2013屆高考生物一輪復(fù)習(xí)原創(chuàng)教案：10-降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第一課時降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶基礎(chǔ)過關(guān)酶的概念酶是由活細胞產(chǎn)生的，具有催化效應(yīng)的生物大分子酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶的性質(zhì)具有一般催化劑的性質(zhì)（1）反應(yīng)前后酶的數(shù)量不變（2）只改變反應(yīng)的速率，不改變反應(yīng)的平衡點10131013倍（1）具有高效性：酶的催化效率一般是無機催化劑的107（2）具有專一性：一種酶只能催化一種或一類底物（3）反應(yīng)條件溫和4．影響酶活性的因素（1）溫度2）PH值v/mmol庶蛋白酶2）PH值v/mmol庶蛋白酶Q5杲適pH10沁5.影響酶促反應(yīng)速率的因素（1）溫度（2）PH（3）酶的濃度酶促反應(yīng)速率典型例題例1.右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是當(dāng)反應(yīng)溫度由±2調(diào)到最適溫度時，酶活性下降B．當(dāng)反應(yīng)溫度由t調(diào)到最適溫度時，酶活性上升C.酶活性在t2時比ti高，故t2時更適合酶的保存D.酶活性在-時比I?低，表明t時酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴重解析：在最適宜的溫度下，酶的活性最高。溫度偏高或偏低,酶活性都會明顯降低。當(dāng)反應(yīng)溫度±2調(diào)到最適溫度時，酶活性上升。溫度過高，還會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活，0左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)，酶適于在低溫下保存，故C，D錯誤。答案：B

例2．（原創(chuàng)題）2010年6月，北京師范大學(xué)賈宗超教授、鄭積敏博士，在研究中發(fā)現(xiàn)了在同一蛋白的同一活性中心上行使相反功能的新機制，其研究成果首先公布在頂級專業(yè)期刊《Nature》上。下列有關(guān)說法錯誤的是（）“活性中心”指的是酶的識別位點“同一蛋白”指的是酶每一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，所以活性中心與反應(yīng)物是一一對應(yīng)關(guān)系要較長時間保持酶活性，各種酶制劑都應(yīng)保存在低溫的條件下解析：由題干信息可知，新的科技發(fā)現(xiàn)證明同一種酶也可以起相反的兩種作用，所以C項是錯誤的；低溫有利于酶的保存。本題主要考查考生獲取信息的能力。答案：C例3.把混有反應(yīng)物的液體，加到搗碎的土豆汁液中（酶液），在37°C下觀察到某些反應(yīng)現(xiàn)象。在這種情況下，學(xué)生甲設(shè)計的對照實驗是用蒸餾水代替反應(yīng)物，加入酶液中，也可觀察到該反應(yīng)現(xiàn)象；學(xué)生乙設(shè)計的對照實驗是用蒸餾水代替酶液，加入反應(yīng)物中，則觀察不到該反應(yīng)現(xiàn)象。下面是對此問題的解釋，其中可能性最大的一項是（）酶催化的反應(yīng)即使完全沒有反應(yīng)物，也可緩慢進行酶由于被蒸餾水溶解出來，因而能進行反應(yīng)該酶液中混有與反應(yīng)物相同的物質(zhì)該酶液中混有催化同一反應(yīng)的多種酶解析：酶的催化作用具有專一性，一種酶只能催化一種或一類化合物的反應(yīng)。學(xué)生甲、乙的實驗說明該酶液中混有與反應(yīng)物相同的物質(zhì)，所以學(xué)生甲可觀察到該反應(yīng)現(xiàn)象，學(xué)生乙則觀察不到。答案：C例4.關(guān)于酶的敘述，正確的是酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能酶活性的變化與酶所處的環(huán)境的改變無關(guān)酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸解析：酶降低了反應(yīng)的活化能；酶活性與所處的環(huán)境改變有關(guān)；酶分子在催化反應(yīng)的前后結(jié)構(gòu)不變；酶結(jié)構(gòu)改變可影響其活性或喪失活性。答案：C例5.（山東實驗中學(xué)模擬）某小組在完成探究“溫度是否會影響酶的活性”實驗后提出一個問題：“酶活性受溫度影響示意圖”是否真的如教材所示，呈規(guī)則的、左右對稱的拋物線，并希望通過定量實驗進行探究。以下是小組內(nèi)同學(xué)們的討論。請回答：甲同學(xué)提出：可通過測單位時間內(nèi)反應(yīng)物的消耗量來測定酶的反應(yīng)速率；乙同學(xué)提出：先用酒精燈加熱來制造高溫條件，用排水法記錄反應(yīng)速率，實驗裝置如圖1；丙同學(xué)指出乙同學(xué)提出的實驗方案有不合理的地方，溫度過高酶會失活。他經(jīng)過重新思考，定出了新的實驗方案：先讓酶由低到高預(yù)熱成系列溫度梯度，并與之相對應(yīng)地加入過氧化氫，用排水法記錄反應(yīng)速率，實驗裝置如圖2.請回答：你認為甲同學(xué)的方案是否可行？，因為(2)該小組采用了丙同學(xué)的實驗方案，用系列溫度梯度進行實驗，得出不同溫度下的反應(yīng)速率，結(jié)果見下表：溫度/°c01020304050607080反應(yīng)速率(mL/s)0.380.420.450.50.710.550.250請你根據(jù)上表數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)中繪出酶活性受溫度影響的曲線圖。0.R0.60.402I■<>■50若用新鮮土豆研磨液代替上述新鮮豬肝臟研磨液，能否出現(xiàn)上述表格中類似的數(shù)據(jù)？以上實驗說明酶的催化作用需要本實驗得出的結(jié)論是解析：(1)反應(yīng)物的消耗量難以測量。(2)根據(jù)數(shù)據(jù)描點，用平滑曲線連接。(3)新鮮土豆研磨液中也含有過氧化氫酶。(5)注意題中給出的實驗?zāi)康?，根?jù)實驗?zāi)康膶懗鼋Y(jié)論。答案：(1)不可行不具有可測性(2)如圖(3)能(4)適宜的溫度(5)過氧化氫酶活性受溫度影響的示意圖不像課本所畫的那樣是規(guī)則對稱的拋物線課后作業(yè)1．(浙江五校一次聯(lián)考)隨著生物技術(shù)的發(fā)展，酶在社會生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用越來越廣泛。下列說法錯誤的是()利用酶生產(chǎn)某些化工產(chǎn)品，能顯著降低能耗、減少污染、節(jié)約成本參與脂肪酶合成分泌的膜性細胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體用于治療消化不良癥的腸溶多酶片含有多種消化酶，但嚼服后會失去療效要較長時間保持酶活性，各種酶制劑都應(yīng)保存在低溫的條件下

如圖曲線表示物質(zhì)A生成物質(zhì)P的化學(xué)反應(yīng)，在無催化條件和有酶催化條件下的能量變化過程。下列相關(guān)敘述正確的是（）ab段表示在有酶催化條件下，使物質(zhì)A生成物質(zhì)P反應(yīng)發(fā)生需要的活化能ad段表示在無催化劑催化條件下，使物質(zhì)A生成物質(zhì)P反應(yīng)發(fā)生需要的活化能C?若將酶催化改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則b在縱軸上將向上移動D.若只改變反應(yīng)的溫度或pH條件，則圖中曲線的原有形狀可發(fā)生改變圖1表示植物細胞的淀粉酶與人消化道內(nèi)淀粉酶活性受pH影響的情況，圖2表示3種脫氫酶（A、B、C）的活性受溫度影響的情況。下面的說法中，正確的是若pH由中性變?yōu)樗嵝?，人的淀粉酶活性漸漸升高由圖2可知，適宜溫度范圍最廣的是B酶據(jù)圖2,無法確認C酶活性的最適溫度①②B.①③C.①④D.②③下列是有關(guān)某種淀粉酶的實驗，處理方式及結(jié)果如下表及圖所示。根據(jù)結(jié)果判斷，有關(guān)敘述正確的是0~10時同Gain)0~10時同Gain)此種淀粉酶在作用35min后便會失去活性在60°C的環(huán)境中此種淀粉酶已失去活性此種淀粉酶在中性環(huán)境中的催化速率比堿性中的快物質(zhì)甲對試管III中淀粉酶活性的促進作用大于試管II某同學(xué)在研究化合物P對淀粉酶活性的影響時，得到如下圖所示的實驗結(jié)果。下列有關(guān)敘述不正確的是（）酶促反應(yīng)速率在一定范圍內(nèi)，底物濃度影響著酶促反應(yīng)速率曲線①作為實驗對照P對該酶的活性有抑制作用若反應(yīng)溫度不斷升高，則A點持續(xù)上移（蘇北四市二模）（多選）右圖中a、b、c曲線表示某種酶在不同處理條件下，催化某反應(yīng)過程中生成物的量和反應(yīng)時間的關(guān)系，有關(guān)敘述正確的是（）a曲線的處理條件是此酶催化反應(yīng)的最適條件二條曲線的差異可能是pH不同造成的三條曲線的差異可能是反應(yīng)底物的量不同造成的三條曲線的差異可能是處理溫度的不同造成的（新課標(biāo)全國卷）甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如下圖所示。下列分析錯誤的是晦活性晦活性甲酶能購抗該種蛋白酶降解甲酶是不可能具有催化功能的RNA乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變8.（北京海淀期末）下圖中的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產(chǎn)生的現(xiàn)象及若有氣體大量產(chǎn)生，可推測新鮮土豆片中含有過氧化氫酶若增加新鮮土豆片的數(shù)量，量筒中產(chǎn)生的氣體速度加快一段時間后氣體量不再增加是因為土豆片的數(shù)量有限為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關(guān)變量9?某一不可逆化學(xué)反應(yīng)（STP+W）在無酶和有酶催化時均可以進行。當(dāng)該反應(yīng)在無酶條件下進行到時間t時，向反應(yīng)液中加入催化該反應(yīng)的酶。下圖中能正確表示加酶后反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時間變化趨勢的曲線是A.甲B.乙C.丙D.丁10.如圖110.如圖1表示溫度對酶促反應(yīng)速率的影響示意圖，圖2的實線表示在溫度為a的情況下生成物量與時間的關(guān)系圖。則當(dāng)溫度增加一倍時生成物量與時間的關(guān)系是()圖1圖2A.曲線1B.曲線2C.曲線3D.曲線411.(南京二模11.(南京二模)請你解讀與酶有關(guān)的圖示、曲線：(1)圖1和圖2是與酶的特性相關(guān)的圖示，請回答下列問題:圖1和圖2分別表示了酶具有。洗衣粉中加入的A之所以能夠耐酸堿、忍受表面活性劑和較高溫度，是因為它是通過精心設(shè)計改造生產(chǎn)出來的；控制其合圖3溫度圖§(底舸足童齡件下)圖3溫度圖§(底舸足童齡件下)成的直接模板主要分布在細胞的中。圖3是與酶活性影響因素相關(guān)的曲線，請分析回答：當(dāng)pH從5上升到7，酶活性的變化過程是從圖示曲線我們還可以得出的結(jié)論是。圖4和圖5是底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響曲線，請分圖4中A點后酶促反應(yīng)的速率不再增加，其限制性因素主要是。從圖5可以得出的結(jié)論是：在底物足量條件下，12.同學(xué)從溫度為55?65"C的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細菌，并從該細菌中提取了脂肪酶?；卮饐栴}：

（1）測定脂肪酶活性時，應(yīng)選擇作為該酶作用的物質(zhì)，反應(yīng)液中應(yīng)加入溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。（2）要鑒定該酶的化學(xué)本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應(yīng)液呈紫色，則該酶的化學(xué)本質(zhì)為。（3）根據(jù)該細菌的生活環(huán)境，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路?！菊n后作業(yè)詳解】1?解析：脂肪酶屬于胞外酶，需要分泌到細胞外發(fā)揮作用，所以其加工合成與分泌參與的細胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體，但核糖體不具有膜結(jié)構(gòu)。屬于考綱中的分析推斷能力要求層次。答案：B2?解析：根據(jù)圖中曲線文字說明和酶的作用原理，酶通過降低活化能而加快反應(yīng)速率，因此活化能是無酶和有酶催化條件下所需活化能的差值，因此ab段表示在有酶催化條件下，使物質(zhì)A生成物質(zhì)P反應(yīng)發(fā)生降低的活化能；根據(jù)活化能概念可知，ac段表示所需的活化能;無機催化劑催化效率低，降低的活化能少，b應(yīng)向上移動；溫度或pH影響酶的活性甚至?xí)姑竼适Щ钚裕虼藭淖兘档偷幕罨?，因此改變溫度，則形狀會改變。答案：C3.解析：圖1植物淀粉酶和人消化道內(nèi)淀粉酶的最適PH值分別為5、7,高于或低于最適PH值酶的活性降低甚至失活；圖2中脫氫酶B的最適溫度約23度，低于或高于該溫度酶的活性會降低甚至失活，A、C曲線涉及的溫度范圍比B廣，且圖中未畫完A、C曲線，無法確認C酶活性的最適溫度。答案：C4．解析：1號試管淀粉含量不變，則1號試管中該淀粉酶失活；2號和3號試管淀粉含量減少，證明該淀粉酶水解淀粉，但是2號試管水解曲線斜度更大，證明PH為8時水解速度更快。答案：B5．解析：曲線1酶的催化速度先隨底物濃度增加而加快，隨后達到平衡，該過程的單一變量是底物濃度；曲線2加入化合物P,酶促反應(yīng)速率比曲線1小，證明化合物P抑制酶的催化。此外，酶的催化需要適宜溫度，高溫酶會失活。答案：B6?解析：a曲線在a,b,c三條曲線中是此酶催化的最適條件，但不能說是此酶的最適條件,因為可能還有更好的條件沒有在曲線中表示出來；因為三條曲線的最終生成物的量是相等的，所以反應(yīng)物也是相等的。答案：BD7.解析：本題考查酶的化學(xué)本質(zhì)、專一性及同學(xué)們的識圖、析圖的能力。由圖可以看出，在該酶的作用下，甲酶的活性沒有變化，乙酶的活性逐漸降低；說明該蛋白酶能使乙酶降解，且乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)；甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，只能是RNA。答案：B8?解析：土豆片中的過氧化氫酶能重復(fù)利用，只要有h2o2，反應(yīng)就能進行，氣體量不再增加的原因是H2O2已分解完。答案：C9.解析：酶能加快反應(yīng)的進行，該反應(yīng)不可逆，加入酶后使反應(yīng)物很快反應(yīng)掉。答案：D1°.解析：從圖1可以看出，當(dāng)溫度由a變?yōu)?a時，酶促反應(yīng)速率提高，所以能在更短的時間內(nèi)達到圖2中的平衡點。答案：B解析：洗衣粉中的A指酶，是基因工程或蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)物。除了pH以外，溫度等其他因素也能影響酶的活性。答案：（1）高效性和專一性（特異性）蛋白質(zhì)工程（或基因工程）細胞質(zhì)（2）先上升后下降隨著pH的變化酶的最適溫度不變（溫度影響酶活性）（3）酶的濃度（數(shù)量）和活性酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)【解析】考查酶的相關(guān)知識及實驗設(shè)計思路。（1）測定脂肪酶活性應(yīng)選擇脂肪作為該酶作用的物質(zhì)，反應(yīng)液