高考生物二輪復習（全國版） 第1篇 專題突破 專題2 考點2　酶在代謝中的作用

考點二酶在代謝中的作用1．辨析酶的概念關系圖2．讀懂酶的3類曲線(1)酶的作用原理酶能降低化學反應的活化能(如圖所示)。①表示無酶催化時反應進行需要的活化能是ac段。②表示有酶催化時反應進行所需要的活化能是bc段。③酶降低的活化能是ab段。(2)酶的作用特性①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較，說明酶具有高效性，而與不加催化劑的曲線比較只能說明酶具有催化作用。②圖2中兩曲線比較說明酶具有專一性。(3)酶促反應速率的影響因素①溫度和pH圖甲和圖乙顯示：高溫、過酸、過堿都會使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結構未被破壞，溫度升高可恢復活性。從圖丙和圖丁可以看出：反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。②底物濃度和酶濃度圖甲中OP段的限制因素是底物濃度，而P點之后的限制因素有酶濃度和酶活性；圖乙對反應底物的要求是底物足量。3．酶的特性及相關探究實驗4．蛋白酶對蛋白質(zhì)的水解實驗檢驗蛋白酶對蛋白質(zhì)的水解時應選用蛋白塊，通過觀察其消失情況得出結論，因蛋白酶本身也是蛋白質(zhì)，不能選用雙縮脲試劑鑒定。1．(2022·全國乙，4)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成，可催化底物轉化為相應的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應所需的條件，某同學進行了下列5組實驗(表中“＋”表示有，“－”表示無)。實驗組①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA組分＋＋－＋－蛋白質(zhì)組分＋－＋－＋低濃度Mg2＋＋＋＋－－高濃度Mg2＋－－－＋＋產(chǎn)物＋－－＋－根據(jù)實驗結果可以得出的結論是()A．酶P必須在高濃度Mg2＋條件下才具有催化活性B．蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2＋濃度升高而升高C．在高濃度Mg2＋條件下RNA組分具有催化活性D．在高濃度Mg2＋條件下蛋白質(zhì)組分具有催化活性答案C解析由①組可知，酶P在低濃度Mg2＋條件下也有產(chǎn)物的生成，說明并非一定要在高濃度Mg2＋條件下酶P才具有催化活性，A錯誤；由第③組和第⑤組對比可知，只有蛋白質(zhì)組分存在時，酶P在低濃度Mg2＋和高濃度Mg2＋的條件下均無產(chǎn)物的生成，說明在兩種條件下蛋白質(zhì)組分都沒有催化活性，B錯誤；由第④組和第⑤組對比可知，在高濃度Mg2＋條件下，第④組有產(chǎn)物的生成，第⑤組沒有產(chǎn)物的生成，說明RNA組分具有催化活性，蛋白質(zhì)組分沒有催化活性，C正確，D錯誤。2．(2020·北京，4)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20℃條件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了()A．懸液中酶的濃度 B．H2O2溶液的濃度C．反應體系的溫度 D．反應體系的pH答案B解析提高酶的濃度能夠提高反應速率，不能提高生成氧氣的量，A錯誤；提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，可使產(chǎn)物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以加快反應速率，不能提高產(chǎn)物的量，C錯誤；改變反應體系的pH，可以改變反應速率，不能提高產(chǎn)物的量，D錯誤。思維延伸——判斷與填充(1)同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中(√)(2)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物(√)(3)將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時加入酶C，如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。則T2后B增加緩慢是酶活性降低導致的(2017·天津，3)(×)(4)(2016·全國Ⅱ，29節(jié)選)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結果如圖。則在時間t1之前，如果A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應的速度會加快。若在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產(chǎn)物總量不變，原因是60_℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物量，反應產(chǎn)物總量也不會增加。(5)某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據(jù)圖分析，該酶可耐受一定的高溫，在t1時，該酶催化反應速率隨溫度升高而增大，不同溫度下，該酶達到最大催化反應速率時所需時間不同(2021·海南，11)(√)(6)加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示，則加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的(2022·湖南，3)(×)題組一酶的本質(zhì)、作用及特性1．(2022·山西太原高三模擬)如圖為蔗糖酶作用機理示意圖，甲表示蔗糖，乙表示麥芽糖。下列敘述正確的是()A．丙是果糖，丁是葡萄糖B．圖示過程能說明酶具有專一性和高效性C．與甲結合的酶形狀發(fā)生改變形成酶－底物復合物D．1g蔗糖酶使多少克蔗糖水解代表該酶活性的多少答案C解析蔗糖是二糖，在蔗糖酶作用下水解為葡萄糖和果糖；麥芽糖是二糖，在麥芽糖酶作用下水解為2分子葡萄糖。因此由圖可知，六邊形即丙，代表葡萄糖；五邊形即丁，代表果糖，A錯誤；圖中顯示蔗糖在蔗糖酶作用下發(fā)生水解，而麥芽糖在蔗糖酶作用下無法水解，體現(xiàn)了酶的專一性，未體現(xiàn)高效性，B錯誤；酶與底物結合時，結構會有所改變，形成酶－底物復合物，C正確；酶活性可用在單位時間內(nèi)產(chǎn)物生成量或底物消耗量表示，D錯誤。2．如圖表示某反應進行時，有酶參與和無酶參與的能量變化，則下列敘述錯誤的是()A．此反應為吸能反應B．曲線Ⅰ表示無酶參與時的反應C．E2代表有酶催化時所降低的活化能D．其他條件相同，E4越大，則酶的催化效率越高答案C解析據(jù)圖分析，曲線Ⅰ需要的能量多，反應速率慢，表示無酶參與時的反應，B正確；E4代表有酶催化時所降低的活化能，C錯誤；其他條件相同，E4越大，說明酶降低活化能的效果顯著，酶的催化效率越高，D正確。3．酶的化學成分大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，也有極少數(shù)由蛋白質(zhì)和RNA共同構成，存在于染色體端粒上的端粒酶在癌細胞中很活躍，從而賦予癌細胞復制的永生性，研究端粒酶的性質(zhì)和成分顯得很重要，請利用放射性同位素標記法，以體外培養(yǎng)的癌細胞等為材料，設計實驗以確定端粒酶的化學成分。(1)實驗思路：甲組：________________________________________________________________________，培養(yǎng)一段時間后，在癌細胞的染色體端粒上獲取端粒酶，并檢測其放射性。乙組：________________________________________________________________________，培養(yǎng)相同的一段時間后，在癌細胞的染色體端粒上獲取端粒酶，并檢測其放射性。(2)實驗結果及結論：①若__________________________________________________________________________，則端粒酶由蛋白質(zhì)組成。②若__________________________________________________________________________，則端粒酶由RNA組成。③若__________________________________________________________________________，則端粒酶由蛋白質(zhì)和RNA組成。答案(1)將癌細胞培養(yǎng)在含有35S的培養(yǎng)基中將癌細胞培養(yǎng)在含有32P的培養(yǎng)基中(2)①甲組有放射性，乙組無放射性②甲組無放射性，乙組有放射性③甲組和乙組都有放射性題組二酶的影響因素及相關實驗辨析與設計4．(2022·陜西咸陽高三模擬)除了溫度和pH對酶活性有影響外，一些抑制劑也會降低酶的催化效果。圖甲為酶作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理示意圖，圖乙為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線。下列說法不正確的是()A．圖甲中非競爭性抑制劑降低酶活性的機理與高溫、低溫對酶活性抑制的機理不同B．根據(jù)圖甲可推知，競爭性抑制劑與底物具有類似結構，從而與底物競爭酶的活性位點C．圖乙中底物濃度相對值大于15時，限制曲線A酶促反應速率的主要因素是酶濃度D．圖乙中曲線B和曲線C分別是在酶中添加了非競爭性抑制劑和競爭性抑制劑的結果答案D解析非競爭性抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合，通過改變酶的結構使酶的活性受到抑制，高溫會使酶的空間結構破壞使酶的活性受到抑制，但低溫只是抑制酶的活性，酶的空間結構沒有被破壞，A正確；競爭性抑制劑和底物能夠爭奪酶的同一活性部位，說明競爭性抑制劑與底物可能具有類似結構，B正確；底物濃度相對值大于15時，曲線A中的酶促反應速率隨著底物濃度的增加不再增加，表明此時底物濃度不再是限制酶促反應速率的因素，此后限制曲線A酶促反應速率的主要因素是酶濃度，C正確；曲線B表示加入競爭性抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線，曲線C表示加入非競爭性抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線，D錯誤。5．如圖為某種酶催化的化學反應在不同溫度條件下，反應底物濃度隨時間變化的曲線圖。下列相關敘述正確的是()A．該種酶的最適溫度是45℃，欲延長反應時間可以增加反應底物B．該種酶在65℃條件下處理一段時間后，將溫度降低到25℃，酶活性會逐漸增強C．如果該種酶可以與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，則其可以被RNA水解酶所催化水解D．欲探究該種酶的最適溫度，可以45℃為中間溫度，設計多組溫度梯度更小的實驗答案D解析65℃條件下，該酶的空間結構已經(jīng)被破壞而失去催化能力，降低溫度，酶活性不能恢復，B錯誤；如果該種酶可以與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，說明其化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，故不可以被RNA水解酶所催化水解，C錯誤；在圖中的三個溫度中，45℃時酶活性最高，則欲探究該種酶的最適溫度，可以45℃為中間溫度，設計多組溫度梯度更小的實驗，D正確。6．淀粉酶能催化淀粉的水解，其活性受溫度、pH等多種因素的影響。請回答下列問題：(1)為了探究Cl－、Cu2＋對淀粉酶活性的影響，實驗中除了用到NaCl溶液和CuSO4溶液外，還用到Na2SO4溶液，Na2SO4溶液的作用是_______________________________________。為了保證Cl－和Cu2＋對淀粉酶活性的影響能夠明顯體現(xiàn)出來，在反應之前，先將____________混合，使它們充分作用，然后再與____________混合進行反應。(2)已知酸能促進淀粉水解，而堿不能。如圖為某生物興趣小組測定的不同pH條件下淀粉酶催化淀粉水解的實驗結果。pH為3和9時，淀粉酶的活性____________(填“相同”或“不同”)。試管中溶液的pH由13調(diào)為7后，淀粉含量不會明顯減少，原因是__________________________________________________________________________________________________。答案(1)作為對照，排除Na＋、SOeq\o\al(2－,4)對酶活性的影響NaCl溶液和CuSO4溶液分別與淀粉酶溶液淀粉溶液(2)不同pH為13時，淀粉酶已經(jīng)完全喪失活性，將pH由13調(diào)為7后，淀粉酶的活性不會恢復解析(1)該實驗目的是探究Cl－、Cu2＋對淀粉酶活性的影響，NaCl溶液和CuSO4溶液中除了有Cl－、Cu2＋外，還有Na＋、SOeq\o\al(2－,4)，所以為了排除Na＋、SOeq\o\al(2－,4)對酶活性的影響，還需要設置加入Na2SO4溶液的組別，作為對照。由于酶具有高效性