第1节 降低化学反应活化能的酶(第2课时)-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞学习手册（人教版）

高中生物学必修1（人教版) 2.(1)半透膜(2)①<②> 3.(1)②浓度差③伸缩性(2)a.低倍镜b.紫 色c.紧贴d.小e.深f.分离g.大h.浅 k.贴近 【教材拓展】 提示：（实验思路）将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞分别 置于配制好的一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，适当时间后 用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离 的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及未发生质壁分离的细胞 所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液浓度介于这两个 浓度之间。 >m第1节被动运输（第2课时） 知识点自由扩散和协助扩散 【知识梳理】 1.(1)扩散不需要(2)①顺②不 2.（1)简单简单扩散 3.(1)转运蛋白易化扩散(3)①与自身结合部 位相适应的分子或离子改变②自身通道的直径和形状 相适配、大小和电荷相适宜不需要 【教材拓展】 提示：因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分 子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层进出细胞。 【要点精析】 变式训练B【解析】协助扩散是物质顺浓度梯度运 输，运输过程中，膜两侧的浓度差缩小，所以协助扩散可 以降低细胞内外葡萄糖的浓度差，A正确；a点与b点相 比，载体蛋白GLUT1的数量一样多，制约葡萄糖转运速率 的主要因素是葡萄糖的浓度，B错误；c点与a点相比，两 点葡萄糖浓度一样，因载体蛋白数量不同而运输速率不同， C正确：与无蛋白质的磷脂双分子层相比，有载体蛋白时 运输速率明显加快，所以载体蛋白的存在能显著提高细胞 摄取葡萄糖的速率，D正确。 >"第2节主动运输与胞吞、胞吐 知识点一主动运输 【知识梳理】 1.逆浓度载体蛋白细胞内化学反应 2.①载体蛋白②能量 4.所需要有害 74 【要点精析】 变式训练C【解析】由题图可知，磷吸收可能是逆 浓度梯度的运输，也可能是顺浓度梯度的运输，C错误。 知识点二胞吞与胞吐 【知识梳理】 1.(1)大分子蛋白质粪泡(2)大分子融合 2.(1)消耗(2)流动性(3)蛋白质 3.大分子 第5章细胞的能量供应和利用 >·第1节降低化学反应活化能的酶（第1课时) 知识点酶的作用和本质 【知识梳理】 1.(1)化学反应(2)酶(3)细胞生命活动 2.(1)活细胞催化(2)蛋白质RNA核糖核 苷酸核糖体内外活细胞催化 3.(1)常态容易发生化学反应(2)①AC ②BC③AB④上 4.(1)变化因素(2)实验对象 (3)自变量 (4)实验结果可变因素(5)自变量结果进行比较的 【教材拓展】 1.(1)E,一使用无机催化剂，E2—不使用催化 剂，E,—使用酶作催化剂。 (2)E-E30 2.提示： 组别 待测液 检验试剂 预期现象 结论 实验组 唾液 双缩脲试剂出现紫色 唾液淀粉酶 的化学本质 对照组已知蛋白液 双缩脲试剂 出现紫色 是蛋白质 【要点精析】 变式训练C【解析】ac段表示在无催化剂的条件下 化学反应需要的活化能，A、B错误：加热、加压通常能使 反应物分子获得能量，促进反应的进行，D错误。 >"第1节降低化学反应活化能的酶（第2课时） 知识点酶的特性和影响酶促反应的因素 【知识梳理】 一、1.高效性(1)无机催化剂(2)①无机催 化剂②平衡点 2.(1)一种酶只能催化一种或一类化学反应 (2)①能催化该反应②不能催化该反应 3.(1)酶的作用需要适宜的温度和pH(2)①最 强③过酸、过碱、高温低温 二、1.（1)①碘液蓝色蓝色的深浅②将1和 4,2和5,3和6(2)①带火星的卫生香燃烧的情况 2.(2)①加快酶数量和酶活性②在底物充足、其 他条件适宜的正相关 【教材拓展】 1.提示：不会，因为人是恒温动物，体温不会随着环 境温度的变化而变化。 2.提示：在0~4℃低温和酶作用的最适pH条件下。 3.(1)提示：曲线①②比较能得出酶具有高效性；曲 线①③比较能得出酶具有催化功能。(2)提示：不能。 因为在最适温度下，酶的活性最高，但是温度偏高或偏低， 酶的活性都会明显降低。 【要点精析】 变式训练B【解析】在一定条件下，酶在最适温度 或pH时活性最大，高于或低于最适温度或pH,酶的活性 都会下降，据此结合题意与图示分析可知，若a、b、c表 示温度或pH,则在低于最适温度或pH的范围内，a>b> c,但在高于最适温度或pH的范围内，c>b>a,A、C、D 错误：在底物充足，其他条件固定、适宜的情况下，酶促 反应速率与酶浓度成正比，若a、b、c表示酶的浓度，则 a>b>c,B正确。 >"第2节细胞的能量“货币”ATP 知识点一ATP是一种高能磷酸化合物 【知识梳理】 1.腺苷三磷酸 2。腺苷磷酸基团特殊的化学键 3.(1)带负电荷而相互排斥转移势能(2)释放 能量高能磷酸化合物 4.直接能源 5.末端磷酸基团 知识点二ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用 【知识梳理】 1.(1)呼吸作用光合作用(2)①动态平衡 参考答案与解析 ②生物界的统一性 2.(1)主动运输物质合成思考(2)①催化 ATP水解②磷酸基团磷酸化③空间结构 3.(1)ATP水解(2)ATP的合成(3)ATP 分子 【教材拓展】 1.(1)提示：含量很低。(2)提示：通过ATP和 ADP之间的迅速转化。 2.提示：物质转化是可逆的，能量是不可逆的，酶也 不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。 >"第3节细胞呼吸的原理和应用（第1课时） 知识点一细胞呼吸的方式 【知识梳理】 1.氧化分解释放能量 2.(1)有氧呼吸无氧呼吸(2)浑浊溴麝香草 酚蓝溶液黄重铬酸钾灰绿色(4)①有氧和无氧 ②二氧化碳水酒精二氧化碳 3.有氧呼吸无氧呼吸 【教材拓展】 (1)提示：自变量是有无氧气。有氧条件：用橡皮球 (或气泵)充气。无氧条件：将装有酵母菌培养液的锥形 瓶密封放置一段时间。 (2)提示：因变量是二氧化碳产生的多少以及是否有 酒精产生。检测二氧化碳产生的多少：观察澄清石灰水变 浑浊的程度，也可用溴麝香草酚蓝溶液来鉴定（看溶液由 蓝变绿再变黄的时间长短)：检测酒精是否产生：橙色的重 铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰 绿色。 (3)提示：无关变量有温度、葡萄糖溶液的浓度、酵 母菌活性等。无关变量保持相同且适宜。 (4)①C、A、B②提示：C装置中NaOH溶液吸收 空气中二氧化碳，排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰。 【要点精析】 变式训练D【解析】酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的 产物中都有C0,均能使澄清石灰水变浑浊，因此不能通 过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方 式，D错误。 75↑能量 活化态」 曲线I 5 二通线Ⅱ 初态 物质M 终图产物P 反应过程 A.αd段表示无催化剂时，反应所需要的活 第1节 降低化学反应 知识点酶的特性和影响酶促反应的 因素 知识梳理 一、 酶的特性 1. (1)含义：与 相比酶降低活 化能的作用更显著。 (2)曲线： 加入酶加入无机催化剂 平衡点 未加酶及无机催化剂 时间 曲线分析： ①与 相比，酶的催化效率更高。 ②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不 改变化学反应的 ③酶只能催化已存在的化学反应。 2.专一性 (1)含义： (2)曲线： 第5章细胞的能量供应和利用 化能 B.ac段表示有酶催化时，酶降低的活化能 C.若换用无机催化剂，b点将向上移动 D. 加热、加压不能使物质M更容易从常态 转变为活跃状态 活化能的酶（第2课时） 反10 加酶A 率 无酶A条件（加酶B) 1234A反应物浓度 曲线分析： ①A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶 时明显加快，说明酶A ②在A反应物中加入酶B,反应速率和未加 酶时相同，说明酶B 3.酶的作用条件较温和 (1)含义： (2)曲线： 反应物剩余量（相对量） 促反应速率 -pH=1 应 7pH=13 0 -pH=7 0最适温度温度 最适pH 温度 甲 乙 丙 曲线分析： ①最适温度（或pH)时，酶的催化作用 高于或低于最适温度（或 pH),酶的催化作用都将减弱。 ②在一定温度（或pH)范围内，随温度 (或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。 学(61 高中生物学必修1（人教版） ③ 都会使酶变性失 活，而 只是抑制酶的活性，酶 分子结构未被破坏，温度升高可恢复 活性。 ④从图丙可以看出，反应溶液pH的变化不 影响酶作用的最适温度。 二、影响酶促反应的因素 1.探究影响酶促反应的因素 (1)探究温度对酶活性的影响 ①实验原理 反应原理： 淀粉一 淀粉酶 麦芽糖 碘液 碘液 蓝色 不出现蓝色 注：实验用酶为工业淀粉酶。 鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀 粉水解，滴加 根据是否出现 及 来判断酶的活性。 ②实验步骤 第一步：取3支试管，标号为1、2、3，加 入等量的淀粉溶液，另取3支试管，标号为 4、5、6,加入等量的淀粉酶溶液 第二步： 分别在冷水、 60℃水浴、沸水浴中保温5min。 第三步：将1和4,2和5,3和6混合后在 各自温度水浴中保温一段时间。 第四步：向3支试管中加入等量碘液，观察 颜色。 (2)探究pH对酶活性的影响 ①实验原理 反应原理：H,0,过氧化氢群 2H,0+02↑（反 应式)。 鉴定原理：H影响酶的活性，从而影响氧 62)学 气的生成量，可根据 来检 验02的产生。 ②实验步骤 取试管分组编号(1、2、3)→分别注入等 量过氧化氢酶溶液→调节pH(分别加入等 量的蒸馏水、5%的盐酸、5%的Na0H溶 液)→分别注入等量的3%的H202溶液→ 观察气泡产生→带火星的卫生香检验 2.影响酶促反应因素的曲线 (1)温度和pH:略。[见知识梳理一一3] (2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 曲线分析： 促反应速率 酵促反应速率 底物浓度 0 酶浓度 甲（酶量一定） 乙（底物量充足） ①图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况 下，酶促反应速率随底物浓度增加而 但当底物达到一定浓度后，受 限制，酶促反应速率将 不再增加。 ②图乙： 情况下， 酶促反应速率与酶浓度呈 教材拓展 1.人体内酶的活性会不会随环境温度的变 化而变化？ 2.实验室应该在什么条件下保存酶？ 3.下图为不同条件下，某酶促反应生成物 浓度随时间的变化曲线，请分析： ◆生成物的浓度 ①② ③ 时向 (1)若表示的是不同催化剂条件下的反应， ③是不加催化剂，②是加无机催化剂， ①是加酶，曲线①②和曲线①③比较 分别能得出什么结论？ (2)若表示不同温度条件下的反应，能否 确定三种温度的高低？为什么？ 要点精析 1.酶的特性是和无机催化剂比较得出的。 2.探究酶的高效性时，对照组应为无机催 化剂；探究酶的催化作用时，对照组应 为不加催化剂；探究酶的专一性时，既 可用同一种酶作用于不同底物，也可用 不同酶作用于同一底物。 3.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度， 检测试剂宜选用碘液，不应该选用斐林 试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实 验中需严格控制温度。另外，在酶溶液 和反应物混合前，需要把两者先分别放 在各自所需温度下保温一段时间。 4.在“探究温度对酶活性的影响”的实验 中，不宜选择过氧化氢（H02)和过氧 化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢 (H,O2)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 第5章细胞的能量供应和利用 结果。 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为实验材料， 因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加 快，从而影响实验结果。 6.“四看法”分析酶促反应曲线。 「坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量 一看) 的关系（横轴为自变量，纵轴为因变量） 曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升、 降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分 析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量 二看】 未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，当 达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外 的其他因素 关键点：即曲线的起，点、终点、顶点、转折点、交叉 、三看 点五点，理解关键点的意义 不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找出不 四看引同曲线的异同及变化的原因 例1酶对细胞代谢起着非常重要的作用， 目前已经发现的酶有8000多种。下列有关 酶的叙述，错误的有（) ①酶适于低温保存②酶是由具有分泌功能 的细胞产生的③酶的空间结构被破坏，其 功能也会受影响④酶、无机催化剂、加热 都能降低化学反应的活化能⑤探究温度对 酶活性的影响常选用H,O,和过氧化氢酶作 为实验材料⑥以淀粉、蔗糖溶液和淀粉酶 为实验材料验证酶的专一性时，需用碘液检 测反应产物 A.2项B.3项C.4项D.5项 答案：C 解析：①酶适于低温保存，原因是温度适宜 后酶活性可以恢复，①正确；②酶是由活细 胞产生的，不具有分泌功能的细胞也能产生 胞内酶，如呼吸酶，②错误；③酶的空间结 构被破坏，其催化功能也会受影响，③正 确；④酶和无机催化剂能降低化学反应的活 学 63 高中生物学必修（人教版） 化能，加热不能降低化学反应的活化能，④ 错误；⑤H02受热会分解，探究温度对酶 活性的影响时不能选用H02和过氧化氢酶 作为实验材料，⑤错误；⑥滴加碘液无法验 证淀粉酶能否水解蔗糖，⑥错误。②④⑤⑥ 错误，故选C。 例2下列关于探究酶活性实验的设计思 路，最适宜的是（) A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对 酶活性的影响 B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH对 酶活性的影响 C.利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究温度 对酶活性的影响 D.利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究pH 对酶活性的影响 答案：B 解析：温度影响过氧化氢的分解，从而对过 氧化氢酶活性测定造成干扰，A错误；利用 过氧化氢和过氧化氢酶可探究pH对酶活性 的影响，B正确；斐林试剂使用时需要水浴 加热，会对实验结果造成干扰，C错误；酸 能促进淀粉水解，会对实验结果造成干扰， D错误。 例3下图为不同条件下，某酶促反应生成 物浓度随时间的变化曲线，下列说法正确的 是() 个生成物的浓度 平衡 ① ② 点 时向 A.如果不同条件是温度，则①对应的温度 可能是酶作用的最适温度 64 B.如果①③分别表示酶催化和无催化剂作 用的曲线，则两者比较可说明酶具有高 效性 C.如果不同条件是pH,则实验室中保存 酶应选择③对应的pH D.无论在何种条件下酶的催化效率总是高 于无机催化剂 答案：A 解析：如果不同条件是温度，则①对应的温 度条件下酶的活性最高，所以①对应的温度 可能是酶作用的最适温度，A正确；如果① ③分别表示酶催化和无催化剂作用的曲线， 则两者比较可说明酶具有催化作用，B错 误；如果不同条件是pH,则实验室中保存 酶应选择酶作用的最适pH,③对应的pH显 然不是最适值，C错误；高温、强酸、强碱 条件下酶会失活，催化效率为0，D错误。 B变式训练 如图表示某种酶在不同处理条件（a、 b、c)下催化化学反应时，反应物的量和反 应时间的关系。以下关于此图的解读，正确 的是() ↑反应物的量 反应时间 A.a、b、c表示温度，则一定是a>b>c B.a、b、c表示酶的浓度，则a>b>c C.a、b、c表示pH,则c>b>a D.a、b、c表示温度，则不可能是c>b>a 例4（不定项）除了温度和pH对酶活性 有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效 第5章细胞的能量供应和利用 果。图甲为酶的作用机理及两种抑制剂影响 物浓度 酶活性的机理示意图，图乙为相同酶溶液在 D. 图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添 无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促 加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的 反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法 结果 错误的是（ 答案：AD ---0D ○底物 解析：非竞争性抑制剂与酶活性位，点以外的 底物 产物 酶 竞争性 其他位点结合，通过改变酶的空间结构使酶 酶 抑制剂 无抑制剂 的活性受到抑制，但低温只是抑制酶的活 ○底物 性，在低温下酶的空间结构没有改变，A错 非竞争性厂 结构 不 抑制剂 。酶 改变 误；竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一 2 活性部位，说明竞争性抑制剂与底物可能具 甲 反应速率相对值 有类似结构，B正确；底物浓度相对值小于 20H 15 A 10时，曲线A中的酶促反应速率随着底物 B 10 5 浓度增加而增加，表明此时底物浓度是限制 曲线A酶促反应速率的主要因素，C正确； 51015202530 底物浓度相对值 加入竞争性抑制剂后酶与底物的结合机会降 乙 A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机 低，但升高底物浓度后催化反应速率又升 理与低温对酶活性抑制的机理相同 高，可知曲线B是加入了竞争性抑制剂的 B.根据图甲可推知，竞争性抑制剂与底物 结果；加入非竞争性抑制剂后酶的催化反应 具有类似结构，从而与底物竞争酶的活 速率降低，增大底物浓度，反应速率上升不 性位点 明显，说明曲线C是加入了非竞争性抑制 C.图乙中底物浓度相对值小于10时，限 剂的结果，D错误。 制曲线A酶促反应速率的主要因素是底 第2节细胞的能量“货币”ATP 核心素养 1.建立起ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质的观，点。（生命观念) 2.分析ATP的分子结构，了解ATP的结构特点。（科学思维) 3.结合教材图示，举例说明ATP的利用。（社会责任) 学 65