2021版高考生物一轮复习第3单元光合作用和细胞呼吸第1讲ATP和酶课件苏教版必修1 58页

第 1 讲　 ATP 和酶 - 3 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 1 . ATP( 腺嘌呤核苷三磷酸 , 又称 “三磷酸” 腺苷 ) 的结构   (1) 写出 ATP 的结构简式和简式中 A 、 P 所代表的含义。 ① 结构简式为 　　　　　　　　　　　 。   ② A 代表 　　　　　　　　　　　　　 ; P 代表 　　　　　　　　　　 。   (2) 图中 a 是 　　　　　　　　　　　 , 其中 　　　　　　　　　　　　　　　 易形成和断裂。   (3) 图中 b 为 　　　　　　　　　　　　　　　 的过程 , 其 作用是 　 。   ATP 的结构和 作用 A—P~P~P 腺嘌呤 核苷 磷酸 基团 高能磷酸 键 末端 的 高能磷酸 键 高能磷酸键水解释放 能量 直接 为 生物体各种需 能反映 提供能量 - 4 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 写出 ATP 与 ADP 相互转化反应式 　　　　　　　　　　　　　　　   3 . ATP 的来源 (1) 动物和人 : 　　　　　　 。   (2) 绿色植物 : 　 。   ATP ADP+Pi+ 能量 细胞 呼吸 细胞呼吸和 光合作用 - 5 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (1) 能够直接给细胞生命活动提供能量的是 ATP 。 ( 　　 ) (2) 淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要 ATP 提供能量。 ( 　　 ) (3) 细胞中内质网膜不能合成 ATP 。 ( 　　 ) (4)ATP 的组成元素为 C 、 H 、 O 、 N 、 P, 其中 A 是 指腺嘌呤 ,P 代表磷酸基团。 ( 　　 ) (5) 细胞中 ATP 和 ADP 之间的相互转化 , 时刻不停地发生并处于动态平衡之中。 ( 　　 ) (6) 叶绿体和线粒体都有 ATP 合成酶 , 都能发生氧化还原反应。 ( 　　 ) √ √ √ × 提示 : A 是 腺嘌呤核苷 。 √ √ ( 7 ) 主动运输过程中需要载体蛋白协助和 ATP 提供能量。 ( 　　 ) √ 正误 判断 - 6 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 1 . ATP 的分 子结构 - 7 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . ATP 的形成 途径 细胞呼吸所释放的能量大部分以热能形式散失 , 只有少部分用于 ATP 的合成 (ADP+Pi+ 能量 ATP) 。 - 8 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 3 . ATP 的 去向 - 9 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 4. 细胞内 ATP 产生量与 O 2 供给量之间的关系模型分析   (1) 生物细胞可以通过无氧呼吸产生少量 ATP, 因此在 O 2 为 0 的时候 ,ATP 的产生量大于 0 。 (2) 当 O 2 供给量增多 , 有氧呼吸明显加强。 ATP 的产生量随之增加 , 但当 O 2 供给量达到一定值后 , 其产生量不再增加 , 是由酶、有机物、 ADP 或磷酸等限制因素所致。 (3) 当横坐标表示呼吸强度时 ,ATP 的产生量曲线应从原点开始。 - 10 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 1 　 ATP 的结构 1 .(2019 福建三明期末质检 ) 下图为 ATP 的结构示意图 , ①③ 表示组成 ATP 的物质或基团 , ②④ 表示化学键。下列有关叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A. ① 表示鸟嘌呤 B. 放能反应一般与 ② 的断裂相联系 C. 在 ATP 与 ADP 相互转化中 ③ 可重复利用 D. 若化学键 ④ 断裂 , 则左边的化合物是 ADP 答案 解析 解析 关闭 据图可知 , ①是腺嘌呤 , ②和④是高能磷酸键 , ③是磷酸基团。吸能反应一般与②的断裂相联系。在 ATP 与 ADP 相互转化中 , 物质是可逆的 , 只是能量不可逆 , 所以③可重复利用。若化学键④断裂 , 则左边的化合物是 AMP 。 答案 解析 关闭 C - 11 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 在 线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶 —— 腺苷酸激酶 , 它能将 ATP 分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸 (AMP) 上 , 结果产生 ( 　　 ) A. 一分子 AMP 和一分子 ADP B. 两分子 ADP C. 一分子 ATP 和一分子 ADP D. 一分子 ADP 答案 解析 解析 关闭 ATP 分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸 (AMP) 上 , 即 ATP 分子 ( 含 3 个磷酸基团 ) 转化为 ADP( 含 2 个磷酸基团 ),AMP( 含 1 个磷酸基团 ) 结合磷酸转化为 ADP( 含 2 个磷酸基团 ) 。 答案 解析 关闭 B - 12 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 2 　 ATP 的作用 3 .ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物 , 下列相关叙述正确的是 ( 　　 ) A.ATP 与 RNA 都由核糖、含氮碱基和磷酸构成 B.ATP 为生命活动供能的过程中有水和磷酸的产生 C. 细胞内 [H] 的产生和 利用 都可 为 ATP 的合成提供能量 D.ATP 分解释放的 能量 都 可用 于细胞的各项生命活动 答案 解析 解析 关闭 ATP 是由腺嘌呤、核糖及磷酸组成 ,RNA 由 4 种核糖核苷酸组成 , 核糖核苷酸由核糖、含氮碱基和磷酸组成 ,A 项正确。 ATP 分解释放能量的过程属于水解反应 , 需要水参与 , 产生 ADP 与磷酸 ,B 项错误。细胞有氧呼吸过程中 [H] 的产生与利用过程都能合成 ATP, 无氧呼吸与光合作用中 [H] 的利用过程不存在 ATP 的合成 ,C 项错误。叶绿体中光反应产生的 ATP 只用于暗反应的进行 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 A - 13 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 4 . 下 图 是生物界中能量 “ 通货 ”——ATP 的循环示意图。下列相关叙述正确的是 ( 　　 ) A. 图中的 M 指的是腺苷 ,N 指的是核糖 B. 食物为 ATP“ 充电 ” 指的是呼吸作用分解有机物 C. 图中不同来源的 ATP 均可用于胞吞和胞吐 D.ATP 的 “ 充电 ” 需要酶的催化 , 而 “ 放能 ” 不需要 答案 解析 解析 关闭 题图中 M 指的是腺嘌呤 ,A 项错误 ; 食物中稳定的化学能转化成 ATP 中活跃的化学能 , 需通过呼吸作用来完成 ,B 项正确 ; 如果 ATP 来自光反应 , 则这部分 ATP 只能用于暗反应 , 不能用于胞吞和胞吐 ,C 项错误 ;ATP 的合成和分解均需要酶的催化 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 B - 14 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 酶 的本质和作用 1 . 细胞代谢 细胞中各种 　　　　　　　　 的统称 , 是细胞生命活动的基础 。 2 . 酶的作用机理 (1) 活化能 : 分子从 　　　 转变 为容易发生化学反应的 　　　 状态 所需要的能量。   (2) 作用机理 : 降低化学反应的 　　　　　 。   化学反应 常态 活跃 活化能 - 15 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 3 . 酶的作用机理分析 下图曲线表示在无催化剂的条件下和有酶催化的条件下某化学反应的能量变化过程 。 (1) 无催化剂的反应曲线是 　　　 。   (2) 有酶催化的反应曲线是 　　　 。   (3) CA 段的含义是在无催化剂的条件下 , 反应所需要的活化能。 (4) BA 段的含义是 　　　　　　　　　　　 。   (5) 若将酶改为无机催化剂 , 则 B 点在纵轴上将向 　　 移动。   ② ① 酶降低的活化能 上 - 16 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 氨基酸 核糖体 易 错警示 酶 不是 只能在生物体内起催化作用。在适宜条件下 , 酶在生物体内和生物体外都能起催化作用。 4 . 酶的基本单位、合成场所 - 17 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (1) 光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。 ( 　　 ) (2) 酶既可以作为催化剂 , 也可以作为另一个反应的底物。 ( 　　 ) (3) 酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ( 　　 ) (4) 同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同 , 代谢不同。 ( 　　 ) (5) 生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键 , 导致多肽链分解为氨基酸。 ( 　　 ) (6) 酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能 , 使化学反应顺利进行。 ( 　　 ) √ √ √ × 提示 : 由于细胞分化 , 同一 个体各种体细胞中 , 酶的种类、 数量 也不完全相同 , 能量代谢 可能 相同。 √ √ 正误 判断 - 18 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (7) 酶制剂适于低温下保存 , 是因为低温时酶活性很低 , 但空间结构稳定。 ( 　　 ) (8) 淀粉酶经高温烘干制成粉剂 , 或在淀粉酶溶液中加入强酸或蛋白酶 , 均不可能导致淀粉酶活性发生变化。 ( 　　 ) √ × 提示 : 高温、强酸均使酶不可逆地变性失活 ; 淀粉酶为蛋白质 , 可被蛋白酶分解。 - 19 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 1 . 酶的本质及生理 功能 - 20 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 酶、激素与维生素的 比较 - 21 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 易 错警示 ( 1) 酶并不只在 细胞内发挥作用。酶由活细胞产生 , 可以在细胞内发挥作用 , 如细胞内的呼吸氧化酶 ; 也可以分泌到细胞外发挥作用 , 如各种消化酶 ; 酶在生物体外适宜的条件下也能发挥作用 , 如证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。 (2) 产生激素的细胞一定能产生酶 , 但产生酶的细胞不一定能产生激素。 - 22 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 　 酶的本质和作用 1 .(2019 广州五校联考 ) 核酶 (ribozyme) 是具有催化功能的 RNA 分子 , 在特异性地结合并切断特定的 mRNA 后 , 核酶可从杂交链上解脱下来 , 重新结合和切割其他的 mRNA 分子 , 下列关于核酶的叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A. 向核酶中滴加双缩脲试剂 , 水浴加热可发生紫色反应 B. 与不加核酶组相比 , 加核酶组 mRNA 降解较快 , 由此可反映核酶的高效性 C. 核酸具有热稳定性 , 故核酶的活性不受温度的影响 D. 核酶与催化底物特异性结合时 , 有氢键形成 , 也有磷酸二酯键的断裂 答案 解析 解析 关闭 根据题意可知 , 核酶是具有催化功能的 RNA 分子 , 因此不会和双缩脲试剂发生紫色反应 ; 与不加核酶组相比 , 加核酶组 mRNA 降解较快 , 由此可反映核酶的催化性 ; 核酸具有热稳定性 , 但是在高温条件下其结构也会发生改变 , 因此核酶的活性也会受温度的影响 ; 核酶与催化底物特异性结合时 , 核酶和 mRNA 之间有氢键形成 , 而切割 mRNA 分子也会有磷酸二酯键的断裂。 答案 解析 关闭 D - 23 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 .(2017 天津理综 ) 将 A 、 B 两种物质混合 , T 1 时加入酶 C 。下图为最适温度下 A 、 B 浓度的变化曲线。叙述错误的是 ( 　　 ) A . 酶 C 降低了 A 生成 B 这一反应的活化能 B. 该体系中酶促反应速率先快后慢 C. T 2 后 B 增加缓慢是酶活性降低导致的 D. 适当降低反应温度 , T 2 值增大 答案 解析 解析 关闭 根据曲线图可知 B 是产物 ,A 是反应物 , 酶 C 可催化 A 生成 B 的反应 , 即酶 C 可降低 A 生成 B 的活化能 ,A 项正确。 T 2 后反应速率降低直至反应停止的原因是反应物减少直至消耗完 , 酶的活性不变 ,B 项正确 ,C 项错误。题干信息提示是最适温度下 , 故降低反应温度 , 反应减慢 , 到达反应完成的时间会延长 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 C - 24 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 酶 的特性及影响因素 1 . 酶的特性 ( 连一连 ) 答案 ① —c 　 ② —a 　 ③ — b - 25 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 影响酶活性的因素 (1) 低温抑制酶的活性 , 而 　　　　　　　　　　　 则会使酶的 　　　　　　　　　　 , 从而使酶发生不可逆转的变性失活。   (2) 一般来说 , 动物体内酶的 　　　　　　　　　　 是 35~40 ℃ , 植物体内酶的最适温度是 40~50 ℃ 。   (3) 动物体内大部分酶的 　　　　　　　 是 6.5~8.0, 但也有例外 , 如胃蛋白酶的最适 pH 为 　　　 。植物体内大部分酶的最适 pH 是 4.5~6.5 。   高温、强酸、 强碱 空间结构破坏 最适温度　 最适 pH 1.5 - 26 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 ( 1) 人 体内 乙醇浓度越高 , 与乙醇分解相关的酶促反应速率越快。 ( 　　 ) (2) 代谢的终产物可反馈调节相关酶活性 , 进而调节代谢速度。 ( 　　 ) (3) 在温度 影响酶的活性的实验中 , 若某两支试管的反应速率相同 , 在其他条件均相同的条件下 , 可判断这两支试管所处的环境温度也一定是相同的。 ( 　　 ) (4) 影响酶促反应速率的因素一定影响酶活性。 ( 　　 ) × 提示 : 若与乙醇分解相关的酶处于饱和状态 , 则酶促反应速率 不 会 加快 。 √ × 提示 : 在最适温度两侧的两个不同的温度下 , 酶活性可能相同。 × 提示 : 酶浓度和底物浓度影响酶促反应速率 , 但不影响酶活性。 正误 判断 - 27 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (5) 高温下酶失活是酶的空间结构被破坏的结果。 ( 　　 ) (6) 淀粉酶溶液中加入强酸会导致淀粉酶活性发生变化。 ( 　　 ) √ √ - 28 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 1 . 表示酶高效性的曲线   (1) 与无机催化剂相比 , 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 , 不改变化学反应的平衡点。 (3) 酶只能催化已存在的化学反应。 - 29 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 影响酶促反应的因素 (1) 温度和 pH   ① 在一定温度 (pH) 范围内 , 随温度 (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。 ② 过酸、过碱、高温都会使酶变性失活 , 而低温只是抑制酶的活性 , 酶分子结构未被破坏 , 一定范围内 温度 升高可恢复活性。 ③ 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。 - 30 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (2) 底物浓度和酶浓度   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增大 , 但当底物达到一定浓度后 , 受酶数量和酶活性限制 , 酶促反应速率不再增大。 ② 图乙 : 在其他 条件 适宜 、 底物 充足的情况下 , 酶促反应速率与酶浓度成正比。 - 31 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 易错警示 “ 四看法 ” 分析酶促反应曲线 (1) 一看两坐标轴的含义 : 分清自变量与因变量 , 了解两个变量的关系。 (2) 二看曲线的变化 : 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。 (3) 三看特殊点 : 即曲线的起点、终点、顶点、转折点、 交叉点等 , 理解特殊点的意义。 (4) 四看不同曲线的变化 : 理解曲线之间的内在联系 , 找出不同曲线的异同及变化的原因。 - 32 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 1 　 酶的特性 1 .(2017 全国 Ⅱ 理综 ) 下列关于生物体中酶的叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A. 在细胞中 , 核外没有参与 DNA 合成的酶 B. 由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C. 从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D. 唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是 37 ℃ 答案 解析 解析 关闭 由于真核细胞的细胞质中也含有部分 DNA, 所以细胞核外也有参与 DNA 合成的酶 ,A 项错误。如果有适宜的条件 , 活细胞产生的酶在生物体外也有催化活性 ,B 项错误。盐析是分离、纯化蛋白质的一种常用方法 , 胃蛋白酶的本质为蛋白质 , 故从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 ,C 项正确。唾液淀粉酶催化反应的最适温度为 37 ℃ , 此温度下该酶的活性最高 , 但不适于保存该酶 , 酶适于在低温下保存 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 C - 33 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 方法技巧 在解答酶的曲线题时 , 易错原因分析 : ① 误认为酶能改变反应平衡 , 实际上酶只会增大反应速率 ; ② 误认为低温和高温、强酸、强碱都会使酶失活 ; ③ 温度和 pH 通过影响酶活性影响反应速率 , 而底物浓度和酶浓度并未改变酶活性。 - 34 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 2 酶 的影响因素 2 . 右图表示在 25 ℃ 、 pH=7 条件下 , 向 2 mL 的 H 2 O 2 溶液中加入两滴肝脏研磨液 ,H 2 O 2 分解产生 O 2 的量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一条件 , 以下分析正确的是 ( 　　 ) A. 以 Fe 3+ 替代肝脏研磨液 , a 值减小 , b 值增大 B. 滴加 4 滴肝脏研磨液 , a 值不变 , b 值增大 C. 温度为 35 ℃ 时 , a 值不变 , b 值减小 D.H 2 O 2 溶液 增加 为 4 mL 时 , a 值增大 , b 值减小 答案 解析 解析 关闭 肝脏研磨液中含有过氧化氢酶 , 以无机催化剂代替酶后 , 若底物的量不变 , 则 a 值不变 , b 值增大 ; 酶量增加 , 若底物的量不变 , 则 a 值不变 , b 值减小 ; 在低于最适温度时 , 温度升高 , 酶活性增强 , 若底物的量不变 , 则 a 值不变 , b 值减小 ; 若底物的量增加 , 则 a 值增大 , b 值也增大。 答案 解析 关闭 C - 35 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 3 . 在 过氧化氢酶催化下 ,H 2 O 2 分解释放的 O 2 与愈创木酶反应生成茶褐色产物 ; 氧气产生越多 , 溶液颜色越深。为探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响 , 某研究小组运用比色法 , 测定了 5 min 内茶褐色产物相对值的变化 , 结果如图所示。下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 实验结果说明过氧化氢酶的最适 pH 是 6 B. 依据 0~1 min 的曲线斜率 , 能比较不同 pH 条件下的酶活性 C.pH 为 5~8 的缓冲液处理组 , 反应完全结束时的产物相对值不同 D. 在 pH 为 3 的缓冲液中过氧化氢酶因肽键结构被破坏而失活 答案 解析 解析 关闭 实验结果不能说明过氧化氢酶的最适 pH 是 6, 只能说明 pH 为 6 时 , 更接近最适 pH,A 项错误 ; 曲线斜率可以真实反映酶促反应速率的快慢 , 所以依据 0~1 min 的曲线斜率 , 可比较不同 pH 条件下的酶活性 ,B 项正确 ; 因加入的反应物 H 2 O 2 的量为无关变量 , 在酶促反应中 H 2 O 2 的量是一定的 , 所以 pH 为 5~8 缓冲液处理组 , 反应结束时的产物相对量是相同的 ,C 项错误 ; 过酸或过碱都会使酶的空间结构遭到破坏而失活 , 分析曲线图可知 : 在 pH 为 3 的缓冲液中过氧化氢酶因空间结构被破坏而失活 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 B - 36 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 4 . 为了 研究温度对某种酶活性的影响 , 设置三个实验组 :A 组 (20 ℃ ) 、 B 组 (40 ℃ ) 和 C 组 (60 ℃ ), 测定各组在不同反应时间内的产物浓度 ( 其他条件相同 ), 结果如下图。回答下列问题。 - 37 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (1) 三个温度条件下 , 该酶活性最高的是 　　　 组。   (2) 在时间 t 1 之前 , 如果 A 组温度提高 10 ℃ , 那么 A 组酶催化反应的速度会 　　　　 。   (3) 如果在时间 t 2 时 , 向 C 组反应体系中增加 2 倍量的底物 , 其他条件保持不变 , 那么在 t 3 时 ,C 组产物总量 　　　　　 , 原因是 　   　 。   (4) 生物体内酶的化学本质是 　　　　　　　　　 　　 , 其特性有 　　　　　　　　　　　　　 ( 答出两点即可 ) 。 - 38 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 答案 : (1)B 　 (2) 加快　 ( 3) 不变　 60 ℃ 条件下 , t 2 时酶已失活 , 即使增加底物 , 反应产物总量也不会增加　 ( 4) 蛋白质或 RNA 　高效性和专一性 解析 : (1) 产物浓度最先达到最大值的 B 组对应的酶活性最高 。 ( 2) 酶活性与温度的关系 : 在一定温度范围内 ( 低于最适温度 ), 随温度升高 , 酶活性增强。据图可知 , 三组实验中 B 组 (40 ℃ ) 酶活性最高 , 如果 A 组温度提高 10 ℃ , 达到 30 ℃ , 那么 A 组酶催化反应的速度会加快 。 ( 3) 据图可知 ,60 ℃ 条件下 , t 2 时酶已失活 , 即使增加底物浓度 , 反应产物总量也不会增加 。 ( 4) 大多酶的化学本质是蛋白质 , 少数酶的化学本质是 RNA 。酶具有高效性和 专一性 等特性 。 - 39 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 ( 实验 ) 　 探究影响酶活性的因素 1 . 探究温度对酶活性的影响 (1) 原理 ① 反应原理 ② 鉴定原理 : 温度影响酶的活性 , 从而影响 　　　　　　　　　 , 滴加碘液 , 根据是否出现 　　　　　　　　　　 来判断酶的活性 。 麦芽糖 蓝色 无蓝色 出现 淀粉的 水解 蓝色及蓝色的 深浅 - 40 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (2) 步骤 冰块 碘液 是否出现蓝色及蓝色的深浅 - 41 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (3) 变量 分析 (4) 若要探究某种酶的最适温度 , 实验又该如何设计 ?( 请写出思路 ) 温度 淀粉和 淀粉酶 pH 碘 液 蓝色　 蓝色 的 深浅 反应物的分解速率 或反应物的剩余量 ( 或生成物的生成速 率或生成量 ) - 42 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 探究 pH 对 酶活性的影响 (1) 原理 ① 反应原理 :2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 。 ② 鉴定原理 :pH 影响酶的活性 , 从而影响 　　　　　　 , 可用 　　　　　　　　 　　　　　　　　　 来表示酶促反应速率 。 (2) 步骤 O 2 的生成 量 滤纸片下沉、上升整个过程所用时间的倒数 7 9 酵母菌 - 43 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (3) 若要探究某种酶的最适 pH, 实验又该如何设计 ?( 请写出思路 ) - 44 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (1) 以 H 2 O 2 为底物 , 以过氧化氢酶为催化剂可探究 pH 对酶活性的影响 , 但不能用于探究温度对酶活性的影响。 ( 　　 ) (2) 对照实验一般要设置对照组和实验组 , 在对照实验中除了要观察的变量外 , 其他变量都 应当保持 相同。 ( 　　 ) (3) 如果以淀粉为底物 , 以淀粉酶为催化剂探究温度影响酶活性的实验 , 则测定酶促反应速率既可以用碘液检测淀粉的分解速率 , 也可以用斐林试剂检测淀粉水解产物的生成速率。 ( 　　 ) (4) 在探究 pH 对酶活性影响的实验中 , 温度、酶的用量等是无关变量 , 但它们也影响反应速率。 ( 　　 ) √ √ × 提示 : 斐林试剂使用时需要水浴加热 , 这会影响反应速率 , 因此测定该反应速率时不能用斐林试剂检测淀粉水解产物的生成速率。 √ 正误 判断 - 45 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 1 . 探究实验的注意事项 (1) 在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项 ① 实验室使用的 α - 淀粉酶最适温度为 60 ℃ 左右。 ② 由于 H 2 O 2 不稳定 , 因此探究温度对酶活性的影响时 , 不选择 H 2 O 2 作反应物。 ③ 本实验不宜选用斐林试剂进行鉴定 , 因为水浴加热会干扰实验结果。 (2) 在探究 pH 对酶活性的影响实验中的注意事项 本 实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解 , 因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应且 I 2 与 NaOH 也能发生化学反应。 - 46 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 实验中操作步骤要规范 在探究温度对酶活性影响的实验中 , 操作过程中第 2 步与第 3 步不能颠倒顺序 , 否则在调节温度的过程中 , 酶会将淀粉分解 , 导致实验失败。 - 47 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 　 探究影响酶活性的因素实验分析 1 .(2019 安徽合肥九中高三调研 ) 某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时 , 得到下图结果。下列分析不正确的是 ( 　　 ) A.Mn 2+ 降低了相应化学反应过程所必需的活化能 B.Co 2+ 或 Mg 2+ 可能导致酶结构的改变使其活性降低 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 答案 解析 解析 关闭 从图中可以看出 ,Mn 2+ 只是提高了该水解酶的活性 , 并不能降低反应过程所必需的活化能 ,A 项错误 ;Co 2+ 或 Mg 2+ 可能导致酶结构的改变使某水解酶活性降低 ,B 项正确 ; 从图中可以看出 , 有的离子可以提高酶的活性 , 有的离子可以降低酶的活性 ,C 项正确 ; 不同金属离子是实验的自变量 , 该水解酶的活性是实验的因变量 , 该水解酶的用量是实验的无关变量 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 48 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 下列 生物学实验所采取的措施中 , 不涉及 “ 降低化学反应活化能 ” 原理的是 ( 　　 ) A.37 ℃ 水浴加热以确保唾液淀粉酶对淀粉的水解 B. 滴加 20% 新鲜肝脏研磨液促使 H 2 O 2 分解 C. 滴加 3.5% 的 FeCl 3 溶液促使 H 2 O 2 分解 D. 用斐林试剂鉴定还原糖时进行水浴加热 答案 解析 解析 关闭 37 ℃为唾液淀粉酶的最适温度 , 可使其降低化学反应活化能的效果更显著 ,A 项符合题意。新鲜肝脏研磨液中有过氧化氢酶 , 能促进 H 2 O 2 分解 ,B 项符合题意。 FeCl 3 是无机催化剂 , 能促进 H 2 O 2 分解 ,C 项符合题意。斐林试剂鉴定还原糖时加热不能降低反应的活化能 ,D 项不符合题意。 答案 解析 关闭 D - 49 - 一、高中生物常见酶的种类和 作用 - 50 - - 51 - 应用体验 1 生命活动中 , 酶是不可缺少的生物催化剂 , 以下三种酶的作用对象分别是 ( 　　 ) ① 肽酶　 ② 解旋酶　 ③ ATP 水解酶 A. 碱基间氢键、肽键、磷酸基团 B. 肽键、碱基间氢键、高能磷酸键 C. 肽键、碱基间氢键、 NADPH D.R 基、脱氧核苷酸、 ATP 答案 解析 解析 关闭 由于 酶作用的专一性和特异性 , 一种酶只能催化一种或一类化学反应 , 并且作用于特定的位点。 ① 肽酶的作用是促进多肽的水解 , 作用的部位是肽键 ; ② 解旋酶的作用是使 DNA 的双螺旋结构解开 , 形成单链 DNA, 作用的部位是 DNA 中碱基对之间的氢键 ; ③ ATP 水解酶的作用是促进 ATP 水解形成 ADP 和磷酸 , 作用的部位是远离腺苷的高能磷酸键。 答案 解析 关闭 B 二、酶的本质、特性实验的设计 1 . 酶是蛋白质的探究实验 ( 利用双缩脲试剂 ) 实验结果分析 : 通过对照 , 实验组若出现紫色 , 证明待测酶的化学本质是蛋白质 ; 若不出现紫色 , 则该酶的化学本质不是蛋白质。 2 . 酶具有催化作用的探究 实验 实验结果分析 : 根据底物性质利用相应试剂检测 , 若底物被分解 , 则证明酶具有催化作用 , 否则不具有催化作用。 3 . 酶的高效性的验证实验 ( 比较 H 2 O 2 在不同条件下的分解 ) (1) 实验过程中的理论 分析 (2) 酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能 , 缩短反应达到平衡点的时间 , 并使细胞代谢在温和条件下快速进行。 (3) 验证酶的高效性实验中的注意事项 ① 实验时必须用新鲜的肝脏作为实验材料。肝脏如果不新鲜 , 肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解 , 使组织中酶分子的数量减少且活性降低。 ② 实验中使用肝脏的研磨液 , 可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中 H 2 O 2 的接触面积 , 从而加速 H 2 O 2 的分解。 ③ 滴加 FeCl 3 溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管 , 因为酶的催化效率具有高效性 , 带入少量酶到 FeCl 3 溶液中就会影响实验结果的准确性。 ④ H 2 O 2 分解过程有气泡冒出 , 若反应一段时间 , 不再有气泡冒出 , 说明反应结束 ; 在不增加 H 2 O 2 溶液量的前提下 , 若使气泡 (O 2 ) 的生成量增加 , 可采取的措施是提高 H 2 O 2 溶液浓度。 4 . 酶的专一性的验证实验 (1) 实验方案 方案一 : 用同种酶催化两种不同物质。 实验组 : 反应物 + 相应酶溶液 → 反应物被分解。 对照组 : 另一反应物 + 等量相同酶溶液 → 反应物不被分解。 方案二 : 用两种不同酶催化同一物质。 实验组 : 反应物 + 相应酶溶液 → 反应物被分解。 对照组 : 相同反应物 + 等量另一种酶溶液 → 反应物不被分解。 变量分析 : 方案一中的自变量为反应 物 的种类 , 方案二中的自变量为酶 溶液 的种类 , 因变量均为反应物是否被分解。 (2) 验证酶的专一性实验中的注意事项 ① 选择好检测反应物的试剂 , 如果反应物选择淀粉和蔗糖 , 酶溶液为淀粉酶 , 则应选用斐林试剂检测反应物是否被分解 , 不能选用碘液 , 因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。 ② 保证淀粉酶的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。 应用体验 2 (2019 安徽合肥一模 ) 细胞代谢与酶密切相关 , 下列有关酶的叙述正确的是 ( 　　 ) A. 任何条件下酶的催化效率一定比无机催化剂高 B. 酶的专一性是指一种酶仅能作用于一种物质 C. 酶制剂可在较低的温度和 pH 下长期保存 D. 代谢的终产物可反馈调节相关酶的活性 答案 解析 解析 关闭 在适宜条件下 , 酶的催化效率比无机催化剂高 , 具有高效性 , 但是在温度过高、过酸或过碱条件下 , 酶的催化效率很低 , 甚至会失去活性 ,A 项错误 ; 酶的作用具有专一性 , 一种酶只能催化一种或一类化学反应 ,B 项错误 ; 最适宜温度条件下长期保存酶 , 酶的活性会降低、甚至失活 , 长期保存酶应该在较低温度和最适 pH 条件下保存 ,C 项错误 ; 许多小分子物质的合成是由一连串的反应组成的 , 催化此物质产生的第一步的酶 , 往往被它的终端产物抑制 , 这是负反馈调节 , 因此代谢终产物可以通过反馈调节相关酶活性 , 进而调节代谢速率 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D