第二单元 第3课时 酶和ATP-【金版教程】2026年高考生物一轮复习解决方案课件PPT（经典版 多选版）

　　　　　　　　　　　　　 必修1　分子与细胞 第二单元　细胞代谢 第3课时　酶和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。3.探究酶催化的专一性、高效性和影响酶活性的因素。 2 目录 CONTENTS 02 经典考题训练 01 知识自主梳理 03 课时作业 01 知识自主梳理 一　细胞代谢 1．概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 2．主要场所： ___________。 3．意义：是_____________的基础。 二　酶的作用和本质 1．酶在细胞代谢中的作用 (1)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_______。 (2)Fe3＋和过氧化氢酶能促进过氧化氢分解，它们没有给过氧化氢分子_________，而是_______过氧化氢分解反应的_______。 (3)正是由于酶的_____作用，细胞代谢才能在_____条件下快速有序地进行。 细胞质基质 细胞生命活动 活化能 降低了 活化能 催化 温和 提供能量 知识自主梳理 5 2．酶的本质 (1)酶本质的探索过程(连线) 答案：①—e　②—a　③—c　④—d　⑤—b 知识自主梳理 6 化学本质 绝大多数是_______ 少数是______ 合成原料 _______ ___________ 合成场所 _______ 主要是细胞核(真核生物) 来源 一般来说，_______都能产生酶 作用场所 细胞内、外及生物体内、外 (2)酶的化学本质 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 活细胞 知识自主梳理 7 三　酶的特性 1．酶具有_______ (1)定义：同____________相比，酶降低___________________，因而催化效率更高。 (2)意义：使细胞代谢快速进行。 高效性 无机催化剂 活化能的作用更显著 知识自主梳理 8 (3)曲线分析 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______。 特别提醒 酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。 更高 知识自主梳理 9 2．酶具有_______ (1)无机催化剂催化的化学反应范围比较____。例如：酸能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。 (2)过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。脲酶除了 催化尿素分解，对其他化学反应也不起作用。每一种酶只能催化___________化学 反应。 (3)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。 专一性 广 一种或一类 知识自主梳理 10 (4)图形及曲线分析 ①图形 a．图中A表示___，B表示被催化的_____，E、F表示B被分解后的产物，C、D表示不能被该酶催化的物质。 b．酶和被催化的物质都有特定的、相契合的空间结构。 底物 酶 知识自主梳理 11 ②曲线 加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率_____，而加入酶A的反应速率在一定范围内随反应物浓度增大明显_____，进而说明酶具有________。 相同 加快 专一性 知识自主梳理 12 3．酶的作用条件较_____ (1)许多无机催化剂能在_______________________条件下催化化学反应。 (2) _______________都对酶活性有影响。与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在_________的条件下进行的。在_______的温度和pH条件下，酶的活性_____。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显_____。 (3)过酸、过碱或温度过高，会使酶的_________遭到破坏，使酶_________。在0 ℃左右时，酶的活性_____，但酶的空间结构_____，在适宜的温度下酶的活性会_____。因此，酶制剂适宜在_____下保存。 温和 高温、高压、强酸或强碱 溶液的温度和pH 比较温和 最适宜 最高 降低 空间结构 永久失活 很低 稳定 升高 低温 知识自主梳理 13 四　酶的分布 细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的_____有关。 植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在_______内，与呼吸作用有关的酶分布在___________________内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。 五　相关实验 1．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 分布 叶绿体 细胞质基质和线粒体 知识自主梳理 14 (2)实验设计及现象分析 试管编号 试剂 处理 结果 ① 2 mL H2O2 常温 _______________ ② 2 mL H2O2 90 ℃水浴加热 有较少气泡产生 ③ 2 mL H2O2 3.5% FeCl3 溶液2滴 有较多气泡产生；带火星的卫生香复燃 ④ 2 mL H2O2 新鲜20%肝脏研磨液2滴 _______________；带火星的卫生香复燃 几乎无气泡产生 有大量气泡产生 知识自主梳理 15 (3)实验结论 a．①②对照：说明_______________________________________。 b．③④对照：酶具有_______，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 c．①④对照：酶具有_________，可加快化学反应速率。 2．实验：探究酶的专一性 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_________。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖能够与_________发生反应，生成_______的沉淀。 (2)目的要求：探究淀粉酶是否只能催化_____的化学反应。 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 高效性 催化作用 非还原糖 斐林试剂 砖红色 特定 知识自主梳理 16 (3)实验步骤(以α－淀粉酶为例) 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 注入新鲜淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 第二步 60 ℃热水中保温5 min 第三步 加入斐林试剂，水浴煮沸1 min 第四步 观察溶液颜色变化 知识自主梳理 17 (4)实验结果 (5)实验结论：淀粉酶只催化_____水解，不能催化_____水解，酶具有_______。 3．实验：探究温度对酶活性的影响 (1)材料：宜选用______________。 试管1 _________沉淀 试管2 _________沉淀 有砖红色 无砖红色 淀粉 蔗糖 专一性 淀粉与淀粉酶 知识自主梳理 18 (2)实验原理 ①反应原理 ②鉴定原理：温度影响酶的活性，影响___________，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。 淀粉的水解 知识自主梳理 19 (3)进行实验(以α－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 60 ℃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 60 ℃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 知识自主梳理 20 (4)实验结果：沸水浴和冰浴两组的实验结果：_________，60 ℃水浴组的实验结果：_______________。 (5)实验结论：_______________________________________________________ _____________。 4．实验：探究pH对酶活性的影响 (1)材料：宜选用_____________________。 (2)实验原理： ①反应原理：2H2O22H2O＋O2。 ②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用气泡的产生情况或____________________的情况来检验O2的生成速率。 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 过氧化氢和肝脏研磨液 带火星的卫生香复燃 知识自主梳理 21 (3)进行实验 (4)实验结果：试管2和3：_______________________________，试管1：_____ _________________________。 (5)实验结论：____________________________________________________。 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(或插入带火星的卫生香，观察复燃情况) 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 知识自主梳理 22 特别提醒 1．在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。 2．若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解情况的试剂宜选用碘液，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。 3．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。 知识自主梳理 23 4．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。 5．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)对还原糖的检测，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。 知识自主梳理 24 5．实验拓展 (1)验证酶的高效性 实验中自变量是_______________，因变量是_________。 (2)探究酶的专一性 ①设计思路一：相同酶不同底物 无机催化剂和酶 反应速率 无机催化剂 等量酶溶液 知识自主梳理 25 ②设计思路二：相同底物不同酶 (3)“梯度法”探究酶的最适温度或pH ①探究酶的最适温度 知识自主梳理 26 a．设计思路 (该实验下pH保持相同且适宜) b．设计方案 产物的生成量 知识自主梳理 27 ②探究酶的最适pH a．设计思路 (该实验下温度保持相同且适宜) 产物的生成量 知识自主梳理 28 b．设计方案 知识自主梳理 29 六　实验过程的变量及对照分析 温度和催化剂 H2O2分解速率 气泡产生的多少 知识自主梳理 30 实验结果 反应物浓度和反应时间 保持相同且适宜 知识自主梳理 31 保持一致，并将结果进行比效 知识自主梳理 32 七　影响酶促反应速率的因素曲线分析 1．产物浓度与反应时间的关系曲线 酶 反应物 知识自主梳理 33 2．温度和pH对酶促反应速率的影响 曲线解读：(1)在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；___________或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；_____条件下酶的活性很低，但空间结构稳定(图甲和图乙)。 过酸、过碱 低温 知识自主梳理 34 (2)不同pH条件下，酶最适温度_____；不同温度条件下，酶最适pH_______，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)(图丙和图丁)。 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 不变 也不变 底物浓度 酶浓度或酶活性 知识自主梳理 35 (2)酶浓度对酶促反应速率的影响 成正比 知识自主梳理 36 4．酶的抑制剂——竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 (1)竞争性抑制剂与底物具有类似的结构，能与底物竞争酶的活性部位，导致酶促反应被抑制。 (2)非竞争性抑制剂不与酶活性部位结合，而与酶的其他位点结合，可引起酶构象改变并导致酶无法与底物结合，或者虽然可以与底物结合但是无法得到产物等，会导致酶活性丧失。 知识自主梳理 37 (3)两种抑制剂与底物浓度的关系 随底物浓度增加，竞争性抑制剂的抑制作用可消除，而非竞争性抑制剂的抑制作用不可消除。 知识自主梳理 38 特别提醒 1．酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。 2．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。 知识自主梳理 39 八　细胞的能量“货币”——ATP 1．ATP的结构和功能 C、H、N、O、P A—P~P~P 腺苷 磷酸基团 知识自主梳理 40 不稳定 高能磷酸化合物 知识自主梳理 41 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸 ADP ATP 直接能源物质 知识自主梳理 42 特别提醒 ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，“A”表示的含义不同 知识自主梳理 43 2．ATP与ADP的相互转化及意义 (1)ATP水解过程 负电荷 特殊的化学键 末端磷酸基团 知识自主梳理 44 (2)ATP与ADP相互转化 ATP的合成 ATP的水解 反应式 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 植物：光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 动物：化学能(细胞呼吸) 末端磷酸基团的转移势能 知识自主梳理 45 能量去路 储存于_____中 光合作用过程中产生的ATP用于_________，细胞呼吸过程中产生的ATP用于_____________ 反应场所 高等植物：____________________ _______ 动物：细胞质基质、线粒体 生物体内的需能部位，如细胞膜、叶绿体基质等 意义 ①对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是_________地发生并且处于_________之中。 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了_______________ ATP C3的还原 各项生命活动 细胞质基质、线粒体、叶绿体 时刻不停 动态平衡 生物界的统一性 知识自主梳理 46 3.ATP的利用 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由_____直接提供能量的。例如：ATP水解释放的能量可以用于___________________________________等。 ATP 大脑思考、电鳐发电、物质的主要运输 知识自主梳理 47 (1)ATP如何为主动运输供能(上图) ①参与Ca2＋主动运输的_________是一种能催化_________的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被_____了。 ②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端________脱离下来与________结合，这一过程伴随着___________ ，这就是载体蛋白的磷酸化。 ③载体蛋白磷酸化导致其_________发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。 此外，ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，从而使这些分子_________发生变化， _____也被改变，因而可以参加特定化学反应。 载体蛋白 ATP水解 激活 磷酸基团 载体蛋白 能量的转移 空间结构 空间结构 活性 知识自主梳理 48 (2)吸能和放能反应 细胞内的化学反应可以分成_________和_________两大类。前者是需要吸收能量的，如___________等；后者是释放能量的，如_________________等。许多吸能反应与_________的反应相联系，由ATP水解提供_____；许多放能反应与_________相联系，释放的能量储存在_____中，用来为吸能反应直接供能。也就是说，能量通过_________在吸能反应和放能反应之间流通。 吸能反应 放能反应 蛋白质合成 葡萄糖的氧化分解 ATP水解 ATP合成 ATP ATP分子 能量 知识自主梳理 49 4．生物体内常见的几种能源物质 (1)主要能源物质：_____。 (2)主要储能物质：_____。 (3)植物储能物质：___________。 (4)动物储能物质：___________。 (5)直接能源物质：_____。 (6)最终能源：_______。 糖类 脂肪 淀粉、脂肪 糖原、脂肪 ATP 太阳能 知识自主梳理 50 1．淀粉酶中加入强酸或蛋白酶都会使其酶活性丧失。( ) 2．酶都是在核糖体上以氨基酸为原料合成的。( ) 3．人体细胞内pH变化不影响细胞内酶的催化作用。( ) 4．若要长期保存酶，应将其放在低温环境下。( ) 5．酶在催化反应完成后立即被降解。( ) 6．酶的作用条件较温和，酶催化的反应只能在细胞内进行。( ) 7．酶通过降低化学反应的活化能提高反应的速率。( ) × √ × √ × × √ 知识自主梳理 51 8．酶是细胞合成的蛋白质或RNA，酶可以成为反应的底物。( ) 9．酶在高温、过酸和过碱的情况下空间结构会发生改变，这个过程是不可逆的。( ) 10．可能存在两个酶的催化效率相同的温度。( ) 11．蛋白酶不能催化脂肪的水解，体现了酶的专一性。( ) 12．酶催化的生化反应必须由ATP提供能量。( ) 13．胃蛋白酶、肠蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶最适温度均为18 ℃。( ) 14．淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验可体现酶的专一性。( ) × √ √ √ √ × √ 知识自主梳理 52 15．病毒有独立的能量代谢系统。( ) 16．ATP中的A代表的是腺嘌呤。( ) 17．组成ATP的化学元素包括C、H、O、N、P。( ) 18．ATP分子是由1个腺苷和3个磷酸基团组成。( ) 19．人在饥饿时ATP和ADP仍能达到动态平衡。( ) 20．ATP脱去2个磷酸基团后是腺嘌呤脱氧核苷酸。( ) 21．ATP是细胞内的主要能源物质。( ) 22．ATP在转化为ADP时，腺苷与相邻磷酸之间的化学键会发生断裂。( ) × √ × √ √ × × × 知识自主梳理 53 23．动植物体细胞内ADP与ATP的转化都是十分迅速的。( ) 24．动植物体细胞内ATP转化为ADP释放的能量用于完全相同的生命活动。 ( ) 25．动植物体内ADP转化成ATP所需能量的来源是相同的。( ) × √ × 知识自主梳理 54 经典考题训练 02 考向一　围绕酶的本质和作用，考查生命观念和科学思维能力 [例1]　20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能，可水解特定的RNA序列，并将它命名为ribozyme，其中文译名“核酶”。下列叙述错误的是(　　) A．核酶含C、H、O、N、P、S六种大量元素，基本单位是核糖核苷酸 B．RNA分子既是信息分子，又是功能分子 C．核酶在细胞内和细胞外都能发挥作用，其催化活性可能受温度影响 D．核酶催化RNA分解的原理是降低了化学反应的活化能 经典考题训练 56 解析：核酶是RNA分子，故核酶的组成元素为C、H、O、N、P，基本单位是核糖核苷酸，A错误；RNA在遗传信息的传递中具有重要作用，核酶的本质是RNA，具有催化功能，所以RNA分子既是信息分子，又是功能分子，B正确；酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，在细胞内外均可发挥作用，核酶的催化活性可能受温度的影响，C正确；酶起催化作用的原理是降低化学反应的活化能，D正确。 经典考题训练 57 [例2]　(2021·海南高考)研究发现，人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是(　　) A．该酶的空间结构由氨基酸的种类决定 B．该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与 C． “废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂 D． “废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用 经典考题训练 58 解析：根据题意可知，该酶的化学本质为蛋白质，蛋白质空间结构具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同造成的，A错误；根据题意可知，该酶的化学本质为蛋白质，因此该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与，B正确；“废物蛋白”被该酶切割的过程中会发生分解，肽键断裂，C正确；氨基酸是蛋白质的基本单位，因此“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用，D正确。 经典考题训练 59 考向二　借助影响酶促反应的因素，考查科学思维能力 [例3]　将A、B两种物质混合，t1 min时加入酶C。下图为在最适温度下A、B浓度随时间变化的曲线。下列叙述正确的是(　　) A．酶C降低了B生成A反应的活化能 B．该体系中的酶促反应速率先快后慢 C．酶C活性降低导致t2后B增加缓慢 D．适当降低反应温度，t1～t2间隔缩短 经典考题训练 60 解析：酶C可以降低化学反应活化能，使A在一定温度下能够发生反应生成B，A错误；酶促反应速率可由底物消耗速度或产物生成速度表示，由图可知，从t1到t2时段A减少速率快于t2之后减少速率，因此酶促反应速率先快后慢，B正确；酶促反应速率受酶活性、底物浓度等影响，本题反应体系中A含量一定，随着反应进行A浓度越来越低，因此酶促反应速率随之降低，B增加减 缓，而此反应始终在最适温度下进行，因此酶C活性并 改变，C错误；在最适温度下酶活性最大，若适当降低 反应温度，酶活性会降低，酶促反应速率减慢，t1～t2间 隔会延长，D错误。 经典考题训练 61 [例4]　(多选)图甲是某类酶发挥催化作用的模型。酶的抑制剂可以与酶结合并降低其活性，乙、丙两图分别表示两种不同类型抑制剂的作用原理。相关叙述正确的是(　　) A．底物与酶活性部位互补时，酶才能发挥作用，因此酶有专一性 B．抑制剂①与底物空间结构相似，竞争酶的活性部位 C．抑制剂②会通过改变酶的结构进而影响酶促反应速率 D．两种抑制剂对酶促反应的影响均可通过提高底物浓度来缓解 经典考题训练 62 解析：酶有专一性，图甲中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，酶才可催化底物发生变化，A正确；竞争性抑制剂与底物空间结构相似，竞争酶的活性部位，图中抑制剂①属于竞争性抑制剂，B正确；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，改变酶的结构，从而抑制酶的活性，影响酶促化学反应速率，抑制剂②属于非竞争性抑制，C正确；底物浓度越高，底物与酶活性位点结合机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小，增大底物浓度能使抑制剂①的作用减弱，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，增大底物浓度不能使抑制剂②的作用减弱，D错误。　 经典考题训练 63 “四看法”分析酶促反应曲线 经典考题训练 64 考向三　以酶的特性和影响因素为素材，考查实验分析与评价能力 [例5]　(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 ＋ － － ＋ － 经典考题训练 65 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。 经典考题训练 66 [例6]　纺织厂常用枯草芽 孢杆菌生产的α－淀粉酶除去织 物中的淀粉。为探究α－淀粉酶 的最适温度，某科研小组在适宜 条件下进行了实验，棉花初始质量为5 g，每组在各自温度下保温20 min后测量棉花减重，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.该实验应保证每组的α－淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量等完全相同 B．每组应先将α－淀粉酶与棉花混合，再进行保温 C．实验结果表明α－淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃ D．枯草芽孢杆菌产生的α－淀粉酶与人类唾液中的α－淀粉酶的耐热性不同的原因是两种酶的结构不同 组别 1 2 3 4 5 6 棉花减重/g 0 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15 温度/℃ 25 35 45 55 65 75 经典考题训练 67 解析：该实验中加入的α－淀粉酶的浓度、体积及棉花的初始质量等属于无关变量，应保证相同且适宜，A正确；由于酶的高效性，每组应先将α－淀粉酶和棉花分别预热到设置温度，再进行混合，才能保证结果的准确性，B错误；据题表数据分析，65 ℃条件下棉花减重最多，说明α－淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃，C正确。 组别 1 2 3 4 5 6 棉花减重/g 0 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15 温度/℃ 25 35 45 55 65 75 经典考题训练 68 [例7]　为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答： 实验步骤 试管编号 1 2 3 4 1% NaCl溶液(mL) 1 1% CuSO4溶液(mL) 1 1% Na2SO4溶液(mL) 1 蒸馏水(mL) 1 pH 6.8缓冲液(mL) 1 1 1 1 1%淀粉溶液(mL) 1 1 1 1 唾液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1 各试管放入37 ℃恒温水浴保温适宜时间 取出试管，加入1%碘溶液0.1 mL 观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色 经典考题训练 69 (1)实验中加入缓冲液的作用是_____________________________________。 (2)分析实验结果可知，对酶活性有影响的离子是____________，其中对酶活性有抑制作用的离子是________，对酶活性有促进作用的离子是________。 (3)该实验中设置4号试管的目的是________；设置3号试管的目的是__________________________________________________。 (4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1～4号试管中的颜色依次是___________、_________________、_________、________。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是________________________________________________。 提供适宜pH并维持反应液中pH的稳定 Cl－和Cu2＋ Cu2＋ Cl－ 对照 深砖红色 无砖红色(或蓝色) 浅砖红色 浅砖红色 斐林试剂中有Cu2＋，其可抑制唾液淀粉酶的活性 经典考题训练 70 经典考题训练 71 (4)1号试管中的唾液淀粉酶的活性增强，淀粉被水解成葡萄糖，所以加入斐林试剂后有深砖红色沉淀生成；2号试管中的唾液淀粉酶的活性受抑制，淀粉未被水解成葡萄糖，所以加入斐林试剂后无砖红色；3号试管中的唾液淀粉酶的活性未受到影响，淀粉部分被水解成葡萄糖，所以加入斐林试剂后有浅砖红色沉淀生成；4号试管中的唾液淀粉酶的活性也未受到影响，结果同3号试管。斐林试剂中含有Cu2＋，对淀粉酶的活性有影响，故保温之前不能加入斐林试剂。 经典考题训练 72 考向四　围绕ATP的结构和功能，考查结构与功能观 [例8]　(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。 经典考题训练 73 [例9]　(多选)将标记的32P注入活细胞内，随 后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代 表ATP的结构。下列叙述错误的是(　　) A．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为 腺嘌呤核糖核苷酸 B．④和⑤之间化学键的形成过程总是与吸能反应相关联 C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变 D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快 经典考题训练 74 解析：①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的，A错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。 经典考题训练 75 课时作业 03 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ 对点 ATP的利用 ATP 酶 影响酶活性的因素 温度对酶活性的影响 酶的高效性实验 酶的专一性实验 ATP ATP结构与功能 影响酶活性的因素实验 影响酶活性的因素实验 影响酶活性的因素实验 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 77 1．下列生命活动中不需要ATP提供能量的是(　　) A．淀粉酶催化淀粉水解为麦芽糖 B．吞噬细胞吞噬病原体的过程 C．细胞中由氨基酸合成新的肽链 D．叶绿体基质中三碳化合物的还原 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 78 2．ATP是细胞中的能量通货，关于ATP的叙述中不正确的是(　　) A．人在饥饿时，ATP可水解为一个腺苷和三个磷酸 B．ATP的元素组成有C、H、O、N、P C．ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能 D．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 79 3．(2024·河北，2)下列关于酶的叙述，正确的是(　　) A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 解析：作为生物催化剂，酶的作用底物可以是无机物，A错误；应在低温和最适pH条件下保存酶，B错误；醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等草食类动物的肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解成葡萄糖，供草食类动物吸收，因此，从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 80 4．(2025·八省联考四川)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) 注：吸光度大小与醌类物质含量成正相关。 A．低氧环境可促进褐变发生 B．喷洒柠檬酸可抑制褐变发生 C．保存和运输生菜的最适pH值为6 D．40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 81 解析：多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，因此低氧环境可抑制褐变发生，A错误；由图示可知，柠檬酸可以减弱PPO相对活性，从而减少醌类物质的形成，即抑制褐变发生，B正确；结合图示可知，pH值为6时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明pH值为6时褐变易发生，从而不利于保存和运输生菜，C错误；结合图示可知，温度为40 ℃时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明温度为40 ℃时褐变易发生，PPO活性最高，从而不利于生菜的保存，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 82 5.(2021·海南高考)某种酶的催化反应速率随温度和时间 变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是(　　) A．该酶可耐受一定的高温 B．在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大 C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同 D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 83 解析：据图可知，该酶在70 ℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的高温，A正确；据图可知，在t1时，酶催化反应速率随温度升高而增大，即反应速率与温度的关系为40 ℃＜50 ℃＜60 ℃＜70 ℃，B正确；由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同，其中70 ℃达到该温度下的最大反应速率时间最短，C正确；相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 84 6．为研究酶的特性，进行了如表所示实验，下列叙述错误的是(　　) A.实验的可变因素是催化剂的种类 B．可用产生气泡的速率作检测指标 C．该实验能说明酶的作用具有高效性 D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验 步骤 实验过程 试管A 试管B 1 加入2%过氧化氢溶液 3 mL 3 mL 2 加入马铃薯匀浆 少许 － 3 加入二氧化锰 － 少许 4 检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 85 解析：比较表中试管A和试管B中加入的物质，可知本实验的自变量是催化剂的种类，A正确；马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶，二氧化锰属于无机催化剂，通过比较二者催化过氧化氢分解的情况，可以证明酶具有高效性，C正确；鸡肝匀浆中也含有过氧化氢酶，所以可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，D错误。 步骤 实验过程 试管A 试管B 1 加入2%过氧化氢溶液 3 mL 3 mL 2 加入马铃薯匀浆 少许 － 3 加入二氧化锰 － 少许 4 检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 86 7．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(　　) 注：“－”表示不加入。 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 试管编号 1 2 3 4 2%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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 87 解析：碘液不能测定蔗糖是否被分解，本实验不能用碘液作指示剂，B错误；淀粉酶能催化淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖，蔗糖酶能催化蔗糖分解成葡萄糖和果糖，麦芽糖、葡萄糖和果糖都是还原糖，C正确；斐林试剂鉴定还原糖需要水浴加热，D正确。 试管编号 1 2 3 4 2%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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 88 8．驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，并沿着骨架定向行走，将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置。驱动蛋白每行走一步需要消耗一个ATP分子。下列相关叙述正确的是(　　) A．驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架 B．驱动蛋白催化ATP的特殊化学键断裂 C．细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道 D．物质和结构随细胞质的流动随机运输 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 89 解析：由题意知，驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，说明驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架，A正确；驱动蛋白能催化ATP水解，说明驱动蛋白能够催化ATP的特殊化学键断裂，B正确；由题干驱动蛋白“与细胞骨架特异性结合，并沿着骨架定向行走，将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置”，说明细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 90 9．脱氧腺苷三磷酸(dATP)和腺苷三磷酸(ATP)的结构类似，二者在组成上的差异在于前者含有脱氧核糖，后者含有核糖。下列相关叙述正确的是(　　) A．细胞内的直接能源物质不只有dATP和ATP B．dATP和ATP在细胞内都在生物膜上合成 C．肌细胞内的dATP和ATP含量明显高于口腔上皮细胞 D．dATP和ATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分是核酸的合成原料 解析：细胞内的直接能源物质除了dATP和ATP，还有dGTP、dTTP、dCTP、GTP、CTP和UTP等，A正确；ATP的合成场所有线粒体内膜、线粒体基质、叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质，B错误；肌细胞和口腔上皮细胞内的dATP和ATP含量都很少，C错误；dATP和ATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分依次是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，依次是DNA和RNA的合成原料，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 91 10．某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见表。下列分析正确的是(　　) 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①②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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 92 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组的变量可知，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 ℃，但由于温度梯度、pH梯度较 大，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，没有与其他底物比较，因此要确定该酶 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 93 实验一：探究温度对酶活性影响的实验 实验 步骤 分组 甲组 乙组 丙组 加入淀粉酶溶液 0.1 mL 0.1 mL 0.1 mL 加入可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL 控制温度 0 ℃ 60 ℃ 100 ℃ 测定淀粉剩余量 11．如表分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验和探究过氧化氢酶的最适pH的实验结果。据此回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 94 (1)在实验一中，pH属于________变量。需要根据表格中最后一步测定的数据计算出______________________________________________________来代表淀粉酶的活性。 (2)请指出实验设计中的错误并改正：_________________________________ _______________________________________。 (3)如果将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换成新鲜肝脏研磨液和H2O2，你认为实验是否科学合理？请判断并解释原因：______________________________________。 无关 单位时间内淀粉的消耗量(或单位时间内还原糖的产生量) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应当将淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别在预设温度下保温一段时间后再混合 不科学，温度会直接影响H2O2的分解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 95 (4)分析实验二的结果，可得到的结论是________________________________。如果实验二是预实验的实验结果，在正式实验时，应当在pH为____________之间设置梯度进行研究。 过氧化氢酶的最适pH在7.0左右 实验二：探究过氧化氢酶的最适pH的实验 组别 A组 B组 C组 D组 E组 pH 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 H2O2完全分解所需时间(s) 300 180 90 192 284 6.0和8.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 96 12．脲酶能够催化尿素分解成二氧化碳和氨(氨溶于 水后形成铵根离子)。某研究人员利用一定浓度的尿素溶 液进行了铜离子对脲酶活性的影响实验，得到如图所示结 果。请回答下列问题： (1)美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶的结 晶，并用多种方法证明了脲酶的化学本质是________。 (2)图示实验的自变量为___________________；实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，脲酶的活性_____。图中显示，脲酶作用的最适温度范围是________℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，请写出实验设计的基本思路：_________________________________________________________________________________________________________________。 蛋白质 温度和铜离子浓度 降低 40～60 在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下，在温度为40～60 ℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 97 (3)幽门螺旋杆菌是导致胃炎的罪魁祸首，该微生物 也可以产生脲酶，并分泌到细胞外发挥作用，该微生物 合成脲酶的过程中参与的细胞器是________。13C呼气试 验检测系统是国际上公认的幽门螺旋杆菌检查的“金标准”， 被测者先口服用13C标记的尿素，然后向专用的呼气卡中吹气留取样本，即可以准确地检测出被测者是否被幽门螺旋杆菌感染。请简要说明呼气试验检测的原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________。 核糖体 (幽门螺旋杆菌会产生脲酶，)脲酶能催化尿素分解成NH3和13CO2，如果检测到被测者呼出的气体中含有13CO2，则说明被测者被幽门螺旋杆菌感染 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 98 解析：(2)图中温度和铜离子浓度是实验中人为 改变的量，是自变量。实验结果表明，随着铜离子浓 度的升高，产生的铵根离子减少，说明脲酶的活性降 低。图中显示，脲酶在50 ℃时活性最高，所以作用的 最适温度范围是40～60 ℃。为了进一步探究脲酶作用 的最适温度，在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情 况下，在温度为40～60 ℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率，尿素分解速率最高时的温度为脲酶作用的最适温度。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 99 　　　　　　　　　　　　　 R (1)原理：2H2O2eq \o(――→,\s\up14(酶))2H2O＋O2。 2H2O2eq \o(―――――→,\s\up16(过氧化氢酶))2H2O＋O2。 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(对照组：反应物＋\x(\s\up1(27))____________→反应速率慢,实验组：反应物＋\x(\s\up1(28))____________→反应速率快)) 实验组：酶溶液＋反应物1eq \o(――→,\s\up16(检测))反应物被分解。 对照组：酶溶液＋等量反应物2eq \o(――→,\s\up16(检测))反应物不被分解。 实验组：反应物＋酶1溶液eq \o(――→,\s\up16(检测))反应物被分解。 对照组：反应物＋等量酶2溶液eq \o(――→,\s\up16(检测))反应物不被分解。 eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(底物t1温度下＋酶t1温度下,底物t2温度下＋酶t2温度下,　　　　　⋮,底物tn温度下＋酶tn温度下)) eq \o(――→,\s\up16(检测))底物的分解量(或剩余量) 或______________ eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(底物pH1下＋酶pH1下,底物pH2下＋酶pH2下,　　　⋮,底物pHn下＋酶pHn下)) eq \o(――→,\s\up16(检测))底物的分解量(或剩余量)或______________ ADP＋Pi＋能量eq \o(―→,\s\up16(酶))ATP ATPeq \o(―→,\s\up16(酶))ADP＋Pi＋能量 确定Na＋和SOeq \o\al(2－,4)对唾液淀粉酶催化活性是否有影响 解析：(1)pH是无关变量，要进行控制，实验中加入“pH6.8缓冲液”，就是保证各试管中pH相同且是唾液淀粉酶的适宜pH。 (2)比较实验结果，1号无色说明该试管淀粉已经完全分解，2号深蓝色说明该试管淀粉没有被分解，3、4号浅蓝色说明该试管淀粉部分被分解；再比较各试管加的试剂，可知4号是对照，3号试管加的试剂对酶的活性没影响，则Cl－有促进作用；Cu2＋有抑制作用。 (3)3号试管加入的Na2SO4，与1、2号有重复的，其作用是确定Na＋和SOeq \o\al(2－,4)对唾液淀粉酶催化活性是否有影响。 $$