【高考精细化复习】高考生物（必修1）一轮复习-第13讲《降低化学反应活化能的酶》讲义（全国通用）
展开第13讲 降低化学反应活化能的酶
考点一 酶在细胞代谢中的作用
1．细胞代谢
(1)场所：_________内。
(2)实质：各种_________的总称。
(3)意义：细胞_________的基础。
2.【实验】比较过氧化氢在不同条件下的分解
反应式：2H2O22H2O＋_________↑
(1)实验步骤和实验现象
试管步骤 | |||||
相同处理 | 向4支试管中分别加入2 mL_________溶液 | ||||
不同处理 | 不处理 | 放在90 ℃左右的水浴中加热 | 滴入2滴FeCl3溶液 | 滴入2滴肝脏研磨液 | |
现象 | 气泡 | 基本无 | _________ | 较多 | _____ |
带火星卫生香 | 无复燃 | ________复燃 | 复燃性较强 | _________ | |
（2）变量分析（自变量、因变量、无关变量）
①实验条件常温、加热、氯化铁溶液、肝脏研磨液属于_________。
②H2O2分解速率(指标：气泡产生数量、速度，卫生香燃烧情况)属于_________。
③试管中H2O2溶液的性质、浓度和用量、FeCl3和肝脏的新鲜程度、加入试剂的量等属于 _________。
（3）加热、Fe3＋、H2O2酶促进H2O2分解的原理
①加热能促进H2O2分解是因为提供了_________。
②Fe3＋、H2O2酶能促进H2O2分解是因为_________。
③_________的催化效率比_________高
（4）实验结论：酶具有_________作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更_________。
考点二 酶的作用原理和本质
1．酶的作用原理
（1）活化能：指分子从_________转变为容易发生化学反应的_________状态所需要的能量。
（2）原理：同无机催化剂相比，酶_________的作用更显著，因而催化效率更高。
（3）意义：使细胞代谢能在_________条件下快速有序地进行。
2. 酶的本质
概念 | _________ | |
来源 | _________ | |
化学本质 | _________ | _________ |
合成原料 | _________ | _________ |
合成场所 | _________ | _________ |
生理作用 | _________ | |
作用原理 | _________ | |
3. 酶作用机理曲线分析（右图）
（1）ac段表示_________时反应进行所需要的活化能；
bc段表示_________时反应进行所需要的活化能；
ab段表示_________。
- 酶的特性
（1）酶具有高效性
①含义：酶的催化效率是无机催化剂的_________倍。
②意义：使细胞代谢_________进行。
（2）酶具有专一性
①含义：每一种酶只能催化_________或_________化学反应。
②意义：使细胞代谢能够_________ 地进行。
（3）酶的作用条件较温和
①酶活性：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的_________表示。
②酶所催化的化学反应一般是在_________的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，都会使酶的_________遭到破坏，使酶永久_________。低温只能使酶的活性_________，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会_________。
③曲线分析
酶活性 | 条件 | |
温度 | pH | |
最高 | _________ | _________ |
失活 | _________ | _________ |
对应曲线图 |
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|
5. 实验分析
（1）验证酶的高效性，实验的自变量是__________________。
（2）验证酶的专一性，实验的自变量是_________或_________。
（3）探究温度对酶活性的影响，自变量是_________，因变量是_________。
①该实验不能用H2O2作为材料，因为__________________。
②一般用_________为材料来探究温度对酶活性的影响，且检测时只能用_________，不能用_________试剂，因为该试剂需要_________，而该实验需要严格控制_________。
（4）探究pH对酶活性的影响，自变量是_________，因变量是_________。实验不能用淀粉作为材料，因为_________。
6.科学探究——酶具有催化作用的实验验证思路
设计思路 | 实验组：底物＋_________检测底物被分解 对照组：底物＋等量蒸馏水底物_________被分解 |
实验变量 | 自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解 |
结果分析 | 根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有_________作用，否则不具有催化作用 |
【典型真题训练】
一、单选题
1．（2022·浙江·高考真题）下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是（ ）
A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
2．（2022·广东·高考真题）某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是（ ）
组别 | pH | CaCl2 | 温度（℃） | 降解率（%） |
① | 9 | + | 90 | 38 |
② | 9 | + | 70 | 88 |
③ | 9 | - | 70 | 0 |
④ | 7 | + | 70 | 58 |
⑤ | 5 | + | 40 | 30 |
注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
3．（2022·全国·高考真题）某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验（表中“+”表示有，“－”表示无）。
实验组 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
底物 | + | + | + | + | + |
RNA组分 | + | + | － | + | － |
蛋白质组分 | + | － | + | － | + |
低浓度Mg2+ | + | + | + | － | － |
高浓度Mg2+ | － | － | － | + | + |
产物 | + | － | － | + | － |
根据实验结果可以得出的结论是（ ）
A．酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B．蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C．在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D．在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
4．（2021·海南·高考真题）某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是（ ）
A．该酶可耐受一定的高温
B．在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大
C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
5．（2021·湖北·高考真题）很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴（麦芽糖技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖
B．麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C．55～60℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D．麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
6．（2021·浙江·高考真题）下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同
B．“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C．“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D．设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物
7．（2020·北京·高考真题）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7．0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0．5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了（ ）
A．悬液中酶的浓度 B．H2O2溶液的浓度
C．反应体系的温度 D．反应体系的pH
8．（2020·山东·高考真题）经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是（ ）
A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
9．（2020·浙江·高考真题）为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是（ ）
A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
10．（2020·浙江·高考真题）溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。下列叙述错误的是（ ）
A．高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体
B．中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解
C．溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡
D．大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变
11．（2020·浙江·高考真题）细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示，其中甲～戊代表生长必需的不同物质，①～⑤代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长，而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下列叙述正确的是
A．突变型细菌缺乏酶①、②、③
B．酶④与乙结合后不会改变酶④的形状
C．酶②能催化乙转变为丙，也能催化丙转变为丁
D．若丙→戊的反应受阻，突变型细菌也能生长
二、解答题
12．（2021·湖北·高考真题）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋（人工合成半透膜），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取___________支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①：_________________________________。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：_________________________________。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：_________________________________。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：_________________________________。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
