2012非常讲练测高三生物一轮复习精品学案(人教版)1-5-第一课时 降低化学反应活化能的酶.doc

第五章 细胞的能量供应和利用考纲展示考向预览1.酶在代谢中的作用2.ATP在能量代谢中的作用3.光合作用的基本过程4.影响光合作用速率的环境因素5.细胞呼吸本章包括酶、ATP、光合作用、呼吸作用，其中酶和ATP是细胞代谢的基础知识。光合作用、呼吸作用是本章考查的重点，也是本模块考查的重点。光合作用和细胞呼吸是最基本的物质和能量代谢，其原料和产物又是相互利用的，该过程中涉及了酶、ATP的相关知识，是综合性考查的问题，主要的题型有选择题、填空题、图像分析题、实验题等多种，如2010年全国理综卷第2题考查细胞呼吸，2010年安徽理综第29题、浙江理综第29题等考查光合作用。光合作用、细胞呼吸是每年考查的重点，预计今年高考仍以光合作用、细胞呼吸为载体考查学生对数据的判断与处理能力、对图像的分析能力以及对实验的探究能力。第一课时 降低化学反应活化能的酶课本回归一、酶的本质1酶本质的探索最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是_；在20世纪80年代，又发现少数_也具有催化作用。2酶的本质酶是_产生的具有催化作用的_，其中绝大多数是_，少数是_。二、酶的作用1作用提高_，促进化学反应的进行。2作用机理(1)活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的_状态所需要的能量。(2)酶的作用机理：降低化学反应的_。与_相比，酶降低活化能的作用更显著。3作用特性(1)_：酶的催化效率大约是_的1071013倍。(2)专一性：每一种酶只能催化_化学反应。(3)作用条件较温和：_，都会使酶的_遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性_，但不会失活。答案：一、1.蛋白质RNA2.活细胞有机物蛋白质RNA二、1.反应速率2.(1)常态活跃(2)活化能无机催化剂3.(1)高效性无机催化剂(2)一种或一类(3)过酸、过碱或温度过高空间结构降低1酶的本质及生理功能化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶生理功能生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能2.酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色反应。(2)证明某种酶是RNA实验组：待测酶液吡罗红染液是否呈现红色。对照组：已知RNA溶液吡罗红染液出现红色。(2)比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。2实验过程的变量及对照分析自变量因变量无关变量对照组实验组2号：90水浴加热3号：加入3.5%FeCl3溶液2滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管3.实验结论(1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。(2)酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。2实验程序序号项目试管121注入可溶性淀粉2 mL无2注入蔗糖溶液无2 mL3注入新鲜淀粉酶溶液2 mL振荡2 mL振荡450 温水保温5 min5 min5加斐林试剂1 mL振荡1 mL振荡6将试管下部放入60 热水中2 min2 min7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解1温度对酶活性的影响(1)原理解读温度影响酶的活性，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)实验设计思路(3)实验设计程序(4)实验的变量分析自变量因变量无关变量温度淀粉分解量的多少(用是否出现蓝色及蓝色深浅表示)淀粉和淀粉酶的量、溶液的pH、反应时间等2.pH对酶活性的影响(1)原理解读pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。(2)实验程序序号实验操作内容试管1试管2试管31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1 mL蒸馏水1 mL盐酸1 mLNaOH3注入等量的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生1表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应。2表示酶专一性的曲线(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。(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不催化底物A参加反应。3影响酶活性的曲线(1)甲、乙曲线表明：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。过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。(2)从丙图可以看出：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(1)甲图：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。(2)乙图：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成正比。例一 (2010南京模拟)下列有关酶的叙述，正确的是 ()A所有酶都含有肽键，用双缩脲试剂进行检验可以呈现颜色反应B酶催化的专一性表现在它能催化一种化合物或一类化合物的化学反应C酶催化反应产物对酶的活性不具有调节作用D酶分子结构在高温、低温、过酸、过碱条件下均会受到破坏而使酶失去活性解析：大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，RNA不含肽键，不能用双缩脲试剂进行检验；酶的活性调节是通过酶的直接或间接催化产物与酶结合，使酶活性降低而完成的；酶分子结构在低温条件下只是活性下降，结构不会受到破坏，温度适宜时活性还可恢复。答案：B对盛有过氧化氢的试管加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关的叙述正确的是 ()A二者的基本原理是不同的B前者是使过氧化氢分子的能量提高，而后者不影响过氧化氢分子的能量C二者都可以降低过氧化氢分子的活化能D酶和Fe3的作用原理是不同的答案：A解析：加热主要是使过氧化氢分子的能量提高，达到活化能，使反应进行；催化剂是降低过氧化氢分子的活化能，使分子原来具有的能量达到活化能，从而能够发生反应，二者的基本原理是不同的；酶和Fe3都是催化剂。它们的作用原理是相同的，只是效率不同。例二 已有工厂利用酶使废弃动植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，最适用于该过程的酶是()A胆碱酯酶B固醇酯酶C脂肪酶 D磷脂酶解析：能够将废弃动植物油脂降解的酶是脂肪酶，只有将动植物油脂分解成甘油和脂肪酸后，才能与甲醇等反应生产生物柴油，这是对酶的专一性知识的考查。答案：C某同学通过实验发现，同样条件下淀粉酶在35 时催化效率不如唾液淀粉酶高。该同学想就这一问题做进一步探究实验，下列哪一项探究课题最合理()A温度对淀粉酶活性的影响BpH对淀粉酶活性的影响C淀粉对淀粉酶活性的影响D淀粉酶的浓度对催化效率的影响答案：A解析：造成同样条件下淀粉酶在35 时催化效率不如唾液淀粉酶高的原因，不是pH、反应底物淀粉、淀粉酶的浓度等因素，而是温度，故可设置一系列温度梯度来探究温度对淀粉酶活性的影响。例三 下列符合图示含义的是 ()A随pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低B随pH从5升高到7，酶的最适温度不变C温度从0A变化过程中，酶的活性逐渐降低D该酶的最适pH为7解析：从图示可以看出酶的活性在pH为6时比pH为5及pH为7时都高，但三种pH下最适温度均为A点对应的温度。答案：B如图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列有关叙述不正确的是 ()A曲线A上的b点对应的温度表示该酶的最适温度B人体内胃蛋白酶的活性与曲线B部分相似C曲线B、C说明不同的酶有不同的最适pHD酶的活性随温度的升高而增强答案：D解析：在一定温度范围内酶的活性随温度的升高而增强，超过这一范围，酶的活性随温度的升高而减弱，甚至失活。1下列有关酶的叙述，其中正确的是()A酶提供了使反应能进行所必需的活化能B酶在催化反应时与温度和pH有关，而酶的活性与温度和pH无关C若酶的空间结构被破坏，则其正常活性就会丧失D一个酶分子只起一次作用答案：C解析：根据酶的作用机理，A、D两选项是错误的。酶的催化作用与酶的活性受温度、pH、酶浓度、底物浓度、抑制剂、激活剂等多种因素的影响，酶的活性有其特定的最适温度和pH等。因此，B项是错误的。2在1、2号试管中各加入3 mL过氧化氢溶液，分别滴入少许FeCl3和含过氧化氢酶的肝脏研磨液，混合均匀后，产生气泡的情况是 ()A1号试管先产生气泡，且气泡少B2号试管先产生气泡，且气泡少C1号试管先产生气泡，且气泡多D2号试管先产生气泡，且气泡多答案：D解析：酶具有高效性，比无催化剂的催化效率高出几百万倍。因此，2号试管中先产生气泡，且气泡多。320世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，其是由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某些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酶的化学本质是RNA，而不是蛋白质答案：A解析：人们在很早以前就认识到酶的本质是蛋白质，但在最近的研究中发现，极少数的RNA也具有催化活性，这是人们对酶的本质认识的一种发展。4(2010潍坊模拟)下图中，表示有酶催化的反应曲线、表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是 ()答案：B解析：酶可以有效降低活化能，以保证细胞内的反应在常温常压下高效地进行。酶降低的活化能没有酶催化所需的能量有酶催化所需的能量。5右图表示某种物质在酶催化分解的过程中有关物质浓度随时间的变化曲线。下列描述不合理的是 ()A曲线1表示的是反应物的浓度变化B曲线3表明，在该条件下反应物在大约20分钟时完全分解C如果曲线2、3、4表示不同温度下的酶促反应，则曲线2代表的温度高于曲线3和曲线4代表的温度D如果曲线2、3、4代表不同酶浓度下的酶促反应，则曲线2代表的酶浓度高于曲线3和曲线4代表的酶浓度答案：C解析：随反应的不断进行，曲线1浓度不断下降，曲线1代表的是反应物，曲线3表示在反应进行20分钟后，生成物浓度达到最大不再增加，说明反应物完全分解。若曲线2、3、4代表不同酶浓度的反应曲线，在其他条件相同的情况下，酶浓度高的反应速率快，生成物最先达到最大浓度，因此曲线2代表的酶浓度曲线3代表的酶浓度曲线4代表的酶浓度。故A、B、D正确。若曲线2、3、4代表不同温度的酶促反应，则曲线2代表的温度可能是最适温度，曲线3、4代表的温度高于或低于此温度，故C所述错误。6(2010苏北四校模拟)将萝卜磨碎制得提取液，取少量分别加入pH为39的盛等量过氧化氢(H2O2)溶液的几个试管中，保持30 的温度，结果每个试管都产生气体。重复上述实验，只是提取液的添加量减半。两次实验中过氧化氢含量的变化曲线如图所示，请问： (1)萝卜提取液中含有的物质是_。(2)为什么曲线A和B中，过氧化氢的含量最低点位于同一直线上？ 。(3)B是第_次实验。理由是_。(4)如果把提取液进行加热处理，处理后进行第三次实验，结果是_，这说明_。答案：(1)过氧化氢酶(2)pH7时，过氧化氢酶的活性最强(3)二酶减少一半，过氧化氢被分解的量相应减少，剩余的量相对较多(4)不能反应加热会使酶变性失活而不再起催化作用解析：过氧化氢在过氧化氢酶的作用下可分解为O2和H2O。此题没有直接给出过氧化氢酶，而是改换了一个新的情境萝卜提取液，只要抓住提取液中有过氧化氢酶，问题便可解决。7(2010天津模拟)下列有关生态酶或酶的叙述，正确的是 ()A组成酶的基本单位都是氨基酸，组成生态酶的基本单位也是氨基酸B低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活C物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与D酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著答案：D解析：酶包括蛋白酶和RNA酶，蛋白酶的基本单位是氨基酸；高温、过酸、过碱都会使生态酶失活，低温使酶的活性降低；物质的跨膜运输不需要酶，CO2的固定和还原则需要酶的参与。8下图表示人体肝细胞内的某种生化反应，有关叙述正确的是 ()A甲具有提高该反应活化能的作用B甲与乙的结合不需要消耗三磷酸腺苷C若乙代表蛋白质，则丙、丁代表氨基酸D若乙代表丙酮酸，则丙、丁分别代表CO2和H2O答案：B解析：分析图示可知：甲是生物催化剂，乙是反应底物，丙、丁为反应产物。酶的作用是降低反应活化能，而不是升高活化能，A选项错；在酶的催化作用下，物质的分解需要消耗能量，但酶与底物结合不需要能量，B对；由于酶的专一性，同一底物在不同酶的催化作用下，可能生成不同的产物，选项C、D错。9科学家从牛的胰脏中分离出一种由76个氨基酸组成的多肽(Ub)。研究发现，Ub在细胞自我监测和去除某些“不适用蛋白质”(即靶蛋白)的机制中扮演着重要角色。如果某蛋白质分子被贴上了Ub这个标签，其就会被运送到细胞内的蛋白酶处，被水解掉，过程如下图所示：下列说法中不正确的是 ()A如果靶蛋白不与Ub结合，便不能被水解B完成过程所需的主要条件是酶和ATPC去除“不适用蛋白质”所需的ATP全部是由线粒体提供的D上述过程得到的氨基酸也可能有必需氨基酸答案：C解析：蛋白质分子只有被贴上了Ub这个标签，才会被运送到细胞内的蛋白酶处，被水解掉。由图可知过程所需的主要条件是酶和ATP。线粒体和细胞质基质都可以提供ATP。多肽水解可能得到必需氨基酸。10下列有关酶的特性实验设计中最科学严谨的是 ()选项实验目的主要实验步骤ApH影响酶的催化活性向三支试管中依次加入：2 mL3%可溶性淀粉、1 mL不同pH的缓冲溶液和新鲜唾液；在适宜温度下保持5 min；用斐林试剂检测B酶催化具有高效性实验组：2 mL3%H2O21 mL过氧化氢酶，保温5 min；对照组：2 mL3%H2O21 mL蒸馏水，保温5 minC酶催化具有专一性实验组：2 mL3%可溶性淀粉1 mL新鲜唾液，保温5 min后加碘液检验对照组：2 mL3%蔗糖1 mL新鲜唾液，保温5 min后加碘液检验D探究酶作用的适宜温度5 mL3%可溶性淀粉2 mL新鲜唾液碘液每隔5分钟将溶液温度升高10 ，观察溶液的蓝色变化答案：A解析：B项中，要证明过氧化氢酶的高效性，应该与无机催化剂相比较，而不能与无催化作用的蒸馏水相比较；C项中，淀粉被唾液淀粉酶水解，两组实验都不出现颜色变化，无法比较得出实验结论；D项中，缺少对照实验，应该设计成一系列温度梯度的实验进行对照，得出最适温度。11将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度，如图所示。然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继续进行实验(提取液中还原性物质忽略不计)：(1)若向A、C、E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是_；砖红色较深的试管是_，颜色较深的原因是_；不变色的试管是_，不变色的原因是_。(2)若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色都是蓝色，产生该颜色的原因是_。(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？(只要求写出设计思路)答案：(1)A和