生物高考总复习必修一

1．酶在细胞代谢中的作用(1)细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的许多

的统称，是细胞生命活动的基础。(2)酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有

，同时也证明与无机催化剂相比，酶具有

的特性。

化学反应催化作用高效(3)酶的作用机理①活化能是分子从

转变为容易发生化学反应的

所需要的能量。②酶的催化作用机理是

。2．酶的本质(1)酶本质的探索过程酶本质的探索过程

常态活跃状态降低活化能活酵母细胞

蛋白质

RNA

(2)酶的本质：酶是

产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是

，少数酶是

。

活细胞蛋白质RNA1．高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。2．专一性：一种酶只能催化

化学反应。

一种或一类物质3．作用条件较温和：酶的催化作用对温度和pH等条件有严格的要求。在

的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失活，在

条件下，酶的活性降低，但不会失活。

酶作为生物催化剂，与无机催化剂的相同之处是：①化学反应前后数量和性质不变。②加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。③都降低化学反应的活化能。

过酸、过碱、温度过高低温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：已知蛋白质溶液＋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。(3)利用酶的专一性原理来证明：

特别提醒上述实验中的(2)和(3)对比，还可说明酶与无机催化剂相比，具有高效性。外延拓展酶知识的正误辨析

下列关于酶的叙述中正确的是A．酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动B．活细胞都可产生酶，酶可在细胞外起作用C．酶都是在核糖体上合成的D．所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应思维提示

本题考查对酶概念的理解。解答本题时应注意：①酶的产生部位；②酶的化学本质；③酶的生理作用，再结合各选项进行解答。【题后反思】

证明酶的本质是蛋白质的依据(1)酶水解后的最终产物是氨基酸，酶能被蛋白酶水解而失活。(2)酶是具有生物活性的大分子，凡是能使蛋白质变性的因素(高温、强酸、强碱等)都可使酶变性失活。(3)酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应(与双缩脲试剂反应呈紫色)。(4)元素组成和蛋白质相同，也可用氨基酸人工合成。

1．下列有关酶的正确叙述是①是有分泌功能细胞产生的②有的从食物中获得，有的是体内转化而来③凡是活细胞都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在细胞内发挥作用A．①②⑤

B．③⑦⑨C．③④⑧

D．④⑤⑥解析

酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物，即酶大多数是蛋白质类物质，少数为RNA，它只有催化功能，在个体发育中起调控作用的是激素。答案

C

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要的时间，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，反应速度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)在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。(2)在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。(3)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。

(4)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)在其他条件适宜、酶量一定的条件下，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)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

①温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。

动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1mol谷氨酸分解为1molγ－氨基丁酸和1molCO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见下图甲和图乙。

请根据以上实验结果，回答下列问题：(1)在图甲画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。(2)当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃，请在图甲中分别画出理想条件下CO2浓度随时间变化的曲线(请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线)，并分别说明原因。(3)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图乙中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“4”标注)，并说明其原因。

解析

物质浓度与酶的活性、反应时间有密切关系；酶与温度、pH等外部条件都有密切关系；催化反应速率与酶浓度有密切关系。绘制曲线时注意对比参照题中已知曲线，准确画出各种曲线的走向变化。答案

(1)见曲线1(评分依据：每分解1mmol谷氨酸则产生1mmolCO2，根据CO2浓度变化曲线，可得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线)(2)当谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%时，见曲线2。其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少当温度降低10℃时，见曲线3。其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加(3)见曲线4(注：曲线4为一条不经过原点的与原曲线平行的曲线，平移距离不限)。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变

2．在其他条件不变而酶浓度增加时，下列图中能正确表示生成物量变化的是(各选项中的虚线为酶浓度增加后的变化曲线)

解析

本题考查酶促反应的特点，酶能降低反应的活化能，进而加快反应的速度，但不能改变化学反应的平衡，即不会改变生成物量。答案

C

与酶相关的系列实验设计1．验证酶催化作用具专一性(探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用)

(1)实验原理

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.验证酶的催化作用需温和的条件由于多数酶是蛋白质，具有一定的结构和功能，其结构会因温度、pH等的变化而改变，进而影响催化活性。因此，酶的催化作用需温和的条件。

(1)实验方案：使同一种酶分别处于不同的温度或pH条件下，分别催化同一种底物，观察其催化活性的变化。实验预期：高温、过酸或过碱会使酶失活。(2)实验原理

(3)实验程序①温度对酶活性的影响

②pH对酶活性的影响(4)实验结论：酶的催化作用需温和条件。(需适宜的温度和酸碱度)

验证酶的催化作用需适宜温度时，若用淀粉作反应底物，不宜选用斐林试剂检测反应进行程度，因斐林试剂需在加热条件下才能与还原糖反应产生砖红色沉淀，而低温处理组的淀粉酶可能会因温度升高而恢复活性从而干扰实验结果。(2009·全国Ⅰ)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，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。(1)实验步骤：①____________________________________________；②____________________________________________；③____________________________________________。(2)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____________________。(3)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_______________。

思维提升

(1)要验证过氧化氢酶具有催化作用，需将有无过氧化氢酶设置为单一变量进行对照实验。而验证过氧化氢酶具有高效性，则需要将催化剂的种类(即：催化剂为过氧化氢酶或Fe3＋)设置为单一变量进行对照实验。(2)与Fe3＋相比，酶具有高效性，所以不同处理的试管中释放O2的速度从快到慢依次是：加酶溶液的试管，加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管。(3)在80℃的高温环境中，酶因失活而失去催化作用，而FeCl3催化作用加快，故加FeCl3溶液的试管O2释放速度最快。而另两支试管O2释放速度无明显差异。

答案

(1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和牛过氧化氢酶溶液③观察各管中释放气泡的快慢(2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的试管在此温度下，FeCl3催化作用加快，而牛过氧化氢酶因高温变性而失去了活性【题后反思】

学会设计实验，理解单因子变量原则，理解酶的高效性和催化作用，酶是蛋白质，温度过高会导致失活。

1．生物体内的大多数酶都A．能使不能发生的化学反应发生B．能降低化学反应的活化能C．能改变化学反应的平衡点D．只有在细胞内才能起作用解析

酶能降低化学反应的活化能，且比无机催化剂降低活化能的作用更显著；酶催化的化学反应只能使化学反应达到平衡点的时间缩短，但不能改变化学反应的平衡点，也不能使不能发生的化学反应发生；有些酶被分泌到细胞外行使其功能，如消化酶。答案

B

2．(2009·杭州模拟)将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至2.0，保存于37℃的水浴锅内，过一段时间后，容器内剩余的物质是A．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水解析

酶的催化作用需要适宜的pH，唾液淀粉酶的最适pH为6.8，胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.2。则将它们与乳清蛋白、淀粉和适量水混合并调整pH至2.0时，在适宜温度下，只有胃蛋白酶保持催化活性而将乳清蛋白、唾液淀粉酶水解为多肽，但却不能水解淀粉，因而一段时间后，容器内剩余的物质是淀粉、胃蛋白酶、多肽、水。答案

A

3．为了认识酶作用的特性，以20%过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示，通过分析实验结果，能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中得不到实验依据的一项是A.从催化反应条件看，酶有温和性B．从催化活性看，酶变性后就失活C．从催化底物范围看，酶有专一性D．从催化反应效率看，酶有高效性解析

题干信息反映了酶具有高效性且酶的催化作用要受到温度的影响，没有与酶催化作用具有专一性的相关信息，因而得不出该结论。答案

C

4．(2009·潍坊期末统考)下图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，正确的是

A．该酶的最适温度是37℃B．随着pH的升高，酶的活性先降低后增大C．随着温度的升高，酶的最适pH不变D．随着温度的升高，酶的活性逐渐降低

解析

该图表示反应物剩余量随pH及温度的变化情况，所以剩余量越少，代表反应越快，该酶的最适温度为35℃。B项，随着pH的升高，酶的活性先升高后降低；D项，随着温度的升高，酶的活性也是先升高后降低。从图中可以看出随温度的升高，酶的最适pH是8，保持不变。答案

C

5．(2010·天星教育)当细胞内有某种RNA存在时，某一生化反应能正常进行，当这种RNA被有关水解酶水解后，该化学反应停止。导致这一现象的可能原因是A．该生化反应的酶是RNA水解酶B．该种RNA上具有控制生物性状的遗传基因C．该种RNA能调控细胞内所有的生化反应D．该种RNA在此生化反应中能起催化作用解析酶的化学本质是蛋白质或RNA，从题意看，催化该生化反应的酶是某种RNA。答案

D

6．(2010·浙江温州八校联考)如图为酶催化反应效率关系图，A→B代表酶催化效率坐标：0到100%，A→C代表温度坐标：0到70℃，C→B代表溶液酸碱度坐标：pH＝0.1到pH＝14的范围，分析不合理的是

A．JH和HK可以用来体现胃蛋白酶和胰蛋白酶在不同酸碱溶液环境下的反应特点B．KG线段所代表的酶，其最适温度在EF范围内C．GK和HK所代表的某酶的催化效率差异，其关键影响因素是温度D．某酶因为温度改变从JH偏移为JG，那么在AE和EC之间各有一个温度取值解析胃蛋白酶适宜强酸环境，胰蛋白酶适宜偏碱性的环境，故A项正确。每一种酶有其最适温度，依图示，KG线段所代表的酶，其最适温度在EF范围内，故B项正确。答案

C

7．