必修部分 第四章 第2节 酶催化细胞的化学反应(无答案)-高中生物学等级考学案（配新教材 第2版）

85 86 1 2 3 ① ② ③ X 进入细胞 离子通道打开 X 变成其他物质 X X 与 Y 结合 时间 乙酶 甲酶 0 酶活性 第 2 节 酶催化细胞的化学反应 一、酶是生物催化剂 1. 酶概述：活细胞产生的、具有催化作用的一类有机物，其化学本质是蛋白质或 RNA，其中绝大 多数酶是蛋白质，极少数酶是 RNA。死细胞不产生酶，凡是活细胞都一定能产生酶。其合成原料是氨 基酸或核糖核苷酸（基本组成单位），可以在细胞内或细胞外起作用，可以催化一种或者一类化学反 应。反应前后酶的数量和性质没有发生变化。酶催化特定特定化学反应的能力称为酶活性，也叫酶活 力，可以用单位常以单位时间内（每分钟）产物形成的量或底物减少的量来表示。习惯上根据酶的底 物或催化的反应来命名酶，例如，胰蛋白酶是胰腺产生催化蛋白质水解的酶，RNA聚合酶是催化 RNA 合成的酶。 2. 酶与激素、蛋白质、脂质的关系（下图） 问题：下列圆的交集和圆剩余部分分别包含哪些化学物质？ 3. 酶应用实例——加酶洗衣粉：加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四 类——蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂 肪酶。使用加酶洗衣粉的过程中要注意对于蛋白质面料的衣物不能使用蛋白酶洗衣粉，注意温度的控 制和浸泡等。 种类 洗涤原理 洗涤的物质种类 蛋白酶 蛋白质小分子的肽＋氨基酸 血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢 脂肪酶 脂肪甘油＋脂肪酸 食品的油渍、人体皮脂、口红 淀粉酶 淀粉麦芽糖＋葡萄糖 来自面条、巧克力等的污垢 纤维素酶 使纤维的结构变得蓬松，从而使渗 入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗 衣粉充分接触，达到更好的去污效果 棉纺织品的表面浮毛 例 1 下列各项中有关酶的叙述（ ）。 ①酶是内分泌细胞产生的具有催化活性的蛋白质，产生酶的细胞都有分泌功能 ②酶的合成场所可以是核糖体，也可以是细胞核，其基本单位是氨基酸或核糖核苷酸 ③酶与激素的区别是酶有多种功能，而激素只有一种功能 ④ATP水解酶的作用对象是 ATP中的高能磷酸键 ⑤酶的形成一般都要经过核糖体的合成，内质网、高尔基体加工、分泌 ⑥酶部分从食物中获得，部分在体内转化 ⑦生长激素与呼吸酶可来自同一个细胞 ⑧酶的组成成分中有可能含有糖类 ⑨酶能降低化学反应的活化能 A．有 3项正确 B．有 4项正确 C．有 5项正确 D．有 6项正确 例 2 右下图表示酶、激素、蛋白质三者之间的关系。下列叙述中正确的是（ ）。 A．物质 1是激素，不一定是由专门器官产生的 B．能产生物质 2的细胞肯定能产生物质 3 C．物质 3是酶，其基本组成单位是氨基酸 D．物质 2是蛋白质，其合成部位是细胞中的核糖体 例 3 水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质（ ）。 A. 在 4℃条件下易变性 B．只含有 C、H C．也能催化淀粉合成 D．可能含有羧基 例 4 人体缺少某种维生素，导致肌肉软弱无力，因为这些维生素（ ）。 A. 能氧化产生能量 B. 能产生很多热量 C. 是某些呼吸酶的一部分 D. 含有高能磷酸键 例 5 20世纪 80年代科学家发现了一种 RNaseP酶，它由 20%的蛋白质和 80%的 RNA组成，如果将 这种酶中的蛋白质除去，并提高 Mg 2＋ 的浓度，他们发现留下来的 RNA仍然具有与这种酶相同的催化活 性，这一结果表明（ ）。 A．RNA具有生物催化作用 B．酶是由 RNA和蛋白质组成的 C．酶的化学本质是蛋白质 D．绝大多数酶是蛋白质，少数是 RNA 例 6 用电子显微镜观察染色质，发现它由许多串珠状结构 聚合在一起（如图）。用 X 酶处理，发现“珠子”间的连线消 失了，但“珠子”还在；用蛋白酶处理，“珠子”消失了，但 连线还在。则 X 酶最可能是（ ）。 A. 限制酶 B. DNA 连接酶 C. DNA 酶 D. DNA 聚合酶 例 7 右图代表生物体内的三类生理过程。图中的 X表示外界进入生物体的物质，Y表示生物体内 产生的物质，在①②③生理过程中 Y所代表的物质分别是（ ）。 A．载体、激素、酶 B．酶、受体、激素 C．载体、酶、受体 D．载体、受体、酶 例 8 右图所示为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论 是（ ）。 A．蛋白酶能使抗体失活 B．抗体的化学本质是蛋白质 C．木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质 D．胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶 例 9 某学生为区分逆转录酶和淀粉酶这两种酶，用蛋白酶 X对两者进行处理，并定时测定酶活性 的变化，其结果如右图所示。下列对于甲酶和乙酶的分析中错误的（ ）。 A．甲酶是逆转录酶化学本质是 RNA B．乙酶被降解，导致其分子结构发生改变、活性下降 C．甲酶能够抗 X酶降解，所以活性保持不变 D. 蛋白酶与乙酶在空间结构上可以互补 例 10 下列关于普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别中，正确的说法是（ ）。 A．普通洗衣粉中含磷，会污染环境 B．表面活性剂只存在于普通洗衣粉中，会产生泡沫，可以将油脂分子分散开 C．水软化剂只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢 D．加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中 载体 激素 蛋白质 酶 抗体 脂质 激素 蛋白质 酶 酶、激素、载体、 抗体与蛋白质关系图 木瓜蛋白酶 胃蛋白酶 87 88 例 11 食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用范围较广的蛋白酶，查阅 相关文献，得知 pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据右图可知，更适宜作为食品添加剂的酶是（ ）。 A．胃蛋白酶 B．胰蛋白酶 C．木瓜蛋白酶 D．胃蛋白酶或胰蛋白酶 例 12 多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作 用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是（ ）。 A．补充体内糖类物质的供给 B．防止胃液的消化 C．经唾液消化后即可迅速起作用 D．使其中各种酶缓慢的起作用 例 13 加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果 （“＋”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表，下列选项错误（ ）。 加酶洗衣粉 A 加酶洗衣粉 B 加酶洗衣粉 C 无酶洗衣粉（对照） 血渍 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋ 油渍 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋ A. 加酶洗衣粉 A中添加的酶是蛋白酶，加酶洗衣粉 B中添加的酶是脂肪酶。 B. 不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉只有加酶洗衣粉 C C. 相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是酶可以将大分子有机物分解为小分子有 机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开 D. 固定化酶在生产实践中应用的优点是固定在载体上的酶可以被反复利用 例 14 加酶洗衣粉中的酶由特殊物质包裹，遇水后包裹层很快溶解。将普通洗衣粉分成甲、乙、丙 3 等份；甲、乙中加入 1 种或 2 种酶，丙不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的 2 种污渍，其他 条件相同，结果如下表。从表中不能获得的信息是（ ）。 水温（℃） 10 20 30 40 50 组别 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血渍时间（min） 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油渍时间/（min） 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 A. 这些酶来源于嗜冷微生物，运用了酶的固定化技术 B. 加酶和适当提高温度能提高洗衣粉的去污能力 C. 甲组加入了蛋白酶，乙组加入了蛋白酶和脂肪酶 D. 本实验的主要目的是探究洗衣粉加酶后的洗涤效果 例 15 为了比较两种不同洗衣粉中添加的蛋白酶（分别含甲、乙）对温度和 pH的耐受能力（即保持 一定活性的范围）的差异，科研人员进行了相关的研究，实验结果如图所示。下列叙述中正确的是（ ）。 A．甲酶对温度的耐受范围比乙酶的大 B．乙酶对 pH的耐受范围比甲酶的大 C．两种酶都耐受碱性条件，在酸性条件下都失活 D．在洗衣粉中同时添加甲、乙两种酶一定比只添加一种酶的洗涤效果好 二、酶的功能与其分子结构相关 1. 酶活性中心：酶分子上与底物结合并起催化作用的空间区域，活性中心的空间结构对酶的催 化至关重要，酶变性失活实质上就是活性中心的空间结构被破坏。 2. 酶催化的专一性：酶和被催化的底物分子都有特定的空间结构，底物只有与酶的活性中心契 合使才能被催化（专一性原理，锁钥学说）。 每种酶的活性中心不同，结合的底物也不同，因此每一种酶只能催化一种或一类化学反应（必修 一，第 78页，图 4-12）。酶和被催化的底物可以结合形成复合体，催化反应高效进行。酶的专一性保 证细胞新陈代谢的有序性。 3. 酶催化的高效性：酶与一般无机催化剂一样，能显著降低反应的活化能（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），这是酶的高效性原因。 酶能提高反应的速度，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数。酶的催化效率 无机催化剂的 10 7 ～10 13 倍，可以保证细胞新陈代谢顺利进行的保证。 例 16 某种酶是由 419个氨基酸形成的蛋白质。科学家利用生物技术将其切成 5种不同长度的肽链 片段，并分别测定其活性。结果如下图所示，则该酶具有活性的部分最可能是（ ）。 A．第 196号氨基酸到第 419氨基酸 B．第 1号氨基酸到第 43号氨基酸 C．第 44号氨基酸到第 196号氨基酸 D．第 197号氨基酸到第 302号氨基酸 例 17 右图表示物质 S在酶 E的催化下水解成 P的反应图解，下列叙述中正确的是（ ）。 A. 酶 E可为该反应提供能量 B. 酶 E水解的产物是 H2O、CO2等物质 C. 若 S是麦芽糖，可用双缩脲试剂来检测 P的生成 D. 若 S代表二肽，则 E、P可分别代表肽酶、氨基酸 例 18 下表为小刚同学设计的实验，该实验结果可以证明酶（ ）。 酶 A 未加酶（或加酶 B） 反应速率 0 1 2 3 4 10 5 B C D A D E F C A D A B C 专一性曲线 能量 非催化反应活化能 一般催化剂活化能 酶促反应活化能 产物平均能量 底物平均能量 反应总能量改变 加入酶 加入无机催化剂 平衡点 未加酶也未 加无机催化剂 时间 高效性曲线 反应过程 说明：“＋”表示有酶活性，“－”表示没 有酶活性。图中数目代表氨基酸的编号， 例如 86-419 代表此酶片段由第 86 号氨 基酸到第 419 号氨基酸形成。 酶活性 完整酶分子（1-419） ＋ 1-196 ＋ 1-302 ＋ 197-419 － 86-419 － 44-419 ＋ 酶 E S＋H2O 2P 酶活力 胰蛋 白酶 2 4 6 8 10 pH 胃蛋 白酶 木瓜蛋白酶 89 90 H2O 酶-底物 产物 底物 酶 丙 乙 0 底物含量 甲 时间 加入催化剂 2 1 反应时间（min） 反应时间（min） 反应时间（min） 反应时间（min） 反应时间（min） 产物生成量 酶·底物复合物 酶·底物复合物 酶·底物复合物 酶·底物复合物 （相对值） 浓度（相对值） 浓度（相对值） 浓度（相对值） 浓度（相对值） A B C D 0 10 20 30 0 10 20 30 0 10 20 30 0 10 20 30 0 10 20 30 2 1 2 1 2 1 2 1 步骤 1 号试管 2 号试管 3 号试管 1 加淀粉液 2mL 加淀粉液 2mL 加蒸馏水 2mL 2 加适量蛋白酶 加适量淀粉酶 加适量淀粉酶 3 加适量碘液 加适量碘液 加适量双缩脲试剂 现象 变蓝 不变色 变紫色 ①具有高效性 ②具有专一性 ③本质为蛋白质 ④本质为 RNA A. ①③ B．②③ C．②④ D．③④ 例 19 酶分子与其催化的底物在结构上完全吻合时才能发挥催化作用。下列各项中酶分子与底物 之间相吻合的是（ ）。 A. 淀粉酶-葡萄糖 B. 限制酶-DNA C. 蛋白酶-氨基酸 D. DNA连接酶-RNA 例 20 右图所示为示某酶促反应的作用过程。下列有关叙述中不正确的是（ ）。 A．酶与底物的结合具有专一性 B．酶在催化过程中结构不会发生改变 C．适当增大底物量可加快酶促反应速率 D．上述过程可表示为 E＋S→ES→E＋P E．此图可以表示蔗糖水解的过程 例 21 下图表示某酶的作用模式图。下列叙述中错误的是（ ）。 A．该酶的基本组成单位是氨基酸 B．该酶的基本组成单位是核糖核苷酸 C．催化过程中有氢键的形成 D．催化过程中有氢键的断开 例 22 在酶的催化水解过程中，酶与底物会形成复合物，最终把底物水解，形成产物。已知酶催化 水解的反应时间和产物生成量的关系如下图。那么，在反应过程中酶·底物复合物浓度变化曲线正确 的是（ ）。 例 23 为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下 5组实验，分别选择一定的试剂进行检 测，其中合理的实验方案是（ ）。 组别 ① ② ③ ④ ⑤ 酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 反应物 蛋白质 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖 A. ①和③对比，用双缩脲试剂检测 B．②和④对比，用碘液检测 C．④和⑤对比，用班氏试剂检测 D．③和④对比，用班氏试剂检测 例 24 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 右图所示。则下列叙述中不正确的是（ ）。 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 三、酶活性受环境因素影响 1. 酶活性受温度和 pH 的影响 （1）温度：一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活 性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度， 由于酶的变性，反应速度会迅速降低。 （2）pH：在一定 pH范围内，随着 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。在最适 pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适 pH，酶的催化作用都将减弱。过酸、 过碱都会使酶失活。 温度对酶活性影响的曲线 pH对酶活性影响的曲线 pH和温度对酶活性综合影响曲线 在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性，大 多数酶的最适 pH值为 4.5～8.0范围内；动物体内的酶最适 宜 pH大多在 6.5～8之间。唾液 pH为 6.2～7.4，胃液的 pH 为 1.5～2.0，小肠液的 pH为 7.6；植物体内的酶最适 pH大 多在 4.5～6.5之间（一些常见的酶最适 pH见右图）。 2. 酶活性受温酶浓度和底物浓度的影响 （1）酶的浓度：在有足够底物而又不受其他因素的影响 情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 （2）底物浓度：当酶浓度、温度和 pH恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度 成正比，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓度， 反应速率不再增加。 底物 RNA 底物释放 断裂的 RNA 底物断裂 酶和底物间 碱基互补配对 酶 最适温度 温度 速度 最适 pH pH 速度 pH＝1 pH＝13 pH＝7 反应物剩余量 0 温度 1 0.5 速率 酶浓度 速率 底物浓度 胰 蛋 白 酶 淀 粉 酶 （ 唾 液 ） 淀 粉 酶 （ 植 物 ） 胃 蛋 白 酶 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 pH 反应速度 酶的活性与 pH 的关系 91 92 b 0 7 14 pH c a 反应速度 3. 酶活性受抑制剂的影响 （1）竞争性抑制：产生与底物构型类似的物质占据酶的活性中心，与底物发生竞争关系减缓反 应速度。 （2）非竞争性抑制：产生可以与某种酶结合并改变其空间结构的物质，以改变酶活性部位的空 间结构，使其不能与底物结合。 例 25 图甲表示细胞中某条生物反应链，图中 a、b、c代表不同的酶，A、B、C代表不同的化合 物；图乙表示酶活性与温度的关系。下列叙述中正确的是（ ）。 ①若 a催化的反应被抑制，则 A消耗速度加快 ②若 B大量堆积，则很可能是 b和 c催化的反应被抑制所致 ③当图乙反应温度由 t1调到最适温度时，酶的活性上升 ④酶活性在 t1时比 t2时低，表明 t1时酶的空间结构被破坏得更严重 ⑤酶活性在 t2时比 t1高，故 t2时更适合酶的保存 ⑥当反应温度由 t2调到最适温度时，酶活性上升 A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②④⑤⑥ 例 26 科学家通过实验分别研究了 pH对酶 A和酶 B所催化的反应速率的影响，获得下图所示结 果。下列有关叙述中正确的是（多选）（ ）。 A．酶 A与酶 B催化活性的最适 pH相同 B．酶 B的催化效率高于酶 A C．酶 B很可能取自人体的胃液 D．酶 A与酶 B最可能不在同一部位发挥作用 E. 在 pH为 5时，酶 A和酶 B两者催化的反应速率相等 F. 在 pH为 4时，酶 A较酶 B活跃 G. 在研究酶 A和酶 B所催化的反应速率实验中，必须要保持反应时温度是恒定的 例 27 右图为人体内某种酶的活性曲线，这种酶可能催化下列哪一项 化学反应？（ ）。 A．葡萄糖合成糖原 B．氨基酸合成蛋白质 C．蛋白质分解成多肽 D．葡萄糖分解成二氧化碳和水 例 28 右图为三种蛋白酶活性与 pH 的关系，其他条件适宜且相同。其 正确的叙述是（ ）。 A．人体内的胃蛋白酶活性与 pH的关系最类似曲线 c B．pH稳定性最好的是酶 b C．将处于 pH＝14的含 c酶的溶液改为 pH＝8，反应速率将显著提高 D．b酶在任何 pH溶液中活性不变 例 29 “馕”为一种新疆特色面食。某校研究小组就“唾液淀粉酶对馕的消化作用”进行了探究实 验，实验设计及现象如下表。下列对表中数据的分析中不合理的是（ ）。 试管编号 1 2 3 材料 馕碎屑 馕碎屑 馕块 37℃清水 2mL，浸泡 0mL 2mL，浸泡 唾液 2mL 2mL 2mL 加碘液后结果 蓝色 2min 后退去 蓝色 5min 后退去 蓝色 5min 后退去 A．2和 3说明，咀嚼与否与淀粉的消化速率无关 B．1和 3说明，充分咀嚼利于淀粉的消化 C．1和 2说明，淀粉酶在 37℃下活性较好 D．1和 2说明，水作为生化反应的介质利于加快反应 例 30 下图是酶催化与抑制机制相关的内容，下列有关叙述中正确的是（ ）。 ①Z是底物 ②X是非竞争性抑制物 ③Y与酶结合改变了酶的空间结构 ④增大 Z的浓度可以降低Ⅱ的发生率 ⑤增加 X浓度可以抑制反应Ⅲ的进行 A. ①② B. ①③④ C. ②④⑤ D. ①②③⑤ 例 31 下图甲是生化反应中，酶的竞争性抑制与非竞争性抑制的示意图。下列对图乙的分析叙述中 不正确的是（ ）。 A．曲线 a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果 B．曲线 c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低 C．曲线 a、b酶促反应速率不同的原因是 b受到竞争性抑制剂的作用 D．竞争性抑制剂与该酶催化的底物化学结构相似 例 32 酶促反应在细胞中往往不是独立发生的，酶促反应的序列性使得不同的酶促反应彼此按一定 顺序相互联系，下图为嘧啶核苷酸的合成过程图，请分析下列有关酶的论述，其中不正确的是（ ）。 A．若控制图中某种酶的基因发生基因突变，则一定无法合成嘧啶核苷酸 B．若嘧啶核苷酸的数量过多，则“？”代表抑制酶 1的活性 C．天冬氨酸和嘧啶核苷酸均可以与酶 1结合，但效果不同 D．酶 1～5可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用 例 33 能抑制酶的活性的物质称为抑制剂，主要有竞争性抑制、非竞争性抑制剂和反竞争性抑制剂。 竞争性抑制 非竞争性抑制 酶 底物 产物 酶 竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂 酶 结构改变 0 t1 t2 温度 a c A B C b 甲 乙 酶活性 酶 酶 酶 酶 酶 ＋ 酶 酶 Y ＋ ＋ Z Ⅲ X Ⅱ Ⅰ Ⅰ c a b 酶 1 酶 2 酶 3 酶 4 酶 5 ？ 天冬氨酸 中间体 A 中间体 B 中间体 C 中间体 D 嘧啶核苷酸 酶 A 酶 B 反应速率（单位） 2.0 1.5 1.0 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 pH 0 2 4 6 pH 催化效率 93 94 甲 乙 V a b c pH O2 e d t 反竞争性抑制剂只能与预先结合了底物的酶蛋白结合，一旦结合便不再因抑制剂的浓度下降而解开， 从而降低产物生成量。已知 Cu 2＋ 抑制某蛋白水解酶的活性，而且通过沉淀方法降低溶液中的 Cu 2＋ 浓度， 可显著提高该酶的活性，则 Cu 2＋ 对该蛋白水解酶的抑制属于（ ）。 A．竞争性抑制 B．非竞争性抑制 C．反竞争性抑制 D．无法判断 四、常见酶促反应图形转换 1. 反应条件不同的不同曲线：观察左下图，若①为标准状态的反应曲线，②③④各是哪些条件 变化引起的？并完成各条件下图像的转换。 问题：图中引起①、②、③、④曲线不同的原因是什么？ 2. 温度与产物之间转换 例 34 下图是在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。有关叙述正确的是（ ）。 A．如果温度上升 5℃，b点向左下方移动 B．a点时，麦芽糖酶全部参与催化 C．可用班氏试剂鉴定麦芽糖的分解情况 D．因受酶活性的限制，bc段催化速率不再增加 第 34题图 第 35题图 第 36题图 例 35 题图表示在最适温度和最适 pH条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图下列分 析中错误的是（多选）（ ）。 A．曲线 a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系 B．限制曲线 b的 AB段反应速率的主要因素为反应物浓度 C．形成曲线 c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温 D．若在适当升温的条件下重复该实验，图中 A点位置将下移 E．增大 pH，重复该实验，A点位置可能不变，B点位置一定改变 例 36 题图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和 pH的影响情况，下列解释中不正确的是 （ ）。 A．在 A点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大 B．在 B点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大 C．在 C点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大 D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征 例 37 最适温度、不同 pH 条件下，向等量的底物中加入等量的酶，产物的量与时间的关系如下图 所示，下列论述中正确的是（ ）。 A．pH＝5为该酶的最适酸碱度 B．适当升温，酶的活性会降低 C．适当降温，m的值为减小 D．增加酶量，m的值会增大 第 37题图 第 38题图 例 38 下图是某研究小组利用过氧化氢酶探究 H2O2分解条件而获得的实验结果。下列相关叙述中错 误的是（ ）。 A．图 1可以得出酶具有高效性 B．图 2 bc段产生的原因可能是底物数量（浓度）有限 C．图 2 bc段产生的原因可能是过氧化氢酶数量（浓度）有限 D．图 3可以得出 pH越小或越大酶活性越高 例 39 右图为 H2O2酶活性受 pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时 H2O2分解产生的 O2 量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下叙述正确的是（ ）。 A．温度降低时，e点不移，d点右移 B．H2O2量增加时，e点不移，d点左移 C．pH＝c时，e点为 0 D．pH＝a时，e点下移，d点左移 例 40 下图 1中曲线 1表示在最适温度、最适 pH条件下时间与生成物量的关系，图 2中曲线 2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。据图分析正确的是（ ）。 A．图 1曲线 1中，a点后，限制生成物量不再增加的因素是酶的数量不足 B．图 2曲线，酶量减少后，图示反应速率可用曲线 6表示 C．分别在图 2中取 b、c点的速率值，对应图 1中的曲线 3和 4 D．减小 pH，重复该实验，图 2曲线 2应变成曲线 6，增大 pH，应变成曲线 5 第 40题图 第 41题图 例 41 图示中甲曲线表示在最适温度下，某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲 线分别表示该酶促反应速率随 pH或温度的变化趋势。下列相关分析，正确的是（ ）。 A．在 a点适当提高温度或在 b点适当增加酶的浓度，反应速率都将增大 时间 底物浓度 速度 底物 时间 转换 ①②③ 产物 ③ ① ② ④ 转换 ①②③ ② ③ ③ ① ② ① 转换 温度 速度 A B C 温度 产物 B C A c b 催化速率 麦芽糖量 a 0 甲 乙 丙 B C 反应速率 A c b a 反应物浓度 0 37 温度（℃） 反应速率 C pH＝2 pH＝1 pH＝5 B A 0 反应时间 生成物的量 m pH＝5 pH＝6 pH＝7 图 1 图 2 图 3 时间 H2O2浓度 pH O2产生量 O2产生速度 溶液中 H2O2量 b c a 加 Fe 3＋ 过氧化氢酶 图 1 图 2 c a b j f h e d g a b c 95 96 B．图中 e点代表该酶的最适 pH，h点代表该酶的最适温度 C．短期保存该酶，适宜条件对应于图中的 d、h两点 D．研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应，均可得到上图曲线 例 42 有些酶必须在有激活剂的条件下才具有活性。下列是有关某种酶的实验，处理方式及结果 如下表及图所示。下列根据结果的判断中，叙述不正确的是（ ）。 试管编号 试管Ⅰ 试管Ⅱ 试管Ⅲ pH 8 8 7 温度（℃） 80 40 40 酶（mL） 1 1 1 底物（mL） 1 1 1 A. 甲物质是该酶的激活剂 B．35 min后试管Ⅱ中底物已被消耗殆尽 C．该酶在 80℃的环境下已经失活 D．该酶在中性环境中的活性比在弱碱性环境中高 例 43 下图为不同因素与酶促反应速率的关系图，A→B 代表酶促反应速率坐标（0%～100%)，A→C 代表温度坐标（0～70℃），C→B代表溶液酸碱度坐标（pH＝0.1～14），下列相关叙述中不正确的是（ ）。 A. GH段所代表的酶其最适温度在 DE范围内 B. FI线段可用来体现胃蛋白酶的作用特点 C. 据图可以说明影响某酶的酶促反应速率的因素还可能有酶的数量和底物浓度 D. GH、GI线段所代表的某酶的酶促反应速率差异的关键影响因素是温度 第 43题图 第 44题图 例 44 高温淀粉酶在应用前，需要对该酶发挥作用的最佳温度范围进行测定。图中曲线①表示在一 定温度范围内的相对酶活性（酶活性与酶最大活性的百分比）。曲线②为酶的热稳定性数据，即将酶在 不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性而得到的数据。下列叙述中 不正确的是（ ）。 A．曲线①表明，当温度为 80℃时，该酶活性最高 B．该酶发挥作用的最佳温度范围是 60～70℃ C．曲线②上 35℃数据点是在 60～70℃时测得的 D．曲线②表明，该酶的热稳定性在 70℃之后迅速下降 例 45 将枯草芽孢杆菌接种在培养基上，然后在 37℃恒温箱培 养一段时间，提取其体内的蛋白酶。测定该蛋白酶和其他酶的热稳 定性，数据如右图所示（酶的热稳定性即酶在不同温度条件下保温 足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其酶活性）。据题干资 料和图分析，测定枯草芽孢杆菌的热稳定性数据的温度条件应该是（ ）。 A. 37℃ B. 30～60℃ C. 60～70℃ D. 30～100℃ 例 46 在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到如下结果。下列分析中不正确的是（ ）。 金属离子（mmol/L） 对照组 Mn 2＋ Co 2＋ Mg 2＋ 相对活性（%） 100 123 79 74 A. Mn 2＋ 降低了反应过程所必需的活化能 B. Co 2＋ 或 Mg 2+ 可能导致酶的结构发生改变 C. 不同离子对酶的活性有提高或降低作用 D. 该水解酶的用量是实验的无关变量 例 47 用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，下列有关说法中错误的是（ ）。 A．该酶的最适催化温度不确定 B．图 2和图 4能说明该酶一定不是胃蛋白酶 C．由图 4实验结果可知酶具有高效性 D．由实验结果可知酶具有专一性 例 48 右图表示酶浓度对化学反应速率的影响，以下叙述中完全正确的是（ ）。 A. 酶的浓度一定，横坐标为底物浓度，则曲线为抛物线形状 B. 增加底物浓度，曲线左移，横坐标零点时纵坐标大于零 C. 增加酶抑制剂，曲线向右移，与原曲线完全平行 D. 酶浓度为某一点时，改变温度，一定使反应速率下降 例 49 右图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后麦芽 糖的积累量，随温度变化的情况。下列有关叙述中正确的是（ ）。 ①图甲中 T0为淀粉酶的最适温度 ②图甲中 Ta、Tb时淀粉酶催化效率极低的原理不同 ③图乙中 Tb～Tc麦芽糖积累量相同说明此时酶活性最高 ④图乙 A点对应的温度为 T0 A．①② B．③④ C．①②③ D．①②④ 五、生物体内的化学反应 1. 生物体内的化学反应类型 （1）合成反应：小分子形成大分子，包括脱水缩合反应（氨基酸脱水缩合、核苷酸脱水缩合、甘 油和脂肪酸脱水缩合、单糖脱水缩合等）、光合作用和生物体内合成脂类等反应。 （2）分解反应：大分子分解成小分子，合成反应的逆过程和各种氧化分解反应。 在生物的反应中，合成反应一般是要耗能的（ATP被消耗而暂时减少），而分解反应一般是释放 能量的（ATP生成而暂时增多）。 问题：水解反应耗能吗？ 2. 新陈代谢的场所 （1）细胞外：抗体抗原反应、消化作用中所有反应等。 增 递 碱 度 C F E G D B H I A 温 酸 增 递 度 酶促反应速率递增 生成物量 底物剩余量 反应速度 底物剩余量 20℃ 蔗糖 图 1 图 2 图 3 图 4 麦芽糖 30℃ 40℃ 酶 酶＋Cu 2＋ 酶＋Cl － 0 A 时间 0 7 pH 0 B 底物浓度 0 20 10 时间（min） 0 Ta T0 Tb Tc 温度 0 Ta Tb Tc 温度 图甲 图乙 淀粉酶的活性 麦芽糖积累量 A 10 80 60 40 20 0 其它酶 保温温度（℃） 相对酶活性（%） 30 40 50 60 70 80 90 100 蛋白酶 反应速率 同时加入物质甲 Ⅰ Ⅲ Ⅱ 0 10 20 30 40 50 时间（分） 底物含量 97 98 （2）细胞核：DNA复制、转录等。 （3）细胞器：蛋白质合成、光合作用、呼吸作用二三阶段、溶酶体分解物质等。 （4）细胞质：糖酵解、无氧呼吸等。 例 50 下图是生物体的某化学反应模式图，对该反应的下列叙述中正确的是（ ）。 A. 该过程是氧化分解反应 B. 该过程是水解反应 C. 该过程是脱水缩合反应 D. 该反应过程不需要酶催化 例 51 右图为某多肽物质分解反应示意图，据图判断下列说法中正确的是（ ）。 A. 图示反应为氧化分解反应 B. 图示反应需要水解酶的参与 C. 图中反应产物为三肽和二肽 D. 图中反应原料中有至少有 8个肽键 例 52 下图表示生物体内的某化学反应，下列有关该反应的叙述错误的是（ ）。 A. 需要解旋酶 B. 属于水解反应 C. 会有能量变化 D. 反应速度与温度有关 例 53 细胞质基质是细胞结构的重要组成部分，许多生物化学反应在细胞质基质中进行，下列生 物化学反应在细胞质基质中进行的是（ ）。 A．葡萄糖的无氧分解 B．色盲基因的转录 C．水的光解 D．消化酶的合成 例 54 在生物体内，下列生理活动中只能单向进行的是（ ）。 A. 质壁分离过程中水分子的扩散 B. DNA 和 RNA之间互为模板合成 C. 必需氨基酸和非必需氨基酸之间相互转化 D. 活细胞内 ATP与 ADP的转化 例 55 细胞内的某些代谢过程可以产生水。下列生理过程中能产生水的是（ ）。 ①合成抗体 ②ADP与磷酸合成 ATP ③淀粉消化成麦芽糖 ④人体骨骼肌进行无氧呼吸 ⑤酵母菌有氧呼吸 ⑥限制酶切割质粒 ⑦DNA转录为 mRNA ⑧叶肉细胞的光合作用 A．①②③⑦⑧ B．①③⑤⑦⑧ C．①②⑤⑦⑧ D．①②⑤⑥⑧ 例 56 右图表示细胞中某条生化反应链，图中 E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据 下图判断的下列叙述中正确的是（ ）。 A．若 E1催化的反应被抑制，则 A的消耗速度加快 B．若 E5催化的反应被抑制，则 B积累到较高水平 C．若 E3的催化速度比 E4快，则 D的产量比 E多 D．若 E1的催化速度比 E5快，则 B的产量比 A多 例 57 图示为某学生所作的酶催化作用的模型。下列叙述中正确的是（ ）。 A. 物质 A不可能在细胞核中合成 B. 图示反应不可能属于非特异性免疫 C. 物质 B不可能是麦芽糖 D. 人成熟的红细胞无此生理过程 第 3 节 细胞通过分解有机分子获取能量 一、ATP是生命活动的直接能源物质 1. ATP 的结构：ATP（三磷酸腺苷）是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。ATP的分子 简写成 A－P～P～P，A代表由腺嘌呤和核糖组成的腺苷，P 代表磷酸基团，“～”代表磷酸基团之间特殊的磷酸酐键， 末端两个磷酸基团均可水解释放出能量，因此 ATP 被称为 高能磷酸化合物。ATP结构中的 3个磷酸（Pi）可依次移去 而生成二磷酸腺苷（ADP）和一磷酸腺苷（AMP）。 问题：生物学中的“A”可以代表哪些化合物？ 2. ATP 的作用：ATP普遍存在于生物体细胞中，是 “能量载体”。 （1）ATP使其他化合物磷酸化：通过将磷基团转移到目标分子上或水解，为生命活动提供能 量。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应，如谷氨 酰胺的合成。 ATP释放出的能量，是生物体维持细胞分裂、根吸收矿质元素离子、肌肉收缩和物质运输等等生 命活动所需能量的来源，如 ATP脱下的磷酸基团使膜转运蛋白磷酸化，导致膜转运蛋白的空间结构发 生改变。 除了 ATP外，GTP、辅酶Ⅰ（NADH）、辅酶Ⅱ（NADPH）、质子（H ＋） 及电子（e）也是常见的能量 携带者和传递者。 （2）吸能反应和放能反应：细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应两大类（必修一， 83页，图 4-18）。前者是需要吸收能量的，如蛋白质的合成等；后者是释放能量的，如葡萄糖的氧化 分解等。许多吸能反应与 ATP水解的反应相联系，由 ATP水解提供能量；许多放能反应与 ATP的合成 相联系，释放的能量储存在 ATP中，用来为吸能反应直接供能。也就是说，能量通过 ATP分子在吸能 反应和放能反应之间流通。因此，可以形象地把 ATP比喻成细胞内流通的“能量货币”，正是由于细 胞内具有 ATP这种能量“货币”，才能及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。 3. ATP 的产生与消耗 （1）产生与消耗途径：ATP在体内含量很少，只能维持 15秒，跑完 100m以后全部用完，通过 呼吸作用等方式合成后补充。植物可以通过细胞呼吸、光合作用光反应阶段产生 ATP。光反应产生的 ATP只能用于暗反应，呼吸作用产生的 ATP除了不能用于暗反应以外，能应用于其他的所有生命活动 （必修一，84页，图 4-19）。ATP转化十分迅速，总是处于动态的平衡中，因此人体内的 ATP不可能 用完。 ＋ H2O ＋ 甲 乙 丙 O H O O H O OH C N H H N C OH H H N C H OH C N H2O 酶 ADP Pi NH3 Pi Glu（谷氨酸）＋ NH3 Glu·Pi Gln（谷氨酰胺） Ca 2＋ P H2N COOH H2N COOH COOH H2N E3 E4 D E E2 E1 E5 A B C 腺嘌呤 核糖 3 个磷酸基团 腺苷