高考生物大一輪專題復(fù)習(xí)精講講義：必修1第3單元光合作用和細(xì)胞呼吸8酶本質(zhì)與特性

1、高考生物大一輪專題復(fù)習(xí)精講講義：必修1第3單元光合作用和細(xì)胞呼吸8酶本質(zhì)與特性2016備考備考最新考綱最新考綱1酶酶在代謝中的作用在代謝中的作用()。2.實(shí)驗(yàn)：探究影響酶活性的實(shí)驗(yàn)：探究影響酶活性的因素。因素。一、酶的本質(zhì)和作用一、酶的本質(zhì)和作用1酶的本質(zhì)及作用酶的本質(zhì)及作用蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA活細(xì)胞活細(xì)胞催化催化活化能活化能2.比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解變變量分析：量分析：3實(shí)驗(yàn)成功的實(shí)驗(yàn)成功的3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須用新鮮的驗(yàn)時(shí)必須用新鮮的(剛從活的動(dòng)物體中取出的剛從活的動(dòng)物體中取出的)肝臟作肝臟作實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料(肝臟如果不新鮮，肝細(xì)胞內(nèi)的過氧

2、化氫酶等有肝臟如果不新鮮，肝細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機(jī)物就會(huì)在腐生細(xì)菌的作用下分解，使組織中酶分子的數(shù)機(jī)物就會(huì)在腐生細(xì)菌的作用下分解，使組織中酶分子的數(shù)量減少且活性降低量減少且活性降低)。(2)實(shí)驗(yàn)中使用肝臟的研磨液，可以加大肝細(xì)胞內(nèi)過氧化實(shí)驗(yàn)中使用肝臟的研磨液，可以加大肝細(xì)胞內(nèi)過氧化氫酶與試管中過氧化氫的接觸面積，從而加速過氧化氫的氫酶與試管中過氧化氫的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。分解。(3)滴加氯化鐵溶液和肝臟研磨液時(shí)不能共用一支滴管，滴加氯化鐵溶液和肝臟研磨液時(shí)不能共用一支滴管，(因?yàn)槊傅拇呋示哂懈咝裕倭棵笌胍驗(yàn)槊傅拇呋示哂懈咝?，少量酶帶入FeCl3溶液中溶液中就會(huì)影

3、響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至使人產(chǎn)生錯(cuò)覺，作出錯(cuò)就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至使人產(chǎn)生錯(cuò)覺，作出錯(cuò)誤的判斷誤的判斷)。4酶本質(zhì)的探索酶本質(zhì)的探索(連一連連一連)5酶的特性酶的特性(1) ：催化效率約是無機(jī)催化劑的：催化效率約是無機(jī)催化劑的1071013倍。倍。(2) ：每一種酶只能催化某：每一種酶只能催化某 化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)。(3)作用條件較溫和：在作用條件較溫和：在 條件下，酶的活條件下，酶的活性性最高。最高。 會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活；失活； 條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。高高效性效性專一性專一性一種或一類一種或一類最

4、適溫度和最適溫度和pH高溫、過酸、過堿高溫、過酸、過堿低溫低溫深度思考深度思考甲甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如右圖所示，請思考：系如右圖所示，請思考：(1)甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是否相同？甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是否相同？(2)乙酶活性改變的機(jī)制是什么？乙酶活性改變的機(jī)制是什么？提示提示(1)觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是質(zhì)而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞活

5、性降低，則乙酶為蛋白，乙酶能被蛋白酶破壞活性降低，則乙酶為蛋白質(zhì)。質(zhì)。(2)乙酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，從而使其活乙酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，從而使其活性喪失。性喪失。二、酶作用相關(guān)圖像及曲線解讀二、酶作用相關(guān)圖像及曲線解讀1酶高效性曲線解讀酶高效性曲線解讀(1)如如圖表示未加催化劑時(shí)，生成物濃度隨時(shí)間的變化曲圖表示未加催化劑時(shí)，生成物濃度隨時(shí)間的變化曲線，請?jiān)趫D中繪出加酶和加無機(jī)催化劑的條件時(shí)的變化線，請?jiān)趫D中繪出加酶和加無機(jī)催化劑的條件時(shí)的變化曲線。曲線。(2)由曲線可知：酶比無機(jī)催化劑的催化效率由曲線可知：酶比無機(jī)催化劑的催化效率 ；酶只能；酶只能 達(dá)到化學(xué)平衡所

6、需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的 。因此，酶因此，酶 (“能能”或或“不能不能”)改變最終生成物的量。改變最終生成物的量。(3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。更高更高縮短縮短不能不能平衡點(diǎn)平衡點(diǎn)2表示酶專一性的圖像和曲線解讀表示酶專一性的圖像和曲線解讀 (1)圖圖像像圖中圖中 表示酶，表示酶， 表示被催化的底物，表示被催化的底物，E、F表示表示 被分解被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被酶催化的物質(zhì)。表示不能被酶催化的物質(zhì)。酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。(2)曲線曲線ABB在

7、在A反應(yīng)物中加入酶反應(yīng)物中加入酶 ，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，說明酶說明酶A 。在在A反應(yīng)物中加入酶反應(yīng)物中加入酶 ，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說明，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說明酶酶B 。A能催化底物能催化底物A的反應(yīng)的反應(yīng)B不能催化底物不能催化底物A的反應(yīng)的反應(yīng)3影響酶活性的曲線解讀影響酶活性的曲線解讀(1)分分析圖析圖A、B可知，在最適宜的溫度和可知，在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活條件下，酶的活性性 。溫度和。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會(huì)偏高或偏低，酶活性都會(huì) 。(2)分析圖分析圖A、B中曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)可知：中曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)可知： 都會(huì)使酶失去活性，

8、而都會(huì)使酶失去活性，而 只是使酶的活只是使酶的活性降低。前者都會(huì)使酶的性降低。前者都會(huì)使酶的 遭到破壞，而后者遭到破壞，而后者 最高最高明顯降低明顯降低過酸、過堿、高溫過酸、過堿、高溫低溫低溫空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)并未破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。并未破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。深度思考深度思考(1)分析上圖分析上圖C中的曲線，反應(yīng)溶液中中的曲線，反應(yīng)溶液中pH的變化是否會(huì)影的變化是否會(huì)影響酶作用的最適溫度呢？響酶作用的最適溫度呢？(2)若將上圖若將上圖A圖中的橫坐標(biāo)改為底物濃度或酶濃度，曲線圖中的橫坐標(biāo)改為底物濃度或酶濃度，曲線又該如何繪制？請?jiān)谙旅娴淖鴺?biāo)系中繪出。又該如何繪制？請?jiān)谙旅娴淖鴺?biāo)系中繪出。提示提示(1)不

9、會(huì)不會(huì)(2)考點(diǎn)一考點(diǎn)一酶的本質(zhì)及作用酶的本質(zhì)及作用典例引領(lǐng)典例引領(lǐng)【典例【典例1】 (2014福建理綜，福建理綜，1)用用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是()A蛋白酶蛋白酶 BRNA聚合酶聚合酶CRNA D逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶解析解析大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，核糖體是由蛋白，核糖體是由蛋白質(zhì)和質(zhì)和rRNA組成的，用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)組成的，用蛋白酶去除

10、大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)后，核糖體中只剩下后，核糖體中只剩下RNA成分，因此，由題中信息成分，因此，由題中信息“用蛋白用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)氨基酸的脫水縮合反應(yīng)”可說明催化該反應(yīng)的物質(zhì)是可說明催化該反應(yīng)的物質(zhì)是RNA，故故C正確，正確，A、B、D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案C【典例【典例2】 (2011海南單科，海南單科，14)關(guān)關(guān)于酶的敘述，正確的是于酶的敘述，正確的是()A酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能B酶活性的變化與酶所處環(huán)境的改變無關(guān)酶活性的變化與酶所處環(huán)境的

11、改變無關(guān)C酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失D酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸解析解析酶催化作用的機(jī)理是降低了反應(yīng)的活化能；酶所處環(huán)酶催化作用的機(jī)理是降低了反應(yīng)的活化能；酶所處環(huán)境中溫度和境中溫度和pH的改變會(huì)影響酶的活性；酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)的改變會(huì)影響酶的活性；酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失；酶分子完成催化作用后其數(shù)量和致其活性部分或全部喪失；酶分子完成催化作用后其數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)均不發(fā)生改變。故化學(xué)性質(zhì)均不發(fā)生改變。故C正確。正確。答案答案C深度思考深度思考對于酶、激素、神經(jīng)遞質(zhì)而言，哪些在發(fā)揮作

12、用后應(yīng)立即對于酶、激素、神經(jīng)遞質(zhì)而言，哪些在發(fā)揮作用后應(yīng)立即降解或轉(zhuǎn)移？降解或轉(zhuǎn)移？提示提示激素和神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用后應(yīng)立即降解激素和神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用后應(yīng)立即降解(神經(jīng)遞質(zhì)也神經(jīng)遞質(zhì)也可被轉(zhuǎn)移至突觸前膜內(nèi)重新利用可被轉(zhuǎn)移至突觸前膜內(nèi)重新利用)，酶在反應(yīng)前后數(shù)量及性，酶在反應(yīng)前后數(shù)量及性質(zhì)不變。質(zhì)不變。1明確酶的正確理解與錯(cuò)誤說法明確酶的正確理解與錯(cuò)誤說法2酶的作用機(jī)理酶的作用機(jī)理酶和其他催化劑均能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，分析如下：酶和其他催化劑均能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，分析如下：(1)圖中圖中ac和和bc段分別表示無催化劑和酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需段分別表示無催化劑和酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能。要

13、的活化能。(2)若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則b在縱軸上向上移動(dòng)。用加熱在縱軸上向上移動(dòng)。用加熱的方法不能降低活化能，但會(huì)提供活化能。的方法不能降低活化能，但會(huì)提供活化能。3比較酶與激素比較酶與激素跟進(jìn)題組跟進(jìn)題組1下下列有關(guān)酶的敘述正確的是列有關(guān)酶的敘述正確的是()A酶的基本組成單位是氨基酸或脫氧核苷酸酶的基本組成單位是氨基酸或脫氧核苷酸B酶提供了反應(yīng)過程中所必需的活化能，從而提高化學(xué)酶提供了反應(yīng)過程中所必需的活化能，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)速率C酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失D線粒體中有催化葡萄糖分解的酶線粒體中有催化葡萄糖分

14、解的酶解析解析酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)或酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA，其基本組成單位為氨，其基本組成單位為氨基酸或核糖核苷酸；酶對酶促反應(yīng)的作用機(jī)制是降低反應(yīng)的基酸或核糖核苷酸；酶對酶促反應(yīng)的作用機(jī)制是降低反應(yīng)的活化能，而不是提供活化能；酶的功能是由酶的結(jié)構(gòu)決定的，活化能，而不是提供活化能；酶的功能是由酶的結(jié)構(gòu)決定的，其結(jié)構(gòu)改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失；線粒體內(nèi)沒有催其結(jié)構(gòu)改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失；線粒體內(nèi)沒有催化葡萄糖分解的酶。化葡萄糖分解的酶。答案答案C2下列關(guān)于酶和激素的敘述，正確的是下列關(guān)于酶和激素的敘述，正確的是()A同一種酶不可能存在于分化程度不同的活細(xì)胞中，一同一種酶不可能存

15、在于分化程度不同的活細(xì)胞中，一種激素只有一種靶細(xì)胞種激素只有一種靶細(xì)胞B酶和激素發(fā)揮作用時(shí)均需要與特定的物質(zhì)相結(jié)合酶和激素發(fā)揮作用時(shí)均需要與特定的物質(zhì)相結(jié)合C酶可以為合成激素的反應(yīng)物提供活化能，從而加快激酶可以為合成激素的反應(yīng)物提供活化能，從而加快激素的合成速率素的合成速率D在最適溫度和在最適溫度和pH值條件下，最適合酶的保存值條件下，最適合酶的保存解析解析不同的細(xì)胞可以合成相同的酶，例如呼吸酶，一種激不同的細(xì)胞可以合成相同的酶，例如呼吸酶，一種激素可以作用于多種不同的靶細(xì)胞，例如甲狀腺激素，素可以作用于多種不同的靶細(xì)胞，例如甲狀腺激素，A錯(cuò)；錯(cuò)；酶和激素發(fā)揮作用時(shí)均需要與特定物質(zhì)結(jié)合，酶和激

16、素發(fā)揮作用時(shí)均需要與特定物質(zhì)結(jié)合，B正確；酶只正確；酶只能降低活化能，不能提供活化能，能降低活化能，不能提供活化能，C錯(cuò)；酶的保存應(yīng)降低其錯(cuò)；酶的保存應(yīng)降低其活性，在低溫條件下，活性，在低溫條件下，D錯(cuò)。錯(cuò)。答案答案B考點(diǎn)二考點(diǎn)二酶的作用特性及相關(guān)曲線分析酶的作用特性及相關(guān)曲線分析典例引領(lǐng)典例引領(lǐng)【典例【典例1】 如如圖是某種酶催化某二糖的水解過程示意圖。據(jù)圖是某種酶催化某二糖的水解過程示意圖。據(jù)圖分析下列說法正確的是圖分析下列說法正確的是()A該過程可以表示麥芽糖的水解該過程可以表示麥芽糖的水解B反應(yīng)前后酶的化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生改變反應(yīng)前后酶的化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生改變C該酶也可以催化其他二糖的水解該

17、酶也可以催化其他二糖的水解D該反應(yīng)過程中的酶只能利用一次該反應(yīng)過程中的酶只能利用一次解析解析由圖可知，該二糖由兩種不同的單糖構(gòu)成，可能是蔗由圖可知，該二糖由兩種不同的單糖構(gòu)成，可能是蔗糖或乳糖。反應(yīng)前后酶的化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生改變，可以重復(fù)糖或乳糖。反應(yīng)前后酶的化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生改變，可以重復(fù)利用。酶具有專一性，該酶一般不能催化其他二糖的水解。利用。酶具有專一性，該酶一般不能催化其他二糖的水解。答案答案B【典例【典例2】 下列描述酶的特性和作用機(jī)理的曲線，正確的是下列描述酶的特性和作用機(jī)理的曲線，正確的是()解析解析縱坐標(biāo)為反應(yīng)速率，而非酶活性，所以縱坐標(biāo)為反應(yīng)速率，而非酶活性，所以A項(xiàng)曲線左側(cè)項(xiàng)曲

18、線左側(cè)與與X軸不應(yīng)有交點(diǎn)，軸不應(yīng)有交點(diǎn)，A錯(cuò)誤；反應(yīng)速率與酶濃度應(yīng)成正比錯(cuò)誤；反應(yīng)速率與酶濃度應(yīng)成正比(底底物足量物足量)，B錯(cuò)誤；當(dāng)?shù)孜餅榱銜r(shí)，反應(yīng)速率也應(yīng)為零，錯(cuò)誤；當(dāng)?shù)孜餅榱銜r(shí)，反應(yīng)速率也應(yīng)為零，C錯(cuò)錯(cuò)誤；酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，誤；酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，D正確。正確。答案答案D“四看法四看法”分析酶促反應(yīng)曲線分析酶促反應(yīng)曲線跟進(jìn)題組跟進(jìn)題組1如如圖圖1為溫度對酶促反應(yīng)速率的影響示意圖，圖為溫度對酶促反應(yīng)速率的影響示意圖，圖2的實(shí)線的實(shí)線表示在溫度為表示在溫度為a的條件下生成物量與時(shí)間的關(guān)系。則圖的條件下生成物量與時(shí)間的關(guān)系。則圖2中可表示當(dāng)溫度提高一倍時(shí)生成物量與時(shí)間的關(guān)系的曲中可表示當(dāng)溫度提高一倍時(shí)生成物量與時(shí)間的關(guān)系的曲線是線是()A曲線曲線1 B曲線曲線2C曲線曲線3 D曲線曲線4解析解析從圖從圖1可以看出，當(dāng)溫度由可以看出，當(dāng)溫度由a變?yōu)樽優(yōu)?a時(shí)，酶促反應(yīng)速率時(shí)，酶促反應(yīng)速率提高，所以