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1、第1、2节 降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货”ATP一、降低化学反应活化能的酶一、降低化学反应活化能的酶1.1.酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用(1)(1)细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多_。是细。是细胞生命活动的基础。胞生命活动的基础。(2)(2)活化能：分子从活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的_状状态所需要的能量。态所需要的能量。化学反应化学反应常态常态活跃活跃2.2.酶的本质酶的本质化学本质化学本质 绝大多数是绝大多数是_少数是少数是_ _ 合成原料合成原料 _合成场所合成场所 _主要是细胞核主要是细胞核
2、(真核生物真核生物)来源来源 一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶 生理功能生理功能 具有生物具有生物_作用作用 作用原理作用原理 降低化学反应的降低化学反应的_蛋白质蛋白质RNARNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖体核糖体催化催化活化能活化能3.3.酶的特性酶的特性(1)_(1)_：酶的催化效率大约是无机催化剂的：酶的催化效率大约是无机催化剂的10107 710101313倍。倍。(2)(2)专一性：一种酶只能催化专一性：一种酶只能催化_化学反应。化学反应。(3)(3)作用条件较温和：在作用条件较温和：在_条件下，酶会变性条件下，酶会变性失活。失活。高效性高效性一种或一
3、类一种或一类高温、过酸、过碱高温、过酸、过碱二、细胞的能量二、细胞的能量“通货通货”ATPATP1.1.结构简式结构简式_，其中，其中“A A”代表代表_，“”代表代表_。2.ATP2.ATP与与ADPADP相互转化的反应式相互转化的反应式 。3.ATP3.ATP的主要功能的主要功能细胞内的一种细胞内的一种_，是细胞生命活动所需能量的，是细胞生命活动所需能量的_。A-PA-PP PP P腺苷腺苷高能磷酸键高能磷酸键高能磷酸化合物高能磷酸化合物直接来源直接来源4.ATP4.ATP的主要来源的主要来源(1)(1)动物、人、真菌和大多数细菌的动物、人、真菌和大多数细菌的_。(2)(2)绿色植物的绿色
4、植物的_和和_。呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用1.1.酶的基本组成单位都是氨基酸。酶的基本组成单位都是氨基酸。()()【分析分析】绝大多数酶是蛋白质，少数酶是绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNARNA，因此其基本组，因此其基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸。成单位是氨基酸和核糖核苷酸。2.2.能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。()()【分析分析】淀粉酶的化学本质是蛋白质，根据酶的专一性，蛋白淀粉酶的化学本质是蛋白质，根据酶的专一性，蛋白质由蛋白酶来水解。质由蛋白酶来水解。3.3.一种酶只能催化一种化学反应。一种酶只能催化一种化学反应。()()【分析分析】
5、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。4.4.酶在常温下不会失去活性。酶在常温下不会失去活性。()()【分析分析】若常温下酶所处的环境中若常温下酶所处的环境中pHpH不合适，也会导致酶失活。不合适，也会导致酶失活。5.(20115.(2011天津天津T3B)T3B)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。学反应速率。()()【分析分析】酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不能为反应物提供能量。但不能为反应物提供能量。6.ATP6.A
6、TP与与ADPADP的相互转化不是可逆反应。的相互转化不是可逆反应。()()【分析分析】因为因为ATPATP与与ADPADP相互转化时其正方向与逆方向的酶、场相互转化时其正方向与逆方向的酶、场所、能量来源不同。所、能量来源不同。7.7.细胞内含有大量的细胞内含有大量的ATPATP，用于细胞的各项生命活动。，用于细胞的各项生命活动。()()【分析分析】ATPATP在细胞内的含量很少，但在细胞内会迅速产生，在细胞内的含量很少，但在细胞内会迅速产生，也会迅速被利用。也会迅速被利用。考点考点 一一 酶作用原理和酶的特性酶作用原理和酶的特性1.1.酶的作用原理酶的作用原理下图曲线表示在无酶催化条件和有酶
7、催化条件下某化学反应的下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。能量变化过程。(1)(1)没有酶催化的反应曲线是没有酶催化的反应曲线是。(2)(2)有酶催化的反应曲线是有酶催化的反应曲线是。(3)AC(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)BC(4)BC段的含义是酶降低的活化能。段的含义是酶降低的活化能。(5)(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B B点在纵轴上将点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。向上移动，即反应需要的活化能要增大。2
8、.2.酶的特性酶的特性【高考警示高考警示】(1)(1)酶并不只在细胞内发挥作用：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；在生物化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶；在生物体外适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明唾液淀粉酶水解体外适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。淀粉的实验。(2)(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的细胞一定能产生酶，但产生酶的细胞不一定能产生激素。产生激素。【典例典例1
9、1】(2011(2011海南高考海南高考)关于酶的叙述，正确的是关于酶的叙述，正确的是()()A.A.酶提供了反应过程所必需的活化能酶提供了反应过程所必需的活化能B.B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C.C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D.D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸【解析解析】选选C C。酶能降低化学反应的活化能，但不提供反应的。酶能降低化学反应的活化能，但不提供反应的活化能活化能;酶的活性受外界环境的影响，如温度、酶的活性受外界环境的影响，如温度、p
10、HpH等；结构决等；结构决定功能，酶的结构改变，酶的活性就会部分或全部丧失；酶是定功能，酶的结构改变，酶的活性就会部分或全部丧失；酶是一种催化剂，催化反应前后酶的数量和性质不会改变。一种催化剂，催化反应前后酶的数量和性质不会改变。考点考点 二二 与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析1.1.表示酶高效性的曲线及实验验证表示酶高效性的曲线及实验验证(1)(1)曲线模型：曲线模型：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。平衡点。(2)(2)实验验证：实验验证
11、：对照组：反应物对照组：反应物+无机催化剂无机催化剂反应物分解速率；反应物分解速率；实验组：反应物实验组：反应物+等量酶溶液等量酶溶液反应物分解速率。反应物分解速率。实验中自变量是催化剂种类，因变量是反应物分解速率。实验中自变量是催化剂种类，因变量是反应物分解速率。实验结论：酶的催化效率远大于无机催化剂的催化效率。实验结论：酶的催化效率远大于无机催化剂的催化效率。2.2.表示酶专一性的曲线及实验验证表示酶专一性的曲线及实验验证(1)(1)曲线模型：曲线模型：加入酶加入酶B B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B B对此反应无催化作用。对此反
12、应无催化作用。而加入酶而加入酶A A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。酶具有专一性。(2)(2)实验验证：实验验证：用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。探究酶的专一性。3.3.影响酶促反应的因素影响酶促反应的因素(1)(1)温度和温度和pHpH：在一定温度在一定温度(pH)(pH)范围内，随温度范围内，随温度(pH)(pH)的升高，酶的催
13、化作用的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的过酸、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，温度升高可恢复活性。活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。从丙图可以看出：反应溶液从丙图可以看出：反应溶液pHpH的变化不影响酶作用的最适温的变化不影响酶作用的最适温度。度。(2)(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响：底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响：甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下
14、，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量随底物浓度增加而加快，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加。和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。【高考警示高考警示】(1)(1)影响酶的活性和酶促反应速率的因素并不完全相同：影响酶的活性和酶促反应速率的因素并不完全相同：高温、高温、pHpH过高或过低会破坏酶的空间结构，使酶活性降低过高或过低会破坏酶的空间结构，使酶活性降低或失去活性，反应减慢或停止，酶促反应速率也
15、随之减小或或失去活性，反应减慢或停止，酶促反应速率也随之减小或变为零；低温不破坏酶的空间结构，只会使酶的活性降低，变为零；低温不破坏酶的空间结构，只会使酶的活性降低，酶促反应速率减小。酶促反应速率减小。底物浓度和酶浓度影响酶促反应的速率，但不影响酶的活底物浓度和酶浓度影响酶促反应的速率，但不影响酶的活性。性。(2)(2)酶不能改变化学反应的平衡点：酶不能改变化学反应的平衡点：酶只能加快化学反应的速率，缩短化学反应达到平衡的时间，酶只能加快化学反应的速率，缩短化学反应达到平衡的时间，但不能改变化学反应的平衡点。但不能改变化学反应的平衡点。【典例典例2 2】(2011(2011海南高考海南高考)某
16、一不可逆化学反应某一不可逆化学反应(SP+W)(SP+W)在在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间时间t t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是()()A.A.甲甲 B.B.乙乙 C.C.丙丙 D.D.丁丁【解析解析】选选D D。当反应进行到。当反应进行到t t时加入催化该反应的酶，由于酶时加入催化该反应的酶，由于酶的高效性，将促进化学反应的进行，反应物浓度迅速降低，最的高
17、效性，将促进化学反应的进行，反应物浓度迅速降低，最后反应物浓度降为后反应物浓度降为0 0。【互动探究互动探究】(1)(1)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗？提示：提示：不是。因为随着反应物浓度的降低，反应速率逐渐减慢，不是。因为随着反应物浓度的降低，反应速率逐渐减慢，但酶的活性保持不变。但酶的活性保持不变。(2)(2)若将纵坐标改为生成物的量，其曲线变化趋势会改变吗？若将纵坐标改为生成物的量，其曲线变化趋势会改变吗？提示：提示：会改变。其应该先呈快速增长，然后缓慢增长，最后达会改变。其应该先呈快速增长，然后缓慢增长，最后达到相
18、对稳定。到相对稳定。(3)(3)若在若在t t时加入无机催化剂，反应物时加入无机催化剂，反应物(S)(S)的浓度达到的浓度达到0 0的时间点的时间点和丁曲线表示的时间点相同吗？和丁曲线表示的时间点相同吗？提示：提示：不同。时间点要比丁曲线表示的时间点长。因为无机催不同。时间点要比丁曲线表示的时间点长。因为无机催化剂的催化效率低于酶的催化效率。化剂的催化效率低于酶的催化效率。【变式训练变式训练】下图为不同条件下同种酶促反应速率的变化曲线，下图为不同条件下同种酶促反应速率的变化曲线，下列有关叙述错误的是下列有关叙述错误的是()()A.A.影响影响ABAB段酶促反应速率的主要因段酶促反应速率的主要因
19、素是底物的浓度素是底物的浓度B.B.影响影响BCBC段酶促反应速率的主要因段酶促反应速率的主要因素是酶量素是酶量C.C.温度导致酶促反应温度导致酶促反应和和的速率不同的速率不同D.D.曲线曲线显示，该酶促反应的最适温度为显示，该酶促反应的最适温度为37 37【解析解析】选选D D。由图可以看出，在。由图可以看出，在ABAB段，随着底物浓度的升高，段，随着底物浓度的升高，酶促反应速率不断增加，限制酶促反应速率的主要因素是底物酶促反应速率不断增加，限制酶促反应速率的主要因素是底物的浓度。在的浓度。在BCBC段，随着底物浓度的升高，酶促反应速率不再增段，随着底物浓度的升高，酶促反应速率不再增加，限制
20、酶促反应速率的主要因素不再是底物的浓度，而是酶加，限制酶促反应速率的主要因素不再是底物的浓度，而是酶量。曲线量。曲线和和的反应温度不一样，曲线的差异是由温度的差的反应温度不一样，曲线的差异是由温度的差异引起的。酶最适温度是酶催化活性最高时的温度，只根据异引起的。酶最适温度是酶催化活性最高时的温度，只根据37 37、25 25 时酶促反应速率的比较无法确定酶作用的最适温度。时酶促反应速率的比较无法确定酶作用的最适温度。考点考点 三三 ATPATP的结构和转化的结构和转化1.ATP1.ATP的结构的结构(1)(1)元素组成：元素组成：C C、H H、O O、N N、P P。(2)(2)化学组成：化
21、学组成：1 1分子腺苷和分子腺苷和3 3分子磷酸基团。分子磷酸基团。(3)(3)结构式：结构式：由结构式可看出，由结构式可看出，ATPATP的结构特点可用的结构特点可用“一、二、三一、二、三”来总结，来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。(4)(4)结构简式：结构简式：A-PA-PP PP P。2.ATP2.ATP的形成途径的形成途径3.ATP3.ATP与与ADPADP的相互转化的相互转化【高考警示高考警示】(1)ATP(1)ATP能量：能量：ATPATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的
22、一种物质，不能将两者等同起来。将两者等同起来。(2)(2)细胞中细胞中ATPATP的含量并不多：的含量并不多：ATPATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。ATPATP与与ADPADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。【典例典例3 3】(2013(2013池州模拟池州模拟)在下列四种化合物的化学组成中，在下列四种化合物的化学组成中，“”中所对应的物质的含义最接近的是中所对应的物质的含义最接近的是()()A.B.C.D.A.B.C.D.【解析解析】选选D D。图中。图中
23、是是ATPATP，是腺嘌呤核糖核苷酸，是腺嘌呤核糖核苷酸，是是DNADNA，是是RNARNA，因此，因此，“”中所对应的物质分别是腺嘌呤核中所对应的物质分别是腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷糖核苷酸、腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸。酸。【变式训练变式训练】下列有关植物细胞中下列有关植物细胞中ATPATP的叙述，正确的是的叙述，正确的是()()A.A.能产生能产生ATPATP的细胞器只有线粒体的细胞器只有线粒体B.B.植物被水淹时，根细胞不能产生植物被水淹时，根细胞不能产生ATPATPC.ATPC.ATP与与ADPADP的相互转化是可逆反应的相互转化
24、是可逆反应D.D.远离腺苷远离腺苷(A)(A)的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能【解析解析】选选D D。植物细胞中能产生。植物细胞中能产生ATPATP的细胞器有线粒体和叶绿体；的细胞器有线粒体和叶绿体；植物被水淹时，根细胞无氧呼吸产生植物被水淹时，根细胞无氧呼吸产生ATPATP；ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化在物质方面是可逆的，但在能量方面是不可逆的；远离腺苷在物质方面是可逆的，但在能量方面是不可逆的；远离腺苷(A)(A)的高能磷酸键中的能量可以来自有机物氧化分解释放的化学能，的高能磷酸键中的能量可以来自有机物氧化分解释放的化学能
25、，也可以来自光能。也可以来自光能。与酶有关的实验设计方法与酶有关的实验设计方法【典例典例】请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题：设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题：实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉粉4 4种溶液，斐林试剂、试管、种溶液，斐林试剂、试管、37 37 恒温水浴锅、恒温水浴锅、
26、50 50 65 65 温水浴锅。温水浴锅。(1)(1)若若“+”代表加入适量的溶液，代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。(2)(2)实验步骤：实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液；按照上表中的设计，取试管、加溶液；_；_；_。(3)(3)结果预测：结果预测：_。(4)(4)结论：结论：_。(5)(5)在上述实验中，如果仅将在上述实验中，如果仅将37 37 恒温水浴锅的温度调到恒温水浴锅的温度调到20 20，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，试管中，而在其他条件不
27、变的情况下重做上述实验，试管中出现的颜色会比出现的颜色会比37 37 时的浅，其原因是时的浅，其原因是_。【解析解析】(1)(2)(1)(2)唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在水浴条件下出现但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在水浴条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试在实验
28、中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试管，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等管，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后四支试管均乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后四支试管均放入放入37 37 恒温水浴锅内保温一段时间，然后用斐林试剂通过恒温水浴锅内保温一段时间，然后用斐林试剂通过水浴加热来鉴定是否出现可溶性还原糖。水浴加热来鉴定是否出现可溶性还原糖。(3)(4)(3)(4)蔗糖酶催化蔗蔗糖酶催化蔗糖
29、分解为可溶性还原糖；淀粉酶催化淀粉分解为可溶性还原糖，糖分解为可溶性还原糖；淀粉酶催化淀粉分解为可溶性还原糖，经斐林试剂检测，甲、乙两支试管会出现砖红色沉淀，其余试经斐林试剂检测，甲、乙两支试管会出现砖红色沉淀，其余试管中因无还原糖产生不会出现砖红色沉淀。这表明一种酶只能管中因无还原糖产生不会出现砖红色沉淀。这表明一种酶只能催化一种或一类化学反应，即酶具有专一性。催化一种或一类化学反应，即酶具有专一性。(5)(5)哺乳动物的哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为37 37，当将水浴锅的温度，当将水浴锅的温度由由37 37 调到调到20 20 时，酶的活性会降低，
30、分解速率减慢，产生时，酶的活性会降低，分解速率减慢，产生的还原糖少，从而使出现的砖红色沉淀少，因此试管中的颜色的还原糖少，从而使出现的砖红色沉淀少，因此试管中的颜色会比会比37 37 时的浅。时的浅。答案：答案：(1)(1)(2)(2)混匀，将四支试管均放入混匀，将四支试管均放入37 37 恒温水浴锅内保温一恒温水浴锅内保温一段时间段时间取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，放入取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，放入50 50 65 65 温水中水浴加热约温水中水浴加热约2 min2 min观察实验现象并记录实验结果观察实验现象并记录实验结果(3)(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及
31、含淀粉和淀粉酶溶含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀(4)(4)酶的催化作用具有专一性酶的催化作用具有专一性(5)20(5)20 低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少少【方法归纳方法归纳】与酶有关的实验设计，可以归纳为以下五个方与酶有关的实验设计，可以归纳为以下五个方面：面：(1)(1)验证或探究酶具有高效性：高效性是一种比较性概念，是验证或探究酶具有高效性：高效性是一种比较性概念，是指与无机催化剂相比具有高效性。因此应设置酶
32、与无机催化指与无机催化剂相比具有高效性。因此应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照。用酶和蒸馏水作对照，可剂对同一反应的催化效率的对照。用酶和蒸馏水作对照，可用来验证酶具有催化功能。用来验证酶具有催化功能。(2)(2)验证或探究酶具有专一性：专一性是指一种酶只能催化一验证或探究酶具有专一性：专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。因此验证或探究酶具有专一性应设置一种或一类化学反应。因此验证或探究酶具有专一性应设置一种酶对不同化学反应的催化效果的对照。可用同一底物、两种酶对不同化学反应的催化效果的对照。可用同一底物、两种不同酶，也可用不同底物、同一种酶来验证或探究。种不同酶，也可用不
33、同底物、同一种酶来验证或探究。(3)(3)验证或探究温度对酶活性的影响：自变量是温度，应设置验证或探究温度对酶活性的影响：自变量是温度，应设置具有一定梯度的多个不同温度条件，比较某种酶的催化效率。具有一定梯度的多个不同温度条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置一般至少应设置“低温、适温、高温低温、适温、高温”三个指标。三个指标。(4)(4)验证或探究验证或探究pHpH对酶活性的影响：自变量是对酶活性的影响：自变量是pHpH，应设置具有，应设置具有一定梯度的多个不同一定梯度的多个不同pHpH条件，比较某种酶的催化效率。一般至条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置少应设置“低低pHpH、最
34、适、最适pHpH、高、高pHpH”三个指标。注意胃蛋白酶最三个指标。注意胃蛋白酶最适适pHpH为为1.51.5。(5)(5)验证某种酶的化学本质是蛋白质：蛋白质可与双缩脲试剂验证某种酶的化学本质是蛋白质：蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，也可用蛋白酶水解的方法使酶失活来证明。发生紫色反应，也可用蛋白酶水解的方法使酶失活来证明。【易错提醒易错提醒】(1)(1)根据试题要求，确定单一变量，依据实验变根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组。量进行合理分组。(2)(2)根据实验材料，结合实验原理确定实验现象的检测手段。根据实验材料，结合实验原理确定实验现象的检测手段。如上题中，要检测是否
35、有还原糖产生。如上题中，要检测是否有还原糖产生。(3)(3)除单一变量外，确保其他条件相同且适宜。如上题四支试除单一变量外，确保其他条件相同且适宜。如上题四支试管都在管都在37 37 恒温水浴锅内保温一段时间。恒温水浴锅内保温一段时间。(4)(4)合理确定操作程序，如上题的实验步骤合理确定操作程序，如上题的实验步骤不能颠倒。不能颠倒。【变式训练变式训练】在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对实验的处理如表所示。对该实验的有关分析不正确的是实验的处理如表所示。对该实验的有关分析不正确的是()()A.A.在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量
36、在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量B.B.试管试管2 2中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组C.C.若试管若试管4 4和试管和试管1 1组成对照实验，可说明酶具有催化作用组成对照实验，可说明酶具有催化作用D.D.若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管4 4和试管和试管3 3【解析解析】选选B B。根据表格信息，试管。根据表格信息，试管1 1和试管和试管2 2的变量为温度，的变量为温度，试管试管3 3和试管和试管4 4的变量为催化剂种类，二者均是自变量，其他因的变量为催化剂种类，二者均是自
37、变量，其他因素如反应物浓度、素如反应物浓度、pHpH等为无关变量；试管等为无关变量；试管2 2虽没有添加任何试虽没有添加任何试剂，但是温度与试管剂，但是温度与试管1 1不同，因此也是实验组；试管不同，因此也是实验组；试管1 1和试管和试管4 4的不同点为是否添加了酶，由此可以证明酶具有催化作用；试的不同点为是否添加了酶，由此可以证明酶具有催化作用；试管管3 3和试管和试管4 4的不同点是催化剂的种类：酶和无机催化剂，因此的不同点是催化剂的种类：酶和无机催化剂，因此可以证明酶的高效性。可以证明酶的高效性。1.1.下列有关酶的叙述中，正确的是下列有关酶的叙述中，正确的是()()A.A.合成合成AT
38、PATP与分解与分解ATPATP的酶相同的酶相同B.B.酶只能在细胞内起催化作用酶只能在细胞内起催化作用C.C.高温和低温都会使酶永久失活高温和低温都会使酶永久失活D.D.酶在酶在4 4 左右时空间结构保持稳定左右时空间结构保持稳定【解析解析】选选D D。合成。合成ATPATP和分解和分解ATPATP的酶分别是的酶分别是ATPATP合成酶和合成酶和ATPATP水解酶；酶在细胞内、外均可以发挥作用；高温会使酶变性永水解酶；酶在细胞内、外均可以发挥作用；高温会使酶变性永久失活，低温则不会；酶在久失活，低温则不会；酶在4 4 左右时空间结构保持稳定。左右时空间结构保持稳定。2.2.下列有关细胞的能量
39、下列有关细胞的能量“通货通货”ATPATP变化的叙述错误的是变化的叙述错误的是()()A.ATPA.ATP与与ADPADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性相互转化的能量供应机制是生物界的共性B.B.人体在紧张或愤怒状态下，细胞内产生人体在紧张或愤怒状态下，细胞内产生ATPATP的速率大大超过的速率大大超过产生产生ADPADP的速率的速率C.ATPC.ATP中的能量可以来源于光能或化学能中的能量可以来源于光能或化学能D.D.人体在剧烈运动时，通过机体的神经调节和体液调节，细胞人体在剧烈运动时，通过机体的神经调节和体液调节，细胞产生产生ATPATP的速率迅速增加的速率迅速增加【解析解析】选选B
40、 B。细胞内。细胞内ATPATP与与ADPADP相互转化的能量供应机制是生相互转化的能量供应机制是生物界的共性，物界的共性，A A项正确。无论在何种状态下，细胞内产生项正确。无论在何种状态下，细胞内产生ATPATP的的速率基本等于产生速率基本等于产生ADPADP的速率，的速率，B B项错误。线粒体合成项错误。线粒体合成ATPATP的能的能量来自于有机物分解所释放的化学能，叶绿体合成量来自于有机物分解所释放的化学能，叶绿体合成ATPATP的能量的能量来自于光能，来自于光能，C C项正确。人体在剧烈运动时，通过神经调节和项正确。人体在剧烈运动时，通过神经调节和体液调节，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多
41、，促使细胞代谢加体液调节，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，促使细胞代谢加强，产生强，产生ATPATP的速率升高，的速率升高，D D项正确。项正确。3.3.有人进行实验以研究化合物有人进行实验以研究化合物P P对淀粉酶活性的影响，结果如对淀粉酶活性的影响，结果如下图所示。下列分析不正确的是下图所示。下列分析不正确的是()()A.A.反应温度升高反应温度升高A A点上移点上移B.B.实验中应保持实验中应保持pHpH不变不变C.C.曲线曲线1 1代表对照组的实验结果代表对照组的实验结果D.D.化合物化合物P P对淀粉酶有抑制作用对淀粉酶有抑制作用【解析解析】选选A A。研究化合物。研究化合物P P对淀
42、粉酶活性的影响的实验应设置对淀粉酶活性的影响的实验应设置加入化合物加入化合物P P的实验组和不加入化合物的实验组和不加入化合物P P的对照组，通过实验结的对照组，通过实验结果的对照看出化合物果的对照看出化合物P P对淀粉酶有抑制作用。本实验中对淀粉酶有抑制作用。本实验中pHpH是无是无关变量，应保持不变。实验条件下的温度不一定是最适宜的温关变量，应保持不变。实验条件下的温度不一定是最适宜的温度，因此反应温度升高，度，因此反应温度升高，A A点可能上移，也可能下移。点可能上移，也可能下移。4.(20134.(2013安庆模拟安庆模拟)随着生物技术的发展，酶在社会生产、生随着生物技术的发展，酶在社
43、会生产、生活中的应用越来越广泛。下列说法不正确的是活中的应用越来越广泛。下列说法不正确的是()()A.A.利用酶生产某些化工产品，能显著降低能耗、减少污染、节利用酶生产某些化工产品，能显著降低能耗、减少污染、节约成本约成本B.B.参与蛋白酶合成、分泌的具膜细胞器有核糖体、内质网、高参与蛋白酶合成、分泌的具膜细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体尔基体和线粒体C.C.用于治疗消化不良症的多酶肠溶片含有多种消化酶，但嚼服用于治疗消化不良症的多酶肠溶片含有多种消化酶，但嚼服后会失去疗效后会失去疗效D.D.要较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件要较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在
44、低温的条件下下【解析解析】选选B B。酶具有催化效率高的特点，利用酶生产某些化。酶具有催化效率高的特点，利用酶生产某些化工产品，能显著降低能耗、减少污染、节约成本；核糖体没有工产品，能显著降低能耗、减少污染、节约成本；核糖体没有膜结构；消化酶的化学本质是蛋白质，嚼服后会失去疗效；高膜结构；消化酶的化学本质是蛋白质，嚼服后会失去疗效；高温易使酶变性失活，应保存在低温条件下。温易使酶变性失活，应保存在低温条件下。5.5.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气，其催化活性可过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气，其催化活性可用如下方法测定：用打孔器将滤纸制成小圆片，浸泡在含酶的用如下方法测定：用打孔
45、器将滤纸制成小圆片，浸泡在含酶的过氧化氢缓冲液中，实验开始时，小圆片沉降在溶液底部，但过氧化氢缓冲液中，实验开始时，小圆片沉降在溶液底部，但后来会浮出液面，记录小圆片上浮时间，用时间的倒数来表示后来会浮出液面，记录小圆片上浮时间，用时间的倒数来表示过氧化氢酶的催化活性。为研究底物浓度对于酶催化活性的影过氧化氢酶的催化活性。为研究底物浓度对于酶催化活性的影响，实验在不同浓度的过氧化氢溶液中重复进行，结果如下图响，实验在不同浓度的过氧化氢溶液中重复进行，结果如下图所示：所示：分析并回答下列问题：分析并回答下列问题：(1)(1)小圆片进行到一定时间后开始上浮的原因是小圆片进行到一定时间后开始上浮的原
46、因是_。(2)(2)实验中过氧化氢溶液加缓冲液的目的是实验中过氧化氢溶液加缓冲液的目的是_。(3)(3)据图所示曲线描述底物浓度与过氧化氢酶催化速率间的关据图所示曲线描述底物浓度与过氧化氢酶催化速率间的关系：系：_。(4)(4)当底物浓度超过当底物浓度超过140 mol140 molL L-1-1时，反应速率不再加快的原因时，反应速率不再加快的原因是是_。(5)(5)若要研究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，请写出简要若要研究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，请写出简要操作步骤：操作步骤：_。【解析解析】沉于过氧化氢缓冲液底部的小圆滤纸片之所以上升是沉于过氧化氢缓冲液底部的小圆滤纸片之所以上升是因
47、为过氧化氢分解产生因为过氧化氢分解产生O O2 2，O O2 2逸出时带动圆纸片上浮；过氧化逸出时带动圆纸片上浮；过氧化氢溶液中加缓冲液的目的是维持氢溶液中加缓冲液的目的是维持pHpH不变，排除不变，排除pHpH对酶活性的影对酶活性的影响。在酶促反应中，当底物浓度低时，酶分子与底物分子结合响。在酶促反应中，当底物浓度低时，酶分子与底物分子结合的机会少，反应速度慢。随着底物浓度的增大，结合机会增多，的机会少，反应速度慢。随着底物浓度的增大，结合机会增多，反应速率加快。当底物浓度达到一定值时，酶分子都参与了反反应速率加快。当底物浓度达到一定值时，酶分子都参与了反应，底物浓度再增大，反应速率不再加快
48、。在分析某一条件对应，底物浓度再增大，反应速率不再加快。在分析某一条件对酶作用的影响时，其余各条件应保持一致且最适，即要符合单酶作用的影响时，其余各条件应保持一致且最适，即要符合单一变量原则。一变量原则。答案：答案：(1)(1)过氧化氢分解产生了氧气过氧化氢分解产生了氧气(2)(2)维持反应溶液中酸碱度的平衡维持反应溶液中酸碱度的平衡(3)(3)随着底物浓度增大，反应速率加快，但底物浓度增大到一随着底物浓度增大，反应速率加快，但底物浓度增大到一定程度时反应速率不再加快定程度时反应速率不再加快(4)(4)酶的数量有限酶的数量有限 (5)(5)取若干试管并分组，每组两支试管，取若干试管并分组，每组
49、两支试管，各组试管一支加入等量的过氧化氢缓冲液、小圆片，一支加入各组试管一支加入等量的过氧化氢缓冲液、小圆片，一支加入等量的过氧化氢酶，然后将每组进行不同温度的水浴加热，一等量的过氧化氢酶，然后将每组进行不同温度的水浴加热，一段时间后，分别将每组中两支试管混合，摇匀，并仍置于相应段时间后，分别将每组中两支试管混合，摇匀，并仍置于相应温度下，测定小圆片上浮的时间温度下，测定小圆片上浮的时间6.(20126.(2012北京高考北京高考)细胞中不能合成细胞中不能合成ATPATP的部位是的部位是()()A.A.线粒体的内膜线粒体的内膜 B.B.叶绿体中进行光反应的膜结构叶绿体中进行光反应的膜结构C.C
50、.内质网的膜内质网的膜 D.D.蓝藻中进行光反应的膜结构蓝藻中进行光反应的膜结构【解题指南解题指南】解答本题的关键是明确各种细胞器以及蓝藻的结解答本题的关键是明确各种细胞器以及蓝藻的结构和功能。构和功能。【解析解析】选选C C。具体分析如下：。具体分析如下：A A项正确，线粒体内膜上可以发项正确，线粒体内膜上可以发生有氧呼吸的第三阶段，合成大量生有氧呼吸的第三阶段，合成大量ATPATP；B B项正确，叶绿体中进项正确，叶绿体中进行光反应的膜结构为类囊体薄膜，可以发生光能到活跃化学能行光反应的膜结构为类囊体薄膜，可以发生光能到活跃化学能的转化，产生的转化，产生ATPATP，为暗反应提供条件；，为