2021版新高考选考生物一轮复习通用版课件：第7讲-降低化学反应活化能的酶

生物第三单元细胞的能量供应和利用第7讲降低化学反应活化能的酶01考点1酶的本质、作用和特性02考点2“三法”突破酶的实验设计题型03易错·盲点·清零04高效作业知能提升考点1酶的本质、作用和特性1．酶的本质及作用2．酶的作用机理分析(如下图)3．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验流程(2)变量分析4．酶的特性5．酶本质的探索历程[连一连]1．(必修1P78“问题探讨”改编)1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了，该实验的推论是________________________。答案：胃内的化学物质将肉块分解了2．(必修1P87“科学·技术·社会”改编)酶在生活中的应用实例：(1)人发烧时不想吃东西，是因为体温升高导致____________，食物在消化道中消化缓慢。(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，是因为唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH为0.9～1.5。此外，胃蛋白酶的最适pH为________，小肠中的消化酶的最适pH为8.0～9.0。(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，是因为____________________________________________________________。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)因不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。答案：(1)消化酶活性降低(2)1.5(3)口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解而失效【真题例证·体验】(2017·高考全国卷Ⅱ)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：选C。真核细胞中DNA主要分布于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量DNA分布，所以参与DNA合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中，A项错误。酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用，也可以在生物体外发挥作用，B项错误。盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而可用盐析法进行沉淀，C项正确。唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37℃左右，而该酶通常在低温下保存，D项错误。【考法纵览·诊断】(1)已知溶液的pH可以影响酶的活性，推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中羧基和氨基的解离状态[2016·海南卷，T30改编]()√(2)A组—20℃、B组—40℃、C组—60℃，实验结果如图所示。三个温度条件下，该酶活性最高的是B组。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加快[2016·全国卷Ⅱ，T29节选]()(3)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类；纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁[2015·海南卷，T4C、D]()√×【长句应答·特训】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右图所示，请据图回答下列问题：(1)甲、乙两种酶的化学本质分别是什么？请说出判断依据．．．．。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙酶活性改变的机制．．是什么？其活性能否恢复？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)欲让甲、乙两种酶的变化趋势换位，应加入何类酶？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)温度、pH与底物浓度、酶浓度对酶促反应速率的影响相同吗？为什么．．．？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶的化学本质为蛋白质(2)乙酶被降解的过程中其空间结构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改变不可逆转，故无法恢复(3)RNA水解酶(4)不同。温度和pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的，而底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触面积来影响酶促反应速率的，其并不影响酶活性1．与酶有关的曲线分析(1)酶的特性①图1中加入酶的曲线和加入无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比较只能说明酶具有催化作用。②图2中两曲线比较说明酶具有专一性。(2)酶促反应的影响因素①温度和pH图甲和图乙显示：过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温不会使酶失活。低温可抑制酶的活性，酶分子空间结构未被破坏，温度适当升高酶可恢复活性。图丙和图丁可以看出：pH或温度的变化不影响酶作用的最适温度或pH。②底物浓度和酶浓度图甲中OP段酶促反应速率的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素可能为酶浓度或酶活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。2．具有专一性的五类物质(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切割位点上切割DNA分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。3．关注常考的五类酶及其作用(1)DNA聚合酶：催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。(2)RNA聚合酶：催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。(3)解旋酶：用于DNA复制时双链间氢键的打开。(4)(5)各种消化酶：可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白质水解等。1．(2020·安徽淮北一模)细胞代谢的顺利进行需要酶的催化。下列有关酶的说法正确的是()A．酶的合成都需要经过转录和翻译两个阶段B．酶的合成一定需要核糖体C．同一种酶可存在于分化程度不同的细胞中D．胃蛋白酶保存和催化的最适温度都是37℃酶的本质、作用和特性生命观念解析：选C。酶的化学本质是蛋白质或RNA，其中RNA的合成不需要经过翻译阶段，A错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，蛋白质的合成场所是核糖体，RNA的合成场所主要是细胞核，B错误；同一种酶可存在于分化程度不同的细胞中，如呼吸酶、ATP合成酶可存在于所有活细胞中，C正确；酶需在低温条件下保存，D错误。2．(2020·安徽宿州高三期中)在生命活动中，酶、激素、神经递质、抗体、tRNA等都有一定的专一性，下列叙述正确的是()A．RNA聚合酶能催化转录过程，也能使DNA中的氢键断裂B．性激素的合成需要mRNA和核糖体的参与C．淋巴因子、溶菌酶都是免疫活性物质，均在第二道防线中发挥作用D．神经递质通过载体进入突触后神经元时发生了“化学信号→电信号”的转变解析：选A。RNA聚合酶能催化转录过程，也能使DNA中的氢键断裂，A正确；性激素的化学本质是固醇，在内质网中合成，B错误；淋巴因子、溶菌酶都是免疫活性物质，溶菌酶在第一、二道防线中发挥作用，淋巴因子在第三道防线中发挥作用，C错误；神经递质通过与突触后膜的特异性受体结合，使突触后神经元发生“化学信号→电信号”的转变，D错误。3．(2021·预测)下图为两种抑制剂影响酶活性的机理的示意图。下列说法不正确的是()A．两种抑制剂影响酶活性的机理相同B．示意图体现了酶催化的专一性C．非竞争性抑制剂可以改变酶的结构，使酶不适于接纳底物分子D．高温抑制酶活性与非竞争性抑制剂降低酶活性的机理相同酶的影响因素科学思维解析：选A。竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂影响酶活性的机理不同，前者是和底物竞争活性位点，后者是改变酶的空间结构，A错误；示意图显示一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，体现了酶催化的专一性，B正确；高温通过破坏酶的空间结构使酶失活，非竞争性抑制剂会和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，使酶不能与底物分子结合，进而抑制酶的活性，二者作用机理相同，C、D正确。4．(2021·预测)从青霉菌中提取的淀粉酶在不同温度条件下分别催化一定量的淀粉反应1h和2h，其产物麦芽糖的相对含量如图所示。下列相关分析正确的是()A．第1h内，酶的最适温度在45～50℃范围内B．第1h到第2h，45℃条件下淀粉酶活性提高C．第1h到第2h，50℃条件下酶的催化作用明显D．若只生产1h，45℃左右时麦芽糖产量相对较高解析：选D。第1h内，酶的最适温度应在40～50℃范围内，A错误；反应条件不变，同一温度下酶活性不变，第1h到第2h麦芽糖相对含量的增加是因为1h的时间并未将所有淀粉分解成麦芽糖，B错误；与40℃和45℃相比，50℃条件下，第1h到第2h的麦芽糖含量相对较低，酶的催化作用不明显，C错误；若只生产1h，45℃左右时麦芽糖产量相对较高，D正确。5．(不定项)已知施加药物A能使蔗糖酶的活性丧失；施加药物B后蔗糖酶的活性不变，但蔗糖和蔗糖酶的结合机会减少。下图为蔗糖酶在不同处理条件下(温度、pH、底物的量等均相同且适宜)产物浓度与时间的关系，其中乙组使用少量药物B。据图分析，下列叙述不合理的是()A．甲组在t时可能是增加了蔗糖酶的数量B．丙组在t时使用了药物A，蔗糖全部被水解C．乙组中产物浓度达到最大需要的时间比甲组长，是因为部分酶失活D．如果适当降低温度，甲组和乙组最大产物浓度会下降解析：选BCD。甲组在t时后，产物浓度增大的速率大于之前，且题干中的温度、pH又适宜，所以反应速率增大的原因最可能是增加了蔗糖酶的数量，A项正确。丙组在t时使用了药物A，导致蔗糖酶失活，剩余部分蔗糖未被水解，最终最大产物浓度低于甲组和乙组，B项错误。乙组在t时使用了药物B，该药物不是使酶失活，而是减少了蔗糖酶与蔗糖结合的机会，C项错误。由于题干明确温度为最适温度，所以适当降低温度会使酶的活性降低，但甲组和乙组的最大产物浓度不变，只是达到最大浓度的时间延长，D项错误。“四看法”分析酶促反应曲线6．(不定项)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其在生活中有多种应用，下列叙述中错误的是()A．果胶酶能分解果肉细胞中的果胶，提高果汁产量B．溶菌酶能溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎作用C．发烧时食欲减退是由于唾液淀粉酶失去了活性D．胃蛋白酶进入小肠后，能使蛋白质初步水解酶在生活实践中的应用社会责任解析：选CD。果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊，因此用果胶酶分解果肉细胞中的果胶，能提高果汁产量，A正确；溶菌酶能溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎作用，B正确；发烧时，唾液淀粉酶等活性下降，食欲减退