2027届高三生物人教版一轮复习课件第7讲 酶和ATP

第三单元 细胞的能量供应和应用 第7讲 酶和ATP 一轮复习：必修1 分子与细胞 人体细胞内所发生的反应是非常快的，据估计人体内的细胞每分钟发生的反应超过几百万次；人体血液中的红细胞每秒钟要更新200万个。 细胞代谢 第三单元 细胞的能量供应和应用 1.概念：细胞中每时每刻都进行着 ，统称为细胞代谢。 2.细胞代谢的中心（主要场所）： ； 细胞代谢的控制中心： 。 3.代谢类型： 许多化学反应 细胞质基质 细胞核 （1）同化作用（合成代谢）： （2）异化作用（分解代谢）： 4.特点：细胞代谢离不开 。 酶 需氧型、厌氧型和兼性厌氧型 自养型和异养型——能否利用无机物制造有机物 体外化学反应的条件 ： （1）高温（2）高压（3）强酸（4）强碱（5）催化剂 细胞内也会发生一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？ （1）常温 （2）常压 （3）pH接近中性 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行 细胞代谢是细胞生命活动的基础 细胞代谢 根据生物体在异化作用过程中对氧的需求情况。在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？ 葡萄糖在体外分解可以通过强酸、燃烧 3 目录 考点一 酶的本质及作用机理 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 第7讲 酶和ATP 考点三 ATP的结构、功能和利用 考情分析 ——明晰考向 对标素养，研判高考命题趋势 5 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 第7讲 酶和ATP 考点一 酶的本质及作用机理 7 考点一 酶的本质及作用机理 一、酶的本质及作用 1.【生物科学史】酶本质的探索历程 19世纪：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。 酿酒中的发酵是需活酵母菌细胞参与。 引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 得到不含酵母菌细胞的提取液，结果与含有活酵母细胞中一样。将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。 巴斯德 李比希 毕希纳 从刀豆中提取脲酶（使尿素分解成氨和CO2），并证明其化学本质是蛋白质 发现少数RNA具有生物催化功能，称为核酶(主要用于RNA的加工剪切)。 萨姆纳之后 科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。 切赫、奥尔特曼 萨姆纳 切赫 奥特曼 考点一 酶的本质及作用机理 2.酶的本质及作用 绝大多数是蛋白质，少部分是RNA 氨基酸或核糖核苷酸 可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用 一般活细胞都能产生 具有催化作用 (显著降低化学反应的活化能）　 (哺乳动物成熟的红细胞除外) 真核细胞： 原核细胞： 核糖体，细胞核 核糖体，拟核 加酶洗衣粉、PCR用Taq酶等体外应用。 酶降低活化能的幅度远大于无机催化剂。 酶不提供能量、不改变化学平衡点（ΔG），只加快反应达到平衡的速度。 考点一 酶的本质及作用机理 （1）①酶是由具有分泌功能的细胞产生的 ②有的酶从食物中获得，有的是由体内转化而来的 ③酶是活细胞产生的 ④能合成酶的细胞一定能合成ATP ⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇 ⑥酶发挥作用后即被灭活 ⑦酶在新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶既可以作为催化剂，又可以作为化学反应的底物 ⑨酶只在细胞内发挥作用 以上有关酶的叙述，正确的是_______________。 ③④⑧ 考点一 酶的本质及作用机理 【拓展1】鉴定酶本质的方法 1、试剂检测法 考点一 酶的本质及作用机理 【拓展1】鉴定酶本质的方法 2、酶解鉴定法 RNA 蛋白质 【思维延伸1】正确理解有关酶的本质和作用 考点一 酶的本质及作用机理 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA) 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活 酶只起催化作用 酶只在生物体内合成 这些是激素的。激素和酶有什么区别呢？ 能产生激素的细胞一定能产生酶，能产生酶的细胞不一定能产生激素。 活细胞 催化 蛋白质或RNA 细胞内或细胞外或体外 降低化学反应所需活化能 性质、数量不变 专门的内分泌腺或特定部位细胞 微量高效、都不提供能量 【思维延伸2】酶和激素的比较 考点一 酶的本质及作用机理 被灭活 与靶细胞上受体特异性结合调节相应生命活动 靶器官或靶细胞 蛋白质类、多肽类、固醇类、氨基酸衍生物类 调节（信息传递） 关于人体内酶和激素的叙述，错误的是( ) A．酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的 B．酶和激素都与物质和能量代谢有关 C．能产生激素的细胞不一定能产生酶 D．能产生酶的细胞不一定能产生激素 E．激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活，酶反应前后不改变 F．激素产生后一般作用于其他细胞 G．激素和酶都具有高效性，非细胞条件下也能发挥作用 H．一种酶只催化一种物质的反应，一种激素只作用于一种细胞 I.某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的 ACGH 【思维延伸2】酶和激素的比较 考点一 酶的本质及作用机理 15 一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。 破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。 分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。 过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。 1.消化酶： 2.溶酶体酶： 3.溶菌酶： 4.脲酶： 5.过氧化氢酶： 【思维延伸3】教材中涉及的酶及其作用 考点一 酶的本质及作用机理 是一类水解酶，可催化相应大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白质水解等。 纤维素酶 果胶酶 胰蛋白酶、胶原蛋白酶 催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶 白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因 老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。 7.细胞工程 中的酶 6.酪氨酸酶： 用于制备植物原生质体 【思维延伸3】教材中涉及的酶及其作用 考点一 酶的本质及作用机理 用于动物细胞培养时将动物细胞分散开 8.基因工程中的酶 考点一 酶的本质及作用机理 【思维延伸3】教材中涉及的酶及其作用 限制酶 DNA连接酶 耐高温的DNA聚合酶 催化DNA片段断裂磷酸二酯键 连接两个DNA片段 用于PCR技术扩增目的基因（耐高温） 9.中心法则相关酶 【思维延伸3】教材中涉及的酶及其作用 （1）解旋酶： （2）DNA聚合酶： （3）RNA聚合酶： （4）RNA复制酶： （5）逆转录酶： （6）RNA酶（DNA酶）： 解旋DNA双链（断裂氢键） DNA复制（催化单个脱氧核苷酸聚合形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键） 转录（催化单个核糖核苷酸聚合形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键） RNA复制（催化单个核糖核苷酸聚合形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键） 逆转录（催化单个脱氧核苷酸聚合形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键） 核酸水解酶 考点一 酶的本质及作用机理 易错辨析 (1)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。(　　) (2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。(　　) (3)酶提供了反应过程中所必需的活化能。(　　) (4)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(　　) (5)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。(　　) (6)有的酶能催化蛋白质水解，有的酶能催化脂肪水解，有的酶能催 化淀粉水解。(　　) √ × × √ × √ 考点一 酶的本质及作用机理 考点一 酶的本质及作用机理 二、酶的作用机理 ——降低化学反应的活化能 活化能：分子从常态转变为 的活跃状态所需要的能量。 容易发生化学反应 活化能 有酶催化时，反应所需活化能 酶降低的活化能 思考：加热为什么也能加快化学反应进行？ 为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态 在图中补充加热和使用无机催化剂的曲线 与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能，从而使反应更有效地进行。 考点一 酶的本质及作用机理 思考：依据酶作用原理，针对下图在t时加酶后反应曲线应由Ⅰ变为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的哪一条？ Ⅲ 考点一 酶的本质及作用机理 思考：依据酶作用原理，针对下图与无机催化剂相比说出酶的作用效果？ 酶只改变化学反应速率，反应前后本身不被消耗； 酶能降低活化能，使反应速率加快； 酶可以缩短达到平衡的时间，但不改变化学反应方向和平衡点。 考点一 酶的本质及作用机理 1.（2024·广西卷，𝐓5）我国科研工作者利用病毒衣壳蛋白VP16 作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，构建了高效、易调控的蛋白类纳米酶。关于该纳米酶的说法，错误的是( )。 A.催化效率受 、温度影响 B.可在细胞内发挥作用 C.显著降低反应的活化能 D.可催化肽键的断裂 D 第7讲 酶和ATP 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 25 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 一、酶的高效性 酶的催化效率是无机催化剂的107 ～1013倍。 与 相比，酶 的作用更显著，催化效率更高。 无机催化剂 降低活化能 加酶 加无机催化剂 不加催化剂 ① a、b相比说明酶具有 。 ② a、c相比说明酶具有 。 高效性 催化作用 意义： 酶的高效性保证了细胞代谢能在温和的条件下快速地进行。 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 一、酶的高效性 实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 ①②对照，说明______________________________； ①④对照，说明酶具有__________，可加快化学反应速率； ③④对照，说明酶具有________，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 加热能促进过氧化氢的分解 催化作用 高效性 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 二、酶的专一性 1.内容：一种酶只能催化____________化学反应。 一种或一类 一类 肽酶：多肽→氨基酸 蛋白酶：蛋白质→多肽 一种 H2O2酶：H2O2 脲酶：尿素 2.酶的专一性的曲线分析： （1）加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率______，说明酶B对此反应无催化作用。 （2）加入酶A的反应速率比无酶条件下的反应速率明显______，说明酶A对此反应有催化作用。 （3）只有酶A可催化底物A参与的反应，说明酶具有________。 相同 加快 专一性 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 二、酶的专一性 3.酶的专一性的模型分析： 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 4.意义： （1）图中A表示____，B表示______，E、𝐹 表示______，C、D表示不能被A催化的物质。 （2）在反应前后，酶的化学性质和数量均保持______；酶可以______利用 酶 底物 不变 产物 重复 a.锁钥学说模式图 b.诱导契合学说模式图 酶活性部位不是刚性不变的，酶与底物结合时，酶的构象会发生改使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。 酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。 解释了酶的专一性，但无法解释动态过程。 更合理地解释了专一性和催化机制，目前公认 诱导契合学说是在锁钥学说基础上的发展，二者都认为结构互补。 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 二、酶的专一性 4.原因 【拓展延伸】 教材中具有“专一性”的物质总结（常考点） 1.酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 2.载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体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，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。 4.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 5.神经递质：由突触前膜释放，作用于突触后膜，产生抑制或兴奋 6.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 1.细菌性溶菌酶能否防御真菌感染？请说明原因。 ________________________________________________________________________________________。 不能，因为真菌和细菌的细胞壁成分不同，而酶具有专一性，所以细菌性溶菌酶不能防御真菌感染 2.丝绸和毛皮类衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤，因为 _________________________________________________________________________。 加酶洗衣粉中含有蛋白酶，蛋白酶会损坏丝绸和毛皮类衣物的蛋白质纤维 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 实验验证酶的专一性： 3%可溶性淀粉溶液、3%蔗糖溶液、2%淀粉酶溶液、2%蔗糖酶溶液、斐林试剂、碘液 材料： 方案一 同种酶 + 不同底物 ① 淀粉酶 + 淀粉 方案二 同种底物 + 不同酶 ① 淀粉 + 淀粉酶 ② 淀粉酶 + 蔗糖 ② 淀粉 + 蔗糖酶 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 P81 "探究·实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用" 分别加2ml斐林试剂，水浴加热1min 出现砖红色沉淀 无颜色变化 思考：能否用碘液来检测？ 不能，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色 1. 温度对酶活性的影响 温度 酶活性 最适温度 a b c 0 随着温度降低， 酶活性下降， 酶的空间结构稳定， 若温度升高 可恢复。 随着温度升高， 酶活性下降， 空间结构遭到破坏， 温度降低时 不可恢复。 低温保存 高温变性 温度不同，酶活性可能相同，如a、c。 三、酶的作用条件较温和 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 酶活性：酶催化特定化学反应的能力。 35 2. pH对酶活性的影响 随着pH降低， 酶活性下降， 若pH升高 不可恢复。 随着pH升高，酶活性下降，pH降低时 不可恢复。 强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性) pH 酶活性 最适pH a b c 0 三、酶的作用条件较温和 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 总结：酶的保存宜选择 、 等条件。　　　 低温 适宜的pH 36 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 实验验证酶的作用较温和 实验材料：质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂 1.淀粉酶+可溶性淀粉溶液 2.过氧化氢酶+过氧化氢溶液 ——探究温度影响 ——探究pH影响 P84淀粉在酸性环境下被水解 过氧化氢受热分解速率加快 碘液检测 原因：斐林试剂检测需加热，本实验要严格控制温度 1、探究酶的最适温度 （1）设计思路 探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各组所需的温度下保温一段时间，再进行混合。避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影响实验结果。 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 “梯度法”探究酶的最适温度或最适𝐩𝐇 淀粉的水解 1、探究酶的最适温度 （2）设计方案 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 “梯度法”探究酶的最适温度或最适𝐩𝐇 1、探究酶的最适温度 三、酶的作用条件较温和 实验验证：“梯度法”探究酶的最适温度或最适𝐩𝐇 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 让淀粉和酶溶液达到实验预设温度 分别将每组的两支试管内的液体混合，摇匀 让酶促反应在预设温度下进行 变蓝 变蓝 不变蓝 温度对酶的活性有影响，温度过高或过低都会降低酶的活性 如何进一步探究淀粉酶的最适温度？ 缩小温度梯度，重复进行上述实验。 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 三、酶的作用条件较温和 2、探究酶的最适pH 实验验证：“梯度法”探究酶的最适温度或最适𝐩𝐇 （1）设计思路 （2）设计方案 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 三、酶的作用条件较温和 2、探究酶的最适pH 实验验证：“梯度法”探究酶的最适温度或最适𝐩𝐇 结论：酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。 1.酶具有催化作用 ①实验组： ②对照组： 【小结】 酶的探究实验 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 ①实验组： ②对照组： 2.酶的高效性 底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 底物＋等量蒸馏水→检测→底物不被分解。 反应物＋适量酶溶液→检测→底物分解速率快。 反应物＋等量无机催化剂→检测→底物分解速率慢。 A．实验组：底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 B．对照组：另一种底物＋相同酶液→检测→底物不被分解。 A．实验组：底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 B．对照组：相同底物＋另一种酶液→检测→底物不被分解。 【小结】 酶的探究实验 3.酶的专一性 ①方案一：自变量是底物(反应物) ②方案二：自变量是酶的种类 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 4.探究酶的最适温度或pH 【小结】 酶的探究实验 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 1.（必修1 P 108选择题T 3 改编）酵母菌发酵时能够产生酒精和二氧化碳，实验人员在低温条件下从酵母菌细胞中提取酶液，下图表示不同温度下酵母菌提取液催化葡萄糖反应时气体产生量与反应时间的关系。下列分析错误的是( )。 A.需要将实验控制在最适pH 条件下 B.50 ℃ 时该酶逐渐失活 C.与30℃时相比，40℃ 时该酶提供的活化能更多 D.保存该酶需要在低温条件下 ABD 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 2.（2025·北京卷，T 3）某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15∼20 min ，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60℃ 以上热水。下列叙述错误的是( )。 A.该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物 B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解 C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D.水温过高导致酶活性下降 A 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 3.（2025·四川卷，T10）D−​ 阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D−​果糖转化为D−​ 阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件（含Co2+条件）下，测定不同浓度D−​ 果糖的转化率（转化率=产物量/底物量×100% ），其变化趋势如下图。下列叙述正确的是( )。 A.升高反应温度，可进一步提高D−​ 果糖转化率 B.D−​果糖的转化率越高，说明酶Y 的活性越强 C.若将Co2+的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D.2 h时，三组中500g⋅L−1 果糖组产物量最高 D 酶促反应： 由酶催化的化学反应，生物体内化学反应大多数属于酶促反应。 酶促反应速率： 单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。 pH 温度 抑制剂 激活剂 酶的活性 影响酶促反应速率的因素： 酶催化特定化学反应的能力 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。 酶活性： 酶促 反应 速率 酶的浓度 底物浓度 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 1.温度和pH 温度的变化不会影响酶的最适pH pH的变化不会影响酶的最适温度 在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用 ，超过这一范围，酶的催化作用逐渐 。 过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的 ，酶分子结构 。 增强 减弱 活性 未被破坏 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 底物浓度 酶浓 度和酶活性 成正相关 【注意】底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触概率来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 除温度、PH和底物浓度等外，还有哪些因素影响酶促反应的速率？ 51 酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线 酶 底物 ①酶量的增加会提高酶促反应的速率,但不会改变化学反应的平衡点; ②适当增加底物浓度， 反应速率, 反应的平衡点。 改变 改变 2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 大部分激活剂是无机盐离子: K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。 3.影响酶促反应速率的调节剂 （1）激活剂： 提高酶活性的物质，称为酶的激活剂。 如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。 不表现有催化活性的酶原在一定条件下，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。 选择性必修3 P77 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 必修1P38选择题第三题D选项 Mn2+是硝酸还原酶的活化剂 不表现有催化活性的酶原在一定条件下，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。 53 ①竞争性抑制剂： 抑制剂与底物竞争酶 抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。 由于竞争性抑制剂与底物竞争酶。因此， ，就可使抑制剂与酶结合的减少，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。 （2）抑制剂 底物浓度 酶促反应速率 无抑制剂 竞争性抑制剂 增大底物浓度 3.影响酶促反应速率的调节剂 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 54 ②非竞争性抑制剂 由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用 通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。 底物浓度 酶促反应速率 无抑制剂 非竞争性抑制剂 不能 （2）抑制剂 3.影响酶促反应速率的调节剂 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 非竞争性抑制剂不与底物竞争酶，而是与酶活性位点以外的其他位点结合，从而改变酶的构型，使酶不能与底物结合，进而使酶失去催化活性。 55 1．（2026·河北卷）酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是（      ） D A．图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B．图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C．与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D．图2所示反应中酶促反应的活化能为f 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 2．（2026·湖南卷）关于过氧化氢酶的叙述，错误的是（    ） A．过氧化氢酶可以降低H2O2分解反应所需的活化能 B．若用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，应设置不加酶的对照组 C．持续升高H2O2浓度不一定加快过氧化氢酶的酶促反应速率 D．过氧化氢酶活性随pH降低而降低，随pH升高而升高 D 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 3．(2026·湖北卷)为探究某种酶的活性，某同学在最适温度C条件下，测得不同底物浓度下对应的反应速率，结果如下表。下列叙述错误的是( ) D A．若将1号试管的原酶液稀释10倍，其反应速率会下降 B．若3号试管反应温度改为37℃，其反应速率会下降 C．若4号试管多加1倍酶量，其反应速率会升高 D．实验说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 4.(2025·广西卷)研究人员探究了不同浓度的油菜蜂花粉多酚(以下简称“多酚”)和药物Q对胰脂肪酶活性的影响(图a)；以及不同pH处理多酚后，多酚对该酶的酶促水解速率的影响(图b)。下列说法正确的是（　　） A A．单位时间内甘油的生成量，可作为以上实验的检测指标 B．在催化脂肪水解过程中，胰脂肪酶提供了大量的活化能 C．相同浓度下，药物Q对胰脂肪酶活性的抑制效果强于多酚 D．比较不同pH处理后的多酚，乙组对胰脂肪酶活性的抑制效果最弱 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 回归教材·易错辨析 1.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，加热组气泡多是因为加热降低了H2O2分解的活化能。（ ） 2.探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物在室温下混合后，再置于不同温度水浴中处理。（ ） 3.验证酶的专一性时，可以使用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液作为实验材料与检测试剂。（ ） 4.探究pH对酶活性的影响时，可以选择淀粉作为底物，用斐林试剂检测产物的生成情况。（ ） 5.在“影响酶活性的条件”探究实验中，先让酶和底物分别达到预设温度/pH，再将其混合，是为了保证反应一开始就处于预设条件。（ ） ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✓️ 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 回归教材·易错辨析 6.用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响是合理的，因为过氧化氢酶在动植物细胞中普遍存在。（ ） 7.探究温度对淀粉酶活性的影响实验中，若用斐林试剂检测，需要在50~65℃水浴加热后才会出现砖红色沉淀。（ ） 8.实验设计中，无关变量对实验结果没有影响，因此不需要严格控制。（ ） 9.竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂的区别在于前者可以被高浓度的底物削弱，后者不能。（ ） 10.在探究pH对酶活性的影响实验中，设置一系列pH梯度的缓冲液是为了控制自变量。（ ） ✘️ ✘️ ✘️ ✓️ ✓️ 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 常考主题1 实验技能综合 常考主题1 实验技能综合 62 常考主题1 实验技能综合 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 2、单一变量原则和等量原则 3、平行重复原则 4、科学性原则 5、随机性原则 63 常考主题1 实验技能综合 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。所谓对照实验是指除所控因素外，其他条件与被对照实验完全相同的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其他条件的完全相同”。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎毫无意义，但最好还是要做同样的处理。 空白对照、自身对照、条件对照、相互对照（也叫对比实验）、阳性对照 64 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 （1）空白对照 　 对照组不做任何处理因素，只是保持正常的的生活状态；或除实验变量外，其他处理与实验组完全相同。 其作用是提供一个基准状态，便于与实验组进行对比。 例：在“唾液淀粉酶催化淀粉分解”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶溶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照作用 思考：以下实验的对照组应该如何设立 （1）验证镁是植物生长的必需元素 （2）验证甲状腺激素促进幼小动物生长发育 （2）验证2、4-D促进扦插枝条生根作用 完全培养液培养的组别 普通饲料饲喂组别 预实验中的清水处理组别 常见空白对照：加蒸馏水/无菌水/缓冲液的组、注射生理盐水的组、做假手术的组 65 甲组：饲喂甲状腺激素（ ）； 乙组：不做任何处理（ ）； 丙组：饲喂甲状腺抑制剂（ ）。 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 （2）条件对照 给对照组施以某种实验因素，但不是所研究的实验因素，以突出施以某种实验因素与实验所研究因素的差异，从另一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。 例：“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验 实验组 空白对照组 条件对照组 使其具备其他条件，唯独缺少或阻断该关键条件 常见的条件对照处理：抑制剂、拮抗剂、缺失突变体、竞争性阻断 66 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 （3）自身对照 　　实验组和对照组在同一研究对象上进行，不另设对照组。即实验的某一性质在实验前后的改变，形成对照。 67 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 （4）相互对照 　 也叫对比实验，相互对照是指不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他组别的对照组。 例： ①在探究温度对酶催化活性的影响实验中温度（、、 ）为相互对照。 ②鲁宾和卡门探究光合作用产生的氧气来自水还是CO2 ③探究酵母菌的呼吸方式 68 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 （5）阳性对照 在实验中使用已知具有预期效果的样本或药物，以确保实验条件、试剂、仪器及操作流程的可靠性、有效性。 例1：在“探究某种中草药对糖尿病的治疗效果”实验中，注射胰岛素组就是阳性对照组。 例2：在“研究一种新的抗生素的作用”实验中，可以用已经被证明有抗菌作用的青霉素作为阳性对照，以确定新的抗生素的抗菌效果。 例：蛋白质检测实验中，双缩脲试剂与鸡蛋清稀释液反应的组别； DNA片段扩增与电泳鉴定中加入要目的基因的泳道。 69 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 （6）阴性对照 通过设置“无预期目标”的实验条件，评估实验体系是否受到污染、非特异性反应或操作误差的影响。 排除假阳性而设的对照 70 （7）标准对照 生物生理、生化的某些项目都有相应的标准，将观察测定的实验数值与规定的标准值比对，以确定实验结果。这就是生物学中常用的用已知测未知思维。 例：医院的化验单中给出的参考值范围就属于标准对照。 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 一、实验设计遵循的关键原则 1、对照原则 “实验组”与“对照组”确认：一个实验通常分为实验组和对照组。实验组是施加实验变量处理的被试组，对照组是不施加实验变量处理的对象组，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果。如研究光对幼苗生长的影响时，实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态（未接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的可信度。 72 一、实验设计遵循的关键原则 典例1 （2025·天津卷，T 14）脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统损伤，会进一步引发炎症等免疫反应，加剧神经功能的丧失。为探究程序性细胞死亡配体（P 蛋白）及其抗体（P 抗体）通过调节免疫反应在脊髓损伤中的作用，进行如下实验。 （1）脊髓是____与躯干、内脏之间的联系通路。用小鼠建立脊髓损伤模型，实验分 组及操作见下表（"+ "表示施加，"-"表示不施加），请补充括号处的操作。 其中，P抗体组以__________组为对照，能检测P 抗体对脊髓损伤的作用。 脑 脊髓损伤 2.单一变量原则和等量原则 一、实验设计遵循的关键原则 目的：排除无关变量对实验结果的影响。 一、实验设计遵循的关键原则 2.单一变量原则和等量原则 ①生物材料要相同 动物材料：健康状况、体重、年龄、性别、生长发育状况（生理状况）相同。 植物材料：长势相同、生理状况相同。 ②实验器具要相同 ③实验试剂要相同 A组加入适量的X试剂，B组加入等量的蒸馏水/生理盐水（溶剂）。 ④处理方法要相同 将各组放在相同且适宜的环境中培养。 一、实验设计遵循的关键原则 典例2 现有两种淀粉酶A与B，某生物学兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计了如下实验： 实验原理：温度等条件可以影响酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下产生麦芽糖；用分光光度计测量溶液的吸光度时，物质含量越多，其吸光度越大，因此可测出物质的相对含量。 实验材料：一定浓度的淀粉溶液、相同浓度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴锅、温度计等 实验过程： 一、实验设计遵循的关键原则 （1）该实验的自变量是________________，因变量的检测指标是____________________________________________。 酶的种类和温度 各组别的淀粉剩余量 （ 或麦芽糖的生成量 ） 一、实验设计遵循的关键原则 （2）1、6两组______（填"能"或"不能"）作为对照，原因是实验设计要遵循___________原则。 （3）步骤②取8支试管各加入等量淀粉溶液，步骤③另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，这些步骤遵循了______原则。 不能 单一变量 等量 一、实验设计遵循的关键原则 3.平行重复原则 目的：减小实验误差，避免实验结果的偶然性。 在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 如：探索NAA促进插条生根的最适浓度的实验中，每组不止一根枝条。 一、实验设计遵循的关键原则 典例3 在进行“分离分解尿素的细菌”实验时，甲同学从对应10−6 培养基中筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。下列有关叙述错误的是( )。 A.甲同学出现这种结果的原因是土样不同 B.可以将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照，以判断 培养基是否受到污染 C.让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验，若结果与甲同学一样，则可证明甲同学无误 D.B选项的实验思路遵循了实验的对照原则，C选项的实验思路遵循了平行重复原则 A 一、实验设计遵循的关键原则 4.科学性原则 包括实验原理、实验材料选择、实验方法、实验结果处理的科学性。 如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料，因为西瓜汁的红色会干扰颜色反应。 例2：实验方法科学性： 如使用双缩脲试剂时应先加入A液，再加入B液。 例1：选材科学性 一、实验设计遵循的关键原则 典例4（1）（实验方法要科学）若要探究海藻糖是否为还原糖，选择斐林试剂加入海藻糖溶液中后没有发生相应的颜色反应，不能说明海藻糖为非还原糖。理由是_______________________________________________。 （2）（实验选材要科学）有人认为"海藻糖可以保护细胞，使细胞免受低温造成的损伤"。请设计实验方案，用于探究此假设是否成立。为了确保实验的科学性和准确性，实验材料应选择具有_______特点的动物细胞。（多选） A.含有海藻糖 B.不含海藻糖 C.能够合成海藻糖 D.不能合成海藻糖 没有水浴加热 （ 或没有在酒精灯上加热 ） BD 一、实验设计遵循的关键原则 被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于： 5.随机性原则 （2）是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。 （1）是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义； 典例5 为探索青海云杉林群落的演替规律，于某年夏季分别在祁连山典型天然林（该区域群落演替的最终阶段）、相邻区域演替时间为40年和10年的人工林选取样方。为保证科学性和严谨性，林地中样方的选择需保证样方大小、样方数量等基本一致，取样的关键是__________。这种研究方法属于______________ （填"空间代替时间"或"时间代替空间"）。 随机取样 空间代替时间 验证或探究自变量对因变量的影响 实验目的 实 验方案 选材、分组编号 推测自变量对因变量的影响 实验原理 实验假设 实验步骤 施加变量处理（等量、适量） 相同处理(在相同且适宜的条件下培养或反应一段时间) 观察记录（因变量检测指标） 实验结果 实验现象 实验结论 验证实验：结论唯一 探究实验：不同实验现象对应不同实验结论，结论不唯一 二、明确实验目的 1.判断实验性质是探究性实验还是验证性实验。 2.实验目的＝实验的性质(探究或验证)＋自变量＋因变量。 实验目的的内容和实验的自变量和因变量是相互呼应的，主要研究自变量和因变量的因果关系。　　　 3.一个实验的实验目的的文字表述，一般有两种答题模式。 模式1：探究(或验证)____________(自变量)对________(因变量)的影响(侧重生物学原理的研究)； 如探究(或验证)光照强度(自变量)对光合作用强度(因变量)的影响； 模式2：探究(或验证)________(因变量)与________(自变量)的关系(侧重两个变量之间的“量”的关系)。 例1. (2023·焦作市调研，节选)某生物兴趣小组以鱼腥藻为实验材料，利用如图所示装置，将光源分别置于距烧杯15 cm、25 cm、35 cm、45 cm处，观察每分钟产生的气泡数。请回答下列问题： 图示实验的实验目的是________________________________。 探究光照强度对光合速率的影响 二、明确实验目的 二、明确实验目的 例2. 科研人员推测互花米草可能通过化感作用（即一种植物通过释放化学物质到周围环境中，影响另一种植物的生命活动）抑制本土植物的生长。请以本土植物芦苇、互花米草，适宜的培养液等为实验材料，简述验证上述观点的实验方案。 实验目的：____________________________________________________________________ 验证互花米草通过释放化学物质到周围环境中抑制本土植物的生长。 例3.(2019全国1卷29）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。 （1）本实验名称为 。 （2）本实验的目的有 个 验证干旱条件下气孔开度减小不由缺水直接引起的，而由ABA引起。 2 一是要证明干旱条件下气孔开放度减小不是缺水引起。 　　 （正常 vs 缺水） （ABA处理 vs 不处理） 二、明确实验目的 二是要证明干旱条件下气孔开放度减小是由ABA引起。 　　　　　 实验原理的推断： 1. 自变量的作用(反应)原理，即“为什么这么做”。 2. 因变量的检测原理(现象原理)，即“为什么出现这样的现象”。 三、了解实验原理 实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象与结果的依据和确定观测指标的依据。 实验原理一般由三段组成：实验过程描述＋自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标。 例1.证明酶的专一性 实验原理： 淀粉酶能催化淀粉水解成还原糖，不能催化蔗糖水解。 还原性糖能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。 三、了解实验原理 例2.为了验证甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并做出分析。 材料与用具：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。） （1）确定实验目的： 。 （2）分析实验原理： ________________________________________________________________________________________________________________________。 验证甲状腺激素的生理作用 甲状腺激素能促进新陈代谢，加速物质的氧化分解，使耗氧量增加；甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性，使活动量增加 三、了解实验原理 例：为确定人体在运动时呼出气体中的CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究： 作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。 实验过程： ①在3个烧杯中，分别注入100mL蒸馏水，测定其pH。 ②实验者在安静状态(静坐2min)、中度运动(步行2min)以及剧烈运动(跳绳2min)后，立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体，测定pH。经多次重复实验，所得平均数据如表: 实验原理： 。 CO2在水中溶解后使水的pH下降，人在不同运动状态下产生的CO2不同，溶于水后也会导致pH不同，通过测定水pH的变化，可以推测呼出气体中CO2浓度的变化。 四、实验变量分析 可操作 可检测 可控制 随机分组 施加条件 观察现象 测量数值 条件适宜 因果关系 随机分组 四、实验变量分析 1.变量类型的分析 （1）根据实验课题、实验目的确定变量 例1.某研究性学习小组选择了如下的研究课题：探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响 。 自 变 量：　　　　　 ； 因 变 量：　　　　　　　 ； 无关变量：　　 　　　 。 乙烯利浓度 黄瓜开雌花数量 黄瓜长势、光照、温度等 四、实验变量分析 （2）从实验步骤和结果获取 例2.为探究在高温强光胁迫下防晒剂对植物的保护作用，对柑橘果树进行喷洒实验，得到各物质或生理状态的数值变化如下表： 自 变 量：　　　 　　 ；无关变量：　　 。 因 变 量：　 防晒剂种类及稀释倍数 果实温度、SOD含量、O2-含量、MDA含量、……、光合色素含量 光照强度、果树长势等 注：单位略；30倍、50倍是指防晒剂原液稀释30倍、50倍；CK指空白对照组 四、实验变量分析 （3）从曲线、表格获取 ①单自变量—单因变量类型 1.变量类型的分析 四、实验变量分析 ②单自变量—多因变量类型 （3）从曲线、表格获取 1.变量类型的分析 四、实验变量分析 （3）从曲线、表格获取 1.变量类型的分析 ③多自变量—单因变量类型 四、实验变量分析 （3）从曲线、表格获取 1.变量类型的分析 ④多自变量—多因变量类型 例1.探究NAA促进扦插枝条生根的最适浓度 自变量： ； 因变量： ； 无关变量：　　　　 　　　 　 　； NAA浓度 生根数目及根的长度 实验对象自身因素(枝条的种类、发育程度、枝条长度、枝条上保留的芽的数量) 环境因素:温度、湿度 NAA的用量、处理时间 四、实验变量分析 例2.(2026·湖北襄阳五中联考)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，以研究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)上述实验的自变量是______________________。 温度和消化酶的种类 四、实验变量分析 例3.(2026·江西卷)为探究A基因对水稻种子萌发的影响，研究人员以野生型水稻（WT）和基因A过表达株系（A-OE）的种子为材料开展实验，结果如图。回答下列问题： (1)本实验设计需要保持温度、水分和空气等环境因素相同且适宜，以______________________为自变量，比较种子的萌发速率。 种子内A基因的表达水平 四、实验变量分析 四、实验变量分析 2.自变量的处理方法 （1）加法原理： 与常态相比，人为增加某种影响因素。 第2组、第3组、第4组就是利用了加法原理 四、实验变量分析 2.自变量的处理方法 （2）减法原理： 与常态相比，人为去除某种影响因素。 例1.艾弗里肺炎球菌转化实验 第一组：R型活菌+S型菌的细胞提取物→混合培养 第二组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+蛋白酶→混合培养 第三组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+RNA酶→混合培养 第四组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+酯酶→混合培养 第五组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+DNA酶→混合培养 四、实验变量分析 例2.研究甲状腺激素的功能 第1组：健康的动物不做处理(空白对照) 第2组：健康的动物饲喂一定量的甲状腺激素 第3组：将健康的动物甲状腺摘除 (加法原理) (减法原理) 2.自变量的处理方法 五、确定实验思路 实验思路是“想法”，是较为粗略的思考过程，要求“言简意赅”。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”。 （1）取材、分组编号 （2）施加变量处理 （3）在相同且适宜条件下放置/培养一段时间。 （4）因变量的检测 —控制无关变量 例1.(2023·海南，16)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。回答下列问题： (3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 将成花诱导完成后的火龙果植株(成花数目相同)随机均分成A、B、C三组，分别置于三种不同光照强度的白色光源中照射相同且适宜的时间，一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量，产量最高的则为最适光照强度 五、确定实验思路 例2（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路 用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 五、确定实验思路 例：（2023·全国卷） 叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路。（提示：可通过脱绿处理去除叶绿体中色素） 取材分组编号、预处理（测初始值) 设计实验组和对照组（自变量处理） 给予相同且适宜条件一段时间（控制无关变量） 观察实验现象并记录结果 取生长状况良好且相同的植物叶片均分为甲、乙两组； 将甲组放置在有光条件，乙组在黑暗下； 两组植物均进行饥饿处理（置于黑暗条件下一段时间，消耗完叶片中储存的淀粉）； 其他条件相同且适宜； 一段时间后，用差速离心法提取甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液，观察颜色变化。 将生长状况良好且相同的植物叶片均分为甲、乙两组，两组植物均进行饥饿处理（置于黑暗条件下一段时间，消耗有机物），再将甲组放置在有光条件，乙组不作任何改变，其他条件相同且适宜。一段时间后，用差速离心法提取甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液，观察颜色变化。 六、完善实验步骤 实验步骤是“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。 六、完善实验步骤 例1.为了验证甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。 （1）材料和用具：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。 （实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作要求，室温恒定。) （2）方法与步骤：_______________。 ①将日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠分为两组并分别标记为甲组和乙组，然后分别用耗氧量测定装置、小动物活动测定仪测定与记录大白鼠的耗氧量和活动量。 ②每日用灌胃器给甲组大白鼠灌喂甲状腺激素溶液，给乙组大白鼠灌胃等量的蒸馏水。甲、乙两组放在相同且适宜的条件下，饲养一段时间。 ③定期测量与记录甲、乙两组大白鼠的耗氧量和活动量。 六、完善实验步骤 例2.(2026·湖北襄阳五中联考)(3)泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉(Cd)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。请以蛋白酶为例，设计实验来验证Cd2＋会使蛋白酶的活性降低。 实验材料：蛋白粉、泥鳅体内提取的蛋白酶溶液、含Cd2＋的溶液、双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、清水。 六、完善实验步骤 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蛋白酶溶液，然后向A试管中加入______________________，B试管中加入________________，处理一段时间。 ②_________________________________，一段时间后向两支试管中分别注入双缩脲试剂A液1 mL，摇匀，再注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀后观察。 实验结果：_______________________________________________。 一定量的含Cd2＋的溶液 等量的清水 往A、B试管中加入等量的蛋白粉溶液 A试管中紫色较B试管中深 六、完善实验步骤 七、分析实验结果 实验结果就是实验现象，在叙述时一定要写具体，不能笼统地描述。 例1.在探究温度影响淀粉酶活性的实验中，用碘液检测淀粉的分解程度，结果应该是： “A组（低温条件）变蓝，B组（适温条件）无蓝色出现，C组（高温条件）变蓝”。而不能综合叙述为“只有B组（适温条件）无蓝色出现”。 实验组和对照组实验现象（检测指标变化）之间的实验对比，体现实验证据。 相互对照实验注意检测指标随自变量的变化，而呈现什么样的变化趋势；因此反应了因变量随自变量的变化，而呈现什么样的变化趋势。 例2.(2023·海南，16)某科研团队采用水培的方式研究镉对紫叶生菜吸收Mg2＋的影响，将多株大小、长势相似的生菜幼苗定植于完全培养液中，同时开始镉胁迫处理。实验根据镉浓度的不同设4个处理组，分别为0、1、2、4 mg·L-1，记为A、B、C、D组。定期测定培养液中的Mg2＋浓度，实验结果如图所示。根据右图预测，第4d和第28d的实验结果分别是： 在第4d，四种处理条件下培养液中Mg2+的相对含量无明显差异； 在第28d，四种处理条件下培养液中Mg2+的相对含量为A组＞B组＞C组＞D组  七、分析实验结果 八、得出实验结论 结论的叙述是有规律的，即都是实验目的或实验课题或实验假设语句的变形，结合实验结果，将疑问句改为肯定句即可。 1.验证性实验： 对已知的实验结论进行验证 实验结论=实验名称 2.探究性实验： 对未知的实验结论进行探究 结论写法： 结论不确定： 要把可能的结果都预测出来 表示方法： 若… … …则… … … 现象（结果） 结论 例3.地塞米松是一种人工合成的糖皮质激素类药物，临床上常被用来治疗脑水肿，其副作用是停药后会出现反弹。科研人员研究发现促皮质激素（ACTH）也能用于治疗脑水肿。为了研究ACTH的治疗效果，有关医疗专家做了临床实验，实验结果如下表所示。根据表中数据可得出的结论 ①___________________________________； ②___________________________________。 ACTH治疗脑水肿的效果好于地塞米松； ACTH治疗后基本无反弹情况出现 八、得出实验结论 九、实验方案评价与修订 九、实验方案评价与修订 例1.某兴趣小组探究不同温度（25℃和0．5℃）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，进行如下实验： ①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。 ②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每个温度条件下至少有3个平行重复实验，每隔一段时间测定各瓶中的相关指标。 ③记录实验数据并计算CO2生成速率。 有小组成员对实验过程提出质疑，认为选取的蓝莓果实应该个头大小和成熟度都应该一致。请对该成员的观点做出你的评价并说明理由 因为不同个体的成熟程度和大小可能会影响其呼吸速率和代谢活性，从而导致实验结果的不同，所以为了避免无关变量对实验结果的影响，选取的蓝莓果实应该个头大小和成熟度都应该一致。 九、实验方案评价与修订 例2.暴饮暴食、过量饮酒和高盐饮食都不利于健康。人体从食物中摄取各种营养物质后会发生一系列的调节过程,结合所学知识回答以下问题。 (3)研究发现,乙醇会抑制抗利尿激素的释放,据此推测,人体过量饮酒后尿量会　　　。　　　　(填“增加”“减少”或“不变”)为验证乙醇是通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量的,研究小组将若干实验大鼠随机均分成两组,甲组大鼠灌胃适量乙醇溶液,乙组大鼠灌胃等量蒸馏水;半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异,请评价该实验方案是否合理并说明理由。 增加 不合理,半小时后检测并比较两组大鼠尿量差异的同时,还要检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量 九、实验方案评价与修订 第7讲 酶和ATP 考点三 ATP的结构、功能和利用 123 能源物质 生物体主要的能源物质 细胞生命活动主要能源物质 细胞内良好的储能物质 人和动物细胞的储能物质 植物体内的储能物质 最终能源来源 直接能源物质 ATP 葡萄糖 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 糖类 判断：ATP是细胞可以直接利用的能量。（ ） × 注意：ATP≠能量， ATP是直接能源物质！ 考点三 ATP的结构、功能和利用 腺苷（A） AMP（腺苷一磷酸） ADP （腺苷二磷酸） ATP （腺苷三磷酸） 2.组成成分： A－P～P～P A: P: ～: —: 腺苷 磷酸基团 普通的化学键 特殊的化学键 1.组成元素： 1分子腺嘌呤 1分子核糖 3分子磷酸基团 3.结构简式： C、H、O、N、P ~ ~ ATP的中文名： AMP=腺嘌呤核糖核苷酸，RNA的基本组成单位之一 腺苷三磷酸 考点三 ATP的结构、功能和利用 一、ATP的结构和功能 腺嘌呤核糖核苷简称腺苷 三磷酸指的是三个磷酸基团，那腺苷代表什么 125 【思考】ATP与DNA、RNA、核苷酸等都有A，其代表的含义相同吗？说出下列化合物中“○”所对应的成分表示什么? 一磷酸腺苷 （腺嘌呤核糖核苷酸） 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷 腺苷 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤（tRNA上3个相邻的碱基构成一个反密码子） 考点三 ATP的结构、功能和利用 归纳总结 ATP 与核苷酸的关系 考点三 ATP的结构、功能和利用 两个相邻的磷酸基团都带 ______而相互排斥等 ATP中的______________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，即具有较高的转移势能 ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的_________________挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化 负电荷 特殊化学键 末端磷酸基团 每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 （结构决定功能观） 二、ATP 的供能原理 考点三 ATP的结构、功能和利用 结合ATP供能的原理，思考ATP是细胞唯一的直接能源物质吗？ 细胞的直接能源物质： NTP ：包括ATP、UTP、CTP、GTP dNTP：包括dATP、dTTP、dCTP、dGTP 细胞中绝大多数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 考点三 ATP的结构、功能和利用 (1)科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：______________________________________________________________。 (2)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP,发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，分析该现象得到的结论是：__________________________________________________________________ _______________________________________________________。 （3） 一个正常人体内和的总量很少，基本保持一定，为 ，但一个成人一天在静止状态下所消耗的为。这说明了 有什么特点？ ____________________________________________________________________。 含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量 ①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离；②该过程中ATP既有合成又有水解；③部分32P标记的ATP是重新合成的 考点三 ATP的结构、功能和利用 ATP的特点是在生物体内含量少，转化快，且对体内稳定的供能有重要意义 ADP ATP 光合作用 呼吸作用 细胞质基质、 线粒体、叶绿体 反应场所 用于各项生命活动， 如主动运输、肌肉收缩、发光、发电、物质合成等 生物体的需能部位 对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于动态平衡之中。 释放能量，储存在ATP中， ATP水解伴随细胞发生吸能反应 ATP合成伴随细胞发生放能反应 考点三 ATP的结构、功能和利用 三、ATP 和ADT之间的转化 反应场所 需要吸收能量，由ATP水解提供能量。 酶1 酶2 ATP合成酶 ATP水解酶 ATP ADP＋Pi＋能量 光能 化学能 特殊的化学键 特殊的化学键 物质是可逆(循环)的，但能量不可逆（不循环）。 不是可逆反应，处于动态平衡之中。 细胞质基质、线粒体、叶绿体 考点三 ATP的结构、功能和利用 三、ATP 和ADT之间的转化 132 ATP与ADP 的相互转化是不是可逆反应？请分析原因 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 考点三 ATP的结构、功能和利用 1.总结细胞内产生与消耗ATP的生理过程 消耗ATP： 细胞呼吸第一阶段； 一些需能反应 光反应； 暗反应和自身DNA复制、转录和蛋白质合成等 自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 有氧呼吸第二、三阶段； 蛋白质的合成 DNA复制、转录等 注意:不是所有的生理活动都要消耗ATP, 被动运输、暗反应中CO2固定、水解反应。都不消耗ATP: 主动运输 考点三 ATP的结构、功能和利用 四、ATP 的利用 产生ATP： 原核生物的细胞呼吸 2.ATP为主动运输提供能量的过程 考点三 ATP的结构、功能和利用 四、ATP 的利用 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，发生活性变化，空间结构也被改变，因而可以参与各种化学反应。 拓展：ATP的其它作用 ②传递信 息：接受信号分子后， 影响ATP水解生成cAMP（第二信使） ①非典型性_________：ATP释放方式：____________ 神经递质 胞吐 传递信息 考点三 ATP的结构、功能和利用 1.甲图表示可进行有氧呼吸细胞中，ATP产生量与O2供给量的关系。 （1）A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。 （2）AB段表示随着O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。 （3）BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是 等。 酶、ADP、磷酸 五、ATP产生量与O2供给量的关系分析 考点三 ATP的结构、功能和利用 137 2. 乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中ATP来自 ，与O2无关。 无氧呼吸 五、ATP产生量与O2供给量的关系分析 考点三 ATP的结构、功能和利用 138 实验：萤火虫发光的直接供能物质 （1）发光机理： （2）实验过程： 荧光素 ATP供能 激活的荧光素 荧光素酶 O2 氧化荧光素 萤火虫发光器 干燥后研磨成粉 15min 暗处 荧光消失 2ml蒸馏水 2ml葡萄糖溶液 2ml脂肪溶液 2mlATP溶液 无荧光出现 无荧光出现 无荧光出现 有荧光出现 葡萄糖和脂肪不能为发光器直接供能，而ATP可以。 考点三 ATP的结构、功能和利用 (1)误以为ATP与ADP的转化是可逆反应，二者催化酶、能量来源和去向均不同，整体为不可逆反应，仅物质层面可逆。 (2)误以为ATP只在有氧呼吸中合成，无氧呼吸、光合作用光反应也能合成ATP，比如哺乳动物成熟红细胞可通过无氧呼吸合成ATP。 (3)误以为所有主动运输都直接消耗ATP，继发性主动运输依赖离子梯度势能，不直接消耗ATP，比如小肠上皮细胞吸收葡萄糖。 (4)误以为ATP合成场所只有线粒体，细胞质基质、叶绿体类囊体薄膜也能合成ATP，光合作用光反应是植物ATP的重要来源之一。 (5)误以为ATP含量越高细胞代谢越旺盛，细胞内ATP含量极少，依赖快速的转化平衡满足能量需求，含量高反而可能是转化受阻的表现。 考点三 ATP的结构、功能和利用 (6)误以为ATP是唯一的直接能源，UTP、GTP、CTP也可作为特定反应的直接能源，比如GTP是蛋白质合成的直接能源。 (7)误以为磷酸化一定会激活酶活性，磷酸化既可激活也可抑制酶活性，比如糖原磷酸化酶磷酸化后激活，糖原合成酶磷酸化后抑制。 (8)误以为ATP水解释放的能量全部用于做功，部分能量会以热能形式散失，用于维持体温，能量利用率并非100%。 (9)误以为自由扩散也需要ATP供能，自由扩散是顺浓度梯度的被动运输，不消耗ATP，只有主动运输才需要ATP供能。 (10)误以为葡萄糖是直接能源物质，葡萄糖需经氧化分解合成ATP后，才能被细胞直接利用，葡萄糖属于储能物质的范畴。 考点三 ATP的结构、功能和利用 回归教材·易错辨析 1.ATP中的“A”与核苷酸中的“A”代表的含义相同，均为腺嘌呤。（ ） 2.ATP分子中含有3个高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键最容易断裂。（ ） 3.ATP是细胞内的主要储能物质，脂肪、糖原是细胞内的直接能源物质。（ ） 4.ATP与ADP的相互转化是可逆反应，催化水解和合成的酶是同一种酶。（ ） 5.绿色植物叶肉细胞中，ATP的合成场所仅为线粒体和叶绿体。（ ） 6.哺乳动物成熟红细胞因无线粒体，无法通过细胞呼吸合成ATP。（ ） 7.小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程属于主动运输，必须直接消耗ATP。（ ） 8.ATP水解释放的磷酸基团不会影响其他分子的结构和活性。（ ） 9.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系，放能反应一般与ATP的水解相联系。（ ） 10.细胞内ATP含量越高，说明细胞代谢越旺盛，生命活动越活跃。（ ） ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ 考点三 ATP的结构、功能和利用 1．（2026·山东·高考真题）果肉细胞中，液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是（　 　） A．质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B．质子泵在运输H+的过程中空间结构会发生变化 C．TST运输蔗糖的方向和其运输H+的方向相同 D．H+与蔗糖经TST跨膜运输时都需要与其结合 C 考点三 ATP的结构、功能和利用 2.（2026·浙江·高考真题）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH中的和可与结合生成，并伴随ATP的合成，如图所示。当缺乏时，此过程中ATP的合成减少，其原因是（　　） C A．合成ATP的酶催化能力降低 B．膜两侧浓度梯度增大 C．第三阶段中电子的传递受阻 D．释放的能量更多以热能形式散失 考点三 ATP的结构、功能和利用 3.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)剧烈运动过程中，骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是（　　） B A．60 s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B．78.6 s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗 葡萄糖量相等 C．肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用 D．运动后期，供氧增加促进了线粒体内 反应物的彻底氧化 考点三 ATP的结构、功能和利用 归纳小结 $