高考生物 考前冲刺大题精做 专题一 与酶有关的综合问题分析（教师版）.doc

专题1 与酶有关的综合问题分析命题动向考查要点：1.常考内容：本专题的知识点主要侧重于考查酶的特性及影响酶活性的因素的实验设计和曲线分析，且所占分值比重较大，共出现34次，如2012年海南卷4题、2012年福建卷26题、2012年广东卷29题、2011年新课标全国卷第2题等。2.考查题型：选择题和非选择题并存，而且与生活实际联系密切，尤其是曲线分析题目明显。3.能力要求：本专题试题的能力考查集中在理解和实验探究探究层次，相关考题的难度中等偏低。命题趋势：纵观近几年高考题，常以实验探究的形式对本部分进行考查，难度较高。命题思路上，常常联系生活实际综合考查影响酶活性的因素；以图表形式综合考查酶特性的实验分析和影响酶活性的曲线分析。解题案例：1某同学设计了如下实验来“比较过氧化氢在不同条件下的分解”。实验处理及结果如表格所示（+的数目代表气泡的多少）：试管序号底物量温度催化剂种类气泡产生量12ml常温 22ml90 +32ml常温fecl3溶液+42ml常温2滴新鲜肝脏研磨液+请回答相关问题：（1）该实验中，14号试管中，1号和4号试管对比可以说明 ；3号和4号试管对比可以说明 。（2）与1号试管相比，2、3、4号试管出现了较多的气泡，导致2号和3号试管反应速率都增加的原理 （填相同或不相同），导致3号和4号试管反应速率都增加的原理 （填相同或不相同）。（3）3号试管与4号试管相比，4号试管产生的气泡多，从活化能的角度分析是由于 。（4）该实验用的试剂（过氧化氢和新鲜肝脏研磨液）能否用来探究温度对酶活性的影响？ 。2.回答下列题目。大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知，18 时，在不同ph条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适ph下，三种蛋白酶催化效率最高的是_。 (2)资料表明，大菱鲆人工养殖温度常年在1518 之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518 之间。他们设置15 、16 、17 、18 的实验温度，探究三种酶的最适温度。探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是_，可用_试剂鉴定。胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的ph应分别控制在_。为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于_中以保持恒温。单位时间内_可以表示蛋白酶催化效率的高低。实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？_。理由是：_。(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低_的比例，以减少对海洋的污染。【解题锦囊】方法1 理解实验原理，解答酶特性有关的实验题1.酶的主要实验比较实验目的实验原理变量对照设置现象观察注意事项探究酶作用的专一性一种酶只能催化一种物质或一类物质的反应底物不同底物：如淀粉和蔗糖观察底物被分解的情况或产物的生成情况取酶或底物所用的移液管等不可混用；实验条件的控制应有效探究酶作用的高效性酶具有催化作用，与无机催化剂相比，有高效性催化剂无机催化剂和酶探究温度对酶活性的影响酶的催化需要适宜的温度温度最适温度、低温和高温探究ph对酶活性的影响酶的催化需要适宜的phph最适ph、强酸和强碱环境2.方法技巧认真审题，准确找出变量，围绕变量设置对照。如：探究酶作用的专一性时，应围绕底物设置变量。探究酶作用高效性时，应围绕为无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。探究温度（ph）影响酶活性时，应设置不同温度（ph）进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合之前，先进行同温处理控温或先用ph缓冲液调整酶的ph，后混合酶和底物。探究酶的活性时，通常通过观察底物的消耗和产物的生成快慢来确定，但所用酶为蛋白酶时，由于底物与酶均为蛋白，此时，可选择块状的蛋白质作底物，通过观察蛋白块的分解情况来确定。实验步骤的设置，应注意：根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组；根据实验原料，结合实验原理，确定实验现象的观测手段；除单一变量外，确保其它条件相同且适宜；合理确定操作程序，确保程序合理、表达准确。方法2 与酶有关的实验设计方法总结1应遵循单一变量原则，同时还要设置对照实验。2实验设计的一般思路：分析课题把握原理确认变量设置对照一般步骤。其关键：实验变量如何操纵、无关变量如何控制、反应变量如何检测。在此分析的基础上，设计步骤、预测结果并得出结论。实施设计方法举例：1应遵循单一变量原则，同时还要设置对照实验。2实验设计的一般思路：分析课题把握原理确认变量设置对照一般步骤。其关键：实验变量如何操纵、无关变量如何控制、反应变量如何检测。在此分析的基础上，设计步骤、预测结果并得出结论。实施设计方法举例：(1)验证或探究酶具有高效性：高效性是一种比较性概念，是指与无机催化剂相比具有高效性。因此应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照。不能用酶和蒸馏水做对照，若这样是验证酶的催化功能。 (2)验证或探究酶具有专一性：专一性是指一种酶只能催化一种或一类化合物的反应。因此验证酶具有专一性应设置一种酶对不同化合物反应的催化效果的对照。可用同一底物、两种不同酶，也可用不同底物、同一种酶来验证。(3)验证或探究温度对酶活性的影响：自变量是温度，应设置具有一定梯度的多个不同温度条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低温、适温、高温”三个指标。注意淀粉酶最适温度是65。 (4)验证或探究ph对酶活性的影响：自变量是ph，应设置具有一定梯度的多个不同ph条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低ph、最适ph、高ph”三个指标。注意胃蛋白酶最适ph在1.5左右。 (5)验证某种酶的化学本质是蛋白质：蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，也可用水解的方法使酶失活来证明。方法3 实验变量的控制实验过程中可以变化的因素为变量，分为自变量、因变量和无关变量。 1.自变量（1）含义：实验要研究的引起实验结果改变的因素，即人为改变的因素。（2）控制方法：设置几组自变量不同的实验。如“探究温度影响酶活性”的实验中，其控制自变量的方法为设置几种不同的温度进行实验。 2.因变量随着自变量的变化而变化的变量。如“验证淀粉酶能水解淀粉，而蔗糖酶不能水解淀粉”的实验中，淀粉水解与否就是因变量。3.无关变量（1）含义：可影响实验结果但不是实验要研究的因素。如“探究温度影响酶活性”的实验中，ph、试管的大小、实验试剂的量等都是无关变量。 （2）控制原则：等量原则，即几组实验中除自变量不同外，其他条件均要相同。如“探究不同ph对酶活性的影响”实验中，不同组之间除ph不同外，其他条件如温度、实验器具、实验试剂的量等都要相同。 冲关演练：第一组1.下表是有关酶的实验，据表填写有关的内容：试管编号加入物质量(ml)温度试剂颜色变化1淀粉糊、清水237碘 液2淀粉糊、唾液20碘 液3淀粉糊、唾液237碘 液4淀粉糊、煮沸过的唾液237碘 液5淀粉糊、加有2-3滴2%盐酸的唾液237碘 液6蛋白质、唾液237碘 液（1）各试管的颜色变化：1号试管_。 2号试管_。3号试管_。 4号试管_。5号试管_。 6号试管_。（2）从上述试管和对照可以得知，酶的催化作用具有_特点，另外从试管和对照可知酶还受温度的影响，此外从实验也可以知道酶的活性还受的影响。【答案】（1）1号试管变成蓝色、2号试管变成蓝色、3号试管不变蓝、4号试管变蓝、5号试管变蓝、6号试管无变化。（2）3 6专一性；2 3（3 4）；酸碱度。【解析】淀粉遇碘液变蓝。淀粉酶能将淀粉水解。酶的活性受温度，ph等因素的影响，其中高温、过酸和过碱都会破坏酶的空间结构，使酶失活，但低温不会使酶失活，只能降低酶的活性。（1）由以上分析可知各试管的颜色变化为：1号试管变蓝，2号试管变蓝，3号试管不变蓝，4号试管变蓝，5号试管变蓝，6号试管无变化。（2）3号试管和6号试管形成对照实验，验证酶的催化作用具有专一性；2号试管和3号试管（或3号试管和4号试管）形成对照，探究温度对酶活性的影响。此外，酶的活性还受酸碱度的影响。考点：本题考查酶特性的探究实验。点评：实验设计遵循两个原则，即对照原则和单一变量原则。本题意在考查考生的识记能力和实验分析能力，属于容易题。2. h2o2常用于漂白，也用于清洗小的伤口；细胞在代谢过程中也会产生h2o2，它对细胞有毒害作用，但体内有过氧化氢酶，能使其分解为无毒物质。请分析下图中的实验，并回答有关问题：（1）在号试管中，最先产生气泡的是试管，单位时间内产生气泡最多的是试管；（2）在试管中，选用新鲜肝脏做实验，是因为新鲜肝脏中（）。a.含过氧化氢多b.过氧化氢酶易挥发 c.含酶的种类多d.过氧化氢酶多且活性强(3)在实验中取新鲜肝脏,迅速剪碎投入试管中,剪碎的目的是（）。a.防止过氧化氢酶挥发b.防止过氧化氢酶分解c.防止细胞中过氧化氢酶的释放d.使过氧化氢酶与h2o2充分接触（4）比较和号试管，说明酶具。（5）比较和号试管，说明酶 。（6）在、试管中，号试管中所给的条件有可能破坏h2o2酶的分子结构，从而使其失去活性。【答案】（1）；（2）d；（3）d； （4）酶的催化作用具有高效性；（5）酶要在较温和条件下发挥作用；（7）；【解析】新鲜肝脏中含有过氧化氢酶，能将过氧化氢分解为无毒物质。过氧化氢酶的活性受温度和ph的等因素的影响，高温、过酸和过碱会破坏酶的空间结构，使酶失活，而低温只能降低酶的活性，不能使酶失活，可见图中、和试管中的酶可能会失活，中酶的活性降低。酶相对于无机催化剂而言，其催化作用具有高效性。（1）由以上分析可知，在号试管中，最先产生气泡的是试管，单位时间内产生气泡最多的也是试管；（2）在试管中，选用新鲜肝脏做实验，是因为新鲜肝脏中含过氧化氢酶多且活性强。(3)在实验中取新鲜肝脏,迅速剪碎投入试管中,剪碎的目的是使过氧化氢酶与h2o2充分接触。（4）比较和号试管，说明酶的催化作用具有高效性。（5）比较和号试管，说明酶的作用条件温和。（6）在、试管中，号试管中所给的条件有可能破坏h2o2酶的分子结构，从而使其失去活性。考点：本题考查影响酶活性的因素。点评：本题以酶为核心考点，意在考查考生的识记能力，理解能力和实验探究能力。3. 已知2h2o2=2h2oo2可以通过观察反应过程中o2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断h2o2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的h2o2溶液，蒸馏水，3.5%fecl3溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。实验步骤：实验结果预测及结论：整个实验中，不同处理的试管中o2的释放速度从快到慢依次是。由此可得出的结论是。如果仅将实验中的恒温水浴改为80，重做上述实验，o2释放的速度最快的是。原因是。四是实验现象的观察：通过观察反应过程中o2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来确定。五是完善实验步骤，应注意实验原则，包括单一变量、对照、科学及可操作性原则等。六是预测实验现象及实验结果的分析，应考虑实验条件对实验现象的影响，80会导致酶变性失活。考点：本题考查酶特性的实验分析。点评：应从酶的特性入手解答各小题。 第二组1.胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），温度保持，ph保持在最适值，生成物量与反应时间关系如下图，请回答下列问题：（1）该酶作用的底物是。（2）在140分钟后，曲线变成水平，这是因为。（3）若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。（4）若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液ph值由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速度将，原因是。（5）下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是（）【答案】（1）蛋白质（2）底物已被消耗尽 （3）见图（4）不变在ph2时酶已经失活（5）c【解析】该胰蛋白酶作用的底物是蛋白质，在140分钟后，曲线变成水平，这是因为底物已被消耗尽。胰蛋白酶在ph为2是已失活，ph再变化，酶促反应也不变。胰蛋白酶的适宜温度为37度，则在如图的温度范围内，随着温度的升高速度加快。考点：酶促反应的影响因素。点评：本题考查了学生的识图分析能力，难度适中，解题的关键是知道影响酶促反应的因素。2. 细胞在代谢过程中，会产生过氧化氢，它对细胞有毒害作用，但体内有过氧化氢酶的存在可以将其分解为水和氧气，其催化活性可用如下方法测定：用打孔器将滤绕制成小圆片，浸泡在含酶的过氧化氢缓冲液中，实验开始时，小圆片沉降在溶液的底部，但后来会浮出液面，记录小圆片上浮的时间，用时间的倒数来表示过氧化氢的催化活性。为研究反应物浓度对酶催化活性的影响，实验在不同浓度的过氧化氢溶液中重复进行，实验结果如图所示，分析并回答下列问题：（1）小圆滤纸片进行到一定时间后开始上浮的原因是。（2）实验中过氧化氢溶液用缓冲液的目的是。（3）根据图中的曲线描述反应物浓度与过氧化氢酶催化速率间的关系。（4）当底物浓度超过140moll1时，反应速率不再加快的原因是。（5）某同学想进一步探究不同温度对过氧化氢酶活性的影响，设计了以实验，取6支试管分别编号为a1、a2、b1、b2、c1、c2，在a1、b1、c1中加入等量的过氧化氢、缓冲液和小圆滤纸片，在a2、b2、c2中加入适量等量的过氧化氢酶溶液。请完成以下步骤：。3. 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能催化1 mol谷氨酸分解为1 mol r一氨基丁酸和1 molc02。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在最适条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图a和图b。根据以上实验结果，回答下列问题：（1）a图中曲线表示产物co2浓度随时间变化的曲线，则该因变量为。（2）针对图b的结果，你认为该实验最初探究的问题可能是。（3）若将反应中谷氨酸脱羧酶含量增加一倍，请在图a中画出co2浓度随时间变化的曲线(用“1”标注)。（4）重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，可迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加人一定量的重金属离子后，请在图b中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（用“2”标注）。（5）若将反应条件中的温度升高10（酶的结构没有受到破坏），请在图a中画出co2浓度随时间变化的曲线(用“3”标注)。 第三组1.有人做了下面的实验以研究ph对酶活性的影响：准备5支盛有等量胃蛋白酶溶液但ph各不相同的试管，每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白质，试管均置于25 室温条件下，各试管蛋白块消失的时间记录于下表：酶溶液的ph12345蛋白块消失的时间（min）139114560（1）请根据表中数据，在下面的坐标图中画出ph与酶活性的关系曲线。（2）提供两种使实验能在更短时间内完成的方法： _（3）如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用，还应补充怎样的对照实验? 。（4）除了本实验外，请另外设计一种简便易