高三生物二輪收尾細(xì)致復(fù)習(xí) 降低化反應(yīng)活化能的酶 細(xì)胞的能量通貨ATP

高三生物二輪收尾細(xì)致復(fù)習(xí)降低化反應(yīng)活化能的酶細(xì)胞的能量通貨ATP考綱要求四年考情酶在代謝中的作用Ⅱ2012福建·非選擇題T26Ⅰ,2011福建·選擇題T3ATP在能量代謝中的作用Ⅱ福建高考無單獨(dú)考查一、降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶1.酶在細(xì)胞代謝中的作用(1)細(xì)胞代謝:細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多_________。是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。(2)活化能:分子從_____轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的_____狀態(tài)所需要的能量。Zxxk化學(xué)反應(yīng)常態(tài)活躍2.酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是_______少數(shù)是____合成原料__________________合成場所_______主要是細(xì)胞核(真核生物)來源一般來說,活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生理功能具有生物_____作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的_______蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體催化活化能3.酶的特性(1)_______:酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107～1013倍。(2)專一性:一種酶只能催化___________化學(xué)反應(yīng)。(3)作用條件較溫和:在_________________條件下,酶會(huì)變性失活。Zxxk高效性一種或一類高溫、過酸、過堿二、細(xì)胞的能量“通貨”——ATP1.結(jié)構(gòu)簡式__________,其中“A”代表_____,“～”代表___________。2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式__________________________。A-P～P～P腺苷高能磷酸鍵ATPADP+Pi+能量3.ATP的主要功能細(xì)胞內(nèi)的一種_______________,是細(xì)胞生命活動(dòng)所需能量的_________。4.ATP的主要來源(1)動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌的_________。(2)綠色植物的_________和_________。高能磷酸化合物直接來源呼吸作用呼吸作用光合作用1.酶的基本組成單位都是氨基酸。()【分析】絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA,因此其基本組成單位是氨基酸和核糖核苷酸。2.能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。()【分析】淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),根據(jù)酶的專一性,蛋白質(zhì)由蛋白酶來水解。3.一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)。()【分析】酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)?！痢獭?.酶在常溫下不會(huì)失去活性。()【分析】若常溫下酶所處的環(huán)境中pH不合適,也會(huì)導(dǎo)致酶失活。5.(2011天津T3B)酶通過為反應(yīng)物供能和降低活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率。()【分析】酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率,但不能為反應(yīng)物提供能量?！痢?.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。()【分析】因?yàn)锳TP與ADP相互轉(zhuǎn)化時(shí)其正方向與逆方向的酶、場所、能量來源不同。7.細(xì)胞內(nèi)含有大量的ATP,用于細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。()【分析】ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少,但在細(xì)胞內(nèi)會(huì)迅速產(chǎn)生,也會(huì)迅速被利用。Zxxk√×考點(diǎn)一

酶作用原理和酶的特性1.酶的作用原理下圖曲線表示在無酶催化條件和有酶催化條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過程。(1)沒有酶催化的反應(yīng)曲線是②。(2)有酶催化的反應(yīng)曲線是①。(3)AC段的含義是在無催化劑的條件下,反應(yīng)所需要的活化能。(4)BC段的含義是酶降低的活化能。(5)若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng),則B點(diǎn)在縱軸上將向上移動(dòng),即反應(yīng)需要的活化能要增大。2.酶的特性特性原因高效性酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著專一性酶只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)作用條件較溫和在高溫、過酸、過堿的條件下都會(huì)使酶失活【高考警示】(1)酶并不只在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用:酶由活細(xì)胞產(chǎn)生,可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用,如細(xì)胞內(nèi)的呼吸氧化酶;也可以分泌到細(xì)胞外發(fā)揮作用,如各種消化酶;在生物體外適宜的條件下也能發(fā)揮作用,如實(shí)驗(yàn)證明唾液淀粉酶水解淀粉的實(shí)驗(yàn)。(2)產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶,但產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素?！镜淅?】(2011·海南高考)關(guān)于酶的敘述,正確的是(

)A.酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能B.酶活性的變化與酶所處環(huán)境的改變無關(guān)C.酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失D.酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸【解析】選C。酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,但不提供反應(yīng)的活化能;酶的活性受外界環(huán)境的影響,如溫度、pH等;結(jié)構(gòu)決定功能,酶的結(jié)構(gòu)改變,酶的活性就會(huì)部分或全部喪失;酶是一種催化劑,催化反應(yīng)前后酶的數(shù)量和性質(zhì)不會(huì)改變?！咀兪接?xùn)練】(2013·福州模擬)下列有關(guān)酶的正確敘述是(

)①酶是由具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②酶對底物有嚴(yán)格的選擇性③酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的④酶在發(fā)揮作用后立即被分解⑤有的酶不是蛋白質(zhì)⑥酶的活性與溫度呈正相關(guān)⑦在新陳代謝和生長發(fā)育中起調(diào)控作用⑧酶只是起催化作用A.①②⑤⑥B.①④⑤⑧C.②③⑤⑧D.①③⑤⑦【解析】選C。凡是活細(xì)胞一般都能產(chǎn)生酶,并不只是由具分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的;酶對底物有嚴(yán)格的選擇性,但酶在發(fā)揮作用后不會(huì)立即被分解,而是會(huì)被反復(fù)利用;絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA;酶只是起催化作用;酶的活性與溫度和pH有關(guān),但有最適值,在最適值前隨溫度和pH的升高,其活性逐漸增強(qiáng),超過最適值后則下降,而不呈正相關(guān)。考點(diǎn)二與酶有關(guān)的曲線分析

1.表示酶高效性的曲線及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)曲線模型:①與無機(jī)催化劑相比,酶的催化效率更高。②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間,不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:對照組:反應(yīng)物+無機(jī)催化劑→反應(yīng)物分解速率;實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+等量酶溶液→反應(yīng)物分解速率。實(shí)驗(yàn)中自變量是催化劑種類,因變量是反應(yīng)物分解速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:酶的催化效率遠(yuǎn)大于無機(jī)催化劑的催化效率。2.表示酶專一性的曲線及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)曲線模型:①加入酶B的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同,說明酶B對此反應(yīng)無催化作用。②而加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快,說明酶具有專一性。(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后,再用斐林試劑鑒定,根據(jù)是否有磚紅色沉淀來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用,從而探究酶的專一性。3.影響酶促反應(yīng)的因素(1)溫度和pH:①在一定溫度(pH)范圍內(nèi),隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強(qiáng),超過這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱。②過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞,溫度升高可恢復(fù)活性。③從丙圖可以看出:反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。(2)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響:①甲圖:在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快,但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反應(yīng)速率不再增加。②乙圖:在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比?！靖呖季尽?1)影響酶的活性和酶促反應(yīng)速率的因素并不完全相同:①高溫、pH過高或過低會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu),使酶活性降低或失去活性,反應(yīng)減慢或停止,酶促反應(yīng)速率也隨之減小或變?yōu)榱?低溫不破壞酶的空間結(jié)構(gòu),只會(huì)使酶的活性降低,酶促反應(yīng)速率減小。②底物濃度和酶濃度影響酶促反應(yīng)的速率,但不影響酶的活性。(2)酶不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn):酶只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率,縮短化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,但不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。考查角度1

利用曲線圖考查酶的催化作用【典例2】(2011·海南高考)某一不可逆化學(xué)反應(yīng)(S→P+W)在無酶和有酶催化時(shí)均可以進(jìn)行。當(dāng)該反應(yīng)在無酶條件下進(jìn)行到時(shí)間t時(shí),向反應(yīng)液中加入催化該反應(yīng)的酶。如圖中能正確表示加酶后反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化趨勢的曲線是(

)A.甲B.乙C.丙D.丁【解析】選D。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到t時(shí)加入催化該反應(yīng)的酶,由于酶的高效性,將促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度迅速降低,最后反應(yīng)物濃度降為0。【互動(dòng)探究】(1)丁曲線后來變化趨勢變緩的原因是由于酶的活性降低了嗎?提示:不是。因?yàn)殡S著反應(yīng)物濃度的降低,反應(yīng)速率逐漸減慢,但酶的活性保持不變。(2)若將縱坐標(biāo)改為生成物的量,其曲線變化趨勢會(huì)改變嗎?提示:會(huì)改變。其應(yīng)該先呈快速增長,然后緩慢增長,最后達(dá)到相對穩(wěn)定。(3)若在t時(shí)加入無機(jī)催化劑,反應(yīng)物(S)的濃度達(dá)到0的時(shí)間點(diǎn)和丁曲線表示的時(shí)間點(diǎn)相同嗎?提示:不同。時(shí)間點(diǎn)要比丁曲線表示的時(shí)間點(diǎn)長。因?yàn)闊o機(jī)催化劑的催化效率低于酶的催化效率?！咀兪接?xùn)練】下圖為不同條件下同種酶促反應(yīng)速率的變化曲線,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.影響AB段酶促反應(yīng)速率的主要因素是底物的濃度B.影響B(tài)C段酶促反應(yīng)速率的主要因素是酶量C.溫度導(dǎo)致酶促反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的速率不同D.曲線Ⅰ顯示,該酶促反應(yīng)的最適溫度為37℃【解析】選D。由圖可以看出,在AB段,隨著底物濃度的升高,酶促反應(yīng)速率不斷增加,限制酶促反應(yīng)速率的主要因素是底物的濃度。在BC段,隨著底物濃度的升高,酶促反應(yīng)速率不再增加,限制酶促反應(yīng)速率的主要因素不再是底物的濃度,而是酶量。曲線Ⅰ和Ⅱ的反應(yīng)溫度不一樣,曲線的差異是由溫度的差異引起的。酶最適溫度是酶催化活性最高時(shí)的溫度,只根據(jù)37℃、25℃時(shí)酶促反應(yīng)速率的比較無法確定酶作用的最適溫度?？疾榻嵌?

利用實(shí)驗(yàn)考查酶的特性及影響酶活性的因素【典例3】下表是探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果。①②③④⑤⑥2mL3%淀粉溶液+++---2mL3%蔗糖溶液---+++1mL2%的新鮮淀粉酶溶液++++++項(xiàng)目試管編號(hào)①②③④⑤⑥反應(yīng)溫度(℃)4060804060802mL斐林試劑++++++磚紅色深淺*++++++---項(xiàng)目試管編號(hào)注:“+”表示有;“-”表示無。*:此行“+”的多少代表顏色的深淺。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以下結(jié)論正確的是(

)A.蔗糖被水解成非還原糖B.淀粉在淀粉酶的作用下水解成還原糖C.淀粉酶的活性在60℃時(shí)比40℃時(shí)低D.淀粉酶對蔗糖的水解具有專一性【解析】選B。解答此題的關(guān)鍵是先分析出各組之間的對照關(guān)系,以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)差異的原因,也就是單一變量對實(shí)驗(yàn)的影響。試管①②③與試管④⑤⑥形成對照,探究了淀粉酶的專一性,蔗糖不能被淀粉酶分解,而淀粉可以在淀粉酶的作用下分解成還原糖。試管①②③相互對照探究了溫度對酶活性的影響,證明了淀粉酶在60℃時(shí)比40℃時(shí)活性高?！净?dòng)探究】(1)能否只用①②號(hào)試管探究淀粉酶催化作用的最適溫度?提示:不能。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,不能說明當(dāng)溫度高于60℃時(shí),淀粉酶的活性是高還是低。僅能說明淀粉酶在60℃時(shí)比40℃時(shí)活性高,不能說明60℃是淀粉酶的最適溫度。(2)能否用H2O2溶液代替淀粉溶液來探究溫度對酶活性的影響?提示:不能。H2O2溶液在高溫時(shí)會(huì)分解,實(shí)驗(yàn)中的變量不是單一的,影響對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析?？键c(diǎn)三ATP的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)化

1.ATP的結(jié)構(gòu)(1)元素組成:C、H、O、N、P。(2)化學(xué)組成:1分子腺苷和3分子磷酸基團(tuán)。(3)結(jié)構(gòu)式:由結(jié)構(gòu)式可看出,ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用“一、二、三”來總結(jié),即一個(gè)腺苷、兩個(gè)高能磷酸鍵、三個(gè)磷酸基團(tuán)。(4)結(jié)構(gòu)簡式:A-P～P～P。2.ATP的形成途徑3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADP+Pi+能量ATPATPADP+Pi+能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用),化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲(chǔ)存于高能磷酸鍵中的能量能量去路儲(chǔ)存于形成的高能磷酸鍵中用于各項(xiàng)生命活動(dòng)反應(yīng)場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位【高考警示】(1)ATP≠能量:ATP是一種高能磷酸化合物,是與能量有關(guān)的一種物質(zhì),不能將兩者等同起來。(2)細(xì)胞中ATP的含量并不多:ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),但它在細(xì)胞中的含量很少。ATP與ADP時(shí)刻不停地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化,這是細(xì)胞的能量供應(yīng)機(jī)制?！镜淅?】下列關(guān)于人體內(nèi)ATP的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的B.線粒體中大量產(chǎn)生ATP時(shí),一定伴隨著氧氣的消耗C.在生命活動(dòng)旺盛的細(xì)胞中ATP的含量較多D.一分子ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)可形成一分子腺嘌呤核糖核苷酸【解析】選C。ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),但并不是所有消耗能量的生命活動(dòng)所需能量都由ATP直接提供,如蛋白質(zhì)合成中還可以利用除ATP之外的其他化合物中的能量。有氧呼吸第三階段是[H]和O2結(jié)合產(chǎn)生水,同時(shí)產(chǎn)生大量的能量。ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少,但在體內(nèi)合成和分解的速率很快。【變式訓(xùn)練】下列有關(guān)植物細(xì)胞中ATP的敘述,正確的是(

)A.能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體B.植物被水淹時(shí),根細(xì)胞不能產(chǎn)生ATPC.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)D.遠(yuǎn)離腺苷(A)的高能磷酸鍵中的能量可以來自化學(xué)能或光能【解析】選D。植物細(xì)胞中能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體;植物被水淹時(shí),根細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生ATP;ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化在物質(zhì)方面是可逆的,但在能量方面是不可逆的;遠(yuǎn)離腺苷(A)的高能磷酸鍵中的能量可以來自有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能,也可以來自光能。與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法【典例】請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性,要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論,并回答問題:實(shí)驗(yàn)材料與用具:適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液,斐林試劑、試管、37℃恒溫水浴鍋、50℃～65℃溫水浴鍋。(1)若“+”代表加入適量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙等代表試管標(biāo)號(hào),請用這些符號(hào)完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+-+-(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①按照上表中的設(shè)計(jì),取試管、加溶液;②

;③

;④

;(3)結(jié)果預(yù)測:______________________________________。(4)結(jié)論:

。(5)在上述實(shí)驗(yàn)中,如果僅將37℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20℃,而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn),試管中出現(xiàn)的顏色會(huì)比37℃時(shí)的淺,其原因是

。【解析】(1)(2)唾液淀粉酶可以將淀粉分解為可溶性的還原糖,但不能分解蔗糖;蔗糖酶可將蔗糖分解為可溶性還原糖,但不能分解淀粉?？扇苄赃€原糖遇斐林試劑在水浴條件下出現(xiàn)磚紅色沉淀。要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證蔗糖酶和唾液淀粉酶的專一性,在實(shí)驗(yàn)中要體現(xiàn)等量原則和對照原則。實(shí)驗(yàn)時(shí)可設(shè)置四支試管,甲和丙試管中添加等量的蔗糖溶液,乙和丁試管中添加等量的淀粉溶液,然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液,向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液?；旌暇鶆蚝笏闹г嚬芫湃?7℃恒溫水浴鍋內(nèi)保溫一段時(shí)間,然后用斐林試劑通過水浴加熱來鑒定是否出現(xiàn)可溶性還原糖。(3)(4)蔗糖酶催化蔗糖分解為可溶性還原糖;淀粉酶催化淀粉分解為可溶性還原糖,經(jīng)斐林試劑檢測,甲、乙兩支試管會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀,其余試管中因無還原糖產(chǎn)生不會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀。這表明一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),即酶具有專一性。(5)哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最適溫度為37℃,當(dāng)將水浴鍋的溫度由37℃調(diào)到20℃時(shí),酶的活性會(huì)降低,分解速率減慢,產(chǎn)生的還原糖少,從而使出現(xiàn)的磚紅色沉淀少,因此試管中的顏色會(huì)比37℃時(shí)的淺。答案:(1)

溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+-+-乙-+-+丙+--+丁-++-(2)②混勻,將四支試管均放入37℃恒溫水浴鍋內(nèi)保溫一段時(shí)間③取出試管,分別加入適量的斐林試劑,混勻,放入50℃～65℃溫水中水浴加熱約2min④觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管,以及含淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀,其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀(4)酶的催化作用具有專一性(5)20℃低于酶的最適溫度,酶活性低,水解產(chǎn)生的還原糖少【方法歸納】與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),可以歸納為以下五個(gè)方面(1)驗(yàn)證或探究酶具有高效性:高效性是一種比較性概念,是指與無機(jī)催化劑相比具有高效性。因此應(yīng)設(shè)置酶與無機(jī)催化劑對同一反應(yīng)的催化效率的對照。用酶和蒸餾水作對照,可用來驗(yàn)證酶具有催化功能。(2)驗(yàn)證或探究酶具有專一性:專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。因此驗(yàn)證或探究酶具有專一性應(yīng)設(shè)置一種酶對不同化學(xué)反應(yīng)的催化效果的對照?？捎猛坏孜铩煞N不同酶,也可用不同底物、同一種酶來驗(yàn)證或探究。(3)驗(yàn)證或探究溫度對酶活性的影響:自變量是溫度,應(yīng)設(shè)置具有一定梯度的多個(gè)不同溫度條件,比較某種酶的催化效率。一般至少應(yīng)設(shè)置“低溫、適溫、高溫”三個(gè)指標(biāo)。(4)驗(yàn)證或探究pH對酶活性的影響:自變量是pH,應(yīng)設(shè)置具有一定梯度的多個(gè)不同pH條件,比較某種酶的催化效率。一般至少應(yīng)設(shè)置“低pH、最適pH、高pH”三個(gè)指標(biāo)。注意胃蛋白酶最適pH為1.5。(5)驗(yàn)證某種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì):蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng),也可用蛋白酶水解的方法使酶失活來證明。【易錯(cuò)提醒】(1)根據(jù)試題要求,確定單一變量,依據(jù)實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行合理分組。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料,結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理確定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的檢測手段。如上題中,要檢測是否有還原糖產(chǎn)生。(3)除單一變量外,確保其他條件相同且適宜。如上題四支試管都在37℃恒溫水浴鍋內(nèi)保溫一段時(shí)間。(4)合理確定操作程序,如上題的實(shí)驗(yàn)步驟②③不能顛倒?！咀兪接?xùn)練】在比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)中,對實(shí)驗(yàn)的處理如表所示。對該實(shí)驗(yàn)的有關(guān)分析不正確的是

(

)試管組別實(shí)驗(yàn)處理加入3%H2O2(mL)溫度加入試劑試管12常溫/試管2290℃/試管32常溫MnO2少量試管42常溫2滴20%肝臟研磨液A.在上表的實(shí)驗(yàn)處理中,研究了溫度和催化劑兩個(gè)自變量B.試管2中因?yàn)闆]有加入任何試劑,所以應(yīng)為空白對照組C.若試管4和試管1組成對照實(shí)驗(yàn),可說明酶具有催化作用D.若要研究酶的高效性,可選用的實(shí)驗(yàn)組合是試管4和試管3【解析】選B。根據(jù)表格信息,試管1和試管2的變量為溫度,試管3和試管4的變量為催化劑種類,二者均是自變量,其他因素如反應(yīng)物濃度、pH等為無關(guān)變量;試管2雖沒有添加任何試劑,但是溫度與試管1不同,因此也是實(shí)驗(yàn)組;試管1和試管4的不同點(diǎn)為是否添加了酶,由此可以證明酶具有催化作用;試管3和試管4的不同點(diǎn)是催化劑的種類:酶和無機(jī)催化劑,因此可以證明酶的高效性。1.下列有關(guān)酶的敘述中,正確的是(

)A.合成ATP與分解ATP的酶相同B.酶只能在細(xì)胞內(nèi)起催化作用C.高溫和低溫都會(huì)使酶永久失活D.酶在4℃左右時(shí)空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定【解析】選D。合成ATP和分解ATP的酶分別是ATP合成酶和ATP水解酶;酶在細(xì)胞內(nèi)、外均可以發(fā)揮作用;高溫會(huì)使酶變性永久失活,低溫則不會(huì);酶在4℃左右時(shí)空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。2.下列物質(zhì)水解后所釋放出的能量可直接用于肌肉收縮的是(

)A.肝糖原B.肌糖原C.葡萄糖D.三磷酸腺苷【解析】選D。三磷酸腺苷(即ATP)是直接能源物質(zhì)。肝糖原、肌糖原和葡萄糖是主要能源物質(zhì)。3.有人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以研究化合物P對淀粉酶活性的影響,結(jié)果如下圖所示。下列分析不正確的是(

)A.反應(yīng)溫度升高A點(diǎn)上移B.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持pH不變C.曲線1代表對照組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果D.化合物P對淀粉酶有抑制作用【解析】選A。研究化合物P對淀粉酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置加入化合物P的實(shí)驗(yàn)組和不加入化合物P的對照組,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對照看出化合物P對淀粉酶有抑制作用。本實(shí)驗(yàn)中pH是無關(guān)變量,應(yīng)保持不變。實(shí)驗(yàn)條件下的溫度不一定是最適宜的溫度,因此反應(yīng)溫度升高,A點(diǎn)可能上移,也可能下移。4.下列有關(guān)酶和ATP的敘述,正確的是(

)A.葉綠體和線粒體中[H]被消耗的過程中都會(huì)伴隨ATP含量的增加B.常溫常壓下,要使過氧化氫溶液迅速放出大量的氧氣,可以加入過氧化氫酶C.測定胃蛋白酶的活性時(shí),將pH由2上升至6的過程中,該酶的活性保持不變D.植物的根細(xì)胞吸收鉀離子的過程中,ATP中兩個(gè)高能磷酸鍵中的能量都會(huì)釋放出來【解析】選B。葉綠體中[H]被消耗的過程是在暗反應(yīng)階段,同時(shí)ATP也被消耗,線粒體中[H]與O2結(jié)合生成大量的H2O,同時(shí)產(chǎn)生大量的ATP,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。酶具有高效性,過氧化氫酶能夠催化過氧化氫的分解,因此,常溫常壓下,要使過氧化氫溶液迅速放出大量的氧氣,可以加入過氧化氫酶,B項(xiàng)正確。胃蛋白酶的最適pH為1.9,將pH由2上升至6的過程中,該酶的活性降低甚至失活,C項(xiàng)錯(cuò)誤。植物的根細(xì)胞以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞轿这涬x子,該過程需要消耗能量,即需要ATP中遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵水解提供能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.過氧化氫酶能催化過氧化氫分解為水和氧氣,其催化活性可用如下方法測定:用打孔器將濾紙制成小圓片,浸泡在含酶的過氧化氫緩沖液中,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),小圓片沉降在溶液底部,但后來會(huì)浮出液面,記錄小圓片上浮時(shí)間,用時(shí)間的倒數(shù)來表示過氧化氫酶的催化活性。為研究底物濃度對于酶催化活性的影響,實(shí)驗(yàn)在不同濃度的過氧化氫溶液中重復(fù)進(jìn)行,結(jié)果如圖所示:分析并回答下列問題:(1)小圓片進(jìn)行到一定時(shí)間后開始上浮的原因是

。(2)實(shí)驗(yàn)中過氧化氫溶液加緩沖液的目的是

。(3)據(jù)圖所示曲線描述底物濃度與過氧化氫酶催化速率間的關(guān)系:

。(4)當(dāng)?shù)孜餄舛瘸^140mol·L-1時(shí),反應(yīng)速率不再加快的原因是

。(5)若要研究溫度對過氧化氫酶催化活性的影響,請寫出簡要操作步驟:

。【解析】沉于過氧化氫緩沖液底部的小圓濾紙片之所以上升是因?yàn)檫^氧化氫分解產(chǎn)生O2,O2逸出時(shí)帶動(dòng)圓紙片上浮;過氧化氫溶液中加緩沖液的目的是維持pH不變,排除pH對酶活性的影響。在酶促反應(yīng)中,當(dāng)?shù)孜餄舛鹊蜁r(shí),酶分子與底物分子結(jié)合的機(jī)會(huì)少,反應(yīng)速度慢。隨著底物濃度的增大,結(jié)合機(jī)會(huì)增多,反應(yīng)速率加快。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值時(shí),酶分子都參與了反應(yīng),底物濃度再增大,反應(yīng)速率不再加快。在分析某一條件對酶作用的影響時(shí),其余各條件應(yīng)保持一致且最適,即要符合單一變量原則。答案:(1)過氧化氫分解產(chǎn)生了氧氣(2)維持反應(yīng)溶液中酸堿度的平衡(3)隨著底物濃度增大,反應(yīng)速率加快,但底物濃度增大到一定程度時(shí)反應(yīng)速率不再加快(4)酶的數(shù)量有限(5)取若干試管并分組,每組兩支試管,各組試管一支加入等量的過氧化氫緩沖液、小圓片,一支加入等量的過氧化氫酶,然后將每組進(jìn)行不同溫度的水浴加熱,一段時(shí)間后,分別將每組中兩支試管混合,搖勻,并仍置于相應(yīng)溫度下,測定小圓片上浮的時(shí)間6.(2012·北京高考)細(xì)胞中不能合成ATP的部位是(

)A.線粒體的內(nèi)膜B.葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜D.藍(lán)藻中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是明確各種細(xì)胞器以及藍(lán)藻的結(jié)構(gòu)和功能。【解析】選C。具體分析如下:A項(xiàng)正確,線粒體內(nèi)膜上可以發(fā)生有氧呼吸的第三階段,合成大量ATP;B項(xiàng)正確,葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)為類囊體薄膜,可以發(fā)生光能到活躍化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生ATP,為暗反應(yīng)提供條件;C項(xiàng)錯(cuò)誤,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不是能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜不能合成ATP;D項(xiàng)正確,藍(lán)藻中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)中也可以發(fā)生光合作用過程中光能到活躍化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生ATP。7.(2012·江蘇高考)下列關(guān)于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”的敘述,合理的是(

)A.先用熱水溶解洗衣粉,再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度B.實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)可以是相同洗滌時(shí)間內(nèi)污漬的殘留程度C.相同pH時(shí)加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉D.衣物質(zhì)地和洗衣粉用量不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果【解析】選B。A項(xiàng)先用熱水可能會(huì)影響酶的活性,所以不妥,A錯(cuò)誤。只有在最適pH時(shí)使用加酶洗衣粉效果才會(huì)好于普通洗衣粉,C錯(cuò)誤。不同質(zhì)地的衣物和洗衣粉用量會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,D錯(cuò)誤。8.(2011·新課標(biāo)全國卷)甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如右圖,下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D.乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變【解析】選B。通過曲線可以看出,甲酶活性沒有變化,因此蛋白酶不能水解甲酶;甲酶不能被蛋白酶水解,因此甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì),可能是RNA;乙酶能被蛋白酶水解,因此乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì);乙酶的活性降低,是因?yàn)榈鞍酌阜纸馄茐牧艘颐傅姆肿咏Y(jié)構(gòu)。9.(2010·上海高考)右圖表示細(xì)胞中某條生化反應(yīng)鏈,圖中E1～E5代表不同的酶,A～E代表不同的化合物。據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是(

)A.若E1催化的反應(yīng)被抑制,則A的消耗速度加快B.若E5催化的反應(yīng)被抑制,則B積累到較高水平C.若E3的催化速度比E4快,則D的產(chǎn)量比E多D.若E1的催化速度比E5快,則B的產(chǎn)量比A多【解析】選C。若E1催化的反應(yīng)被抑制,則A的消耗速度減慢;若E5催化的反應(yīng)被抑制,則B的消耗速度減慢,但B因E2的影響,其積累不會(huì)達(dá)到較高水平;若E3的催化速度比E4快