高考生物一轮复习 专题31 降低化学反应活化能的酶教学案Word文档下载推荐.docx

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（3）作用条件较温和：

在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。

高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活；

低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。

二、酶作用相关图像及曲线解读

1．酶高效性曲线解读

（1）如图表示未加催化剂时，生成物浓度随时间的变化曲线，请在图中绘出加酶和加无机催化剂的条件时的变化曲线。

（2）由曲线可知：

酶比无机催化剂的催化效率更高；

酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。

因此，酶不能（“能”或“不能”）改变最终生成物的量。

（3）酶只能催化已存在的化学反应。

2．表示酶专一性的图像和曲线解读

（1）图像

①图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被酶催化的物质。

②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。

（2）曲线

①在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能催化底物A的反应。

②在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物A的反应。

3．影响酶活性的曲线解读

（1）分析图A、B可知，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。

温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。

（2）分析图A、B中曲线的起点和终点可知：

过酸、过碱、高温都会使酶失去活性，而低温只是使酶的活性降低。

前者都会使酶的空间结构遭到破坏，而后者并未破坏酶的分子结构。

高频考点一　酶的本质、作用和特性

例1、（2017·

全国Ⅱ，3）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℃

答案　C

解析　DNA的合成主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能合成，因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶，A项错误；

只要给予适宜的温度、pH等条件，由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性，B项错误；

盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低，但不影响蛋白质的活性，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，C项正确；

唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37℃，但是37℃不是保存该酶的最适温度，酶应该在低温条件下保存，D项错误。

【变式探究】如图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，则下列叙述正确的是（　　）

A．此反应为放能反应

B．曲线Ⅰ表示有酶参与

C．E1为反应前后能量的变化

D．酶参与反应时，所降低的活化能为E4

【答案】D

【变式探究】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．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2

C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类

D．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁

【解析】绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，A正确；

脲酶能够将尿素分解成氨和CO2，B正确；

蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类，C正确；

细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，纤维素酶不能降解细菌细胞壁，D错误。

【感悟提升】

1．对酶在细胞代谢中作用的理解

（1）酶只能催化热力学上允许进行的反应。

（2）酶通过降低活化能加快化学反应速率。

（3）在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。

2．高考常考的酶及其作用归纳

（1）DNA聚合酶：

将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。

（2）DNA连接酶：

将两个DNA片段连接起来。

（3）RNA聚合酶：

将单个的核糖核苷酸连接成链，并能够在转录时打开DNA碱基对间的氢键。

（4）解旋酶：

在DNA分子复制过程中打开DNA碱基对之间的氢键。

（5）ATP水解酶：

能打开远离腺苷的高能磷酸键。

（6）ATP合成酶：

能连接远离腺苷的高能磷酸键。

（7）限制性核酸内切酶：

识别特定的核苷酸序列，从固定的切点切开磷酸二酯键。

（8）蛋白酶：

将蛋白质的部分肽键切断，得到不同的肽链和氨基酸。

（9）纤维素酶、果胶酶：

水解纤维素、果胶，破坏植物细胞壁。

高频考点二　酶的特性及曲线分析

例2、图1是对酶的某种特性的解释模型，图2、3、4、5、6、7是在不同条件下某种酶促反应的变化情况，据图分析下列说法不正确的是（　　）

A．图1可以解释酶具有专一性，由图5和图7可判断该酶很可能是麦芽糖酶

B．图2说明酶具有催化作用，图3可判断该酶最适pH不受温度影响，由图4可判断该酶的最适温度不受pH的影响

C．图6能说明Cl－是该酶的激活剂，而Cu2＋是该酶的抑制剂

D．图3和图4中温度和pH对酶的影响机理是完全一样的

【解析】图1显示一种酶只能催化特定物质的反应；

结合酶的本质和专一性，由图5、图7可判断该酶很可能是麦芽糖酶；

图6中由几条曲线对比可知，相同底物浓度时，酶＋Cu2＋反应速率较低，酶＋Cl－反应速率较高，说明Cl－是该酶的激活剂，而Cu2＋是该酶的抑制剂；

低温、高温和pH对酶的影响机理不同。

【变式探究】用某种酶进行有关实验，结果如下图所示，下列说法错误的是（　　）

A．由图1可知该酶的最适催化温度为30℃

B．图2能说明该酶一定不是胃蛋白酶

C．由图4实验结果可知酶具有专一性

D．由图3可知Cl－和Cu2＋对该酶的影响不同

高频考点三探究影响酶促反应的因素

例3．图一中曲线a表示在最适温度、最适pH条件下时间与生成物量的关系，图二中曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，底物浓度与酶促反应速率的关系。

据图分析正确的是（　　）

A．图一曲线a中，A点后，限制生成物量不再增加的因素是酶的数量不足

B．图二中，酶减少后，反应速率可用曲线f表示

C．分别在图二中取B、C点的速率值，对应图一中的曲线c和d

D．减小pH，重复该实验，图二中曲线b可能变为曲线f；

增大pH，可能变为曲线e

【变式探究】图一表示温度对酶促反应速率的影响，图二的实线表示在温度为a℃的情况下生成物量与时间的关系图。

则可用来表示当温度为2a℃时生成物量与时间关系的是（　　）

A．曲线1　　　　　　B．曲线2

C．曲线3D．曲线4

解析：

选B。

酶不能改变反应的平衡点，能改变反应到达平衡所需要的时间。

当温度由a℃变为2a℃时，酶促反应速率增大，达到平衡所需要的时间变短，故B项正确。

【方法技巧】与酶相关实验的解题技巧

1．认真审题，准确找出变量，围绕变量设置对照

（1）探究酶作用的专一性时，应围绕底物或酶制剂设置变量。

（2）探究酶作用的高效性时，应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。

（3）探究温度（或pH）对酶活性的影响时，应设置不同温度（或pH）处理进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合之前，先进行同温度处理（或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH），后混合酶和底物。

2．设置实验步骤时，应注意以下几点

（1）根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组。

（2）根据实验材料，结合实验原理，确定实验现象的观测方法。

（3）除单一变量外，确保其他实验条件相同且适宜。

（4）合理设置操作程序，确保程序合理、表达准确。

1．（2018全国Ⅰ卷，1）生物膜的结构与功能存在密切的联系。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶

B．溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏

C．细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道

D．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶

【解析】叶绿体是进行光合作用的场所的，光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，其中光反应阶段能合成ATP，而光反应的场所是类囊体膜，因此叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶，A正确；

溶酶体是细胞的“消化车间”，溶酶体含有多种水解酶，溶酶体膜破裂后，释放水解酶会造成细胞结构的破坏，B正确；

细胞核的核膜具有双层膜，核膜上存在核孔，核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，因此核孔是物质进出细胞的通道，C正确；

线粒体DNA位于线粒体的基质中，D错误。

2．（2018浙江卷，8）人体细胞内存在一套复杂的膜系统。

下列叙述错误的是（　　）

A．由单位膜包被的溶酶体含多种水解酶

B．高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运

C．肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶

D．核被膜与质膜的相连可通过线粒体来实现

【解析】溶酶体由一层单位膜包被，内含多种水解酶，A正确；

高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”，即高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运，B正确；

与肝脏解酒精的功能相适应，人肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶，C正确；

核被膜与质膜的相连可通过内质网来实现，D错误。

1．（2017·

2.（2017·

天津，3）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。

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

1.（2016上海卷.20）下列化学反应属于水解反应的是

①核酸→核苷酸②葡萄糖→丙酮酸③ATP→ADP

A.①②B.①③C.②③D.①②③

【答案】B

【解析】核酸在水解酶的作用下水解为核酸的基本组成单位核苷酸；

葡萄糖经过呼吸作用第一阶段转变为丙酮酸；

ATP通过水解，远离A的高能磷酸键断裂，释放能量。

2.（2016海南卷.3）下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述，错误的是

A.植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质

B.植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同

C.光合作用中，催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上

D.呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上

【解析】植物根细胞通过主动运输吸收离子，存在载体蛋白，A项正确；

液泡膜与类囊体膜功能不同，其上的蛋白质不同，B项正确；

类囊体膜上发生光反应，存在催化ATP合成的酶，Ｃ项正确；

细胞呼吸第一阶段可以产生ATP，发生在细胞质基质中，D项错误。

3.（2016江苏卷.8）过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙黄色。

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%

/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

-

3

4

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，可明白菜梗中无氧化物酶

【答案】A

【解析】该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，自变量是白菜梗的有无，则1号和2号是对照组，3号和4号是实验组，3号与1、2号对照，3号管显橙红色，1、2号不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C错误；

若4号管不显橙红色，与3号对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D错误。

4.（2016课标1卷.3）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，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→保温并计时→一段时间后检测产物的量

【答案】C

【解析】依题意可知，该实验的pH为无关变量，为了排除无关变量的干扰，应控制相同且适宜的pH，而缓冲液有维持反应液的pH恒定的作用，因此需最先加入；

酶具有高效性，所以在控制pH恒定的条件下，应先加入底物后加入酶，让酶促反应在适宜的温度条件下进行，一定时间后检测产物的量。

综上所述，A、B、D三项均错误，C项正确。

5．（2016·

全国甲，29）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）。

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、专一性

（2015年海南卷.4）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RNAB．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2

C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁

【解析】酶的化学本质是蛋白质或RNA，A正确；

纤维素酶能够降解植物细胞壁，细菌细胞壁的成分是肽聚糖，需用肽聚糖酶降解，D错误。

（2015年海南卷.15）关于人体内激素和酶的叙述，错误的是（）

A．激素的化学本质都是蛋白质B．高效性是酶的重要特性之一

C．酶可以降低化学反应的活化能D．激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢

【解析】一些激素的化学本质是蛋白质，一些激素的化学成分不是蛋白质，如性激素的成分是固醇，A错误；

酶具有高效性、专一性和多样性的特点，B正确；

酶通过降低化学反应的活化能提高反应速率，C正确；

激素通过与靶细胞结合传递信息，影响靶细胞的代谢活动，D正确。

（2015年福建卷.3）在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2+C5（即RuBP）→2C3。

为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。

下列分析错误的是（）

A．菠菜叶肉细胞内BuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质

B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行

C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法

D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高

【解析】由题意可知，该酶催化的过程为光合作用暗反应过程中的CO2的固定，反应场所是叶绿体基质，A正确；

暗反应指反应过程不依赖光照条件，有没有光，反应都可进行，B错误；

对14CO2中的C元素进行同位素标记，检测14C3的放射性强度，可以用来测定RuBP羧化酶的活性，C正确；

单位时间内14C3的生成量的多少表示固定反应的快慢，可以说明该酶活性的高低，D正确。

（2015年江苏卷.7）下列关于酶的叙述,正确的是（）

A.发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性

B.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用

C.用果胶酶澄清果汁时,温度越低澄清速度越快

D.洗衣时,加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性

【解析】发烧时，体温升高，消化酶活性降低，患者表现为食欲减退，A错误；

胰蛋白酶在小肠中发挥作用，消化分解蛋白质，B正确；

温度越低，果胶酶活性降低，细胞壁分解速度减慢，果汁澄清速度越慢，C错误；

白醋呈酸性，使酶变性失活，所以洗衣时加少许白醋会导致加酶洗衣粉中酶活性降低，D错误。

（2015年重庆卷.10）（14分）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：

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。

【答案】

（1）0.5mL蒸馏水　　控制pH　　红粒小麦　　低　　缩短

（2）β－淀粉酶失活　　深于

【解析】

（1）步骤①中加入的C是0.5mL蒸馏水，以形成对照实验；

步骤②中加缓冲液的目的是维持培养液中pH的相对稳定。

显色结果表明，红粒管中蓝色较深，说明此时淀粉酶活性较低。

据此推测，淀粉酶活性越低，穗发芽率也越低。

若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为达到相同显色效果的时间应当缩短。

（2）图中X处理的作用是使β－淀粉酶失活，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明显较深，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。

（2014·

福建理综，1）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．RNAD．逆转录酶

【解析】大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，核糖体是由蛋白质和rRNA组成的，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，核糖体中只剩下RNA成分，因此，由题中信息“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”可说明催化该反应的物质是RNA，故C正确，A、B、D错误。

（2014·

重庆理综，5）下图为乙醇在人体内主要的代谢过程。

下列相关叙述，正确的是（　　）

A．乙醇转化为乙酸发生的氧化反应，均由同一种氧化酶催化

B．体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越快

C．乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量

D．正常生理情况下，人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关

【解析】本题考查酶促反应的特点和细胞代谢。

酶具有专一性，乙醇转化为乙醛、乙醛转化为乙酸是由不同的氧化酶催化的，A项错误；

人体内催化乙醇分解的酶不是无限多的，所以该酶促反应的速率不会随底物（乙醇）浓度的增高而一直加快，B项错误；

乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量，C项正确；

正常生理情况下，人体体温相对稳定，人体内分解乙醇的酶促反应速率相对稳定，不会与环境温度呈正相关，D项错误。

（2013·

安徽理综，2）细胞代谢受酶的调节和控制。

下列叙述正确的是（　　）

A．激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢

B．代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率

C．同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同

D．对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化

【解析】激素通过作用于靶细胞内外的受体，从而使细胞的基因表达以及生理状态发生变化，起到调控的作用，A项错误。

同一个体不同的体细胞中，酶的种类、数量可能不同，进而导致代谢不同，如胰岛B细胞中含有催化胰岛素合成的酶，而胰岛A细胞中含有催化胰高血糖素合成的酶，C项错误。

对于一个细胞来说，不同时期细胞内酶的种类和数量也会发生变化，如哺乳动物未成熟的红细胞有线粒体，含有与有氧呼吸有关的酶；

成熟后线粒体消失，与有氧呼吸有关的酶也随之消失，D项错误。

新课标全国高考Ⅱ，6）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

【解析】低温抑制酶的活性，在一定范围内，当温度回升后，酶的活性可以恢复，但酶的空间结构一旦被破坏，其活性将无法恢复，低温没有破坏酶的空间结构。

课标全国理综Ⅱ，29）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

带胚

25℃