导学案4：酶与酶促反应

第1节酶与ATP酶与酶促反应一、考点内容全解（一）本讲考什么1．酶的发现与特性（1）酶的发现：按时间顺序了解酶本质的研究历程及研究方法的精妙（2）酶的特性：2．ATP与能量（1）ATP是生命活动的直接能量来源，但它在细胞内的含量并不高，因此细胞内ATP的形成与分解相当频繁（2）在ATP的形成与分解时都涉及到能量，但两者能量的性质有差异（二）考点例析[例1]下列关于酶的叙述，不正确的是A．酶的催化效率很高 B．酶大多数是蛋白质，少量是RNAC．酶只有在细胞内才具有催化功能 D．淀粉酶不能催化麦芽糖分解成葡萄糖[解析]本题是对酶的基本性质的考查酶是活细胞产生的具有催化能力的化学物质，具有三个特性酶虽然是活细胞产生的，但酶不仅在细胞内具有催化作用，在细胞外的适宜环境中也同样具有催化作用，典型的如消化道内的消化酶作用[答案]C[特别提示]对概念的理解一定要准确，虽然酶是活细胞产生的，但作用的部位却可以是多样的，联系实际分析可起到事半功倍的效果，消化道内的消化就是大家所熟悉的一个例子[同类变式一]下表是为了认识酶作用的特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法及结果，通过分析实验不能得出的结论是A．酶的催化效率有高效性 B．酶的催化条件有温和性C．酶的催化对象有专一性 D．高温会使酶失去活性[解析]本题是以实验现象来分析酶的特征，在考试中比较常见实验1是其它实验的对照，实验3与1比较可得出酶具有高效性的特点，实验4分析可得出酶发挥作用需要一定的条件，即必须是在常温下有效实验3与实验2比较说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要强但整个实验不能得出酶有专一性的特点[答案]C[特别提示]实验结果的分析一定要实事求是，不能以主观判断代替实验分析，否则实验本身就失去了意义，实验就成为一种形式科学的价值在于通过具体的分析找到解决问题的途径或发现事实的真相[同类变式二]下图所示中的A、B、C三图依次表示酶的浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系.请根据图回答下列问题：（1）图A中．反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是:__________（2）图B中，a点所对应的温度称___________（3）图B中a点到b点曲线急剧下降，其原因是____________（4）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20分钟后取出转入（5）图C表示了______________催化反应的速率变化曲线A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶 C．胰蛋白酶 D．植物淀粉酶[解析]本题要根据曲线对酶的性质作出判断，考查图文转化能力(1)由于酶的浓度是一定的，酶的催化作用具有高效性，因此，在A图中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升当反应物达到一定程度时，随着反应物浓度的增加，反应速度几乎不再增加这是因为：酶虽然具有高效性，但它的催化能力也是有一定限度的．当所有的酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不再增加，这是受酶的浓度的影响（2）温度影响酶的催化效率：在一定范围内，酶的催化效率与温度成正相关，超过这个温度(最适温度)呈负相关B图中，a点酶的催化效率最高，因此，它所对应的温度就是酶反应的最适温度(3)从a点到b点曲线急剧下降，这是因为温度升高，酶的活性下降(4)由于甲试管的温度较低，抑制了酶的活性，反应速度很慢，当转入37℃(酶反应的最适温度)的水浴锅中保温后，其反应速度会迅速增加乙试管在７5℃高温下，酶变性失活，当转入[答案]（1）受反应液中酶浓度的限制（2）酶反应的最适温度（3）温度升高使酶活性下降（4）速度加快无催化反应（5）C[例2] 下列关于“ATPADP+Pi+能量”反应式的叙述．正确的是A．反应式物质可逆，能量不可逆 B．反应式能量可逆，物质不可逆C．两者均可逆 D．生物体内，ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用[解析]ATP与ADP的转变仅仅只是物质上的可逆，并不表示化学上的可逆反应．这是因为：（１）从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应催化该反应的酶属于水解酶；而ATP的生成是一种合成反应，催化该反应的酶属合成酶，而酶具有专一性，因此反应条件不同(２)从能量上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能、而合成ATP的能量主要有化学能和太阳光能因此能量来源不同（３）从ATP的合成与分解的场所上看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP分解的场所较多如细胞膜（主动运输消耗ATP)、叶绿体基质(暗反应中ATP放能、贮存在合成的有机物中)，细胞核(DNA的复制和RNA的合成耗能)等.因此其合成与分解的场所不完全相同.综上所述，．ATP与ADP相互转变的反应并不是简单的可逆反应.[答案]A[同类变式]下图示意生命活动有关能源物质之间的联系，请分析回答（1）生物细胞内主要的储能物质是图中的_________（2）当动物体内ATP不足时，会发生C的变化补充ATP（丙），请写出生成ATP需要的条件____________（3）生物体内最终的能源物质是图中的___________，它表示_____________（4）图中三项生理活动的名称分别是：A__________，B_________D________.[解析]本题的解答需要明确生物体内能量物质的转变过程与条件核心是葡萄糖的形成与分解由图分析，形成葡萄糖的途径为甲→丙→葡萄糖或乙→丙→葡萄糖，而题干已经提示C过程是补充形成ATP的途径，则乙应当是ADP和Pi，甲应为太阳能，通过光合作用将光能转变为化学能，它也是能量的最终来源[答案]（1）多糖、脂肪（2）ADP、Pi、酶、能量（3）甲太阳光（4）光合作用光反应光合作用暗反应呼吸作用[延伸拓展]图象分析的关键之一是要明确关键点，这是解题的题眼，另外要正确应用已知条件，如本题中丙为ATP，可大大减少解题的障碍二、能力提升技巧（一）考试技巧在哪里本讲内容比较基础，但实验问题很多，要求能通过实验现象分析实验或利用实验原理设计实验1．实验现象的分析一定要实事求是，尽可能联系已经学过的知识解释相关现象2．实验是生物学研究的最主要手段之一，对于实验设计现已纳入高考的考试要求中，如何进行实验：一定要了解实验的基本要求，如对变量的控制、对照实验的设置等证明酶特性的实验可举例如[例4][例3]在煮过的和没煮过的土豆片上分别滴几滴过氧化氢在土豆片X上出现泡沫，在土豆片Y上没有泡沫，以下哪一项是正确的解释A．土豆片X是煮过的，因为过氧化氢只影响碳水化合物分解成单糖

B．土豆片X是煮过的，因为在没煮过的土豆片中的酶使过氧化氢不起作用

C．D．土豆片X是没煮过的，因为过氧化氢分解土豆片中的酶[解析]本实验中实验现象明确，分析问题时可思考为什么在滴过氧化氢溶液时会冒泡：细胞内有过氧化氢酶，酶的特性是发挥作用需要常温条件，加热后使酶蛋白变性而失去活力，本例中过氧化氢酶将H2O2分解而出现气泡[答案]C[例4]实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25℃酶溶液的pH12345蛋白块消失的时间（min）1391145>60（1）酶活性最强时的pH是_________（2）蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________（3）请以2种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成（4）在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是_________（5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计?[解析]本题不同于上例的是除对实验结果进行分析外，还需要对实验进一步完善，即需要实验设计通过对实验数据分析可知道，蛋白块消失越快，酶的活性应当越强为了加快实验进程，可对实验进行改进：酶的特性有高效性，在反应物浓度一定的条件下，酶量的增加对速度无大的影响，但若增大反应物与酶的接触面积，则相当于增加了反应物浓度，将加快反应速度；酶发挥催化效能需要一定的温度，有一个最适温度，模拟人体内的温度应为37℃[答案]（1）2（2）