高三第一轮生物复习专题之精品资料第八讲 降低化学反应活化能的酶

1、/member/index-cyswlj-listdir-list-dirid-1.html第八讲 降低化学反应活化能的酶考纲要求1酶在代谢中的作用（）。2.探究影响酶活性的因素。知识梳理一.酶的本质和作用1.细胞代谢的概念（1）场所：细胞内（2）实质：细胞内各种化学反应的总称（3）意义：细胞生命活动的基础2.酶的作用机理（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。（2）酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能。（3）同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著。3.酶的作用机理分析据图填空（1）没有酶催化

2、的反应曲线是。（2）有酶催化的反应曲线是。AC段的含义是在无催化剂条件下，反应所需要的活化能。BC段的含义是酶降低的活化能。若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将如何移动？B点将向上移动。4.酶的基本单位、合成场所本质基本单位合成场所绝大多数是蛋白质氨基酸核糖体少数是RNA核糖核苷酸细胞核名师点拨酶的作用是降低化学反应的活化能，不是为化学反应提供能量。酶在细胞内产生，但不一定在细胞内发挥作用。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。5.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

3、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。深度思考甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，请思考：甲、乙两种酶的化学本质是否相同？乙酶活性改变的机制是什么？提示观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏活性降低，则乙酶为蛋白质。乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。二.酶作用相关图像及曲线解读1.酶高效性曲线解读（1）如图表示未加催化剂时，生成物浓度随时间的变化曲线，请在图中绘出加酶和加无机催化

4、剂的条件时的变化曲线。（2）由曲线可知：酶比无机催化剂的催化效率更高；酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，酶不能（“能”或“不能”）改变最终生成物的量。（3）酶只能催化已存在的化学反应。2.表示酶专一性的图像和曲线解读图像a.图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被酶催化的物质。b.酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。曲线a.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能催化底物A的反应。b.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不能催化底物A的反应。3.影响酶活性的曲线解读（1）分析图A、B

5、可知，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。（2）分析图A、B中曲线的起点和终点可知：过酸、过碱、高温都会使酶失去活性，而低温只是使酶的活性降低。前者都会使酶的空间结构遭到破坏，而后者并未破坏酶的分子结构。深度思考分析上图C中的曲线，反应溶液中pH的变化是否会影响酶作用的最适温度呢？若将上图A图中的横坐标改为底物浓度或酶浓度，曲线又该如何绘制？请在下面的坐标系中绘出。来源:学#科#网提示不会4.温度对酶活性的影响（1）实验原理反应原理：鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，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

6、思路（3）实验设计程序淀粉淀粉酶各自在所控制的温度下处理一段时间淀粉与相应温度的淀粉酶混合在各自所控制的温度下保温一段时间滴加碘液，观察颜色变化易误易混探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项实验室使用的淀粉酶最适温度为60 。本实验不宜选用H2O2酶，因为H2O2本身在不同的温度下的分解速度不同。本实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到5065 ，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。设计实验程序时，不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度，否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用。5.pH对酶活性的影响（1）实验原理反应原理：2H

7、2O22H2OO2（反应式）鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。（2）实验流程序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的HCl1 mL 5%的NaOH3注入等量的3%的过氧化氢溶液2 mL2 mL2 mL4观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将点燃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易误易混探究pH对酶活性的影响实验中的注意事项本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH

8、。本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。要点精析1.明确酶的正确理解与错误说法错误说法正确理解产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞（不考虑哺乳动物成熟红细胞等）化学本质蛋白质有机物（大多数为蛋白质，少数为RNA）作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响低温和高温均使酶变性失活低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活，高温使酶变性失活作用酶具有调节、催化等多种功能酶只具有催化作用来源有的可来源于食物等酶只在生物体内合成2.酶的作用机理酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下：（1）图中ac和bc段分别表示无催化

9、剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。（2）若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。3.比较酶与激素产生化学本质作用机制激素内分泌细胞蛋白质、多肽、固醇、单胺等作为信号分子作用于相应的靶细胞，并在发挥作用后被灭活酶所有的活细胞绝大多数为蛋白质，少数为RNA作为催化剂降低反应的活化能，在化学反应的前后，其质量与化学性质均不发生改变共性均具有微量、高效性均具一定的特异性4.酶的作用特性及相关曲线分析“四看法”分析酶促反应曲线5.三法破解酶实验难题探究酶的催化作用、专一性、高效性及影响酶活性的因素，是高考的热点和难点。遵循“对照原则”利用“对比法”进行探

10、究，是解答此类试题最基本的思路和方法；分组编号施加实验条件观察实验现象得出结论，是此类实验最基本的步骤。下面对“破解”酶实验难题的三个方法进行分类分析。（1）用“试剂检测法”鉴定酶的本质实验原理和方法设计方案：项目实验组对照组材料待测酶溶液已知蛋白液（等量）试剂分别加入等量的双缩脲试剂现象是否呈现紫色呈现紫色结论呈现紫色说明该酶为蛋白质类，否则该酶不属于蛋白质类同理，也可利用吡罗红能使RNA呈红色来设计实验验证酶是RNA。（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验证酶的高效性a.设计思路验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂催化底物的反应速率进行比较

11、，得出结论。b.设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的“酶溶液”（如生物材料研磨液）等量的“无机催化剂”现象反应速率很快，或反应用时短反应速率缓慢，或反应用时长结论酶具有高效性验证酶的专一性a.设计思路验证酶专一性的方法也是“对比法”。常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。b.设计方案项目来源:Zxxk.Com方案一来源:学_科_网方案二实验组对照组实验组对照组材料底物相同（等量）与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶溶液另外一种酶溶液同一种酶（等量）溶液现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专

12、一性酶具有专一性（3）用“梯度法”确定酶的最适温度和pH设计思路常用“梯度法”来探究酶的最适温度（或pH），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时间最短的一组所处的温度（或pH）即最适温度（或pH）。相邻组间的差值（即梯度值）越小，测得的最适温度（或pH）就越精确。实验设计思路。a.探究酶活性的最适温度检测反应物的分解速率或反应物的剩余量（或生成物的生成速度或生成量）b.探究过氧化氢酶的最适pH的实验设计思路如下：名师点睛实验变量分析自变量：是指人为改变的变量，如氯化铁和肝脏研磨液，酶促反应温度、pH的变化等。因变量：是指随着自变量的变

13、化而变化的变量，如H2O2的分解速率或酶活性。无关变量：是指除自变量外，其他对实验结果能造成影响的可变因素，如H2O2浓度、肝脏研磨液新鲜程度等。6.酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”（1）若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不宜选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。（2）若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，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。（3）在探究酶的适宜温度的实验中，不宜选择过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢（H2O2）在常温常压时

14、就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。（4）在探究pH对酶活性影响时，宜保证酶的最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。7. “六看法”解答实验评价题在解答实验评价题时，以实验原则为依据，做到“六看”：一看实验是否遵循单一变量原则；二看有无对照及对照设置是否合理；三看方案是否可操作、实验步骤是否完整、操作顺序是否合理；四看实验材料、仪器和药剂选择与使用是否合理；五看实验结果的预期是否合理；六看实验结论是否来源于实验现象及数据。试题精粹1.下列关于酶催化特性的叙述，正确的是（）A低温降低分子运动速

15、度，抑制酶的活性B高温激发酶的活性，提高酶促反应速率C增大底物的浓度，酶促反应速率可以持续上升D增加酶的物质量，酶促反应的产物量随之增加2.（2014广东广州二模，3）如图表示物质S在酶E的催化下水解成P的反应图解，下列叙述正确的是（）A酶E可为该反应提供活化能B酶E水解的产物是H2O、CO2等物质C若S是麦芽糖，则可用斐林试剂来检测P的生成情况D若S代表二肽，则E、P可分别代表肽酶、氨基酸 3.（2014安徽联考）下列有关酶的叙述，正确的是（）A合成ATP与分解ATP的酶相同B酶只能在细胞内起催化作用C高温和低温都会使酶永久失活D酶在低温时空间结构保持稳定4.如图表示“比较过氧化氢在不同条件

16、下的分解实验”。下列相关分析合理的是（）A本实验的因变量是不同的催化剂B本实验的无关变量有温度和酶的用量等C1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验D分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能5.酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，两者作用特点如图甲所示，图乙表示相应的反应速率。下列有关叙述不正确的是（）A曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果B曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制C曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低D非竞争性抑制剂与该酶结合后能改变其空间结构6.如图是某种酶催化某二糖的水解过程示意图。据图分析下列说法正确的是（）A该过程可以表示麦芽糖的水解B反应

17、前后酶的化学性质没有发生改变C该酶也可以催化其他二糖的水解D该反应过程中的酶只能利用一次7.下列描述酶的特性和作用机理的曲线，正确的是（）8. （2014湖南六校联考，3）利用麦芽酿造啤酒时，麦芽中多酚氧化酶（PPO）的作用会降低啤酒质量。图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线，有关叙述错误的是（）APPO催化多酚类物质的生化反应B相同温度时，pH 7.8的酶促反应产物比pH 8.4的少C在制备麦芽过程中应将反应条件控制在温度80 、pH 8.4D高于90 ，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度越高变性越快9.将萝卜磨碎制得提取液，取等量的四份分别加入pH为3、5、7、9的盛有等量过氧化氢

18、溶液的几个试管中，温度保持在30 。结果每个试管都产生气体。重复上述实验，只是把提取液的加入量减半。两次实验中过氧化氢反应相同时间后的剩余量如图所示。下列判断正确的是（）A这两次实验的差异是由pH不同造成的B曲线b是第一次实验的结果C提取液的量会明显影响过氧化氢酶的最适pHD用点燃的卫生香检验气体产生情况时，pH为7的一组中最容易熄灭10.如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是（）A在A点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大B在B点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大C在C点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大D该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变

19、化特征11.如图表示在最适温度、最适pH等条件下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。下列说法错误的是（）A曲线的AB段表明，随着反应物浓度的增加，反应速率逐渐加快B如果温度升高10 重复实验，则图中A点的位置将下移C如果从乙点开始，往反应混合物中加入少量同样的酶，曲线中B点会上升D曲线BC段反应速率不变，说明随着反应物浓度的增加，酶已经完全被分解了 12.（2014执信中学、广雅中学、广州六中联考改编）有人进行实验以研究化合物P对淀粉酶活性的影响，结果如图。下列分析不正确的是（）A实验中应保持pH不变B曲线2作为实验对照CP对该酶的活性有抑制作用D若反应温度升高，则A点未必上移13.如

20、图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的示意图，图乙所示在最适温度下，pHb时H2O2分解产生O2的量随时间的变化情况。若该酶促反应过程中某一条件发生变化，下列说法正确的是（）A如果温度升高，图乙中O2的最大生成量要降低B图乙中经过一段时间后，O2的生成量不再增加的原因是H2O2已经全部被分解C如果pH过高，则图乙中O2生成量肯定为0D图甲中pH从c降低到b过程中反应速率会逐渐加快14.请你解读与酶有关的图示、曲线，然后回答下列问题。（1）图1和图2分别表示了酶具有_的特性。洗衣粉中加有的A，之所以能够耐酸碱、忍受表面活性剂和较高温度，是因为它是通过_精心设计改造生产出来的；控制其合成的直接模板主要分

21、布在细胞的_中。（2）图3是与酶活性影响因素相关的曲线，当pH从5上升到7时，酶活性的变化过程是_；从图示曲线我们还可以得出的结论是_。（3）图4中A点后酶促反应速率不再增加，其限制因素主要是_。从图5可以得出的结论是：在底物足量条件下，_。15.（2013江苏改编）为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是（）实验编号探究课题选用材料与试剂温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂A实验 B实验 C实验

22、D实验16.下列有关酶的实验设计思路正确的是（）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利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性C利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性D利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响17.下列能够证明某种酶的化学本质是RNA的实验设计组合是（）组别实验处理待测酶液吡罗红染液是否呈现红色待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色已知RNA溶液吡罗红染液出现红色已知蛋白液双缩脲试剂紫色反应A B C D18.食虫植物猪笼草的分泌液能将昆虫消化并吸收。下列有关探究猪笼草分泌液中是否含有蛋白酶的实验设计方案示意图及其叙述，不

23、正确的是（）A实验组和对照组分别加入等量的猪笼草分泌液和清水B实验较简单的设计是试管中的底物为固体蛋白块C实验组和对照组反应后必须加入双缩脲试剂进行检测D该实验设计的原理是利用酶具有专一性的特点19.在下列实验中，试管内容物一定变成蓝色的是（）试管号试管内容物条件检验12 mL糨糊2 mL纯唾液37 ，10 min3滴碘液22 mL糨糊2 mL清水37 ，10 min3滴碘液32 mL糨糊2 mL稀释10倍的唾液37 ，10 min3滴碘液42 mL糨糊2 mL纯唾液0 ，10 min3滴碘液52 mL糨糊2 mL纯唾液2滴浓HCl37 ，10 min3滴碘液A1、2、3 B2、3、4 C3、

24、4、5 D2、4、5 20.（2014江苏南京三模，2）下表是其他条件均为最适情况下探究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验结果，以下分析正确的是（）实验一（乳糖浓度为10%）实验二（酶浓度为2%）酶浓度相对反应速率乳糖浓度相对反应速率00001%255%252%5010%504%10020%655%20030%65A实验一若继续增加酶浓度，相对反应速率不再增大B实验二若继续增加乳糖浓度，相对反应速率会增大C实验二若将反应温度提高5 ，相对反应速率将增大D实验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度21.下表是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计及结果。试管纤维素悬液/mL222纤维素酶液/mL1

25、11反应温度/304050斐林试剂/mL222砖红色深浅根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是（）A该实验的自变量为温度B该实验检测的因变量是还原糖的生成量C纤维素被水解成了还原糖D该纤维素酶的最适温度为40 22.某同学在探究“过氧化氢在不同条件下的分解情况”时，对实验的处理如表所示，下列叙述错误的是（）试管组别实验处理加入体积分数为3%的H2O2溶液/mL温度加入试剂试管12常温/试管2290 /试管32常温2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液试管42常温2滴质量分数为20%的肝脏研磨液A.在上表的实验处理中，研究了两个自变量B试管1和试管2组合可用来研究温度对酶活性的影响C试管1、

26、试管3和试管4组合可用来研究酶的高效性D该实验也能证明温度和无机催化剂对过氧化氢分解的影响 23.（2014安徽合肥质检）如图表示改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果，请据此分析，改变下列哪种因素才能获得改变后的结果（）A温度 BpHC淀粉溶液量 D唾液量24.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/min139114560（1）请根据表中数据，在坐标图中画出pH与酶

27、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行的方案来测定pH对酶活性的影响：_。 25.（2014泉州质检）研究小组利用下列实验材料、试剂及实验装置进行“验证酶具有专一性”的实验。（一）材料与试剂：猪小肠蔗糖酶（最适温度50 ）、唾液淀粉酶（最适温度37 ）、质量分数5%麦芽糖溶液、质量分数5%蔗糖溶液、质量分数5%淀粉溶液等。（二）实验装置：（注：二糖、单糖不能透过所用半透膜，水可以透过）请回答下面的问题。（1）实验步骤：U形管A侧加入20 mL质量分数为5%麦芽糖溶液，B侧加入20 mL质量分数为5%_溶液，一段时间后观察A、B两侧液面平齐。A、B两侧均加入等量适量的_酶，水浴缸温度设为_ ，一段时间后观察A、B两侧液面变化。（2）预期实验结果：A侧液面_，B侧液面_。（3）实验步骤中，一段时间后若分别取U形管A、B侧溶液，加入斐林试剂水浴加热，则A侧溶液