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第8讲PART08酶和ATP考点互动探究│教师备用习题考试说明1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。3.实验:探究影响酶活性的因素。考点互动探究知识梳理考点一酶的本质、作用和特性1.酶的本质及作用(1)本质与作用化学本质绝大多数是少数是合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核来源一般来说,都能产生酶生理功能具有作用作用场所细胞内、外或生物体外均可蛋白质RNA活细胞催化(2)作用机理:化学反应的活化能。①无酶催化的反应曲线是,有酶催化的反应曲线是。②ca段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;ba段的含义是酶。③若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b点在纵轴上将移动。考点互动探究图3-8-1降低乙甲降低的活化能向上2.酶本质的探索(连一连)考点互动探究[答案]①-e②-a③-c④-d⑤-b3.酶的特性(1):酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。(2)专一性:每一种酶只能催化化学反应。(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的遭到破坏,使酶永久失活;低温时,酶的活性减弱,但不会失活。考点互动探究高效性一种或一类空间结构理性思维[模型与建模]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3-8-2所示,请思考:(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同?(2)乙酶活性改变的机制是什么?考点互动探究[答案](1)观察曲线图可知,甲酶的活性始终保持不变,表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解,则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA,乙酶能被该蛋白酶破坏,活性降低,则乙酶为蛋白质。(2)乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变,从而使其活性降低。图3-8-2科学探究下列是与酶相关的实验,请仔细分析并思考:实验目的及结论①②分别是什么?考点互动探究[答案]实验目的:探究酶的化学本质。结论①:该酶是蛋白质。结论②:该酶是RNA。1.酶的高效性(1)由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。因此,酶不能改变最终生成物的量。考点互动探究核心讲解图3-8-32.酶的专一性(1)物理模型①图中A表示酶,B表示被催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被酶催化的物质。②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。考点互动探究图3-8-4(2)曲线模型①在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A能催化底物A的反应。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不能催化底物A的反应。考点互动探究图3-8-53.影响酶促反应速率的因素(1)温度和pH①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱直至失活。②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,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。考点互动探究图3-8-6(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响①由甲图可知,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。②由乙图可知,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。考点互动探究图3-8-7(3)综合影响据图可知,不同pH条件下,酶最适温度不变;不同温度下,酶最适pH也不变。即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。考点互动探究图3-8-8特别提醒(1)同一个体不同细胞中,酶的种类和数量不完全相同,对于同一个细胞而言,在不同的时期或生理状态下,细胞中酶的种类和数量也会发生改变。(2)酶促反应速率与酶活性不同。温度和pH通过影响酶活性,进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率,但并未改变酶活性。考点互动探究角度1考查对酶的本质及作用和特性的理解1.下列关于酶的叙述,正确的是()A.DNA连接酶的作用是将单个脱氧核苷酸连接在DNA片段上B.RNA聚合酶能催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键C.DNA分子的复制需要DNA解旋酶D.过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生的氧气量比Fe3+催化时要多考点互动探究命题角度[答案]C考点互动探究[解析]DNA连接酶的作用是催化DNA片段之间磷酸二酯键的形成,A错误;RNA聚合酶能催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键,B错误;DNA分子的复制需要DNA解旋酶,C正确;过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生的氧气量与Fe3+催化时一样多,只是速度不同,D错误。2.[2017·湖北黄冈三模]为使反应物A反应生成产物P,采取了有酶催化(最适温度和pH)和有无机催化剂催化两种催化方法,其能量变化过程用图3-8-9甲中两条曲线表示;图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析中不合理的是()A.距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因B.适当升高温度,有酶催化时的Ⅱ曲线对应的距离a将减小C.图乙中②可代表蔗糖,那么③④可代表果糖和葡萄糖D.图乙所示过程可以说明酶具有专一性考点互动探究甲乙图3-8-9[答案]B考点互动探究[解析]题图甲中Ⅰ曲线表示有无机催化剂催化的反应的能量变化过程,Ⅱ曲线表示有酶催化的反应的能量变化过程,所以距离b代表酶降低的反应活化能比无机催化剂降低的反应活化能多的部分,所以可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因,A正确;适当升高温度,酶的活性降低,有酶催化时的Ⅱ曲线中对应的距离a将增大,B错误;图乙是酶的专一性模型,②可代表蔗糖,在蔗糖酶催化作用下,可得到果糖和葡萄糖,用③④代表,C、D正确。易错提醒高考常考的酶及其作用归纳(1)DNA聚合酶:将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。(2)DNA连接酶:将两个DNA片段连接起来。(3)RNA聚合酶:将单个的核糖核苷酸连接成链。(4)解旋酶:在DNA分子复制过程中打开DNA碱基对中的氢键。(5)ATP水解酶:能打开远离腺苷的高能磷酸键。(6)ATP合成酶:能催化远离腺苷的高能磷酸键形成。(7)限制性核酸内切酶:识别特定的核苷酸序列,从固定的切点切开磷酸二酯键。(8)蛋白酶:将蛋白质的部分肽键切断,得到不同的肽链或氨基酸。(9)纤维素酶、果胶酶:水解纤维素、果胶,破坏植物细胞壁。考点互动探究角度2影响酶促反应的曲线分析3.[2017·浙江宁波模拟]图3-8-10中曲线a表示在最适温度、最适pH条件下,底物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析,下列叙述不正确的是()A.在曲线的AB段限制反应速率的主要因素是底物浓度B.在曲线的B点时再加入一定量的酶,可以用曲线b表示C.酶的数量减少后,图示反应速率可用曲线c表示D.减小pH,重复该实验,曲线中B点位置不变考点互动探究图3-8-10[答案]D考点互动探究[解析]据题图分析,在曲线的AB段,随着底物浓度的增大,反应速率增大,故AB段限制因素是底物浓度,A正确;底物充足时酶量的增加可以增大化学反应速率,B正确;酶量减少可以降低化学反应速率,C正确;pH影响酶活性,与最适pH相比,减小pH,酶活性降低,化学反应速率降低,B点位置下降,D错误。4.[2017·安徽合肥二检]为了研究温度对某种酶活性的影响,设置甲、乙、丙三个实验组,各组温度条件不同,其他条件相同且适宜,测定各组在不同反应时间内的产物浓度,结果如图3-8-11所示。以下分析正确的是()A.在t时刻之后,甲组曲线不再上升,是因为受到酶数量的限制B.在t时刻降低丙组温度,将使丙组酶的活性提高,曲线上升C.若甲组温度小于乙组温度,则酶的最适温度不可能大于乙组温度D.若甲组温度大于乙组温度,则酶的最适温度不可能大于甲组温度考点互动探究图3-8-11[答案]C考点互动探究[解析]在t时刻之后,甲组曲线不再上升,是因为受到底物量的限制,A错误;丙组产物浓度达不到平衡点,说明高温使酶变性失活,在t时刻降低丙组温度,不能使酶的活性提高,B错误;甲组比乙组提前达到平衡点,说明甲组更接近最适温度,若甲组温度小于乙组温度,则酶的最适温度不可能大于乙组温度,C正确;若甲组温度大于乙组温度,则酶的最适温度可能大于甲组温度,D错误。归纳提炼“四看法”分析酶促反应曲线考点互动探究考点互动探究实验梳理考点二探究影响酶活性的因素1.探究温度对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理:淀粉麦芽糖、葡萄糖蓝色无蓝色出现②鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验步骤考点互动探究序号实验操作内容试管1试管2试管31加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2控制不同的温度条件60℃热水(5分钟)沸水(5分钟)冰块(5分钟)3加入等量的新鲜淀粉酶溶液1mL(5分钟)1mL(5分钟)1mL(5分钟)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5观察实验现象不出现蓝色(呈现碘液颜色)蓝色蓝色考点互动探究2.探究pH对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理(用反应式表示):2H2O22H2O+O2。②鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。(2)实验步骤考点互动探究序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的H2O2溶液2mL2mL2mL4观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将带火星的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱考点互动探究3.酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。(3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。考点互动探究(4)在探究pH对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。角度1考查有关酶实验的分析1.[2018·成都七中模拟]下列关于酶的实验的叙述,正确的是()A.验证酶的高效性时,自变量是酶的种类B.“探究温度对酶活性的影响”实验中,可选用过氧化氢酶作为研究对象C.用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时,可用碘液进行鉴定D.在探究影响淀粉酶活性的因素时,温度、酸碱度、实验的次数等都是自变量考点互动探究命题角度[答案]C[解析]酶的高效性是与无机催化剂相比较而言的,验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类,A错误;1.[2018·成都七中模拟]下列关于酶的实验的叙述,正确的是()A.验证酶的高效性时,自变量是酶的种类B.“探究温度对酶活性的影响”实验中,可选用过氧化氢酶作为研究对象C.用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时,可用碘液进行鉴定D.在探究影响淀粉酶活性的因素时,温度、酸碱度、实验的次数等都是自变量考点互动探究由于过氧化氢的分解本身受温度影响,故探究温度对酶活性的影响实验不能选用过氧化氢酶作为研究对象,B错误;用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时,可用碘液检测反应物是否被分解,C正确;在探究影响淀粉酶活性的因素时,实验的次数是无关变量,D错误。2.[2017·广东广州二模]下列关于酶的实验的叙述,正确的是()A.利用唾液淀粉酶可以除去植物细胞壁B.用丙酮能从刀豆种子中提取到纯度较高的脲酶C.H2O2分解实验中,Fe3+、加热与过氧化氢酶降低活化能的效果依次增强D.利用pH分别为7、8、9和10的缓冲液探究pH对胃蛋白酶活性的影响考点互动探究[答案]B[解析]植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,根据酶的专一性,唾液淀粉酶不能除去植物细胞壁,A