2020年高考生物一轮复习讲练测专题3.1降低化学反应活化能的酶(讲)含解析.pdf

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1、第 1 节降低化学反应活化能的酶1.酶在代谢中的作用()。2.实验：探究影响酶活性的因素。知识点一酶的本质、作用及特性1酶的本质与作用(1)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。(2)酶的概念产生部位：活细胞作用：催化作用成分：绝大多数是蛋白质，少数是RNA(3)探究酶的作用原理酶与无机催化剂降低化学反应活化能的作用比较，如图所示：无催化剂催化的反应是曲线a。有无机催化剂催化的反应是曲线b。有酶催化的反应是曲线c。从三条曲线上看，发生反应所需的活化能：曲线a曲线 b曲线 c。无论是否有催化剂催化，反应的最终结果是不变的。2酶的特性(1)高效性：催化效率约是无机催化剂的1071013倍。(2)

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。第 1 页，共 9 页3有关酶的曲线(1)酶高效性的曲线与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)酶专一性的曲线加入酶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 的反应速率比无酶条件下的反应速率明显加快，说明酶A 对此反应有催化作用。(3)影响酶活性因素的相关曲线甲曲线分析：在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱

3、。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。乙曲线分析：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH 7 时，反应物剩余量最少，应为最适 pH；反应溶液pH 的变化不影响酶作用的最适温度。(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。第 2 页，共 9 页文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9

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10、F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8乙图：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。3酶专一性的理论模型(1)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。(2)酶和被催化的反应物分子都有特定的、相契合的结构。【易错辨析】关于酶的8 个易错点项目正确说法错误说法产生场所活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)具有分泌功能的细胞才能产生化学

11、本质有机物(绝大多数为蛋白质，少数为RNA)蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶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可来源于食物等合成原料氨基酸、核糖核苷酸只有氨基酸合成场所核糖体、细胞核等只有核糖体知识点二影响酶活性的因素1实验原理(1)探究温度对酶活性的影响反应原理鉴定原理：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)探究 pH 对酶活性的影响反应原理(用反应式表示)：2H2O2过氧化氢酶2H2OO2。鉴定原理：

12、pH 影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。2实验步骤和结果第 3 页，共 9 页文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10

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19、2 控制不同的温度条件60 热水(5 分钟)沸水(5 分钟)冰块(5 分钟)3 加入等量的新鲜淀粉酶溶液1 mL(5 分钟)1 mL(5 分钟)1 mL(5 分钟)4 加入等量的碘液1 滴1 滴1 滴5 观察实验现象不出现蓝色(呈现碘液颜色)蓝色蓝色(2)探究 pH 对酶活性的影响序号实验操作内容试管 1 试管 2 试管 3 1 注入等量的体积分数为 3%的 H2O2溶液2 mL 2 mL 2 mL 2 注入等量的不同pH 的溶液1 mL 蒸馏水1 mL 5%的 HCl 1 mL 5%的 NaOH 3 注入等量的过氧化氢酶溶液2 滴2 滴2 滴4 观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生

20、5 将带火星的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱【特别提醒】1实验材料选择时的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料，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。(2)在探究 pH 对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快，从而影响实验结果。2实验步骤和结果检测的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证第 4 页，共 9 页文档编码:CA4X2G1B3T5

21、 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10

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27、B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8反应从一开始就是预设的温度。(2)在探究 pH 对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH 调至实验要求的 pH 后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH 前，让反应物与酶接触。(3)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，

28、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。考点一酶的本质及作用【典例 1】（2019 天津卷 3）植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活蛋白水解酶有两条途径：由钙离子进入细胞后启动；由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c 含量增加启动。下列叙述正确的是A蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开B钙离子通过自由扩散进入植物细胞C细胞色素c 与有氧呼吸第一阶段有关D细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染【答案】D【解析】蛋白水解酶能使蛋白质的肽键断开，生成氨基酸，A 错误；钙离子通过主动运输进入植物细胞，B

29、 错误；细胞色素c 位于线粒体内膜上，参与有氧呼吸第三阶段，促进H 和 O2结合，生成水，C 错误；植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭，避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D 正确。因此，本题答案选D。【变式 1】(2017 全国，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 主要在细胞核中合成，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

30、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。第 5 页，共 9 页文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1

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34、G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W

35、9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X

36、2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4

37、X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8考点二酶的相关曲线分析【典例 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。下列叙述错误的是()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CT2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【答案】C【解析】T1时加入酶C 后，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

38、C 降低了 A 生成 B 这一反应的活化能，A 项正确；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 项正确；T2后 B 增加缓慢是反应物A 减少导致的，C 项错误；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 项正确。【变式 2】(2019 湖南雅礼中学模拟)用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，下列有关说法错误的是()A该酶的最适催化温度不确定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由图 3 实验结果可知Cl是该酶的激活剂【答案】C【解析】图1 显示温度对酶活性的影响，图中

39、结果只能显示30 比较适宜，但温度梯度太大，不能确定该酶的最适催化温度，A 项正确；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 可知该酶为麦芽第 6 页，共 9 页文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2

40、M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X

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43、X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA

44、4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5

45、F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8糖酶，B 项正确；图3 能说明 Cl是该酶的激活剂，Cu2是该酶的

46、抑制剂，D 项正确；图4 可说明酶具有专一性，C项错误。考点三影响酶活性的因素的基础实验分析【典例 3】(2019 吉林省实验中学模拟)探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是()取 3 支试管，编号，各注入2 mL 淀粉溶液；另取3 支试管，编号，各自注入1 mL 新鲜的淀粉酶溶液将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液试管中，维持各自的温度5 min向各试管中滴一滴碘液将 6支试管分成三组，每组各有一份淀粉溶液和一份淀粉酶溶液，分别放在60 的热水、沸水和冰水中观察实验现象A BC D【答案】D【解析】探究温度对酶活性影响的实验步骤为：分组酶与底物在各自温度下处理一段时间酶与底物混合，保温一段时

47、间检测 观察实验现象。【变式 3】(2019 安徽省安庆一中模拟)下列关于探究酶活性实验的设计思路，最适宜的是()A利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响B利用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH 对酶活性的影响C利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究温度对酶活性的影响D利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究pH 对酶活性的影响【答案】B【解析】温度影响过氧化氢的分解，从而对过氧化氢酶活性测定造成干扰，A 项错误；利用过氧化氢和过氧化氢酶可探究pH 对酶活性的影响，B 项正确；斐林试剂使用时需要水浴加热，温度会对实验结果造成干扰，C 项错误；酸性条件下淀粉会水解，会对实验结果造成干扰，D 项错误。考点四酶的特

48、性【典例 4】（2019 浙江 4 月选考 10）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：据此分析，下列叙述错误的是第 7 页，共 9 页文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4

49、W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1

50、X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA4X2G1B3T5 HJ5F4W9M6O10 ZB4Z1X2M7U8文档编码:CA