導(dǎo)學案4：酶與酶促反應(yīng)

第1節(jié)酶與ATP酶與酶促反應(yīng)一、考點內(nèi)容全解（一）本講考什么1．酶的發(fā)現(xiàn)與特性（1）酶的發(fā)現(xiàn)：按時間順序了解酶本質(zhì)的研究歷程及研究方法的精妙（2）酶的特性：2．ATP與能量（1）ATP是生命活動的直接能量來源，但它在細胞內(nèi)的含量并不高，因此細胞內(nèi)ATP的形成與分解相當頻繁（2）在ATP的形成與分解時都涉及到能量，但兩者能量的性質(zhì)有差異（二）考點例析[例1]下列關(guān)于酶的敘述，不正確的是A．酶的催化效率很高 B．酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少量是RNAC．酶只有在細胞內(nèi)才具有催化功能 D．淀粉酶不能催化麥芽糖分解成葡萄糖[解析]本題是對酶的基本性質(zhì)的考查酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的化學物質(zhì)，具有三個特性酶雖然是活細胞產(chǎn)生的，但酶不僅在細胞內(nèi)具有催化作用，在細胞外的適宜環(huán)境中也同樣具有催化作用，典型的如消化道內(nèi)的消化酶作用[答案]C[特別提示]對概念的理解一定要準確，雖然酶是活細胞產(chǎn)生的，但作用的部位卻可以是多樣的，聯(lián)系實際分析可起到事半功倍的效果，消化道內(nèi)的消化就是大家所熟悉的一個例子[同類變式一]下表是為了認識酶作用的特性，以20%的過氧化氫溶液為反應(yīng)底物的一組實驗方法及結(jié)果，通過分析實驗不能得出的結(jié)論是A．酶的催化效率有高效性 B．酶的催化條件有溫和性C．酶的催化對象有專一性 D．高溫會使酶失去活性[解析]本題是以實驗現(xiàn)象來分析酶的特征，在考試中比較常見實驗1是其它實驗的對照，實驗3與1比較可得出酶具有高效性的特點，實驗4分析可得出酶發(fā)揮作用需要一定的條件，即必須是在常溫下有效實驗3與實驗2比較說明酶的催化效率比普通的化學催化劑要強但整個實驗不能得出酶有專一性的特點[答案]C[特別提示]實驗結(jié)果的分析一定要實事求是，不能以主觀判斷代替實驗分析，否則實驗本身就失去了意義，實驗就成為一種形式科學的價值在于通過具體的分析找到解決問題的途徑或發(fā)現(xiàn)事實的真相[同類變式二]下圖所示中的A、B、C三圖依次表示酶的濃度一定時，反應(yīng)速度和反應(yīng)物濃度、溫度、pH的關(guān)系.請根據(jù)圖回答下列問題：（1）圖A中．反應(yīng)物達到某一濃度時，反應(yīng)速度不再上升，其原因是:__________（2）圖B中，a點所對應(yīng)的溫度稱___________（3）圖B中a點到b點曲線急劇下降，其原因是____________（4）將裝有酶與反應(yīng)物的甲、乙兩試管分別放入12℃和75℃水浴鍋中，20分鐘后取出轉(zhuǎn)入（5）圖C表示了______________催化反應(yīng)的速率變化曲線A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶 C．胰蛋白酶 D．植物淀粉酶[解析]本題要根據(jù)曲線對酶的性質(zhì)作出判斷，考查圖文轉(zhuǎn)化能力(1)由于酶的濃度是一定的，酶的催化作用具有高效性，因此，在A圖中，當反應(yīng)物在低濃度范圍內(nèi)增加時，反應(yīng)速度迅速上升當反應(yīng)物達到一定程度時，隨著反應(yīng)物濃度的增加，反應(yīng)速度幾乎不再增加這是因為：酶雖然具有高效性，但它的催化能力也是有一定限度的．當所有的酶都發(fā)揮了最高效能后，反應(yīng)物濃度再增加，反應(yīng)速度也不再增加，這是受酶的濃度的影響（2）溫度影響酶的催化效率：在一定范圍內(nèi)，酶的催化效率與溫度成正相關(guān)，超過這個溫度(最適溫度)呈負相關(guān)B圖中，a點酶的催化效率最高，因此，它所對應(yīng)的溫度就是酶反應(yīng)的最適溫度(3)從a點到b點曲線急劇下降，這是因為溫度升高，酶的活性下降(4)由于甲試管的溫度較低，抑制了酶的活性，反應(yīng)速度很慢，當轉(zhuǎn)入37℃(酶反應(yīng)的最適溫度)的水浴鍋中保溫后，其反應(yīng)速度會迅速增加乙試管在７5℃高溫下，酶變性失活，當轉(zhuǎn)入[答案]（1）受反應(yīng)液中酶濃度的限制（2）酶反應(yīng)的最適溫度（3）溫度升高使酶活性下降（4）速度加快無催化反應(yīng)（5）C[例2] 下列關(guān)于“ATPADP+Pi+能量”反應(yīng)式的敘述．正確的是A．反應(yīng)式物質(zhì)可逆，能量不可逆 B．反應(yīng)式能量可逆，物質(zhì)不可逆C．兩者均可逆 D．生物體內(nèi)，ADP轉(zhuǎn)變成ATP所需能量都來自呼吸作用[解析]ATP與ADP的轉(zhuǎn)變僅僅只是物質(zhì)上的可逆，并不表示化學上的可逆反應(yīng)．這是因為：（１）從反應(yīng)條件上看：ATP的分解是一種水解反應(yīng)催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶；而ATP的生成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬合成酶，而酶具有專一性，因此反應(yīng)條件不同(２)從能量上看：ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵中的化學能、而合成ATP的能量主要有化學能和太陽光能因此能量來源不同（３）從ATP的合成與分解的場所上看：ATP合成的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，而ATP分解的場所較多如細胞膜（主動運輸消耗ATP)、葉綠體基質(zhì)(暗反應(yīng)中ATP放能、貯存在合成的有機物中)，細胞核(DNA的復(fù)制和RNA的合成耗能)等.因此其合成與分解的場所不完全相同.綜上所述，．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)變的反應(yīng)并不是簡單的可逆反應(yīng).[答案]A[同類變式]下圖示意生命活動有關(guān)能源物質(zhì)之間的聯(lián)系，請分析回答（1）生物細胞內(nèi)主要的儲能物質(zhì)是圖中的_________（2）當動物體內(nèi)ATP不足時，會發(fā)生C的變化補充ATP（丙），請寫出生成ATP需要的條件____________（3）生物體內(nèi)最終的能源物質(zhì)是圖中的___________，它表示_____________（4）圖中三項生理活動的名稱分別是：A__________，B_________D________.[解析]本題的解答需要明確生物體內(nèi)能量物質(zhì)的轉(zhuǎn)變過程與條件核心是葡萄糖的形成與分解由圖分析，形成葡萄糖的途徑為甲→丙→葡萄糖或乙→丙→葡萄糖，而題干已經(jīng)提示C過程是補充形成ATP的途徑，則乙應(yīng)當是ADP和Pi，甲應(yīng)為太陽能，通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，它也是能量的最終來源[答案]（1）多糖、脂肪（2）ADP、Pi、酶、能量（3）甲太陽光（4）光合作用光反應(yīng)光合作用暗反應(yīng)呼吸作用[延伸拓展]圖象分析的關(guān)鍵之一是要明確關(guān)鍵點，這是解題的題眼，另外要正確應(yīng)用已知條件，如本題中丙為ATP，可大大減少解題的障礙二、能力提升技巧（一）考試技巧在哪里本講內(nèi)容比較基礎(chǔ)，但實驗問題很多，要求能通過實驗現(xiàn)象分析實驗或利用實驗原理設(shè)計實驗1．實驗現(xiàn)象的分析一定要實事求是，盡可能聯(lián)系已經(jīng)學過的知識解釋相關(guān)現(xiàn)象2．實驗是生物學研究的最主要手段之一，對于實驗設(shè)計現(xiàn)已納入高考的考試要求中，如何進行實驗：一定要了解實驗的基本要求，如對變量的控制、對照實驗的設(shè)置等證明酶特性的實驗可舉例如[例4][例3]在煮過的和沒煮過的土豆片上分別滴幾滴過氧化氫在土豆片X上出現(xiàn)泡沫，在土豆片Y上沒有泡沫，以下哪一項是正確的解釋A．土豆片X是煮過的，因為過氧化氫只影響碳水化合物分解成單糖

B．土豆片X是煮過的，因為在沒煮過的土豆片中的酶使過氧化氫不起作用

C．D．土豆片X是沒煮過的，因為過氧化氫分解土豆片中的酶[解析]本實驗中實驗現(xiàn)象明確，分析問題時可思考為什么在滴過氧化氫溶液時會冒泡：細胞內(nèi)有過氧化氫酶，酶的特性是發(fā)揮作用需要常溫條件，加熱后使酶蛋白變性而失去活力，本例中過氧化氫酶將H2O2分解而出現(xiàn)氣泡[答案]C[例4]實驗研究pH對酶活性的影響，準備5支含有等量酶溶液但pH各不相同的試管，每支試管加1塊1cm3的正方體凝固蛋白塊，試管均置于25℃酶溶液的pH12345蛋白塊消失的時間（min）1391145>60（1）酶活性最強時的pH是_________（2）蛋白塊消失的時間與酶活性強弱的關(guān)系是_________（3）請以2種方法改進實驗，使實驗在更短的時間內(nèi)完成（4）在人體消化道中，能分泌本實驗中酶的部位是_________（5）為確認蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應(yīng)對實驗進行什么設(shè)計?[解析]本題不同于上例的是除對實驗結(jié)果進行分析外，還需要對實驗進一步完善，即需要實驗設(shè)計通過對實驗數(shù)據(jù)分析可知道，蛋白塊消失越快，酶的活性應(yīng)當越強為了加快實驗進程，可對實驗進行改進：酶的特性有高效性，在反應(yīng)物濃度一定的條件下，酶量的增加對速度無大的影響，但若增大反應(yīng)物與酶的接觸面積，則相當于增加了反應(yīng)物濃度，將加快反應(yīng)速度；酶發(fā)揮催化效能需要一定的溫度，有一個最適溫度，模擬人體內(nèi)的溫度應(yīng)為37℃[答案]（1）2（2）