人教版高三生物大一轮总复习第8讲酶与ATP.docx
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人教版高三生物大一轮总复习第8讲酶与ATP
第三单元 细胞的能量供应和利用
考点一 酶的本质、作用与特性
1．酶本质的探索历程
2．酶的本质和作用
3.酶的特性
（1）酶的高效性：
①曲线分析：
酶对应曲线A，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线C（填字母）。
②结论：
与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
（2）酶的专一性：
①图形分析：
a．写出图中所示的化学反应：
BE＋F。
b．图中C、D表示不能（填“能”或“不能”）被该酶催化的物质。
②结论：
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（3）酶的作用条件温和。
①曲线分析：
下图为温度、pH对酶活性的影响：
Ⅰ.甲、乙两图横坐标分别表示温度、pH，b点表示最适温度，e点表示最适pH。
Ⅱ.温度在a点时，酶的活性较低，但不会失活；大于或等于c点，酶会失活。
Ⅲ.pH≤d点、pH≥f点，酶会失活。
②结论：
酶的作用条件较温和，在最适宜的温度、pH条件下，酶的活性最高。
（必修1P80图5—2改编）如图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．a＋b表示在无催化剂的条件下，物质A生成物质P需要的活化能
B．若将酶改为无机催化剂催化该反应，则a的高度将降低
C．若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变
D．若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，a的高度将降低
解析：
活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能应用a＋b表示；一般而言，无机催化剂的催化效果比酶的催化效果差，降低活化能的效果没有酶的显著，a的高度将升高；增加反应物A的量，反应所需的活化能不变，图中曲线的形状不发生改变；改变酶促条件后，酶的活性降低，降低活化能的效果变差，反应所需的活化能增加，a的高度将升高。
答案：
A
1．酶的本质、作用和特性的实验验证
（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]
[操作示例]
⇒砖红色沉淀
（3）探究酶的最适温度或pH值——梯度法
[设计方案]
[操作示例]
①探究酶的最适温度：
②探究酶的最适pH：
O2的产生速率
【误区警示】
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。
（4）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。
2．影响酶促反应速率的曲线分析
（1）图示解读
（2）信息解读
①底物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系：
a．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。
b．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：
a．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。
b．反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH，如图3。
③反应时间与酶促反应的关系：
a．图4、5、6的时间t0、t1和t2是一致的。
b．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。
c．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，反应物被消耗干净，生成物也不再增加，此时反应速率为0。
（3）读图技法
“四看法”分析酶促反应曲线
1．（2019·新课标全国卷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】 测定酶活力的实验中缓冲液可维持溶液的pH，所以缓冲液应在底物与酶混合之前加入，反应时间的测定则应在底物与酶混合之后开始，据此可判断C项符合题意。
【答案】 C
2．（2019·浙江模拟）上世纪科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的。
如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（ ）
A．RNA具有生物催化作用
B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质
D．绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
解答本题需明确：
（1）留下的RNA仍具有相同的催化活性。
（2）不是只有蛋白质可以作为酶。
【解析】 RNaseP酶中的蛋白质除去后，提高Mg2＋浓度，其中的RNA仍具有该酶的催化活性，可以说明RNA具有生物催化作用。
【答案】 A
3．某生物小组用某种酶进行了三组实验，有关实验的结果如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶
B．三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性
C．通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近30℃、pH＝7
D．pH＝5或温度为20℃条件下酶活性下降的原因相同
【解析】 图3中，麦芽糖的含量减少，蔗糖保持不变，说明该实验研究的酶是麦芽糖酶；酶具有高效性是酶与无机催化剂相比，图示中并没有进行此实验；图1中温度为30℃时，达到反应平衡点所用的时间最短，说明此温度最接近最适温度；图2中pH＝7时，底物剩余量最少，说明底物被分解的最多，因此，该种酶活性最大时的条件接近30℃、pH＝7。
【答案】 C
4．（2019·金华高三联考）在三支试管中加入等量的质量分数为5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的二氧化锰、新鲜猪肝研磨液、唾液，一段时间后测得底物含量变化如图所示。
则下列叙述不正确的是（ ）
A．曲线乙表示二氧化锰的催化作用，曲线甲与曲线乙对照反映了无机催化剂具有专一性
B．曲线丙表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，曲线甲与曲线丙对照反映酶具有专一性
C．曲线丙与曲线乙对照可以说明酶具有高效性
D．曲线甲不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶—底物复合物
【解析】 酶的高效性是指同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高，由图分析，催化效率丙>乙>甲，则三条曲线对应的条件是：
甲为唾液，乙为二氧化锰，丙为新鲜猪肝研磨液。
专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，曲线甲、乙对照不能得出无机催化剂具有专一性。
曲线甲表示唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解，曲线丙表示过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，二者对照说明唾液淀粉酶或过氧化氢酶具有专一性，B正确；和乙相比，丙催化的时间短，效率高，因此可以说明酶具有高效性，C正确；曲线甲不下降的原因是酶具有专一性，唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解，D正确。
【答案】 A
【解题归纳】
记忆酶本质、作用与特性的技巧
（1）一个来源：
活细胞产生。
（2）一种作用：
催化作用。
（3）两种化学本质：
蛋白质或RNA。
（4）两种主要影响因素：
温度和pH。
（5）三个特性：
高效性、专一性、作用条件温和。
考点二 探究影响酶活性的因素实验
1．实验原理
（1）酶活性：
酶对化学反应的催化效率称为酶活性。
（2）温度对酶活性的影响。
①反应原理：
②鉴定原理：
滴加碘液，根据淀粉遇碘变蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
（3）pH对酶活性的影响。
①反应原理。
②鉴定原理：
可用点燃的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。
2．实验步骤及结论
（1）温度对酶活性的影响
（2）pH对酶活性的影响
1．实验变量控制的三个原则
2.在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，应先分别控制酶和底物的温度或pH，再将酶与底物混合，而不能颠倒，否则酶会在调节温度或pH的过程中，先将底物分解，导致实验失败。
3．实验用的淀粉酶最适温度不同，若用唾液淀粉酶进行实验，则应将60℃水浴改为37℃水浴。
4．由于过氧化氢在加热的条件下自身会加快分解，因此在探究温度对酶活性的影响实验中，不能选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解。
5．探究温度对酶活性的影响实验中不能用斐林试剂鉴定，因为使用斐林试剂时要水浴加热，会改变实验的自变量。
5．（2019·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
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________（填“深于”或“浅于”）白粒管，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。
（1）关键知识：
淀粉酶催化淀粉水解为麦芽糖，淀粉遇碘显蓝色，生物实验设计的对照性原则。
（2）思维流程：
根据各试管显色现象逆推淀粉酶活性→逆推小麦穗发芽率与淀粉酶活性的关系。
【解析】 本题考查淀粉鉴定原理、酶的相关知识以及考生的实验设计及分析能力。
（1）步骤①中加入的C是0.5mL蒸馏水，以形成对照实验，符合实验的对照性原则；步骤②中加缓冲液的目的是维持培养液中pH的相对稳定，符合实验的单一变量原则。
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，为达到相同的显色效果，时间应当缩短。
（2）图中Ⅹ处理的作用是使β淀粉酶失活，Ⅰ和Ⅱ相互对照，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。
【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
高考母题变式
变式1 试剂分析
典题中步骤④
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