2018版高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第一讲 酶和ATP学案 新人教版

第一讲酶和ATP考纲展示1酶在代谢中的作用()2.ATP在能量代谢中的作用()3.实验：探究影响酶活性的因素授课提示：对应学生用书第40页一、酶的本质和作用1酶的本质和作用巧记助学巧记酶的“二、一、一、一”2比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程(2)变量分析二、酶的特性三、酶本质的探索历程中科学家及其主要贡献组合顺序：(1)e_(2)a_(3)c_(4)d_(5)b四、细胞的能量“通货”ATP1ATP的组成和结构巧记助学ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。2ATP的合成与利用1加热使反应物获得了能量，加快反应速率。2同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。3酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。4酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。5低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。6高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。7ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。8细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。关于酶和ATP的4个易混易错点(1)酶促反应速率不等同于酶活性。温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。(2)分析与酶有关曲线时首先要弄清横坐标、纵坐标表示的意义，其次再分析影响该曲线的因素有几个，一般情况下，曲线未达到平衡时，影响因素是横坐标所示的因子，曲线达到平衡状态后限制因素是除横坐标因子之外的其他因素。(3)在探究酶的最适温度(最适pH)时，底物和酶应达到相同温度(pH)后才混合，以使反应一开始便达到预设温度(pH)。(4)误认为ATP等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为APPP，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。授课提示：对应学生用书第41页考点一ATP与细胞代谢核心考点通关1ATP与光合作用和细胞呼吸的关系(1)与光合作用的关系(2)与细胞呼吸的关系2细胞内产生与消耗ATP的生理过程转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等3.ATP产生量与O2供给量的关系分析(1)甲图表示ATP产生量与O2供给量的关系A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。(2)乙图可表示哺乳动物成熟红细胞，其ATP来自无氧呼吸，与O2无关。易混易错与ATP有关的3个易混易错点(1)ATP与ADP相互转化不可逆：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。(2)不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中ATP含量很少，只是ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。易混易错(3)误认为ATP转化为ADP不消耗水：ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。题组突破演练题组一ATP的组成和功能1(2017浙江五校联考)下列关于ATP、ADP的说法，错误的是()AATP是生物体生命活动的直接能源物质BATP的A代表腺嘌呤，T代表三个，P代表磷酸基团C叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动D在有氧呼吸过程的第三阶段，H与氧气结合产生水，同时产生大量ATP解析：ATP是生物体生命活动的直接能源物质。ATP的A代表腺苷，腺苷包括腺嘌呤和核糖两部分。在叶绿体基质中ATP分解产生ADP，ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动参与光反应中ATP的合成。在有氧呼吸的第三阶段，H与氧气结合产生水，同时产生大量ATP。答案：B2如图表示生物体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法中正确的是()AATP分子水解时，图中所示的化学键最易断裂B图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同C细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系DATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内解析：ATP是生命活动的直接能源物质，ATP水解时，远离A的高能磷酸键最易断裂；图中酶1为ATP水解酶，图2为ATP合成酶，二者种类不同，但二者的化学本质均为蛋白质；细胞中吸能反应所需的能量由ATP水解提供，而释放能量的反应(放能反应)则与ATP的合成反应相联系；细胞内ATP与ADP间相互转化的能量供应机制是生物界的共性之一，也存在于原核细胞中。答案：B题组二ATP与ADP的转化3(2017山东莱州检测)下列有关ATP的叙述错误的是()AATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求B图中两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动C图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生DATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成解析：细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了机体对能量的需求，A正确；图中两次ATP的水解，前者能量储存在有机物中，后者能量可用于各项生命活动，B正确；图中两次合成ATP，前者ATP的合成是通过光合作用，所需能量来源于光能，在人体细胞中不会发生，C正确；ATP由3个磷酸基团和1个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成，D错误。答案：D4如图，ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，下列叙述正确的是()A在主动运输过程中，细胞中乙的含量会显著增加B甲乙和乙丙过程，起催化作用的酶空间结构相同C丙中含高能磷酸键，是RNA的基本组成单位之一D丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成解析：根据图示甲为ATP，乙为ADP，丙为AMP，丁为腺苷，生物体内ATP与ADP的含量比较少，且处于动态平衡，故ADP不会显著增加，A错误；甲乙，乙丙是不同的酶促反应，酶的种类不同，空间结构也不同，B错误；丙中含有一个普通磷酸键，C错误；ATP合成要消耗磷酸基团(戊)，D正确。答案：D辨析法区分不同化合物中的“A”ATP中的A为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，核苷酸中的A为腺嘌呤。所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤。考点二酶在代谢中的作用及影响因素探究核心考点通关1酶的作用机理酶能够降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，两者的比较如图所示。图中各字母代表的含义：a、b、c分别代表无催化剂、使用无机催化剂、使用酶催化的化学反应过程，E1、E2、E3分别代表进行相应化学反应所需的活化能，E代表使用酶后降低的活化能。2酶催化作用的实验验证(1)实验设计及现象分析试管号实验过程观察指标实验结果结果分析3%的过氧化氢溶液(mL)控制变量H2O2分解速率(气泡多少)用点燃的卫生香检测12室温极少短时间内无助燃性H2O2自然分解缓慢2290 水浴加热很少有助燃性加热能促进H2O2分解32滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴较多助燃性较强Fe3能催化H2O2分解42滴加20%肝脏研磨液2滴很多助燃性更强过氧化氢酶能催化H2O2分解，且效率高 (2)实验过程的理论分析自变量控制因变量无关变量对照组实验组2号：90 水浴加热；3号：加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴；4号：加20%的肝脏研磨液2滴H2O2的分解速率(用产生气泡的数目多少表示)加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管3.探究影响酶活性的因素(1)用淀粉酶探究温度对酶活性的影响实验原理a淀粉麦芽糖，淀粉碘蓝色。b温度影响淀粉酶的活性，从而影响淀粉的分解，滴加碘液后，根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况，进而推断出酶活性的变化。实验步骤步骤加入试剂或处理方法试管A/aB/bC/c1可溶性淀粉溶液(A、B、C)2 mL2 mL2 mL2新鲜淀粉酶溶液(a、b、c)1 mL1 mL1 mL3保温5 min60 100 0 4将a液加入到A试管，b液加入到B试管，c液加入到C试管中，摇匀5保温5 min60 100 0 6滴入碘液，摇匀2滴2滴2滴7观察现象并记录不变蓝变蓝变蓝结论温度对酶的活性有影响，60 时淀粉酶的活性较高注：市售淀粉酶的最适温度约为60 。若换用唾液淀粉酶，则其最适温度约为37 。(2)用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响实验原理H2O2分解产生氧气和水。过氧化氢酶可加快H2O2的分解，在短时间内产生大量氧气。实验步骤步骤项目试管1试管2试管31注入过氧化氢酶溶液1 mL1 mL1 mL2注入蒸馏水1 mL3注入氢氧化钠1 mL4注入盐酸1 mL5注入H2O2溶液2 mL2 mL2 mL6振荡3支试管7观察记录气泡数产生大量气泡无气泡产生无气泡产生结论pH对酶的活性有影响。在强酸和强碱中，过氧化氢酶不起作用特别提醒探究温度对酶活性的影响时，不能选择过氧化氢的酶促反应，用于鉴定的试剂不能用斐林试剂，因为过氧化氢受热易分解，用斐林试剂鉴定时需要加热，加热会改变溶液的温度，两者均会对实验结果产生干扰。题组突破演练题组一酶的本质及特性分析5(2017安徽江淮名校联考)下列有关酶的叙述正确的是()是有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的在体内转化而来凡是活细胞，一般都能产生酶酶都是蛋白质有的酶不是蛋白质酶在代谢中有多种功能在新陈代谢和生长发育中起调控作用酶只是起催化作用ABC D解析：凡是活细胞，一般都能产生酶，错、正确；酶只能在细胞内合成，错；酶的本质绝大部分是蛋白质，少数是RNA，错、正确；酶在代谢中只起催化作用，错、正确。答案：C6细胞代谢是细胞内各种化学反应的总称，而细胞内各种化学反应都是在酶的催化作用下完成的。下列关于酶的叙述，错误的是()A分化程度不同的活细胞中可能存在同一种酶B正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行C由于酶具有专一性，所以蛋白酶可以水解所有的肽键D细胞代谢之所以易受环境影响，主要是因为温度能影响与其相关的酶的活性解析：选项A正确，有些酶是生命活动所必需的，比如与呼吸作用有关的酶，在分化程度不同的细胞中都存在；选项C不正确，蛋白酶对所作用的反应底物有严格的选择性，蛋白酶能破坏蛋白质的空间结构，一种蛋白酶仅能作用于蛋白质分子中某种特定的肽键，而不能作用于所有的肽键；选项D正确，酶的活性易受温度影响，因此细胞代谢易受环境影响。答案：C题组二影响酶活性的因素分析7下列有关酶的实验中自变量的叙述，不正确的是()A鉴定酶的化学本质是蛋白质的实验中，自变量是待测酶溶液和已知蛋白液B验证酶的高效性的实验中，自变量是与底物相对应的酶溶液C验证酶的专一性的实验中，自变量是不同种类的酶或不同的底物D探究酶的最适温度的实验中，自变量是不同温度解析：选项A正确，鉴定酶的化学本质是蛋白质可利用双缩脲试剂，该实验的自变量就是待测的酶溶液和已知的蛋白液；选项B不正确，酶的高效性是酶与无机催化剂相比较得出的，因此在验证酶的高效性的实验中，自变量是与底物相对应的酶溶液和无机催化剂；选项C正确，验证酶的专一性，常见的实验设计有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，由此可知该实验的自变量是不同种类的酶或不同的底物；选项D正确，探究酶的最适温度的实验中需要设置一系列不同温度处理的实验组进行相互对照，因此该实验中的自变量是不同的温度。答案：B8某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示，请分析回答下列问题。(1)实验1、2、3中的自变量分别为_。(2)实验1的目的是探究_。(3)实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，该实验的结果显示_，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是_。(4)实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为_。实验还证实，当pH小于d或大于f时，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是_。解析：(1)从三个实验的结果图中可以看出，实验1、2、3的自变量分别是催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH。(2)实验1过氧化氢酶和无机催化剂FeCl3的作用结果进行对照，说明了过氧化氢酶具有高效性。(3)实验2的结果显示，在ab段对应的浓度范围内，O2产生速率随着过氧化氢溶液浓度的增大而增大，而当过氧化氢溶液达到b对应的浓度以后，O2产生速率不再增加，bc段O2产生速率不再增加的原因最可能是过氧化氢酶的量有限。(4)在pH为e时，溶液中剩下的过氧化氢的量最少，说明在这一pH下过氧化氢酶的活性最高；过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏，使酶永久失活。答案：(1)催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH(2)酶的高效性(3)在过氧化氢酶量一定时，在一定浓度范围内，过氧化氢溶液的浓度越高，O2产生速率越快，而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后，O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大过氧化氢酶的量有限(4)e过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏对酶在细胞代谢中作用的理解(1)作为催化剂，酶具有一般催化剂应具有的特点：酶只能催化热力学上允许进行的反应。只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡的位置。在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。(2)酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥催化作用。(3)由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。(4)产生激素的细胞一定能产生酶，但产生酶的细胞不一定能产生激素。考点三与酶有关的曲线分析核心考点通关1表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)当底物量一定时，酶只能缩短达到反应平衡所需的时间，不改变产物的最大生成量。2表示酶专一性的图像和曲线(1)图像图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。酶和被其催化的反应物分子都有特定的结构。(2)曲线在底物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能催化底物的反应。在底物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物的反应。3酶促反应与反应时间的关系曲线(1)甲、乙、丙三图的时间t0、t1和t2是一致的。(2)随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因生成而增多。(3)t0t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率快。t1t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较低。t2时，反应物被消耗干净，生成物也不再增加，此时反应速率为0。4影响酶促反应因素的曲线分析(1)温度和pH对酶促反应的影响在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏。从丙图可以看出：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，但当底物浓度达到一定值后，受酶数量限制，酶促反应速率不再增加。特别提醒(1)人在发烧时，不想吃东西，其原因是温度过高导致消化酶的活性降低。(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内，不能继续将淀粉分解为麦芽糖。原因是唾液淀粉酶的最适pH在7左右，而胃液的pH在2左右，在胃中唾液淀粉酶失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解。题组突破演练题组一酶的特性及作用的曲线分析9(2017湖北武汉调研)如图是研究物质A和物质B对某种酶活性影响的变化曲线，下列叙述正确的是()A物质A能提高该化学反应的活化能B物质B能提高该种酶的催化活性C减小底物浓度可以消除物质A对该种酶的影响D增大底物浓度可以消除物质B对该种酶的影响解析：从题图可知，加入酶和物质A后反应速率比只加酶的反应速率大，说明物质A提高了酶的活性，其不会提高化学反应的活化能，A错误。加入物质B和酶后的反应速率比只加酶的反应速率小，说明物质B降低了酶的活性，B错误。从题图还可看出，当底物浓度较大时，加入物质B和酶时与只加酶的反应速率一样，说明增大底物浓度可以消除物质B对该种酶的影响，D正确。当底物浓度较小时，加入酶和物质A的反应速率比只加酶的反应速率大，说明减小底物浓度并不能消除物质A对该种酶的影响，C错误。答案：D10下图甲表示某酶促反应过程，图乙表示该反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线(物质a的起始浓度为10 mmol/L)。下列叙述错误的是()A物质a可能是麦芽糖但不可能是蔗糖B在该实验条件下物质a在2 min内可被完全分解C若曲线表示不同温度下的反应速率，则曲线的温度低于曲线和D若曲线表示不同酶浓度下的反应速率，则曲线酶浓度大于曲线和解析：麦芽糖是由两分子葡萄糖形成的，而蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖形成的，据图可知组成物质a的两个单体是相同的，因此，物质a可能是麦芽糖但不可能是蔗糖；在反应中反应物的浓度会逐渐减小，因此，曲线表示反应物的浓度变化，据图可知在2 min内反应物的浓度降为0，即物质a在2 min内可被完全分解；由于低于最适温度和高于最适温度时酶活性都会下降，因此，不能确定曲线与曲线和的温度大小关系；在其他条件相同时，酶的浓度越大，反应速率越快，图中曲线能更快地达到反应的平衡点，说明曲线酶浓度最大。答案：C题组二影响酶促反应因素曲线分析11某研究性学习小组为了探究酶的特性，用某种酶进行了以下四组实验，实验结果如图所示，下列相关说法不正确的是()A做图1所示的探究实验时不宜使用过氧化氢酶B做图2所示的探究实验时不宜用淀粉作为底物C四组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性D在pH5或温度为20 的情况下酶活性下降的原因相同解析：过氧化氢的分解受温度的影响，所以探究温度对酶活性的影响时不宜使用过氧化氢作为底物；淀粉在酸性条件下也会发生水解，所以图2实验的底物不宜用淀粉；图1和图2实验证明了酶的温和性，图3实验证明了酶的专一性，图4实验证明了酶的高效性，所以A、B、C均正确；20 时酶活性下降是因为低温抑制了酶的活性，而pH5时酶可能变性失活，D错误。答案：D12如图表示某酶促反应速率在不同条件下的变化曲线，下列叙述错误的是()A影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度B在BC段加大酶量会使反应速率增大C由图可知，该酶促反应的最适温度为37 D该酶促反应速率在一定范围内会随温度的升高而增大解析：影响AB段反应速率的主要因素是横坐标表示的因素，即底物浓度，A正确；BC段底物过量，故加大酶量会使反应速率增大，B正确；图中曲线代表的反应速率最大，但小于37 、大于25 的反应速率和大于37 的酶促反应速率在图中没有体现，故不能说明37 是该酶促反应的最适温度，C错误；由图中三条曲线的变化情况可推知，该酶促反应速率在一定范围内会随温度的升高而增大，D正确。答案：C考点四有关酶的实验设计方法(实验探究)核心考点通关一、酶的本质与特性的实验探究方法1酶的本质的实验探究方法试剂检测法 (1)设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以，对酶本质的验证常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，使用双缩脲试剂进行鉴定即可。(2)设计方案项目实验组对照组材料待测酶溶液已知蛋白液(等量)试剂分别加入等量的双缩脲试剂现象是否呈现紫色呈现紫色结论呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质：否则该酶的化学本质不是蛋白质2.酶的高效性的实验探究方法对比法(1)设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。(2)设计方案项目实验组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速度很快，或反应用时短反应速度缓慢，或反应用时长结论酶具有高效性3.酶的专一性的实验探究方法对比法(1)设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。(2)设计方案项目方案一方案二实验组实验组材料同种底物(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性酶具有专一性二、影响酶活性因素的实验探究方法梯度法1设计思路：设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。相同时间内，酶促反应中生成物量最多的一组或底物剩余量最少的一组对应的温度(或pH)最接近最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度(或pH)就越精确。2设计方案组别编号12n实验材料等量的同种底物和酶温度(或pH)t1(或a1)t2(或a2)tn(或an)衡量指标相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少实验结论生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组对应的温度(或pH)最接近最适温度(或pH)易混易错酶的实验设计中2个易错点(1)在酶的最适温度探究实验中，酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，检测的试剂宜用碘液，不应该选用斐林试剂。(2)在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶置于不同pH条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸)，然后再加入反应物。题组突破演练题组有关酶的实验探究分析13请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计，补充实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂，试管，37 恒温水浴锅，5065 水浴锅。(1)若“”代表加入适量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲(2)实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液。_。_。_。(3)结果预测：_。(4)结论：_。(5)在上述实验中，如果仅将37 恒温水浴锅的温度调到20 ，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色沉淀的试管中的颜色会比37 时的浅，其原因是_。解析：(1)对照试管甲，易知试管乙中要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液；试管丙和试管丁就应该分别是试管甲和试管乙的对照实验。(2)根据步骤的提示和题干所给的材料及用具，可以推出接下来要做的是“恒温反应”，并利用斐林试剂检测实验结果，观察实验现象和记录实验结果。(3)(4)根据实验设计，试管甲和试管乙中的反应能够进行，会出现砖红色沉淀；其他试管中的反应不能进行，不会出现砖红色沉淀，因此，可得出“酶的催化作用具有专一性”这一结论。(5)因为酶的活性受温度影响，20 低于酶的最适温度，酶的活性较低，产生的还原糖较少，因此，产生砖红色沉淀的试管中的颜色比37 时的浅。答案：(1)如下表溶液试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)将各试管中溶液放在37 恒温水浴锅中一段时间后再按上表分别混匀，放入37 恒温水浴锅中保温一段时间取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，在5065 水浴中处理一段时间观察实验现象并记录实验结果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀(4)酶的催化作用具有专一性(5)20 低于酶的最适温度，酶活性低，产生的还原糖少14将新鲜马铃薯磨碎、过滤得到提取液。在温度30 的条件下，取等量提取液分别加到4支pH分别为3、5、7、9的100 mL体积分数为3%过氧化氢溶液的烧杯中，结果发现每一支试管都产生气体，然后将加入4个烧杯中的马铃薯提取液的量减半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中过氧化氢的含量变化并绘制成如图1所示曲线，请回答：(1)该实验的自变量是_，因变量是_。(2)曲线B是第_次实验的结果，原因最可能是_。(3)曲线A和B中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是_。(4)图2表示马铃薯中过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物对酶所催化反应速率的影响。请在图上画出：如果在A点时，将温度提高5 时的曲线变化；如果在B点时，向反应混合物中加入少量同种酶的曲线变化；如果在C点时，加入大量pH为1.8的盐酸的曲线变化。解析：(1)图1中，横坐标为自变量之一pH；坐标系中有两条曲线，分别代表不同量的提取液。因此，该实验中的自变量是pH的大小和提取液的量。一般情况下，坐标系中的纵坐标代表的是因变量。(2)因为两次实验所用过氧化氢溶液的体积相同，但是所用提取液的量不同，提取液的体积多的溶液中酶的含量就多，相同时间分解的过氧化氢的量就多。(3)pH影响酶的活性，两次实验仅仅是所用提取液(酶)的量不同，而酶的最适pH不因酶量的多少而改变。(4)本实验是在最适宜条件下进行的，一旦提高温度，酶活性会有所下降；在反应物充足的情况下，酶浓度增加，反应速率增大；通过图1可以看出，马铃薯中过氧化氢酶的最适pH为7，加入大量pH为1.8的盐酸会导致溶液pH降低，过氧化氢酶的活性会急剧下降，则化学反应速率下降。答案：(1)pH的大小和提取液的量反应相同时间后过氧化氢的剩余量(2)一第一次实验中提取液的量较多，酶量较多，相同时间分解的过氧化氢量较多(3)同一种酶的最适pH不变(答案合理即可)(4)如图所示关于酶特性的实验题的解题方法(1)认真审题，准确找出变量，围绕变量设置对照。如：探究酶作用的专一性时，应围绕底物设置变量。探究酶作用的高效性时，应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。探究温度(或pH)对酶活性的影响时，应设置不同温度(或pH)处理进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合之前，先进行同温处理(或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH)，后混合酶和底物。(2)设置实验步骤时，应注意：根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组；根据实验材料，结合实验原理，确定实验现象的观测手段；除自变量外，确保其他实验条件相同且适宜；合理确定操作程序，确保程序合理、表达准确。授课提示：对应学生用书第46页练全国高考真题知考查重点1(2016高考全国卷)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是()A加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量解析：测定酶活力的实验中缓冲液可维持溶液的pH，所以缓冲液应在底物与酶混合之前加入，反应时间的测定则应在底物与酶混合之后开始，据此可判断C项符合题意。答案：C2(2016高考全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 )、B组(40 )和C组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，那么A组酶催化反应的速度会_。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。解析：本题考查温度对酶活性影响实验的相关知识。(1)由图可见，在0t1范围内，B组产物浓度最高，且曲线的切线斜率最大，可知B组酶活性最高。(2)由图可知，在时间t1之前，温度从20 提高到40 ，酶促反应速度加快，所以，A组提高10 后，酶催化反应的速度加快。(3)据图可知，C组在t2时，产物浓度远低于A、B两组，说明反应物并没完全反应完毕，而且t2前后产物浓度不变，说明酶已完全失活，因此，t2时增加底物量，产物不再增加。(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。酶的特性有：高效性、专一性、作用条件较温和等。答案：(1)B(2)加快(3)不变60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性和专一性练各地市模拟知命题热点3(2017山东日照检测)下列有关ATP的叙述，不正确的是()AATP直接为生命活动供能的过程消耗水B人体在饥饿状态下，细胞中ATP的含量仍可保持动态平衡CATP脱去两个磷酸基团后可以参与合成RNADATP的合成与水解所需的酶相同解析：ATP直接为生命活动供能的过程为ATP的水解过程，消耗水，A正确；人体在饥饿状态下，细胞中ATP的含量仍可通过和ADP的相互转化保持动态平衡，B正确；ATP脱去两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，腺嘌呤核糖核苷酸是合成RNA的原料，C正确；ATP的合成需要合成酶，ATP水解需要水解酶，酶具有专一性，两种酶不同，D错。答案：D4(2017山西四校联考)乳糖酶催化乳糖水解。有两项与此相关的实验，其他实验条件均设置为最适条件，实验结果如下表，以下分析正确的是()实验一(乳糖浓度为10%)酶浓度0%1%2%4%5%相对反应速率02550100200实验二(酶浓度为2%)乳糖浓度0%5%10%20%30%相对反应速率025506565A.实验一增加乳糖浓度，相对反应速率将降低B实验二若继续增大乳糖浓度，相对反应速率不再加大C实验一如果继续增加酶浓度，相对反应速率不再加大D实验二若温度升高10 ，相对反应速率将增大解析：实验一增加乳糖浓度，相对反应速率可能增大，A错误；实验二中乳糖浓度为20%与30%时相对反应速率相等，所以实验二若继续增大乳糖浓度，相对反应速率将不再加大，B正确；实验一如果继续增加酶浓度，相对反应速率可能继续加大，C错误；实验条件均设置为最适条件，所以提高温度，酶的活性下降，因此实验二若温度升高10 ，相对反应速率将减小，D错误。答案：B授课提示：对应学生用书第305页一、选择题1下列关于ATP的叙述，不正确的是()A动物细胞中合成ATP所需的能量来自糖类等能源物质中的化学能B植物细胞中合成ATP所需的能量全部来自光反应固定的太阳能C温度的突然变化会影响ATP与ADP相互转化的速率D细胞呼吸过程产生的ATP是供应细胞生命活动的直接能源解析：植物细胞内合成ATP的途径有光合作用和细胞呼吸，前者合成ATP所需的能量来自光反应固定的太阳能，后者合成ATP所需的能量来自糖类等有机物中储存的稳定的化学能；温度会影响酶的活性，ATP与ADP相互转化的反应是酶促反应，所以温度的突然变化会影响ATP与ADP相互转化的速率。答案：B2ATP是一种高能磷酸化合物。下列关于ATP的叙述正确的是()A如细胞代谢强度增加一倍，则细胞内ATP的含量也将增加一倍BATP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸CATP分子结构中含有一个普通磷酸键，该键易断裂也易形成D有丝分裂后期，受纺锤丝牵引，着丝点断裂，该过程需要ATP水解供能解析：细胞内ATP与ADP的含量很少且保持相对稳定，A错误；ATP分子结构中易断裂也易形成的是高能磷酸键，C错误；着丝点分裂并非纺锤丝牵引所致，D错误。答案：B3有关酶和ATP的说法，正确的是()A所有酶均在核糖体上合成B检测蛋白酶的催化作用可用双缩脲试剂检验反应物是否完全分解C有机物氧化分解释放出的能量少部分转移到ATP中D在ATP中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三个高能磷酸键解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA，核糖体上合成的是蛋白质，A项错误；蛋白酶本身是蛋白质，催化蛋白质水解后本身不变，仍可与双缩脲试剂发生反应，B项错误；有机物氧化分解释放的能量只有少部分转移到ATP中，其余以热能的形式散失，C项正确；ATP中的T代表磷酸基团的数目是三个，D项错误。答案：C4下列有关酶的说法中正确的是()A酶能改变化学反应速率是因为其能提高反应物的活化能B验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类；验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，都在起作用后被灭活D形成酶需要消耗ATP，形成ATP需要酶的催化解析：选项A，酶能改变化学反应速率是因为其能降低化学反应的活化能。选项B，验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类。选项C，人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，激素和神经递质在起作用后被灭活，酶不被灭活。选项D，无论是蛋白质还是RNA，形成过程都需要消耗ATP，而形成ATP需要酶的催化。答案：D5下列有关酶的叙述，正确的是()A酶的数量因参与化学反应而减少B酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸C同一生物体内的各种酶催化反应条件都相同D任何一个活细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用解析：酶是催化剂不参与化学反应过程，因此在化学反应前后数量不变，A错误；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，因此酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，B正确；同一生物体内不同的酶的最适pH不同，如胃蛋白酶的最适pH偏低，胰蛋白酶则偏高，C错误；酶在细胞外也能起催化作用，如唾液和淀粉在试管中的反应，D错误。答案：B6下列关于细胞代谢与酶、ATP的关系的描述，正确的是()A酶的种类具有物种差异性，而ATP却无物种差异性B酶、ATP都与细胞代谢密切相关，但两者的合成并无直接关系C洋葱鳞片叶内表皮细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体等D与激素及载体蛋白等一样，酶起到调节作用后并不失活解析：酶的合成与遗传物质有关，具有物种差异性，不同生物体内的ATP是相同的，不具有物种差异性，A正确；酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要酶的催化，B错误；洋葱鳞片叶内表皮细胞中无叶绿体，C错误；酶不起调节作用，只起催化作用，D错误。答案：A7(2017黑龙江哈尔滨统考)在甲、乙、丙三支试管中加入下列物质并保温一段时间后，有关分析不正确的是()编号甲乙丙步骤12 mL可溶性淀粉溶液2 mL可溶性淀粉溶液2 mL可溶性淀粉溶液步骤21 mL淀粉酶溶液1 mL麦芽糖酶制剂0.5 mL淀粉酶溶液0.5 mL麦芽糖酶制剂步骤3适宜温度下保温至反应完成A.温度、pH在本实验中均属于无关变量B加入碘液后，溶液变蓝的只有乙试管C加入斐林试剂后水浴加热，溶液呈现砖红色的有甲试管和丙试管D加入双缩脲试剂后，三支试管中的溶液均变蓝色解析：甲、乙的自变量是酶的种类，可验证酶的专一性，温度、pH在本实验中均属于无关变量，A正确；甲试管淀粉在淀粉酶的作用下水解产生还原糖，加入斐林试剂后水浴加热，故会出现砖红色沉淀，乙试管麦芽糖酶不能水解淀粉，不能产生砖红色沉淀，丙发生和甲一样的过程，B和C正确；加入双缩脲试剂后，三支试管中的溶液均出现紫色现象，D错误。答案：D8下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。有关分析合理的是()A本实验的因变量是不同的催化剂B本实验的无关变量有温度和酶的用量等C1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验D分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能解析：本实验的因变量是气泡的产生速率，即过氧化氢的分解速率，A错误。温度是自变量，酶的用量是无关变量，B错误。1号与3号、1号与4号中都只有一个实验变量不同，可分别构成对照实验，C正确。2号在高温下反应加快，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态，D错误。答案：C9(2017浙江宁波测试)图中曲线a表示在最适温度、最适pH条件下，底物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析，下列叙述不正确的是()A在曲线的AB段限制反应速率的主要因素是底物浓度B在曲线的B点时再加入一定量的酶，可以用曲线b表示C酶的数量减少后，图示反应速率可用曲线c表示D减小pH，重复该实验，曲线中B点位置不变解析：在曲线的AB段，随着底物浓度的增大，反应速率增大，限制因素是底物浓度，A正确；酶量的增加可以增大化学反应速率，B正确；酶量减少可以降低化学反应速率，C正确；pH影响酶活性，与最适pH相比，减小pH，酶活性降低，化学反应速率降低，B点位置下降，D错误。答案：D10如图表示淀粉酶在不同实验条件下催化淀粉水解反应时，淀粉的剩余量和反应时间的关系。关于此图的解读，正确的是()A若a、b、c表示温度，则b曲线对应的温度为最适温度B若a、b、c表示pH，则在c曲线对应的pH条件下，酶已失活C若a、b、c表示酶的浓度，则a曲线对应的酶浓度最大D若K、Mg2对淀粉酶的活性分别有促进、抑制作用，则c曲线对应的是加K的实验解析：由图示可知，a曲线剩余量减少最快，反应速率应最快，A错误；在a、b、c对应的pH条件下，酶均具有活性，B错误；酶浓度越大，反应速率越快，C正确；据选项所给信息可判断出a曲线对应的应该是加K的，c曲线对应的应该是加Mg2的，D错误。答案：C11(2017山东实验中学诊断)某班研究“温度对酶的活性影响”实验时，两个小组的同学选择了不同的实验材料开展探究，第一组选择淀粉酶水解淀粉进行实验，第二组利用肝脏研磨液与Fe3催化过氧化氢开展实验，其结果如图所示，下列相关分析不合理的是()A两小组同学都采用数学建模表示研究结果B酶的催化效率不一定比无机催化剂高C两组实验数据都反映了酶在最适宜温度时产物积累量或生成量最多D两小组实验都反映了温度过高或过低都不利于酶的催化作用解析：由第一组乙图可以看出最适宜温度时产物积累量不是最多，因为最适温度以后酶活性虽然下降，但底物仍在分解产物积累量还在增加。C错误。答案：C12(2017河南开封名校月考)用植物纤维纺织衣物时，需除去织物纤维上的淀粉浆(称为退浆)。传统工艺是用烧碱进行退浆，但是对环境造成的污染很严重。现在常用的淀粉酶是从细菌体内提取的，在使用过程中常加入NaCl作为酶的激活剂。随自变量的变化，酶的活性没有发生变化的是()A酶浓度对退浆效果的影响B温度对退浆效果的影响CpH对退浆效果的影响DNaCl浓度对退浆效果的影响解析：温度和pH均能影响酶的活性，因此B、C两个选项中退浆率的变化是由酶活性的变化引起的。由题目信息可知，NaCl是酶的激活剂，因此D选项中退浆率的变化也是由酶活性的变化引起的。A选项中，退浆率的变化是由酶的浓度引起的，酶的活性是相同的。答案：A二、非选择题13某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究温度对酶活性的影响”后，想进一步探究在一个小区间内的两个温度t1、t2(t1Tmt2)条件下的酶的活性，他们进行了如下实验：取4支试管，编号A、B、C、D，向A、B两试管中各加5 mL 5%的淀粉溶液，向C、D两试管中各加入2 mL淀粉酶溶液，将试管A、C和试管B、D分别置于温度为t1、t2的恒温水浴中保温10 min，然后将C、D两试管中的溶液分别加到A、B两试管中，摇匀后继续在各自的恒温水浴中保温10 min。请分析回答：(1)图示中Tm为酶的_。(2)该实验的自变量是_，实验中需控制的无关变量主要有_(写出两种即可)。(3)利用提供的U形管(已知溶液中的淀粉及其分解产物不能通过U形管底部的半透膜)继续完成探究实验。实验步骤：从试管A、B中取_的溶液，分别倒入U形管的A、B两侧并标记液面高度；一段时间后观察_的变化。实验结果预测和结论：如果_，则温度为t1时淀粉酶的活性强；如果_，则温度为t2时淀粉酶的活性强；_。解析：(1)分析题图曲线特点可知，温度为Tm时对应的酶活性最大，则Tm是该酶的最适温度。(2)题干信息交代本题是探究温度为t1、t2时酶的活性，则本实验的自变