高考生物 题型分析 降低化学反应活化能的酶1.docx
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高考生物题型分析降低化学反应活化能的酶1
高中生物题型分析----降低化学反应活化能的酶
题型一、酶的本质和作用
一、考查形式
选择题
二、典型例题
1．下列关于酶的叙述，正确的是（多选）（ ）
A．酶提供反应开始时所必需的能量
B．酶是由活细胞产生的，在生物体内外都能发挥作用
C．酶的化学本质并非都是蛋白质
D．一个酶分子只起一次作用，然后就被破坏了
答案BC
解析酶在细胞代谢中的作用是降低化学反应的活化能，而不是提供能量；酶是活细胞产生的，只要条件适宜，不管在体内还是体外均可发挥作用；绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA；酶是一种生物催化剂，起催化作用时，反应前后其性质和数量保持不变，可反复利用；
2．下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
答案C
解析只有在高温下，酶的结构被破坏失去活性时不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA；细胞质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA，DNA复制和转录的时候，有作用于DNA的解旋酶。
此题为容易题，识记类。
三、答题技巧
1.酶本质和作用
项目
内容
解读
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
合成原料为氨基酸或核糖核苷酸
产生部位
活细胞
（1）由活细胞产生（哺乳动物成熟的红细胞除外）
（2）合成场所：
核糖体或细胞核
（3）作用场所：
细胞内、细胞外或体外
生理功能
催化作用
反应前后其本身的量和化学性质不变
作用机理
降低化学反应的活化能
使反应在温和条件下快速进行
2.酶本质的探索
3.酶的特性：
1）．高效性：
催化效率约是无机催化剂的107～1013倍。
2）．专一性：
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
3）．作用条件较温和：
在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。
4.酶与无机催化剂的相同之处：
（1）化学反应前后数量和性质不变。
（2）加快化学反应的速度，缩短达到平衡的时间，但不能改变平衡点。
（3）都能降低化学反应的活化能。
四、变式训练
1.下列有关酶的叙述中，不正确的是（ ）
A．酶是活细胞产生的一类有机物
B．酶催化功能的本质是提高反应的活化能
C．过酸、过碱或温度过高会改变酶的空间结构
D．酶不会随催化反应的进行而减少
答案 B
解析 酶提高催化效率的本质在于降低反应的活化能。
2.下列关于酶的叙述中，正确的是（ ）
A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用
B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C．与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中
D．酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性
答案 C
解析 酶的活性受温度、pH的影响，消化酶在消化道内起催化作用，消化道不属于内环境；有的酶是RNA，不在核糖体上合成；活细胞能合成酶（哺乳动物成熟的红细胞除外），用于自身代谢需要，因此A、B、D所述错误。
光合作用光反应的酶分布在类囊体薄膜上，暗反应的酶分布在叶绿体基质中，C正确。
题型二、与酶有关的曲线
一、考查形式
选择题
二、典型例题
1.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。
下列分析错误的是（ ）
A．甲酶能够抵抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的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
答案 B
解析 观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，说明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解；从酶的化学成分上来看，绝大多数是蛋白质，极少数是RNA，甲酶有可能是具有生物催化作用的RNA；乙酶的活性不断降低，说明能被该种蛋白酶降解，其本质为蛋白质；乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变。
2.用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A．该酶的最适催化温度为30℃左右
B．图2和图4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高效性
D．由实验结果可知酶具有专一性
答案 C
解析 图1显示温度对酶活性的影响，从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为30℃左右。
图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为1.5，由图4可见该酶为麦芽糖酶。
图3能说明Cl－是酶的激活剂、Cu2＋是酶的抑制剂。
图4说明酶具有专一性。
3．如图表示在不同条件下，酶催化反应速率（或生成物量）的变化。
下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．图①虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系
B．图②虚线可表示增加酶浓度而其他条件不变时，生成物量与反应时间的关系
C．图③不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系
D．若图②中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
答案 C
解析 在图①中作垂直于横轴的一条直线来帮助理解，在底物浓度充足时，酶量增加一倍，反应速率则增加一倍；其他条件不变时，增加酶浓度，可明显缩短反应时间；当反应物的量很少时，图③能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系；过氧化氢酶的催化效率具有高效性，因此可用图②中的虚线表示。
三、答题技巧
1．酶高效性的曲线
（1）如图所示：
（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，酶不能改变最终生成物的量。
2．酶专一性的曲线
（1）在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时的变化是明显
加快，说明酶A能催化该反应。
（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
不能催化该反应。
3．影响酶活性的曲线
（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）图A、B中曲线表明：
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。
（3）分析图C中的曲线，反应溶液中pH的变化不会影响酶作用的最适温度。
（4）若将A图中的横坐标改为底物浓度或酶浓度，
说明：
酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性限制；在底物量充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
4.温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的，而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。
5.“四看法”分析酶促反应曲线
一看两坐标轴的含义：
分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。
二看曲线的变化：
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。
三看特殊点：
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。
四看不同曲线的变化：
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。
四、变式训练
1．某一不可逆化学反应（S→P＋W）在无酶和有酶
催化时均可以进行。
当该反应在无酶条件下进行到时间t时，
向反应液中加入催化该反应的酶。
右图中能正确表示加酶后反
应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是（ ）
A．甲B．乙C．丙D．丁
答案 D
解析 酶能降低化学反应的活化能，提高反应速率，缩短反应时间，但不改变反应结果。
甲曲线反应速率减慢，不正确；乙曲线同样未能体现酶的高效性，不正确；丙曲线反应物浓度不可能迅速下降后又上升，不正确；丁曲线反应物浓度迅速下降且达到一定浓度后保持平衡状态，正确。
2．右图表示酶活性与温度的关系。
下列叙述正确的是（ ）
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
答案 B
解析 酶活性受温度的影响，在低温时酶活性低，随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适宜温度后，再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，酶的空间结构被破坏，酶变性失活，因此B项正确。
温度由t2下降到最适温度时，酶活性升高；酶在低温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升高，酶活性恢复，因此常在低温下保存酶。
题型三、与酶有关实验设计
一、考查形式
选择题或填空题
二、典型例题
1．关于探究酶特性实验的叙述中，正确的是（ ）
A．若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物
B．若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照
C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测
D．若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测
答案 B
解析 酶具有专一性，若探究pH对唾液淀粉酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物；若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照；若探究温度对淀粉酶活性的影响，不能选择斐林试剂对实验结果进行检测，因为使用斐林试剂必须水浴加热，一般选择碘液来检测实验结果；若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用斐林试剂对实验结果进行检测。
2．下表表示探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验设计及结果。
根据实验结果，以下结论正确的是（ ）
试管编号
①
②
③
④
⑤
⑥
2mL3%淀粉溶液
＋
＋
＋
－
－
－
2mL3%蔗糖溶液
－
－
－
＋
＋
＋
1mL2%新鲜淀粉酶溶液
＋
＋
＋
＋
＋
＋
反应温度（℃）
40
60
80
40
60
80
2mL斐林试剂
＋
＋
＋
＋
＋
＋
砖红色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
－
－
－
注：
“＋”表示有，“－”表示无，“＋”的多少代表颜色的深浅。
A．蔗糖被水解成非还原糖
B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖
C．淀粉酶活性在40℃时比在60℃时高
D．淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性
答案 B
解析 ①～③号试管中均有淀粉和淀粉酶，且均有砖红色沉淀产生，说明淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖，砖红色越深，说明淀粉酶活性越高，B正确、C错误；④～⑥号试管均未呈现砖红色，说明淀粉酶不能催化蔗糖的水解，A、D错误。
三、答题技巧
1．验证酶的本质
（1）验证酶是蛋白质
实验组：
待测酶溶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应；对照组：
标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂→紫色反应。
变量分析：
自变量为待测酶溶液和标准蛋白质溶液；因变量为是否有紫色反应。
（2）验证酶是RNA
实验组：
待测酶溶液＋吡罗红试剂→是否出现红色；对照组：
标准RNA溶液＋吡罗红试剂→出现红色。
变量分析：
自变量为待测酶溶液和标准RNA溶液；因变量为是否出现红色。
2．验证酶的催化作用
实验组：
底物＋相应的酶液→底物是否被分解；对照组：
底物＋等量蒸馏水→底物不被分解。
变量分析：
自变量为相应的酶液的有无；因变量为底物是否被分解。
3．验证酶的专一性
（1）方案一：
用同种酶催化两种不同物质
实验组：
反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；对照组：
另一反应物＋等量相同酶溶液→反应物不被分解。
（2）方案二：
用两种不同酶催化同一物质
实验组：
反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；对照组：
相同反应物＋等量另一种酶溶液→反应物不被分解。
变量分析：
方案一中的自变量为反应物的不同，方案二的自变量为酶溶液的不同，因变量均为反应物是否被分解。
4．验证酶的高效性（案例——比较过氧化氢在不同条件下的分解）
变量分析：
5．探究温度对酶活性的影响
（1）原理
①完善下面的反应原理
②鉴定原理：
温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
（2）步骤
步骤
项目
试管1
试管2
试管3
1
加入可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
2
放置在不同温度环境
0℃
100℃
60℃
3
加入新配制的α 淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
4
完成反应
5min
5min
5min
5
滴入碘液
2滴
2滴
2滴
6
观察结果
变蓝
变蓝
不变蓝
6．探究pH对酶活性的影响
（1）原理
①反应原理：
H2O2
H2O＋O2。
②鉴定原理：
pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。
（2）步骤
步骤
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
2
注入不同pH的溶液
1mL蒸馏水
1mL盐酸
1mLNaOH溶液
3
注入等量的H2O2溶液
2mL
2mL
2mL
4
观察现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
7. 有关四类探究实验的注意事项
（1）在验证酶的专一性实验中的注意事项
①选择好检测反应物的试剂，如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，则适宜选用斐林试剂检测反应物是否被分解，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
②保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。
（2）在验证酶的高效性实验中的注意事项
①实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。
肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。
②实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
③滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液中就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。
④H2O2分解过程有气泡冒出，若反应一段时间，不再有气泡冒出，说明反应结束；若在不增加H2O2量的前提下，使气泡（O2）的生成量增加，可采取的措施是提高H2O2浓度。
（3）在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项
①实验室使用的α 淀粉酶最适温度为60℃。
②由于H2O2不稳定，因此探究温度对酶活性影响时，不选择H2O2作反应物。
③本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。
④本实验中步骤2、步骤3一定不能颠倒顺序，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。
（4）在探究pH对酶活性的影响实验中的注意事项
①实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。
②本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。
③本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
四、变式训练
1.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支试管加入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）________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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℃左右
（2）在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。
因为在高温条件下斐林试剂才能与还原糖反应显色
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。
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