2018版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第一講 酶和ATP學(xué)案 新人教版
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1、 第一講 酶和ATP [考綱展示] 1.酶在代謝中的作用(Ⅱ) 2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ) 3.實驗:探究影響酶活性的因素 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第40頁 一、酶的本質(zhì)和作用 1.酶的本質(zhì)和作用 [巧記助學(xué)] 巧記酶的“二、一、一、一” 2.比較過氧化氫在不同條件下的分解 (1)實驗過程 (2)變量分析 二、酶的特性 三、酶本質(zhì)的探索歷程中科學(xué)家及其主要貢獻 組合順序:(1)—e__(2)—a__(3)—c__(4)—d__(5)—b 四、細(xì)胞的能量“通貨”——ATP 1.ATP的組成和結(jié)構(gòu) [巧記助學(xué)] ATP的結(jié)
2、構(gòu)特點可用“一、二、三”來總結(jié),即一個腺苷、兩個高能磷酸鍵、三個磷酸基團。 2.ATP的合成與利用 1.加熱使反應(yīng)物獲得了能量,加快反應(yīng)速率。 2.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。 3.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。 4.酶具有專一性和高效性,作用條件較溫和。 5.低溫抑制酶的活性,但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。 6.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。 7.ATP是為細(xì)胞生命活動提供能量的直接能源物質(zhì)。 8.細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制,是生物界的共性。 關(guān)
3、于酶和ATP的4個易混易錯點 (1)酶促反應(yīng)速率不等同于酶活性。 ①溫度和pH通過影響酶活性,進而影響酶促反應(yīng)速率。 ②底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積而影響酶促反應(yīng)速率的,并不影響酶的活性。 (2)分析與酶有關(guān)曲線時首先要弄清橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)表示的意義,其次再分析影響該曲線的因素有幾個,一般情況下,曲線未達(dá)到平衡時,影響因素是橫坐標(biāo)所示的因子,曲線達(dá)到平衡狀態(tài)后限制因素是除橫坐標(biāo)因子之外的其他因素。 (3)在探究酶的最適溫度(最適pH)時,底物和酶應(yīng)達(dá)到相同溫度(pH)后才混合,以使反應(yīng)一開始便達(dá)到預(yù)設(shè)溫度(pH)。 (4)誤認(rèn)為ATP等同于能量:ATP是一種高能磷酸化
4、合物,其分子式可以簡寫為A—P~P~P,高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達(dá)30.54 kJ/mol的能量,所以ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì),不可將兩者等同起來。 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第41頁 考點一 ATP與細(xì)胞代謝 [核心考點通關(guān)] 1.ATP與光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系 (1)與光合作用的關(guān)系 (2)與細(xì)胞呼吸的關(guān)系 2.細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程 轉(zhuǎn)化場所 常見的生理過程 細(xì)胞膜 消耗ATP:主動運輸、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
5、 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 3.ATP產(chǎn)生量與O2供給量的關(guān)系分析 (1)甲圖表示ATP產(chǎn)生量與O2供給量的關(guān)系 ①A點表示在無氧條件下,細(xì)胞可通過無氧呼吸分解有機物,產(chǎn)生少量ATP。 ②AB段表示隨O2供給量增多,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(chǎn)生量隨之增加。 ③BC段表示O2供給量超過一定范圍后,ATP的產(chǎn)生量不再增加,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 (2)乙圖可表示哺乳動物成熟紅細(xì)
6、胞,其ATP來自無氧呼吸,與O2無關(guān)。 [易混易錯] 與ATP有關(guān)的3個易混易錯點 (1)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不可逆:ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,從物質(zhì)方面來看是可逆的,從酶、進行的場所、能量方面來看是不可逆的。 (2)不可誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP,事實上,細(xì)胞中ATP含量很少,只是ATP與ADP轉(zhuǎn)化非常迅速及時。無論是飽食還是饑餓,ATP與ADP含量都保持動態(tài)平衡。 [易混易錯] (3)誤認(rèn)為ATP轉(zhuǎn)化為ADP不消耗水:ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”,這一過程需ATP水解酶的催化,同時也需要消耗水。蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。 [題組突破演練] 題
7、組一 ATP的組成和功能 1.(2017·浙江五校聯(lián)考)下列關(guān)于ATP、ADP的說法,錯誤的是( ) A.ATP是生物體生命活動的直接能源物質(zhì) B.ATP的A代表腺嘌呤,T代表三個,P代表磷酸基團 C.葉綠體中ADP由葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜運動 D.在有氧呼吸過程的第三階段,[H]與氧氣結(jié)合產(chǎn)生水,同時產(chǎn)生大量ATP 解析:ATP是生物體生命活動的直接能源物質(zhì)。ATP的A代表腺苷,腺苷包括腺嘌呤和核糖兩部分。在葉綠體基質(zhì)中ATP分解產(chǎn)生ADP,ADP由葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜運動參與光反應(yīng)中ATP的合成。在有氧呼吸的第三階段,[H]與氧氣結(jié)合產(chǎn)生水,同時產(chǎn)生大量ATP。 答案:B
8、 2.如圖表示生物體內(nèi)發(fā)生的兩個化學(xué)反應(yīng),請判斷下列相關(guān)說法中正確的是( ) A.ATP分子水解時,圖中所示的化學(xué)鍵③④最易斷裂 B.圖中酶1和酶2的化學(xué)本質(zhì)相同,但是二者的種類不同 C.細(xì)胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系 D.ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制只發(fā)生在真核細(xì)胞內(nèi) 解析:ATP是生命活動的直接能源物質(zhì),ATP水解時,遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵④最易斷裂;圖中酶1為ATP水解酶,圖2為ATP合成酶,二者種類不同,但二者的化學(xué)本質(zhì)均為蛋白質(zhì);細(xì)胞中吸能反應(yīng)所需的能量由ATP水解提供,而釋放能量的反應(yīng)(放能反應(yīng))則與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系;細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP
9、間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制是生物界的共性之一,也存在于原核細(xì)胞中。 答案:B 題組二 ATP與ADP的轉(zhuǎn)化 3.(2017·山東萊州檢測)下列有關(guān)ATP的敘述錯誤的是( ) A.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化保證了機體對能量的需求 B.圖中兩次ATP的水解,后者能量可用于各項生命活動 C.圖中兩次合成ATP,前者能量來源于光能且在人體細(xì)胞中不會發(fā)生 D.ATP由3個磷酸基團和1個腺嘌呤構(gòu)成 解析:細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中,保證了機體對能量的需求,A正確;圖中兩次ATP的水解,前者能量儲存在有機物中,后者能量可用于各項生命活動,B正確;圖中兩
10、次合成ATP,前者ATP的合成是通過光合作用,所需能量來源于光能,在人體細(xì)胞中不會發(fā)生,C正確;ATP由3個磷酸基團和1個腺苷(由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成)構(gòu)成,D錯誤。 答案:D 4.如圖,ATP(甲)是生命活動的直接能源物質(zhì),下列敘述正確的是( ) A.在主動運輸過程中,細(xì)胞中乙的含量會顯著增加 B.甲→乙和乙→丙過程,起催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)相同 C.丙中含高能磷酸鍵,是RNA的基本組成單位之一 D.丁由腺嘌呤和核糖組成,而戊可用于甲的合成 解析:根據(jù)圖示甲為ATP,乙為ADP,丙為AMP,丁為腺苷,生物體內(nèi)ATP與ADP的含量比較少,且處于動態(tài)平衡,故ADP不會顯著增加,
11、A錯誤;甲→乙,乙→丙是不同的酶促反應(yīng),酶的種類不同,空間結(jié)構(gòu)也不同,B錯誤;丙中含有一個普通磷酸鍵,C錯誤;ATP合成要消耗磷酸基團(戊),D正確。 答案:D 辨析法區(qū)分不同化合物中的“A” ATP中的A為腺苷(由腺嘌呤和核糖組成),DNA分子中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸,RNA分子中的A為腺嘌呤核糖核苷酸,核苷酸中的A為腺嘌呤。所有“A”的共同點是都含有腺嘌呤。 考點二 酶在代謝中的作用及影響因素探究 [核心考點通關(guān)] 1.酶的作用機理 酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。與無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,兩者的比較如圖所示。 圖中各字母代表的含義:a、b、c
12、分別代表無催化劑、使用無機催化劑、使用酶催化的化學(xué)反應(yīng)過程,E1、E2、E3分別代表進行相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,ΔE代表使用酶后降低的活化能。 2.酶催化作用的實驗驗證 (1)實驗設(shè)計及現(xiàn)象分析 試管號 實驗過程 觀察指標(biāo) 實驗結(jié)果 結(jié)果分析 3%的過氧化氫溶液(mL) 控制變量 H2O2分解速率(氣泡多少) 用點燃的衛(wèi)生香檢測 1 2 室溫 極少 短時間內(nèi)無助燃性 H2O2自然 分解緩慢 2 2 90 ℃水浴加熱 很少 有助燃性 加熱能促進H2O2 分解 3 2 滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液2滴 較多 助燃性較強 Fe
13、3+能催 化H2O2 分解 4 2 滴加20%肝臟研磨液2滴 很多 助燃性 更強 過氧化氫 酶能催化 H2O2分解, 且效率高 (2)實驗過程的理論分析 自變量控制 因變量 無關(guān)變量 對照組 實驗組 2號:90 ℃ 水浴加熱;3號:加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液2滴;4號:加20%的肝臟研磨液2滴 H2O2的分解速率(用產(chǎn)生氣泡的數(shù)目多少表示) 加入H2O2的量;實驗室的溫度;FeCl3溶液和肝臟研磨液的新鮮程度 1號試管 2、3、4號試管 3.探究影響酶活性的因素 (1)用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響 ①實驗原理 a.淀粉麥芽
14、糖,淀粉+碘→藍(lán)色。 b.溫度影響淀粉酶的活性,從而影響淀粉的分解,滴加碘液后,根據(jù)藍(lán)色深淺來判斷淀粉分解狀況,進而推斷出酶活性的變化。 ②實驗步驟 步驟 加入試劑或處理方法 試管 A/a B/b C/c 1 可溶性淀粉溶液(A、B、C) 2 mL 2 mL 2 mL 2 新鮮淀粉酶溶液(a、b、c) 1 mL 1 mL 1 mL 3 保溫5 min 60 ℃ 100 ℃ 0 ℃ 4 將a液加入到A試管,b液加入到B試管,c液加入到C試管中,搖勻 5 保溫5 min 60 ℃ 100 ℃ 0 ℃ 6 滴入碘液,搖勻 2滴 2滴
15、 2滴 7 觀察現(xiàn)象并記錄 不變藍(lán) 變藍(lán) 變藍(lán) 結(jié)論 溫度對酶的活性有影響,60 ℃時α-淀粉酶的活性較高 注:市售α-淀粉酶的最適溫度約為60 ℃。若換用唾液淀粉酶,則其最適溫度約為37 ℃。 (2)用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響 ①實驗原理 H2O2分解產(chǎn)生氧氣和水。過氧化氫酶可加快H2O2的分解,在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量氧氣。 ②實驗步驟 步驟 項目 試管1 試管2 試管3 1 注入過氧化氫酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 2 注入蒸餾水 1 mL —— —— 3 注入氫氧化鈉 ——
16、1 mL —— 4 注入鹽酸 —— —— 1 mL 5 注入H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 6 振蕩3支試管 7 觀察記錄氣泡數(shù) 產(chǎn)生大量氣泡 無氣泡產(chǎn)生 無氣泡產(chǎn)生 結(jié)論 pH對酶的活性有影響。在強酸和強堿中,過氧化氫酶不起作用 [特別提醒] 探究溫度對酶活性的影響時,不能選擇過氧化氫的酶促反應(yīng),用于鑒定的試劑不能用斐林試劑,因為過氧化氫受熱易分解,用斐林試劑鑒定時需要加熱,加熱會改變?nèi)芤旱臏囟?,兩者均會對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。 [題組突破演練] 題組一 酶的本質(zhì)及特性分析 5.(2017·安徽江淮名校聯(lián)考)
17、下列有關(guān)酶的敘述正確的是( ) ①是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的?、谟械膹氖澄镏蝎@得,有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來 ③凡是活細(xì)胞,一般都能產(chǎn)生酶?、苊付际堑鞍踪|(zhì)?、萦械拿覆皇堑鞍踪|(zhì) ⑥酶在代謝中有多種功能?、咴谛玛惔x和生長發(fā)育中起調(diào)控作用?、嗝钢皇瞧鸫呋饔? A.①②⑤ B.④⑤⑧ C.③⑤⑧ D.①③⑤ 解析:凡是活細(xì)胞,一般都能產(chǎn)生酶,①錯、③正確;酶只能在細(xì)胞內(nèi)合成,②錯;酶的本質(zhì)絕大部分是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA,④錯、⑤正確;酶在代謝中只起催化作用,⑥⑦錯、⑧正確。 答案:C 6.細(xì)胞代謝是細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的總稱,而細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)都是在酶的催化作用下完成的。下列關(guān)于酶的
18、敘述,錯誤的是( ) A.分化程度不同的活細(xì)胞中可能存在同一種酶 B.正是由于酶的催化作用,細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進行 C.由于酶具有專一性,所以蛋白酶可以水解所有的肽鍵 D.細(xì)胞代謝之所以易受環(huán)境影響,主要是因為溫度能影響與其相關(guān)的酶的活性 解析:選項A正確,有些酶是生命活動所必需的,比如與呼吸作用有關(guān)的酶,在分化程度不同的細(xì)胞中都存在;選項C不正確,蛋白酶對所作用的反應(yīng)底物有嚴(yán)格的選擇性,蛋白酶能破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),一種蛋白酶僅能作用于蛋白質(zhì)分子中某種特定的肽鍵,而不能作用于所有的肽鍵;選項D正確,酶的活性易受溫度影響,因此細(xì)胞代謝易受環(huán)境影響。 答案:C 題組二
19、影響酶活性的因素分析 7.下列有關(guān)酶的實驗中自變量的敘述,不正確的是( ) A.鑒定酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的實驗中,自變量是待測酶溶液和已知蛋白液 B.驗證酶的高效性的實驗中,自變量是與底物相對應(yīng)的酶溶液 C.驗證酶的專一性的實驗中,自變量是不同種類的酶或不同的底物 D.探究酶的最適溫度的實驗中,自變量是不同溫度 解析:選項A正確,鑒定酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)可利用雙縮脲試劑,該實驗的自變量就是待測的酶溶液和已知的蛋白液;選項B不正確,酶的高效性是酶與無機催化劑相比較得出的,因此在驗證酶的高效性的實驗中,自變量是與底物相對應(yīng)的酶溶液和無機催化劑;選項C正確,驗證酶的專一性,常見的實驗設(shè)
20、計有兩種,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,由此可知該實驗的自變量是不同種類的酶或不同的底物;選項D正確,探究酶的最適溫度的實驗中需要設(shè)置一系列不同溫度處理的實驗組進行相互對照,因此該實驗中的自變量是不同的溫度。 答案:B 8.某研究小組為探究影響過氧化氫分解的因素,做了三個實驗。相應(yīng)的實驗結(jié)果如下圖所示,請分析回答下列問題。 (1)實驗1、2、3中的自變量分別為___________________________________________。 (2)實驗1的目的是探究____________________________________________________
21、。 (3)實驗2探究了過氧化氫溶液的濃度對酶促反應(yīng)速率的影響,該實驗的結(jié)果顯示________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, bc段O2產(chǎn)生速率不再增大的原因最可能是_________________________________。 (4)實驗3的結(jié)果顯示,過氧化氫酶的最適pH為________。實驗還證實,當(dāng)pH小于d或大于f時,過氧化氫酶
22、的活性將永久喪失,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)從三個實驗的結(jié)果圖中可以看出,實驗1、2、3的自變量分別是催化劑種類、過氧化氫溶液的濃度、pH。(2)實驗1過氧化氫酶和無機催化劑FeCl3的作用結(jié)果進行對照,說明了過氧化氫酶具有高效性。(3)實驗2的結(jié)果顯示,在ab段對應(yīng)的濃度范圍內(nèi),O2產(chǎn)生速率隨著過氧化氫溶
23、液濃度的增大而增大,而當(dāng)過氧化氫溶液達(dá)到b對應(yīng)的濃度以后,O2產(chǎn)生速率不再增加,bc段O2產(chǎn)生速率不再增加的原因最可能是過氧化氫酶的量有限。(4)在pH為e時,溶液中剩下的過氧化氫的量最少,說明在這一pH下過氧化氫酶的活性最高;過酸、過堿會導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞,使酶永久失活。 答案:(1)催化劑種類、過氧化氫溶液的濃度、pH (2)酶的高效性 (3)在過氧化氫酶量一定時,在一定濃度范圍內(nèi),過氧化氫溶液的濃度越高,O2產(chǎn)生速率越快,而當(dāng)過氧化氫溶液的濃度達(dá)到一定值后,O2產(chǎn)生速率不再隨過氧化氫濃度的增大而增大 過氧化氫酶的量有限 (4)e 過酸、過堿會導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞 對酶
24、在細(xì)胞代謝中作用的理解 (1)作為催化劑,酶具有一般催化劑應(yīng)具有的特點: ①酶只能催化熱力學(xué)上允許進行的反應(yīng)。 ②只提高化學(xué)反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)時間,不會改變化學(xué)平衡的位置。 ③在反應(yīng)前后,酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量將保持不變。 (2)酶既可在細(xì)胞內(nèi),也可在細(xì)胞外發(fā)揮催化作用。 (3)由于酶的催化作用,細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進行。 (4)產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶,但產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素。 考點三 與酶有關(guān)的曲線分析 [核心考點通關(guān)] 1.表示酶高效性的曲線 (1)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)當(dāng)?shù)孜锪恳欢〞r,酶只能縮
25、短達(dá)到反應(yīng)平衡所需的時間,不改變產(chǎn)物的最大生成量。 2.表示酶專一性的圖像和曲線 (1)圖像 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酶和被其催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。 (2)曲線 ①在底物中加入酶A,反應(yīng)速率較未加酶時明顯加快,說明酶A能催化底物的反應(yīng)。 ②在底物中加入酶B,反應(yīng)速率和未加酶時相同,說明酶B不能催化底物的反應(yīng)。 3.酶促反應(yīng)與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線 (1)甲、乙、丙三圖的時間t0、t1和t2是一致的。 (2)隨著反應(yīng)的進行,反應(yīng)物因被消耗而減少,生成物因生成而增多。 (3)t0
26、~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,生成物生成速率快。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,生成物生成速率較低。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。 4.影響酶促反應(yīng)因素的曲線分析 (1)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。 ③從丙圖可以看出:縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量,剩余量越多,生成物越少,反應(yīng)速率越慢;圖示pH=7時,反應(yīng)物剩余
27、量最少,應(yīng)為最適pH;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。 ②在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快,但當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值后,受酶數(shù)量限制,酶促反應(yīng)速率不再增加。 [特別提醒] (1)人在發(fā)燒時,不想吃東西,其原因是溫度過高導(dǎo)致消化酶的活性降低。 (2)唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi),不能繼續(xù)將淀粉分解為麥芽糖。原因是唾液淀粉酶的最適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質(zhì)的形式被胃蛋白酶水解。 [題組突破演練]
28、 題組一 酶的特性及作用的曲線分析 9.(2017·湖北武漢調(diào)研)如圖是研究物質(zhì)A和物質(zhì)B對某種酶活性影響的變化曲線,下列敘述正確的是( ) A.物質(zhì)A能提高該化學(xué)反應(yīng)的活化能 B.物質(zhì)B能提高該種酶的催化活性 C.減小底物濃度可以消除物質(zhì)A對該種酶的影響 D.增大底物濃度可以消除物質(zhì)B對該種酶的影響 解析:從題圖可知,加入酶和物質(zhì)A后反應(yīng)速率比只加酶的反應(yīng)速率大,說明物質(zhì)A提高了酶的活性,其不會提高化學(xué)反應(yīng)的活化能,A錯誤。加入物質(zhì)B和酶后的反應(yīng)速率比只加酶的反應(yīng)速率小,說明物質(zhì)B降低了酶的活性,B錯誤。從題圖還可看出,當(dāng)?shù)孜餄舛容^大時,加入物質(zhì)B和酶時與只加酶的反應(yīng)速率一
29、樣,說明增大底物濃度可以消除物質(zhì)B對該種酶的影響,D正確。當(dāng)?shù)孜餄舛容^小時,加入酶和物質(zhì)A的反應(yīng)速率比只加酶的反應(yīng)速率大,說明減小底物濃度并不能消除物質(zhì)A對該種酶的影響,C錯誤。 答案:D 10.下圖甲表示某酶促反應(yīng)過程,圖乙表示該反應(yīng)過程中有關(guān)物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線(物質(zhì)a的起始濃度為10 mmol/L)。下列敘述錯誤的是( ) A.物質(zhì)a可能是麥芽糖但不可能是蔗糖 B.在該實驗條件下物質(zhì)a在2 min內(nèi)可被完全分解 C.若曲線①②③表示不同溫度下的反應(yīng)速率,則曲線①的溫度低于曲線②和③ D.若曲線①②③表示不同酶濃度下的反應(yīng)速率,則曲線①酶濃度大于曲線②和③ 解析:麥
30、芽糖是由兩分子葡萄糖形成的,而蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖形成的,據(jù)圖可知組成物質(zhì)a的兩個單體是相同的,因此,物質(zhì)a可能是麥芽糖但不可能是蔗糖;在反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度會逐漸減小,因此,曲線④表示反應(yīng)物的濃度變化,據(jù)圖可知在2 min內(nèi)反應(yīng)物的濃度降為0,即物質(zhì)a在2 min內(nèi)可被完全分解;由于低于最適溫度和高于最適溫度時酶活性都會下降,因此,不能確定曲線①與曲線②和③的溫度大小關(guān)系;在其他條件相同時,酶的濃度越大,反應(yīng)速率越快,圖中曲線①能更快地達(dá)到反應(yīng)的平衡點,說明曲線①酶濃度最大。 答案:C 題組二 影響酶促反應(yīng)因素曲線分析 11.某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究酶的特性,用某種酶進行了以
31、下四組實驗,實驗結(jié)果如圖所示,下列相關(guān)說法不正確的是( ) A.做圖1所示的探究實驗時不宜使用過氧化氫酶 B.做圖2所示的探究實驗時不宜用淀粉作為底物 C.四組實驗?zāi)軌蜃C明酶具有專一性、高效性和溫和性 D.在pH=5或溫度為20 ℃的情況下酶活性下降的原因相同 解析:過氧化氫的分解受溫度的影響,所以探究溫度對酶活性的影響時不宜使用過氧化氫作為底物;淀粉在酸性條件下也會發(fā)生水解,所以圖2實驗的底物不宜用淀粉;圖1和圖2實驗證明了酶的溫和性,圖3實驗證明了酶的專一性,圖4實驗證明了酶的高效性,所以A、B、C均正確;20 ℃時酶活性下降是因為低溫抑制了酶的活性,而pH=5時酶可能
32、變性失活,D錯誤。 答案:D 12.如圖表示某酶促反應(yīng)速率在不同條件下的變化曲線,下列敘述錯誤的是( ) A.影響AB段反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度 B.在BC段加大酶量會使反應(yīng)速率增大 C.由圖可知,該酶促反應(yīng)的最適溫度為37 ℃ D.該酶促反應(yīng)速率在一定范圍內(nèi)會隨溫度的升高而增大 解析:影響AB段反應(yīng)速率的主要因素是橫坐標(biāo)表示的因素,即底物濃度,A正確;BC段底物過量,故加大酶量會使反應(yīng)速率增大,B正確;圖中曲線Ⅰ代表的反應(yīng)速率最大,但小于37 ℃、大于25 ℃的反應(yīng)速率和大于37 ℃的酶促反應(yīng)速率在圖中沒有體現(xiàn),故不能說明37 ℃是該酶促反應(yīng)的最適溫度,C錯誤;由圖中
33、三條曲線的變化情況可推知,該酶促反應(yīng)速率在一定范圍內(nèi)會隨溫度的升高而增大,D正確。 答案:C 考點四 有關(guān)酶的實驗設(shè)計方法(實驗探究) [核心考點通關(guān)] 一、酶的本質(zhì)與特性的實驗探究方法 1.酶的本質(zhì)的實驗探究方法——試劑檢測法 (1)設(shè)計思路:從酶的化學(xué)本質(zhì)上來講,絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)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)的驗證常常是變相地考查蛋白質(zhì)的鑒定方法。因此,使用雙縮脲試劑進行鑒定即可。 (2)設(shè)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
34、劑 現(xiàn)象 是否呈現(xiàn)紫色 呈現(xiàn)紫色 結(jié)論 呈現(xiàn)紫色說明該酶的化學(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) 2.酶的高效性的實驗探究方法——對比法 (1)設(shè)計思路:通過將不同類型催化劑(主要是酶與無機催化劑)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 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)速度很快,或反應(yīng)用時短 反應(yīng)速度緩慢,或反應(yīng)用時長 結(jié)論 酶具有高效性 3.酶的專一性的實驗探究方法——對比法 (1)設(shè)計思路:常見的方案有兩種,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
35、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 實驗組 材料 同種底物(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 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 二、影響酶活性因素的實驗探究方法——梯度法 1.設(shè)計思路:設(shè)計實驗時需設(shè)置一系列不同溫度(或pH)的實驗組進行相互對照,最后根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論。相同時間內(nèi),酶促反應(yīng)中生成物量最多的一組或底物剩余量最少的一組對應(yīng)的溫度(或pH)最接近最適溫度(或pH)。相鄰組間的差值(
36、即梯度值)越小,測定的最適溫度(或pH)就越精確。 2.設(shè)計方案 組別編號 1 2 … n 實驗材料 等量的同種底物和酶 溫度(或pH) t1(或a1) t2(或a2) … tn(或an) 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對應(yīng)的溫度(或pH)最接近最適溫度(或pH) [易混易錯] 酶的實驗設(shè)計中2個易錯點 (1)在酶的最適溫度探究實驗中,酶溶液和反應(yīng)物混合之前,需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時間。若選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度,檢測的試劑宜用
37、碘液,不應(yīng)該選用斐林試劑。 (2)在酶的最適pH探究實驗中,操作時必須先將酶置于不同pH條件下(加清水、加氫氧化鈉、加鹽酸),然后再加入反應(yīng)物。 [題組突破演練] 題組 有關(guān)酶的實驗探究分析 13.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 ℃恒溫水浴鍋,50~65 ℃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(biāo)號,請用這些符號完成下表實驗設(shè)計
38、。 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 + - + - (2)實驗步驟: ①按照上表中的設(shè)計,取試管、加溶液。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________。 ④______________________
39、__________________________________________________。 (3)結(jié)果預(yù)測:___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)結(jié)論:_____________________________________________________________。 (5)在上述實驗中,如果僅將37 ℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20 ℃,
40、而在其他條件不變的情況下重做上述實驗,出現(xiàn)磚紅色沉淀的試管中的顏色會比37 ℃時的淺,其原因是________________________________________________________________________。 解析:(1)對照試管甲,易知試管乙中要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液;試管丙和試管丁就應(yīng)該分別是試管甲和試管乙的對照實驗。(2)根據(jù)步驟①的提示和題干所給的材料及用具,可以推出接下來要做的是“恒溫反應(yīng)”,并利用斐林試劑檢測實驗結(jié)果,觀察實驗現(xiàn)象和記錄實驗結(jié)果。(3)(4)根據(jù)實驗設(shè)計,試管甲和試管乙中的反應(yīng)能夠進行,會出現(xiàn)磚紅色沉淀;其他試管中的反應(yīng)不
41、能進行,不會出現(xiàn)磚紅色沉淀,因此,可得出“酶的催化作用具有專一性”這一結(jié)論。(5)因為酶的活性受溫度影響,20 ℃低于酶的最適溫度,酶的活性較低,產(chǎn)生的還原糖較少,因此,產(chǎn)生磚紅色沉淀的試管中的顏色比37 ℃時的淺。 答案:(1)如下表 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 + - + - 乙 - + - + 丙 + - - + 丁 - + + - (2)②將各試管中溶液放在37 ℃恒溫水浴鍋中一段時間后再按上表分別混勻,放入37 ℃恒溫水浴鍋中保溫一段時間?、廴〕鲈嚬?,分別加入適量的斐林試
42、劑,混勻,在50~65 ℃水浴中處理一段時間?、苡^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 ℃低于酶的最適溫度,酶活性低,產(chǎn)生的還原糖少 14.將新鮮馬鈴薯磨碎、過濾得到提取液。在溫度30 ℃的條件下,取等量提取液分別加到4支pH分別為3、5、7、9的100 mL體積分?jǐn)?shù)為3%過氧化氫溶液的燒杯中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一支試管都產(chǎn)生氣體,然后將加入4個燒杯中的馬鈴薯提取液的量減半,重復(fù)上述實驗。在相同時間內(nèi),分別測得兩次實驗中過氧化氫的含量變化并繪制成如圖1所示曲線,請
43、回答: (1)該實驗的自變量是________,因變量是________。 (2)曲線B是第________次實驗的結(jié)果,原因最可能是__________________。 (3)曲線A和B中,過氧化氫含量的最低點位于橫坐標(biāo)同一位置的原因是________________________________________________________________________。 (4)圖2表示馬鈴薯中過氧化氫酶在體外的最適條件下,底物對酶所催化反應(yīng)速率的影響。請在圖上畫出: ①如果在A點時,將溫度提高5 ℃時的曲線變化; ②如果在B點時,向反應(yīng)混合物中加入少量同種酶的曲線
44、變化; ③如果在C點時,加入大量pH為1.8的鹽酸的曲線變化。 解析:(1)圖1中,橫坐標(biāo)為自變量之一——pH;坐標(biāo)系中有兩條曲線,分別代表不同量的提取液。因此,該實驗中的自變量是pH的大小和提取液的量。一般情況下,坐標(biāo)系中的縱坐標(biāo)代表的是因變量。(2)因為兩次實驗所用過氧化氫溶液的體積相同,但是所用提取液的量不同,提取液的體積多的溶液中酶的含量就多,相同時間分解的過氧化氫的量就多。(3)pH影響酶的活性,兩次實驗僅僅是所用提取液(酶)的量不同,而酶的最適pH不因酶量的多少而改變。(4)本實驗是在最適宜條件下進行的,一旦提高溫度,酶活性會有所下降;在反應(yīng)物充足的情況下,酶濃度增加,反應(yīng)速率
45、增大;通過圖1可以看出,馬鈴薯中過氧化氫酶的最適pH為7,加入大量pH為1.8的鹽酸會導(dǎo)致溶液pH降低,過氧化氫酶的活性會急劇下降,則化學(xué)反應(yīng)速率下降。 答案:(1)pH的大小和提取液的量 反應(yīng)相同時間后過氧化氫的剩余量 (2)一 第一次實驗中提取液的量較多,酶量較多,相同時間分解的過氧化氫量較多 (3)同一種酶的最適pH不變(答案合理即可) (4)如圖所示 關(guān)于酶特性的實驗題的解題方法 (1)認(rèn)真審題,準(zhǔn)確找出變量,圍繞變量設(shè)置對照。如:①探究酶作用的專一性時,應(yīng)圍繞底物設(shè)置變量。②探究酶作用的高效性時,應(yīng)圍繞無機催化劑和酶制劑這一單一變量設(shè)置對照。③探究溫度(或pH)對
46、酶活性的影響時,應(yīng)設(shè)置不同溫度(或pH)處理進行對照,并確保變量控制的有效性,即應(yīng)在底物與酶混合之前,先進行同溫處理(或先用pH緩沖液調(diào)節(jié)酶和底物的pH),后混合酶和底物。 (2)設(shè)置實驗步驟時,應(yīng)注意:①根據(jù)試題要求,確定單一變量,依據(jù)實驗變量進行合理分組; ②根據(jù)實驗材料,結(jié)合實驗原理,確定實驗現(xiàn)象的觀測手段;③除自變量外,確保其他實驗條件相同且適宜;④合理確定操作程序,確保程序合理、表達(dá)準(zhǔn)確。 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第46頁 練全國高考真題——知考查重點 1.(2016·高考全國卷Ⅰ)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫,則在測定酶活力的實驗中,下列操作順序合理的是
47、( ) 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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)物的量 解析:測定酶活力的實驗中緩沖液可維持溶液的pH,所以緩沖液應(yīng)在底物與酶混合之前加入,反應(yīng)時間的測定則應(yīng)在底物與酶混合之后開始,據(jù)此可判斷C項符合題意。 答案:C 2.(2016·高考全國卷Ⅱ)為了研究溫度對某種酶活性的影響,設(shè)置三個實驗組:A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃),測
48、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?;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(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____________(答出兩點即可)。 解析:本題考查溫度對酶活性影響
49、實驗的相關(guān)知識。(1)由圖可見,在0~t1范圍內(nèi),B組產(chǎn)物濃度最高,且曲線的切線斜率最大,可知B組酶活性最高。(2)由圖可知,在時間t1之前,溫度從20 ℃提高到40 ℃,酶促反應(yīng)速度加快,所以,A組提高10 ℃后,酶催化反應(yīng)的速度加快。(3)據(jù)圖可知,C組在t2時,產(chǎn)物濃度遠(yuǎn)低于A、B兩組,說明反應(yīng)物并沒完全反應(yīng)完畢,而且t2前后產(chǎn)物濃度不變,說明酶已完全失活,因此,t2時增加底物量,產(chǎn)物不再增加。(4)絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。酶的特性有:高效性、專一性、作用條件較溫和等。 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)
50、產(chǎn)物總量也不會增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA 高效性和專一性 練各地市模擬——知命題熱點 3.(2017·山東日照檢測)下列有關(guān)ATP的敘述,不正確的是( ) A.ATP直接為生命活動供能的過程消耗水 B.人體在饑餓狀態(tài)下,細(xì)胞中ATP的含量仍可保持動態(tài)平衡 C.ATP脫去兩個磷酸基團后可以參與合成RNA D.ATP的合成與水解所需的酶相同 解析:ATP直接為生命活動供能的過程為ATP的水解過程,消耗水,A正確;人體在饑餓狀態(tài)下,細(xì)胞中ATP的含量仍可通過和ADP的相互轉(zhuǎn)化保持動態(tài)平衡,B正確;ATP脫去兩個磷酸基團后為腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸是合成RNA的原料,C
51、正確;ATP的合成需要合成酶,ATP水解需要水解酶,酶具有專一性,兩種酶不同,D錯。 答案:D 4.(2017·山西四校聯(lián)考)乳糖酶催化乳糖水解。有兩項與此相關(guān)的實驗,其他實驗條件均設(shè)置為最適條件,實驗結(jié)果如下表,以下分析正確的是( ) 實驗一(乳糖濃度為10%) 酶濃度 0% 1% 2% 4% 5% 相對反應(yīng)速率 0 25 50 100 200 實驗二 (酶濃度為2%) 乳糖濃度 0% 5% 10% 20% 30% 相對反 應(yīng)速率 0 25 50 65 65 A.實驗一增加乳糖濃度,相對反應(yīng)速率將降低 B.實驗二若繼續(xù)增大
52、乳糖濃度,相對反應(yīng)速率不再加大 C.實驗一如果繼續(xù)增加酶濃度,相對反應(yīng)速率不再加大 D.實驗二若溫度升高10 ℃,相對反應(yīng)速率將增大 解析:實驗一增加乳糖濃度,相對反應(yīng)速率可能增大,A錯誤;實驗二中乳糖濃度為20%與30%時相對反應(yīng)速率相等,所以實驗二若繼續(xù)增大乳糖濃度,相對反應(yīng)速率將不再加大,B正確;實驗一如果繼續(xù)增加酶濃度,相對反應(yīng)速率可能繼續(xù)加大,C錯誤;實驗條件均設(shè)置為最適條件,所以提高溫度,酶的活性下降,因此實驗二若溫度升高10 ℃,相對反應(yīng)速率將減小,D錯誤。 答案:B 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第305頁 一、選擇題 1.下列關(guān)于ATP的敘述,不正確的是( )
53、A.動物細(xì)胞中合成ATP所需的能量來自糖類等能源物質(zhì)中的化學(xué)能 B.植物細(xì)胞中合成ATP所需的能量全部來自光反應(yīng)固定的太陽能 C.溫度的突然變化會影響ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的速率 D.細(xì)胞呼吸過程產(chǎn)生的ATP是供應(yīng)細(xì)胞生命活動的直接能源 解析:植物細(xì)胞內(nèi)合成ATP的途徑有光合作用和細(xì)胞呼吸,前者合成ATP所需的能量來自光反應(yīng)固定的太陽能,后者合成ATP所需的能量來自糖類等有機物中儲存的穩(wěn)定的化學(xué)能;溫度會影響酶的活性,ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)是酶促反應(yīng),所以溫度的突然變化會影響ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的速率。 答案:B 2.ATP是一種高能磷酸化合物。下列關(guān)于ATP的敘述正確的是
54、( ) A.如細(xì)胞代謝強度增加一倍,則細(xì)胞內(nèi)ATP的含量也將增加一倍 B.ATP中全部高能磷酸鍵斷裂后,形成的產(chǎn)物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸 C.ATP分子結(jié)構(gòu)中含有一個普通磷酸鍵,該鍵易斷裂也易形成 D.有絲分裂后期,受紡錘絲牽引,著絲點斷裂,該過程需要ATP水解供能 解析:細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的含量很少且保持相對穩(wěn)定,A錯誤;ATP分子結(jié)構(gòu)中易斷裂也易形成的是高能磷酸鍵,C錯誤;著絲點分裂并非紡錘絲牽引所致,D錯誤。 答案:B 3.有關(guān)酶和ATP的說法,正確的是( ) A.所有酶均在核糖體上合成 B.檢測蛋白酶的催化作用可用雙縮脲試劑檢驗反應(yīng)物是否完全分解 C.有機物
55、氧化分解釋放出的能量少部分轉(zhuǎn)移到ATP中 D.在ATP中A代表腺苷,P代表磷酸基團,T代表三個高能磷酸鍵 解析:酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,核糖體上合成的是蛋白質(zhì),A項錯誤;蛋白酶本身是蛋白質(zhì),催化蛋白質(zhì)水解后本身不變,仍可與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng),B項錯誤;有機物氧化分解釋放的能量只有少部分轉(zhuǎn)移到ATP中,其余以熱能的形式散失,C項正確;ATP中的T代表磷酸基團的數(shù)目是三個,D項錯誤。 答案:C 4.下列有關(guān)酶的說法中正確的是( ) A.酶能改變化學(xué)反應(yīng)速率是因為其能提高反應(yīng)物的活化能 B.驗證酶的專一性時,自變量可以是酶的種類;驗證酶的高效性時,自變量是酶的濃度 C.人體內(nèi)的
56、激素、酶和神經(jīng)遞質(zhì)均有特定的生物活性,都在起作用后被滅活 D.形成酶需要消耗ATP,形成ATP需要酶的催化 解析:選項A,酶能改變化學(xué)反應(yīng)速率是因為其能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。選項B,驗證酶的專一性時,自變量可以是酶的種類,也可以是底物的種類;驗證酶的高效性時,自變量是催化劑的種類。選項C,人體內(nèi)的激素、酶和神經(jīng)遞質(zhì)均有特定的生物活性,激素和神經(jīng)遞質(zhì)在起作用后被滅活,酶不被滅活。選項D,無論是蛋白質(zhì)還是RNA,形成過程都需要消耗ATP,而形成ATP需要酶的催化。 答案:D 5.下列有關(guān)酶的敘述,正確的是( ) A.酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少 B.酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷
57、酸 C.同一生物體內(nèi)的各種酶催化反應(yīng)條件都相同 D.任何一個活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶,酶在細(xì)胞內(nèi)才起催化作用 解析:酶是催化劑不參與化學(xué)反應(yīng)過程,因此在化學(xué)反應(yīng)前后數(shù)量不變,A錯誤;絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA,因此酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸,B正確;同一生物體內(nèi)不同的酶的最適pH不同,如胃蛋白酶的最適pH偏低,胰蛋白酶則偏高,C錯誤;酶在細(xì)胞外也能起催化作用,如唾液和淀粉在試管中的反應(yīng),D錯誤。 答案:B 6.下列關(guān)于細(xì)胞代謝與酶、ATP的關(guān)系的描述,正確的是( ) A.酶的種類具有物種差異性,而ATP卻無物種差異性 B.酶、ATP都與細(xì)胞代謝密切相關(guān),但兩者
58、的合成并無直接關(guān)系 C.洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體、線粒體等 D.與激素及載體蛋白等一樣,酶起到調(diào)節(jié)作用后并不失活 解析:酶的合成與遺傳物質(zhì)有關(guān),具有物種差異性,不同生物體內(nèi)的ATP是相同的,不具有物種差異性,A正確;酶的合成需要ATP供能,ATP的合成需要酶的催化,B錯誤;洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞中無葉綠體,C錯誤;酶不起調(diào)節(jié)作用,只起催化作用,D錯誤。 答案:A 7.(2017·黑龍江哈爾濱統(tǒng)考)在甲、乙、丙三支試管中加入下列物質(zhì)并保溫一段時間后,有關(guān)分析不正確的是( ) 編號 甲 乙 丙 步驟1 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL可溶性淀粉溶液
59、2 mL可溶性淀粉溶液 步驟2 1 mL淀粉酶溶液 1 mL麥芽糖酶制劑 0.5 mL淀粉酶溶液 0.5 mL麥芽糖酶制劑 步驟3 適宜溫度下保溫至反應(yīng)完成 A.溫度、pH在本實驗中均屬于無關(guān)變量 B.加入碘液后,溶液變藍(lán)的只有乙試管 C.加入斐林試劑后水浴加熱,溶液呈現(xiàn)磚紅色的有甲試管和丙試管 D.加入雙縮脲試劑后,三支試管中的溶液均變藍(lán)色 解析:甲、乙的自變量是酶的種類,可驗證酶的專一性,溫度、pH在本實驗中均屬于無關(guān)變量,A正確;甲試管淀粉在淀粉酶的作用下水解產(chǎn)生還原糖,加入斐林試劑后水浴加熱,故會出現(xiàn)磚紅色沉淀,乙試管麥芽糖酶不能水解淀粉,不能產(chǎn)生磚紅色沉淀,丙
60、發(fā)生和甲一樣的過程,B和C正確;加入雙縮脲試劑后,三支試管中的溶液均出現(xiàn)紫色現(xiàn)象,D錯誤。 答案:D 8.下圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗。有關(guān)分析合理的是( ) A.本實驗的因變量是不同的催化劑 B.本實驗的無關(guān)變量有溫度和酶的用量等 C.1號與3號、1號與4號可分別構(gòu)成對照實驗 D.分析1號、2號試管的實驗結(jié)果可知加熱能降低反應(yīng)的活化能 解析:本實驗的因變量是氣泡的產(chǎn)生速率,即過氧化氫的分解速率,A錯誤。溫度是自變量,酶的用量是無關(guān)變量,B錯誤。1號與3號、1號與4號中都只有一個實驗變量不同,可分別構(gòu)成對照實驗,C正確。2號在高溫下反應(yīng)加快,是因為加熱使過
61、氧化氫分子得到能量,從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài),D錯誤。 答案:C 9.(2017·浙江寧波測試)圖中曲線a表示在最適溫度、最適pH條件下,底物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析,下列敘述不正確的是( ) A.在曲線的AB段限制反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度 B.在曲線的B點時再加入一定量的酶,可以用曲線b表示 C.酶的數(shù)量減少后,圖示反應(yīng)速率可用曲線c表示 D.減小pH,重復(fù)該實驗,曲線中B點位置不變 解析:在曲線的AB段,隨著底物濃度的增大,反應(yīng)速率增大,限制因素是底物濃度,A正確;酶量的增加可以增大化學(xué)反應(yīng)速率,B正確;酶量減少可以降低化學(xué)反應(yīng)速率,C正確;
62、pH影響酶活性,與最適pH相比,減小pH,酶活性降低,化學(xué)反應(yīng)速率降低,B點位置下降,D錯誤。 答案:D 10.如圖表示淀粉酶在不同實驗條件下催化淀粉水解反應(yīng)時,淀粉的剩余量和反應(yīng)時間的關(guān)系。關(guān)于此圖的解讀,正確的是( ) A.若a、b、c表示溫度,則b曲線對應(yīng)的溫度為最適溫度 B.若a、b、c表示pH,則在c曲線對應(yīng)的pH條件下,酶已失活 C.若a、b、c表示酶的濃度,則a曲線對應(yīng)的酶濃度最大 D.若K+、Mg2+對淀粉酶的活性分別有促進、抑制作用,則c曲線對應(yīng)的是加K+的實驗 解析:由圖示可知,a曲線剩余量減少最快,反應(yīng)速率應(yīng)最快,A錯誤;在a、b、c對應(yīng)的pH條件下,
63、酶均具有活性,B錯誤;酶濃度越大,反應(yīng)速率越快,C正確;據(jù)選項所給信息可判斷出a曲線對應(yīng)的應(yīng)該是加K+的,c曲線對應(yīng)的應(yīng)該是加Mg2+的,D錯誤。 答案:C 11.(2017·山東實驗中學(xué)診斷)某班研究“溫度對酶的活性影響”實驗時,兩個小組的同學(xué)選擇了不同的實驗材料開展探究,第一組選擇淀粉酶水解淀粉進行實驗,第二組利用肝臟研磨液與Fe3+催化過氧化氫開展實驗,其結(jié)果如圖所示,下列相關(guān)分析不合理的是( ) A.兩小組同學(xué)都采用數(shù)學(xué)建模表示研究結(jié)果 B.酶的催化效率不一定比無機催化劑高 C.兩組實驗數(shù)據(jù)都反映了酶在最適宜溫度時產(chǎn)物積累量或生成量最多 D.兩小組實驗都反映了溫度過高
64、或過低都不利于酶的催化作用 解析:由第一組乙圖可以看出最適宜溫度時產(chǎn)物積累量不是最多,因為最適溫度以后酶活性雖然下降,但底物仍在分解產(chǎn)物積累量還在增加。C錯誤。 答案:C 12.(2017·河南開封名校月考)用植物纖維紡織衣物時,需除去織物纖維上的淀粉漿(稱為退漿)。傳統(tǒng)工藝是用燒堿進行退漿,但是對環(huán)境造成的污染很嚴(yán)重。現(xiàn)在常用的淀粉酶是從細(xì)菌體內(nèi)提取的,在使用過程中常加入NaCl作為酶的激活劑。隨自變量的變化,酶的活性沒有發(fā)生變化的是( ) A.酶濃度對退漿效果的影響 B.溫度對退漿效果的影響 C.pH對退漿效果的影響 D.NaCl濃度對退漿效果的影響 解析:溫度和
65、pH均能影響酶的活性,因此B、C兩個選項中退漿率的變化是由酶活性的變化引起的。由題目信息可知,NaCl是酶的激活劑,因此D選項中退漿率的變化也是由酶活性的變化引起的。A選項中,退漿率的變化是由酶的濃度引起的,酶的活性是相同的。
答案:A
二、非選擇題
13.某校生物興趣小組在學(xué)習(xí)了課本實驗“探究溫度對酶活性的影響”后,想進一步探究在一個小區(qū)間內(nèi)的兩個溫度t1、t2(t1 66、、t2的恒溫水浴中保溫10 min,然后將C、D兩試管中的溶液分別加到A、B兩試管中,搖勻后繼續(xù)在各自的恒溫水浴中保溫10 min。請分析回答:
(1)圖示中Tm為酶的________。
(2)該實驗的自變量是________,實驗中需控制的無關(guān)變量主要有________(寫出兩種即可)。
(3)利用提供的U形管(已知溶液中的淀粉及其分解產(chǎn)物不能通過U形管底部的半透膜)繼續(xù)完成探究實驗。
實驗步驟:
①從試管A、B中取________的溶液,分別倒入U形管的A、B兩側(cè)并標(biāo)記液面高度;
②一段時間后觀察________的變化。
實驗結(jié)果預(yù)測和結(jié)論:
①如果________,則溫度為t1時淀粉酶的活性強;
②如果________,則溫度為t2時淀粉酶的活性強;
③________________________________________________________________________。
解析:(1)分析題圖曲線特點可知,溫度為Tm時對應(yīng)的酶活性最大,則Tm是該酶的最適溫度。(2)題干信息交代本題是探究溫度為t1、t2時酶的活性,則本實驗的自變
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