18届高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第8讲酶的本质特性及相关实验探究学案.docx

1、18届高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第8讲酶的本质特性及相关实验探究学案第8讲酶的本质、特性及相关实验探究最新考纲1.酶在代谢中的作用()。2.实验：探究影响酶活性的因素。考点一酶的本质和作用(5年5考)1.酶的作用与本质2.酶的作用机理分析(1)ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(2)ba段的含义是酶降低的活化能。(3)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将向上移动。3.比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验流程(2)变量分析4.酶本质的探索历程(连一连)1.酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？提示化学反应前后

2、其数量和性质不变；加快化学反应的速率，缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡点；二者都能降低化学反应的活化能。2.酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？提示催化(降低化学反应的活化能)是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源(或组成)物质。酶的化学本质及分布(2017全国卷，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 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

3、有参与DNA合成的酶，A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催化活性，B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。而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正确；唾液淀粉酶催化反应最适温度是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错误。答案C(1)从酶的化学本质上讲，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶(如淀粉酶、蛋白酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)，若无特别说明，其本质都是蛋白质。(2)若题目信息中告知某催化功能的物质经蛋白酶处理后“丧失活性”

4、，则该酶为蛋白质，仍具活性，则该酶为RNA。【即学即练】(2017广东五校一诊)核酶(ribozyme)是具有催化功能的RNA分子，在特异地结合并切断特定的mRNA后，核酶可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的mRNA分子。下列关于核酶的叙述，正确的是()A.向核酶中滴加双缩脲试剂，水浴加热可发生紫色反应B.与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可反映核酶的高效性C.核酸具有热稳定性，故核酶的活性不受温度的影响D.核酶与催化底物特异性结合时，有氢键形成，也有磷酸二酯键的断裂解析核酶的化学本质是RNA，滴加双缩脲试剂可发生紫色反应的是蛋白质，且不需加热，A错误；与不加核酶组相比，加

5、核酶组mRNA降解较快，表明核酶具有催化作用，要证明酶具有高效性，应该与无机催化剂做对比，B错误；与蛋白质相比，核酸虽然具有热稳定性，但温度过高或过低也能影响其性质或结构，因此核酶的活性也受温度的影响，C错误；核酶特异地结合mRNA是通过碱基互补配对实现的，因此有氢键的形成，核酶能切断特定的mRNA，在该过程中有磷酸二酯键的断裂，D正确。答案D酶的作用1.(2013全国卷，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

6、温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大；而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，B错误。答案B2.(2017江西赣州一模，2)下列关于酶的说法中，正确的是()A.酶的合成一定需要核糖体，但不一定需要高尔基体B.pH较低时一定会降低酶的活性，但温度较低时则不一定会降低酶的活性C.在任何条件下，酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著D.所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶，但不一定都分布在线粒体中解析大多数酶是蛋白质，在核糖体合成，少数酶是RNA，主要在细胞核合成，A错误；温度较低时会降低酶的活性，但不会使酶失去活性

7、，B错误；酶的催化作用需要适宜的条件，故并非所有条件下，酶降低活化能的效果都比无机催化剂显著，C错误；真核细胞的呼吸酶分布在细胞质基质和线粒体中，原核细胞的呼吸酶分布于细胞质和细胞膜上，D正确。答案D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)酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡的位置。(4)在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。(5)用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。考点二酶的作用特性及影响因素(5年8考)1.酶的特性(1)高效性：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高

8、。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。a、b酶的催化具有高效性；a、c酶具有催化作用。(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。物理模型“锁和钥匙学说”a.图中A表示酶，B表示被A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A催化的物质。b.酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。曲线模型：a.加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。b.加入酶A的反应速率一定范围内随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A可催化该反应，即酶具有专一性。2.影响酶促反应速率的因素分析特别提醒(1)同一个体不同细胞中，酶的种类和数量不同。对于同一个细胞而言，在不同

9、的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。(2)酶促反应速率与酶活性不同。温度和pH通过影响酶活性进而影响酶促反应速率；底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。1.真题重组判断正误(1)唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 (2017全国卷，3D)()(2)酶的化学本质是蛋白质或RNA(2015海南卷，4A)()(3)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁(2015海南卷，4D)()(4)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构(2013全国卷，6B)()(5)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化(2013海南卷，4B)()以上内容侧重于酶的本

10、质、酶的催化特性及酶活性的影响因素的考查；相关内容对应教材P7885，把握酶作用的三大特性及相关内涵是解题的关键。2.酶在生活中的应用实例(1)人发烧时不想吃东西，是因为体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，是因为唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH为0.91.5。此外，胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠中的消化酶的最适pH为8.09.0。(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，是因为口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)因不会被消化酶分解，既可以注射，也可以

11、口服。酶的作用特性(2017湖北荆州摸底考)下列关于酶的叙述，正确的是()A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关C.酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存D.可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响解析大多数酶是蛋白质，蛋白质能与双缩脲试剂反应呈紫色，而少数酶是RNA，RNA不能与双缩脲试剂反应呈现紫色，A错误；每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，这是细胞代谢能够有条不紊地进行的重要原因，B正确；在最适温度和pH条件下，酶的活性最强，不适合长期保存，C错误；过氧化氢高温易分解，所以一般不选择过氧化氢溶液作为底物来探究温度对酶活性的影响

12、，D错误。答案B影响因素制约酶活性的机理(1)高温、过酸、过碱可破坏酶分子空间结构而导致酶永久性失活(不可逆转)。(2)低温仅抑制酶活性，并不破坏酶分子空间结构，当温度适当升高时活性尚可恢复。(3)酶活性还受某些激活剂或抑制剂的影响，前者可提升酶活性，后者则降低酶活性。【即学即练】(2017河北石家庄二模，2)细胞代谢能在常温常压下迅速有序地进行，其中酶起着重要作用。下列叙述错误的是()A.酶是所有活细胞都含有的具有催化作用的有机物B.H2O2分解实验中，加热、Fe3、酶降低活化能的效果依次增强C.有些酶需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输D.人体的各种酶发挥作用所需的最适条件是不完全相同的

13、解析活细胞的代谢离不开酶的催化作用，酶是有机物，A正确；H2O2分解实验中，加热能够为反应提供能量，而不是降低活化能，B错误；有些酶的化学成分为分泌蛋白，需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输，C正确；人体的各种酶发挥作用所需的最适条件不完全相同，D正确。答案B酶的活性影响因素曲线模型分析【典例】 (2016全国卷，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

14、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)。慧眼识图获取信息答案(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“四看法”分析酶促反应曲线【方法体验】(2018河南八市第一次测评，12)在研究温度对某种酶活性的影响实验中，不同温度下反应物浓度随反应时间的变化如图所示。下列说法错误的是()A.本实验中，温度属于自变量，酶的用量属于无关变量B.在三组实验中，50 条件下酶降

15、低活化能的效率最高C.若在t1之前将A组的温度提高10 ，其反应速度会加快D.在t1t3时间段，反应物浓度的降低限制了B组反应的速率解析从图得知，本实验中，自变量是温度，因变量是反应物浓度，酶量属于无关变量，A正确；在相同时间内，B组曲线下降的最快，说明该组温度下酶促反应速度最快。30 的条件下酶降低活化能的效率最高，B错误；若在t1之前将A组的温度提高10 ，酶活性会升高，反应速度会加快，C正确；t1t3时间段，B组的反应物较少，是限制其速率的主要原因，D正确。答案B考点三与酶相关的实验探究“三法”探究酶本质及特性(5年4考)方法1用“试剂检测法”鉴定酶的本质可采用“试剂检测法”或“蛋白酶水

16、解法”确认酶的化学本质。方法2用“对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素(1)验证酶的高效性实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应速率。(2)探究酶的专一性自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。设计思路一：换反应物不换酶设计思路二：换酶不换反应物方法3用“梯度法”探究影响酶活性的因素(温度或pH)(1)设计思路：设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度(或pH)最接近最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度(或pH)就越精确。底物

17、t1温度(或pH1)下酶t1温度(或pH1)下底物t2温度(或pH2)下酶t2温度(或pH2)下底物tn温度(或pHn)下酶tn温度(或pHn)下(2)设计方案(1)影响酶活性的因素主要有温度、pH等。当考查其中一种因素对酶活性的影响时，其他因素是无关变量，要在实验过程中保持相同且适宜。(2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，一定要把酶和底物在各自的温度或pH下处理一段时间，然后再混合。(2016全国卷，3)若除酶外所有试剂已预保温，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

18、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影响因素时，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，故只有C选项所述操作顺序正确。答案C【即学即练】（2018广州名校联考）淀粉酶有多种类型，如淀粉酶可使淀粉内部随机水解，淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。如图所示为对两种淀粉酶的研究实验结果，下列有关叙述错误的是（）A.淀粉酶水解淀粉的终产物中有葡萄糖，淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖B.淀粉酶在50 条件下处理60 min后，酶的空间结构遭到破坏C.淀粉酶的最适pH低于淀粉酶的，在人的胃内淀

19、粉酶活性低于淀粉酶D.Ca2、淀粉与淀粉酶共存时，更有利于较长时间维持淀粉酶的热稳定性解析淀粉的单体是葡萄糖，淀粉酶可将淀粉水解，根据“淀粉酶可使淀粉内部随机水解”可知，淀粉酶水解淀粉的终产物中有葡萄糖，根据“淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解”可知，淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖，A正确；由图2可知，淀粉酶在50 条件下处理60 min后，酶的相对活性降为0，说明酶的空间结构遭到破坏，B正确；由图1可知，淀粉酶和淀粉酶的最适pH分别约为6、4.5，人体胃液的pH为0.91.5，在pH3时，两种酶的相对活性均为0，因此在人的胃内淀粉酶和淀粉酶均变性失活，C错误；由图2可知，与其他组

20、相比Ca2、淀粉与淀粉酶共存时，酶的相对活性较高且相对稳定，因此Ca2、淀粉与淀粉酶共存时，更有利于较长时间维持淀粉酶的热稳定性，D正确。答案C易错防范清零易错清零易错点1有关酶的常考易错易混点点拨项目正确说法错误说法化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA酶的本质是蛋白质产生部位一般来说，凡是活细胞都能产生酶（不考虑哺乳动物的成熟红细胞）具有分泌功能的细胞才能产生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成场所核糖体或细胞核等核糖体生理功能生物催化剂，只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的来源于食物作用场所既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用只有细胞内起催化作用温度影响低温影

21、响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温易使酶失活低温会引起酶变性失活作用机理催化已存在的化学反应，降低化学反应的活化能，改变化学反应的速率产生新的化学反应，或提供化学反应的活化能，或改变反应方向和平衡常数易错点2混淆激素、酶点拨着眼于四角度比较“酶”与“激素”纠错小练1.（2017甘肃兰州诊断）下列有关酶的叙述，正确的是（）A.酶不一定只在细胞内起催化作用B.人体内所有酶的最适pH都接近中性C.酶的数量因参与化学反应而减少D.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸解析并非所有酶都在细胞内起作用，如消化酶在消化道内发挥作用，A正确；胃蛋白酶的最适pH为酸性，B错误；酶作为生物催化剂，反应前后数量不变，

22、C错误；绝大部分酶的化学成分是蛋白质，少部分是RNA，酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，D错误。答案A2.（2017陕西西安一模）下列关于酶和激素的叙述，正确的是（）A.能产生激素的细胞不一定能够产生酶B.酶和激素的合成场所可能相同，也可能不同C.某种酶和某种激素的化学本质相同，它们的化学结构也相同D.如果某种酶和某种激素都是蛋白质，那么它们对代谢的作用相同解析动物能产生激素的细胞为内分泌腺细胞，内分泌腺细胞一定能产生酶，A错误；酶的化学本质为蛋白质或RNA，部分激素为蛋白质类激素，因此二者的合成场所可能相同，也可能不同，B正确；某种酶和某种激素的化学本质相同，但是二者的功能不同，可知二者

23、的化学结构不同，C错误；激素起调节作用，而酶起催化作用，D错误。答案B3.（2017福建漳州八校联考）科学家在四膜虫体内发现一种基本组成单位为核苷酸的核酶。下列有关核酶的说法错误的是（）A.彻底水解可产生CO2和H2OB.作用条件比较温和C.能降低相关化学反应的活化能D.不在细胞质的核糖体中合成解析根据题干信息可知，核酶的基本单位是核苷酸，说明该酶的化学本质是RNA，其水解的终产物是核糖、磷酸和含氮碱基，A错误；酶的作用条件较温和，需要适宜的温度和pH，B正确；酶具有高效性，其作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；RNA由DNA转录形成，场所主要是细胞核，而核糖体内合成的是蛋白质，D正确。答

24、案A4.（2018豫北豫南精英联赛，4）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，说明酶具有专一性解析人是恒温动物，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。答案C课堂小结思维导图晨读必背1.酶的催化效率高的原因是：同无机催化剂

25、相比，酶能显著降低化学反应的活化能。2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶具有专一性、高效性，作用条件温和。3.在最适的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。4.过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因：酶的空间结构遭到破坏。但低温抑制酶的活性，不破坏酶的分子结构。随堂真题&预测1.（2017天津卷，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。叙述错误的是（）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值增大解析T1时加入酶C后

26、，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶C催化物质A生成了物质B。由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能，A正确；由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢（减慢的原因是底物减少），B正确；T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C错误；图示是在最适温度条件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，T2值增大，D正确。答案C2.（2015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CO2C.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植物细胞细胞壁由纤维素

27、和果胶组成，细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成，而酶具有专一性，纤维素酶只能催化水解纤维素，D错误。答案D3.（2015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.酶可以降低化学反应的活化能C.高效性是酶的重要特性之一D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢解析激素的化学本质可以是蛋白质，但并不都是蛋白质，如：性激素属于固醇，A错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，并且同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高，所以酶具有高效性，B、C正确；激素与靶细胞结合调节细胞的代谢，如甲状腺激素可以促进细胞的新陈代谢，D正确。答案A4.（2019高考预

28、测）酶是细胞内生命活动不可或缺的物质。下列有关叙述正确的是（）A.酶都能与双缩脲试剂反应呈现紫色B.酶为化学反应提供活化能从而促进化学反应的进行C.经强酸处理后，再给予最适pH条件，酶的活性可恢复至最大D.离开细胞后，酶依然能保持生物活性解析绝大多数酶是蛋白质，可以与双缩脲试剂反应呈现紫色，但少数酶是RNA，不能与双缩脲试剂出现紫色反应，A错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，B错误；低温仅抑制酶的活性但不破坏酶的空间结构，恢复为适温后酶促反应速率可达到最大；高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，酶的活性不可恢复，C错误；酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物，离开细胞后，酶仍具有生

29、物活性，D正确。答案D教师独具1.（2015江苏卷）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高烧使体温升高，降低了体内酶的活性而不是失活，使消化功能减退，导致食欲减退，A错误；口服多酶片由于有糖衣的保护使胰蛋白酶到达小肠才被释放，发挥作用，B正确；在一定范围内，温度越低，酶活性越低，果汁中果胶的分解速度越慢，C错误；洗衣粉中的碱性蛋白酶在弱碱性条件下活性最强，D错误。答案B2.（2014福建卷）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.RNA D.逆转录酶解析核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，主要由RNA和蛋白质构成，其功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链；当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，余下的物质是RNA，据此可推测催化该反应的应是RNA。答案C3.（2013全国卷，29）已知大麦在萌发过程中可以产生淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦可使其不用发芽就产生淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：