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一、酶在细胞代谢中的作用下图曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。(1)没有酶催化的反应曲线是。(2)有酶催化的反应曲线是。(3)AC段的含义是。(4)BC段的含义是。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将如何移动？。(6)通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，对于酶的作用形成哪些认识？。在无催化剂催化条件下，反应所需的活化能②酶降低的活化能B点将向上移动①酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著，具有高效性本质基本单位合成场所绝大多数是蛋白质少数是核糖核苷酸细胞核二、酶的本质和特性1．酶的基本单位、合成场所氨基酸RNA核糖体2.酶的特性(1)酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍，这说明酶具有。(2)淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，这说明酶具有。(3)作用条件较温和：、、都会使酶变性失活。高效性过碱过酸专一性高温考点一酶的本质、作用和特性考情解读高考对本考点常通过实验设计题、图像图表题、文字叙述题等进行考查，预计2013年高考命题角度仍会主要以图表形式联系生产生活实际综合考查酶的特性和应用。[做一题][例1](2011·天津高考)下列有关酶的叙述正确的是()A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率C．在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸[解析]本题综合考查酶的化学本质、作用原理、专一性和在现代生物科技中的应用等，意在考查理解能力，要求能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系。大多数酶的化学本质是蛋白质，少数为RNA，所以其基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸是DNA的基本组成单位，A错误；酶只能通过降低反应物的活化能来提高化学反应速率，不能为反应物提供能量，B错误；胰蛋白酶可以促进细胞之间的粘连物质水解，使细胞分散开，C正确；DNA连接酶可以催化五碳糖和磷酸之间形成磷酸二酯键，D错误。[答案]C[链一串]1．酶的概念拓展类别内容来源一般来说，活细胞都能产生酶功能降低化学反应的活化能，提高化学反应速率种类按存在部位分胞内酶：合成后在细胞内起作用，如有氧呼吸酶胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶类别内容种类按功能分水解酶：在物质水解时起催化作用合成酶：在物质合成时起催化作用与无机催化剂相同的性质①降低反应的活化能，提高反应速率，但不改变反应的方向和平衡点②反应前后，酶的性质和数量不变[关键一点]酶的化学本质是蛋白质或RNA，但不是每种生物都含有这两类酶。RNA类的酶仅在少数病毒生物中发现，具有细胞结构的生物，其酶的本质都是蛋白质。2．关于酶的一些常见说法项目正确说法错误说法化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA酶的本质是蛋白质产生细胞一般来说，凡是活细胞都能产生酶(不考虑成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生合成原料氨基酸，核糖核苷酸氨基酸合成场所核糖体、细胞核核糖体项目正确说法错误说法生理功能生物催化剂、只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的来源于食物作用场所既可在细胞内发挥作用，也可在细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温使酶失活低温引起酶的变性失活[通一类]1．(2011·海南高考)关于酶的叙述，正确的是()A．酶提供了反应过程所必需的活化能B．酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C．酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸解析：酶降低了反应的活化能；酶活性与所处的环境改变有关；酶分子在催化反应的前后结构不变；酶结构改变可影响其活性或丧失活性。答案：C2．(2012·南昌调研)取经过编号的5支试管分别加入2mL物质的量浓度为0.5mol/L的过氧化氢溶液，进行如下实验，根据实验内容，下列说法正确的是()试管编号12345加入物质适量唾液锈铁钉生土豆块熟土豆块生土豆块＋稀盐酸实验结果几乎无气泡少量气泡大量气泡几乎无气泡几乎无气泡A.说明酶具有高效性的是3号和4号实验B．1号和3号对照不能说明酶有专一性C．各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系D．3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响解析：酶具有高效性是通过无机催化剂与有机催化剂相比较(即2号与3号实验)得出的。1号和3号实验是两种酶催化一种底物，能说明酶具有专一性。3号与4号实验对比能说明高温会降低酶的活性。3号和5号实验的自变量是pH，说明pH会影响酶的活性。答案：D考点二与酶特性有关的曲线分析考情解读对酶特性的考查在每年的高考中几乎都有涉及。以坐标曲线形式考查酶的特性及识图、分析能力仍占主要地位。[做一题][例2]影响酶活性的因素有很多，包括温度、酸碱度、反应物浓度、酶浓度等。如图表示的是在最适温度条件下，反应物浓度对淀粉酶所催化的化学反应速率的影响。下列有关说法正确的是()A．若在A点时温度升高5℃，则反应速率加快B．若在A点时往混合物内加入少量淀粉酶，则反应速率不变C．若在B点时往混合物内加入少量淀粉酶，则反应速率会加快D．若在B点时温度升高5℃，则反应速率不改变[解析]该图表示的是在最适温度条件下，反应物浓度对淀粉酶所催化的化学反应速率的影响，若改变温度，会导致反应速率下降，因此在A点或B点时温度升高5℃，反应速率都会减慢；在A点或B点时往混合物内加入少量淀粉酶，反应速率都会加快。[答案]C[链一串]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底物中加入酶A，A底物快速减少，说明酶A催化底物A参加反应。(2)在B底物中加入酶A，B底物浓度不变，说明酶A不能催化底物B参加反应。3．影响酶活性的曲线影响酶活性的外界因素有温度和pH等，见下图：(1)在最适宜的温度或pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显下降。(2)在高温、强酸或强碱、重金属盐等引起蛋白质变性的条件下，酶都会丧失活性。(3)要注意的是，低温仅是抑制酶的活性，随温度的升高(最适温度以下)酶的活性逐渐增强。(4)从图C可以看出，反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。4．反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)在其他条件适宜、酶量一定的情况下，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(如图甲)。(2)在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比(如图乙)。[关键一点](1)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应的。(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速率的，并不影响酶的活性。[通一类]3.(2011·海南高考)某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。右图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是()A．甲B．乙C．丙D．丁解析：酶能加快反应的进行，该反应不可逆，加入酶后使反应物浓度快速下降。答案：D4.某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响，得到如右图所示的曲线。下列分析正确的是()A．该酶催化反应的最适温度为35℃左右，最适pH为8B．当pH为8时，影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度C．随pH升高，该酶催化反应的最适温度也逐渐升高D．当pH为任何一固定值时，实验结果都可以证明温度对反应速率的影响解析：分析曲线，无论在哪种温度条件下，当pH＝8时，反应速率都最大，故该酶的最适pH为8；由图示在一定pH的范围内，随pH升高，35℃时酶催化反应的速率都最大，故该酶的最适温度是35℃左右。当pH为8时，影响反应速率的主要因素是温度而不是底物浓度和酶浓度；从四条曲线的两端可见，当pH过高或过低时，四种曲线会重叠，即不同温度下的反应速率相同，此时无法证明温度对反应速率的影响。答案：A[做一题][例3](2011·全国卷)某同学从温度为55～65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：(1)测定脂肪酶活性时，应选择________________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________________溶液以维持其酸碱度稳定。(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为______。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。________________________________________________________________________________________。[解析](1)根据酶的专一性，测定脂肪酶的活性，可选用脂肪作为酶作用的反应物，并在反应液中加入缓冲液，维持脂肪酶催化脂肪分解所需要的pH。(2)脂肪酶的化学本质是蛋白质，要鉴定蛋白质可用双缩脲试剂，因为蛋白质与双缩脲试剂呈现紫色反应。(3)由题干信息可知，该细菌生活在55～65℃的热泉中，要测定该脂肪酶催化作用的最适温度，实验的自变量是不同的温度，因变量可通过观察脂肪分解程度来判断，因此设置在55～65℃温度范围内不同温度梯度进行脂肪酶催化脂肪水解实验，通过观察不同实验组中脂肪的分解情况判断出该脂肪酶的最适温度。[答案](1)脂肪缓冲(2)蛋白质(3)从该细菌提取脂肪酶若干、分组、编号在55～65℃范围内设置不同的温度梯度处理：55、57、59、61、63、65度的温水，水浴加热一段时间后，观察酶对脂肪的分解程度[学一技]与酶有关的实验设计思路实验名称实验组对照组实验组衡量标准验证酶是蛋白质待测酶液＋双缩脲试剂已知蛋白液＋双缩脲试剂是否出现紫色验证酶具有催化作用底物＋相应酶液底物＋等量蒸馏水底物是否被分解验证酶的专一性底物＋相应酶液另一底物＋相同酶液底物是否被分解实验名称实验组对照组实验组衡量标准验证酶具有高效性底物＋相应酶液底物＋无机催化剂底物分解速度探索酶的适宜温度(或pH)温度(或pH)梯度下的同一温度(或pH)处理后的底物和酶混合底物的分解速度或底物的剩余量[做一题][例4]下列描述正确的是()序号实验名称实验变量(自变量)反应变量(因变量)观测指标①比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率鲜猪肝研磨液、Fe3＋过氧化氢分解反应速率点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度或气泡产生速率序号实验名称实验变量(自变量)反应变量(因变量)观测指标②探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉、蔗糖淀粉、蔗糖的水解反应是否发生加斐林试剂水浴加热，有无砖红色(沉淀)出现序号实验名称实验变量(自变量)反应变量(因变量)观测指标③温度对酶活性的影响温度(60℃热水、沸水、冰块)淀粉水解程度加碘后溶液颜色的变化④观察植物细胞的质壁分离与复原质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液原生质层与细胞壁分离原生质层与细胞壁间隙的大小A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④[解析]植物细胞的质壁分离与复原实验中，自变量是0.3g/mol的蔗糖溶液和清水。反应变量为质壁分离与复原。[答案]A[学一技]1．变量的种类变量是实验设计中可以变化的因素或条件，依据变量间的相互关系，可分为以下两类：(1)自变量与因变量：自变量是实验中由实验者所操纵的因素，该因素的改变将引起实验结果的相应改变，是实验要研究的因素。因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果。它们之间是因果关系，自变量是原因，因变量是结果。(2)无关变量与额外变量：无关变量是指实验中除自变量外也能影响实验现象或结果的其他因素。由无关变量引起的实验结果就是额外变量。它们之间也是因果关系。2．自变量的确定和控制根据实验目的，确定实验变量，进而确定控制的措施。例如：“探究淀粉酶的最适温度”的实验。(1)变量的确定：自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯