高考生物考点15 酶

高考生物考点15 酶

1 高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆ 1．酶的概念剖析 （1）本质与作用 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是 RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要是细胞核(真核细胞) 来源 一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体外均可 生理功能 生物催化作用 （2）作用机理 ①活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 ②作用机理：降低化学反应的活化能。 2．酶的特性 （1）高效性：催化效率大约是无机催化剂的 107~1013 倍。 （2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （3）作用条件较温和：在最适宜的温度和 pH 条件下，酶的活性最高。高温、过酸、过碱会使酶的空间 结构遭到破坏而失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。 3．探究影响酶活性的因素实验 （1）实验原理 ①探究温度对酶活性的影响 [来源:.网] a．反应原理：淀粉 ――→ 淀粉酶 麦芽糖 　　 　 碘↓液　　 　碘↓液 　　　　 蓝色　　无蓝色出现 b．鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色 的深浅来判断酶的活性。 ②探究 pH 对酶活性的影响 a．反应原理(用反应式表示)：2H2O2 ―――――→ 过氧化氢酶 2H2O＋O2。 b．鉴定原理：pH 影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来 检验 O2 产生量的多少。 （2）实验步骤 ①温度对酶活性的影响 2 实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 3 底物控制 2 mL 3%的可溶性淀粉溶液 温度控制 60 ℃热水 沸水 冰块 酶控制 1 mL 相同温度的 2%新鲜淀粉酶溶液 试剂控制 等量的碘液 观察指标 检测是否出现蓝色及蓝色的深浅 ②pH 对酶活性的影响 实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 3 底物控制 2 mL 3%的过氧化氢溶液 pH 控制 1 mL 蒸馏水 1 mL 5%的 HCl 1 mL 5%的 NaOH 酶控制 2 滴过氧化氢酶溶液 观察指标 气泡的产生量 考向一 酶的本质与作用 1．下列关于酶的叙述，正确的是 A．酶提供了反应过程所必需的活化能从而提高了化学反应速率 B．活细胞能通过转录、翻译产生酶，或通过转录产生酶 C．人体中酶的活性受温度、pH 的影响，并只能在人体的内环境中起作用 D．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段 【参考答案】B 基体参与，D 项错误。 规律总结 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）在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。 （4）酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥催化作用。 （5）由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。 3 2．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．各种酶的最适条件都相同，其催化效率受温度和 pH 的影响 【答案】B 错误。 考向二 酶的特性与影响因素 3．用过氧化氢进行相关实验，根据实验结果绘制得到相应曲线图。其中对酶的特性分析错误的是 A．图甲、图乙分别说明酶具有高效性和催化作用 B．图丙、图丁说明温度和 pH 能够改变酶的催化效率 C．图甲、图乙所示实验中的自变量分别是催化剂的种类、有无催化剂 D．根据图丙、图丁实验结果可知，最适温度和最适 pH 条件下绘制的曲线一定位于两曲线之间 【参考答案】D 【试题解析】据图分析，甲图的自变量是铁离子和过氧化氢酶，说明酶具有高效性；乙图用过氧化氢酶 与未加催化剂相比 ，说明酶具有催化作用，A 正确。图丙的自变量是温度，图丁的自变量是 pH，说明 4 酶的活性受温度和 pH 的影响，B 正确。图甲、图乙所示实验中的自变量分别是催化剂的种类、有无催 化剂，C 正确。最适温度和最适 pH 条件下绘制的曲线可能位于两曲线之间，也可能在两曲线之外，D 错误。学· 解题技巧 “四步法”分析酶促反应曲线 （1）识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。 （2）析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下 降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。 （3）明点(特殊点)：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下 的交点等表示的生物学含义。 （4）判断：“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有 的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然 后综合分析。 4．某实验小组利用过氧化氢做了如下实验，则相关说法正确的是 试管编号及组别 a b c d e 加入试剂 2 mL 体积分数为 3%的 H2O2 溶液 2 mL 体积分数为 3%的 H2O2 溶液 2 mL 体积分数为 3%的 H2O2 溶液 2 mL 体积分数为 3%的 H2O2 溶液 2 mL H2O 试剂、剂 量以及处 理措施 90 ℃水浴加热 2 滴 FeCl3 溶液 2 滴肝脏研磨液 2 滴煮熟的肝脏研 磨液 2 滴肝 脏研磨 液 温度 — 常温 常温 常温 常温 气泡多少 多 较多 最多 无 无 A．a 组和 c 组对照，说明酶具有催化作用[来源:.网] B．b 组和 c 组对照，说明酶具有高效性和专一性 C．c 组和 d 组对照，说明高温会破坏酶的结构使酶失活 D．c 组和 e 组对照，可排除肝脏研磨液中其他物质的 影响 5 【答案】D 的分解，排除肝脏研磨液中其他物质的影响，D 项正确。 考向三 探究温度、pH 对酶活性的影响 5．下列有关探究温度、pH 对酶活性影响的实验设计合理的是 试验编号 探究课题 选用材料与试剂 ① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液 ② 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 ③ 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 ④ 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① B．实验② C．实验③ D．实验④ 【参考答案】B 【试题解析】过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响；溶液的 pH 会影响淀粉的 水解，并且碘液可与碱反应，斐林试剂可与酸反应，不宜用淀粉酶探究 pH 对酶活性的影响；因此一般 用过氧化氢酶探究 pH 对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。学& 解题必备 用梯度法确定酶的最适温度和 pH 设计思路：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或 pH)，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——酶促反应时间最短的一组所处的温度(或 pH)即为最适温度 (或 pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或 pH)就越精确。 6．下图表示在 20 ℃、不同 pH 条件下，向等量的反应物中加入等量的某种酶后，生成物的量与时间的关系 曲线，下列结论错误的是 6 A．此实验中，不同 pH 为自变量，生成物的量为因变量，20 ℃为无关变量 B．随 pH 从 5 升高到 7，酶的活性逐渐降低 C．该酶的最适 pH 为 5 D．若将温度改为 15 ℃，酶的最适 pH 不会发生改变 【答案】C 能判断该酶的最适宜 pH 是 5，C 错误；酶的最适 pH 是酶的一种性质，不会因温度的改变而发生改变，D 正确。 考向四 与酶有关的实验设计[来源:,网 Z,X,X,K] 7．下列有关酶的实验设计思路，正确的是 A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性 D．利用胃蛋白酶、蛋清和 pH 分别为 3、7、11 的缓冲液验证 pH 对酶活性的影响 【参考答案】C 【试题解析】因为过氧化氢不稳定，在高温下会自行分解成水和氧气，从而不能正确表现温度对酶活性 的影响；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶验证酶的专一性，只能用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判 断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性，不能用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被 分解；可利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性；胃蛋白酶的最适 pH 为 1.5， 验证 pH 对酶活性的影响应设置在最适 pH 左右。学& 解题必备 7 酶实验探究的两种方法 （1）试剂检测探究酶的本质 ①设计思路：从酶的化学本质上来讲，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、蛋白酶等，其本质都是蛋白质。所以，对酶本质的验证常常是变相地考查蛋白质 的鉴定方法。因此，使用双缩脲试剂进行鉴定即可。 ②设计方案 项目 实验组 对照组 材料 待测酶溶液 已知蛋白液(等量) 试剂 分别加入等量的双缩脲试剂 现象 是否呈现紫色 呈现紫色 结论 呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质；否则该酶的化学本质不是蛋白质 （2）对比法探究酶的高效性 ①设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结 论。 ②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 反应速度很快，或反应用时短 反应速度缓慢，或反应用时长 结论 酶具有高效性 （3）对比法探究酶的专一性 ①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应 能否进行得出结论。 ②设计方案 方案一 方案二[来源:Z*xx*k.Com][来源:。网]项目 实验组 对照组 实验组 对照组 材料 同种底物(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 酶具有专一性 8．某同学进行了下列有关酶的实验： 甲组：淀粉溶液+新鲜唾液+斐林试剂→有砖红色沉淀 乙组：蔗糖溶液+新鲜唾液+斐林试剂→无砖红色沉淀 丙组：蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+斐林试剂→？ 下列叙述正确的是 A．丙组的实验结果是“无砖红色沉淀” B．加入斐林试剂后通常还应沸水浴加热 8 C．该同学的实验目的是验证酶的专一性 D．为省去水浴加热步骤，可用碘液代替斐林试剂 【答案】C 1．下列有关酶的叙述不正确的是 A．吞噬细胞的溶酶体中不含有分解硅尘的酶 B．脲酶可与双缩脲试剂反应产生紫色络合物 C．溶菌酶能够溶解细菌的细胞膜，具有抗菌消炎的作用 D．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 2．下列与酶相关实验的叙述，正确的是 A．探究性实验和验证性实验的实验结果都是未知的 B．低温能够降低酶活性的原因是低温破坏了酶的空间结构 C．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时，可以用碘液进行鉴定 D．探究温度对酶活性的影响时，为确保实验结果的准确性，应将酶与底物溶液分别在相应的实验温度 下保温后再混合 3．下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。有关分析合理的是 A．本实验的自变量是不同的催化剂 B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C．1 号与 2 号、1 号与 4 号可分别构成对照实验 D．分析 1 号、2 号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能 4．在过氧化氢酶催化下，H2O2 分解释放的 O2 与愈创木酶反应生成茶褐色产物；氧气产生越多，溶液颜色 越深。为探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响，某研究小组运用比色法，测定了 5 min 内茶褐色产物相对 9 值的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是 A．实验结果说明过氧化氢酶的最适 pH 是 6 B．依据 0~1 min 的曲线斜率，能比较不同 pH 条件下的酶活性 C．pH 为 5~8 的缓冲液处理组，反应完全结束时的产物相对值不同 D．在 pH 为 3 的缓冲液中过氧化氢酶因肽键结构被破坏而失活 5．某生物兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时，根据实验结果绘制如 下曲线图。下列相关叙述正确的是 A．降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶 B．在 30 ℃条件下竞争能力最强的一定是微生物丙 C．对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶 D．若将温度改为 pH，则所得实验结果曲线与图示结果相同 6．将少许的二氧化锰和新鲜土豆匀浆分别加入到等量过氧化氢溶液中，检测两者产生的气体量。下列有关 该实验结果的预测图(实线为加入二氧化锰产生的气体量，虚线为加入土豆匀浆产生的气体量)，正确的是 A． B． 10 C． D． 7．下表是某同学所做的有关过氧化氢在不同条件下分解的实验，下列有关该实验的说法正确的是 试管编号 步骤 a b c d 加入试剂 3%H2O22mL 3%H2O22mL 3%H2O22mL 3%H2O22mL 常温 常温 常温 0℃设置反 应条件 蒸馏水 FeCl3 溶液 肝脏研磨液 煮熟的肝脏研磨液 剂量 2 滴 2 滴 2 滴 2 滴 观察气泡产生 A．在该实验中，产生气泡最快的试管是 b 号 B．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但只能在细胞中发挥作用 C．该实验的无关变量是过氧化氢的浓度和用量、观察时间等 D．若探究温度对酶活性的影响，可用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液 8．图甲表示某反应过程，图乙表示不同条件下图甲有关物质随时间变化的曲线， 下列叙述正确的是 A．图甲中物质 a 可以表示蔗糖，c 表示葡萄糖 B．图乙中④曲线表示的是物质 a 随时间的变化 C．若图乙中曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率，则酶活性大小为：①＞②＞③ D．若图乙中曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率，则温度大小为：①＞②＞③ 11 9．某校生物兴趣小组的同学进行了如下表所示的实验。下列相关评价正确的是 步骤 步骤 组别 甲 乙 丙 1 质量分数为 2%的蔗糖溶 液 2 mL 质量分数为 2%的蔗糖溶 液 2 mL 质量分数为 2%的蔗糖溶液 2 mL 2 蒸馏水 1 mL 酵母提取液 1 mL 稀释睡液 1 mL 3 37 ℃恒温水浴，保温 10 min 4 斐林试剂 1 mL 斐林试剂 1 mL 斐林试剂 1 mL 5 50~65 ℃温水中加热 2 min 实验结果 蓝色 砖红色 蓝色 A．甲、丙组对照说明唾液中不含酶，没有催化作用 B．甲、乙组对照不足以说明酵母提取液中含有蔗糖酶 C．根据丙组的实验结果可以说明酶的催化作用具有专一性 D．根据三组实验结果可以说明酶在高温和过酸条件下失活 10．分析下面与酶有关的曲线，回答下列问题： （1）酶的作用机理可以用甲图纵坐标中______段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应， 则 b 在纵轴上将______(填“上移”或“下移”)。 （2）乙图中 160 min 时，生成物的量不再增加的原因是___________________。 （3）联系所学内容，分析丙图曲线： ①对于曲线 abc，若 x 轴表示 pH，则曲线上 b 点的生物学意义是________________________。 ②对于曲线 abd，若 x 轴表示反应物浓度，则 y 轴可表示_ ____________。曲线 bd 不再增加的原 12 因是_____________。 11．（2107·新课标 II 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 ℃ 12．（2017·天津卷）将 A、B 两种物质混合，T1 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，T2 值增大 1．【答案】C 【解析】吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来， 破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损，A 正确；脲酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲 试剂反应产生紫色络合物，B 正确；细菌细胞壁的成分是肽聚糖，溶菌酶能够溶解大多数细菌的细胞壁， 具有抗菌消炎的作用，C 错误；基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，D 正确。 2．【答案】D 13 将相同温度条件下的酶和底物混合，保证反应是在特 定温度下进 行的，D 正确。 3．【答案】C 【解析】实验过程中可以变化的因素称为自变量。由图可知，在 4 支含等量过氧化氢溶液的试管中，1 号试管不做处理、2 号试管用 90 ℃水浴加热处理、3 号试管滴加 2 滴质量分数为 3.5%的 FeCl3 溶液、4 号试管滴加 2 滴质量分数为 20%的肝脏研磨液，1 号试管是对照组，2 号、3 号和 4 号试管分别进行的操 作是加热、无机催化剂、酶，这些处理就是自变量，因此该实验的自变量是不同的反应条件，A 项错误； 除自变量外，实验过程中存在的会影响实验现象或结果的因素或条件称为无关变量，由 A 项分析可知， 过氧化氢的浓度、溶液体积、反应时间，酶的用量等是无关变量，而温度是自变量之一，B 项错误；1 号与 2 号对照可说明加热能促进过氧化氢分解，1 号与 4 号对照，可得出过氧化氢酶能催化过氧化氢分 解，C 项正确；加热能加快过氧化氢分解速率，而不是降低反应的活化能，D 项错误。 4．【答案】B 【解析】实验结果不能说明过氧化氢酶的最适 pH 是 6，只能说明 pH 为 6 时，更接近最适 pH，A 错误。 曲线斜率可以真实反映酶促反应速率的快慢，所以依据 0~1 min 的曲线斜率，可比较不同 pH 条件下的 酶活性，B 正确；因加入的反应物 H2O2 的量为无关变量，在酶促反应中 H2O2 的量是一定的，所以 pH 为 5～8 缓冲液处理组，反应结束时的产物相对量是相同的，C 错误；过酸或过碱都会使酶的空间结构遭 到破坏而失活，分析曲线图可知：在 pH 为 3 的缓冲液中过氧化氢酶因空间结构被破坏而失活，D 错误。 5．【答案】C 【解析】据图分析，不同的温度条件下，降低化学反应活化能效率最高的酶的种类不同，A 错误；在 30 ℃条件下竞争能力最强的微生物应该是乙，B 错误；对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶，C 正确；低温的作用机理和强酸、强碱以及高温不同，因此若将温度改为 pH，则所得实验结果曲线与图 示结果不完全相同，D 错误。学@ 6．【答案】C 【解析】土豆匀浆里有酶，属于生物催化剂，而二氧化锰是化学（无机）催化剂，酶具有高效性，在开 始相同的时间内，酶产生的气体量多，又加入到等量过氧化氢溶液中，故最终产生的气体量一样多，故 选 C。 14 7．【答案】C 【解析】c 试管中的催化剂是过氧化氢酶，且温度适宜，催化效率高，过氧化氢分解速率快，产生气泡 最快，A 错误；酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，也可以在细胞外发挥作用，如消化酶，B 错 误；该实验的无关变量有多种，如过氧化氢溶液的浓度和用量、观察时间等，C 正确；过氧化氢受热会 加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响，D 错误。 8．【答案】B 【解析】图甲中物质 a 不能表示蔗糖，蔗糖水解后的产物是葡萄糖和果糖，而该图中 a 可以表示麦芽糖， c 表示葡萄糖，A 错误。图乙中④曲线表示的是物质 a 随时间的变化，B 正确。若图乙中曲线①②③表 示不同酶浓度下酶促反应速率，则酶浓度大小应是①＞②＞③，C 错误。若图乙中曲线①②③表示不同 温度下酶促反应速率，则温度大小无法确定，D 错误。 9．【答案】B 【解析】甲、丙组对照说明唾液中不含有消化蔗糖的酶，而不是不含有酶，A 错误；甲乙组对照不足说 明酵母提取液中含有蔗糖酶，可以设置一组添加蔗糖酶的对照实验，B 正确；只根据丙组的实验不能得 出酶的催化作用具有专一性，需要设置对照实验，C 错误；实验中没有涉及高温和过酸的条件，得不出 结论，D 错误。 10．【答案】（1）ab 上移 （2）底物已被完全消耗掉 （3）在最适 pH 下，酶的催化效率最高 酶促反应速率 酶浓度的限制 【解析】（1）酶的作用机理是可以降低反应所需的活化能，甲图纵坐标中 ab 段表示酶降低的活化能。 无机催化剂的催化效率不如酶的高，无机催化剂降低的活化能少，将酶催化改为无机催化剂催化该反 应，b 在纵轴上将上移。（2）由于酶只能加快反应速率，不能改变生成物的量，所以乙图中 160 min 时，底物已被完全消耗掉，生成物的量不再增加。（3）①对于曲线 abc，若 x 轴表示 pH，过酸、过碱 均会导致酶变性，活性下降，曲线上 b 点表示在最适 pH 下，酶的活性（催化效率）最高。②对于曲线 abd，若 x 轴表示反应物浓度，在酶浓度一定的条件下，一定范围内，酶促反应速率与反应物浓度成正 相关，反应物浓度达到一定值时，受酶浓度限制，酶促反应速率不再增加。 11．【答案】C 【解析】线粒体和叶绿体中也能进行 DNA 复制，所以也有参与 DNA 合成的酶，A 错误；酶是活细胞 产生的，既能在生物体内发挥作用，也能在细胞外发挥作用，只要给予适宜的温度和 pH ，活细胞产生 的酶在生物体外仍然有催化活性，B 错误；向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白 15 质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析，可在胃蛋白酶的提取液中加浓（NH4） 2SO4 使蛋白质凝聚沉淀，C 正确；酶在低温环境中保存，D 错误。 12．【答案】C