2013届高考名师导学系列生物必修1 4.11降低化学反应活化能的酶(人教版)

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第4章

细胞的能量供应和利用

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本章包括4节：第1节《降低化学反应活化能的酶》、第2 节《细胞的能量“通货”——ATP》、第3节《ATP的主要来 源——细胞呼吸》、第4节《能量之源——光与光合作用》。 酶的特性和ATP在每年各地的高考试题中出现的频率高， 所占分值高。而细胞呼吸和光合作用是生物学的核心内容， 尤其是光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素及有关的实 验探究、在生产实践中的应用等都是高考的重点和热点。 试题常借助结构模式图、坐标曲线图、数据表格、装置图、 实验设计等形式，以考查学生的理解能力、获取信息的能 力、综合运用的能力和实验与探究的能力。 题型涉及选择、简答、实验、图文转换，难度覆盖高、 中、低，尤其是与生产和生活实际密切联系的知识。

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在复习中应注意如下几个方面： 1.代谢与细胞的结构、生命活动的调节、遗传与变异、 生物与环境等的关系。 2.代谢各组成方面之间的相互关系。 3.影响酶活性的一系列探究实验。 4.光合作用、影响光合作用因子的探究及相关原理在农 业生产中的应用分析。 5.呼吸作用与光合作用的相互关系、影响呼吸作用的因 子、呼吸作用的实质与意义、呼吸作用在生产生活中的应 用与探究。

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6.相关曲线模型的分析。 尤其注意知识的整合，构建合理的知识结构。同时应 用比较法或图解法，寻找各种生命现象的本质规律，发 掘知识本身或与其有关的生产与生活现象作素材进行探 究，以提高实验能力与探究能力。 本章知识与生产、生活联系较多，如加酶洗衣粉的使 用、多酶片、溶菌酶、含酶牙膏、生物体发电及发光、 农业上提高农作物产量、种子的储存等，要注意分析这 些实际例子中生物原理的应用。

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第十一课时 降低化学反应活化能的酶

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考点一 【基础知识整合】

酶的作用和本质

1.细胞代谢：细 胞 中 每 时 每 刻 都 进 行 着 许 多 化学反应 ，统称为细胞代谢。是细胞生命活 动的基础。

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2.酶的作用机理： (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 需要的能量称为活化能。 (2)催化剂的作用：提高 化学反 应速率 ，促进化学反应的进行。 (3)作用机理： 降低化学反应的活化能 。与无机催化剂相比，酶 降低活化能 的作用更显著。 3.酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是 蛋白质 ；在20世纪80年代，又发现少数 RNA 也具有催化作 用。 4.酶的本质：酶是 活细胞 产生的具有催化作用的 有机物 ，其中 绝大多数是 蛋白质 ，少数是 RNA 。 5.酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”

实验，可 以说明酶在细胞代谢中具有 催化 作用，同时证明，与无机催化剂相 比，酶具有 高效性 的特性。

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【知识拓展】 1.酶的本质及生理功能 化学本质 合成原料 绝大多数是蛋白质 氨基酸 少数是RNA 核糖核苷酸 细胞核(真核生物)

合成场所 来源 生理功能 作用原理

核糖体 一般来说，活细胞都能产生酶 生物催化作用 降低化学反应的活化能

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2.酶化学本质的实验验证 (1)证明某种酶是蛋白质 实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应 对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应 (2)证明某种酶是RNA 实验组：待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色 对照组：已知RNA溶液+吡罗红染液→出现红色 特别提醒 酶的化学本质还可利用酶的专一性原理进行证 明，其方法是将某一待测酶分别用蛋白酶和核糖核酸酶 进行处理，然后观察该待测酶是否还具有催化作用。

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【典例精析】 【例1】(2011新课标卷)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。下列分析错 误的是( B )

A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA C.乙酶的化学本质为蛋白质 D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变

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【考查类型】本题主要考查酶的化学本质。 【解析】首先需要了解大部分酶的本质是蛋白质， 少量的酶是RNA,用蛋白酶处理后，乙酶活性降低， 说明乙酶的成分是蛋白质，被蛋白酶处理后被分解， 而甲酶不变，则说明甲酶可能成分是RNA或者是能够 抗这种蛋白酶降解的蛋白质。 【方法归纳】解答与本知识点有关的题目关键在于 弄清相关概念。

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考点二

酶的特性

【基础知识整合】 1. 高效性 ：酶的催化效率大约是 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：酶所催化的化学反应一般是在比 较温和的条件下进行的， 过酸、过碱或温度过高 ，都会 使酶的 空间结构 遭到破坏，使酶永久失活；在低温下， 酶的活性 很低 ，但不会失活。

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【知识拓展】 酶的专一性的验证实验分析： (1)实验原理

②用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定， 根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催 化作用，即可验证酶的专一性。

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(2)实验程序试 管

序号 1 2

项 目 注入可溶性淀粉 注入蔗糖溶液

12mL 无

2无 2mL

34 5

注入新鲜淀粉酶溶液50℃温水保温 加斐林试剂

2mL振荡 2mL振荡 5min 5min1mL振荡 1mL振荡

67 结论

将试管下部放入60℃热水中观察实验结果

2min

2min

有砖红色 无砖红色 沉淀 沉淀

淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗

糖水解

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特别提醒 (1)证明酶的专一性实验中，既可以用不同的底物作自 变量，也可以用不同的酶作自变量(底物相同)。即：

(2)实验所用淀粉酶的来源不同，则所需控制的温度也不 同。若来源于植物，其最适温度为40℃~50℃;若来自 人体，则最适温度为37℃左右。

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【典例精析】 【例2】取1~5号五支试管，分别加入2mL 0.5mol/L的 过氧化氢溶液，进行如下实验：试管 编号 加入 物质

1

2 锈铁钉

3 生土豆块

4 熟土豆块

5生土豆块 和稀盐酸

1mL唾液

实验 结果

几乎无气泡 少量气泡

大量气泡 几乎无气泡

少量气泡

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根据上述实验，判断下列说法正确的是( C ) ①能说明酶具有专一性的是1号和3号试管的实验 ②能说明酶具有高效性的是3号和4号试管的实验 ③2号实验说明氧化铁可将过氧化氢氧化成氧气 ④3号与5号实验说明酶的催化效率受溶液酸碱度的影响 A.①② B.②③ C.①④ D.②④

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【考查类型】本题通过实验的形式考查酶的特性，具 有较强的综合性和较大的难度。 【解析】1号加入的唾液含有唾液淀粉酶，没有过氧化 氢酶，由于酶具有专一性，因而几乎无气泡产生；2号锈 铁钉是无机催化剂，反应速度慢；3号生土豆块中有过氧 化氢酶，反应速度快，可产生大量的气泡；4号因高温使 酶变性失活；5号因过酸使酶变性失活。由此可见，3号 是对照组，1、2、4、5均为实验组。1、3号对照说明酶 的专一性，2、3号对照说明酶的高效性，3、4号对照说 明酶受温度的影响，3、5号对照说明酶受pH的影响。 【方法归纳】在草稿纸上画出5支试管，标明加入的物 质，然后进行比较，这样可以很直观地得出结论。

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课时练习十二 一、选择题(每小题只有一个正确选项)1.下列最能说明酶具有高效性的实验是( A ) A.将FeCl3溶液和肝脏研磨液分别加入盛有等量的H2O2的甲、乙两支 试管中，乙试管中释放氧气的速度远远大于甲试管 B.将10%的淀粉酶和稀释10倍的淀粉酶分别加入盛有等量的1%淀粉 溶液的甲、乙两支试管，淀粉分解的速度基本相等

C.将等量的人的唾液淀粉酶和萌发的小麦种子中的淀粉酶加入盛有 等量的1%的淀粉溶液的甲、乙两支试管中，发现甲试管中分解淀粉的 速度比乙试管中的快D.将淀粉酶液等量加入盛有等量1%淀粉溶液的甲、乙两支试管中， 甲、乙分别保温在10℃和30℃条件下，结果乙试管中淀粉分解的速度 快于甲

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