1、版高考生物一轮复习第一部分分子与细胞第三单元细胞的能量供应和利用学案第三单元 细胞的能量供应和利用第一讲降低化学反应活化能的酶(一)酶的本质和作用1.判断下列有关酶本质和作用叙述的正误(1)酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质()(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸()(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸()(4)酶提供了反应过程所必需的活化能()(5)酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用()(6)酶溶液中滴加双缩脲试剂一定呈紫色()2.下图曲线表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。据图回答(1)没有催化剂的反应曲线是。(2)有酶催化的反应曲线
2、是。(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)BC段的含义是酶降低的活化能。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。1.巧记酶的概念2.澄清酶的“八个误区”项目正确说法错误说法产生场所活细胞(哺乳动物成熟的红细胞等除外)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)蛋白质作用场所可在细胞内、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只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶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可来源于食物等合成原料氨基酸、核糖
3、核苷酸只有氨基酸合成场所核糖体、细胞核等只有核糖体(二) 酶的特性高效性、专一性和温和性3.回答下列与酶的特性有关的问题(1)连接酶的特性和原理：(2)判断有关叙述的正误：淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化()不同酶的最适温度可能相同()高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性()酶活性最高时的温度不适合酶的保存()人体在发热感冒时，常出现厌食恶心现象，这与人体内酶的活性有关，说明酶活性的发挥离不开适宜的温度等()胃蛋白酶的最适pH在7左右()3.图解酶的三大特性4.明辨酶在代谢中作用的四个易误点(1)酶并不改变反应的平衡点，不能提供能量，只降低反应的活化能，从而缩短反应达到平衡的
4、时间。(2)酶在反应后并不失活，反应前后酶的化学性质和数量均保持不变。(3)产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素。(4)酶是化合物，亦可以作为底物被其他酶催化分解。 酶的本质和作用命题点1考查酶的概念和本质1(2015海南高考)关于生物体产生的酶的叙述，错误的是()A酶的化学本质是蛋白质或RNAB脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁解析：选D酶的化学本质是蛋白质或RNA；脲酶能够将尿素分解成氨和CO2；蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类；纤维素酶能够降解植物细胞壁，细菌细胞壁的成分是肽聚糖，需用肽聚糖酶降解。2(20
5、17盐城三模)下列有关酶的叙述，错误的是()A一种酶只能催化一种或一类底物的化学反应B酶的催化作用需要在适宜的温度和pH下发生C对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化D酶催化化学反应的本质是降低反应的活化能解析：选C一种酶只能催化一种或一类底物的化学反应，体现了酶具有专一性，A正确；酶的催化作用需要在适宜的温度和pH下发生，在高温、pH过高或过低等条件下酶会变性失活，B正确；对于同一个细胞来说，若发生细胞分化，细胞中酶的种类和数量会发生变化，C错误；酶的作用机理是通过降低化学反应的活化能来实现的，D正确。拓展归纳酶与动物激素的“一同三不同”相同：都具有微量、高效的特点，也具有一定特异性不
6、同产生部位几乎所有活细胞都产生酶；而只有内分泌细胞才产生激素化学本质酶绝大部分是蛋白质，少部分为RNA；激素则为蛋白质类、脂质类、氨基酸衍生物类作用机制酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；激素作为信号分子在发挥完作用后被灭活命题点2考查酶的作用及原理3如图为反应物A生成产物P的化学反应在无酶和有酶催化条件下的能量变化过程，假设酶所处的环境条件最适，对于图中曲线分析正确的是()Aad段表示无酶催化时该反应的活化能Bbc段表示酶为底物提供的活化能C若把酶改成无机催化剂，则图中b点位置会下移D若将有酶催化的反应温度下降10 ，则ab段会缩短解析：选D分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态
7、所需要的能量称为活化能，所以，在没有催化剂时ac段表示该反应的活化能；在有酶催化时bc段表示该反应的活化能，酶降低了化学反应的活化能；酶具有高效性，与无机催化剂相比，其降低化学反应的活化能更显著，所以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点将向上移动；题中实验是在酶的最适温度条件下进行的，若将有酶催化的反应温度下降10 ，酶活性降低，bc段会增大，ab段会缩短。酶的三大特性 关键点拨1高效性原理曲线模型酶与无机催化剂相比，降低活化能的作用更显著与无机催化剂相比，酶的催化效率更高酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点2专一性(1)原理模型锁钥学说：图中A表示酶，B表示被A催
8、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A催化的物质酶和被催化的反应物分子都有特定的结构(2)曲线模型：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性3温和性酶的作用需要适宜的温度和pH原理绝大多数酶是蛋白质，高温、过酸或过碱都会导致蛋白质变性失活曲线模型在一定温度(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。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，温度升高后可恢复活性题点突破命题点1借助模型，考查酶的特
9、性1如图表示某种酶催化某二糖的水解过程。据图分析下列说法正确的是()A该过程可以表示麦芽糖的水解B反应前后酶的化学性质没有发生改变C该酶也可以催化其他二糖的水解D该反应过程中的酶只能利用一次解析：选B由图可知，该二糖由两种不同的单糖构成，可能是蔗糖或乳糖。反应前后酶的化学性质没有发生改变，该酶可以重复利用。酶具有专一性，该酶不能催化其他二糖的水解。2(2018黄桥月考)如图为某一酶促反应过程示意图，下列反应中能用该图表示的是()A乙醇发酵 B麦芽糖的水解CATP的水解 D在光下将水分解成H和O2解析：选C由图可知：R在反应前后结构和数量没有变化，应该是酶，同时反应物中有水，所以是一种水解反应；
10、生成物是两种不同的化合物，所以C符合题意；1分子麦芽糖水解后可得2分子的葡萄糖，B不符合题意。命题点2结合实例，考查酶的专一性3酶作为一种生命活动的催化剂，在生物的新陈代谢、物质合成、能量转化以及降解等各种反应中都起着重要作用，以下4种酶的作用对象或物质分别是()蛋白酶RNA聚合酶肽酶解旋酶A脂肪酶、磷酸二酯键、肽键、氢键B淀粉酶、氢键、肽键、氢键C蛋白质、磷酸二酯键、氢键、氢键D蛋白质、磷酸二酯键、肽键、磷酸基团解析：选A蛋白酶能催化蛋白质分解。RNA聚合酶用于DNA转录生成RNA的过程中，形成磷酸二酯键。肽酶催化多肽中肽键的断裂。解旋酶用于DNA分子复制过程中氢键的断裂。拓展归纳高考常考的
11、酶及其作用归纳DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链DNA连接酶将两个DNA片断连接起来RNA聚合酶将单个的核糖核苷酸连接成链，并能够在转录时打开DNA碱基对间的氢键解旋酶在DNA分子复制过程中打开DNA碱基对之间的氢键ATP水解酶能打开远离腺苷的高能磷酸键蛋白酶将蛋白质的部分肽键切断，得到不同的肽链和氨基酸纤维素酶、果胶酶水解纤维素、果胶，破坏植物细胞壁巧用三种方法破解酶实验难题关键点拨1鉴定酶的本质试剂检测法2验证酶的高效性和专一性对比法(1)验证酶的高效性：设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速率很快；或反应用时短反应
12、速率缓慢；或反应用时长结论酶具有高效性操作示例(2)验证酶的专一性：设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料底物相同(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性操作示例3探究酶的最适温度或pH值梯度法设计方案组别编号12n实验材料等量的同种底物温度(pH)T1(a1)T2(a2)Tn(an)衡量指标相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少实验结论生成物量最多的一组，或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)操作示例(1)探究酶的最适温度：(2)探究酶的最适
13、pH：O2的产生速率题点突破命题点1考查实验材料和试剂的选取1(2013江苏高考，多选)为了探究温度、pH 对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是()实验编号探究课题选用材料与试剂温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂A.实验 B实验C实验 D实验解析：选ACD过氧化氢受热易分解，不宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，实验不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故实验不合理；斐林试剂呈碱性，能与酸性物质发生反应，不适合用
14、于探究pH对酶活性的影响，故实验不合理。拓展归纳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时，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。(4)在探究pH对酶活性影响时
15、，“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后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。命题点2考查实验操作过程及评价2(2018六合段考)下表是其他条件均为最适宜的情况下探究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验结果。以下分析正确的是()实验一(乳糖浓度为10%)实验二(酶浓度为2%)酶浓度相对反应速率乳糖浓度相对反应速率00001%255%252%5010%504%10020%655%20030%65A实验一若继续增加酶浓度，相对反应速率不再增大B实验二若继续增加乳糖浓度，相对反应速率会增大C实验二若将反应温度提高5 ，相对反应速率将增大D实
16、验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度解析：选D实验一，增加酶浓度，相对反应速率增大，若继续增加酶浓度，相对反应速率可能增大，A错误；实验二，酶的浓度一定，乳糖浓度达到30%后反应速率不再增加，B错误；反应是在最适温度下进行的，若将反应温度提高，相对反应速率下降，C错误；实验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度，D正确。3(2018句容月考)猪笼草以瓶状带盖的叶捕捉昆虫，并分泌某种物质消化虫体。为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，研究者设计了如表实验，下列对实验结果预测正确的是()试管编号实验步骤12 mL 水蛋白液35 水浴中保温一段时间加适量双缩脲试剂22 mL 新鲜分泌物蛋白
17、液32 mL 水蛋白块加等量蒸馏水42 mL 新鲜分泌物蛋白块A试管1和2中溶液呈紫色B试管3和4中蛋白块消失C只有试管2中溶液呈紫色D只有试管4中蛋白块被分解解析：选A新鲜分泌物中含有蛋白酶，试管2中的蛋白液和试管4中的蛋白块被分解；酶在反应前后性质和数量不变，其化学本质为蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色。方法规律解答实验方案评价试题的一般思路 常考的生物图示之(五)影响酶促反应速率的曲线分析图示解读信息解读(1)底物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系：图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
18、加。图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呈正相关。(2)温度和pH与酶促反应速率的关系：温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH，如图3。(3)反应时间与酶促反应的关系：图4、5、6的时间t0、t1和t2是一致的。随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因积累而增多。t0t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率快。t1t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应
19、物消耗较慢，生成物生成速率较慢。t2时，反应物被消耗干净，生成物也不再增加，此时反应速率为0。读图技法“四看法”分析酶促反应曲线演练冲关1(2018南京9月调研)图1表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图2的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图。则当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是()A曲线1 B曲线2C曲线3 D曲线4解析：选B从图1可以看出，当温度由a变为2a时，酶的活性升高，酶促反应速率会加快，所以能在更短的时间内达到图2中化学反应的平衡点，但是化学反应的平衡点不会改变，即对应于曲线2。2.为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 )、B组(40 )和C
20、组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，那么A组酶催化反应的速度会_。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。解析：(1)在60 条件下，反应的最终产物浓度比20 和40 条件下小很多，说明酶在60 条件下最终失活。20 与40 条件下相比，40 时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40 条件下酶活性较高。(2)在时间t1
21、前，如果A组温度提高10 变成30 ，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 条件下的该酶活性大于20 条件下的，因此A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度过高导致t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。答案：(1)B(2)加快(3)不变60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底
22、物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性和专一性(其他合理答案也可)高考真题集中研究找规律1(2016江苏高考)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是()管号1%焦性没食子酸(mL)2% H2O2(mL)缓冲液(mL)过氧化物酶溶液(mL)白菜梗提取液(mL)煮沸冷却后的白菜梗提取液(mL)1222222232224222A1号管为对照组，其余不都是实验组B2号管为对照组，其余都为实验组C若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶解析：选
23、A根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗提取液的3号管为实验组，1号、2号和4号管都为对照组；若3号管显橙红色，还需要与2号管、4号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶；若4号管不显橙红色，可能是因为高温使过氧化物酶失活，而不能证明白菜梗中不存在过氧化物酶。2(2015江苏高考)下列关于酶的叙述，正确的是()A发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性B口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用C用果胶酶澄清果汁时，温度越低澄清速度越快D洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性解析：选B发烧时，体温升高，消化酶活性降低，患者表现为食欲减退；胰蛋白酶能在小肠中发挥作用
24、，消化分解蛋白质；低温时，果胶酶活性降低，细胞壁分解速度减慢，果汁澄清速度减慢；加酶洗衣粉中的酶大多是碱性蛋白酶，而白醋呈酸性，会使酶活性降低，甚至失活，所以洗衣时加少许白醋会导致加酶洗衣粉中酶活性降低。3(2017全国卷)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是()A在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶B由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 解析：选C盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而可用盐析法进行沉淀；真核细胞中DNA主要分布在细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量DN
25、A分布，所以参与DNA合成的酶也可分布在线粒体和叶绿体中；酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用，也可以在生物体外发挥作用；唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37 左右，而该酶通常在低温下保存。4(2017天津高考)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是()A酶C降低了A生成B这一反应的活化能B该体系中酶促反应速率先快后慢CT2后B增加缓慢是酶活性降低导致的D适当降低反应温度，T2值增大解析：选C加入酶C后A浓度降低，B浓度升高，说明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能；随着反应的进行，底物A浓度由大变小，酶促反应速率先
26、快后慢；T2后B增加缓慢是由底物A不足导致的；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2值增大。5(2015重庆高考)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：分 组步 骤红粒管白粒管对照管加样0.5 mL提取液0.5 mL提取液C加缓冲液(mL)111加淀粉溶液(mL)11137 保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显
27、色显色结果注：“”数目越多表示蓝色越深步骤中加入的C是_，步骤中加缓冲液的目的是_。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是_；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越_。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应_。(2)小麦淀粉酶包括淀粉酶和淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：X处理的作用是使_。若中两管显色结果无明显差异，且中的显色结果为红粒管颜色显著_白粒管(填“深于”或“浅于”)，则表明淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。解析：(1)本实验的自变量是小麦种子的提取液(去淀粉)，即提取液中酶的活性。步骤对照管中可加入等量(0.5 mL)的蒸馏水作为空白对照。中加缓冲液的目的是控制pH，以保证酶的活性。显色结果表明，淀粉酶活性越高，则蓝色越浅；反之，则蓝色越深，即红粒小麦的淀粉酶活性较低，其穗发芽率也较低。若中淀粉溶液(反应
