【同步讲义】高中生物（人教版2019）必修第一册--5.1《降低化学反应活化能的酶》讲义

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 第1节　降低化学反应活化能的酶 一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1)概念：细胞中每时每刻都进行着许多         ，统称为细胞代谢。(2)细胞代谢的条件：需       的催化。(3)意义：细胞代谢是           的基础。2．比较过氧化氢在不同条件下的分解实验(1)实验原理2H2O22H2O＋O2(2)实验过程和现象试管编号试剂处理现象12 mL H2O2溶液常温几乎无气泡产生22 mL H2O2溶液90 ℃水浴加热有     气泡32 mL H2O2溶液3.5%FeCl3溶液2滴有      气泡42 mL H2O2溶液新鲜肝脏研磨液2滴有      气泡(3)实验结论：酶具有        作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率         。(4)实验中变量的控制①自变量：        的对实验对象进行处理的因素。如本实验中       和           等。②因变量：因       改变而变化的变量。如本实验中              。③无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的             ，如肝脏的新鲜程度等。(5)对照实验除作为           的因素外，其余因素都      ，并将           进行比较的实验。对照实验一般要设置对照组和           组。3．酶的作用原理(1)活化能：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：酶降低       的作用更显著。(3)意义：使细胞代谢能在             条件下快速进行。二、酶的本质及特性1．酶的本质2．酶的特性[连线]提示：①－b　②－c　③－a3．温度和pH对酶活性的影响(1)低温时，酶活性很低，但酶的            。(2)最适温度或pH，酶的活性          。(3)高温、过酸或过碱时，酶的空间结构          ，酶          。 考点01 酶的作用机理与本质【典型例题】下列有关酶的说法正确的一项是（   ）A．酶的基本单位都是氨基酸B．酶能显著降低化学反应的活化能C．酶只有在细胞中才能发挥催化作用D．酶在任何条件下都能提高化学反应的速率 【易错分析】酶的作用原理分析①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。③表示酶降低的活化能是AB段。考点02 酶的特性及相关实验分析【典型例题】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。下列有关酶及相关探究实验的叙述，正确的是（       ）A．由于酶具有专一性，故一种酶只能与一种底物结合B．放能反应要释放出能量，但催化放能反应的酶仍能降低反应所需的活化能C．探究酶的最适pH时，只需设置酸性、中性和碱性三组实验D．探究酶的最适温度时，宜选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料 【易错分析】酶活性探究实验中实验材料、试剂的选取及变量控制:(1)正确选取试剂:在探究温度对酶活性的影响实验中,选用淀粉和淀粉酶时,宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,原因是使用斐林试剂需水浴加热,该实验需严格控制温度。(2)合理选取材料:①在探究温度对酶活性的影响实验中,不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶,原因是过氧化氢在常温常压时就能分解,在加热条件下分解会加快。②在探究pH对酶活性的影响实验中,不宜选用淀粉和淀粉酶,原因是淀粉在酸性条件下分解会加快。(3)科学控制变量:在探究pH对酶活性的影响实验中,宜先保证酶的最适温度(排除温度的干扰),且将酶溶液调至实验要求的pH后,再让反应物与酶接触。考点03 酶的相关曲线分析【典型例题】如图分别表示温度、pH与酶活性的关系。下列叙述错误的是（       ）A．酶活性随温度的升高而增强B．曲线B、C说明不同的酶有不同的最适pHC．人体内胃蛋白酶的活性与曲线B相似D．曲线A上的b点所对应的温度表示该酶的最适温度【方法规律】“三步法”分析酶促反应曲线第一步　识标:“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。第二步　明点(特殊点):“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。第三步　析线:“析线厘关系”。分析酶促反应曲线走势,明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。 题组A  基础过关练1.下图表示酶的作用机理，相关叙述错误的是（       ）A．E1表示酶所降低的化学反应的活化能B．E2表示酶促反应过程中所需的活化能C．若将酶换为无机催化剂，则E2数值将增大D．利用加热的方法能使E数值减小2．取四支试管，分别加入2mL体积分数为3%的H2O2溶液，然后按下表操作，并在相同时间内观察、记录实验结果。本实验不能得出的结论是（       ）组别1234试剂- 2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴质量分数为20%的肝脏研磨液条件现象常温基本无气泡90℃水浴少量气泡常温较多气泡常温大量气泡 A．酶具有专一性 B．酶具有高效性C．酶能降低化学反应的活化能 D．酶具有催化作用3．下列对酶高效性的描述，正确的是（       ）A．酶能为生化反应大量提供活化能B．酶作为反应物促进反应反应进行C．酶能明显降低化学反应的活化能D．酶的催化能力与无机催化剂相同4．下列关于酶的叙述中正确的一项是（       ）①酶是活细胞产生的；②酶都有消化功能；③酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶；④酶能够降低化学反应活化能，具有特异性、高效性；⑤酶促反应与外界条件无关；⑥淀粉酶能促进淀粉水解。A．①②③ B．①②④⑤ C．①④⑥ D．①②④⑥5．科研人员在不同的温度条件下测定同一种酶的活性，根据所得到的数据绘制成曲线图。以下示意图符合酶活性受温度影响的是（       ）A． B．C． D．6．某生物兴趣小组利用纤维素酶探究pH对酶活性的影响。下列相关叙述错误的是（       ）A．纤维素酶活性最高时的pH不适合该酶的保存B．pH偏高或偏低，纤维素酶活性都会明显降低C．过酸环境会使纤维素酶的空间结构遭到破坏D．纤维素酶活性相同时，溶液中的pH可能不同7．图1表示某有机物加入某种消化酶后，置于0~80°℃环境中，有机物的分解总量与温度的关系图；图2表示该酶与pH的关系。回答下列问题：（1）图1中温度在40~80℃范围有机物分解量不再增加，原因是____。根据图1能否确定40℃是该消化酶的最适温度，并说明原因：___。不同温度条件下，该酶的最适pH____（填会或不会）发生改变。（2）酶制剂适于在_____下保存，原因是___（3）根据图2判断，若将反应物置于pH为6的环境中处理，在图3中画出有机物分解量情况的曲线图。____（4）根据图1和图2可知，酶比较娇气，这体现了酶具有的特点是____题组B  能力提升练8.下列环境因素的改变会使唾液淀粉酶的活性逐渐增大的是（       ）A．温度由0℃上升到37℃ B．温度由100℃降低到37℃C．pH由2上升到7 D．pH由12降低到79．图中曲线 I、Ⅱ分别表示物质 A 在无催化剂条件和有酶催化条件下（最适温度、pH）生成物质 P 所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是（       ）A．加热能够为反应物提供所需的活化能B．若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则 b 在纵轴上将向下移动C．若仅增加反应物 A 的量，则图中曲线的变化趋势均发生改变D．改变酶促条件后，则 a-b 的值减小10．下图表示温度对甲、乙两种酶活性的影响。相关叙述正确的是因（       ）A．甲酶比乙酶更耐高温 B．10℃~20℃之间，乙酶的空间结构遭到破坏C．储存甲酶的最适温度是30℃ D．甲、乙两种酶的本质可能是蛋白质11．将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH 至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间，容器内剩余的物质是（       ）A．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水12．细胞代谢离不开酶。下列有关酶的化学本质、作用及特性的叙述，正确的是（       ）A．合成酶的场所是核糖体，原料是氨基酸 B．催化反应中，酶和无机催化剂的作用机理相同C．低温、高温、强酸、强碱均会使酶变性失活 D．酶在细胞内合成，且只能在细胞内发挥作用13．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14．解读下面与酶有关的曲线，回答下列问题。(1)酶的作用机理可以用甲图中________段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将________（填“上移”或“下移”）。(2)乙图中160min时，生成物的量不再增加的原因是_______________。(3)联系所学内容，分析丙图曲线：①对于曲线abc，若x轴表示pH，则曲线上b点的生物学意义是_________________。②对于曲线abd，若x轴表示反应物浓度，则y轴可表示________________。曲线bd不再增加的原因是__________________________。(4)若该酶是胃蛋白酶，其作用的底物是________。若胃蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由10逐渐降低到2，则酶催化反应的速率将不变，原因是________________________。题组C  培优拔尖练15．下表是“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”的实验设计及结果，有关说法正确的是（       ）试管编号①②③④⑤⑥2mL3%淀粉溶液＋＋＋---2mL3%蔗糖溶液---＋＋＋1mL2%的新鲜淀粉酶溶液＋＋＋＋＋＋反应温度（℃）4060804060802mL斐林试剂＋＋＋＋＋＋砖红色深浅＋＋＋＋＋＋--- 注：“＋”表示有；“-”表示无；“＋”的多少表示颜色的深浅。A．蔗糖被水解成了非还原糖 B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖C．淀粉酶活性在40℃比60℃高 D．可用碘液代替斐林试剂进行实验16．如图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响，以下说法正确的是（       ）A．a点温度升高10℃，反应速率将会上升B．b点时，向反应混合物中加入少量同样的酶，反应速率将会上升C．c点时，底物已经全部消耗完D．同一曲线上a、c两点的主要限制因素是相同的17．某同学设置了甲、乙、丙三组蛋白酶的酶解实验，经过不同反应时间检测酪蛋白的浓度，得到下图的结果。下列分析正确的是（       ）A．该蛋白酶的最适温度为45℃B．适当升高温度，甲组的反应速率加快C．t2时刻，丙组蛋白酶的活力相对最高D．t3时刻，甲组和乙组的酶活力相同18．下图表示在最适温度和pH条件下，H2O2酶催化H2O2分解产生的O2量随反应时间变化的曲线。相关叙述正确的是（   ）A．降低温度，a点右移，b点下移B．升高pH，a点右移，b点上移C．过碱或温度过高时，b点为0D．H2O2量增加时，b点上移19．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．在t1时，该酶催化反应速率随温度的升高而增大B．在t2时，50℃时该酶的活性相对较高C．在不同的温度下，该酶的空间结构可能不同D．在40℃时，化学反应所需要的活化能最少20．某实验小组从热泉的芽孢杆菌中获取了某耐热蛋白酶，并探究了该酶在60℃和80℃两个温度条件下，pH对酶活性的影响，结果如图所示。下列相关叙述正确的是（       ）A．在芽孢杆菌合成耐热蛋白酶的过程中，要先完成转录，后进行翻译B．根据结果可知，该酶适合在pH=7、温度为60℃的条件下长期保存C．与80℃环境条件相比，60℃条件下该酶对碱性环境的适应能力更强D．当pH=7时，80℃和60℃条件下该酶为化学反应提供等量的活化能21．请根据所学内容，解读下列与酶有关的图示、曲线，然后回答下列问题：(1)图1和图2分别表示了酶具有_____________________、______________________的特性。(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线，在图中所给出的曲线中pH＝__________时酶的活性相对最高，从图示曲线我们还可以得出随温度的改变，酶的最适pH__________（填“会”、“不会”）改变。(3)图4中酶处于最适环境，A点后酶促反应速率不再增加，其限制因素主要是_______________。