08 必修1 第二单元 第8讲 酶和ATP-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习教师用书（人教版）

该高中生物学讲义聚焦酶和ATP两大高考核心考点，以酶的本质、作用机理、特性及影响因素为逻辑主线，衔接ATP的结构、功能与转化机制，整合实验探究（酶专一性、活性影响因素）等内容。通过考点梳理（研读教材、澄清概念）、方法指导（曲线分析、变量控制）、真题训练（考向演练、真题感悟）等环节，帮助学生构建知识网络，突破难点。 讲义突出科学思维与探究实践，如分析酶活性曲线时引导学生建模比较温度、pH影响差异，设计“探究酶抑制剂作用类型”实验培养变量控制能力。设置分层练习（基础巩固、能力提升）和素养加强课，配合即时反馈，高效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供系统支撑。

第8讲　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.活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。　3.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 考点1　酶的作用、本质和特性 一、酶的作用和本质 1．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解。 (1)方法步骤 (2)实验过程的变量及对照分析 (3)实验结论 2．酶的催化作用机理 (1)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称为活化能。 (2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。 (3)酶作用原理曲线分析 ①无酶催化的反应曲线是乙，有酶催化的反应曲线是甲。 ②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是酶降低的活化能。 ③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将向上移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能，但会提供能量。 (4)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。 3．酶本质的探究历程(连线) 4．酶的作用和本质 哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶。 二、酶的特性 1．高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013 倍。 2．专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 3．作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。过酸、过碱或温度过高会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温条件下，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定。 三、酶促反应速率的影响曲线分析 1．酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线 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，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。 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 (2)酶浓度对酶促反应速率的影响 (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。 (3)同一个体不同细胞中，酶的种类和数量不完全相同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。 (4)温度、pH是通过影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率的。 1．(必修1 P82“探究·实践”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？ 不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。 2．(必修1 P85“科学·技术·社会”)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线 在其他条件适宜的情况下，酶量增加，酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上方移(对应b点位置)。 1．酶提供了反应过程所必需的活化能。(　×　) 提示：酶的作用是降低活化能。 2．酶活性的发挥离不开其特定的结构。(　√　) 3．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(　×　) 提示：低温不破坏酶的结构。 4．酶活性最高时的温度适合酶的保存。(　×　) 提示：酶适合保存在低温条件下。 5．酶在催化反应完成后立即被分解。(　×　) 提示：酶是催化剂，其在催化反应完成后不会被分解。 6．酶只能在细胞内发挥作用。(　×　) 提示：酶在细胞内和细胞外都能发挥作用。 1．右图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分析： (1)A、B两种酶的化学本质是否相同？理由是不相同。A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，其化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质。 (2)B酶活性改变的原因是B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，因此其活性丧失。 2．酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。 (1)结合图示信息判断：高温、过酸、过碱对酶活性的影响与非竞争性抑制剂(模型B)的作用相同，通过增加底物浓度的方法可以降低或解除竞争性抑制剂(模型A)对酶的抑制作用。 (2)研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究该氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B。 ①实验思路：在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸， 同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化。 ②预期实验结果及结论：若酶促反应速率能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B。 酶的作用、本质和特性 1．下列有关酶的叙述正确的是(　　) A．酶的催化效率比无机催化剂的高是因为酶能降低化学反应的活化能 B．酶的组成成分中一定不含糖类 C．在最适温度和最适pH的条件下，酶对细胞代谢的调节作用最强 D．酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应 D　[酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，酶在降低化学反应的活化能方面比无机催化剂更显著，因而催化效率更高，A错误；绝大多数酶是蛋白质、少数是RNA，RNA中含核糖，B错误；酶不起调节作用，而是起催化作用，C错误。] 影响酶活性的因素 2．(2025·四川模拟)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呈正相关。 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为6 D．40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存 B　[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；由题图可知，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；结合题图可知，pH为6时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量呈正相关，说明pH为6时褐变易发生，从而不利于保存和运输生菜，C错误；温度为40 ℃时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量呈正相关，说明温度为40 ℃时褐变易发生，从而不利于生菜的保存，D错误。] 影响酶活性的机理 3．酶的“诱导契合学说”认为，酶活性中心的结构原来并不和底物的结构完全吻合，当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生变化，有关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上脱落后，酶活性中心又恢复到原构象。下图为“诱导契合学说”示意图，下列叙述正确的是(　　) A．酶与底物形成络合物时，为底物转化成产物提供了活化能 B．酶活性中心的构象发生变化的过程伴随着肽键的断裂 C．这模型可以解释蔗糖酶催化蔗糖水解成2分子单糖的过程 D．底物诱导酶空间结构改变与强酸强碱作用原理一致 C　[酶催化化学反应的机理是降低化学反应所需的活化能，故酶与底物形成络合物时，降低了底物转化成产物所需的活化能，A错误；据图可知，酶活性中心的构象发生变化后在一定条件下还可复原，故酶活性中心的构象发生变化的过程并未伴随着肽键的断裂，且并非所有的酶都有肽键，B错误；蔗糖酶可以催化蔗糖水解成2分子单糖，此过程可用题图所示模型解释，C正确；底物诱导酶空间结构改变是酶活性中心的构象发生变化，有关的各个基团达到正确的排列和定向，并不会使酶失活，而强酸强碱作用原理是改变酶的空间结构，使酶失活，两者作用原理不一致，D错误。] 考点2　(探究·实践)探究酶的专一性和影响酶活性的条件 一、酶促反应和酶活性 1．酶促反应：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．酶活性 (1)定义：酶催化特定化学反应的能力。 (2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 二、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 1．实验原理 (1)淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。 (2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 2．实验步骤 试管编号 1 2 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 注入蔗糖溶液 － 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 沸水浴煮沸2 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 3.实验结论及分析 (1)实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明淀粉被水解，产生了还原糖，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。 (2)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。 三、探究温度对酶活性的影响 1．实验原理 (1)反应原理 (2)鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，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。 2．实验步骤与现象(如表) 试管 编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′ 实验步骤 一 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min 四 取出试管各加入两滴碘液，振荡 实验现象 变蓝 不变蓝 变蓝 3.实验结论：在最适温度条件下，酶的活性最高，高温、低温都影响酶的活性。 四、探究pH对酶活性的影响 1．实验原理 (1)反应原理：2H2O22H2O＋O2。 (2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响单位时间内O2的生成量，可用带火星的卫生香燃烧情况来检验O2产生量的多少。 2.实验步骤与现象(如表) 试管编号 试管1 试管2 试管3 实验步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液 二 1 mL 蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液 三 2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液 实验现象 卫生香燃烧猛烈 卫生香燃烧不猛烈 卫生香燃烧不猛烈 3.实验结论：在最适pH条件下，酶的活性最高，过酸、过碱都影响酶的活性。 1．实验变量控制的三个原则 实验变量 控制原则 实例 自变量 单一变 量原则 探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量 无关变量 等量适 宜原则 探究温度对酶活性的影响实验中pH为无关变量，无关变量不但要相同，还要适宜 因变量 可观测 性原则 探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来，便于实验结果的观测 2.酶相关实验探究的“三宜”和“五不宜” 1．在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”的实验中，有学习小组对实验进行了改进，改进后的装置如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．装置中①为H2O2溶液，②为过氧化氢酶，两者也可以对调 B．待过氧化氢酶与相应pH的磷酸缓冲液接触一段时间后，再注入H2O2溶液 C．探究过氧化氢酶的最适pH，可将磷酸缓冲液pH分别调至2、4、6、7、8、9 D．在水浴条件下，还可以用该装置来探究温度对过氧化氢酶活性的影响 B　[“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应在加入酶之后先分别加入不同pH的缓冲液，调节酶所处的pH为预设pH，然后再加入底物，A错误，B正确；探究过氧化氢酶的最适pH，应设置一系列等浓度梯度的磷酸缓冲液pH，C错误；“探究温度对酶活性的影响”实验中，不可选择过氧化氢作为实验材料，因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响，D错误。] 2．在“探究温度对酶活性的影响”的实验设计中，下列操作及材料的选取合理的是(　　) A．选用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和碘液 B．选用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和斐林试剂 C．选用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液 D．将酶和底物在室温下混合后置于不同温度下保温 A　[碘液可以使淀粉变蓝色，经淀粉酶处理过的淀粉溶液遇碘液后蓝色变浅，实验结果明显，因此可以用碘液进行检验，A合理；斐林试剂在检验还原糖时需要水浴加热，B不合理；温度会影响过氧化氢的分解，影响实验结果，C不合理；探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在不同温度下分别保温后再置于相同温度下混合，D不合理。] 3．(2025·郴州模拟)研究者从生物组织中提取出两种酶(酶A和酶B)，进行了一系列研究，回答下列问题： (1)将酶A分为两组，一组遇双缩脲试剂后呈现紫色反应；另一组用RNA酶处理后，不再具有催化活性。这表明酶A含有______________。 (2)酶B是一种蛋白质，研究者采用定量分析方法测定不同pH对酶B的酶促反应速率(v)的影响，得到如图所示曲线。 当pH偏离6.8时，酶B的酶促反应速率会下降，下降的原因可能有三种：①pH变化破坏了酶B的空间结构，导致酶不可逆失活；②pH变化影响了底物与酶B的结合和状态，这种影响是可逆的；③前两种原因同时存在。现要探究当pH＝5时酶促反应速率下降的原因，请在上述实验基础上，简要写出实验思路(含预期结果及结论)：________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：(1)将酶A分成两组，一组遇双缩脲试剂后呈现紫色反应，说明酶A中含有蛋白质，另一组用RNA酶处理后，不再具有催化活性，根据酶的专一性，说明酶A中含有RNA。(2)根据题意可知，若要探究当pH＝5时酶促反应速率下降的原因，可以将酶B在pH＝5的条件下处理一段时间，然后，提高pH至6.8，测定其酶促反应速率。若①pH变化破坏了酶B的空间结构，导致酶不可逆失活，将pH提高到6.8时，酶活性不会恢复，则测定的酶促反应速率仍为B；若②pH变化影响了底物与酶B的结合和状态，这种影响是可逆的，将pH提高到6.8时，酶活性会恢复，则测定的酶促反应速率为A；若③前两种原因同时存在，将pH升高到6.8时，则测定的酶促反应速率应该在A、B之间。 答案：(1)蛋白质和RNA　(2)将酶B在pH＝5的条件下处理一段时间后，提高pH至6.8，测定其酶促反应速率。若测定速率为B，则为原因①；若测定速率为A，则为原因②；若B<测定速率<A，则为原因③ 考点3　细胞的能量“货币”ATP 一、ATP的结构和功能 1．元素组成 C、H、O、N、P。ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。 2．化学组成 1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸基团。其结构简式为A—P～P～P。 3．结构 4．结构特点 ATP是一种高能磷酸化合物，含有2个特殊的化学键；ATP的化学性质不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。 5．含量特点 在细胞中含量少，ATP与ADP之间的转化快。 6．功能 驱动细胞生命活动的直接能源物质。 7．利用 物质合成、肌肉收缩、主动运输、电鳐发电、大脑思考等。 1．(必修1 P86“相关信息”)写出图中的“A”的含义。 ①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧(核糖)核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。 2．(必修1 P89“拓展应用”)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源。 二、ATP和ADP的相互转化过程比较 　无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。 3．(必修1 P87“图5-4”)ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应？不是，原因是虽然从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。 三、ATP供能的原理 1．ATP为主动运输供能示意图 2．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。 3．ATP是细胞内流通的能量“货币” (1)化学反应中的能量变化与ATP的关系 ①吸能反应：一般与ATP的水解相联系，如蛋白质合成等。 ②放能反应：一般与ATP的合成相联系，如葡萄糖的氧化分解。 (2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 ATP产生量与O2供给量的关系分析 1．1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。(　×　) 提示：1个ATP分子中含有1个腺嘌呤、1个核糖和3个磷酸基团。 2．ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。(　√　) 3．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。(　×　) 提示：淀粉水解成葡萄糖时不合成ATP。 4．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(　√　) 5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(　×　) 提示：无氧呼吸也能产生ATP。 6．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。 (　×　) 提示：内质网膜上不能产生ATP。 蛋白质磷酸化和去磷酸化是调节和控制蛋白质活力和功能的最重要的机制。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，调控蛋白质的活性和功能，如图所示。 (1)某种信号到达和信号减弱时发挥作用的酶分别是蛋白激酶和蛋白磷酸酶，体现了酶的专一性(填特性)。 (2)蛋白激酶催化的反应属于吸能(填“吸能”或“放能”)反应。 (3)蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会造成的结果是影响细胞信号传递，影响蛋白质功能发挥。 ATP的结构及ATP与ADP的相互转化 1．下图表示ATP与ADP相互转化的能量供应机制，下列相关说法正确的是(　　) A．真核细胞中，甲、乙两过程所用到的酶和反应场所完全不同 B．许多放能反应往往与乙过程相联系，许多吸能反应往往与甲过程相联系 C．代谢耗能越多的细胞，该能量供应机制的运行速率越快 D．在所有生物体内，都存在该能量供应机制，这体现了生物界的统一性 C　[甲、乙两过程的反应场所可能相同，真核细胞的呼吸作用第一阶段发生在细胞质基质，合成少量的ATP，与此同时细胞质基质中还要进行其他需能的化学反应，伴随着ATP的水解，两过程均发生在细胞质基质，A错误；甲过程是ATP的合成，乙过程是ATP的水解，在细胞内，许多放能反应与甲过程相联系，许多吸能反应与乙过程相联系，B错误；ATP是直接供能物质，可直接为细胞内的吸能反应提供能量，因此代谢耗能越多的细胞，ATP和ADP的转化速率越快，C正确；病毒必须寄生于活细胞，不能自己将ADP和ATP相互转化，故病毒没有该能量供应机制，D错误。] 　　细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 细胞中ATP的利用 2．(不定项)ATP是一种非常重要的化合物，它是细胞的能量“货币”，其结构简式为A—P～P～P。ATP的水解可以为物质的主动运输供能，下图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是(　　) A．ATP中离A最远的两个磷酸基团被水解后，剩余部分是组成DNA的一种基本单位 B．参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶 C．在运输Ca2＋的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移 D．由图可知，细胞中Ca2＋的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输，而ATP水解总是与放能反应有关 AD　[ATP中的“～”代表一种特殊的化学键，断开两个这种化学键，就形成A—P，即AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，它是组成RNA的一种基本单位，A错误；如图所示，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，酶活性就被激活了，B正确；在运输Ca2＋的载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，此过程就是载体蛋白的磷酸化，C正确；细胞中Ca2＋的跨膜运输是主动运输，需要ATP水解释放能量为其供能，细胞内许多吸能反应与ATP水解相联系，D错误。] 1．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ Ce5 ＋ ＋＋ — — Ay3-Bi-CB — — ＋＋ ＋＋＋ Ay3 — — ＋＋＋ ＋＋ Bi — — — — CB — — — — 注：—表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。 A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 B　[由题表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，二者催化功能不同，与Ce5－Ay3－Bi－CB相比，Ay3－Bi－CB缺少Ce5，不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；由题表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由题表可知，与Ce5－Ay3－Bi－CB相比，Ay3－Bi－CB缺少Ce5，但二者催化褐藻酸类底物的活性相同，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5－Ay3－Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。] 2．(2024·河北卷)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 D　[一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物，A错误；胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误；醋酸菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。] 3．(2024·浙江1月选考)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时 ⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL — ⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量 下列叙述错误的是(　　) A．低温提取以避免PAL失活 B．30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 B　[温度过高会导致酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。] 4．(2024·安徽卷)在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是(　　) A．细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体 B．酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其去磷酸化而有活性 D．活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 D　[由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；酶联受体位于质膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误；ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。] 5．(2022·重庆卷)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，结果见下表。下列叙述最合理的是(　　) 项目 相对活性 pH 3 5 7 9 11 酶 M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6 L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1 A．在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3 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 D　[根据表格数据可知，在37 ℃时，M的适宜pH为5～9，而L的适宜pH为5左右，A不合理；酶适宜在低温条件下保存，在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B不合理；酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时可能都已经失活，C不合理；在37 ℃、pH为3～11时，M比L的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D合理。] 6．(2022·全国乙卷)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)。 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 ＋ － － ＋ － 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 C　[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，无关变量是底物和蛋白质组分，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，说明蛋白质组分无催化活性，B、D错误；第②组和第④组对照，无关变量是底物和RNA组分，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。] 课时分层作业(八) (建议用时：45分钟；本试卷共55分。单项选择题每小题3分，不定项选择题每小题5分) 1．细胞代谢离不开酶的催化。下列关于酶的叙述，错误的是(　　) A．低温和高温抑制酶活性的原因不同，高温可能导致酶变性 B．一般情况下，酶在反应前后的化学性质和含量不变 C．酶在催化反应的过程中不改变化学反应的活化能 D．pH会影响酶的空间结构，进而影响酶的活性 C　[低温和高温抑制酶活性的原因不同，低温抑制酶的活性，而高温使酶发生空间结构的改变，可能导致酶变性，A正确；酶是生物催化剂，不参与化学反应，只是起催化作用，在反应前后的化学性质和含量不变，B正确；酶作用的原理是降低化学反应的活化能，C错误；pH过高或过低都会改变酶的空间结构，进而降低酶的活性，D正确。] 2．在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为细胞的能量“货币”。下列相关叙述错误的是(　　) A．ATP作为细胞的能量“货币”体现了生物界具有统一性 B．ATP水解释放的能量可以降低细胞内化学反应所需的活化能 C．ATP中两个“～”断裂后形成的物质可作为合成某些酶的单体 D．某蛋白磷酸化过程伴随着能量的转移，且其空间结构改变 B　[ATP作为细胞的能量“货币”体现了生物界具有统一性，A正确；ATP水解可释放能量，而降低细胞内化学反应活化能的物质是酶，B错误；ATP中两个“～”断裂后形成腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成RNA的原料，C正确；在酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与某蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，造成该蛋白的磷酸化，且其空间结构改变，D正确。] 3．(不定项)(2025·临沂模拟)某研究小组将淀粉与淀粉酶分别保温至0 ℃、60 ℃、100 ℃，一段时间后，按对应温度分别混匀，混合溶液各装入一个透析袋中，再将透析袋放入装有液体的烧杯中，将装置温度分别调整到对应的温度，反应相同时间后将透析袋取出，并用试剂对烧杯中的溶液进行鉴定。下列相关叙述正确的是(　　) A．本实验中检验试剂不能选用斐林试剂，以免温度对实验结果造成干扰 B．该实验研究的是温度对酶活性的影响，温度和反应时间是自变量 C．上述过程中调整装置温度应在放入透析袋前进行 D．透析袋的作用是将麦芽糖和葡萄糖等小分子与淀粉等大分子分离 CD　[本实验中透析袋的作用是将生成的麦芽糖和葡萄糖与未反应的淀粉和酶混合物分离开，之后取烧杯中的溶液进行检测，因此可选用斐林试剂进行检测，A错误，D正确；该实验研究的是温度对酶活性的影响，温度是自变量，反应时间是无关变量，B错误；本实验探究的是温度对酶活性的影响，应先将酶和底物在相应温度下保温，然后再混合，混合后要继续在相应温度下保温，使酶与底物充分反应，因此应先调整烧杯内液体的温度，再将装有混合溶液的透明袋置于其中，即上述过程中调整装置温度应在放入透析袋前进行，C正确。] 4．(2025·合肥模拟)某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，设计并进行了两个实验，实验过程中无关变量均保持相同且适宜，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．实验1、2的自变量分别为催化剂的种类和时间、pH B．实验1中H2O2酶和FeCl3发挥作用的原理不同 C．实验2表明H2O2酶适宜在pH为c的条件下保存 D．当pH小于b或大于d时，H2O2酶会永久失活 B　[据题图可知，实验1的自变量是催化剂的种类和时间，实验2的自变量是pH，A正确；实验1中H2O2酶和FeCl3的作用原理相同，都是降低化学反应的活化能，B错误；实验2表明H2O2酶适宜在pH为c的条件下保存，C正确；当pH小于b或大于d时，由于过酸或过碱，使酶的空间结构遭到破坏，所以H2O2酶会永久失活，D正确。] 5．叶酸是某些细菌生长所必需的物质，对氨基苯甲酸是合成叶酸的原料。磺胺类药物与对氨基苯甲酸结构相似，与其竞争性结合叶酸合成酶，从而抑制叶酸的合成，起到杀菌作用。研究人员进行了相关实验，结果如图。下列分析正确的是(　　) A．底物增大到一定浓度时，两组的反应速率不再增加主要受时间限制 B．可推测磺胺类药物对叶酸合成酶的空间结构造成了不可逆的破坏 C．若细菌产生的叶酸合成酶的量增加，则可能减弱磺胺类药物的杀菌作用 D．促进细菌吸收对氨基苯甲酸，可增强磺胺类药物的杀菌作用 C　[底物增大到一定浓度时，两组的反应速率不再增加主要受酶含量的限制，A错误；磺胺类药物降低叶酸合成酶的活性的机理是与对氨基苯甲酸竞争酶活性中心，并没有对酶的空间结构造成不可逆的破坏，B错误；若细菌产生的叶酸合成酶的量增加，与对氨基苯甲酸的结合增多，叶酸的合成增多，可能减弱磺胺类药物的杀菌作用，C正确；高浓度的对氨基苯甲酸有利于叶酸的合成，因此可通过抑制细菌吸收对氨基苯甲酸增强磺胺类药物的杀菌作用，D错误。] 6．为探究影响酶活性的因素，某同学设计了一个实验方案(见下表)，下列说法错误的是(　　) 试管 底物和试剂 实验条件 1 1 cm3瘦肉块＋4 mL蒸馏水 ① 2 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴；pH＝8 3 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴；pH＝1.5 4 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 0 ℃水浴；pH＝1.5 A．①的实验条件是37 ℃水浴，pH＝8 B．本实验的自变量有不同的温度和pH C．2、3试管研究的问题中，温度属于无关变量 D．增加胃蛋白酶的用量能缩短反应时间 A　[分析题意可知，本实验的目的是探究影响酶活性的因素，实验设计应遵循对照与单一变量原则，分析题表可知，①的实验条件是37 ℃水浴，pH＝1.5，A错误；结合表格可知，本实验的自变量有不同的温度(0 ℃和37 ℃)和pH(pH＝8和pH＝1.5)，B正确；2、3试管研究的问题中，实验的自变量是pH，则温度属于无关变量，应保持一致，C正确；酶能提高反应速率，增加胃蛋白酶的用量，其他条件不变，反应速率会加快，底物完全耗尽所需的时间缩短，D正确。] 7．酶分子具有相应底物的活性中心，用于结合并催化底物反应。在37 ℃、适宜pH等条件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2＋、Cl－对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，得到实验结果如图所示，已知Na＋和SO几乎不影响该反应。下列相关分析正确的是(　　) A．实验中自变量是无机盐溶液的种类 B．Q点条件下淀粉完全水解所需的时间较P点的长 C．实验说明Cu2＋能与淀粉竞争酶分子上的活性中心 D．若将温度提高至60 ℃，则三条曲线的最高点均上移 B　[根据图示分析可知，无机盐溶液的种类和淀粉溶液浓度是自变量，A错误；根据图示分析可知，Q点和P点的淀粉水解速率相同，但Q点对应的淀粉溶液浓度更大，所以Q点条件下淀粉完全水解所需的时间比P点长，B正确；根据图示分析可知，淀粉水解速率保持相对稳定时，也就是唾液淀粉酶全部充分参与催化反应时，甲组＞乙组＞丙组，说明Cu2＋没有使唾液淀粉酶失活，但降低了酶的活性，说明其是酶的抑制剂，但不能说明Cu2＋能与淀粉竞争酶分子上的活性中心，也有可能是改变了酶的空间结构导致其活性降低，C错误；由题意可知，该实验是在37 ℃条件下完成的，唾液淀粉酶的最适温度也是37 ℃左右，因此若将温度提高至60 ℃，酶活性降低，则三条曲线的最高点均下移，D错误。] 8．(不定项)右图为酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是(　　) A．Km越小，酶与底物亲和力越低 B．加入竞争性抑制剂，Km减小 C．加入非竞争性抑制剂，Vmax降低 D．非竞争性抑制剂破坏酶的空间结构 CD　[据图分析，Km越小，达到1/2Vmax需要的底物浓度越低，说明酶与底物亲和力越高，A错误；竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性部位从而降低底物与酶结合的机会，则Km值增大，B错误；加入非竞争性抑制剂，使酶的活性部位功能丧失，反应物不能与活性部位结合，导致Vmax降低，C正确；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而破坏酶的空间结构，D正确。] 9．(不定项)(2025·菏泽模拟)某研究小组为验证ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，切取了多个萤火虫发光器并平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别滴加等量的生理盐水、葡萄糖溶液和ATP溶液。实验结果显示各组均有发光的也有不发光的。下列叙述错误的是(　　) A．该实验结果能够表明，ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质 B．切去发光器的时间间隔过长，有些发光器的生命活性已完全丧失 C．该实验中的切取发光器不合理，应选择健康完整的萤火虫为材料 D．萤火虫饥饿处理一段时间后，再切取其发光器立即进行分组实验 ACD　[实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，所以不能证明ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，A错误；实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，说明有些发光器的生命活性已完全丧失，B正确；完整的萤火虫能够通过呼吸提供能量，所以不能选择完整的萤火虫为材料，C错误；切取萤火虫的发光器放置一段时间消耗掉能量以后才可以用于实验，D错误。] 10．(2025·菏泽模拟)关于酶的催化机制，“过渡态理论”认为反应过程中，底物需要经过一个中间的过渡状态，然后才转化成产物。酶与底物的结合可以促进底物形成过渡态，过渡态和酶紧密结合，降低反应活化能，反应速率加快。以下依据中不支持该理论的有(　　) A．在酶促反应进程中，确实有高能量的中间状态存在 B．用底物类似物作为抗原，诱导产生的特异性抗体能够催化反应的进行 C．酶与底物过渡态的亲和力要远大于酶与底物或产物的亲和力 D．使用底物过渡态类似物作抑制剂，抑制率小于底物类似物抑制剂 D　[底物需要经过一个中间的过渡状态，然后才转化成产物，酶与底物的结合可以促进底物形成过渡态，过渡态和酶紧密结合后，能降低反应活化能，因此在酶促反应进程中，确实有高能量的中间状态存在，之后才会降低反应活化能，A不符合题意；用底物类似物作为抗原，诱导产生的特异性抗体能与底物类似物特异结合，形成过渡态，能够催化反应的进行，支持该理论，B不符合题意；酶与底物过渡态的亲和力要远大于酶与底物或产物的亲和力，支持过渡态和酶紧密结合，C不符合题意；过渡态能和酶紧密结合，使用底物过渡态类似物作抑制剂，抑制率应该大于底物类似物抑制剂，D符合题意。] 11．(2025·淄博模拟)泛素(Ub)是含有76个氨基酸残基的小分子蛋白质。研究发现，在真核细胞中存在一种由Ub介导的异常蛋白降解途径——泛素-蛋白酶体系统(UPS)：Ub依次经E1、E2和E3转交给异常蛋白，完成对异常蛋白的泛素化修饰，最终由蛋白酶体降解(如图)。下列说法错误的是(　　) A．蛋白质的泛素化过程需要消耗能量 B．蛋白质泛素化的特异性主要与E2有关 C．真核细胞中蛋白质的水解发生在UPS和溶酶体中 D．UPS中，蛋白酶体具有催化功能 B　[据题图可知，蛋白质的泛素化过程要消耗ATP，因此，蛋白质的泛素化过程需要消耗能量，A正确；异常蛋白的泛素化修饰过程特异性主要体现在对不同异常蛋白的作用，而对异常蛋白起作用的是E3，因此，蛋白质泛素化的特异性主要与E3有关，B错误；依题意，泛素－蛋白酶体系统(UPS)是真核细胞中一种异常蛋白降解途径，在真核细胞中，溶酶体也可以降解蛋白，因此，真核细胞中蛋白质的水解发生在UPS和溶酶体中，C正确；据题图可知，异常蛋白经泛素化修饰转移至蛋白酶体后被降解成多肽，由此可知，在UPS中，蛋白酶体具有催化功能，D正确。] 12．(不定项)图1是某种淀粉酶的活性与温度的关系曲线，图2是不同pH下，淀粉酶对淀粉作用1 h后淀粉剩余量相对值。下列有关叙述正确的是(　　) A．图1中b、c两点通过改变温度条件均可明显提高反应速率 B．pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性不同 C．图1的实验最好是在pH为7的条件下进行研究 D．应将淀粉酶保存在温度为40 ℃、pH为7的条件下 BC　[低温条件下酶的活性暂时受到抑制，温度恢复过程中，活性会恢复，酶促反应速率提高，而高温条件下，酶已经变性，失去活性，改变温度酶促反应速率也不会提高，A错误；酸性条件也可促进淀粉水解，所以pH为3和9的条件下，淀粉酶的活性不同，B正确；图1为研究温度对淀粉酶活性的影响，pH等条件要保证相同且适宜，C正确；该酶应该保存在低温和pH为7的条件下，D错误。] 13．(11分)植酸(肌醇六磷酸)作为磷酸的储存库，广泛存在于植物体中。禽类、猪等单胃动物不能分解植酸，饲料中的植酸因不能被利用而随粪便排出，导致磷浪费。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，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，结果如图。请分析回答问题： (1)植酸酶是一种胞外酶，其合成和分泌所经过的具膜细胞器有__________________。 (2)两种植酸酶中更适合添加在饲料中的是____________，理由是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)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复合物，在波长420 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1 000 mL，最后用缓冲液调整pH到6 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，②________________________________________。振荡摇匀后放入37 ℃水浴中保温适宜时间。(提示：酶溶液的用量为2 mL) 测定产物吸光值，并计算③____________的含量 经过处理后，分别在各瓶中加入适宜钒钼酸铵显色液，并在波长420 nm蓝光下测定吸光值 解析：(1)植酸酶的化学本质是蛋白质，能分泌到细胞外起作用，需要内质网和高尔基体两种具膜细胞器的加工。(2)由曲线图可知，植酸酶A的适宜pH为2和6，胃中的pH为酸性，则植酸酶A添加在饲料后进入胃中仍能发挥作用。(3)该实验的目的是探究植酸酶在饲料中的适宜添加量，则实验过程中需要配制一系列不同浓度的植酸酶溶液。1号瓶作空白对照，添加等量的蒸馏水，在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，为了使反应更充分，培养过程中需振荡摇匀。根据题干信息“在酸性溶液中，无机磷与钒钼酸铵反应会生成黄色的复合物”可知该实验是测定产物吸光值，并计算无机磷的含量。 答案：(1)内质网、高尔基体　(2)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　(3)①不同浓度　②在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，1号瓶中加入等量蒸馏水　③无机磷 一、实验设计遵循的原则 1. 2．单一变量原则和等量原则 3. 4．对照原则(为使实验结果有可信度，需设置对照组) 　某生物兴趣小组对粳稻、籼稻和杂交稻三种水稻品种中的过氧化氢酶活性进行了实验研究，实验结果[单位：U/(g·FW)]如下表所示。请回答下列问题： 水稻品种 重金属离子及浓度 Cd2＋/(mmol/L) Cu2＋/(mmol/L) 0 0.5 1.0 1.5 0 0.5 1.0 1.5 粳稻 80 40 38 25 80 30 25 10 籼稻 80 35 30 20 80 20 10 8 杂交稻 85 30 20 10 85 10 8 1 (1)本实验的目的是探究___________________________________________ ___________________________________________________________________。 设计实验时，各实验组应遵循__________________________________________ ______________________________________________________________原则。 (2)分析表中数据可知，在一定浓度范围内，Cd2＋、Cu2＋都能抑制过氧化氢酶的活性，且相同浓度的Cu2＋的抑制作用　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)Cd2＋。Cd2＋、Cu2＋对过氧化氢酶活性的影响主要取决于____________　　　　　　　　_______(填“植物类型”或“重金属种类和浓度”)。 (3)Cd2＋、Cu2＋等重金属离子影响了过氧化氢酶的　　　　，从而引起酶活性的改变。 解析：(1)由实验结果看出该实验研究的是不同浓度的Cd2＋和Cu2＋对粳稻、籼稻和杂交稻三种水稻品种中的过氧化氢酶活性的影响。本实验中的三个自变量：不同的水稻、不同的重金属离子、不同的离子浓度，设计实验时，各组实验应遵循单一变量原则、对照原则和平行重复原则。(2)分析表中数据可知，相同浓度的Cd2＋和Cu2＋，Cu2＋的抑制作用大于Cd2＋。Cd2＋和Cu2＋对过氧化氢酶活性的影响主要取决于重金属种类和浓度。(3)重金属离子影响了蛋白质的空间结构，从而影响了酶的活性。 答案：(1)不同浓度的Cd2＋和Cu2＋对不同水稻品种中过氧化氢酶活性的影响　单一变量、对照、平行重复　(2)大于　重金属种类和浓度　(3)空间结构 二、实验设计的基本方法 实验设计程序：明确实验目的→选择实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→预期实验结果→得出实验结论。 1．实验目的 (1)验证性实验：寻找题干信息，一般写有“验证……”，即为该实验的实验目的。 (2)探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。 　科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，下图为实验结果曲线图。 实验目的是_____________________________________________________。 答案：探究锌肥施用量对番茄果实产量的影响(或探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围) 2．实验原理 实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果巧联系→组织语言写原理”。 　某科研机构发现了一种新型病毒，并对该病毒的遗传物质进行研究。请回答下列问题： (1)可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，原理是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)可以用同位素标记法研究该病毒遗传物质种类，将宿主细胞放在含某种有放射性标记的核苷酸的培养基中培养，再用该病毒侵染被标记的宿主细胞，一段时间后收集子代病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸　　　　(填“是”或“不是”)都需要标记，理由是_________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：本实验的目的是探究该新型病毒遗传物质的种类。(1)病毒只有一种核酸，DNA或者RNA，二者在化学组成上的不同是DNA含有的五碳糖是脱氧核糖，RNA含有的五碳糖是核糖；DNA特有的碱基是T，RNA特有的碱基是U，因此，可以通过化学分析的方法，分析这种新型病毒的五碳糖或含氮碱基的种类，从而判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。(2)核苷酸包括两类，一类是脱氧核糖核苷酸，另一类是核糖核苷酸，培养基中，只需将脱氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸进行放射性标记，如果都进行放射性标记，那么无论新型病毒的遗传物质是DNA还是RNA，收集到的子代病毒中均能检测到放射性，无法得出实验结论。 答案：(1)DNA含有的五碳糖是脱氧核糖且含碱基T，RNA含有的五碳糖是核糖且含碱基U，可以通过化学分析的方法，分析这种新型病毒遗传物质中五碳糖或含氮碱基的种类，据此判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA　(2)不是　若对各种核苷酸都进行放射性标记，则无论该新型病毒是DNA病毒还是RNA病毒，在子代病毒中均能检测到放射性 3．实验假设 假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干相符，一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。 　某校生物实验小组要对“动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水”进行实验探究，假如你是其中的一员，请分析回答下列问题： (1)实验假设是_________________________________________________。 (2)请你说出作出该假设的依据：_________________________________ ___________________________________________________________________。 答案：(1)动物细胞能通过渗透作用吸水和失水　(2)动物细胞具有发生渗透作用的条件(或细胞膜有选择透过性，当细胞与外界溶液接触时，膜两侧具有浓度差) 4．实验思路 思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。比如：用某种方法处理某种材料，观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，显示自变量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜”。 　某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：实验设置甲组和乙组，两组实验分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶，然后与糖原混合，检测两组实验中X酶有无活性。检测X酶是否有活性可用斐林试剂与产物反应观察是否产生了颜色变化来完成。 答案：实验思路：甲组：将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖产生。乙组：将X酶用RNA酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖产生。预期结果及结论：①若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是RNA；②若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是蛋白质 5．实验步骤 步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体现“自变量”如何设置，“因变量”如何获得，“无关变量”如何保证相同且适宜。实验步骤设计的一般程序： 　柽柳是一种泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。 实验材料：柽柳幼苗若干；适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液；细胞呼吸抑制剂；蒸馏水。 请写出实验步骤：_________________________________________________ __________________________________________________________________。 答案：①将柽柳幼苗随机分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中。②甲组柽柳幼苗的培养液中，加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养。③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较 6．实验结果和结论 实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法： (1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。 (2)由果找因，分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出正确结论。 (3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。 (4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。 　(2021·湖北卷)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。 (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A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A活性。 (2)实验预期结果与结论 若出现结果①：__________________________________________________ ____________________________________________________________________， 则得出结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。 若出现结果②：__________________________________________________ ___________________________________________________________________， 则得出结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。 若出现结果③：____________________________________________________ ____________________________________________________________________， 则得出结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。 若出现结果④：_______________________________________________ ____________________________________________________________________，则得出结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 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，则实验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取两支试管，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A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A活性。(2)据题意可知，甲物质和乙物质对酶A的活性有抑制作用，但作用机理未知，且透析前有甲物质和乙物质的作用，透析后无甲物质和乙物质的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶A的活性能恢复，故透析后，两组的酶A活性均比透析前酶A的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶A的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶A活性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中酶A的活性可以恢复，而乙组中酶A的活性不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶A的活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶A的活性不变。④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中酶A的活性不能恢复，而乙组中酶A的活性能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶A的活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶A的活性比透析前高。 答案：(1)两　甲物质溶液、乙物质溶液　(2)透析后，两组的酶A活性均比透析前酶A的活性高　透析前后，两组的酶A活性均不变　加甲物质溶液组，透析后酶A的活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶A的活性不变　加甲物质溶液组，透析前后酶A的活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶A的活性比透析前高 三、实验方案评价与修订 　下表是某小组为探究“过氧化氢酶的活性是否受pH的影响”而设计的实验操作步骤(猪肝中含有过氧化氢酶)，请回答下列问题： 操作步骤 操作方法 试管甲 试管乙 1 加体积分数为3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 加质量分数为5%的盐酸溶液 1 mL — 3 加质量分数为5%的氢氧化钠溶液 — 1 mL 4 加质量分数为20%的猪肝研磨液 2滴 2滴 5 观察相同时间内试管中产生的气泡数量 (1)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案： ①______________________________________________________________； ②_______________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)在完成改进方案后，若实验结果为_________________________ ______________________________________________________________________________________________________，则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响。 (3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越　　　　　。 (4)如果将本实验的自变量换成温度来探究“过氧化氢酶的活性是否受温度的影响”，你认为是否合适？　　　　　　，原因是_______________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：由本实验的目的可知，本实验的自变量为不同的pH，因变量是过氧化氢的分解速率。(1)本实验应该有蒸馏水对照、过酸、过碱这三组，并且应该是自变量处理在前。(2)在完成改进方案后，若甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生大量的气泡，则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响；若甲、乙、丙3支试管中产生的气泡的情况基本一样，则说明过氧化氢酶的活性不受pH的影响。(3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越低。(4)过氧化氢分解的速率会随温度升高而加快，从而对实验结果造成干扰，故不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响。 答案：(1)①操作步骤1、4互换　②增加丙试管，在加入盐酸或氢氧化钠的步骤中换为加入1 mL蒸馏水，其他步骤与修正后的步骤相同　(2)甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生大量的气泡　(3)低(或弱)　(4)不合适　过氧化氢分解的速率会随温度升高而加快，从而对实验结果造成干扰 学科网（北京）股份有限公司 $$