1、第 1 节 降低化学反应活化能的酶一、酶的本质1酶的定义及本质:酶是由_产生的具有_的有机物。绝大多数的酶是_,少数酶为_。2酶本质的探索历程:巴斯德之前:发酵是纯化学过程,与生命活动无关二、酶的作用1比较过氧化氢酶在不同条件下的分解实验(1)比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验原理:水浴加热、FeCl 3溶液中的_以及肝脏研磨液中的_均可影响 H2O2分解为 H2O和 O2的速率。(2)比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验过程和现象:试管编号 加入物质 处理 现象1 2 mL H2O2溶液 不处理 _2 2 mL H2O2溶液 _ 有气泡产生3 2 mL H2O2溶液 加 2 滴 FeCl3
2、溶液 有气泡产生4 2 mL H2O2溶液 加 2 滴肝脏研磨液 _(3)比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验结论:在常温常压下,酶可以_完成对化学反应的催化。2酶的作用机理酶 能 够 降 低 化 学 反 应 的 活 化 能 , 与 无 极 催 化 剂 相 比 , 酶 降 低 活 化 能 的 作 用 更 显 著 , 两者 的 比 较 如 图 所 示。图中各字母代表的含义:a、b、c 分别代表_、_、_的化学反应过程,E 1、E 2、E 3 分别代表进行相应化学反应所需的活化能, 代表使用酶后降低的活化能。 三、酶的特性1酶具有_:大量的实验数据表明,酶的催化效率很高,是无机催化剂的107101
3、3 倍。酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。2酶具有专一性:酶对底物具有严格的选择性,一种酶只能催化_或_化学反应。3酶的作用条件较温和:在最适宜的温度、pH 条件下,酶的活性最高。过酸、过碱或温度过高,会使酶的_遭到破坏,使酶永久失活。一般在低温条件下,酶的活性_,但酶不会_。由低温恢复到适宜温度时,酶活性可以恢复。四、酶活性的影响因素1酶活性的概念:酶对化学反应的催化效率。2影响酶活性的主要因素:_和_。3温度、pH 对酶活性的影响:比较项目 酶活性 酶空间结构是否遭到破坏条件恢复后酶活性能否恢复最适宜 最高 否 过低温度过高最适宜 最高 否 pH过酸或过碱三、1高效性2一种 一类
4、3空间结构 降低 失活四、2温度 pH3如下表所示:比较项目 酶活性酶空间结构是否遭到破坏条件恢复后酶活性能否恢复最适宜 最高 否 过低 降低 否 能温度过高 永久失活 是 不能最适宜 最高 否 pH过酸或过碱 永久失活 是 不能一、酶的作用和本质:化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是 RNA基本组成单位 氨基酸 核糖核苷酸合成场所 核糖体 细胞核来源 一般来说,活细胞都能产生酶生理功能 催化化学反应作用原理 降低化学反应的活化能1酶具生物催化作用,其化学本质是A都是蛋白质B都是 RNAC大部分是蛋白质,少数是 RNAD降低反应的活化能【参考答案】C【解题必备】1酶是由活细胞产生的具有催化作用的
5、有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。2酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。二、酶的作用机理是降低化学反应的活化能酶的作用机理如图所示:(1)图中 AC 段和 BC 段分别表示无酶催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能。(2)若将酶变为无机催化剂,则 B 在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能,但会提供反应所需的能量。【提醒】在反应前后,作为催化剂的酶的种类、数量和性质不发生改变。2生物体内酶的作用机理是A使不能发生的化学反应发生 B降低化学反应的活化能C为生物体内的化学反应提供能量D催化效率与无机催化剂相同【参考答案】B【试题解析】酶催化反应是通过降低化学反应的活化能,因
6、此答案为 B。三、对酶在细胞代谢中作用的理解1作为催化剂,酶具有一般催化剂应具有的特点:(1 )酶只能催化热力学上允许进行的反应。(2 )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。(3 )在反应前后,酶的化学性质和数量将保持不变。2酶既可在细胞内,也可在细胞外发挥催化作用。3由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。四、探究酶的专一性的实验中的自变量可以是不同的底物,也可以是不同的酶;因变量是底物是否被分解。五、区分温度、pH、底物浓度和酶浓度影响酶促反应速率的实质:1温度和 pH:通过影响酶活性而影响酶促反应速率。2底物浓度和酶浓度:通过影响底物与酶的接触面积而影响
7、酶促反应速率,并不影响酶的活性。3如图为温度、pH 与酶活性的关系,下列叙述不正确的是A曲线 a 表示酶与温度的关系, A 点所对应的温度表示该酶的最适温度B人体内胃蛋白酶的活性与曲线 b 相似C曲线 b、 c 说明不同的酶有不同的最适 pHD酶活性随温度的升高而增强【参考答案】D【解题必备】温度、pH、底物浓度均会影响酶促反应速率。过酸、过碱和温度过高都会使酶的分子结构遭到破坏,使酶永久失去活性,不能恢复。低温会使酶的活性显著降低,但不会使酶失活,恢复适宜温度后,酶的活性可以恢复。底物浓度通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率,并不影响酶的活性。六、影响酶活性和酶促反应速率的因素:4如
8、图表示在最适温度和最适 pH 条件下,反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是A曲线 a 可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率的关系B限制曲线 b 的 AB 段反应速率的主要因素为反应物浓度C形成曲线 c 的原因可能是 B 点时酶量增加或适当升温D若在适当升高温度条件下重复该实验,图中 A 点位置将下移【参考答案】C1下列与酶相关实验的叙述中,正确的是A探究酶的高效性时,自变量可以是酶的种类B探究淀粉酶的专一性时,自变量只能是酶的种类C探究 pH 对酶活性的影响时,自变量不止一种D探究温度对酶活性的影响时,因变量不止一种2图中的新鲜土豆片与 H2O2接触后,产生的现象及推测错误的是
9、A若有大量气体产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B若增加新鲜土豆片的数量,量筒中产生气体的速率加快C一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量 3通常胃液的 pH 为 0915 ,在测定胃蛋白酶活性时,将溶液 pH 由 10 降到 1 的过程中,胃蛋白酶的活性将A不断上升 B没有变化 C先升后降 D先降后升4如图表示人体肝细胞内的某种生化反应,下列有关叙述正确的是A甲和乙都是反应的底物 B丙、丁的相对分子质量之和小于乙的C该反应过程一定发生于细胞外D甲、乙、丙、丁可能都不是蛋白质5 下面的三个图是某研究小组利用过氧化氢酶探究 H2O2 分解条
10、件而获得的实验结果,下列有关叙述错误的是A图一、二、三所代表的实验中,自变量依次为催化剂种类、H 2O2 浓度、pHB图一可以得出酶具有高效性C图二 bc 段产生的原因可能是过氧化氢酶数量(浓度)有限D图三可以得出 d 点酶活性最低6如图曲线乙表示在外界条件均适宜时,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是A增大 pH,重复该实验,A、B 点位置都不变B酶量增加后,图示反应速率可用曲线丙表示C反应物浓度是限制曲线 AB 段反应速率的主要因素DB 点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现甲所示变化7仔细分析图示,判断下列叙述合理的是Aa 表示酶, b、c 、d 分别表示不同的底物,均可由酶
11、 a 催化分解Ba 表示酶,e、f 为产物,a 也可以催化 e、f 合成 dC此图所示的过程反映了酶的一种特性:专一性D若图中 d 表示酶,则与其结合的 a 就是酶催化的底物8如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下,反应物浓度对酶催化反应速率的影响,据图分析,下列说法正确的是A在 A 点时,限制反应速率的因素是反应物的浓度B在其他条件不变的情况下,在 C 点时,往反应物中加入少量同样的酶,反应速率不变C如果在 A 点时,温度再提高 5 ,则反应速率上升D在 C 点时,限制反应速率的因素是反应物的浓度和酶的浓度9如图表示在不同条件下,酶催化反应的速率或生成物质量的变化,下列有关叙述不正确的
12、是A图虚线表示酶量增加一倍时,底物浓度和反应速率的关系B图虚线表示增加酶浓度,其他条件不变时,生成物质量的变化C若图中的实线表示 Fe3+的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率D图不能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系10生物体内的各种化学反应,几乎都是由酶催化的,请回答有关问题:(1 )酶是由_ 产生的,具有 _作用,本质是_。(2)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图所示,则初步推测甲酶的化学本质为_,乙酶的化学本质为_。要鉴定乙酶的化学本质,可将该酶液与_试剂混合。11( 2017 新课标 2)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是A在细胞中,核外没
13、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 12 ( 2017 天津卷)将 A、B 两种物质混合,T 1 时加入酶 C。下图为最适温度下 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C T2 后 B 增加缓慢是酶活性降低导致的D适当降低反应温度,T 2 值增大13 ( 2016 江苏卷)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
14、1%焦性没食子酸/mL2%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/mL1 2 2 2 - - -2 2 2 - 2 - -3 2 2 - - 2 -4 2 2 - - - 2A1 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1 【 答案】D【解析】探究酶的高效性,自变量是催化剂的种类,A 错误;探究淀粉酶的专一性,自变量可以是底物种类,B 错误;探究 pH 对酶活性的影响时,自变量就是 pH,C 错误;探究温
15、度对酶活性的影响时,因变量可以是产物的生成速率或底物的消耗速率,D 正确。4【答案】D【解析】酶的特点是在反应前后理化性质保持不变,通过反应前后对比可知,甲没有变化,可以断定甲为酶,A 错误。乙被分解成了丙和丁,若是水解反应,丙和丁的相对分子质量之和比乙的相对分子质量大,B 错误。酶的作用场所可以在细胞内,也可以在细胞外,如消化酶,C 错误。大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA,若图中甲为后者,则甲、乙、丙、丁可能都不是蛋白质,D 正确。5 【 答案】D【解析】据图分析,图一的自变量是催化剂的种类,图二的自变量是过氧化氢的浓度,图三的自变量是 PH,A 正确;图一加酶的反应速率远远大于无机催化剂
16、的,说明酶具有高效性,B 正确;图二 b 点以后,随着过氧化氢浓度的增加,反应速率不再增加,可能是受酶浓度的限制,C 正确;图三 d 点反应物的剩余量最少,可以得出 d 点酶活性最高,D 错误。6 【 答案】C【解析】曲线乙表示在最适外界条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。改变温度和 pH 会降低酶的活性。增大 pH,重复该实验,A、B 点位置下移,A 错误;酶浓度增加且反应物充足,反应速率加快,B 错误;AB 段提高反应物浓度反应速率上升,故限制曲线 AB 段反应速率的主要因素是反应物浓度,C 正确;B 点后,升高温度,酶活性降低,D 错误。7 【 答案】C【解析】分析题图可知,a 反应
17、前后未发生变化,说明 a 是酶。b、c、d 表示不同底物,而 a 只能与 d 结合,催化 d 分解,说明酶具有专一性。由于酶具有专一性,所以 a 不能催化 e、f 合成 d。8【答案】A【解析】本题的疑难点是不能正确认识曲线中某一点的限制因素。在 A 点时,提高反应物浓度,反应速率上升,故 A 正确。C 点时,限制反应速率的因素是酶的浓度,故加入少量同样的酶,反应速率上升,故 B 错。题图是在最适温度条件下得到的,提高温度,酶活性下降,反应速率下降,故 C 错。在 C 点时,提高反应物的浓度,反应速率不变,提高酶量反应速率上升,故限制因素为酶的浓度,故 D 错。9【答案】D【解析】酶量增加一倍
18、时,在底物浓度相同的情况下,反应速率加快,但是整个反应中,生成物的质量不变,因此 A、B 两项正确。过氧化氢酶比 Fe3+的催化效率高,因此,在底物浓度不变时,过氧化氢酶可缩短化学反应的时间,但生成物质量不变,C 项正确。在其他条件一定的情况下,反应开始时,底物浓度高,反应速率快,随着底物浓度的降低,反应速率逐渐减慢,因此图能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系,D 项错误。【名师点睛】解题关键是对盐析的理解,盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶解度降低而析出的过程,原理是物质在不同浓度的盐溶液中溶解度不同。蛋白质在高浓度盐溶液中析出,而 DNA 是在低浓度盐溶液中析出,盐
19、析为可逆反应。本题难度中等。12 【答案 】C【解析】T 1 时加入酶 C,A 物质减少, B 物质增加,可推测酶 C 催化 A 物质生成 B 物质,酶通过降低化学反应的活化能加快反应速率,A 正确;由曲线可知,T 1T2 间,酶促反应速率加快,超过 T2 后,酶促反应速率减慢, B 正确;T 2 后 B 增加缓慢是底物 A含量过少所致,C 错误;曲线是在最适温度下绘制的,若降低反应温度,则反应速率减慢,T 2 值增大,D 正确。【名师点睛】本题主要考查酶的相关知识,要求考生正确分析曲线图,根据 A 物质减少、B 物质增加判断 A 是底物, B 是产物,再根据曲线的走势判断酶促反应速率的变化。【名师点睛】此题是通过酶考查相关实验分析,解答本题的关键在于根据实验目的分析自变量、因变量、无变变量,理解对照组和实验组的区别。