2019版高考生物一轮复习 第四单元 细胞的能量供应与利用 第6讲 酶的本质、特性及相关实验探究创新备考学案 中图版

第6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.探究影响酶活性的因素。考点一酶的本质和作用1.酶的作用与本质2.酶的作用原理下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。(1)无酶催化的反应曲线是。(2)有酶催化的反应曲线是。(3)ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)ba段的含义是酶降低的活化能。(5)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(连一连)提示(1)e(2)a(3)c(4)d(5)b1.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1.(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C2.(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(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”，则该酶为蛋白质，仍具活性，则该酶为RNA。酶的作用1.(2013·课标，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，所以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，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D1.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。2.高考常考的10种酶及其作用归纳(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。(10)胰蛋白酶、动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶第一次为用其处理“剪碎的组织”以使分散成单个细胞，第二次为“用其处理贴于瓶壁生长的细胞”。1.酶的特性(1)高效性：催化效率约是无机催化剂的1071013倍。(2)专一性：每一种酶只能催化某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；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。2.酶特性相关模型分析(1)酶的高效性与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)酶的专一性图像模型解读解读：图中A表示酶，B表示被酶催化的底物，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。曲线模型解读加入酶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。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。(3)影响酶促反应速率的因素分析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P5860，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，也可以口服。酶的作用特性1.(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，D错误。答案B2.(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。酶的活性影响因素曲线模型分析【典例】 (2016·全国课标卷，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【对点小练】如图曲线b表示在最适温度和pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是()A.增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变B.B点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现c所示变化C.酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素解析题干中提出“