細胞中幾乎所有的化學反應都是由酶來催化的。 酶的相關知識貫穿于整個高中生物學習中, 是高考考查的重要模組之一。 對於酶的相關知識, 有些不易理解到位或是容易出錯。
1 觀測指標不是因變數
隨引數的變化而變化的量稱為因變數(反應變數)。 因變數是由於引數的改變而引起的變化, 這種變化有時不是直接能觀察到的, 要有一定的觀測資料。 如不同pH值對過氧化氫酶的活性影響實驗中, 引數是不同pH值, 因變數是酶的活性, 但是酶的活性不是直接能觀察到的, 要通過氣泡放出量來衡量。
2 對酶的概念理解不到位
酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物, 其中絕大多數酶是蛋白質。 對這個概念的理解應從產生場所、化學本質、基本單位、合成場所、作用場所等來理解。 常見錯誤說法見下表:
正確說法
錯誤說法
產生場所
活細胞
具有分泌功能的細胞才能產生
化學本質
有機物(或多數是蛋白質, 少數為RNA)
蛋白質
基本單位
氨基酸或核糖核苷酸
氨基酸
合成場所
核糖體或細胞核
核糖體
作用場所
細胞內、細胞外、體外
只在細胞內起催化作用
溫度影響
低溫影響酶的活性, 不破壞酶的結構, 高溫使酶變性失活
低溫引起酶變性失活
作用
酶只起催化作用
酶具有調節、催化等功能
3 對酶作用本質的理解
酶是一種生物催化劑, 其作用機理是降低化學反應的活化能。 要會判斷在圖示中相關的能量段所表示的含義。
【例1】右圖曲線表示物質A生成物質P的化學反應, 在無催化條件和有酶催化條件下的能量變化過程。 下列相關敘述正確的是( )
A.ab段表示在有酶催化條件下, 使物質A生成物質P反應發生需要的活化能
B.ad段表示在無催化劑催化條件下, 使物質A生成物質P反應發生需要的活化能
C.若將酶催化改為無機催化劑催化該反應, 則b在縱軸上將向下移動
D.若只改變反應的溫度或pH條件, 則圖中的曲線原有形狀可發生改變
【分析】分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。 所以,
4 酶的催化效率與酶促反應速率是不一樣的
由酶催化的化學反應稱為酶促反應, 酶對化學反應的催化效率稱為酶活性, 即酶催化化學反應的能力。
4.1 影響酶活性的因素
影響酶活性的因素主要有溫度、pH、酶抑制劑(能抑制酶活性的物質)和酶啟動劑(能提高酶活性的物質)等。 注意酶濃度不會影響酶活性, 它是影響酶促反應速率的因素之一。
4.2 影響酶促反應速率的因素
影響酶促反應速率的因素有溫度、pH、酶抑制劑、酶啟動劑、酶濃度、底物濃度等。 其中溫度、pH、酶抑制劑和酶啟動劑都是通過影響酶活性來影響酶促反應速率的。 底物濃度和酶的濃度時通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應速率,並不影響酶的活性。
【例2】下列四種現象中,可以用右圖表示的是( )
A.在適宜條件下光合作用強度隨CO2含量的變化
B.條件適宜、底物充足時反應速率隨酶量的變化
C.一個細胞週期中DNA含量隨時間的變化
D.理想條件下種群數量隨時間的變化
【解析】本題主要考查相關生理過程中的數量變化趨勢,涉及到新陳代謝與細胞分裂的相關內容,考查學生的理解能力和獲取資訊的能力。如圖曲線的走勢為先增加後穩定,曲線有兩個關鍵點:即起點(m,0)(m>0)和飽和點。符合這一曲線的為A選項;在酶促反應體系中,若所用的酶製品中不含酶抑制劑,底物濃度又足夠大,則反應速率與酶濃度成正比,不出現飽和狀態,B錯。一個細胞週期中DNA含量隨時間的變化與圖中曲線相差甚遠,C錯。理想條件下種群數量隨時間的變化應為種群的“J”型增長曲線,D錯。
【答案】A
5 把握座標曲線圖有方法
正確理解座標曲線圖要抓住三個要素:①識“標”②明“點”③析“線”。識“標”即是首先要確定橫坐標和縱坐標的含義;明“點”即是要明確座標曲線的起點、終點、最高點、最低點、拐點(轉捩點)、與橫縱坐標的交點;析“線”就是要看圖線的變化趨勢。在解決座標曲線圖的問題時,只要把握上述三要素,運用所學的知識加以分析就可以有效的得到答案。
【例3】右面的兩個圖是某研究小組圍繞探究H2O2分解條件而獲得的實驗結果。試回答下列有關問題:
(1)圖一曲線不再上升的原因是。
(2)圖二曲線bc段產生的最可能原因是 _ 。
【分析】此類題目錯誤的原因都是沒有注意橫縱坐標的含義。分析類似曲線時首先要弄清橫坐標及縱坐標表示的意義,然後分析影響該曲線的因素有哪些。一般情況下,曲線未達到飽和時,影響因素是橫坐標的因素;達到飽和及穩定狀態後限制因素是除橫坐標因素以外的其他因素。
【答案】(1)過氧化氫已分解完(2)反應受過氧化氫酶的數量(濃度)的限制
底物濃度和酶的濃度時通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應速率,並不影響酶的活性。【例2】下列四種現象中,可以用右圖表示的是( )
A.在適宜條件下光合作用強度隨CO2含量的變化
B.條件適宜、底物充足時反應速率隨酶量的變化
C.一個細胞週期中DNA含量隨時間的變化
D.理想條件下種群數量隨時間的變化
【解析】本題主要考查相關生理過程中的數量變化趨勢,涉及到新陳代謝與細胞分裂的相關內容,考查學生的理解能力和獲取資訊的能力。如圖曲線的走勢為先增加後穩定,曲線有兩個關鍵點:即起點(m,0)(m>0)和飽和點。符合這一曲線的為A選項;在酶促反應體系中,若所用的酶製品中不含酶抑制劑,底物濃度又足夠大,則反應速率與酶濃度成正比,不出現飽和狀態,B錯。一個細胞週期中DNA含量隨時間的變化與圖中曲線相差甚遠,C錯。理想條件下種群數量隨時間的變化應為種群的“J”型增長曲線,D錯。
【答案】A
5 把握座標曲線圖有方法
正確理解座標曲線圖要抓住三個要素:①識“標”②明“點”③析“線”。識“標”即是首先要確定橫坐標和縱坐標的含義;明“點”即是要明確座標曲線的起點、終點、最高點、最低點、拐點(轉捩點)、與橫縱坐標的交點;析“線”就是要看圖線的變化趨勢。在解決座標曲線圖的問題時,只要把握上述三要素,運用所學的知識加以分析就可以有效的得到答案。
【例3】右面的兩個圖是某研究小組圍繞探究H2O2分解條件而獲得的實驗結果。試回答下列有關問題:
(1)圖一曲線不再上升的原因是。
(2)圖二曲線bc段產生的最可能原因是 _ 。
【分析】此類題目錯誤的原因都是沒有注意橫縱坐標的含義。分析類似曲線時首先要弄清橫坐標及縱坐標表示的意義,然後分析影響該曲線的因素有哪些。一般情況下,曲線未達到飽和時,影響因素是橫坐標的因素;達到飽和及穩定狀態後限制因素是除橫坐標因素以外的其他因素。
【答案】(1)過氧化氫已分解完(2)反應受過氧化氫酶的數量(濃度)的限制