高考生物一輪復(fù)習(xí)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(xì)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(diǎn)一|ATP的結(jié)構(gòu)和功能(對應(yīng)學(xué)生用書第38頁)[識記—基礎(chǔ)梳理]1．ATP的結(jié)構(gòu)(1)ATP的元素組成：C、H、O、N、P。(2)ATP的化學(xué)組成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基團(tuán)。(3)ATP的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)化的反應(yīng)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(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，是細(xì)胞生命活動所需能量的直接來源。[教材邊角知識]據(jù)教材必修1P63圖4－1“ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖”可以看出ATP的兩個高能磷酸斷裂后形成的物質(zhì)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(nèi)膜上不能合成ATP。(×)【提示】線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所。(2)人在饑餓時，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡。(×)【提示】細(xì)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(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。(×)【提示】無氧呼吸也能產(chǎn)生ATP。(4)活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化只能單向進(jìn)行。(×)【提示】ATP與ADP的轉(zhuǎn)化是雙向進(jìn)行的。(5)細(xì)胞內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界的共性。(√)2．據(jù)圖思考(1)圖示a處應(yīng)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(zhuǎn)化注意：酶1、酶2不同：酶1——合成酶，酶2——水解酶。轉(zhuǎn)化式：。3．ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關(guān)系(1)A點(diǎn)表示在無氧條件下，細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸分解有機(jī)物，產(chǎn)生少量ATP。(2)AB段表示隨O2供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強(qiáng)，通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多，ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。(3)BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)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(chǎn)生和消耗轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細(xì)胞膜消耗ATP：主動運(yùn)輸、胞吞、胞吐細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)合成等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞核消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等[運(yùn)用—考向?qū)歖1．(2018·西安聯(lián)考)下列有關(guān)ATP的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：41780036】A．葉肉細(xì)胞內(nèi)形成ATP的場所只有葉綠體和線粒體B．細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般與ATP的合成有關(guān)，放能反應(yīng)一般與ATP的水解有關(guān)C．對細(xì)胞的正常生活來說，ATP與ADP時刻不停地發(fā)生轉(zhuǎn)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(xì)胞內(nèi)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般與ATP的水解有關(guān)，放能反應(yīng)一般與ATP的合成有關(guān)；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(zhì)，據(jù)圖判斷下列敘述正確的是()A．在主動運(yùn)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(jié)構(gòu)相同C[生物體內(nèi)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(yīng)，酶種類不同，其空間結(jié)構(gòu)不同。]3．(2018·福建師大附中期中)ATP是細(xì)胞的能量通貨，是生命活動的直接能源物質(zhì)，如圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)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(yīng)向右進(jìn)行時，圖1中的c鍵斷裂并釋放能量C．ATP與ADP快速轉(zhuǎn)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(jī)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(yuǎn)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(zhuǎn)化，C正確；植物細(xì)胞中的ATP可通過光合作用產(chǎn)生，D項(xiàng)錯誤。][誤區(qū)警示]1．誤認(rèn)為ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)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(yīng)場所方面都不盡相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化并不是可逆反應(yīng)，但物質(zhì)可重復(fù)利用。2．誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP生命活動需要消耗大量能量，但細(xì)胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用，只要提供能量(光能或化學(xué)能)，生物體就可不斷合成ATP，滿足生命活動的需要?？键c(diǎn)二|酶的本質(zhì)、作用及特性(對應(yīng)學(xué)生用書第39頁)[識記—基礎(chǔ)梳理]1．酶的本質(zhì)及生理功能化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)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(xì)胞核(真核生物)來源一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶作用場所細(xì)胞內(nèi)、外或生物體外均可生理功能催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能2.酶的作用原理下圖表示酶降低反應(yīng)活化能的圖解，據(jù)圖填空。(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催化條件下，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。3．酶的特性(1)酶的高效性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)平衡所需的時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(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(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。②酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。[教材邊角知識]據(jù)教材必修1P66圖4－4“酶促反應(yīng)過程示意圖”分析回答：(1)酶在反應(yīng)過程中結(jié)構(gòu)可能改變嗎？【提示】可能，但反應(yīng)前和反應(yīng)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(yīng)？【提示】否。酶的專一性是指一種酶催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。eq\a\vs4\al([辨析與識圖])1．判斷正誤(1)酶在催化反應(yīng)前后，其分子結(jié)構(gòu)不變。(√)(2)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。(×)【提示】酶的作用是降低活化能，不能為反應(yīng)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(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。(×)【提示】若酶的本質(zhì)為RNA，則其合成只有轉(zhuǎn)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(yīng)將酶與底物溶液分別在設(shè)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(guān)。(×)【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(jié)構(gòu)使其失去活性。(×)【提示】低溫不破壞酶的結(jié)構(gòu)。(8)酶活性最高時的溫度不適合酶的保存。(√)2．據(jù)圖思考探究酶促反應(yīng)與反應(yīng)時間的關(guān)系。(1)甲、乙、丙三圖的時間t0、t1和t2是一致的。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物因被消耗而減少，生成物因生成而增多。(3)t0～t1段，因反應(yīng)物較充足，所以反應(yīng)速率較高，反應(yīng)物消耗較快，生成物生成速度快。t1～t2段，因反應(yīng)物含量較少，所以反應(yīng)速率降低，反應(yīng)物消耗較慢，生成物生成速度較慢。t2時，反應(yīng)物被消耗干凈，生成物也不再增加，此時反應(yīng)速率為0。[理解—深化探究]1．試劑法檢測酶的本質(zhì)2．酶的特性(1)高效性：與無機(jī)催化劑相比，酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著，催化效率更高。①與無機(jī)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(xué)反應(yīng)。①物理模型——“鎖和鑰匙學(xué)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(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。b．酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。②曲線模型：a．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。b．而加入酶A的反應(yīng)速率一定范圍內(nèi)隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說明酶A可催化該反應(yīng)，即酶具有專一性。3．探究影響酶促反應(yīng)的因素(1)溫度和pH①在最適溫度(pH)時，酶的催化作用最強(qiáng)，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(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。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(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。④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)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。[運(yùn)用—考向?qū)歖◎考向1酶的本質(zhì)、作用和特性1．(2018·湖北荊州中學(xué)摸底考)下列關(guān)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(yīng)呈紫色B．細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行與酶的專一性有關(guān)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(shù)酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，而少數(shù)酶是RNA，RNA不能與雙縮脲試劑反應(yīng)；每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，這是細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行的重要原因；在最適溫度和pH條件下，酶的活性最強(qiáng)，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(yīng)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(zhì)依次是()【導(dǎo)學(xué)號：41780037】A．高效性、蛋白酶、蛋白質(zhì)、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(jù)圖分析，a化學(xué)反應(yīng)前后數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)不變，應(yīng)表示酶，b是底物，c表示產(chǎn)物。在a的作用下，大分子b分解成2個結(jié)構(gòu)單元的小分子c，說明酶的專一性。對照四個選項(xiàng)，淀粉屬于多糖，麥芽糖屬于二糖，C項(xiàng)正確。]3．(2018·安徽六校聯(lián)考)下圖表示某反應(yīng)進(jìn)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(yīng)為放能反應(yīng)B．曲線Ⅰ表示有酶參與C．E1為反應(yīng)前后能量的變化D．酶參與反應(yīng)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(yīng)前后能量的變化應(yīng)為E3，反應(yīng)產(chǎn)物的能量值比原來的高，反應(yīng)為吸能反應(yīng)。][誤區(qū)警示]走出酶的“九大誤區(qū)”項(xiàng)目正確說法錯誤說法化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)產(chǎn)生部位一般來說，凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶(不考慮哺乳動物的成熟紅細(xì)胞)具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)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(xì)胞核核糖體生理功能生物催化劑，只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能來源生物體內(nèi)合成有的來源于食物作用場所既可在細(xì)胞內(nèi)，也可在細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，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(yīng)前后的數(shù)量和性質(zhì)沒有變化發(fā)生催化作用后被分解eq\a\vs4\al([備選習(xí)題])(2018·河南洛陽期中)下列關(guān)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(yīng)B．反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變C．低溫能降低酶活性的原因是破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物C[絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，RNA與雙縮脲試劑不發(fā)生紫色反應(yīng)，A正確；酶是催化劑，反應(yīng)前后酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)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(jié)構(gòu)，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(yīng)的影響4．(2018·江蘇淮安調(diào)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(guān)敘述正確的是()溫度酶種類10℃20℃30℃40℃a酶40659575b酶15609725c酶10255090A．a(chǎn)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(jié)構(gòu)被破壞活性降低D．40℃時，a酶和b酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變D[據(jù)表無法判斷a酶、b酶最適溫度的具體值，A、B錯誤。當(dāng)?shù)陀?0℃時，酶的活性會受到抑制，但空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞，C錯誤。當(dāng)溫度遠(yuǎn)超過酶的最適溫度時，大部分酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，發(fā)生不可逆的改變。當(dāng)溫度升高時，a酶和b酶的活性會下降，因?yàn)槊傅目臻g結(jié)構(gòu)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(yīng)的變化情況，據(jù)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(jī)理是完全一樣的D[圖1顯示一種酶只能催化特定物質(zhì)的反應(yīng)；結(jié)合酶的本質(zhì)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(yīng)速率較低，酶＋Cl－反應(yīng)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(jī)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(chǎn)生的O2量隨時間的變化，若該酶促反應(yīng)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(diǎn)下降，D點(diǎn)左移B．pH＝C時，E點(diǎn)為0C．溫度降低時，E點(diǎn)不移動，D點(diǎn)右移D．H2O2量增加時，E點(diǎn)不移動，D點(diǎn)左移C[O2的最大釋放量只與H2O2的量有關(guān)，與酶的活性無關(guān)，與pH＝B時相比，pH＝A時酶的活性下降，E點(diǎn)不變，D點(diǎn)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(diǎn)不變，但H2O2完全分解所用的時間延長，D點(diǎn)右移；增加H2O2量，E點(diǎn)上移，D點(diǎn)右移。][技法總結(jié)]“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線eq\a\vs4\al([備選習(xí)題])關(guān)于溫度對酶活性的影響，下列敘述錯誤的是()A．實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)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(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定C．超過酶的最適溫度，酶將因?yàn)殡逆I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(nèi)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(shè)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(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變；超過酶的最適溫度，酶的空間結(jié)構(gòu)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(diǎn)三|探究影響酶活性的因素(對應(yīng)學(xué)生用書第42頁)[識記—基礎(chǔ)梳理]1．探究溫度對酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理①反應(yīng)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(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。(2)實(shí)驗(yàn)流程及結(jié)論實(shí)驗(yàn)操作試管編號變量分析123加入α-淀粉酶溶液1mL1mL1mL無關(guān)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(guān)變量一段時間后混合混合混合無關(guān)變量滴加碘液1滴1滴1滴實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)因變量實(shí)驗(yàn)結(jié)論高溫、低溫都影響酶的活性(3)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵①實(shí)驗(yàn)中變量分析②實(shí)驗(yàn)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?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時需水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。(3)在探究酶的適宜溫度的實(shí)驗(yàn)中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)檫^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(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．探究pH對酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理①反應(yīng)原理：2H2O2eq\o(→,\s\up14(過氧化氫酶))2H2O＋O2(反應(yīng)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(yàn)O2產(chǎn)生量的多少。(2)實(shí)驗(yàn)流程序號實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生5將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方燃燒劇烈燃燒較弱燃燒較弱(3)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵①實(shí)驗(yàn)材料選擇實(shí)驗(yàn)中不選用淀粉酶探究pH對酶活性的影響的原因是強(qiáng)酸強(qiáng)堿催化淀粉水解，這樣實(shí)驗(yàn)中就存在兩個實(shí)驗(yàn)變量，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到干擾。②試分析在探究溫度和pH對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)時，能否先將酶和反應(yīng)物混合后再分別放置在不同條件下處理(即將兩個實(shí)驗(yàn)步驟中的2、3順序顛倒)?！咎崾尽坎荒?。因?yàn)槊妇哂懈咝?，把酶和反?yīng)物混合后就會立即發(fā)生催化反應(yīng)。[對點(diǎn)練習(xí)]1．下表是探究溫度對纖維素酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果：試管①②③纖維素懸液(mL)222纖維素酶液(mL)111反應(yīng)溫度(℃)304050斐林試劑(mL)222磚紅色深淺＋＋＋＋＋＋根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果，以下說法不正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度B．該實(shí)驗(yàn)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(shù)據(jù)可看出，溫度設(shè)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(lián)考)某同學(xué)為驗(yàn)證pH對淀粉酶催化淀粉水解速率的影響，制訂了下列實(shí)驗(yàn)方案。請回答：實(shí)驗(yàn)方案：①取5支試管，標(biāo)上A、B、C、D、E。②在A、B、C、D、E5支試管中分別加入1mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液。④在A試管中加入2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的鹽酸，B試管中加入2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸，C試管中加入2mL蒸餾水，D試管中加入2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氫氧化鈉溶液，E試管中加入2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液，搖勻。⑤實(shí)驗(yàn)進(jìn)行5分鐘后測定試管中可溶性淀粉含量。(1)請指出上述實(shí)驗(yàn)方案中存在的兩處錯誤，并加以改正。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某同學(xué)對上述實(shí)驗(yàn)方案修正后，重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，記為實(shí)驗(yàn)一。同時還做了如下實(shí)驗(yàn)二：將加入5支試管中的淀粉酶溶液的量減半，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。在相同時間內(nèi)，分別測得兩次實(shí)驗(yàn)中淀粉含量變化并繪制成如上圖所示的曲線。①實(shí)驗(yàn)一中的自變量是________，因變量是________。②曲線甲是第________次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。原因是____________________。③曲線甲和乙中，淀粉含量的最低點(diǎn)位于橫坐標(biāo)同一位置的原因是________________；造成a、b兩點(diǎn)不同的原因是實(shí)驗(yàn)中_______________。(3)如果本實(shí)驗(yàn)是定性研究pH對淀粉酶活性的影響，在實(shí)驗(yàn)中可以用________試劑來鑒定______是否存在或顏色反應(yīng)深淺來確定反應(yīng)進(jìn)行的程度。[解析](1)在探究溫度或pH對酶活性的影響時，應(yīng)保證酶和底物均處于設(shè)定的溫度或pH后再混合；實(shí)驗(yàn)應(yīng)在適宜的溫度下反應(yīng)5分鐘后，再測定可溶性淀粉含量。(2)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的結(jié)果，因?yàn)榉磻?yīng)相同時間后此組淀粉的剩余量多，說明酶少，反應(yīng)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(yīng)速率，影響相同時間后各組淀粉的剩余量。(3)定性實(shí)驗(yàn)中可以用斐林試劑檢驗(yàn)生成物(還原糖)的多少來確定反應(yīng)進(jìn)行的程度。[答案](1)實(shí)驗(yàn)中③④的順序不對，應(yīng)先進(jìn)行④再進(jìn)行③；沒有對溫度等無關(guān)變量進(jìn)行控制，步驟⑤應(yīng)改為將5支試管放在適宜的恒溫水浴中，實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(nèi)分解的淀粉的量不同(3)斐林還原糖真題驗(yàn)收|感悟高考淬煉考能(對應(yīng)學(xué)生用書第44頁)1.(2017·全國卷Ⅱ)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是()A．在細(xì)胞中，核外沒有參與DNA合成的酶B．由活細(xì)胞產(chǎn)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(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃C[A錯：在細(xì)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(xì)胞產(chǎn)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(zhì)沉淀，但不會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，析出的蛋白質(zhì)仍可以溶解在水中，其化學(xué)性質(zhì)不會發(fā)生改變。D錯：唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度是37℃，但保存時應(yīng)在低溫條件下。]2．(2016·全國卷Ⅰ)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)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(jì)時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量B．加入底物→加入酶→計(jì)時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量D．加入底物→計(jì)時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C[在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，需要保證pH和溫度均相同且適宜，故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入，只有C項(xiàng)符合要求。]3．(2014·大綱全國卷)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述，錯誤的是()A．線粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用B．機(jī)體在運(yùn)動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATPC．在有氧與缺氧的條件下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATPD．植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來源于呼吸作用B[細(xì)胞核無法進(jìn)行細(xì)胞呼吸，細(xì)胞核需要的ATP主要由線粒體提供，A項(xiàng)正確；ATP是生命活動直接的能源物質(zhì)，機(jī)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(xiàng)錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸第一階段都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有ATP形成，C項(xiàng)正確；根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子主要通過主動運(yùn)輸?shù)男问剑湎牡哪芰恐饕怯杉?xì)胞呼吸所提供的ATP，故D項(xiàng)正確。]4．(2013·全國卷Ⅱ)關(guān)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(xì)胞中B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)C．酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速度D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物B[有些酶是生命活動所必需的，比如呼吸作用有關(guān)的酶在分化程度不同的細(xì)胞中都存在，A正確；導(dǎo)致酶空間結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，B錯誤；酶的作用實(shí)質(zhì)即為降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能從而提高反應(yīng)速度，C正確；酶是蛋白質(zhì)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(shè)置三個實(shí)驗(yàn)組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。回答下列問題：(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(yīng)的速度會________。(3)如果在時間t2時，向C組反應(yīng)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(chǎn)物總量________，原因是______________________。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是________，其特性有____________________________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。[解析](1)在60℃條件下，反應(yīng)的最終產(chǎn)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(yīng)到達(dá)反應(yīng)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(yīng)的速度會加快。(3)t2時C組的產(chǎn)物濃度已不再增加，但由A和B組t2時的產(chǎn)物濃度可知，t2時C組底物并未全部被分解，C組產(chǎn)物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時酶已經(jīng)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(chǎn)物的總量也不會再增加。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)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(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加(4)蛋白質(zhì)或RNA高效性和專一性1．ATP是為細(xì)胞生命活動提供能量的直接能源物質(zhì)。2．細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的共性。3．同無機(jī)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(xì)胞產(chǎn)生的，具有催化活性的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)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(jié)構(gòu)。7．高溫、過酸、過堿都會導(dǎo)致酶分子結(jié)構(gòu)破壞而永久失去活性。（二）破解有關(guān)酶實(shí)驗(yàn)難題的三種方法(對應(yīng)學(xué)生用書第45頁)一、試劑檢測法——鑒定酶的本質(zhì)1．設(shè)計(jì)思路從酶的化學(xué)本質(zhì)上來講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)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(zhì)都是蛋白質(zhì)，所以對酶本質(zhì)的鑒定常常是變相地考查蛋白質(zhì)的鑒定方法。因此，使用雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)的鑒定方案即可。2．設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)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(xiàn)象是否呈現(xiàn)紫色呈現(xiàn)紫色結(jié)論呈現(xiàn)紫色說明該酶化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，否則該酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)二、對比法——驗(yàn)證酶的高效性和專一性1．驗(yàn)證酶的高效性(1)設(shè)計(jì)思路：驗(yàn)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(jī)催化劑作比較)催化底物反應(yīng)速率進(jìn)行比較，得出結(jié)論。(2)設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)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(jī)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(yàn)證酶的專一性(1)設(shè)計(jì)思路：驗(yàn)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(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。(2)設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目方案一方案二實(shí)驗(yàn)組對照組實(shí)驗(yàn)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)論酶具有專一性酶具有專一性三、梯度法——探究酶的最適溫度和最適pH1．設(shè)計(jì)思路常用“梯度法”來探究酶的最適溫度(或pH)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時需設(shè)置一系列不同溫度(或pH)的實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行相互對照，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：酶促反應(yīng)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)“單一變量原則”，除自變量(如溫度或pH等)成等差數(shù)列相互對照外，其他所有無關(guān)變量都必須相同(包括材料的大小、質(zhì)量、生長狀況等)。2．設(shè)計(jì)方案組別編號12…n實(shí)驗(yàn)材料等量的同種底物pHa1a2…an溫度T1T2…Tn衡量指標(biāo)相同時間內(nèi)，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余的多少實(shí)驗(yàn)結(jié)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(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，請回答問題：試管編號體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液溫度加入試劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果12mL25℃不加任何試劑＋22mL25℃2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液＋＋＋32mL25℃2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液＋＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”的數(shù)量代表單位時間內(nèi)產(chǎn)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(xiàn)不同結(jié)果的原因是______________________________________________________________________________________，該組實(shí)驗(yàn)的自變量是__________________________________________。(3)如果將3號試管的溫度降低到5℃，產(chǎn)生的氣泡數(shù)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[思路點(diǎn)撥][答案](1)過氧化氫酶能降低過氧化氫分解反應(yīng)的活化能，酶具有催化性(2)同無機(jī)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(nèi)設(shè)置pH梯度的多組實(shí)驗(yàn)，分別檢測單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡數(shù)。若所測得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對應(yīng)的pH即為過氧化氫酶的最適pH。否則，進(jìn)一步縮小pH范圍和梯度，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，直到出現(xiàn)峰值eq\a\vs4\al([備選例題])某同學(xué)為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉液1mL。②各試管中分別加入適當(dāng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)重復(fù)次數(shù))，以便實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫秸_的預(yù)期結(jié)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(yīng)為無關(guān)變量，必須適宜，而70℃恒溫水浴的溫度過高，會導(dǎo)致5組試管中的酶因高溫而失活，最終使不同pH下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣。(2)本題使用的是斐林試劑，通過檢測產(chǎn)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(yīng)。[答案](1)③中70℃應(yīng)改為37℃。因?yàn)槿送僖旱矸勖缸饔玫淖钸m溫度為37℃(2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應(yīng)將各試管放在沸水浴中一段時間。因?yàn)樵诟邷貤l件下斐林試劑與還原糖反應(yīng)顯色[對點(diǎn)練習(xí)]1．(2018·聊城周練試題)下表為某探究實(shí)驗(yàn)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(xiàn)象并記錄(1)此探究實(shí)驗(yàn)的課題名稱是____________________________。(2)在此實(shí)驗(yàn)中，因變量是用________檢測的。A