【備考2014】高考生物一輪復(fù)習第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)案新人教版必修1

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1、第三單元 細胞的能量供應(yīng)和利用 最新考綱 1 .酶在代謝中的作用 n 2 . ATP在能量代謝中的作用 n 3 .光合作用的基本過程 n 4 .影響光合作用速率的環(huán)境因素 n 5 .細胞呼吸 n 實驗： 1 .探究影響酶活性的因素 2 .葉綠體色素的提取和分離 3 .探究酵母菌的呼吸方式 考綱解讀 1 .酶的化學(xué)本質(zhì)及酶的特性 2 .影響酶活性的曲線、圖表分析及相關(guān)實驗設(shè)計與分析 3 .細胞呼吸的方式及過程 4 .光合作用的過程及動態(tài)分析 5 .結(jié)合光合作用與細胞呼吸考查 ATP與能量代謝的關(guān)系 6 .光合作用與細胞呼吸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變及相互關(guān)系 7 .影響

2、光合作用和細胞呼吸的因素分析及相關(guān)實驗設(shè)計 8 .光合色素的種類、顏色、生理作用及實驗 9 .細胞呼吸方式的檢驗以及糧食、果蔬貯存的原理與應(yīng)用 第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 細胞的能量“通貨” 一一ATP 知識點一酶的作用和本質(zhì) 知識點二酶的特性 議一議：加酶洗衣粉為何用溫水浸泡？這種洗衣粉能否用于毛料、絲織品的洗滌？ 知識點三 ATP的結(jié)構(gòu)、功能、利用和轉(zhuǎn)化 看一看：ATP中的高能磷酸鍵有何特點？ 誘導(dǎo)契合模型 酶與反應(yīng)物的契合關(guān)系在某種程度上像鎖與鑰匙的關(guān)系， 酶改變形狀，使反應(yīng)物與酶的活性部位相契合 （稱 為誘導(dǎo)契合），這種結(jié)合使反應(yīng)更快地進行。 實驗變量分析與

3、對照組設(shè)置 1 .自變量：是指人為改變的變量，如氯化鐵和肝臟研磨液。 2 .因變量：是指隨著自變量的變化而變化的變量，如 H2Q的分解速率或酶活性。 3 .無關(guān)變量：是指除自變量外，其他對實驗結(jié)果能造成影響的可能因素，如 H2O濃度、肝臟研磨液新鮮 程度等。 4 .對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。它一般要設(shè)置對照組和實 驗組。自我校對： ①細胞代謝 ②生命活動 ③常態(tài)④活躍狀態(tài) ⑤降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 ⑥催化⑦高效性 ⑧溫 和 ⑨酵母活細胞 ⑩酵母細胞死亡 ？釀酶 ？月尿酶 ？蛋白質(zhì) ？尿素 ？ RNA ?活細胞 ？蛋白 質(zhì)？高效性 ？專一性 ？較

4、溫和 最適宜 22明顯降低 25a- P?P?P 24高能磷酸鍵 25磷酸 基團旗提供能量 27細胞的主動運輸 28肌肉收縮 29遠離腺昔 30 一個游離的磷酸（Pi） 31細胞呼 吸 32細胞呼吸和光合作用 33共性 議一議：溫水為酶發(fā)揮洗滌作用提供最適溫度 （冷水抑制酶活性，熱水則使酶喪失活性 ）。不能。 看一看：ATP中末端的高能磷酸鍵易斷裂和再生成，斷裂時釋放出大量的自由能，是一般化學(xué)鍵放出能量 的2倍以上。例如：每摩爾的高能磷酸鍵放出的能量約是 30.54 kJ ,而一般的P?O鍵只放出能量8.37 20.92 kJ 。 夷考點口，酶的本質(zhì)、生理功能及其實驗驗證 來源

5、及 化學(xué)本質(zhì) 活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì) 少數(shù)酶是RNA 合成場所 核糖體 細胞核（真核生物） 生理功能 催化作用（生物催化劑） 作用原理 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 1.酶的本質(zhì)及生理功能 2.酶是蛋白質(zhì)的驗 :編舉小編酶必本膜避質(zhì);‘求出現(xiàn)紫 間果分析：通過羋 加話/金降/白譜 詞聶娥明解眉爆浴件下能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) 有催化作 國，則該酶液 妾蟾朦分析：明璇甌，廊前畫酶的腕質(zhì)菊啜越蒯滋麻磨眥有催化作用，否則不具有催 匕例。 1)蜘; /①高效性（是無機催化劑的lo-i。1倍） 環(huán)睡俯培凝也類化學(xué)反應(yīng)） q理論分析： 2

6、）酶具有高效性隔贏R顏1年徐旌道港靠廊屈扇限箭 日胞代謝在溫 和條件下快速進行。 ★★ 本考點高考命題多以選擇題形式出現(xiàn)，命題時往往聯(lián)系不同章節(jié)涉及的具體酶促反應(yīng)，或者給以文 字、圖表信息考查學(xué)生分析問題和解決問題能力。 【典例1】？（2011 ?天津理綜卷）下列有關(guān)酶的敘述正確的是 （ ）。 A.酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核甘酸 B.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 C.在動物細胞培養(yǎng)中，胰蛋白酶可將組織分散成單個細胞 D. DNA1接酶可連接DNA＜鏈的氫鍵，使雙鏈延伸 解析大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是 RNA故酶的基本組成單

7、位是氨基酸或核糖核 甘酸；酶不能為反應(yīng)物供能，通過降低活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率； DNA連接酶可催化脫氧核甘酸之間形 成磷酸二酯鍵，從而使雙鏈延伸；在動物細胞培養(yǎng)中，胰蛋白酶可將組織分散成單個細胞，故 C正確。 答案 C 【訓(xùn)練1】？（原創(chuàng)題）下圖為酶作用的模式圖。據(jù)圖所示，下列敘述錯誤的是 （ ）。 A.甲多為蛋白質(zhì) B.此反應(yīng)為分解反應(yīng) C.此反應(yīng)中甲、乙為反應(yīng)物，丙、丁為產(chǎn)物 D.甲與乙之間有專一性 解析 圖中甲為酶，其化學(xué)本質(zhì)多為蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是 RNA該反應(yīng)是在酶的作用下將乙分解成丙和丁， 且酶與底物之間具有專一性。 答案 C 【訓(xùn)練2】？(改編題)下列有

8、關(guān)酶的正確敘述是 ( )。 ①是有分泌功能的細胞產(chǎn)生的，在核糖體上合成的 ②有的酶從食物中獲得，有的酶是體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來 ③ 凡是活細胞都能產(chǎn)生酶 ④絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是 RNA⑤酶在代謝中有多種功能 ⑥酶只是起 催化作用 ⑦酶只在細胞內(nèi)發(fā)揮作用 A.①②⑤ B C.③④⑥⑧ D 答案 C ⑧反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有改變 .③④⑦⑧ .④⑤⑧ 與酶相關(guān)的曲線解讀 1 .表示酶高效性的曲線 (i)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，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(xué)平衡所需時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。 (3)酶只能催化自然條件下能發(fā)生的化

9、學(xué)反應(yīng)。 2 .表示酶專一性的曲線 加入酶B的反應(yīng)速率與無酶 A或空白對照條件下的反應(yīng)速率相同，而加入酶 A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增 大明顯加快，說明酶 B對此反應(yīng)無催化作用。進而說明酶具有專一性。 3 .影響酶活性的曲線 (1)甲、乙曲線表明： 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。 (2)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。 4 .底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響 (1)在其他

10、條件適宜，酶量一定條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當?shù)孜镞_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)在底物充足，其他條件適宜的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 ★ 以曲線圖表形式綜合考查考生對酶的特性的理解能力及探究影響酶活性的因素 (溫度、pH等)是命題專 家最常用的命題手段，應(yīng)重視！ 【典例2】？(2011 ?海南單科，5)某一不可逆化學(xué)反應(yīng)(S—>P+ W)在無酶和有酶催化時均可以進行。當該 反應(yīng)在無酶條件下進行到時間 t時，向反應(yīng)液中加入催化該反應(yīng)的酶。圖中能正確表示加酶后反應(yīng)物濃度 隨反應(yīng)時間變化趨勢的曲線是 ( )。 A.甲

11、B .乙 C .丙 D .丁 解析 酶能降低化學(xué)反應(yīng)活化能，增大反應(yīng)速率，故加入酶后，反應(yīng)物濃度迅速下降，直至反應(yīng)結(jié)束。 答案 D I跳后也理 ——分析酶促反應(yīng)曲線的要點 (1)首先要弄清橫坐標和縱坐標表示的意義，相同的曲線在不同的坐標系中表示的含義不同。其次明確曲 線中的幾個關(guān)鍵點，如：起點、與縱橫軸的交點、拐點、最低點、最高點等。 (2)在分析影響酶促反應(yīng)的因素時，一般情況下，生成物的量未達到飽和時，影響因素是橫坐標所表示的 因素，在達到飽和后，限制因素是除橫坐標所表示的因素之外的其他因素。 【訓(xùn)練3】？請你解讀與酶有關(guān)的圖示、曲線： (1)圖1和圖2是與酶的特性相關(guān)的圖

12、示，請回答下列問題。 圖1和圖2分別表示了酶具有 。洗衣粉中加入的 A之所以能夠耐酸堿、忍受表面活性劑 和較高溫度，是因為它是通過 精心設(shè)計改造生產(chǎn)出來的；控制其合成的直接模板主要分布在細胞 的 中。 (2)圖3是與酶活性影響因素相關(guān)的曲線，請分析回答： 當pH從5上升到7,酶活性的變化過程是 ;從圖示曲線我們還可以得出的結(jié)論是 (3)圖4和圖5是底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響曲線，請分析回答： 圖4中A點后酶促反應(yīng)的速率不再增加，其限制性因素主要是 。從圖5可以得出的結(jié)論 是：在底物足量條件下， 。 解析 洗衣粉中的A指酶，是蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)物。除了 pH以外，溫度等其他因

13、素也能影響酶的活性。 答案(1)高效性和專一性(特異性)蛋白質(zhì)工程 細胞質(zhì) (2)先上升后下降 隨著pH的變化酶的最適溫度不變(溫度影響酶活性)(3)酶的濃度(數(shù)量)和活性 酶 促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān) 夷考點 圖析ATP的結(jié)構(gòu)與作用 1. ATP的結(jié)構(gòu)簡析 ⑴組成元素：C、H Q N、P。 (2)簡稱：三磷酸腺甘。 (3)各字母代表的含義： A——月I昔(腺喋吟+核糖)；P——磷酸基團； 高能磷酸鍵。 (4)結(jié)構(gòu)簡式：A- P?P?P(遠離腺昔A的那個高能磷酸鍵容易斷裂，也容易形成 )。 2. ATP的形成途徑 3. ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 注意 酶1、酶2不

14、同：酶1——合成酶，酶 2——水解酶。 轉(zhuǎn)化式：AD印Pi+能量 嗎 ATP 2 (1)ATP在生物體內(nèi)含量少，但轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細胞中的 ATP總是處于一種動態(tài)平衡中。 (2)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。 因為轉(zhuǎn)化過程中的所需酶、 能量的來源和去路和反應(yīng)場所都不完 全相同。但是物質(zhì)是可循環(huán)利用的。 (3)ATP的形成需要滿足 4個條件：2種原料(ADP和Pi)、能量和酶。另外合成 ATP的過程中有水生成。 有關(guān)ATP的知識考查，近年來出現(xiàn)的頻率較低，并且多數(shù)都是融合到其他相關(guān)知識點考查。 復(fù)習時注意ATP 與其他知識的綜合。 【典例3】？(2008 ?天津理綜

15、，6)下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是( )。 ①人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成 ATP的量與安靜時相等 ②若細胞內(nèi)NaT濃度偏 高，為維持Na+濃度的穩(wěn)定，細胞消耗 ATP的量增加 ③人在寒冷時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多， 細胞產(chǎn)生ATP的量增加④人在饑餓時，細胞中 ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡 A.①② B .②③ C .③④ D .①④ 解析 人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞發(fā)生無氧呼吸，每摩爾葡萄糖生成 ATP的量必然比安靜時(有氧 呼吸)少得多；Na卡在人體內(nèi)環(huán)境中主要維持細胞外的滲透壓， /主要維持細胞內(nèi)的滲透壓，若細胞內(nèi) Na卡 濃度偏高，就必

16、然通過主動運輸方式把 Na+排出細胞外，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，主動運輸消耗能量；人在寒 冷時，下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞會支配腎上腺和甲狀腺分泌腎上腺素和甲狀腺激素增多，產(chǎn)生較多熱量來維 持體溫；活細胞內(nèi) ATP和ADP的含量始終處于動態(tài)平衡中，饑餓時細胞亦不可例外。 答案 B 【訓(xùn)練4】？請分析下列關(guān)于 ATP的有關(guān)數(shù)據(jù)和實驗，并回答下面的問題。 (1)經(jīng)測定一個成年人靜止狀態(tài)下 24 h將有40 kg的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細胞內(nèi) ADP ATP等僅有2?10 mg= 為滿足能量的需要，生物體內(nèi)解決這一矛盾的合理途徑是 。 (2)用32P標記的磷酸加入細胞培養(yǎng)液，短時間內(nèi)快速分離出細胞內(nèi)的

17、ATP,結(jié)果ATP濃度變化不大，但部 分 ATP的末端磷酸基團卻已帶上了放射性標記。這 事實證明 , 你得出結(jié)論的依據(jù)是 。 解析 ATP在活細胞內(nèi)的含量較少，但與 ADP之間的轉(zhuǎn)化速度卻很快，維持在一定水平，處于動態(tài)平衡狀 態(tài)。 答案 (1)ADP與ATP之間可以快速相互轉(zhuǎn)變 (2)ATP在細胞內(nèi)的含量處于動態(tài)平衡狀態(tài)，細胞內(nèi) ATP濃 度變化不大 部分ATP末端磷酸基團帶上了放射性標記， 說明這是重新合成的， 同時也說明原有 ATP部分 被分解了 探究影響酶活性的條件及酶的專一性 一、溫度對酶活性的影響 1 .原理解讀 ②溫度影響酶的活性， 從而影響淀粉的水解， 滴

18、加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。 2 .實驗設(shè)計思路 3 .實驗設(shè)計程序 淀粉 淀粉酶 J J 各自在所控制的溫度下處理一段時間 淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合 在各自所控制的溫度下保溫一段時間 滴加碘液，觀察顏色變化 本實驗不宜選用過氧化氫酶催化過氧化氫分解，因為過氧化氫酶催化的底物過氧化氫在加熱的條件下分解 也會加快。 歸納不同溫度對酶的活性和結(jié)構(gòu)的影響 低溫(0 C)一-> 升溫一-> 最適溫一一 再升溫一一 高溫 I I I I I 活性受抑制一一活性增高一一活性最高一一活性降低一一無活性 I I I I I 未變性——> 未變性——> 未變性

19、——> 漸變性——> 已變性 二、pH對酶活性的影響 1 .原理解讀 (1)H 2。 過氧化氫酶 (2)pH影響酶的活性，從而影響 Q的生成量，可用點燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗 Q生成量的多 少。 2 .實驗設(shè)計思路 H2Q溶液+ pH酶液、 檢測cM-小、擊宓 >Q的產(chǎn)生速率 H2Q溶液+ pHa酶液， ? ■ H2Q溶液+ pHn酶液」 歸納 不同酸堿度對酶的活性和結(jié)構(gòu)的影響 過酸酸性增強最適酸堿度一一堿性增強——＞過堿 | | | | | 無活性活性降低活性最高一一活性降低一一無活性 | | | | | 變性漸變性未變性一一漸變性

20、——＞變性 三、酶的專一性 該實驗探究中的自變量可以是不同反應(yīng)物，也可以是不同酶溶液，因變量是反應(yīng)物是否被分解。 （1）方案一：用同一種酶催化兩種不同物質(zhì) 解讀 用淀粉酶分別作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有穆紅色沉淀生成來判斷淀粉酶 是否對二者都有催化作用，從而探究酶的 .專一性。 （2）方案二：用兩種不同酶催化同一種物質(zhì) 淀粉（非還原糖） 生些劈麥芽糖（還原糖） ①彳 *、，、 、淀粉（非還原糖）度幽淀粉 ②再用斐林試劑鑒定，從而探究酶的專一性。 ★★ 近幾年高考對酶相關(guān)實驗的考查力度有加大的趨勢，尤其全國卷。命題多通過實驗描述及給出的圖 表信息考查學(xué)

21、生對實驗的分析評價能力或探究能力，綜合性強，考生易丟分，應(yīng)高度重視！ 【典例1】？（2011 ?全國卷，31）某同學(xué)從溫度為55?65 c的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細菌，并從該 細菌中提取了脂肪酶?；卮鹣铝袉栴}。 （1）測定脂肪酶活性時，應(yīng)選擇 作為該酶作用的物質(zhì)，反應(yīng)液中應(yīng)加入 溶液以維持其酸 （2）要鑒定該酶的化學(xué)本質(zhì)，可將該酶液與雙縮月尿試劑混合，若反應(yīng)液呈紫色，則該酶的化學(xué)本質(zhì)為 （3）根據(jù)該細菌的生活環(huán)境，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路。 解析考查酶的相關(guān)知識及實驗設(shè)計思路。 （1）測定脂肪酶活性應(yīng)選擇脂肪作為該酶作用的物質(zhì)，反應(yīng)液中應(yīng)加入緩沖溶液以維 持其酸

22、堿度穩(wěn)定。 （2）能與雙縮月尿試劑反應(yīng)液呈紫色，則說明該酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。 （3）明確要求寫出的是 “實驗思路”而不是實驗步驟。 答案（1）脂肪 緩沖（2）蛋白質(zhì) （3）在一定溫度范圍內(nèi)（包才55?65 C）設(shè)置溫度，分別測量酶活性， 若所測數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對應(yīng)的溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則，擴大溫度范圍，繼續(xù)實 驗，直到出現(xiàn)峰值 【訓(xùn)練1】？（2011 ?江蘇卷，31）為探究植酸酶對妒魚生長和消化酶活性的影響，研究者設(shè)計并進行了相關(guān) 實驗，實驗步驟及結(jié)果如下： ①妒魚的馴養(yǎng)：將從海洋中捕獲的妒魚魚苗在浮式海水網(wǎng)箱中飼養(yǎng) 14 d ,用普通飼料投喂，備用。

23、②飼料的配制：在每千克普通飼料中添加 200 mg植酸酶，配制成加酶飼料；并將普通飼料和加酶飼料分 別制成大小相同的顆粒，烘干后儲存。 ③妒魚的飼養(yǎng)：挑選體格健壯、大小一致的妒魚隨機分組，放養(yǎng)于規(guī)格相同的浮式海水網(wǎng)箱中，放養(yǎng)密度 為60尾/箱。給對照組的妒魚定時投喂適量的普通飼料，給實驗組的妒魚同時投喂等量加酶飼料。 ④稱重并記錄：投喂 8周后，從每個網(wǎng)箱中隨機取 20尾妒魚稱重。結(jié)果顯示，對照組、實驗 組魚體平 均增重率分別為 859.3%、947.2%。 ①制備妒魚腸道中消化酶樣品，并分別測定消化酶的活性，結(jié)果如下表。 蛋白酶活性 （U/mg） 脂肪酶活性 （U/m

24、g） 淀粉酶活性 （U/mg） 對照組 1.09 0.08 0.12 實驗組 1.71 0.10 0.13 根據(jù)上述實驗，回答下列問題。 （1）步驟①中選用妒魚魚苗而不是成體的主要原因是 ;實驗前的馴養(yǎng)是為了 。 （2）步驟②中將配制好的飼料進行烘干要特別注意 , 其原因是。 （3）步驟③中還應(yīng)控制好的無關(guān)變量主要有 。 （4）本實驗得出的初步結(jié)論是 。 （5）推測妒魚的食性并說明理由： 。 解析（1）因該實驗的觀察指標是魚體的增重量，而成體魚增重較慢，實驗結(jié)果不明顯。實驗前，將妒魚 放在網(wǎng)箱中馴養(yǎng)是為了讓妒魚適應(yīng)實驗養(yǎng)殖環(huán)境，從而減小環(huán)境對妒魚的影響。

25、 （2）植酸酶為蛋白質(zhì)，高 溫會使其失去活性，因此烘干處理時需要注意溫度不要過高。 （3）除植酸酶外，影響妒魚增重的外界環(huán)境 因子還有水體溫度、鹽度和溶解氧等，根據(jù)實驗設(shè)計的單一變量原則，實驗過程中需要控制這些無關(guān)變量。 （4）因?qū)嶒灲M的平均增重高于對照組的平均增重，可初步得出添加植酸酶的飼料可促進魚體生長的結(jié)論。 （5）因動物蛋白質(zhì)含量多，肉食性動物的消化酶中的蛋白酶活性應(yīng)比脂肪酶或淀粉酶活性高。根據(jù)表格數(shù) 據(jù)可知，妒魚的蛋白酶的活性高于其他兩種消化酶的活性，因此妒魚應(yīng)為肉食性動物。 答案（1）成體生長緩慢，實驗效果不明顯 讓妒魚適應(yīng)實驗養(yǎng)殖環(huán)境 （2）溫度不能過高 高溫會使植酸

26、酶變性而失去活性 （3）水溫、鹽度和溶解氧等 （4）添加植酸酶的飼料促進妒魚幼體的生長；植酸酶能提 高腸道中蛋白酶的活性，而對腸道中脂肪酶和淀粉酶的活性影響較小 （5）肉食性，其腸道中蛋白酶活性 顯著高于脂肪酶和淀粉酶 I熊融拓展? ——實驗變量及其控制 實驗中的變量，指的是可被操縱的特定因素或條件。 對照實驗中的變量有 4種，分別為自變量、因變量、 無關(guān)變量和額外變量。 1 .自變量和因變量 自變量，指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件；因變量，指實驗中由于自變量而引起的變化和結(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。 實驗的目的在于獲得和解釋這種前因后果。

27、例如, 在“溫度對酶活性的影響”的實驗中，所給定的低溫 （冰塊）、適溫（37 C）、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)結(jié)果也隨之變化，這就是因變量，該實驗 即在于獲得和解釋溫度變化 （自變量）與酶的活性（因變量）的因果關(guān)系。 2 .無關(guān)變量與額外變量 無關(guān)變量，指實驗中除自變量以外，可能還會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無 關(guān)變量。額外變量，也稱干擾變量，指實驗中由于無關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。顯然，額外變量會對因 變量有干擾作用。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、可 溶

28、性淀粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度、實驗操作程序、溫度處理的時間長短等等，都屬于 無關(guān)變量，要求對低溫、適溫、高溫 3組實驗是等同、均衡、穩(wěn)定的；如果無關(guān)變量中的任何一個或幾個 因素或條件，對3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會在實驗結(jié)果中產(chǎn)生額外變量， 出現(xiàn)干擾, 造成誤差。實驗的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量或減少額外變量，以減少誤差。 3 .單一變量原則 在實驗設(shè)計中僅僅改變實驗中的某一項變量，其它因子不變，在此條件下，觀察、研究該變量對實驗材料 和實驗結(jié)果的影響。除了整個實驗過程中欲處理的實驗因素外，其他實驗條件要做到前后一致。 【訓(xùn)練2】？(2009 ?全國n

29、改編)請用所給的實驗材料和用具， 設(shè)計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶 的催化作用具有專一性。要求完成實驗設(shè)計、補充實驗步驟、預(yù)測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。 實驗材料與用具：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 C恒溫 水浴鍋、沸水浴鍋。 (1)若“ + ”代表加入適量的溶液，“―”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標號，請用這些符號完成下 表實驗設(shè)計。 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 十 一 十 一 乙 丙 丁 (2)實驗步驟

30、 ①按照上表中的設(shè)計，取試管、加溶液。 ②。 ③。 ④。 ⑶結(jié)果預(yù)測： O (4)結(jié)論：。 (5)在上述實驗中，如果僅將 37 C恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到 20 C,而在其他條件不變的情況下重做上述實 驗，出 現(xiàn)醇紅色試管中的顏色會比 37 C時的淺，其原因是 解析 酶具有專一性，一種酶只有催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。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50?65 c水浴條件下出現(xiàn)磚紅色沉淀。要通過實驗驗證蔗糖酶和唾液淀粉酶的專一性，在實驗中要體 現(xiàn)等量原則和對照原則。實驗時可設(shè)

31、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。混 合均勻后37 C恒溫水浴一段時間，然后用斐林試劑來鑒定是否出現(xiàn)可溶性還原糖。哺乳動物的蔗糖酶和 唾液淀粉酶的最適溫度為 37 C,當將水浴鍋的溫度由 37 C降至20 C時，酶的活性會降低，分解速率減 慢，產(chǎn)生的還原糖少，從而使出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色淺。  甲 十 一 十 一 乙 一 十 一 十 丙 十 一 一 十 丁 一 十 十 一 （2）②混勻，37 c恒溫水浴一段時間 ③取出試管，分別

32、加入適量的斐林試劑，混勻， 50?65 c水浴 段時間④觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗結(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 C低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少 夷考向U,酶相關(guān)知識的理解考查 1.判斷正誤 （1）（2010 ?山東高考理綜一 A）溶酶體內(nèi)的水解酶是由核糖體合成的 （ ）。 （2）（2010 ?江蘇卷一D）某種蛋白酶是由129個氨基酸脫水縮合形成的蛋白質(zhì)。用含該蛋白酶的洗衣粉去除 油漬，效果比其他類型加酶洗衣粉好 （ ）。 （3）（2009

33、 ?上海生命科學(xué)—D）將剛采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。這是因為加熱會破 壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶 （ ）。 解析（1）水解酶屬于蛋白質(zhì)，是在核糖體上合成的。 （2）因酶具有專一性，油漬為脂肪，故利用蛋白酶去 污比用含脂肪酶的效果差，所以錯誤。 （3）甜玉米有“甜味”是因為可溶性糖的大量存在。在常溫和酶的 催化作用下，隨著所采摘甜玉米的存放，其中的可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉 （不甜）。沸水（高溫）能夠使酶失去活 性。 答案 （1），（2） X （3） V 2. （2009 ?廣東生物，3）水稻細胞內(nèi)合成的某物質(zhì)，能夠在常溫下高效 分解淀粉，該物質(zhì)（ ）。 A.在4 C條件下

34、易變性 B .只含有C H C.也能催化淀粉合成 D .含有竣基 解析 抓住題干關(guān)鍵字詞句一一常溫下高效分解淀粉，得知該物質(zhì)是生物催化劑一一酶。絕大多數(shù)酶的化 學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)；低溫下蛋白質(zhì)不會變性，酶的活性受到抑制；組成蛋白質(zhì)的化學(xué)元素至少含有 G H、。 N;酶的催化具有專一性，能催化淀粉分解的酶，不能催化淀粉的合成。 答案 D 表考向 與酶相關(guān)的曲線考查 3. （2011 ?新課標卷）甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如右圖所示。下列分 析錯誤的是（ ）。 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 RNA C.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為

35、蛋白質(zhì) D.乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變 解析 考查酶的本質(zhì)。首先需要了解大部分酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少量的酶是 RNA用蛋白酶處理后，乙酶 活性降低，說明乙酶的成分是蛋白質(zhì)，被蛋白酶處理后被分解，而甲酶不變，則說明甲酶可能成分是 RNA 或者能夠抗這種蛋白酶的降解。 答案 B 4. (2009 ?寧夏，2)右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是 ( )。 A.當反應(yīng)溫度由t 2調(diào)到最適溫度時酶活性下降 B.當反應(yīng)溫度由11調(diào)到最適溫度時酶活性上升 C.酶活性在t2時比ti高，故t2時更適合酶的保存 D.酶活性在ti時比t2低，表明ti時酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴重

36、解析 酶的活性受溫度的影響，溫度過低，酶的活性受到抑制；在一定范圍內(nèi)，隨溫度升高，酶的活性增 強；達到最適溫度時，酶的活性最高；超過最適溫度后，隨溫度升高，酶的活性逐漸減弱；溫度過高，酶 將失去活性。 答案 B 夫考向 與酶相關(guān)的實驗考查 5.(2010 ?海南生物，22)為探究NaCl和CuSO對唾液淀粉酶活性的影響, 某同學(xué)進行了實驗，實驗步驟和結(jié)果見下表。請回答問題。 試管編號 實驗步驟 1 2 3 4 1%勺NaCl溶液/mL 1 1%勺 CuSO4 溶液/mL 1 1%勺 N%SC4 溶液/mL 1 蒸儲水/

37、mL 1 pH為6.8的緩沖液/mL 1 1 1 1 1%勺淀粉溶液/mL 1 1 1 1 唾液淀粉酶溶液/mL 1 1 1 1 各試管放入37 C恒溫水浴保溫適宜時間 取出試管，加入1%勺碘溶液0.1 mL 觀察結(jié)果 無色 深藍色 淺藍色 (1)實驗中加入緩沖液的作用是 。 (2)分析實驗結(jié)果可知：對酶活性有影響的離子是 ,其中對酶活性有抑制作用的離子是 ,對酶活性有促進作用的離子是 。 ⑶ 該實驗中設(shè)置 4號試管的目的是 ;設(shè)置3號試管的目的是 。 (4)上述實驗中若用斐林試劑代替碘溶液進行檢測， 1?4號試管中的顏色

38、依次是 、 、。根據(jù)上述實驗結(jié)果，在操作過程中，保溫之前不能加入斐林試劑，其原因是 解析本題考查外界因素對酶活性的影響。加入緩沖液是防止加入的物質(zhì)及反應(yīng)前后對反應(yīng)液 pH的影響, 從而維持pH的穩(wěn)定。從表格來看， NS2SO對酶的影響不大，而加入 NaCl、CuSO與對照組相比，對酶都有 影響。對照組是加入蒸儲水的第四組，影響程度通過加入碘液后的顏色變化來體現(xiàn)，顏色變淺的為抑制酶的活性，顏色變深的為促進酶的活性。加入斐林試劑后，再加熱時酶的活性越高，生成還原糖越多，生成 磚紅色沉淀顏色越深。 答案 （1）維持反應(yīng)液中pH的穩(wěn)定（其他合理答案也可）（2）Cl 一和Cu2+ ClT

39、Cl （3）對照確定Na卡 和Sj一對唾液淀粉酶催化活性是否有影響 （4）深醇紅色無磚紅色淺醇紅色淺磚紅色 斐林試劑 中含有Cu2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性 方法技巧解答實驗題的一般技巧和程序 （1）解題之前首先要明確實驗?zāi)康模膶嶒災(zāi)康幕驅(qū)嶒灻Q中分析出實驗的自變量、因變量，實驗結(jié)果 的描述要圍繞不同實驗的“觀測指標”進行，實驗結(jié)論的描述要圍繞自變量與因變量的關(guān)系進行。 （2）與酶有關(guān)的實驗考點主要落在“酶進行催化反應(yīng)的條件” “自變量設(shè)置是否合理” “觀察指標選擇是 否合理” “實驗操作是否科學(xué)”等幾個點上。 （3）實驗題的解答盡量避免“邊讀試題邊落筆”，應(yīng)將試題信息通讀后再

40、逐一完成具體問題，這樣更具準 確性。 （4）實驗材料和儀器對設(shè)計實驗步驟有啟示作用，解題時應(yīng)給予關(guān)注。 6. （2009 ?全國I , 32）已知2H2Q===2H8 QT ,可以通過觀察反應(yīng)過程中 Q的生成速度（即氣泡從溶液 中釋放的速度）來判斷H2Q分解反應(yīng)的速度。請用所給的實驗材料和用具設(shè)計實驗，使其能同時驗證過氧 化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實驗步驟、預(yù)測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。 實驗材料與用具： 適宜濃度的H2Q溶液，蒸儲水，3.5% FeCl3溶液，0.01%牛過氧化氫酶溶液， 恒溫水浴鍋， 試管。 （1）實驗步驟： 整個實驗中，不同處理的試

41、管中 Q的釋放速度從快到慢依次是 由此可得出的結(jié)論是。 （3）如果僅將實驗中的恒溫水浴改為 80 C,重做上述實驗， Q釋放的速度最快的是 ,原因是 解析（1）要驗證過氧化氫酶具有催化作用，需將有無過氧化氫酶設(shè)置為單一變量進行對照實驗。而驗證 過氧化氫酶具有高效性，則需要將催化劑的種類 （即：催化劑為過氧化氫酶或 Fe"）設(shè)置為單一變量進行對 照實驗。（2）與Fe3+相比，酶具有高效性，所以不同處理的試管中釋放 Q的速度從快到慢依次是：加酶溶 液的試管，加FeCl3溶液的試管、加蒸儲水的試管。 （3）因80 c的高溫環(huán)境中，酶因失活而失去催化作用， 而FeCl3催化作用加快，故加

42、 FeCl3溶液的試管 Q釋放速度最快。而另兩支試管 Q釋放速度無明顯差異。 答案（1）①取3支試管，各加入等量且適量的 H2Q溶液，放入37 c恒溫水浴鍋中保溫適當時間 ②分別 向上述3支試管加入等量且適量的蒸儲水、 FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液 ③觀察各管中釋放氣泡的快慢 （2）加酶溶液的試管、 加FeCl3溶液的試管、加蒸儲水的試管 酶具有催化作用和高效性 （3）加FeCl3溶液 的試管 在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性 夫考向 ,ATP相關(guān)知識的考查 7.（2008 ?廣東生物, 4）關(guān)于葉肉細胞在光照條件下產(chǎn)生 ATP的描述，

43、正 確的是（ ）。 A.無氧條件下光合作用是細胞 ATP的唯一來源 B.有氧條件下線粒體、葉綠體和細胞質(zhì)基質(zhì)都能產(chǎn)生 ATP C.線粒體和葉綠體合成 ATP都依賴氧 D.細胞質(zhì)中消耗的 ATP均來自線粒體和葉綠體 解析 無氧條件下，通過無氧呼吸可以產(chǎn)生 ATR在有氧的條件下，葉肉細胞進行有氧呼吸，細胞質(zhì)基質(zhì)、 線粒體可以合成 ATP,在有光的條件下，葉綠體內(nèi)在光反應(yīng)階段可以合成 ATR葉綠體內(nèi)合成 ATP不需要 氧；細胞質(zhì)中消耗的 ATP來源于細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。 答案 B 考向借鑒一一他山之石 8. （2011 ?上海理綜，19）下圖為酶催化反應(yīng)的過程示意圖

44、，以數(shù)字編號的圖形分別表示反應(yīng)物、酶、生 成物等反應(yīng)要素，其中表示酶的圖形編號是 （ ）。 A.① B.②C.③D.④ 解析 從圖中可以看出圖形①參與酶催化的反應(yīng)，并在反應(yīng)后能保持結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不變，故圖形①應(yīng)為酶。 答案 A 9. （2010 ?上海生物，22）右圖表示細胞中某條生化反應(yīng)鏈，圖中 Ei?E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.若日催化的反應(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E的催化速度比巳快，則D的產(chǎn)量比E多 D.若白的催化速度比E5快，則B的產(chǎn)量比A多 解析 據(jù)題干

45、信息，可以看出：若 E1催化的反應(yīng)被抑制，則 A轉(zhuǎn)化為B的速度將會減慢，故 A選項錯誤； 若E5催化的反應(yīng)被抑制，但由于B還能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為 C,故B的積累并沒有達到較高水平， 所以B選項錯誤； 若E3的催化速度比E4快，則C更多地轉(zhuǎn)化為 D, D的產(chǎn)量比E多，故C選項正確；若E1的催化速度比 E快, 則A更多地轉(zhuǎn)化為B,但又由于B還會轉(zhuǎn)化成C,故B的產(chǎn)量不一定比 A多，所以D選項錯誤。 答案 C 10. （2010 ?上海生物，17）下列有關(guān)人體中酶和激素的敘述正確的是 （ ）。 A.酶和激素都是蛋白質(zhì) B.酶和激素都與物質(zhì)和能量代.謝有關(guān) C.酶和激素都由內(nèi)分泌細胞分泌 D.酶和激素都要釋放到血液中才能發(fā)-揮作用 解析酶是活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物 （多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是 RNA＞大部分酶在細胞內(nèi)發(fā) 揮催化作用（消化酶需分泌到消化道內(nèi)）。激素是由內(nèi)分泌細胞分泌的，產(chǎn)生后釋放到血液中，進而運輸?shù)?靶細胞或靶器官發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。激素不全是蛋白質(zhì)。酶直接催化物質(zhì)與能量的代謝過程，而激素對物質(zhì)和 能量代謝過程有調(diào)節(jié)作用。 答案 B