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1、第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 第2节 细胞的能量 通货 ATP 考点一 酶的本质 作用与特性 核心知识通关 1 酶的作用和本质 1 基础知识 酶的本质质绝绝大多数是 少数是 合成原料氨基酸 合成场场所 主要是细细胞核 真核 细细胞 作用 作用 作用机理降低化学反应应的 作用场场所细细胞内 外及生物体外均能发挥发挥 作用 来源一般来说说 都能产产生 蛋白质RNA 核糖核苷酸 核糖体 催化 活化能 活细胞 2 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验实验 步骤骤实验实验 分组组 1234 添加质质量浓浓度为为 3 的H2O2溶液 2 mL2 mL2 mL2 mL 滴加3
2、 5 FeCl3溶液2滴 滴加肝脏脏研磨液2滴 控制反应应条件常温90 常温常温 观观察 结结果 气泡不明显显少量 大量 卫卫生香燃 烧烧 不明显显 较较快 燃烧烧 少量 燃烧 猛烈 燃烧 3 变量分析及结论 对对照组组自变变量无关变变量结论结论 组组1 组组2温度H2O2溶液量H2O2水解需要能 量 组组1 组组3 有无 催化剂剂 H2O2溶液量 温度 催化剂剂能 化学反应应速率 组组1 组组4有无酶H2O2溶液量 温度 酶能 化学 反应应速率 组组3 组组4 催化剂剂 的种类类 H2O2溶液量 温度 催化剂剂量 与 相比 酶的催化 效率更高 加快 加快 无机催化剂 2 酶的特性 1 酶的高
3、效性 图中曲线A B C代表酶的是 与 相比 的催化效率更高 酶只能缩短化学反应的 不改变化学反应的结 果 A 无机催化剂酶 时间 2 酶的专一性 写出图中所示的化学反应 图中C D表示 填 能 或 不能 被该酶催 化的物质 不能 下图曲线甲表示酶A催化该化学反应的反应速率 直 线乙表示无酶催化时的反应速率 若加入酶C 则最可 能的曲线是 乙 结论 每一种酶只能催化 化学反应 一种或一类 3 酶的作用条件温和 下图为温度 pH对酶活性的影响 甲 乙两图横坐标分别表示 在适宜的温度 pH条件下 酶的活性最高 图中b e点分别表示 图中c d f点分别表示 过酸 过碱 都 会使酶的 遭到破坏 使酶
4、永久性失活 温度pH 最适温度最适pH 温度过高 空间结构 图中a点表示低温 此时酶的活性 但是酶 的空间结构保持稳定 不会失活 下图为不同pH对酶促反应的影响 说明pH的变化 填 影响 或 不影响 酶的最适温度 显著降低 不 影响 3 关于酶的本质 作用和特性的实验验证 1 试剂对照法 验证酶的本质 蛋白质 RNA 2 空白对照法 验证酶的作用 实验组 反应物 酶溶液 反应速度快 对照组 反应物 等量的蒸馏水 或溶剂 反应速度 慢或无反应 结论 酶具有 作用 催化 3 对比分析法 验证酶的高效性 实验组 反应物 酶溶液 反应速度 对照组 反应物 等量的无机催化剂 反应速度 快 慢 4 对比分
5、析法 验证酶的专一性 实验组 反应物 相应的酶溶液 反应速度 对照组 反应物 另一种酶溶液 反应速度慢或无 反应 对照组 另一种反应物 与实验组相同的酶溶液 反 应速度 或无反应 快 慢 特别提醒 酶在代谢中作用的几点提醒 1 酶并不改变反应的平衡点 不能提供能量 只降低 反应的活化能 从而缩短反应达到平衡的时间 2 酶在反应后并不失活 反应前后酶的化学性质和数 量均保持不变 3 产生激素的细胞一定产生酶 但是产生酶的细胞不 一定产生激素 4 酶只有催化作用 无其他作用 5 酶是化合物 亦可以作为底物被其他酶催化分解 深化探究 1 加热提高化学反应速率的原理是 2 下图为底物浓度和酶浓度对酶促
6、反应速率的影响 据图分析 酶活性强 酶促反应速率一定快吗 原因是酶促反应速率除受 的影响外 还受 的影响 提供化学反应的活 化能 不一 定酶活性 底物浓度 酶浓度 典题技法归纳 2013 全国卷 关于酶的叙述 错误的是 A 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B 低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C 酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 D 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个反应的底 物 解析 选B 有些酶是生命活动所必需的 如与呼吸 作用有关的酶 在分化程度不同的细胞中都存在 A正 确 导致酶空间结构发生破坏而变性的因素有过酸 过碱 高温等 低温能降低酶的活性 但不
7、会破坏其 结构 B错误 酶的作用实质是降低化学反应所需的活 化能从而提高反应速率 C正确 酶是蛋白质或者RNA 可作为催化剂 如淀粉酶 也可作为底物被蛋白酶 或者RNA酶降解 D正确 母题变式 1 高温 低温时 酶的活性均很低 将温度恢复为适 宜温度 则能恢复活性的是 2 唾液淀粉酶进入胃液 将在胃蛋白酶的作用下被水 解 原因是唾液淀粉酶的化学本质是 低温 蛋白质 方法规律 记忆酶本质 作用与特性的技巧 一 一 二 二 即 1 一个来源 活细胞产生的 2 一种作用 催化作用 3 二种化学本质 蛋白质或RNA 4 二种主要影响因素 温度和pH 高考模拟精练 1 2015 海南高考 关于生物体产生
8、的酶的叙述 错 误的是 A 酶的化学本质是蛋白质或RNA B 脲酶能够将尿素分解成氨和CO2 C 蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类 D 纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁 解析 选D 本题考查酶的有关知识 酶是活细胞产 生的具有催化作用的有机物 其化学本质是蛋白质或 RNA A正确 尿素在脲酶的催化作用下分解成氨和CO2 B正确 蛋白酶和淀粉酶都可以将生物大分子水解成 小分子 属于水解酶类 C正确 植物细胞壁的主要成 分是纤维素 细菌细胞壁的成分是肽聚糖 酶具有专 一性 纤维素酶能够降解植物细胞壁而不能降解细菌 细胞壁 D错误 2 2014 福建高考 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的 蛋白质 处理
9、后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合 反应 由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是 A 蛋白酶 B RNA聚合酶 C RNA D 逆转录酶 解题指南 1 隐含信息 用蛋白酶去除大肠杆菌核 糖体的蛋白质 处理后的核糖体只有RNA 2 关键知识 核糖体主要由蛋白质和RNA组成 是合 成蛋白质的场所 解析 选C 本题主要考查核糖体的组成和功能 核 糖体主要由RNA和蛋白质构成 其功能是按照mRNA的指 令将氨基酸合成蛋白质 当用蛋白酶去除大肠杆菌核 糖体的蛋白质后 余下的物质主要是RNA 故C项正确 知识总结 酶的化学本质及作用特点 1 绝大多数酶是蛋白质 基本组成单位是氨基酸 2 少数酶是RNA 基
10、本组成单位是核糖核苷酸 3 酶的作用具有专一性 酶只催化一种或一类化学反 应 即一种酶只作用于对应的底物 3 2016 黄山模拟 图甲表示某植物淀粉酶与人的肠 淀粉酶活性受pH影响的情况 图乙表示3种脱氢酶 A B C 的活性受温度影响的情况 下列分析正确的是 A 两种淀粉酶的活性相同时pH可以不同 B 若pH由中性变为酸性 pH 5 淀粉酶的活性逐渐升 高 C A B酶活性相同时 温度对酶的影响相同 D C酶活性的最适温度为40 解析 选A 由图甲可知 酶活性 纵坐标 相同时 两种酶的pH 横坐标 可以不同 A正确 pH由中性变为 酸性时 人的肠淀粉酶活性由最高逐渐降低 B错误 由图乙可知
11、A B酶活性相同时 温度对酶的影响在B 酶的最适温度之前相同 在B酶最适温度之后不同 C 错误 由于图中C酶的活性一直在上升 所以C酶活性 的最适温度等于或大于40 D错误 加固训练 1 2015 哈尔滨模拟 下图是生物体内常见的一种生 理作用图示 下列叙述正确的是 A 图中显示a具有高效性 反应完成后 a的性质未发 生改变 B a成分均是蛋白质 C 此类反应普遍在人体组织液中进行 D 温度过高比温度过低对a的影响大 解析 选D 该反应的底物是由a的结构决定的 体 现的是酶的专一性 A项错误 图中a为酶 酶的化学 本质为蛋白质或RNA B项错误 生物体内的酶促反应 主要在细胞内进行 C项错误
12、温度过高会使酶失活 低温使酶的活性降低 因此高温比低温对酶的影响更 大 D项正确 2 2011 全国卷 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 下列分析错误的是 A 甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B 甲酶不可能是具有催化功能的RNA C 乙酶的化学本质为蛋白质 D 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 解析 选B 由图可知 甲酶的活性始终保持不变 说明蛋白酶不能水解甲酶 A项正确 甲酶不能被蛋白 酶水解 因此甲酶不是蛋白质 可能是RNA B项错误 乙酶的活性不断降低 说明能被该种蛋白酶降解 其化学本质为蛋白质 C项正确 乙酶的活性降低 是 因为蛋白酶分解破坏了乙酶的分子结构 D
13、项正确 考点二 探究影响酶活性的因素实验 核心知识通关 1 实验原理 1 酶活性 酶对化学反应的 称为酶活性 2 温度对酶活性的影响 催化效率 反应原理 鉴定原理 滴加碘液 根据淀粉遇碘 来判断酶的活性 变蓝色及蓝色 的深浅 3 pH对酶活性的影响 反应原理 鉴定原理 可用点燃的卫生香燃烧的情况来检验 产生量的多少 O2 2 实验步骤及结论 1 温度对酶活性的影响 实验实验 操作试试管编编号变变量 分析 123 加入 淀 粉酶溶液 1 mL1 mL1 mL 无关 变变量 控制温度 60 水浴 沸水浴冰水浴自变变量 加入淀粉溶 液 2 mL2 mL2 mL 无关变变 量 实验实验 操作试试管编编
14、号变变量 分析 123 一段时间时间 后混合混合混合 无关变变 量 滴加 1滴1滴1滴 实验现实验现 象 因变变量 实验结论实验结论 都影响酶的活性 碘液 不变蓝变蓝变蓝 高温 低温 2 pH对酶活性的影响 实验实验 操作试试管编编号变变量 分析 123 加入过过氧化 氢氢酶溶液 2滴2滴2滴 无关 变变量 控制pH1 mL 蒸馏馏水 1 mL 5 HCl 1 mL 5 NaOH 自变变 量 加入3 的 2 mL2 mL2 mL 无关 变变量 H2O2溶液 实验实验 操作试试管编编号 变变量 分析 123 实验实验 现现象 气泡 量 多少少 因变变 量 卫卫生 香燃 烧烧 实验结论实验结论 都
15、影响酶的活性 猛烈不燃烧不燃烧 过酸 过碱 特别提醒 1 实验变量控制的三个原则 实验变实验变 量控制原则则实实例 自变变量 单单一变变 量原则则 探究温度对对酶活性的影响实验实验 中只 有温度一个自变变量 无关变变量 等量适 宜原则则 探究温度对对酶活性的影响实验实验 中pH 为为无关变变量 不但相同 还还要适宜 因变变量 可观测观测 性原则则 探究温度对对酶活性的影响实验实验 中 用碘液遇碘变蓝变蓝 的颜颜色反应应将不可 观测观测 地反应应直观观地显现显现 出来 便于 实验结实验结 果的观测观测 2 在探究温度或pH对酶活性影响的实验中 应先控制 酶的温度或pH 再将酶与底物混合 而不能颠
16、倒 否 则酶会在调节温度或pH的过程中 先将底物分解 导 致实验失败 3 实验用的淀粉酶最适温度不同 若用唾液淀粉酶进 行实验 则应将60 水浴改为37 水浴 4 由于过氧化氢在加热的条件下自身会加快分解 因 此在探究温度对酶活性的影响实验中 不能选用过氧 化氢酶催化过氧化氢分解 5 探究温度对酶活性影响实验中不能用斐林试剂鉴定 因为使用斐林试剂时要水浴加热 会改变实验的自 变量 创新探究 若要定量探究 淀粉酶的最适温度 请完善以下实验 设计思路 1 自变量的设计 在一定温度范围内设置 2 因变量的定量检测 可以测定 也可以测定 温度梯度 反应相同的程度所需 的时间反应相同时间内溶液颜色的深浅 3 下图为某研究小组根据实验结果绘制的曲线图 则 该研究小组能否得出 淀粉酶的最适温度 试分析原因 不能 曲线最低点无转折 说明温度范围选择 偏低 应在更高的温度范围内设置温度梯度 重新进 行实验 高考模拟精练 1 2016 泰安模拟 下表是某同学为验证酶的专一性 而设计的实验方案 a d代表试管 代表实验 步骤 对该实验方案的有关评价 错误的是 abcd 淀粉溶 液2 mL 蔗糖溶 液2 mL
