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1、第8讲降低化学反应活化能的酶酶的本质和作用1酶的本质及生理功能助学巧记酶概念的“二、一、一、一”(必修1 P78“问题探讨”改编)1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了，下列叙述错误的是()A该实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化B该实验的推论是胃内的化学物质将肉块分解了C欲证明相关推论可收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解D胃内的化学物质只能在胃内发挥“分解肉块”的作用，若该物质提取出来，则不能将肉块分解解析：选D。胃内的化学物质
2、中含胃蛋白酶，即使在胃外，也能将肉块分解。 2酶的作用原理下图曲线表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。(1)无催化剂的反应曲线是。(2)有酶催化的反应曲线是。(3)ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)ba段的含义是酶降低的活化能。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将向上移动。 考向1酶的本质1(2018安徽黄山质检)下列有关酶的叙述，正确的是()A酶是活细胞产生的在细胞内外均可起调节作用的微量有机物B检测蛋白酶的催化作用可用双缩脲试剂检验反应物是否完全水解C较弱光照条件下，因与光反应有关的酶的活性降低，光合作用的速率会减小D淀粉
3、酶经高温烘干制成药剂后会因空间结构遭到破坏而失活解析：选D。酶是活细胞产生的，在细胞内外均可起催化作用的有机物，具有微量、高效性，A错误；蛋白酶的化学本质为蛋白质，蛋白质和多肽都含肽键，都会与双缩脲试剂反应呈紫色，B错误；较弱光照下，由于能量供应减少使光反应速率减小，并未使有关酶的活性降低，C错误；高温可破坏酶的空间结构，导致酶变性失活，D正确。2(2018云南玉溪一中月考)在生命活动中，酶、激素、神经递质、抗体、tRNA等都有一定的专一性，下列叙述正确的是()ARNA聚合酶能催化转录过程，也能使DNA中的氢键断裂B性激素的合成需要mRNA和核糖体的参与C淋巴因子、溶菌酶都是免疫活性物质，均在
4、第二道防线中发挥作用D神经递质通过载体进入突触后神经元时发生了“化学信号电信号”的转变解析：选A。RNA聚合酶能催化转录过程，也能使DNA中的氢键断裂，A正确；性激素的化学本质是固醇，在内质网中合成，B错误；淋巴因子、溶菌酶都是免疫活性物质，溶菌酶在第一、二道防线中发挥作用，淋巴因子在第三道防线中发挥作用，C错误；神经递质通过与突触后膜的特异性受体结合，使突触后神经元发生“化学信号电信号”的转变，D错误。具有专一性的五类物质(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切割位点上切割DNA分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不
5、同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 考向2结合具体生理情景考查酶的作用3(2016高考海南卷)下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述，错误的是()A植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质B植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同C光合作用中，催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上D呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上解析：选D。植物根细胞通过主
6、动运输吸收离子，存在载体蛋白，A项正确；液泡膜与类囊体膜功能不同，其上的蛋白质不同，B项正确；类囊体薄膜上发生光反应，存在催化ATP合成的酶，C项正确；细胞呼吸第一、二、三阶段都可以产生ATP，分别发生在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上，D项错误。4(2015高考福建卷)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2C5(即RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2 的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是()A菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质BRuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C测
7、定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高解析：选B。由题意可知，RuBP羧化酶催化的反应为CO2的固定，发生在暗反应阶段，其反应场所是叶绿体基质，A项正确；光合作用的暗反应在有光、无光条件下都可以进行，B项错误；从菠菜叶中提取该酶后，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度，说明该过程运用了同位素标记法，C项正确；RuBP羧化酶活性越高，其催化CO2的固定产生的C3就会越多，D项正确。高考常考的几种酶及作用归纳(1)ATP水解酶：能打开远离腺苷的高能磷酸键。(2)ATP合成酶：能连接远离腺苷的高能磷酸键。(3)
8、蛋白酶：将蛋白质的部分肽键切断，得到不同的肽链和氨基酸。(4)纤维素酶、果胶酶：水解纤维素、果胶，破坏植物细胞壁。(5)胰蛋白酶：动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶第一次为用其处理剪碎的组织以使其分散成单个细胞，第二次为用其处理贴于瓶壁生长的细胞。 酶的作用特性及影响因素1酶的特性(1)酶具有高效性图中曲线A、B、C代表酶的是A。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只能缩短化学反应的时间，不改变化学反应的结果。(2)酶具有专一性写出图中所示的化学反应BEF。图中C、D表示不能(填“能”或“不能”)被该酶催化的物质。结论：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。下图曲线甲表示酶A催化该化学反应的反应速
9、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。2影响酶促反应速率的因素分析 考向1酶的特性1.(2018合肥六校联考)如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不正确的是()A酶的形状在催化过程中会发生改变B底物与酶特定部位的结合具有专一性C此图可表示1分子蔗糖经酶催化后产生2分子葡萄糖的过程D图示过程能够保证酶保持较高的催化活性解析：选C。1分子蔗糖经酶催化后产生1分子葡萄糖和1分子果糖，C错误。 考向2酶活性的影响因素2(2017高考天津卷)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是() A酶C降低了A生成B这一反应的活化能B
10、该体系中酶促反应速率先快后慢CT2后B增加缓慢是酶活性降低导致的D适当降低反应温度，T2值增大解析：选C。加入酶C后A浓度降低，B浓度升高，说明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，A项正确；随着反应的进行，底物A浓度由大变小，酶促反应速率先快后慢，B项正确，C项错误；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2值增大，D项正确。“四看法”分析酶促反应曲线变式1 在最适温度和pH条件下将一定量的淀粉与淀粉酶进行混合，图中曲线为麦芽糖生成量情况，曲线或为在P点时改变某一条件后所得。下列叙述中正确的是()A曲线所示麦芽糖生成速率不断减小说
11、明淀粉酶活性不断降低B在P点时若降低温度会得到曲线，若提高温度会得到曲线C在P点时若适当降低pH、将酶换成无机催化剂均会得到曲线D在P点时若增加一定量的淀粉会得到曲线解析：选C。曲线是在最适pH条件下得到的，故在P点时适当提高或降低pH均会得到曲线；酶的催化效率高于无机催化剂，故将酶换成无机催化剂也会得到曲线，C正确。曲线所示麦芽糖生成速率不断减小是淀粉不断被消耗，含量减少所致，淀粉酶活性不改变，A错误。曲线是在最适温度条件下得到的，故在P点时提高或降低温度均会得到曲线，B错误。在P点时若增加淀粉量会使最终生成的麦芽糖总量增加，而图中麦芽糖的最终生成量是恒定的，所以曲线不是增加淀粉量造成的，D
12、错误。变式2 (2018安徽六安一中模拟)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BpH值C淀粉溶液量 D唾液量解析：选C。改变温度和pH会影响酶的活性，从而影响化学反应速率，但不改变化学反应的平衡点，即产物的最终产量不变，图中实验组的还原糖生成量明显减少，A、B错误；改变底物的量，产物的量则会改变。图中对照组的还原糖生成量一直多于实验组的还原糖生成量，故改变的是淀粉溶液量，即降低了淀粉溶液量，C正确；改变唾液量，即唾液淀粉酶的量，会影响化学反应速率，但不改变化学反应的平衡点，即产物的最终产量不变，图
13、中实验组的还原糖生成量明显减少，D错误。“三法”突破酶的实验设计题型 突破点1“试剂检测法”鉴定酶的本质(1)设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或RNA的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应，而RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案即可。 (2)设计方案突破训练1猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35 水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任
14、何试剂，下列对实验现象的预测正确的是()A甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失B甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失C甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失D甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失解析：选C。本实验属于验证性实验，因为分泌液中含有蛋白酶，蛋白酶和蛋白液的化学本质都是蛋白质。鉴定蛋白质常用的试剂是双缩脲试剂，呈紫色反应。实验中的甲和乙试管始终显示紫色，不能形成对照；而实验改用观察蛋白块的存在情况(丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失)，形成鲜明的对照，说明了猪笼草的分泌液中含有蛋白酶。 突破点2“对比法”验证酶的高效性
15、和专一性(1)验证酶的高效性设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。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(2)验证酶的专一性设计思路：常见的方案有两种，即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。设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料同种底物(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另外一种酶同一种酶(等量)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一性
