第7讲 酶与ATP-【金版教程】2025年高考生物一轮复习创新方案课件PPT（新教材，创新版，多选版）

　　　　　　　　　　　　　 第三单元　细胞代谢 　　　　　　　　　　　　　 第7讲　酶与ATP 1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 目录 CONTENTS 02 高考真题再现 03 课时作业 01 考点 01 考点 目录 细胞质基质 考点一　酶的本质、作用及特性 1．细胞代谢 2．酶在细胞代谢中的作用 (1)比较过氧化氢在不同条件下的分解 * 目录 无 气泡产生 少 较多 很多 催化 更高 * 目录 催化 化学反应 降低化学反应的活化能 酶催化需 要的活化能 * (2)酶的作用：eq \x(\s\up1(08))__________作用。 (3)酶催化作用的机理 (4)酶催化作用的意义 使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 目录 实验注意事项 (1)肝脏必须是新鲜的。 (2)肝脏要研磨，充分研磨有助于过氧化氢酶从细胞中释放出来并与过氧化氢充分接触。 (3)滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一个滴管。 [特别提醒] 目录 蛋白质 RNA 3.酶的本质 (1)探究历程 * 目录 活细胞 催化作用 有机物 蛋白质 蛋白质 RNA 氨基酸或核糖核苷酸 核糖体或细胞核 催化作用 显著降低化学反应的活化能 * (2)酶的概念 eq \x(\s\up1(14))_______产生的具有eq \x(\s\up1(15))________的eq \x(\s\up1(16))_______，其中绝大多数是eq \x(\s\up1(17))_______。 (3)对酶的理解 目录 无机催化剂 107~1013 4．酶的特性 (1)高效性 更高 缩短 平衡点 * 目录 一种或一类 相同 (2)专一性 加快 专一性 * 目录 最适的温度(pH) 增强 减弱 * (3)作用条件较温和 ①与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。 ②在eq \x(\s\up1(33))______________条件下，酶的活性最高。在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用eq \x(\s\up1(34))______，超过这一范围，酶的催化作用逐渐eq \x(\s\up1(35))_____ (见下图)。 目录 过酸、过碱 空间结构遭到破坏 永久失活 酶活性下降 酶的空间结构 升高 * ③绝大多数酶是蛋白质，eq \x(\s\up1(36))__________和高温都会使酶eq \x(\s\up1(37))________________，使酶eq \x(\s\up1(38))________。低温只是使eq \x(\s\up1(39))_____________，但是eq \x(\s\up1(40))______________稳定，适宜温度下酶的活性会eq \x(\s\up1(41))__________。 目录 酶 反应物 5．影响酶促反应的因素 (1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线 * 目录 不变 不变 (2)温度和pH对酶促反应速率的影响 * 据图可知，不同pH条件下，酶最适温度eq \x(\s\up1(44))________；不同温度条件下，酶最适pHeq \x(\s\up1(45))_________。 目录 底物浓度 酶浓度 或酶活性 (3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 ①底物浓度对酶促反应速率的影响 * 目录 成正比 ②酶浓度对酶促反应速率的影响 * 目录 1．酶促反应速率表示酶所催化反应的快慢，可用单位时间内产物的生成量或反应物的消耗量来表示(反应物的消耗量不易测得)。 2．酶活性指酶催化特定化学反应的能力。酶活性的大小可用一定条件下酶催化某一化学反应的速率即酶促反应速率来表示，酶促反应速率越大，酶活性越高，反之酶活性越低。 3．酶促反应速率可受酶活性的影响，但也受酶浓度、反应物浓度等的影响。 4．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和酶的接触，进而影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。 [特别提醒] 目录 1．(必修1 P84相关信息)不同类型生物酶最适活性范围 (1)温度：一般来说，动物体内的酶最适温度在________；植物体内的酶最适温度在________；细菌和真菌体内的酶最适温度________，有的酶最适温度可高达70 ℃。 (2)pH：动物体内的酶最适pH大多在________，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为________；植物体内的酶最适pH大多在________。 35～40 ℃ 40～50 ℃ 差别较大 6.5～8.0 1.5 4.5～6.5 答案 目录 2．(必修1 P85概念检测T1改编)嫩肉粉是以木瓜蛋白酶为主要成分的食品添加剂，一般在烹饪肉类时使用，可使肉质更加鲜嫩。下列关于嫩肉粉的叙述，正确的是(　　) A．嫩肉粉应在炒肉的过程中加入 B．应在室温下将嫩肉粉与肉片混合，并放置一段时间后，再炒 C．嫩肉粉的使用不会改变肉中蛋白质的分子结构 D．制作土豆泥时可加入嫩肉粉使其口感更软糯、细腻 答案 目录 3．(必修1 P85科学·技术·社会改编)全自动滚筒洗衣机针对不同衣物设置了不同的洗涤温度，而全自动波轮洗衣机无调温功能，在洗涤衣物上的不同污渍时，要选用不同的加酶洗衣粉以保证良好的洗涤效果。下列说法错误的是(　　) A．加酶洗衣粉的洗涤效果好说明酶具有催化作用 B．洗涤不同污渍选用不同的加酶洗衣粉体现了酶的专一性 C．在不同pH的水中碱性蛋白酶洗衣粉的洗涤效果相同 D．在冬天用波轮洗衣机时加酶洗衣粉的去污渍效果较低 答案 目录 　 题型一　酶的作用和本质 1．核酶是具有催化功能的RNA分子，在特异的结合并切割特定的mRNA后，核酶可以从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的mRNA分子，下列说法正确的是(　　) A．核酶具有热稳定性，故核酶的活性不受温度的影响 B．向含有核酶的溶液中滴加双缩脲试剂，可以发生紫色反应 C．核酶发挥作用时有氢键的形成，也有磷酸二酯键的断裂 D．与不加酶相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可以反映酶的高效性 答案 目录 解析　核酶的热稳定性较高，其活性也受温度的影响，如低温抑制其活性，A错误；核酶是具有催化功能的RNA分子，不属于蛋白质，所以向含有核酶的溶液中滴加双缩脲试剂，不会发生紫色反应，B错误；核酶与催化底物特异性结合时，核酶和mRNA之间有氢键形成，而切割mRNA分子时也有磷酸二酯键的断裂，C正确；酶的高效性是和无机催化剂进行比较而得出的，D错误。 解析 目录 2．(多选)如图为反应物A生成产物P的化学反应在 无酶和有酶催化条件下的能量变化过程，假设酶所处的 环境条件最适，对于图中曲线分析正确的是(　　) A．ad段表示无酶催化时该反应的活化能 B．bc段表示酶为底物提供的活化能 C．若把酶改成无机催化剂，则图中b点位置会上移 D．若将有酶催化的反应温度下降10 ℃，则ab段会缩短 答案 目录 解析　分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能，所以，在没有催化剂时ac段表示该反应所需要的活化能，A错误；在有酶催化时bc段表示该反应需要的活化能，酶降低了化学反应的活化能，B错误；酶具有高效性，与无机催化剂相比，其降低化学反应的活化能更显著，所以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点将向上移动，C正确；由于该酶所处的环境条件为最适条件，故将有酶催化的反应温度下降10 ℃，酶活性下降，导致降低化学反应活化能的程度下降，b点上移，ab段会缩短，D正确。 解析 目录 题型二　酶的特性 3．在三支试管中加入等量的质量分数为5%的过氧化氢溶 液，再分别加入适量的二氧化锰、新鲜猪肝研磨液、唾液，一段 时间后测得底物含量变化如图所示。则下列叙述错误的是(　　) A．曲线乙表示二氧化锰的催化作用，曲线甲与曲线乙对照反映了无机催化剂具有专一性 B．曲线丙表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，曲线甲与曲线丙对照能反映酶具有专一性 C．曲线丙与曲线乙对照可以说明酶具有高效性 D．曲线甲不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶—底物复合物 答案 目录 解析　由图分析，三条曲线对应的条件是：甲为唾液， 乙为二氧化锰，丙为新鲜猪肝研磨液。曲线甲不下降的原因 是酶具有专一性，唾液淀粉酶与该底物不能形成酶—底物复 合物，D正确；曲线甲、乙对照说明二氧化锰可以催化过氧 化氢分解，唾液淀粉酶不可以催化过氧化氢分解，不能得出无机催化剂具有专一性，A错误；曲线甲表示唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解，曲线丙表示过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，二者对照说明酶具有专一性，B正确；和乙相比，丙反应的时间短，催化效率高，因此可以说明酶具有高效性，C正确。 解析 目录 4．酶具有专一性，但并非绝对的严格，如胃蛋白酶一般水解蛋白质中苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸间的肽键，胰蛋白酶一般水解蛋白质中赖氨酸或精氨酸的羧基参与形成的肽键，而肽酶则从蛋白质的氨基端或羧基端逐一水解肽键。下列相关叙述错误的是(　　) A．蛋白质经胰蛋白酶处理后经双缩脲试剂检测仍可显紫色 B．胃蛋白酶随着食糜进入小肠后会变性失活被胰蛋白酶水解 C．蛋白质依次经胃蛋白酶和胰蛋白酶水解后的产物都是二肽或多肽 D．氨基酸种类、数目相同，但排列顺序不同的蛋白质经肽酶彻底水解后产物相同 答案 目录 解析　双缩脲试剂可与蛋白质反应呈紫色，胰蛋白酶将蛋白质水解后形成多肽，且胰蛋白酶本身是蛋白质，多肽和蛋白质都可以与双缩脲试剂反应呈紫色，A正确；胃蛋白酶适宜的pH为1.5左右，进入小肠液(pH为7.6)后发生很大的变化，胃蛋白酶失活，且被胰蛋白酶水解，B正确；蛋白质依次经胃蛋白酶和胰蛋白酶水解后的产物中，可能存在单个氨基酸，C错误；肽酶能从蛋白质的氨基端或羧基端逐一水解肽键，故氨基酸种类、数目相同，但排列顺序不同的蛋白质经肽酶水解后，形成的氨基酸相同，即产物相同，D正确。 解析 目录 具有专一性或特异性的五类物质 (1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性内切核酸酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。 (2)转运蛋白：某些物质通过细胞膜时需要转运蛋白协助，不同物质所需转运蛋白不同，转运蛋白的专一性是细胞膜选择透过性的基础。 (3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。 (4)tRNA：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 (5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 目录 题型三　影响酶促反应的因素 5．(2023·湖北高三期中)大多数酶都能被某些化学试剂所抑制，酶活性的抑制分为可逆的和不可逆的。可逆性的酶抑制剂分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，其作用机理如图。某同学据图所做的分析，错误的是(　　) A．底物形态结构与酶活性部位的互补性可体现酶的专一性 B．非竞争性抑制剂的量一定时，增加酶浓度不影响酶促反应速率 C．不能通过增加底物的量来缓解非竞争性抑制剂的作用效果 D．随着底物浓度升高，抑制效果越来越小的是竞争性抑制剂 答案 目录 解析　非竞争性抑制剂的量一定时，增加酶浓度，酶促反应速率可能提高，B错误；非竞争性抑制剂能使酶失去催化活性，增加底物的量不能缓解非竞争性抑制剂的作用效果，C正确；非竞争性抑制剂的抑制作用与底物浓度无关，对于竞争性抑制剂，底物浓度越高，底物与酶活性位点结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小，竞争性抑制剂的抑制效果越来越小，D正确。 解析 目录 6．(多选)(2023·广东高三5月联考改编)某实验小组从热泉的 芽孢杆菌中获取了某耐热蛋白酶，并探究了该酶在60 ℃和80 ℃两 个温度条件下，pH对酶活性的影响，结果如图所示。下列相关叙 述不正确的是(　　) A．芽孢杆菌合成耐热蛋白酶是在热泉环境的诱导下产生的适应性变异 B．根据结果可知，该酶适合在pH＝7、温度为60 ℃的条件下长期保存 C．与80 ℃相比，60 ℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强 D．当pH＝7时，80 ℃和60 ℃条件下该酶为化学反应提供等量的活化能 解析　芽孢杆菌能合成耐热蛋白酶，是热泉环境对芽孢杆菌的选择作用的结果，A错误；长期保存应置于低温条件下，B错误；分析题图可知，60 ℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能提供活化能，D错误。 答案 解析 目录 “四看法”分析酶促反应曲线 目录 7.(2024·广东省高三四校联考)泥鳅肉质细嫩，肉味鲜美，素有“水中人参”之称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶的活力(酶催化化学反应的效率)的影响，以指导泥鳅的培养温度和投放的饲料类型，实验结果如图所示。请回答下列问题： (1)从酸碱度和温度角度考虑，实验过程中 提取的消化酶可置于________________条件下保 存。 借助温度对泥鳅肠道消化酶活性的影响的探究，考查实验探究能力及应用能力 最适pH和低温 答案 目录 (2)分析上述实验结果可知，饲养泥鳅时为提高其产量，可以多投放_______(填“蛋白”“淀粉”或“脂肪”)类饲料；若要进一步探究泥鳅肠道淀粉酶的最适温度，需要在___________(填温度)范围内进一步缩小温度梯度。 (3)泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉的污染，重金属镉会降低泥鳅体内各种消化酶的活性，从而影响泥鳅的生长繁殖。请你以淀粉酶为例，设计实验来验证Cd2＋会使淀粉酶的活性降低。实验材料：淀粉、泥鳅体内提取的淀粉酶溶液、含Cd2＋的溶液、碘液、清水。 淀粉 45～55 ℃ 答案 目录 实验步骤： ①取A、B两支试管分别加入等量的从泥鳅体内提取的淀粉酶溶液，然后_________________________________________________________________________________________________________________________________，②___________ ________________________________，一段时间后向两支试管中滴加等量的碘液。 实验结果：_________________________________________________________ _______________。 往A试管中加入一定量的含Cd2＋的溶液，B试管中加入等量的清水(作对照)，在相同且适宜条件下处理一段时间(可颠倒处理，需要与实验结果匹配) 再往A、B试管中加入等量的淀粉溶液 A试管中的蓝色明显比B试管中的深(或A试管中显现蓝色，B试管中不显现蓝色) 答案 目录 非还原糖 斐林试剂 考点二　酶的相关实验 砖红色 * 1．探究酶的专一性实验 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。 (1)实验原理：淀粉和蔗糖都是eq \x(\s\up1(01))____________。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖能够与eq \x(\s\up1(02))____________发生反应，生成eq \x(\s\up1(03))_________的沉淀。 (2)目的要求：探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 目录 (3)实验步骤 步骤 试管1 试管2 第一步 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 注入蔗糖溶液 － 2 mL 第二步 注入新鲜淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 第三步 振荡摇匀，60 ℃保温 5 min 5 min 第四步 加入斐林试剂，振荡，水浴加热，观察颜色变化 2 mL 2 mL * 目录 砖红色沉淀 淀粉 蔗糖 专一性 淀粉与淀粉酶 * (4)实验结果 试管1出现eq \x(\s\up1(04))__________，试管2不出现。 (5)实验结论：淀粉酶只催化eq \x(\s\up1(05))_______水解，不能催化eq \x(\s\up1(06))________水解，酶具有eq \x(\s\up1(07))__________。 2．探究温度对酶活性的影响 (1)材料：宜选用eq \x(\s\up1(08))_________________探究温度对酶活性的影响。 目录 (2)进行实验(以唾液淀粉酶的催化作用为例) 步骤 试管1 试管2 试管3 试管4 试管5 试管6 第一步 2 mL淀粉溶液 ＋ ＋ ＋ 1 mL淀粉酶溶液 ＋ ＋ ＋ 第二步 分别保温5 min 冰浴 37 ℃水浴 沸水浴 第三步 将酶与底物混合 将试管2中的溶液倒入试管1中混合 将试管4中的溶液倒入试管3中混合 将试管6中的溶液倒入试管5中混合 第四步 分别保温2 min 冰浴 37 ℃水浴 沸水浴 用自来水冲凉 第五步 加检测试剂 加入2滴碘液，观察颜色变化 * 目录 呈现蓝色 无明显颜色反应 酶的作用需要适宜的温度，温度偏高或偏低都会影响酶的活性，使酶活性降低 * (3)实验结果：沸水浴和冰浴两组的实验结果：eq \x(\s\up1(09))_________________，37 ℃水浴组的实验结果：eq \x(\s\up1(10))____________________________________。 (4)实验结论：eq \x(\s\up1(11))______________________________________________________ ______________________________________________。 目录 1．若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物是否被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 2．在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 [特别提醒] 目录 过氧化氢和肝脏研磨液 步骤 试管1 试管2 试管3 第一步 加入2滴肝脏研磨液 第二步 1 mL pH＝7的缓冲液 1 mL盐酸溶液 1 mL NaOH溶液 第三步 加入2 mL H2O2溶液 第四步 观察气泡生成速率(或插入点燃的卫生香，观察复燃情况) * 3.探究pH对酶活性的影响 (1)材料：宜选用eq \x(\s\up1(12))__________________________探究pH对酶活性的影响。 (2)进行实验 目录 无明显气泡产生(或卫生香不复燃) 有大量气泡产生(或卫生香复燃) 酶的作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低 步骤 试管1 试管2 试管3 第一步 加入2滴肝脏研磨液 第二步 1 mL pH＝7的缓冲液 1 mL盐酸溶液 1 mL NaOH溶液 第三步 加入2 mL H2O2溶液 第四步 观察气泡生成速率(或插入点燃的卫生香，观察复燃情况) * (3)实验结果：试管2和3：eq \x(\s\up1(13))_______________________________________，试管1：eq \x(\s\up1(14))__________________________________________。 (4)实验结论：eq \x(\s\up1(15))_____________________________________________________。 目录 1．在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在达到预设pH前，让反应物与酶接触。 2．在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作实验材料，因为调节pH值所营造的酸性环境会干扰斐林试剂(碱性)对淀粉水解的检测，且酸性环境下，淀粉还会水解，碱性环境会干扰碘液与淀粉的蓝色反应。 [特别提醒] 目录 题型一　酶的基础实验分析 1．下列有关酶的实验中，选材及检测指标能达到实验目的的是(　　) 选项 实验目的 选材 检测指标 A 探究酶具有高效性 蛋白质、蛋白酶 双缩脲试剂检测观察颜色变化 B 探究酶的最适pH 淀粉、新鲜的唾液 加入碘液观察颜色变化 C 探究酶的最适温度 过氧化氢、过氧化氢酶 气泡产生速率 D 探究酶具有专一性 蔗糖、淀粉、淀粉酶 斐林试剂检测观察砖红色沉淀产生情况 答案 目录 解析　蛋白酶的本质为蛋白质，无论是否将蛋白质分解完，加入双缩脲试剂都会变为紫色，且探究酶具有高效性，对照组应加入反应物和无机催化剂，故不能用蛋白质和蛋白酶探究酶具有高效性，A错误；酸性条件下淀粉会分解，影响实验结果，所以不能用淀粉、新鲜的唾液探究酶的最适pH，B错误；不同温度下过氧化氢的分解速率不同，过氧化氢受热易分解，所以不能用过氧化氢、过氧化氢酶探究酶的最适温度，C错误；淀粉酶可分解淀粉，不能分解蔗糖，且蔗糖属于非还原糖，与斐林试剂不能反应，而淀粉被分解形成的麦芽糖为还原糖，与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，故可用蔗糖、淀粉、淀粉酶探究酶具有专一性，D正确。 选项 实验目的 选材 检测指标 A 探究酶具有高效性 蛋白质、蛋白酶 双缩脲试剂检测观察颜色变化 B 探究酶的最适pH 淀粉、新鲜的唾液 加入碘液观察颜色变化 C 探究酶的最适温度 过氧化氢、过氧化氢酶 气泡产生速率 D 探究酶具有专一性 蔗糖、淀粉、淀粉酶 斐林试剂检测观察砖红色沉淀产生情况 解析 目录 2．某同学设计了探究酶的实验，如下表所示。相关叙述不正确的是(　　) A．该实验可证明酶的专一性 B．指示剂可以用碘液代替 C．能检测出还原糖生成的是 1、4号试管 D．反应物混合后还需要进行 水浴加热 注：“－”表示不加入。 试管编号 1号 2号 3号 4号 1%淀粉溶液(mL) 3 － 3 － 2%蔗糖溶液(mL) － 3 － 3 新鲜唾液(mL) 1 1 － － 蔗糖酶溶液(mL) － － 1 1 斐林试剂(mL) 2 2 2 2 实验结果 答案 目录 解析　淀粉只能被淀粉酶催化，蔗糖只能被蔗糖酶催化，即可证明酶的专一性，只有1号和4号试管可以产生砖红色沉淀，即有还原糖产生，A、C正确；碘液作指示剂，只能判断淀粉是否存在，而不能判断蔗糖是否被水解，因此指示剂不可以用碘液代替，B错误；斐林试剂的使用需要水浴加热，反应物混合后还需要进行水浴加热，D正确。 试管编号 1号 2号 3号 4号 1%淀粉溶液(mL) 3 － 3 － 2%蔗糖溶液(mL) － 3 － 3 新鲜唾液(mL) 1 1 － － 蔗糖酶溶液(mL) － － 1 1 斐林试剂(mL) 2 2 2 2 实验结果 解析 目录 3．(多选)如表是探究温度对唾液淀粉酶活性影响实验的一些试剂及处理措施，下列分析不正确的是(　　) A．实验步骤的顺序是加缓冲液→加淀粉→加酶→保温→加碘液 B．唾液淀粉酶能够为淀粉水解反应提供大量能量 C．1号试管中的淀粉在唾液淀粉酶和ATP的作用下水解为麦芽糖 D．2号试管滴加碘液后变蓝是因为高温破坏了唾液淀粉酶的结构 试管编号 唾液稀释液 (mL) pH为6.8的缓冲液(mL) 质量分数为1%的淀粉溶液(mL) 不同温度处理(10 min) 稀碘液(滴) 1 1 1 2 37 ℃恒温水浴 1 2 1 1 2 沸水浴 1 3 1 1 2 0～4 ℃水浴 1 答案 目录 解析　该实验中酶和淀粉应该在相应的温度下保温，然后再混合，A错误；唾液淀粉酶是生物催化剂，可以催化淀粉水解，可以显著降低化学反应的活化能，B错误；淀粉在唾液淀粉酶的作用下水解为麦芽糖，不消耗ATP，C错误；2号试管中沸水浴破坏了唾液淀粉酶的空间结构，导致酶丧失了活性，使得淀粉不能被水解，因此该试管中滴加碘液后变蓝，D正确。 试管编号 唾液稀释液 (mL) pH为6.8的缓冲液(mL) 质量分数为1%的淀粉溶液(mL) 不同温度处理(10 min) 稀碘液(滴) 1 1 1 2 37 ℃恒温水浴 1 2 1 1 2 沸水浴 1 3 1 1 2 0～4 ℃水浴 1 解析 目录 1．对比法——验证酶的作用及特性 (1)酶的催化作用的验证思路 对照组：反应物＋清水eq \o(――→,\s\up15(检测))反应物不被分解。 实验组：反应物＋等量的相应酶溶液eq \o(――→,\s\up15(检测))反应物被分解。 (2)酶的高效性实验探究 对照组：反应物＋无机催化剂eq \o(――→,\s\up15(检测))反应物分解速率。 实验组：反应物＋等量酶溶液eq \o(――→,\s\up15(检测))反应物分解速率。 目录 (3)酶的专一性实验探究 ①设计思路一：换反应物不换酶，即一酶多底物 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(酶溶液＋反应物1\o(――→,\s\up15(检测))反应物被分解,酶溶液＋等量反应物2\o(――→,\s\up15(检测))反应物不被分解)) ②设计思路二：换酶不换反应物，即一底物多酶 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(反应物＋酶1溶液\o(――→,\s\up15(检测))反应物被分解,反应物＋等量酶2溶液\o(――→,\s\up15(检测))反应物不被分解)) 目录 2．梯度法——探究酶的最适温度和最适pH 目录 题型二　酶实验的拓展和应用 4．(2024·九省联考吉林改编)植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列叙述不正确的是(　　) A．①④组做对照，自变量为温度，因变 量为半乳糖醛酸的量 B．由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶 的活性受离子影响 C．该实验说明，喷施Mn2＋制剂可缩短果 实成熟期 D．该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具 有专一性 注：“＋”表示存在和量的多少，“－”表示无。①～③组在常温下实验。 组别 条件及产物 ① ② ③ ④ 果胶 ＋ ＋ ＋ ＋ 多聚半乳糖醛酸酶 ＋ ＋ ＋ ＋ Ca2＋ － ＋ － － Mn2＋ － － ＋ － 55 ℃ － － － ＋ 半乳糖醛酸 ＋ － ＋＋＋ ＋＋ 答案 目录 5．(多选)在日常生活中，削皮的土豆块一段时间后会发生褐变现象，这是土豆中的多酚氧化酶通过氧化多酚类物质引起的。某同学用土豆和儿茶酚探究了温度对酶活性的影响，实验步骤和结果如下表，下列相关叙述正确的是(　　) A．实验中儿茶酚的浓度、土豆块大小、温度属于无关变量 B．步骤2的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下 C．实验结果显示50 ℃条件下多酚氧化酶的活性较高 D．刚削皮的土豆立即用合适温度的热水快速处理可防止褐变现象发生 实验组别 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管 实验步骤 1 试管各加入15 mL 1%儿茶酚溶液 2 将儿茶酚溶液和2 g土豆块分别放入相应温度的恒温水浴锅中5 min 0 ℃冰水浴 25 ℃ 50 ℃ 75 ℃ 100 ℃ 3 向儿茶酚溶液中加入土豆块，振荡后放回相应温度，10 min后观察 实验现象(褐变等级) 0 1 3 1.5 0 答案 目录 解析　实验中温度属于自变量，儿茶酚的浓度、土豆块大小属于无关变量，A错误。 实验组别 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管 实验步骤 1 试管各加入15 mL 1%儿茶酚溶液 2 将儿茶酚溶液和2 g土豆块分别放入相应温度的恒温水浴锅中5 min 0 ℃冰水浴 25 ℃ 50 ℃ 75 ℃ 100 ℃ 3 向儿茶酚溶液中加入土豆块，振荡后放回相应温度，10 min后观察 实验现象(褐变等级) 0 1 3 1.5 0 解析 目录 6．(2023·山东烟台高三期中)利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案，并回答相关问题。 实验目的：比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。 实验材料和试剂：纤维素悬浮液、pH7.5的缓冲液、蒸馏水、三种微生物(A～C)培养物的纤维素酶提取液(提取液中酶蛋白浓度相同)、斐林试剂。 实验步骤： (1)取四支试管，分别编号1、2、3、4。向四支试管均加入0.2 mL pH7.5的缓冲液、0.3 mL纤维素悬浮液，____________________________，向2、3、4号三支试管均加入1.4 mL蒸馏水以及分别加入0.1 mL的微生物A提取液、微生物B提取液、微生物C提取液。 向1号试管中加入1.5 mL蒸馏水 答案 目录 (2)将上述四支试管放入37 ℃的水浴锅中，保温1小时。该实验中的对照组是________号试管。 (3)在上述四支试管中分别加入斐林试剂，摇匀后，进行___________________处理。观察比较4支试管的颜色及其深浅。该实验的实验原理是_________________ _______________________________________________________________________________________________________(答出两点)。 实验结果： 1 50～65 ℃水浴加热 纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖；用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小；葡萄糖与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀 实验处理 微生物A提取物 微生物B提取物 微生物C提取物 颜色深浅程度 ＋ ＋＋＋ ＋＋ 答案 目录 (4)上述结果表明：_________________________________________________。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，其可能原因是________________________ ____________________________。从解决能源问题的角度分析，开发这种纤维素酶的用途在于______________________________________________________________ __________________________________________________。 不同来源的纤维素酶，虽然酶蛋白浓度相同，但活性不同 不同酶的氨基酸序列不同(或不同酶的空间结构不同) 将纤维素分解为葡萄糖，可用作制取酒精的原料；用纤维素作为原料，提供清洁能源一定程度上代替化石燃料(合理即可) 答案 目录 解析　(1)(2)根据实验的单一变量原则和对照性原则分析：已知向2、3、4号三支试管均加入1.4 mL蒸馏水以及分别加入0.1 mL的微生物A提取液、微生物B提取液、微生物C提取液，则1号试管是对照组，应该加入1.5 mL蒸馏水。 实验处理 微生物A提取物 微生物B提取物 微生物C提取物 颜色深浅程度 ＋ ＋＋＋ ＋＋ 解析 目录 腺苷三磷酸 C、H、O、N、P 考点三　细胞的能量“货币”ATP 1．ATP是一种高能磷酸化合物 A—P~P~P 腺苷 * 目录 高能磷酸化合物 较高的转移势能 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤核 糖核苷酸 ADP ATP 直接能源物质 * 目录 生物体的需能部位 磷酸基团中的转移势能 2．ATP与ADP的相互转化 * ATPeq \o(―――→,\s\up15(水解酶))ADP+Pi+能量 目录 细胞质基质、线粒体、叶绿体 光能（光合作用）、化学能（细 胞呼吸） 动态平衡 生物界的统一性 * ADP+Pi+能量eq \o(―――→,\s\up15(合成酶))ATP 目录 由于ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不相同，因此ATP和ADP的相互转化是不可逆反应，但物质是可循环利用的。 [特别提醒] 目录 磷酸基团 磷酸化 发生改变 ATP水解 ATP的合成 * 3.ATP的利用 (1)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP提供能量的，例如：电鳐发电、大脑思考等。 (2)ATP为主动运输供能的机制 ATP水解释放的eq \x(\s\up1(21))​​___________使蛋白质等分子eq \x(\s\up1(22))__________，这些分子被磷酸化后，空间结构eq \x(\s\up1(23))____________，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 (3)ATP是细胞的能量“货币” 吸能反应一般与eq \x(\s\up1(24))______________的反应相联系，如蛋白质的合成。放能反应一般与eq \x(\s\up1(25))__________________相联系，如葡萄糖的氧化分解。由此可见，能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间流通。 目录 糖类 脂肪 淀粉、脂肪 糖原、脂肪 ATP 太阳能 * 4．生物体内常见的几种能源物质 (1)主要能源物质：eq \x(\s\up1(26))________。 (2)良好储能物质：eq \x(\s\up1(27))_________。 (3)植物储能物质：eq \x(\s\up1(28))_____________。 (4)动物储能物质：eq \x(\s\up1(29))_____________。 (5)直接能源物质：eq \x(\s\up1(30))__________。 (6)最终能源：eq \x(\s\up1(31))__________。 目录 (7)能源物质为生命活动供能的过程 * 目录 (多选)(必修1 P86相关信息改编)如图为ATP的 结构式。下列有关叙述正确的是(　　) A．结构1在DNA和RNA中都存在 B．一个ATP的结构3中有两个特殊的化学键 C．组成ATP的化学元素与组成核酸的相同 D．植物根细胞中ATP合成的场所有线粒体、细胞质基质 答案 目录 解析　图中的结构1是腺嘌呤，在DNA和RNA中都存在，A正确；一个ATP分子中含有两个特殊的化学键，位于图中的结构3，B正确；组成ATP的化学元素与组成核酸的相同，都含有C、H、O、N、P，C正确；植物根细胞无叶绿体，ATP的合成场所有线粒体、细胞质基质，D正确。 解析 目录 1．(2023·江苏淮安高三检测)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　) A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 答案 目录 解析　该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”，说明32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确，C错误；ATP与ADP相互转化主要发生在细胞质中，D错误。 解析 目录 2．(2023·山东潍坊10月模拟改编)纯净的ATP呈白色粉末状，能够溶于水，作为一种药物常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。ATP片剂可以口服，注射液可供肌肉注射或静脉滴注。下列说法不正确的是(　　) A．细胞中需要能量的生命活动都是由ATP水解直接供能的 B．活细胞中ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的，其消耗与再生速度相对平衡 C．ATP水解产生的磷酸基团可与多种功能蛋白结合，使其磷酸化而导致构象改变，活性也被改变 D．ATP片剂可以口服的原理是人体消化道内没有ATP的水解酶，而且ATP可以直接被吸收 答案 目录 解析　 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP水解直接提供，但也有少数由GTP、UTP等提供，A错误。 解析 目录 3.(2023·山东青岛模拟)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　) A．ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜 B．图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能 C．图中产生的ATP可用于一切生命活动 D．减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康 借助ATP与人体健康的关系，考查科学思维及社会责任，培养健康意识、注重增强体质、珍爱生命 答案 目录 解析　线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上都存在ATP合成酶，但叶绿体内膜上不存在ATP合成酶，A错误；光合作用暗反应阶段需要的ATP来自光反应阶段(叶绿体类囊体薄膜产生的)而非来自线粒体，C错误；减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外的浓度差，减慢ATP的产生，不利于健康，D错误。 解析 目录 4．(多选)(2023·江苏新海高级中学高三检测)睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。图1为腺苷合成及转运示意图，ATP运到胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解。研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合，可促进K＋通道开放，腺苷还可以通过A2受体 激活睡眠相关神经元来促进睡眠。图2为测 定基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化的一种 腺苷传感器。下列相关叙述正确的是(　　) A．利用AK活性抑制剂或利用A2激动剂可改善失眠症患者睡眠 B．由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过自由扩散的方式转运至胞外 C．由图2可知，可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺苷浓度 D．ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去3个磷酸产生腺苷 答案 目录 解析　通过图1可知，利用AK活性抑制剂可抑制腺苷转化为AMP，腺苷含量增加，有利于睡眠；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠，故使用A2激动剂也可改善失眠症患者睡眠，A正确；由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过胞吐的方式转运至胞外，B错误；由图2可知，可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺苷浓度，C正确；ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去3个磷酸产生腺苷，D正确。 解析 高考真题再现 02 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 1.(2023·浙江6月，7)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。 下列叙述错误的是(　　) A．H2O2分解生成O2导致压强改变 B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时 C．250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行 D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性 组别 甲中溶液 (0.2 mL) 乙中溶液 (2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa) 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0 Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9 Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1 答案 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 解析　H2O2分解生成O2导致压强增加，A正确；从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；250 s时Ⅲ组反应没有结束，只是Ⅲ组没有催化剂参与，反应非常慢，200～250 s之间压强才没有变化，C错误；组别Ⅰ和组别Ⅱ的比较说明了酶的催化作用具有高效性，D正确。 组别 甲中溶液 (0.2 mL) 乙中溶液 (2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa) 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0 Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9 Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1 解析 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 2．(2022·广东，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　　) 注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 A．该酶的催化活性依赖于CaCl2 B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度 C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9 D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 答案 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 解析　分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于分组较少，不能说明最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 解析 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 3．(2022·全国乙卷，4)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。 根据实验结果可以得出的结论是(　　) A．酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性 B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高 C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性 D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － 答案 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 解析　第①组中，酶P在低浓度Mg2＋条件下有产物 生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；第③ 组和第⑤组对照，酶P成分有蛋白质无RNA，自变量是 Mg2＋浓度，无论是高浓度Mg2＋条件下还是低浓度Mg2＋ 条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分在何种 Mg2＋浓度下均无催化活性，B、D错误；第②组和第④ 组对照，酶P成分有RNA无蛋白质，自变量是Mg2＋浓度，第④组在高浓度Mg2＋条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2＋条件下没有产物生成，说明在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性，C正确。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － 解析 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 4．(2021·北京等级考)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是(　　) A．含有C、H、O、N、P B．必须在有氧条件下合成 C．胞内合成需要酶的催化 D．可直接为细胞提供能量 解析　ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。 答案 解析 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 5．(2021·湖南选择性考试)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋 白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷 酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递 D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 答案 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 解析　通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间 结构，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功 能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点 的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信 号的传递，B错误；根据题干信息，进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。 解析 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 6．(2021·湖北卷，21)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。 实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。 为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 (1)实验设计思路 取________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量__________________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。 (2)实验预期结果与结论 若出现结果①：____________________________________________。 结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。 2 甲物质溶液、乙物质溶液 透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 答案 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 若出现结果②：____________________________。 结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。 若出现结果③：______________________________________________________ _________________________。 结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。 若出现结果④：______________________________________________________ __________________________。 结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 透析前后，两组的酶活性均不变 加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高 答案 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 解析　(1)分析题意可知，实验目的是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量为加入的物质种类(甲、乙物质)，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故可设计实验如下： 取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和无关变量一致原则)；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。 (2)据题意可知，甲物质和乙物质对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有甲物质和乙物质的作用，经过透析可逆抑制剂不发挥作用，不可逆抑制剂仍能发挥作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有： 解析 * 目录 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 5 6 ①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。 解析 * 目录 课时作业 03 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　低温条件下，酶的催化中心和结合中心结构都不变，C错误。 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位，它通常包括两个部分：与底物结合的部分称为结合中心；促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的活性中心的叙述，错误的是(　　) A．酶的结合中心决定酶的专一性 B．酶的高效性与酶的催化中心有关 C．低温条件下，酶的催化中心结构不变，而结合中心结构发生了改变 D．pH过高或过低可能会破坏酶的结合中心和催化中心的结构 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2．(2023·山东省枣庄市三中高三开学考)超氧化物歧化酶(SOD)由两条分别含109个和119个氨基酸的肽链组成，能清除氧自由基，其催化活性受下图模型甲、乙所示两种作用机理不同的酶抑制剂影响。下列说法正确的是(　　) A．组成SOD的氨基酸可能有21228种排列顺序 B．SOD能为清除自由基的反应提供活化能从而发挥催化活性 C．若提高底物浓度后酶促反应速率增大，则抑制剂的作用机理如模型乙所示 D．高温处理后SOD结构发生改变，但仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　SOD是一种具体的蛋白质，氨基酸排列顺序是固定的，故组成SOD的氨基酸排列顺序只有一种，A错误；SOD的作用机理是降低化学反应的活化能，其并不能为清除自由基的反应提供活化能，B错误；若提高底物浓度后酶促反应速率增大，即底物浓度增加后，酶与底物的结合机会增加，则说明抑制剂的作用机理如模型甲所示，C错误；高温处理后SOD的空间结构发生改变，但是仍然存在肽键，依然可以与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3．(2023·湖南长郡中学高三考前保温卷)脲酶是 一种能使尿素分解成NH3和CO2的蛋白酶。如图表示 pH对两种脲酶的相对酶活性的影响。下列叙述错误的 是(　　) A．相对酶活性可通过检测单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量来测定 B．该实验中有两个自变量，一个因变量 C．在植物刀豆脲酶和海洋细菌脲酶的最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均最高 D．若将pH从13下降到8，推测海洋细菌脲酶的活性先下降后升高 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　该实验中的自变量为pH和脲酶种类，因变量为脲酶的相对酶活性，B正确；在最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均最高，C正确；pH为13时，海洋细菌脲酶已经失活，若将pH从13下降到8，其酶活性不会先下降后升高，D错误。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4．(2024·江苏省淮安市高三年级第一次调研测试)ATP和酶是细胞代谢不可缺少的，相关叙述正确的是(　　) A．细胞中的需能反应都由ATP直接供能 B．当酶变性失活时，其空间结构才会发生改变 C．能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞都能合成酶 D．ATP脱去两个磷酸基团后形成的物质，可参与某些酶的合成 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　光合作用光反应由光提供能量，暗反应需要的能量来自ATP和NADPH，A错误；当酶催化底物发生反应时，酶与底物结合，反应结束酶与产物分离，这个过程酶也会发生结构改变，但酶是有活性的，B错误；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和核糖体，不能合成酶，但可以在细胞质基质进行无氧呼吸产生ATP，所以能产生ATP的细胞不一定能合成酶，C错误；ATP脱去两个磷酸基团后形成腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA的基本组成单位之一，可参与某些起催化作用的RNA的合成，D正确。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5．(2024·广东省高三四校联考)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的相对活性，结果如表。下列叙述最合理的是(　　) A．在37 ℃时，两种酶的最适pH均为5 B．在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性不变 C．从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性 D．在37 ℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂 pH 3 5 7 9 11 M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6 L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6．ATP作为细胞的能量“货币”，是由其结构决定的。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的，这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为α、β、γ磷酸基团。下列有关说法正确的是(　　) A．γ磷酸基团具有较高的转移势能，因此ATP分子中只有β磷酸基团和γ磷酸基团之间的化学键能够水解 B．离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 C．人体在剧烈运动时ATP的合成速度大于分解速度 D．神经元兴奋时，Na＋内流和释放神经递质均需ATP水解供能 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　离子通过离子泵的跨膜运输需要消耗能量，属于主动运输，动物一氧化碳中毒会减少能量的供应，进而会降低离子泵跨膜运输离子的速率，B正确；人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快，处于动态平衡，C错误；神经元兴奋，动作电位产生时Na＋的内流，是通过离子通道运输的被动运输过程，不需要ATP水解供能，释放神经递质的方式是胞吐，需ATP水解供能，D错误。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7．(2024·湖北部分学校高三开学考试)GDP(鸟苷二磷酸)接受ATP转移来的一个磷酸基团后可合成GTP，GTP可激活细胞膜上的G蛋白以发挥信号转导作用。下列相关叙述错误的是(　　) A．ATP和GTP均由C、H、O、N、P元素组成 B．GTP与ATP均有两个容易形成与断开的特殊的化学键 C．G蛋白发挥信号转导作用时消耗的能量可能由GTP提供 D．叶绿体基质中合成ATP的过程伴随着NADPH的形成 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　 ATP和GTP只有碱基种类不同，均由C、H、O、N、P元素组成，A正确；GTP与ATP分子结构类似，均含有三个磷酸基团、两个特殊的化学键，两个特殊的化学键容易形成与断开，B正确；GTP可能与G蛋白结合并分解释放能量，以促进G蛋白实现信号转导，C正确；叶绿体基质中进行暗反应，消耗ATP和NADPH，而非合成ATP和NADPH，D错误。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 二、多项选择题(每题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求) 8．(2023·山东烟台期末)α－淀粉酶能够把淀粉水解为糊精，在工业生产中有着广泛应用。科研人员为研究甲、乙、丙三种离子对其活性影响，将三种离子的盐酸盐配制成1.0 mol/L的溶液，分别测定三种溶液对酶活性的影响，结果如表所示(相对酶活性＝加入盐酸盐后的酶活性/未加盐酸盐的酶活性)，则下列相关说法正确的是(　　) A．图中的实验结果可能是在不同的温度和pH条件下测定的 B．为保证实验结果的可靠性，每组实验需要设置一定的重复组 C．三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性 D．该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性 盐酸盐 甲 乙 丙 相对酶活性 120% 95% 92% 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　实验要遵循单一变量原则，该实验自变量是盐酸盐的种类不同，温度和pH都属于无关变量，要保持相同且适宜，A错误；实验要遵循平行重复原则，以避免结果的偶然性，保证实验结果的可靠性，B正确；α－淀粉酶的化学本质是蛋白质，三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性，C正确。 盐酸盐 甲 乙 丙 相对酶活性 120% 95% 92% 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9．(2023·江苏盐城高三阶段练习)ATP可将蛋 白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从 而推动细胞内系列反应的进行(机理如下图所示)。 下列叙述正确的是(　　) A．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用 于再生ATP B．ATP推动蛋白质做功的过程，存在放能反应与吸能反应过程 C．ATP水解过程中，末端磷酸基团具有较高的转移势能 D．主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　 ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状，失去的能量并不能用于再生成ATP，A错误。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类 B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测 C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，但不能用双缩脲试剂检测 D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多 方案 催化剂 底物 pH 温度 ① 胃蛋白酶、胰蛋白酶 蛋白块 中性 室温 ② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜 ③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度 ④ 过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢 强酸性 室温 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能将淀粉分解，不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目的，B正确；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解，C正确；在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件下，过氧化氢酶失活，加酶的一组几乎不产生气泡，不能用于验证酶的高效性，D错误。 方案 催化剂 底物 pH 温度 ① 胃蛋白酶、胰蛋白酶 蛋白块 中性 室温 ② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜 ③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度 ④ 过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢 强酸性 室温 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 三、非选择题 11．(2020·全国卷Ⅲ改编)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。 细胞质基质 无氧呼吸 光能 O2、NADPH H2O、CO2 反应部位 (1)____________ 叶绿体的类囊体膜 线粒体 反应物 葡萄糖 / 丙酮酸等 反应名称 (2)____________ 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程 合成ATP的能量来源 化学能 (3)____________ 化学能 终产物(除ATP外) 乙醇、CO2 (4)____________ (5)____________ 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12．(2023·潍坊实验中学高三模拟)某生物兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响，做了如下实验。请结合实验回答问题： 实验步骤：一、取3支洁净的试管，编号为A、B、C，分别加入等量的酶溶液； 二、在每支试管中加入等量的底物溶液； 三、在A、B、C试管中加入等量的缓冲液，使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0； 四、将3支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。 (1)上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正：_________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下，定时检测产物浓度 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)在实验操作正确的情况下，实验结果如图。 ①该实验中酶促反应速率用____________________________表示。实验开始1 min后A组产物浓度不再增加的原因是________________________________。 ②为进一步探究该酶作用的最适pH，应在pH为_______________________范围开展实验。请写出实验设计思路：__________________________________________ ____________________________________________________________________。 单位时间内产物浓度的变化量 底物的量有限(或底物浓度是一定的) 0～7.0(或大于0小于7.0) 在pH 0～7.0之间每隔一定pH设置一个实验组，其他实验条件适宜且保持一致，反应一定时间后检测产物浓度，确定最适pH 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13．(2023·江苏徐州高三模拟)植酸(肌醇六磷酸)作为磷酸的储存库，广泛存在于植物体中。植酸酶能够水解饲料中的植酸而释放出无机磷，提高饲料中磷的利用率，减少无机磷源的使用，降低饲料配方成本，同时可降低动物粪便中磷的排放，保护环境，是一种绿色高效的畜禽饲料添加剂。科研人员对真菌分泌的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如下图。请分析回答问题： (1)植酸酶的化学本质是________，其合成和分泌所经过 的具膜细胞器有____________________。 (2)两种植酸酶适合添加在饲料中的是________，理由是 _____________________________________________________ ________________。 蛋白质 内质网、高尔基体 植酸酶A 胃中pH为酸性，植酸酶A适宜pH为2和6，在胃中仍能发挥 作用 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)某生产猪饲料的工厂为探究植酸酶在饲料中的适宜添 加量，研究人员进行了如下实验，请完成下表。 实验原理：植酸酶在一定温度和pH下，水解植酸生成无 机磷和肌醇衍生物，在酸性溶液中，无机磷与钒钼酸铵反应 会生成黄色的[(NH4)3PO4NH4VO3·16MoO3]复合物，在波长415 nm蓝光下进行比色测定。 实验步骤 实验简要操作过程 制备饲料悬浮液 称取500 g饲料，加入500 mL蒸馏水，用搅拌机搅拌制成匀浆，加蒸馏水定容到1000 mL，最后用缓冲液调整pH到6 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 不同浓度 等量(或2 mL)蒸馏水 振荡摇匀 无机磷 配制①__________的植酸酶溶液 称取适量的某植酸酶溶于蒸馏水中，并依次稀释制成质量浓度分别为0.01 g/mL、0.02 g/mL、0.03 g/mL、0.04 g/mL、0.05 g/mL的酶溶液 控制变量，进行实验 取6只锥形瓶编号1～6，分别加入40 mL的饲料悬浮液，在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，1号瓶中加入②_____________________。③___________后放入37 ℃水浴中保温适宜时间 测定产物吸光值，并计算④________的含量 经过处理后，分别在各瓶中加入适宜钒钼酸铵溶液，并在波长415 nm蓝光下测定吸光值 答案 * 　　　　　　　　　　　　　 R $$