2024高考生物基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)專題突破3細胞中的ATP與酶課件

專題二專題突破3細胞中的ATP與酶生物課標導(dǎo)引·定錨點

1.說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì),酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響2.解釋ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)考點1組成細胞的無機物1.糖類和ATP都是細胞中的直接能源物質(zhì)。

(

)2.細胞質(zhì)和細胞核中都有ATP的分布。(

)3.腺嘌呤是一種含氮堿基,能與核糖和1個磷酸基團形成腺苷。(

)4.ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量都來自細胞呼吸釋放的能量。(

)×

√×

×

提示

ATP都是細胞中的“能量通貨”,糖類需要氧化分解后釋放能量。

提示

腺嘌呤與核糖形成腺苷。

提示

ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量來自細胞呼吸釋放的能量或光能等。5.人體中產(chǎn)生ATP的場所為線粒體。(

)6.ATP合成所需的能量一般來自吸能反應(yīng),ATP分解所釋放的能量一般會用于放能反應(yīng)。

(

)7.安靜狀態(tài)下和運動狀態(tài)下ATP的消耗量不同,說明在運動狀態(tài)下ATP更容易變性。(

)×

×

×

提示

人體產(chǎn)生ATP的方式為細胞呼吸,場所為細胞溶膠和線粒體。

提示

ATP合成所需的能量一般來自放能反應(yīng),ATP分解所釋放的能量一般會用于吸能反應(yīng)。提示

人在安靜或運動狀態(tài)下,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化均處于動態(tài)平衡中。一、ATP的結(jié)構(gòu)與功能1.ATP分子的結(jié)構(gòu)模型分析結(jié)構(gòu)模型

模型分析:①②③分別表示:AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)、ADP(腺苷二磷酸)、ATP(腺苷三磷酸)結(jié)構(gòu)描述描述1:一個ATP由一個腺嘌呤、一個核糖、三個磷酸基團構(gòu)成描述2:一個ATP由一個腺苷、三個磷酸基團構(gòu)成描述3:一個ATP由一個AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)和兩個磷酸基團構(gòu)成(或描述為ATP脫去兩個磷酸基團就成為RNA的基本組成單位之一)描述4:一個ATP由一個ADP(腺苷二磷酸)和一個磷酸基團構(gòu)成2.ATP的特點

不穩(wěn)定末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢,也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢能高能量ATP水解釋放的能量高達30.54kJ/mol,是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物3.ATP的功能ATP能夠直接為生命活動提供能量,是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)。二、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化

模型圖示

模型分析①循環(huán)過程中的物質(zhì):A、B分別表示ATP和ADP,X1和X2均表示磷酸分子②循環(huán)過程中的酶:酶1表示ATP水解酶,酶2表示ATP合成酶。其中酶1主要存在于耗能部位,酶2主要存在于細胞溶膠、線粒體與葉綠體③循環(huán)過程中的能量:能量1表示ATP水解釋放的能量,用于物質(zhì)合成、物質(zhì)運輸、肌肉收縮等吸能反應(yīng);能量2表示合成ATP所需的能量,來自細胞呼吸所釋放的能量,或者來自光能考向1

ATP的結(jié)構(gòu)與功能

典例1(2022浙江7月學(xué)考)細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì),其中驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)是(

)A.H2O B.ATPC.Na+

D.Ca2+解析

ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì),為細胞中的“能量通貨”。C典例2(2023浙江杭州期中)下圖為ATP的結(jié)構(gòu)示意圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.放能反應(yīng)常伴隨ATP的水解,吸能反應(yīng)常伴隨ATP的合成B.①②組成腺苷C.該物質(zhì)中④最容易斷裂D.一分子該物質(zhì)中有三個磷酸基團和兩個高能磷酸鍵A解析

細胞中的吸能反應(yīng)常伴隨ATP的水解,放能反應(yīng)常伴隨ATP的合成,A項錯誤;①腺嘌呤和②核糖組成腺苷,B項正確;該物質(zhì)中④是末端的那個特殊的化學(xué)鍵,最容易水解斷裂釋放出能量,C項正確;一分子ATP中有三個磷酸基團和兩個特殊的化學(xué)鍵(高能磷酸鍵),D項正確?？枷?

ATP-ADP循環(huán)典例3(2021浙江1月學(xué)考)下圖是細胞中ATP與ADP的轉(zhuǎn)化示意圖。下列敘述錯誤的是(

)A.ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖B.原核細胞和真核細胞內(nèi)都可以發(fā)生甲、乙過程C.能量①可來自放能反應(yīng),能量②可用于吸能反應(yīng)D.肌肉收縮過程中發(fā)生過程甲,不發(fā)生過程乙D解析

ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤、核糖和磷酸,A項正確;原核細胞和真核細胞內(nèi)都可以發(fā)生ATP的合成(甲)和ATP的水解(乙)過程,B項正確;合成ATP所需要的能量可來自放能反應(yīng),ATP水解釋放的能量可用于吸能反應(yīng),C項正確;肌肉收縮過程中,ATP先使肌肉中的能量增加,改變形狀,這是吸能反應(yīng),然后肌肉做功,失去能量,恢復(fù)原狀,這是放能反應(yīng),所以過程甲和乙都會發(fā)生,D項錯誤。典例4(2021浙江7月學(xué)考)熒光素酶催化熒光素與氧發(fā)生反應(yīng)形成氧化熒光素并發(fā)出熒光,該過程需ATP供能?；谏鲜鲈戆l(fā)明的手持ATP測定儀,可用于測定食品表面的細菌數(shù)。測定時,細菌被裂解,ATP釋放到胞外作用于測定儀中的“熒光素酶-熒光素體系”并發(fā)出熒光,依據(jù)熒光強度得出細菌數(shù)。下列敘述錯誤的是(

)A.熒光素與氧發(fā)生反應(yīng)的過程,需要吸收ATP釋放的能量B.熒光強度與ATP消耗量呈正相關(guān),與細菌數(shù)呈負相關(guān)C.細菌體內(nèi)的ATP含量基本恒定,是該測定方法的重要依據(jù)D.ATP是細菌生命活動的直接能源物質(zhì),也可在體外水解放能B解析

ATP釋放的能量為熒光素酶催化熒光素發(fā)出熒光提供能量,A項正確;細菌數(shù)量越多,ATP含量越多,熒光強度越強,呈正相關(guān),B項錯誤;細菌菌體內(nèi)ATP的含量基本恒定,C項正確;ATP可在細胞內(nèi)供能,也可在細胞外供能,D項正確。考點2酶的本質(zhì)、催化特點及影響因素1.酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)。

(

)2.保存酶一般在酶的最適溫度下保存。

(

)3.溫度、pH、底物濃度和酶的濃度都可影響酶的活性。(

)4.酶分子與底物的結(jié)合與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān),體現(xiàn)酶的專一性。(

)×

√√√提示

大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少部分酶為RNA。

提示

保存酶一般在低溫下保存。

提示

酶的活性受到溫度和pH的影響,底物濃度和酶的濃度可以影響反應(yīng)的速率但是對酶的活性沒有影響。5.酶催化作用的實質(zhì)是通過提高化學(xué)反應(yīng)的活化能,促使化學(xué)反應(yīng)順利進行。(

)6.溫度越高,酶變性的速率越快,升到一定溫度酶的活性完全喪失。(

)7.同一個體各種體細胞酶的種類相同、數(shù)量不同,代謝不同。(

)8.探究某種酶的最適pH的實驗中,第一步應(yīng)將酶與底物進行混合。(

)×

√×

×

提示

酶催化作用的實質(zhì)是酶與底物結(jié)合,形成酶-底物復(fù)合物,降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。提示

不同細胞內(nèi),部分酶的種類相同,如RNA聚合酶、呼吸酶等。提示

探究某種酶的最適pH的實驗中,第一步要設(shè)置不同的pH,而不能先將酶和底物混合。1.酶的發(fā)現(xiàn)歷程

時間科學(xué)家主要觀點1773年斯帕蘭扎尼鷹的胃不僅具有物理消化而且還具有化學(xué)消化功能1857年巴斯德酒精發(fā)酵是酵母菌代謝活動的結(jié)果19世紀李比希酒精發(fā)酵僅僅是一種化學(xué)反應(yīng),與酵母菌的活動無關(guān),最多只需要酵母菌中的某些物質(zhì)參與而已1897年畢希納促使酒精發(fā)酵的是酵母菌中的某種物質(zhì)——酶,而不是酵母菌細胞本身1926年薩姆納分離得到脲酶,其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)20世紀80年代初切赫和奧爾特曼發(fā)現(xiàn)極少數(shù)特殊的酶是RNA,稱為核酶2.酶的本質(zhì)及催化機理(1)酶的本質(zhì)酶是由活細胞產(chǎn)生的一類生物催化劑,大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少部分酶是RNA。(2)酶的催化機理①圖示如下②圖示分析A(酶)與B(底物)結(jié)合形成M(酶-底物復(fù)合物),然后這個復(fù)合物會發(fā)生一定的形狀變化使底物變成C和D(產(chǎn)物),并從復(fù)合物上脫落,同時酶分子又恢復(fù)原狀。(3)酶活性:一般指單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。3.與酶的特性有關(guān)的實驗探究(1)實驗的變量和對照實驗①自變量:人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫作自變量。②因變量:因自變量改變而變化的變量叫作因變量。③無關(guān)變量:除自變量外,實驗過程中還存在一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素,叫作無關(guān)變量。④對照實驗:除作為自變量的因素外,其余因素(無關(guān)變量)都保持一致,并將結(jié)果進行比較的實驗叫作對照實驗。(2)探究酶催化的高效性①實驗原理:過氧化氫在MnO2和肝臟研磨液中過氧化氫酶的作用下加速分解。②實驗步驟和實驗現(xiàn)象步驟

相同處理向2支試管中分別加入3mL過氧化氫溶液不同處理加入少許雞肝勻漿加入少許MnO2現(xiàn)象氣泡很多少帶火星衛(wèi)生香復(fù)燃性很強有復(fù)燃③實驗結(jié)論:酶具有催化作用,同無機催化劑相比,催化效率更高。(3)探究酶的專一性①實驗原理淀粉(非還原糖)麥芽糖(還原糖);蔗糖(非還原糖)葡萄糖(還原糖)+果糖(還原糖);還原糖+本尼迪特試劑

紅黃色沉淀。②實驗步驟方案一:用同一種酶催化兩種不同底物b.用淀粉酶分別作用于淀粉和蔗糖后,再用本尼迪特試劑鑒定,根據(jù)是否有紅黃色沉淀生成來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用,從而探索酶的專一性。方案二:用兩種不同的酶催化同一種底物b.分別用淀粉酶和蔗糖酶作用于淀粉后,再用本尼迪特試劑鑒定,根據(jù)是否有紅黃色沉淀生成來判斷哪一種酶能將淀粉催化水解為還原糖,從而探索酶的專一性。4.酶的催化功能受多種條件的影響(1)pH對酶活性的影響在一定pH范圍內(nèi),隨著pH的升高,酶的活性逐漸增強,酶促反應(yīng)速率逐漸加快;在最適pH時,酶的活性最大,酶促反應(yīng)速率最快;超過最適pH,隨著pH的升高,酶的活性逐漸減弱,酶促反應(yīng)速率逐漸減慢。(2)溫度對酶活性的影響①酶促反應(yīng)都有一個最適溫度,在此溫度以上或以下,酶活性均會下降。②酶所催化的反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng),在一定溫度范圍內(nèi),溫度升高,反應(yīng)速率加快。③超過一定溫度范圍,酶分子會隨溫度升高而發(fā)生熱變性,溫度升得越高,酶變性的速率也越快,升到一定溫度,酶將完全失去活性。(3)其他影響因素有機溶劑、重金屬離子、酶的激活劑和抑制劑等都會影響酶的活性。(4)活動:探究影響酶催化功能的因素——pH對過氧化氫酶的影響①實驗原理a.過氧化氫酶能夠催化過氧化氫的分解:2H2O2

2H2O+O2。b.pH影響酶的活性,從而影響一定時間內(nèi)的氧氣的生成量,可用倒置量筒中的氣體量來測量。②實驗步驟

設(shè)置實驗裝置將浸有新鮮肝臟勻漿(含過氧化氫酶)的濾紙片放入反應(yīng)小室的一側(cè)內(nèi)壁上向反應(yīng)小室中加入pH5.0的緩沖液和H2O2溶液將一個量筒灌滿水倒置于水中,用一玻璃管與反應(yīng)小室相連將反應(yīng)小室小心旋轉(zhuǎn)180°,使H2O2溶液接觸濾紙片記錄數(shù)據(jù)分別選取pH6.0、pH7.0、pH8.0的緩沖液重復(fù)實驗③實驗結(jié)論在適宜pH下,過氧化氫酶的催化效率最高,單位時間內(nèi)釋放的氣體量最多。考向1

酶的本質(zhì)及催化特點典例1(2021浙江1月學(xué)考)MnO2和細胞內(nèi)合成的過氧化氫酶均可催化H2O2分解成為H2O和O2。下列敘述錯誤的是

(

)A.過氧化氫酶具有專一性B.過氧化氫酶在體外不具有催化作用C.過氧化氫酶的活性受溫度和pH的影響D.與MnO2相比,過氧化氫酶的催化效率更高解析

過氧化氫酶具有專一性,A項正確;只要條件適宜,過氧化氫酶在體外也具有催化作用,B項錯誤;過氧化氫酶的活性受溫度和pH的影響,C項正確;與MnO2相比,過氧化氫酶的催化效率更高,D項正確。B考向2

影響酶活性的相關(guān)因素及曲線解讀典例2(2023浙江湖州期末)科學(xué)家研究溫度對兩種纖維素酶活性的影響,結(jié)果如下圖所示。下列敘述正確的是(

)A.該實驗的自變量是溫度B.兩種纖維素酶長期保存的適宜溫度是50℃C.20℃至65℃范圍內(nèi)A酶提供的活化能更多D.溫度為80℃時兩種酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變D解析

據(jù)圖分析可知,該實驗的自變量為溫度和酶的種類,A項錯誤;酶的保存條件是低溫和適宜pH,B項錯誤;酶的作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,酶本身不提供能量,C項錯誤;由圖可知,80

℃時兩種酶的活性幾乎為零,說明溫度過高使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,D項正確。酶的特性曲線曲線解讀溫度和pH對酶促反應(yīng)的影響

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,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)活性考向3

與酶相關(guān)實驗的探究分析典例3(2023浙江金華一中期中)為研究酶的特性,進行了實驗,基本過程如下表所示。據(jù)此分析,下列敘述正確的是(

)步驟基本過程試管A試管B試管C1加入2%過氧化氫溶液3mL3mL3mL2加入馬鈴薯勻漿少許——3加入二氧化錳—少許—4加入蒸餾水——少許5檢測

A.本實驗的自變量是酶的種類B.可用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測指標C.試管A和C的實驗結(jié)果能說明酶的作用具有高效性D.試管A中不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗B解析

本實驗的自變量是有無催化劑、催化劑的種類,A項錯誤;本實驗的因變量是過氧化氫的分解速率,可用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測指標,B項正確;試管A和B的變量是催化劑的種類,實驗結(jié)果能說明酶的作用具有高效性,C項錯誤;雞肝勻漿內(nèi)含過氧化氫酶,試管A中能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗,D項錯誤。與酶相關(guān)的實驗設(shè)計分析1.驗證酶的高效性(1)設(shè)計思路驗證酶高效性的方法是“對比法”,即通過對不同類型催化劑(主要是與無機催化劑作比較)催化底物的反應(yīng)速率進行比較,得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案項目實驗組對照組材料等量的同一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶溶液等量的無機催化劑現(xiàn)象反應(yīng)速率很快;或反應(yīng)用時短反應(yīng)速率緩慢;或反應(yīng)用時長結(jié)論酶具有高效性2.驗證酶的專一性(1)設(shè)計思路驗證酶專一性的方法也是“對比法”,常見的有兩種方案,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進行得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案項目方案一方案二實驗組對照組實驗組對照組材料底物相同(等量)與酶相對應(yīng)的底物另外一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶另外一種酶同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性3.探究酶的最適溫度和最適pH組別編號12…n實驗材料等量的同種底物溫度(pH)T1(a1)T2(a2)…Tn(an)衡量指標相同時間內(nèi),各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少,或底物剩余量的多少實驗結(jié)論生成物量最多的一組,或底物剩余量最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)學(xué)

考

大

題

突

破

命題方向預(yù)測

基于酶的特性進行的實驗設(shè)計與探究思維點撥(1)具備基本的實驗思維:分析此類題目,需要明確實驗設(shè)計的基本原則,如單一變量原則、等量原則、對照原則等。(2)熟悉、內(nèi)化酶“催化特性”的本質(zhì)。①酶的催化具有高效性?！案咝浴钡谋举|(zhì)是酶作為催化劑,與無機催化劑相比,催化效率比較高。②酶的催化具有溫和性?！皽睾托浴钡谋举|(zhì)是酶促反應(yīng)的外界條件相對溫和,一般不需要高溫、高壓的環(huán)境,正因如此,酶分子進行催化時,需要特定的溫度、pH條件。③酶的催化具有專一性。“專一性”的本質(zhì)是一種酶催化一種或一類相似底物的反應(yīng),這主要與酶分子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。典例(2023浙江杭州六縣九校聯(lián)盟期中)“多酶片”是經(jīng)特殊工藝制成的雙層藥片,內(nèi)層是腸溶衣(不易溶于胃液,可溶于腸液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶,外層是糖衣(可溶于胃液)包裹的胃蛋白酶。某同學(xué)為了驗證多酶片中胃蛋白酶的作用,設(shè)計了以下實驗。(1)實驗材料:多酶片,蛋白塊,pH1.5的緩沖溶液,pH7.0的緩沖溶液,蒸餾水,恒溫水浴箱,試管,燒杯等。(2)實驗步驟①制備胃蛋白酶溶液:取多酶片放入盛有pH為_____的緩沖溶液的燒杯中,幾分鐘后糖衣溶解,取上層溶液備用;

②取試管A加入適量胃蛋白酶溶液,試管B加入__________________作為對照;

③分別加入大小相同的蛋白塊,在________________中保溫30min。

1.5等量pH1.5的緩沖液

37℃恒溫水浴箱

(4)分析、討論A.本實驗中胃蛋白酶的活性可以用1g胃蛋白酶在1min內(nèi)使___________________來表示;

B.多酶片可用于治療消化不良。為充分發(fā)揮多酶片的作用,使用時應(yīng)_________(填“整片吞服”或“嚼碎服用”),理由是________________________________________________________________________。多少克的蛋白質(zhì)水解

整片吞服

胃液中不會被破壞,確保腸溶衣包裹的酶在腸溶液中發(fā)揮作用

整片吞服使腸溶衣在

解析

(2)①由于胃蛋白酶的適宜pH為1.5~2.0,所以制備胃蛋白酶溶液時,取多酶片放入盛有pH

1.5的緩沖溶液的燒杯中,幾分鐘后糖衣溶解,取上層溶液備用;②為了控制無關(guān)變量,遵循單一變量原則,試管A加入適量胃蛋白酶溶液,試管B加入等量pH

1.5的緩沖溶液作為對照;③分別加入大小相同的蛋白塊,在37

℃恒溫水浴箱中保溫30

min。(3)由于酶具有催化作用,所以可預(yù)測結(jié)果為A試管的蛋白塊體積變小,B試管蛋白塊體積無明顯變化;由此可得出結(jié)論:多酶片中胃蛋白酶可以催化蛋白質(zhì)的水解。(4)本實驗中胃蛋白酶的活性可以用1

g胃蛋白酶在1

min內(nèi)使多少克的蛋白質(zhì)水解來表示。整片吞服使腸溶衣在胃液中不被破壞,確保腸溶衣包裹的酶在腸溶液中發(fā)揮作用,而嚼碎服用時,腸溶衣包裹的酶釋放后會在酸性的胃液中失去活性,無法發(fā)揮作用,所以為充分發(fā)揮多酶片的作用,使用時應(yīng)整片吞服。變式訓(xùn)練

(2023浙江湖州期中)在淀粉-瓊脂塊上的5個圓點位置(如下圖)分別用蘸有不同液體的棉簽涂抹,然后將其放入37℃恒溫箱中保溫。2h后取出該淀粉-瓊脂塊,加入碘液處理1min,然后用清水沖洗掉碘液,觀察圓點的顏色變化。五種處理的結(jié)果記錄如下表。分析現(xiàn)象并回答問題。位置處理圓點的液體碘液處理后的顏色反應(yīng)①清水藍黑色②煮沸的新鮮唾液藍黑色③與鹽酸混合的新鮮唾液藍黑色④新鮮唾液紅棕色⑤2%的蔗糖酶溶液?(1)上述實驗裝置要放入37℃恒溫箱中進行保溫處理的原因是控制無關(guān)變量和___________________。

(2)表格顯示,圓點②和圓點③的顏色反應(yīng)結(jié)果相同,是因為圓點②③中唾液中酶的_________發(fā)生不可逆的改變,變性的蛋白質(zhì)______(填“可以”或“不可以”)與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)。

(3)圓點①和圓點④的顏色反應(yīng)結(jié)果不同,說明_________________。若圓點④接種面包霉后,顏色也顯紅棕色,說明_________________________。

(4)圓點⑤的顏色反應(yīng)結(jié)果應(yīng)是_______,理由是______________________________________________。

給酶提供適宜的溫度

空間結(jié)構(gòu)

可以

酶具有催化作用

面包霉能分泌水解淀粉的酶

藍黑色

只能水解蔗糖,不能水解淀粉酶具有專一性或蔗糖酶

解析

(1)題述實驗自變量為酶的有無及酶的種類,處理需要在37

℃恒溫箱里進行保溫處理的原因主要有兩個:一是控制無關(guān)變量,二是給酶提供適宜的溫度。(2)碘液與淀粉反應(yīng)呈藍黑色,圓點②呈藍黑色是因為高溫使酶失活,圓點③呈藍黑色是因為強酸使酶失活,酶失活酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的改變,變性的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,肽鍵并沒有被破壞,可以與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)。(3)圓點①和圓點④的顏色反應(yīng)結(jié)果不同,說明酶具有催化作用,淀粉酶能將淀粉水解;若圓點④接種面包霉后,顏色也顯紅棕色,說明面包霉能分泌水解淀粉的酶,將淀粉水解。(4)酶具有專一性,蔗糖只能水解蔗糖,不能水解淀粉,因此圓點⑤的顏色反應(yīng)結(jié)果應(yīng)是藍黑色。重難微專題1

探究性實驗設(shè)計的拓展分析

突破1

依據(jù)實驗?zāi)康暮鸵蟠_定實驗的變量能力強化根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵?確定好三個變量即自變量、因變量、無關(guān)變量三者之間的關(guān)系。變量按性質(zhì)不同,通常可分為以下兩類共3種變量。(1)自變量與因變量:自變量指實驗中由實驗者所操縱、給定的因素或條件,因變量指實驗中由自變量引起的變化和結(jié)果。通常,自變量是原因,因變量是結(jié)果,二者具有因果關(guān)系。實驗的目的即在于解釋這種前因后果。例如,在“唾液淀粉酶水解淀粉”的實驗中,所給定的低溫(冰塊)、適溫(37℃)、高溫(沸水浴)就是自變量。而由于低溫、適溫、高溫條件變化,唾液淀粉酶水解淀粉的反應(yīng)也隨之變化,這就是因變量,該實驗即在于解釋溫度變化(自變量)與酶的活性(因變量)的因果關(guān)系及其經(jīng)驗事實。(2)無關(guān)變量:實驗中除自變量以外的影響實驗變化和結(jié)果的因素或條件。例如,上述實驗中除自變量(低溫、適溫、高溫)以外,試管潔凈程度、唾液新鮮程度和稀釋濃度、可溶性淀粉溶液濃度、試劑溶液的劑量和濃度、實驗操作程序、保溫處理的時間長短等等,均屬于無關(guān)變量。實驗設(shè)計成功的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量。典例1(2023浙江1月選考)某同學(xué)研究某因素對酶活性的影響,實驗處理及結(jié)果如下:己糖激酶溶液置于45℃水浴12min,酶活性喪失50%;己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃水浴12min,酶活性僅喪失3%。該同學(xué)研究的因素是

(

)A.溫度

B.底物C.反應(yīng)時間

D.酶量解析

己糖激酶溶液置于45

℃水浴12

min,酶活性喪失50%;己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45

℃水浴12

min,酶活性僅喪失3%。這兩組實驗的不同條件在于是否加入底物。所以研究的因素是底物,其他選項所示因素為無關(guān)變量。B突破2

基于實驗材料選擇合適的指示劑能力強化設(shè)計實驗探究或驗證酶的特性時,除了遵循實驗設(shè)計的單一變量原則,更需要關(guān)注的是實驗設(shè)計原理、實驗設(shè)計操作及檢測是否可行,如探究溫度對酶活性的影響,不能用本尼迪特試劑進行檢測,否則會引入檢測溫度的無關(guān)變量;若探究酶的專一性時,檢測試劑到底能不能用碘-碘化鉀溶液作為指示試劑,需要看底物是否均為淀粉,如果存在不是以淀粉為底物的組別,則不可使用碘-碘化鉀溶液作為指示試劑。典例2(2023浙江臺州模擬)某興趣小組探究不同溫度條件下兩種淀粉酶的活性,結(jié)果如下圖所示。下列敘述正確的是

(

)A.本實驗的自變量是溫度