐标为淀粉剩余量，故该实验的自变量是pH的不同，因变量是1h后淀粉剩余量。

（2）当实验结果与预期不符，需进行重复实验，观察结果。

由于盐酸能催化淀粉水解。

因此推测，该实验中淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的作用下分解的，据图示可知pH为3和pH为9条件下淀粉剩余量相等，但pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，原因是因为pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果。

（3）比较pH为1和pH为7的实验结果可知，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量。

故说明与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。

【答案】　

（1）酶对化学反应的催化效率　pH　1h后淀粉剩余量

（2）重复　淀粉酶　盐酸　小于　因为pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果

（3）1h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量

考点串讲3|ATP在代谢中的作用

全国乙卷）下列与神经细胞有关的叙述，错误的是（　　）

15482015】

A．ATP能在神经元线粒体的内膜上产生

B．神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP

C．突触后膜上受体蛋白的合成