高中生物一轮总复习 第8讲：酶的本质、特性及相关实验探究

第8讲酶的本质、特性及相关实验探究01020304网络构建酶的本质和作用酶的作用特性及影响因素与酶相关的实验探究知识精讲应试例析知识精讲应试例析知识精讲应试例析考点一酶的本质和作用（知识精讲）1.酶的作用与本质考点一酶的本质和作用（知识精讲）2.酶的作用机理反应过程能量dcba初态终态活化态无催化剂

加酶（1）ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。（2）ba段的含义是酶降低的活化能。（3）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。考点一酶的本质和作用（知识精讲）3.比较过氧化氢在不同条件下的分解变量分析考点一酶的本质和作用（应试例析）【对接高考-角度1】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DNA的合成主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能合成，因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶，A错误；只要给予适宜的温度、pH等条件，由活细胞产生的酶在生物体外也具有催化活性，B错误；盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低，但不影响蛋白质的活性。而胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，C正确；唾液淀粉酶催化反应最适温度是37℃，但是37℃不是保存该酶的最适温度，酶应该在低温条件下保存，D错误。答案CC线粒体、叶绿体低温保存考点一酶的本质和作用（应试例析）（1）从酶的化学本质上讲，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶（如淀粉酶、蛋白酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等），若无特别说明，其本质都是蛋白质。（2）若题目信息中告知某催化功能的物质经蛋白酶处理后“丧失活性”，则该酶为蛋白质，仍具活性，则该酶为RNA。考点一酶的本质和作用（应试例析）【即学即练】核酶（ribozyme）是具有催化功能的RNA分子，在特异地结合并切断特定的mRNA后，核酶可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的mRNA分子。下列关于核酶的叙述，正确的是（）A.向核酶中滴加双缩脲试剂，水浴加热可发生紫色反应B.与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可反映核酶的高效性C.核酸具有热稳定性，故核酶的活性不受温度的影响D.核酶与催化底物特异性结合时，有氢键形成，也有磷酸二酯键的断裂

解析核酶的化学本质是RNA，滴加双缩脲试剂可发生紫色反应的是蛋白质，且不需加热，A错误；与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，表明核酶具有催化作用，要证明酶具有高效性，应该与无机催化剂做对比，B错误；与蛋白质相比，核酸虽然具有热稳定性，但温度过高或过低也能影响其性质或结构，因此核酶的活性也受温度的影响，C错误；核酶特异地结合mRNA是通过碱基互补配对实现的，因此有氢键的形成，核酶能切断特定的mRNA，在该过程中有磷酸二酯键的断裂，D正确。答案D考点一酶的本质和作用（应试例析）【对接高考-角度2】1.关于酶的叙述，错误的是（）A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物解析低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大；而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，B错误。答案B考点一酶的本质和作用（应试例析）【对接高考-角度2】2.下列关于酶的说法中，正确的是（）A.酶的合成一定需要核糖体，但不一定需要高尔基体B.pH较低时一定会降低酶的活性，但温度较低时则不一定会降低酶的活性C.在任何条件下，酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著D.所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶，但不一定都分布在线粒体中

解析大多数酶是蛋白质，在核糖体合成，少数酶是RNA，主要在细胞核合成，A错误；温度较低时会降低酶的活性，但不会使酶失去活性，B错误；酶的催化作用需要适宜的条件，故并非所有条件下，酶降低活化能的效果都比无机催化剂显著，C错误；真核细胞的呼吸酶分布在细胞质基质和线粒体中，原核细胞的呼吸酶分布于细胞质和细胞膜上，D正确。答案D少数酶是RNA考点一酶的本质和作用（应试例析）对酶在细胞代谢中作用的理解（1）酶只能催化热力学上允许进行的反应。（2）酶通过降低活化能加快化学反应速率。（3）酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡的位置。（4）在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。（5）用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。考点二酶的作用特性及影响因素（知识精讲）1.酶的特性（1）高效性分析：1.酶比无机催化剂的催化效率更高；2.酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。3.酶不能改变最终生成物的量。加酶加无机催化剂不加催化剂时间反应速率考点二酶的作用特性及影响因素（知识精讲）1.酶的特性（2）专一性（物理模型）根据酶与底物的结构特点可以看出酶的专一性锁钥学说考点二酶的作用特性及影响因素（知识精讲）1.酶的特性（2）专一性（曲线模型）酶A不加酶（酶B）时间反应速率a.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。b.加入酶A的反应速率一定范围内随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A可催化该反应。即酶具有专一性。考点二酶的作用特性及影响因素（知识精讲）2.影响酶促反应速率的因素分析（1）温度的影响温度酶活性最适温度随着温度降低，酶活性下降，若温度升高可恢复。随着温度升高，酶活性下降，温度降低时不可恢复。考点二酶的作用特性及影响因素（知识精讲）2.影响酶促反应速率的因素分析pH反应速率最适pH（2）pH的影响随着pH降低，酶活性下降，若pH升高不可恢复。随着pH升高，酶活性下降，pH降低时不可恢复。考点二酶的作用特性及影响因素（知识精讲）2.影响酶促反应速率的因素分析酶浓度反应速率（3）酶浓度的影响（反应物充足）在有足够底物又不受其他因素影响的情况下，酶促反应速率和酶浓度成正比。考点二酶的作用特性及影响因素（知识精讲）2.影响酶促反应速率的因素分析反应物浓度反应速率（4）反应物浓度的影响反应物浓度较低时，反应速率随反应物浓度增加而加快反应物浓度达到一定程度，所有酶都参与催化反应，催化速率最大考点二酶的作用特性及影响因素（知识精讲）特别提醒（1）同一个体不同细胞中，酶的种类和数量不同。对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。（2）酶促反应速率与酶活性不同。温度和pH通过影响酶活性进而影响酶促反应速率；底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。（3）温度、pH的综合影响考点二酶的作用特性及影响因素（应试例析）【对接高考-角度1】下列关于酶的叙述，正确的是（）A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关C.酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存D.可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响解析大多数酶是蛋白质，蛋白质能与双缩脲试剂反应呈紫色，而少数酶是RNA，RNA不能与双缩脲试剂反应呈现紫色，A错误；每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，这是细胞代谢能够有条不紊地进行的重要原因，B正确；在最适温度和pH条件下，酶的活性最强，不适合长期保存，C错误；过氧化氢高温易分解，所以一般不选择过氧化氢溶液作为底物来探究温度对酶活性的影响，D错误。答案B高温易分解考点二酶的作用特性及影响因素（应试例析）影响因素制约酶活性的机理（1）高温、过酸、过碱——可破坏酶分子空间结构而导致酶永久性失活（不可逆转）。（2）低温——仅抑制酶活性，并不破坏酶分子空间结构，当温度适当升高时活性尚可恢复。（3）酶活性还受某些激活剂或抑制剂的影响，前者可提升酶活性，后者则降低酶活性。考点二酶的作用特性及影响因素（应试例析）【即学即练】细胞代谢能在常温常压下迅速有序地进行，其中酶起着重要作用。下列叙述错误的是（）A.酶是所有活细胞都含有的具有催化作用的有机物B.H2O2分解实验中，加热、Fe3＋、酶降低活化能的效果依次增强C.有些酶需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输D.人体的各种酶发挥作用所需的最适条件是不完全相同的解析活细胞的代谢离不开酶的催化作用，酶是有机物，A正确；H2O2分解实验中，加热能够为反应提供能量，而不是降低活化能，B错误；有些酶的化学成分为分泌蛋白，需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输，C正确；人体的各种酶发挥作用所需的最适条件不完全相同，D正确。答案B考点二酶的作用特性及影响因素（应试例析）【对接高考-角度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）。加快不变60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加蛋白质或RNA高效性、专一性与20℃相比，40℃时产物浓度上升较明显，则酶活性更高，而20℃下酶活性受抑制。升高10℃，则酶活性增强，反应速度加快产物浓度始终未变，表明此温度下酶已丧失活性，若在t2后增加底物量，则产物总量将不改变考点二酶的作用特性及影响因素（应试例析）“四看法”分析酶促反应曲线考点二酶的作用特性及影响因素（应试例析）【方法体验】在研究温度对某种酶活性的影响实验中，不同温度下反应物浓度随反应时间的变化如图所示。下列说法错误的是（）A.本实验中，温度属于自变量，酶的用量属于无关变量B.在三组实验中，50℃条件下酶降低活化能的效率最高C.若在t1之前将A组的温度提高10℃，其反应速度会加快D.在t1～t3时间段，反应物浓度的降低限制了B组反应的速率

解析从图得知，本实验中，自变量是温度，因变量是反应物浓度，酶量属于无关变量，A正确；在相同时间内，B组曲线下降的最快，说明该组温度下酶促反应速度最快。30℃的条件下酶降低活化能的效率最高，B错误；若在t1之前将A组的温度提高10℃，酶活性会升高，反应速度会加快，C正确；t1～t3时间段，B组的反应物较少，是限制其速率的主要原因，D正确。答案B考点三与酶相关的实验探究（知识精讲）方法1用“试剂检测法”鉴定酶的本质可采用“试剂检测法”或“蛋白酶水解法”确认酶的化学本质考点三与酶相关的实验探究（知识精讲）方法2用“对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素（1）验证酶的高效性对照组：反应物+无机催化剂→反应速率慢实验组：反应物+等量酶溶液→反应速率快考点三与酶相关的实验探究（知识精讲）方法2用“对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素（2）探究酶的专一性思路一底物1底物2只有相应的一种底物能反应+1种酶思路二同种底物+只有相应的一种酶能催化反应酶1酶2考点三与酶相关的实验探究（知识精讲）方法3用“梯度法”探究影响酶活性的因素（温度或pH）设计思路：设计实验时需设置一系列不同温度（或pH）的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度（或pH）最接近最适温度（或pH）。相邻组间的差值（即梯度值）越小，测定的最适温度（或pH）就越精确。考点三与酶相关的实验探究（知识精讲）名师支招方法3用“梯度法”探究影响酶活性的因素（温度或pH）（1）影响酶活性的因素主要有温度、pH等。当考查其中一种因素对酶活性的影响时，其他因素是无关变量，要在实验过程中保持相同且适宜。（2）在探究温度或pH对酶活性的影响时，一定要把酶和底物在各自的温度或pH下处理一段时间，然后再混合。（3）探究温度对酶活性的影响时不宜选过氧化氢作实验材料，因为过氧化氢（H2O2）在常温常压