高考生物一輪復習講義必修1第3單元第1講　ATP和酶

第eq\a\vs4\al(,)單元光合作用和細胞呼吸第1講ATP和酶考綱要求全國卷五年考情1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)2017·卷ⅡT3，2016·卷ⅠT3，2016·卷ⅡT29，2013·卷ⅡT62.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)2016·卷ⅠT1、T29，2015·卷ⅠT1考點一|ATP的結構和功能(對應學生用書第38頁)[識記—基礎梳理]1．ATP的結構(1)ATP的元素組成：C、H、O、N、P。(2)ATP的化學組成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基團。(3)ATP的結構簡式：A－P～P～P。(4)ATP中的能量：主要儲存在高能磷酸鍵中。2．寫出ATP與ADP相互轉化的反應式。3.ATP的主要來源和功能(1)來源eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(動物和人：呼吸作用。,綠色植物：呼吸作用和光合作用。))(2)功能：細胞內的一種高能磷酸化合物，是細胞生命活動所需能量的直接來源。[教材邊角知識]據教材必修1P63圖4－1“ATP與ADP相互轉化示意圖”可以看出ATP的兩個高能磷酸斷裂后形成的物質叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一。eq\a\vs4\al([辨析與識圖])1．判斷正誤(1)線粒體內膜上不能合成ATP。(×)【提示】線粒體內膜是有氧呼吸第三階段的場所。(2)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡。(×)【提示】細胞中的ATP與ADP的含量處于動態(tài)平衡狀態(tài)。(3)無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源。(×)【提示】無氧呼吸也能產生ATP。(4)活細胞內ATP與ADP的轉化只能單向進行。(×)【提示】ATP與ADP的轉化是雙向進行的。(5)細胞內ATP和ADP相互轉化的能量供應機制是生物界的共性。(√)2．據圖思考(1)圖示a處應為－OH(填“－H”或“－OH”)。(2)圖示b為普通磷酸鍵，c、d為高能磷酸鍵，其中d處的鍵最易斷裂和重建。(3)圖示框e是指腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA(填“DNA”或“RNA”)的基本組成單位之一。[理解—深化探究]1．ATP的再生圖解2．ATP與ADP的相互轉化注意：酶1、酶2不同：酶1——合成酶，酶2——水解酶。轉化式：。3．ATP產生速率與O2供給量之間的關系(1)A點表示在無氧條件下，細胞可進行無氧呼吸分解有機物，產生少量ATP。(2)AB段表示隨O2供應量增多，有氧呼吸明顯加強，通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多，ATP的產生速率隨之增加。(3)BC段表示O2供應量超過一定范圍后，ATP的產生速率不再加快，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。4．ATP的產生和消耗轉化場所常見的生理過程細胞膜消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐細胞質基質產生ATP：細胞呼吸第一階段葉綠體產生ATP：光反應消耗ATP：暗反應和自身DNA復制、轉錄、蛋白質合成等線粒體產生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復制、轉錄，蛋白質合成等核糖體消耗ATP：蛋白質的合成細胞核消耗ATP：DNA復制、轉錄等[運用—考向對練]1．(2018·西安聯考)下列有關ATP的敘述正確的是()【導學號：41780036】A．葉肉細胞內形成ATP的場所只有葉綠體和線粒體B．細胞內的吸能反應一般與ATP的合成有關，放能反應一般與ATP的水解有關C．對細胞的正常生活來說，ATP與ADP時刻不停地發(fā)生轉化，且處于動態(tài)平衡中D．1分子ATP徹底水解后得到3分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子腺嘌呤C[葉肉細胞內形成ATP的生理活動有光合作用和呼吸作用，光合作用形成ATP的場所是葉綠體類囊體薄膜，呼吸作用的場所還有細胞質基質；細胞內的吸能反應一般與ATP的水解有關，放能反應一般與ATP的合成有關；1分子ATP徹底水解后得到3分子磷酸，1分子核糖和1分子腺嘌呤。]2．(2018·寧夏銀川一中月考)ATP(甲)是生命活動的直接能源物質，據圖判斷下列敘述正確的是()A．在主動運輸過程中，乙的含量會明顯增加B．丙中不含磷酸鍵，是RNA基本組成單位之一C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成D．甲→乙和乙→丙過程中，其催化作用的酶空間結構相同C[生物體內ATP、ADP的含量比較少，且處于動態(tài)平衡；丙中含有一個普通磷酸鍵；甲→乙和乙→丙是不同的酶促反應，酶種類不同，其空間結構不同。]3．(2018·福建師大附中期中)ATP是細胞的能量通貨，是生命活動的直接能源物質，如圖為ATP的結構和ATP與ADP相互轉化的關系式。下列說法不正確的是()圖1圖2A．圖1中的a可以成為RNA的組成單位之一，b、c為高能磷酸鍵B．圖2中反應向右進行時，圖1中的c鍵斷裂并釋放能量C．ATP與ADP快速轉化依賴于酶的催化作用具有高效性D．ATP的合成總是伴隨有機物的氧化分解D[a表示腺嘌呤核糖核苷酸，b、c為高能磷酸鍵，A正確；ATP水解時，遠離腺苷的高能磷酸鍵易斷裂并釋放能量，B正確；酶的催化具有高效性，可催化ATP與ADP的快速轉化，C正確；植物細胞中的ATP可通過光合作用產生，D項錯誤。][誤區(qū)警示]1．誤認為ATP與ADP的相互轉化是可逆反應ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量來源、能量去路和反應場所方面都不盡相同，因此ATP和ADP的相互轉化并不是可逆反應，但物質可重復利用。2．誤認為細胞中含有大量ATP生命活動需要消耗大量能量，但細胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復利用，只要提供能量(光能或化學能)，生物體就可不斷合成ATP，滿足生命活動的需要?？键c二|酶的本質、作用及特性(對應學生用書第39頁)[識記—基礎梳理]1．酶的本質及生理功能化學本質絕大多數是蛋白質少數是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核(真核生物)來源一般來說，活細胞都能產生酶作用場所細胞內、外或生物體外均可生理功能催化作用作用原理降低化學反應的活化能2.酶的作用原理下圖表示酶降低反應活化能的圖解，據圖填空。(1)沒有酶催化的反應曲線是②。(2)有酶催化的反應曲線是①。(3)AC段的含義是在無催化劑催化條件下，反應所需要的活化能。(4)BC段的含義是酶降低的活化能。(5)若將酶催化改為無機催化劑催化該反應，則B點在縱軸上將向上移動。3．酶的特性(1)酶的高效性①與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。②酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應的平衡點。(2)酶的專一性①圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產生的物質，C、D表示不能被A催化的物質。②酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。[教材邊角知識]據教材必修1P66圖4－4“酶促反應過程示意圖”分析回答：(1)酶在反應過程中結構可能改變嗎？【提示】可能，但反應前和反應后保持不變。(2)酶的專一性是否說明一種酶只能催化一種反應？【提示】否。酶的專一性是指一種酶催化一種或一類化學反應。eq\a\vs4\al([辨析與識圖])1．判斷正誤(1)酶在催化反應前后，其分子結構不變。(√)(2)酶通過為反應物供能和降低活化能來提高化學反應速率。(×)【提示】酶的作用是降低活化能，不能為反應物供能。(3)酶的基本組成單位是氨基酸或脫氧核糖核苷酸。(×)【提示】酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。(4)所有酶的合成都包括轉錄和翻譯兩個過程。(×)【提示】若酶的本質為RNA，則其合成只有轉錄過程。(5)探究溫度對酶活性的影響時，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不同溫度下保溫。(×)【提示】探究溫度對酶活性的影響時，應將酶與底物溶液分別在設定溫度梯度下保溫后再混合。(6)酶活性的變化與酶所處環(huán)境的改變無關。(×)【提示】環(huán)境條件的改變會影響酶的活性。(7)高溫和低溫均能破壞酶的結構使其失去活性。(×)【提示】低溫不破壞酶的結構。(8)酶活性最高時的溫度不適合酶的保存。(√)2．據圖思考探究酶促反應與反應時間的關系。(1)甲、乙、丙三圖的時間t0、t1和t2是一致的。(2)隨著反應的進行，反應物因被消耗而減少，生成物因生成而增多。(3)t0～t1段，因反應物較充足，所以反應速率較高，反應物消耗較快，生成物生成速度快。t1～t2段，因反應物含量較少，所以反應速率降低，反應物消耗較慢，生成物生成速度較慢。t2時，反應物被消耗干凈，生成物也不再增加，此時反應速率為0。[理解—深化探究]1．試劑法檢測酶的本質2．酶的特性(1)高效性：與無機催化劑相比，酶降低反應活化能的作用更顯著，催化效率更高。①與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。②a、b→酶的催化具高效性；a、c→酶具有催化作用。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。①物理模型——“鎖和鑰匙學說”a．圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產生的物質，C、D表示不能被A催化的物質。b．酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。②曲線模型：a．加入酶B的反應速率和無酶條件下的反應速率相同，說明酶B對此反應無催化作用。b．而加入酶A的反應速率一定范圍內隨反應物濃度的增大明顯加快，說明酶A可催化該反應，即酶具有專一性。3．探究影響酶促反應的因素(1)溫度和pH①在最適溫度(pH)時，酶的催化作用最強，高于或低于最適溫度(pH)，酶的催化作用都將減弱。②在一定溫度(pH)范圍內，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。③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，酶分子結構未被破壞，溫度升高可恢復活性。④從丙圖可以看出：反應溶液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，酶促反應速率隨底物濃度增加而加快，但當底物達到一定濃度后，受酶數量和酶活性限制，酶促反應速率不再增加。②乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。[運用—考向對練]◎考向1酶的本質、作用和特性1．(2018·湖北荊州中學摸底考)下列關于酶的敘述，正確的是()A．酶具有催化作用并都能與雙縮脲試劑反應呈紫色B．細胞代謝能夠有條不紊地進行與酶的專一性有關C．酶適宜在最適溫度及最適pH條件下長期保存D．可用過氧化氫作底物來探究溫度對酶活性的影響B(tài)[大多數酶是蛋白質，蛋白質能與雙縮脲試劑反應呈紫色，而少數酶是RNA，RNA不能與雙縮脲試劑反應；每一種酶只能催化一種或一類化學反應，這是細胞代謝能夠有條不紊地進行的重要原因；在最適溫度和pH條件下，酶的活性最強，不適合長期保存；過氧化氫高溫易分解，所以一般不選擇過氧化氫溶液作為底物來探究溫度對酶活性的影響。]2．(2018·山西大同模擬)下圖表示某酶促反應過程，它所反映的酶某一特性以及字母a、b、c最有可能代表的物質依次是()【導學號：41780037】A．高效性、蛋白酶、蛋白質、多肽B．專一性、麥芽糖酶、麥芽糖、葡萄糖C．專一性、淀粉酶、淀粉、麥芽糖D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸C[據圖分析，a化學反應前后數量和化學性質不變，應表示酶，b是底物，c表示產物。在a的作用下，大分子b分解成2個結構單元的小分子c，說明酶的專一性。對照四個選項，淀粉屬于多糖，麥芽糖屬于二糖，C項正確。]3．(2018·安徽六校聯考)下圖表示某反應進行時，有酶參與和無酶參與的能量變化，則下列敘述正確的是()A．此反應為放能反應B．曲線Ⅰ表示有酶參與C．E1為反應前后能量的變化D．酶參與反應時，所降低的活化能為E4D[曲線Ⅱ是有酶催化條件下的能量變化，其降低的活化能為E4，反應前后能量的變化應為E3，反應產物的能量值比原來的高，反應為吸能反應。][誤區(qū)警示]走出酶的“九大誤區(qū)”項目正確說法錯誤說法化學本質絕大多數是蛋白質，少數是RNA酶的本質是蛋白質產生部位一般來說，凡是活細胞都能產生酶(不考慮哺乳動物的成熟紅細胞)具有分泌功能的細胞才能產生酶合成原料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生理功能生物催化劑，只起催化作用酶具有調節(jié)、催化等多種功能來源生物體內合成有的來源于食物作用場所既可在細胞內，也可在細胞外、體外發(fā)揮作用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，但高溫易使酶失活低溫會引起酶變性失活作用前后催化反應前后的數量和性質沒有變化發(fā)生催化作用后被分解eq\a\vs4\al([備選習題])(2018·河南洛陽期中)下列關于酶的敘述，錯誤的是()A．酶與雙縮脲試劑不一定發(fā)生紫色反應B．反應前后，酶的化學性質和數量不變C．低溫能降低酶活性的原因是破壞了酶的空間結構D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物C[絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA，RNA與雙縮脲試劑不發(fā)生紫色反應，A正確；酶是催化劑，反應前后酶的化學性質和數量不變，B正確；低溫能抑制酶活性，高溫降低酶活性的原因是破壞了酶的空間結構，C錯誤；酶既可以作為催化劑，也可以作為蛋白酶或RNA酶水解的底物，D正確。]◎考向2考查外界因素對酶促反應的影響4．(2018·江蘇淮安調研)下表為不同溫度條件下三種酶活性高低的相對值。下列相關敘述正確的是()溫度酶種類10℃20℃30℃40℃a酶40659575b酶15609725c酶10255090A．a酶比b酶的最適溫度高B．c酶的最適溫度一定大于40℃C．溫度低于20℃時，酶都因結構被破壞活性降低D．40℃時，a酶和b酶的空間結構發(fā)生改變D[據表無法判斷a酶、b酶最適溫度的具體值，A、B錯誤。當低于20℃時，酶的活性會受到抑制，但空間結構沒有被破壞，C錯誤。當溫度遠超過酶的最適溫度時，大部分酶的空間結構被破壞，發(fā)生不可逆的改變。當溫度升高時，a酶和b酶的活性會下降，因為酶的空間結構被破壞，D正確。]5．圖1是對酶的某種特性的解釋模型，圖2、3、4、5、6、7是在不同條件下某種酶促反應的變化情況，據圖分析下列說法不正確的是()A．圖1可以解釋酶具有專一性，由圖5和圖7可判斷該酶很可能是麥芽糖酶B．圖2說明酶具有催化作用，圖3可判斷該酶最適pH不受溫度影響，由圖4可判斷該酶的最適溫度不受pH的影響C．圖6能說明Cl－是該酶的激活劑，而Cu2＋是該酶的抑制劑D．圖3和圖4中溫度和pH對酶的影響機理是完全一樣的D[圖1顯示一種酶只能催化特定物質的反應；結合酶的本質和專一性，由圖5、圖7可判斷該酶很可能是麥芽糖酶；圖6中由幾條曲線對比可知，相同底物濃度時，酶＋Cu2＋反應速率較低，酶＋Cl－反應速率較高，說明Cl－是該酶的激活劑，而Cu2＋是該酶的抑制劑；低溫、高溫和pH對酶的影響機理不同。]6．下圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝B時H2O2分解產生的O2量隨時間的變化，若該酶促反應過程中改變某一初始條件，以下改變正確的是()A．pH＝A時，E點下降，D點左移B．pH＝C時，E點為0C．溫度降低時，E點不移動，D點右移D．H2O2量增加時，E點不移動，D點左移C[O2的最大釋放量只與H2O2的量有關，與酶的活性無關，與pH＝B時相比，pH＝A時酶的活性下降，E點不變，D點右移；H2O2不穩(wěn)定，在過氧化氫酶失活時，H2O2仍能分解；溫度降低時酶的活性降低，E點不變，但H2O2完全分解所用的時間延長，D點右移；增加H2O2量，E點上移，D點右移。][技法總結]“四看法”分析酶促反應曲線eq\a\vs4\al([備選習題])關于溫度對酶活性的影響，下列敘述錯誤的是()A．實驗過程中，應將酶與底物分別保溫后再混合B．0℃左右低溫降低酶活性，但其空間結構保持穩(wěn)定C．超過酶的最適溫度，酶將因為肽鍵被破壞而逐漸失活D．從生活在熱泉生態(tài)系統(tǒng)中的生物體內最可能找到耐高溫的酶C[由于酶具有高效性，因此需創(chuàng)設溫度條件后才能將酶和底物混合；低溫酶活性受抑制，但空間結構沒有發(fā)生改變；超過酶的最適溫度，酶的空間結構被破壞而逐漸失活；熱泉生態(tài)系統(tǒng)中的生物能耐高溫，因此可能找到耐高溫的酶。]考點三|探究影響酶活性的因素(對應學生用書第42頁)[識記—基礎梳理]1．探究溫度對酶活性的影響(1)實驗原理①反應原理②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。(2)實驗流程及結論實驗操作試管編號變量分析123加入α-淀粉酶溶液1mL1mL1mL無關變量控制溫度60℃水浴沸水浴冰水浴自變量加入淀粉溶液2mL2mL2mL無關變量一段時間后混合混合混合無關變量滴加碘液1滴1滴1滴實驗現象不變藍變藍變藍因變量實驗結論高溫、低溫都影響酶的活性(3)實驗關鍵①實驗中變量分析②實驗材料的選擇選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。(3)在探究酶的適宜溫度的實驗中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結果。2．探究pH對酶活性的影響(1)實驗原理①反應原理：2H2O2eq\o(→,\s\up14(過氧化氫酶))2H2O＋O2(反應式)②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2產生量的多少。(2)實驗流程序號實驗操作內容試管1試管2試管31注入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的過氧化氫溶液2mL2mL2mL4觀察實驗現象有大量氣泡產生無氣泡產生無氣泡產生5將點燃的衛(wèi)生香插入試管內液面的上方燃燒劇烈燃燒較弱燃燒較弱(3)實驗關鍵①實驗材料選擇實驗中不選用淀粉酶探究pH對酶活性的影響的原因是強酸強堿催化淀粉水解，這樣實驗中就存在兩個實驗變量，使實驗結果受到干擾。②試分析在探究溫度和pH對酶活性的影響實驗時，能否先將酶和反應物混合后再分別放置在不同條件下處理(即將兩個實驗步驟中的2、3順序顛倒)?！咎崾尽坎荒堋Ｒ驗槊妇哂懈咝?，把酶和反應物混合后就會立即發(fā)生催化反應。[對點練習]1．下表是探究溫度對纖維素酶活性影響的實驗設計及結果：試管①②③纖維素懸液(mL)222纖維素酶液(mL)111反應溫度(℃)304050斐林試劑(mL)222磚紅色深淺＋＋＋＋＋＋根據以上實驗設計及結果，以下說法不正確的是()A．該實驗的自變量為溫度B．該實驗檢測的因變量是還原糖的生成量C．纖維素被水解成了還原糖D．該纖維素酶的最適溫度為40℃D[由表格數據可看出，溫度設置只有3個不同溫度，無法判斷該纖維素酶的最適溫度。]2．(2018·河南中原名校聯考)某同學為驗證pH對淀粉酶催化淀粉水解速率的影響，制訂了下列實驗方案。請回答：實驗方案：①取5支試管，標上A、B、C、D、E。②在A、B、C、D、E5支試管中分別加入1mL質量分數為2%的新鮮淀粉酶溶液。③然后再向5支試管中分別加入10mL質量分數為3%的可溶性淀粉溶液。④在A試管中加入2mL質量分數為2%的鹽酸，B試管中加入2mL質量分數為5%的鹽酸，C試管中加入2mL蒸餾水，D試管中加入2mL質量分數為2%的氫氧化鈉溶液，E試管中加入2mL質量分數為5%的氫氧化鈉溶液，搖勻。⑤實驗進行5分鐘后測定試管中可溶性淀粉含量。(1)請指出上述實驗方案中存在的兩處錯誤，并加以改正。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某同學對上述實驗方案修正后，重新進行了實驗，記為實驗一。同時還做了如下實驗二：將加入5支試管中的淀粉酶溶液的量減半，重復上述實驗。在相同時間內，分別測得兩次實驗中淀粉含量變化并繪制成如上圖所示的曲線。①實驗一中的自變量是________，因變量是________。②曲線甲是第________次實驗的結果。原因是____________________。③曲線甲和乙中，淀粉含量的最低點位于橫坐標同一位置的原因是________________；造成a、b兩點不同的原因是實驗中_______________。(3)如果本實驗是定性研究pH對淀粉酶活性的影響，在實驗中可以用________試劑來鑒定______是否存在或顏色反應深淺來確定反應進行的程度。[解析](1)在探究溫度或pH對酶活性的影響時，應保證酶和底物均處于設定的溫度或pH后再混合；實驗應在適宜的溫度下反應5分鐘后，再測定可溶性淀粉含量。(2)實驗一中的自變量為pH，因變量為淀粉的變化量；曲線甲是第二次實驗的結果，因為反應相同時間后此組淀粉的剩余量多，說明酶少，反應速率慢；同一種酶的最適pH是相同的，不會因酶量的多少而改變；而酶量的不同，影響反應速率，影響相同時間后各組淀粉的剩余量。(3)定性實驗中可以用斐林試劑檢驗生成物(還原糖)的多少來確定反應進行的程度。[答案](1)實驗中③④的順序不對，應先進行④再進行③；沒有對溫度等無關變量進行控制，步驟⑤應改為將5支試管放在適宜的恒溫水浴中，實驗進行5分鐘后測定試管中可溶性淀粉含量(2)①pH可溶性淀粉的變化量②二甲與乙所用時間相同，但甲分解的淀粉量較少，說明甲中所含酶的量較少③同一種酶的最適pH是一定的酶的用量不同，相同時間內分解的淀粉的量不同(3)斐林還原糖真題驗收|感悟高考淬煉考能(對應學生用書第44頁)1.(2017·全國卷Ⅱ)下列關于生物體中酶的敘述，正確的是()A．在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶B．由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D．唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37℃C[A錯：在細胞核外，葉綠體和線粒體中也含有參與DNA合成的酶。B錯：由活細胞產生的酶，在生物體外適宜的條件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在適宜條件下可催化試管中的淀粉水解。C對：鹽析可使蛋白質沉淀，但不會破壞蛋白質的空間結構，析出的蛋白質仍可以溶解在水中，其化學性質不會發(fā)生改變。D錯：唾液淀粉酶催化反應的最適溫度是37℃，但保存時應在低溫條件下。]2．(2016·全國卷Ⅰ)若除酶外所有試劑已預保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是()A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量B．加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量D．加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量C[在測定酶活力的實驗中，需要保證pH和溫度均相同且適宜，故緩沖液應在加入底物和酶之前加入，只有C項符合要求。]3．(2014·大綱全國卷)ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關ATP的敘述，錯誤的是()A．線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用B．機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATPC．在有氧與缺氧的條件下細胞質基質中都能形成ATPD．植物根細胞吸收礦質元素離子所需的ATP來源于呼吸作用B[細胞核無法進行細胞呼吸，細胞核需要的ATP主要由線粒體提供，A項正確；ATP是生命活動直接的能源物質，機體無時無刻不在消耗ATP，睡眠時生命活動并沒停止，也需要消耗能量，故B項錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸第一階段都在細胞質基質中有ATP形成，C項正確；根細胞吸收礦質元素離子主要通過主動運輸的形式，其消耗的能量主要是由細胞呼吸所提供的ATP，故D項正確。]4．(2013·全國卷Ⅱ)關于酶的敘述，錯誤的是()A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結構C．酶通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速度D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物B[有些酶是生命活動所必需的，比如呼吸作用有關的酶在分化程度不同的細胞中都存在，A正確；導致酶空間結構發(fā)生破壞變形的因素有：過酸、過堿、高溫等，低溫只能降低酶的活性，不會破壞其空間結構，B錯誤；酶的作用實質即為降低化學反應所需的活化能從而提高反應速度，C正確；酶是蛋白質或者RNA，本身是催化劑，也可作為底物被蛋白酶或者RNA酶降解，D正確。]5．(2016·全國卷Ⅱ)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。(2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應的速度會________。(3)如果在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產物總量________，原因是______________________。(4)生物體內酶的化學本質是________，其特性有____________________________________________________________________________________________________________(答出兩點即可)。[解析](1)在60℃條件下，反應的最終產物濃度比20℃和40℃條件下小很多，說明酶在60℃條件下最終失活。20℃與40℃條件下相比，40℃時酶促反應到達反應平衡的時間短，說明40℃條件下酶活性較高。(2)在時間t1前，如果A組溫度提高10℃變成30℃，由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知，30℃條件下的該酶活性大于20℃條件下的，那么A組酶催化反應的速度會加快。(3)t2時C組的產物濃度已不再增加，但由A和B組t2時的產物濃度可知，t2時C組底物并未全部被分解，C組產物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時酶已經變性失活。因此如果在時間t2時，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的情況下，t3時產物的總量也不會再增加。(4)生物體內酶的化學本質絕大多數是蛋白質，極少數是RNA。酶具有高效性、專一性等特性，并且需要適宜的溫度和pH等。[答案](1)B(2)加快(3)不變60℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應產物總量也不會增加(4)蛋白質或RNA高效性和專一性1．ATP是為細胞生命活動提供能量的直接能源物質。2．細胞內ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，是生物界的共性。3．同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。4．酶是活細胞產生的，具有催化活性的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA。5．酶具有專一性和高效性，作用條件較溫和。6．低溫抑制酶的活性，但不破壞酶的分子結構。7．高溫、過酸、過堿都會導致酶分子結構破壞而永久失去活性。（二）破解有關酶實驗難題的三種方法(對應學生用書第45頁)一、試劑檢測法——鑒定酶的本質1．設計思路從酶的化學本質上來講，絕大多數的酶是蛋白質，少數的酶是RNA。在高中教材中常見的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本質都是蛋白質，所以對酶本質的鑒定常常是變相地考查蛋白質的鑒定方法。因此，使用雙縮脲試劑產生紫色反應的鑒定方案即可。2．設計方案項目實驗組對照組材料待測酶溶液已知蛋白液(等量)試劑分別加入等量的雙縮脲試劑現象是否呈現紫色呈現紫色結論呈現紫色說明該酶化學本質為蛋白質，否則該酶的化學本質不是蛋白質二、對比法——驗證酶的高效性和專一性1．驗證酶的高效性(1)設計思路：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)催化底物反應速率進行比較，得出結論。(2)設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的酶溶液等量的無機催化劑現象反應速率很快；或反應用時短反應速率緩慢；或反應用時長結論酶具有高效性2.驗證酶的專一性(1)設計思路：驗證酶專一性的方法也是“對比法”，常見的有兩種方案：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能否進行得出結論。(2)設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)與酶相對應的底物另外一種底物試劑與底物相對應的酶另外一種酶同一種酶(等量)現象發(fā)生反應不發(fā)生反應發(fā)生反應不發(fā)生反應結論酶具有專一性酶具有專一性三、梯度法——探究酶的最適溫度和最適pH1．設計思路常用“梯度法”來探究酶的最適溫度(或pH)，設計實驗時需設置一系列不同溫度(或pH)的實驗組進行相互對照，最后根據實驗現象得出結論：酶促反應時間最短的一組所處的溫度(或pH)即最適溫度(或pH)。相鄰組間的差值(即梯度值)越小，測定的最適溫度(或pH)就越精確。特別注意：在設計實驗過程中，根據“單一變量原則”，除自變量(如溫度或pH等)成等差數列相互對照外，其他所有無關變量都必須相同(包括材料的大小、質量、生長狀況等)。2．設計方案組別編號12…n實驗材料等量的同種底物pHa1a2…an溫度T1T2…Tn衡量指標相同時間內，各組酶促反應中生成物量的多少，或底物剩余的多少實驗結論生成物量最多的一組，或底物剩余最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)下表是與酶有關的實驗設計，請回答問題：試管編號體積分數為3%的H2O2溶液溫度加入試劑實驗結果12mL25℃不加任何試劑＋22mL25℃2滴質量分數為3.5%的FeCl3溶液＋＋＋32mL25℃2滴質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液＋＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”的數量代表單位時間內產生氣泡的多少。(1)比較1號和3號試管，說明___________________________________________________________________________________________________。(2)2號和3號試管出現不同結果的原因是______________________________________________________________________________________，該組實驗的自變量是__________________________________________。(3)如果將3號試管的溫度降低到5℃，產生的氣泡數量將________，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。(4)過氧化氫酶的最適pH在6～9之間，為測定其最適pH，請簡要寫出實驗設計思路。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[思路點撥][答案](1)過氧化氫酶能降低過氧化氫分解反應的活化能，酶具有催化性(2)同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高催化劑的種類(3)減少低溫抑制過氧化氫酶的活性(4)在pH為6～9范圍內設置pH梯度的多組實驗，分別檢測單位時間內產生的氣泡數。若所測得的數據出現峰值，則峰值所對應的pH即為過氧化氫酶的最適pH。否則，進一步縮小pH范圍和梯度，繼續(xù)實驗，直到出現峰值eq\a\vs4\al([備選例題])某同學為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設計了如下實驗步驟：①在A、B、C、D、E5支試管中分別加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5mL再分別加入質量分數為1%的淀粉液1mL。②各試管中分別加入適當濃度的唾液稀釋液1mL搖勻。③將5支試管放入70℃恒溫水浴中，保溫時間相同且合適。④取出各試管，分別加入斐林試劑2mL，搖勻。⑤觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。上述實驗步驟中有2處錯誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實驗重復次數)，以便實驗能得到正確的預期結果。(1)__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)__________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)酶的活性受溫度的影響，本題探究的是pH對酶活性的影響，因此，溫度應為無關變量，必須適宜，而70℃恒溫水浴的溫度過高，會導致5組試管中的酶因高溫而失活，最終使不同pH下的實驗結果一樣。(2)本題使用的是斐林試劑，通過檢測產物的生成量來確定酶的活性高低，用斐林試劑鑒定還原糖必須要加熱，如果不加熱，則任何一組都不會發(fā)生顏色反應。[答案](1)③中70℃應改為37℃。因為人唾液淀粉酶作用的最適溫度為37℃(2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應將各試管放在沸水浴中一段時間。因為在高溫條件下斐林試劑與還原糖反應顯色[對點練習]1．(2018·聊城周練試題)下表為某探究實驗的步驟，請分析并回答下列問題：序號加入試劑或處理方法試管ABCabc1可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL///新鮮唾液淀粉酶溶液///1mL1mL1mL2保溫5min37℃80℃0℃37℃80℃0℃3將a液加入到A試管中，b液加入到B試管中，c液加入到C試管中，搖勻4保溫5min37℃80℃0℃5滴入碘液，搖勻2滴2滴2滴6觀察現象并記錄(1)此探究實驗的課題名稱是____________________________。(2)在此實驗中，因變量是用________檢測的。A