2013届高考生物一轮复习课件：必修1 5.1降低化学反应活化能的酶

一、酶在细胞代谢中的作用 下图曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化 条件和有酶催化条件下的能量变化过程。
(1)没有酶催化的反应曲线是 ② 。
(2)有酶催化的反应曲线是 ① 。 (3)AC段的含义是 在无催化剂催化条件下，反应所需的活化能 。 (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 如何移动？ B点将向上移动 。 (6)通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，对于酶的作 用形成哪些认识？ 酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著，具有高效性
的蔗糖溶
液
的大小
A．①②③ C．①②④
B．②③④ D．①③④
[解析] 植物细胞的质壁分离与复原实验中，自变量是0.3 g/mol的蔗糖溶液和清水。反应变量为质壁分离与复原。
酶，反应速率都会加快。
[答案] C
[链一串] 1．表示酶高效性的曲线 (1)催化剂可加快化学反应速率，与无 机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，
不改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。
2．表示酶专一性的曲线
(1)在A底物中加入酶A，A底物快速减少，
答案： D
考点二
考情 解读
与酶特性有关的曲线分析
对酶特性的考查在每年的高考中几乎
都有涉及。以坐标曲线形式考查酶的特性及 识图、分析能力仍占主要地位。
[做一题] [例2] 影响酶活性的因素有很多，
包括温度、酸碱度、反应物浓度、
酶浓度等。如图表示的是在最适温 度条件下，反应物浓度对淀粉酶所 催化的化学反应速率的影响。下列有关说法正确的是 ( )
(2)蛋白质
缓冲
(3)从该细菌提取脂肪酶若干、 分组、编号 在55～65℃范围内设置不同的温度梯度处理：55、57、 59、61、63、65度的温水，水浴加热一段时间后，观察 酶对脂肪的分解程度
[学一技] 与酶有关的实验设计思路 实验名称 验证酶是蛋 白质 验证酶具有 催化作用 实验组 待测酶液＋ 双缩脲试剂 底物＋相应 酶液 对照组 已知蛋白液＋ 双缩脲试剂 底物＋等量蒸 馏水 实验组衡量 标准 是否出现紫 色 底物是否被 分解
2．(2012· 南昌调研)取经过编号的5支试管分别加入2 mL
物质的量浓度为0.5 mol/L的过氧化氢溶液，进行如下
实验，根据实验内容，下列说法正确的是 试管编号 加入物质 1 适量唾 液 2 锈铁钉 3 生土 豆块 4 熟土 豆块 ( 5 生土豆块 ＋稀盐酸 )
实验结果
几乎无
气泡
少量
气泡
大量
验证酶的专
一性
底物＋相应
酶液
另一底物＋相
同酶液
底物是否被
分解
实验名称
实验组
对照组
实验组衡量 标准
验证酶具有高 底物＋相应酶 底物＋无机催 底物分解速 效性 液 化剂 度
探索酶的适宜 温度(或pH)梯度下的同一温度 温度(或pH) (或pH)处理后的底物和酶混合
底物的分解
速度或底物 的剩余量
[做一题] [例4] 下列描述正确的是 ( 反应变 量 (因变量) 观测指标 )
A．若在A点时温度升高5℃，则反应速率加快 B．若在A点时往混合物内加入少量淀粉酶，则反应速率 不变 C．若在B点时往混合物内加入少量淀粉酶，则反应速率 会加快
D．若在B点时温度升高5℃，则反应速率不改变
[解析] 该图表示的是在最适温度条件下，反应物浓度对 淀粉酶所催化的化学反应速率的影响，若改变温度，会导 致反应速率下降，因此在A点或B点时温度升高5℃，反应 速率都会减慢；在A点或B点时往混合物内加入少量淀粉
A．该酶催化反应的最适温度为35℃左右，最适pH为8
B．当pH为8时，影响反应速率的主要因素是底物浓度 和酶浓度 C．随pH升高，该酶催化反应的最适温度也逐渐升高 D．当pH为任何一固定值时，实验结果都可以证明温度
对反应速率的影响
解析：分析曲线，无论在哪种温度条件下，当pH＝8时，
反应速率都最大，故该酶的最适pH为8；由图示在一定
。
二、酶的本质和特性 1．酶的基本单位、合成场所 本质 绝大多数是蛋白质 少数是 RNA 基本单位 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 细胞核
2.酶的特性
(1)酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍，这
说明酶具有 高效性 。 (2)淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解， 这说明酶具有 专一性 。 (3)作用条件较温和：高温 、 过酸 、 过碱 都会使酶变 性失活。
(3)由题干信息可知，该细菌生活在55～65℃的热泉中，要测
定该脂肪酶催化作用的最适温度，实验的自变量是不同的温 度，因变量可通过观察脂肪分解程度来判断，因此设置在
55～65℃温度范围内不同温度梯度进行脂肪酶催化脂肪水解
实验，通过观察不同实验组中脂肪的分解情况判断出该脂肪 酶的最适温度。
[答案] (1)脂肪
B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速 率 C．在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细 胞
D．DNA 连接酶可连接 DNA 双链的氢键，使双链延伸
[解析] 本题综合考查酶的化学本质、作用原理、专一性和在
现代生物科技中的应用等，意在考查理解能力，要求能理解
所学知识的要点，把握知识间的内在联系。大多数酶的化学 本质是蛋白质，少数为RNA，所以其基本组成单位是氨基酸 和核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸是 DNA 的基本组成单位，A 错误；酶只能通过降低反应物的活化能来提高化学反应速率，
(3)要注意的是，低温仅是抑制酶的活性，随温度的升高(最
适温度以下)酶的活性逐渐增强。 (4)从图C可以看出，反应溶液pH的变化不影响酶作用的最 适温度。
4．反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(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加(如
说明酶A催化底物A参加反应。
(2)在B底物中加入酶A，B底物浓度不变，说明酶A不能催
化底物B参加反应。
3．影响酶活性的曲线 影响酶活性的外界因素有温度和pH等，见下图：
(1)在最适宜的温度或pH条件下，酶的活性最高。温度和pH 偏高或偏低，酶的活性都会明显下降。 (2)在高温、强酸或强碱、重金属盐等引起蛋白质变性的条 件下，酶都会丧失活性。
考点一
酶的本质、作用和特性 高考对本考点常通过实验设计题、图像图表题、
考情 文字叙述题等进行考查，预计2013年高考命题角度
解读 仍会主要以图表形式联系生产生活实际综合考查酶的
特性和应用。
[做一题] [例1] (2011· 天津高考)下列有关酶的叙述正确的是( )
A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
气泡
几乎无 几乎无气
气泡 泡
A.说明酶具有高效性的是3号和4号实验
B．1号和3号对照不能说明酶有专一性
C．各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系
D．3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响
解析：酶具有高效性是通过无机催化剂与有机催化剂相
比较(即2号与3号实验)得出的。1号和3号实验是两种酶 催化一种底物，能说明酶具有专一性。3号与4号实验 对比能说明高温会降低酶的活性。3号和5号实验的自 变量是pH，说明pH会影响酶的活性。
酶条件下进行到时间t时，向反应
液中加入催化该反应的酶。右图中能正确表示加酶后 反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是 ( )
A．甲
C．丙
B．乙
D．丁
解析：酶能加快反应的进行，该反应不可逆，加入酶后 使反应物浓度快速下降。 答案：D
4.某同学研究温度和pH对某酶促反 应速率的影响，得到如右图所示 的曲线。下列分析正确的是 ( )
序号 实验名称
实验变量
(自变量)
比较过氧
① 化氢酶和 Fe3＋的催 化效率
鲜猪肝研 磨液、Fe3
＋
过氧化
氢分解 反应速 率
点燃但无火焰的
卫生香燃烧的猛 烈程度或气泡产 生速率
序号
实验名称
实验变量
(自变量)
反应变量
(因变量)
观测指标 加斐林试剂 水浴加热， 有无砖红色
探索淀粉酶对
② 淀粉和蔗糖的 水解作用
pH的范围内，随pH升高，35℃时酶催化反应的速率都最 大，故该酶的最适温度是35℃左右。当pH为8时，影响 反应速率的主要因素是温度而不是底物浓度和酶浓度； 从四条曲线的两端可见，当pH过高或过低时，四种曲线 会重叠，即不同温度下的反应速率相同，此时无法证明 温度对反应速率的影响。
答案： A
[ 做一题]
图甲)。 (2)在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率 与酶浓度成正比(如图乙)。
[关键一点] (1)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应的。 (2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响 酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
[通一类] 3.(2011· 海南高考)某一不可逆化学 反应(S→P＋W)在无酶和有酶催 化时均可以进行。当该反应在无
不能为反应物提供能量，B 错误；胰蛋白酶可以促进细胞之
间的粘连物质水解，使细胞分散开，C 正确；DNA 连接酶可 以催化五碳糖和磷酸之间形成磷酸二酯键，D 错误。 [答案] C
[链一串]
1．酶的概念拓展
类别 来源 功能 内容 一般来说，活细胞都能产生酶
降低化学反应的活化能，提高化学反
应速率 胞内酶：合成后在细胞内起作用，如
淀粉、 蔗糖
淀粉、蔗糖的
水解反应是否 发生
(沉淀)出现
序号
实验名称
温度对酶
实验变量 (自变量) 温度(60℃