第1講　酶和ATP
[考綱展示]　1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)　2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)　3.實(shí)驗(yàn)：探究影響酶活性的因素
考點(diǎn)一| 酶的本質(zhì)、作用和特性

1．酶的作用和本質(zhì)
(1)酶的本質(zhì)與合成：
酶的本質(zhì)
絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)
少數(shù)是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成場(chǎng)所
核糖體
主要是細(xì)胞核
(真核細(xì)胞)
(2)作用：具有催化作用，反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量不變。
(3)作用場(chǎng)所及條件：在細(xì)胞內(nèi)、外及離開(kāi)生物體都可以發(fā)揮作用，但需要相對(duì)溫和的條件。
(4)來(lái)源：一般活細(xì)胞都能產(chǎn)生。
(5)催化機(jī)理：降低反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)的方向和平衡點(diǎn)。
2．酶的特性
(1)高效性

①曲線(xiàn)分析：酶對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)A，無(wú)機(jī)催化劑對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)B，未加催化劑對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)C。(填字母)
②結(jié)論：與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而酶的催化效率更高。
(2)專(zhuān)一性

①圖形分析：
a．寫(xiě)出圖中所示的化學(xué)反應(yīng)：BE＋F。
b．圖中C、D表示不能(填“能”或“不能”)被該酶催化的物質(zhì)。
②結(jié)論：每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。
(3)作用條件較溫和
①酶活性：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱(chēng)為酶活性。
②曲線(xiàn)分析：如圖為溫度、pH對(duì)酶活性的影響。

Ⅰ.甲、乙兩圖橫坐標(biāo)分別表示溫度、pH，b點(diǎn)表示最適溫度，e點(diǎn)表示最適pH。
Ⅱ.甲圖中，溫度由a變?yōu)閎時(shí)，酶活性升高；由c變?yōu)閎時(shí)，酶活性不變，原因是高溫時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞且不可恢復(fù)。
Ⅲ.乙圖中，pH由d變?yōu)閑或由f變?yōu)閑時(shí)，酶活性均不變，原因是過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)破壞且不可恢復(fù)。
③結(jié)論：在適宜的溫度、pH條件下，酶的活性最高。
(4)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響

甲　　　　　　　乙
①甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。
②乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。

(1)高溫和低溫對(duì)酶活性的影響不同：高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞而失活，低溫并沒(méi)有破壞其空間結(jié)構(gòu)，只是降低酶活性。因此酶在高溫下失活后，即使移到適溫環(huán)境中也不會(huì)恢復(fù)活性，但從低溫到適溫環(huán)境活性可升高。
(2)酶促反應(yīng)速率與酶活性不同：溫度和pH通過(guò)影響酶活性進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應(yīng)速率，但并未改變酶活性。

1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)酶提供了反應(yīng)過(guò)程所必需的活化能。(×)
提示：酶的作用是降低活化能。
(2)酶在催化反應(yīng)前后，其分子結(jié)構(gòu)不變。(√)
(3)酶活性的發(fā)揮離不開(kāi)其特定的結(jié)構(gòu)。(√)
(4)高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性。(×)
提示：低溫不破壞酶的結(jié)構(gòu)。
(5)酶活性最高時(shí)的溫度適合酶的保存。(×)
提示：酶適合保存在低溫條件下。
2．思考回答(規(guī)范表述)
如圖曲線(xiàn)表示在無(wú)酶催化條件和有酶催化條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過(guò)程。

(1)圖中ab段的含義是什么？
提示：ab段表示酶所降低的該化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。
(2)該反應(yīng)是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)？你判斷的依據(jù)是什么？
提示：放能反應(yīng)。終態(tài)產(chǎn)物P所含的能量低于初態(tài)反應(yīng)物A所含的能量。



考法1　考查對(duì)酶的本質(zhì)、作用和特性的理解
1．(2019·北京市順義區(qū)期末)下列有關(guān)生物體內(nèi)的酶敘述，正確的是
(　　)
A．酶的基本組成單位是氨基酸或脫氧核糖核苷酸　
B．酶活性的變化與酶所處的環(huán)境的改變無(wú)關(guān)
C．酶的空間結(jié)構(gòu)破壞會(huì)導(dǎo)致其活性部分或全部喪失
D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度均是37 ℃
C　[酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，A錯(cuò)誤；酶活性與其所處的作用條件有關(guān)，B錯(cuò)誤；酶的空間結(jié)構(gòu)破壞會(huì)導(dǎo)致其活性部分或全部喪失，C正確；唾液淀粉酶應(yīng)低溫保存，D錯(cuò)誤。]
2．(2019·濰坊市期中聯(lián)考)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是(　　)
A．在人體的生命活動(dòng)中，酶可起到催化和調(diào)節(jié)作用
B．與無(wú)機(jī)催化劑不同，酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
C．酶都是由內(nèi)分泌細(xì)胞合成的，具有高效性
D．酶的作用條件比較溫和，高溫可使酶失活
D　[在人體的生命活動(dòng)中，酶起催化作用，不起調(diào)節(jié)作用，A項(xiàng)錯(cuò)誤；與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著，B項(xiàng)錯(cuò)誤；一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶，具有高效性，C項(xiàng)錯(cuò)誤；酶的作用條件比較溫和，高溫會(huì)破壞酶分子的結(jié)構(gòu)，使酶失活，D項(xiàng)正確。]

項(xiàng)目
正確說(shuō)法
錯(cuò)誤說(shuō)法
化學(xué)本質(zhì)
絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA
酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)
產(chǎn)生部位
一般來(lái)說(shuō)，凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶(不考慮哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞)
具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生酶
合成原料
氨基酸或核糖核苷酸
氨基酸
合成場(chǎng)所
核糖體或細(xì)胞核
核糖體
生理功能
生物催化劑，只起催化作用
酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能
來(lái)源
生物體內(nèi)合成
有的來(lái)源于食物
作用場(chǎng)所
既可在細(xì)胞內(nèi)，也可在細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用
只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用
溫度影響
低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，但高溫易使酶失活
低溫會(huì)引起酶變性失活
作用前后
催化反應(yīng)前后的數(shù)量和性質(zhì)沒(méi)有變化
發(fā)生催化作用后被分解
考法2　結(jié)合坐標(biāo)圖考查酶的作用和特性
3．(2019·龍巖市高三期末)圖甲表示人和植物的淀粉酶在不同pH條件下的活性，圖乙表示a、b、c三種酶的活性受溫度影響的情況。下列說(shuō)法正確的是(　　)

甲　　　　　　　　　乙
A．若環(huán)境由中性變成酸性，人淀粉酶的活性逐漸升高
B．植物和人的淀粉酶活性相同時(shí)，pH也可以相同
C．a(chǎn)、b酶活性相同時(shí)，溫度對(duì)酶的影響相同
D．c酶的最適溫度應(yīng)大于40 ℃
B　[據(jù)圖分析可知，人的淀粉酶在pH略微偏堿性的環(huán)境中活性最高，若環(huán)境由中性變成酸性，人淀粉酶的活性逐漸降低，A錯(cuò)誤；植物和人的淀粉酶活性相同時(shí)，pH也可以相同，如圖中兩條曲線(xiàn)的交點(diǎn)，B正確；a、b酶活性相同時(shí)，溫度對(duì)酶的影響可能相同，也可能不同，C錯(cuò)誤；c酶的最適溫度可能等于或大于40 ℃，D錯(cuò)誤。]
4．(2018·合肥市二模)為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)組，各組溫度條件不同，其他條件相同且適宜，測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度，結(jié)果如圖。以下分析正確的是(　　)

A．在t時(shí)刻之后，甲組曲線(xiàn)不再上升，是由于受到酶數(shù)量的限制
B．在t時(shí)刻降低丙組溫度，將使丙組酶的活性提高，曲線(xiàn)上升
C．若甲組溫度小于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能大于乙組溫度
D．若甲組溫度大于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能大于甲組溫度
C　[在t時(shí)刻后，甲組曲線(xiàn)不再上升，是由于底物被徹底分解，A項(xiàng)錯(cuò)誤；丙組溫度過(guò)高，酶失活，降低溫度，酶的活性不能提高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若甲組溫度小于乙組溫度，說(shuō)明乙組已超過(guò)適宜溫度，酶的最適宜溫度不可能大于乙組溫度，C項(xiàng)正確；若甲組溫度大于乙組溫度，酶的最適溫度可能大于甲組溫度，也可能小于甲組溫度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]

1．識(shí)標(biāo)：“識(shí)標(biāo)明變量”。明確酶促反應(yīng)曲線(xiàn)坐標(biāo)圖中橫坐標(biāo)(自變量)和縱坐標(biāo)(因變量)的含義。
2．析線(xiàn)：“析線(xiàn)理關(guān)系”。分析酶促反應(yīng)曲線(xiàn)走勢(shì)，明確因變量怎樣隨自變量的變化而變化?！吧仙薄跋陆怠薄跋壬蠼怠薄跋壬蠓€(wěn)”“水平”等。
3．明點(diǎn)(特殊點(diǎn))：“抓點(diǎn)求突破”。明確酶促反應(yīng)曲線(xiàn)中起點(diǎn)、終點(diǎn)、頂點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)、特殊條件下的交點(diǎn)等表示的生物學(xué)含義。
4．判斷：“先分后合巧辨析”。對(duì)多條酶促反應(yīng)曲線(xiàn)圖，根據(jù)曲線(xiàn)上不同標(biāo)示物識(shí)別曲線(xiàn)所代表的意義(有的曲線(xiàn)直接標(biāo)出)，首先對(duì)每一條曲線(xiàn)單獨(dú)分析，進(jìn)行比較，判斷曲線(xiàn)間有無(wú)聯(lián)系或找出相互關(guān)系，然后綜合分析。
考法3　考查酶特性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究
5．(2018·濰坊期中)取5支試管，編號(hào)1、2、3、4、5，分別加入1.0 mol/L的過(guò)氧化氫溶液2 mL，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，據(jù)表分析下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
試管編號(hào)
1
2
3
4
5
加入物質(zhì)
蒸餾水
銹鐵釘
肝臟研磨液
煮沸冷卻的
肝臟研磨液
肝臟研磨液
＋NaOH
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
無(wú)氣泡
少量氣泡
大量氣泡
無(wú)氣泡
無(wú)氣泡
A．在1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)組成的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，溫度是重要的無(wú)關(guān)變量
B．2號(hào)和3號(hào)對(duì)照，說(shuō)明酶有高效性
C．3號(hào)比1號(hào)反應(yīng)速率快是因?yàn)槊笧榉磻?yīng)過(guò)程供能
D．3號(hào)和4號(hào)、5號(hào)對(duì)照，說(shuō)明溫度、pH會(huì)影響酶活性
C　[酶不能為化學(xué)反應(yīng)提供能量，3號(hào)比1號(hào)反應(yīng)速率快是因?yàn)槊附档土嘶瘜W(xué)反應(yīng)的活化能。]
6．(2019·湖北模擬)某同學(xué)進(jìn)行了下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)：
甲組：淀粉溶液＋新鮮唾液→加入斐林試劑→出現(xiàn)磚紅色沉淀
乙組：蔗糖溶液＋新鮮唾液→加入斐林試劑→不出現(xiàn)磚紅色沉淀
丙組：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林試劑→？
下列敘述正確的是(　　)
A．丙組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是“不出現(xiàn)磚紅色沉淀”
B．三組實(shí)驗(yàn)都應(yīng)始終在37 ℃條件下進(jìn)行
C．該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證酶的專(zhuān)一性
D．可用碘液代替斐林試劑進(jìn)行檢測(cè)
C　[丙組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是“出現(xiàn)磚紅色沉淀”，A項(xiàng)錯(cuò)誤；三組實(shí)驗(yàn)加入斐林試劑后還應(yīng)進(jìn)行水浴加熱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；甲組和乙組對(duì)照，乙組和丙組對(duì)照驗(yàn)證了酶的專(zhuān)一性，C項(xiàng)正確；碘液只能檢測(cè)淀粉是否分解，不能檢測(cè)蔗糖是否分解，因此不能用碘液代替斐林試劑進(jìn)行檢測(cè)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]

1．驗(yàn)證酶的高效性
設(shè)計(jì)思路：將用酶催化的反應(yīng)與用無(wú)機(jī)催化劑催化的反應(yīng)進(jìn)行對(duì)照，驗(yàn)證酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高。
設(shè)計(jì)方案示例：

2．驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性
設(shè)計(jì)思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。
設(shè)計(jì)方案示例：

結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有專(zhuān)一性。
說(shuō)明：若驗(yàn)證某種具體酶的專(zhuān)一性，設(shè)計(jì)思路應(yīng)該是該種酶作用與不同種底物。
考點(diǎn)二| 探究影響酶活性的因素


1．實(shí)驗(yàn)原理
(1)酶活性：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率。
(2)淀粉水解：
①淀粉檢測(cè)：加入碘液，溶液變藍(lán)色。
②淀粉酶可催化淀粉水解。
③酸性、堿性環(huán)境可以使部分淀粉水解。
(3)H2O2分解
①H2O2可分解為H2O和O2。
②H2O2可在H2O2酶的催化作用下快速分解。
③常溫下H2O2易分解，高溫可以使H2O2分解加快。
2．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與預(yù)期結(jié)果
比較
項(xiàng)目
探究溫度對(duì)酶活性的影響
探究pH對(duì)酶活性的影響
實(shí)驗(yàn)
材料
淀粉溶液
淀粉酶溶液
H2O2溶液
H2O2酶溶液
變量控制
無(wú)關(guān)
變量
反應(yīng)物與酶的量、溶液pH等應(yīng)適宜且相同
反應(yīng)物與酶的量、溫度等應(yīng)適宜且相同
自變
量
先將反應(yīng)物溶液與酶溶液在各梯度溫度下分別保溫，然后混合
先將反應(yīng)物溶液與酶溶液分別調(diào)至各梯度pH，然后混合
因變量
檢測(cè)
滴加碘液，觀察溶液顏色變化
觀察氣泡產(chǎn)生的快慢
預(yù)期結(jié)果
酶活性較低時(shí)，溶液變?yōu)樗{(lán)色
酶活性較低時(shí)，氣泡產(chǎn)生較慢

(1)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測(cè)底物被分解的試劑“宜”選用碘液，“不宜”選用斐林試劑，因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。
(2)在探究酶的適宜溫度的實(shí)驗(yàn)中，“不宜”選擇過(guò)氧化氫(H2O2)和過(guò)氧化氫酶作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)檫^(guò)氧化氫(H2O2)在常溫常壓時(shí)就能分解，加熱的條件下分解會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(3)在探究pH對(duì)酶活性影響時(shí)，“宜”保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸，“不宜”在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。也“不宜”選用淀粉和淀粉酶作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)樗嵝?、堿性環(huán)境可以使部分淀粉水解，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)用淀粉和淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，檢測(cè)試劑既可用斐林試劑也可用碘液。(×)
提示：探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)若選斐林試劑作檢測(cè)試劑需要水浴加熱，會(huì)改變實(shí)驗(yàn)溫度。
(2)以過(guò)氧化氫為底物，探究溫度對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響。(×)
提示：過(guò)氧化氫在加熱時(shí)分解加快，自變量控制不準(zhǔn)確。
(3)探究胃蛋白酶的最適pH時(shí)，將其加入蛋清中再加入緩沖液。(×)
提示：酶與底物一旦混合，反應(yīng)就開(kāi)始了，應(yīng)先加緩沖液再加入蛋清。
(4)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，將酶與底物在室溫下混合后于不同溫度下保溫。(×)
提示：應(yīng)將酶與底物在設(shè)定的溫度下保溫后再混合。
2．思考回答(規(guī)范表述)
普通淀粉酶的最適溫度在40～60 ℃之間，而極端耐熱淀粉酶在100 ℃仍能保持較高的活性，因此在生產(chǎn)上具有更為廣泛的應(yīng)用前景。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定極端耐熱淀粉酶起催化作用的最適溫度。
(1)此實(shí)驗(yàn)中除自變量和因變量外，還需要考慮哪些因素。(提示：答出兩點(diǎn)即可)
(2)結(jié)合題目信息，簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)定該酶催化作用最適溫度的實(shí)驗(yàn)思路。
提示：(1)底物淀粉溶液的濃度和用量、pH及添加試劑的量、實(shí)驗(yàn)操作順序。
(2)在40 ℃和100 ℃之間每隔一定溫度設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，其他實(shí)驗(yàn)條件適宜且保持一致。 以反應(yīng)液和碘液發(fā)生顏色反應(yīng)的程度為指標(biāo)確定最適溫度。

實(shí)驗(yàn)變量控制的三個(gè)原則
實(shí)驗(yàn)變量
控制原則
實(shí)　例
自變量
單一變
量原則
探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中只有溫度一個(gè)自變量
無(wú)關(guān)變量
等量適
宜原則
探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中pH為無(wú)關(guān)變量，不但相同，還要適宜
因變量
可觀測(cè)
性原則
探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)淀粉遇碘變藍(lán)的顏色反應(yīng)將不可觀測(cè)地反應(yīng)直觀地顯現(xiàn)出來(lái)，便于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀測(cè)

考法1　考查相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1．(2019·山西聯(lián)考)為探究影響酶活性的因素，某班同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，其中合理的是(　　)
編號(hào)
探究課題
選用材料與試劑
A
溫度對(duì)酶活性的影響
新制的蔗糖酶溶液　可溶性淀粉溶液　碘液
B
溫度對(duì)酶活性的影響
新制的淀粉酶溶液　可溶性淀粉溶液　斐林試劑
C
pH對(duì)酶活性的影響
過(guò)氧化氫溶液　新鮮的肝臟研磨液
D
pH對(duì)酶活性的影響
新制的淀粉酶溶液　可溶性淀粉溶液　碘液
A. A　　　　　　　　　　 B. B
C. C D. D
C　[探究溫度對(duì)酶活性的影響，自變量是溫度的不同，依據(jù)酶的專(zhuān)一性，應(yīng)選擇新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，用碘液檢測(cè)淀粉的剩余量，但不能用斐林試劑檢測(cè)淀粉的水解產(chǎn)物還原糖，因?yàn)橛渺沉衷噭z測(cè)需水浴(50～65 ℃)加熱，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，A、B錯(cuò)誤；探究pH對(duì)酶活性的影響，自變量是pH的不同，新鮮的肝臟研磨液中含有過(guò)氧化氫酶，過(guò)氧化氫酶催化過(guò)氧化氫水解產(chǎn)生水和氧氣，因此可通過(guò)觀察單位時(shí)間內(nèi)氣泡的產(chǎn)生量來(lái)推知淀粉酶的活性，C正確；因淀粉及其水解產(chǎn)物都能與碘液發(fā)生反應(yīng)，且淀粉在酸性條件下加熱，也會(huì)發(fā)生自然水解，所以探究pH對(duì)酶活性的影響，不能使用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和碘液，D錯(cuò)誤。]
2．(2019·福建模擬)某生物興趣小組為了探究pH對(duì)某種酶活性的影響，做了如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)步驟：
一、取3支潔凈的試管，編號(hào)為A、B、C，分別加入等量的酶溶液；
二、在每支試管中加入等量的底物溶液；
三、在A、B、C試管中加入等量的緩沖液，使pH分別穩(wěn)定在5.0、7.0、9.0；
四、將3支試管置于不同的溫度下，定時(shí)檢測(cè)產(chǎn)物濃度。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)上述實(shí)驗(yàn)步驟中存在兩處明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)更正。
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)在實(shí)驗(yàn)操作正確的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。

①該實(shí)驗(yàn)中酶促反應(yīng)速率用________________________表示。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始1 min后A組產(chǎn)物濃度不再增加的原因是_____________________
____________________________________________________________。
②為進(jìn)一步探究該酶作用的最適pH，應(yīng)在pH為_(kāi)_______范圍開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。
解析：(1)實(shí)驗(yàn)步驟中，酶溶液和底物溶液混合后再用緩沖液調(diào)pH，這樣在達(dá)到設(shè)定的pH之前酶就發(fā)揮了作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)研究的是pH對(duì)酶活性的影響，溫度是無(wú)關(guān)變量，應(yīng)適宜且相同。
(2)該酶促反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量來(lái)表示的。1 min后A組產(chǎn)物不再增加的原因是底物完全分解。該酶的最適宜pH在0～7之間。
答案：(1)應(yīng)將步驟二、三順序調(diào)換；步驟四更正為：將3支試管置于最適溫度(或相同且適宜溫度)下，定時(shí)檢測(cè)產(chǎn)物濃度
(2)①單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量(或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物濃度的變化量)　底物的量有限(或底物濃度是一定的)
②0～7.0(或大于0小于7)
考法2　考查相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析
3．(2019·龍巖市高三質(zhì)檢)某研究小組利用3%雞肝勻漿、3% H2O2溶液、pH緩沖液等，在適宜溫度下探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論是(　　)
pH
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
酶活性(產(chǎn)生的氣泡個(gè)數(shù)/30)
4
8
25
20
10
A．過(guò)氧化氫酶具有高效性
B．雞肝勻漿中過(guò)氧化氫酶最適pH一定為7.0
C．pH為7.0時(shí)提高溫度，酶活性會(huì)提高
D．過(guò)氧化氫酶對(duì)酸性環(huán)境的耐受性低
D　[此實(shí)驗(yàn)不涉及無(wú)機(jī)催化劑催化過(guò)氧化氫，無(wú)法說(shuō)明過(guò)氧化氫酶具有高效性，A錯(cuò)誤；表中設(shè)置的pH梯度不是足夠小，因此過(guò)氧化氫酶的最適pH不一定是7，B錯(cuò)誤；題目給定的為適宜溫度，因此當(dāng)溫度提高時(shí)，酶的活性會(huì)降低，C錯(cuò)誤。]
4．(2019·青島檢測(cè))小麥種子中含有α、β兩種淀粉酶，某學(xué)習(xí)小組對(duì)這兩種淀粉酶活性進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，步驟如下：
①將等量的α-淀粉酶(70 ℃活性不受影響，100 ℃高溫下失活)與β-淀粉酶(70 ℃處理15 min即失活)加適量蒸餾水混合，分為甲、乙、丙三組；
②甲組25 ℃下處理，乙組70 ℃水浴處理15 min后取出，丙組100 ℃下處理15 min后取出；
③甲、乙、丙三組分別在25 ℃條件下加入等量且足量的淀粉溶液；
④一段時(shí)間后，測(cè)得甲、乙、丙三組淀粉剩余量分別為a、b、c。
請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：
(1)上述兩種酶存在差異的直接原因是_________________________
____________________________________________________________。
(2)三組淀粉剩余量最多的是_______(填“甲”“乙”或“丙”)組，原因是______________________________________________________。
(3)利用上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如何大致比較25 ℃條件下α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的大??？
__________________________________________________________
________________________________________________________。
解析：(3)甲組25 ℃下處理，α-淀粉酶和β-淀粉酶均發(fā)揮作用。乙組70 ℃水浴處理15 min后，β-淀粉酶失活，只有α-淀粉酶發(fā)揮作用，丙組100 ℃下處理15 min，兩種淀粉酶均失活。因此，b-a代表β-淀粉酶分解淀粉的量，c-b代表α-淀粉酶分解淀粉的量。
答案：(1)氨基酸的種類(lèi)、數(shù)目、排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同
(2)丙　兩種淀粉酶在100 ℃條件下均失去活性，且降到25 ℃活性不能恢復(fù)
(3)比較b-a(β-淀粉酶的活性)與c-b(α-淀粉酶的活性)數(shù)值的大小



考點(diǎn)三| ATP的結(jié)構(gòu)和功能

1．ATP的結(jié)構(gòu)

(1)ATP的元素組成：C、H、O、N、P。
(2)ATP的化學(xué)組成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基團(tuán)。
(3)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A—P～P～P。
(4)ATP中的能量：主要儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。

2．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化
(1)轉(zhuǎn)化原因：ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵容易斷裂與合成。
(2)轉(zhuǎn)化關(guān)系及過(guò)程比較：

項(xiàng)目
ATP的合成
ATP的水解
反應(yīng)式
ADP＋Pi＋能量ATP
ATPADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量來(lái)源
光能(光合作用)、化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)
儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量
能量去路
儲(chǔ)存于形成的高能磷酸鍵中
用于各項(xiàng)生命活動(dòng)
反應(yīng)場(chǎng)所
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、葉綠體
生物體的需能部位


3．ATP的功能與動(dòng)、植物細(xì)胞代謝

(1)植物細(xì)胞可以通過(guò)光合作用和細(xì)胞呼吸形成ATP，而動(dòng)物細(xì)胞只能通過(guò)細(xì)胞呼吸形成ATP。
(2)植物光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP一般只用于暗反應(yīng)，不用于其他生命活動(dòng)；植物或動(dòng)物細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP才能用于多種生命活動(dòng)。
(3)ATP水解釋放的能量可用于主動(dòng)運(yùn)輸、發(fā)光發(fā)電、肌肉收縮、物質(zhì)合成、大腦思考等。

1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)1個(gè)ATP分子中只含有1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)。(×)
提示：1個(gè)ATP分子中含有1個(gè)腺嘌呤，1個(gè)核糖和3個(gè)磷酸基團(tuán)。
(2)ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)。(√)
(3)淀粉水解成葡萄糖時(shí)伴隨有ATP的生成。(×)
提示：淀粉水解成葡萄糖時(shí)不合成ATP。
(4)人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。(×)
提示：細(xì)胞中的ATP與ADP的含量處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。
(5)無(wú)氧條件下，光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來(lái)源。(×)
提示：無(wú)氧呼吸也能產(chǎn)生ATP。
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)ATP由哪幾個(gè)小分子組成？
提示：由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基團(tuán)組成。
(2)人的心肌細(xì)胞比口腔上皮細(xì)胞新陳代謝旺盛，那么心肌細(xì)胞比口腔上皮細(xì)胞含有的ATP多嗎？
提示：ATP在細(xì)胞中的含量很少，心肌細(xì)胞含有的ATP并不比口腔上皮細(xì)胞多，只是ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化迅速。


考法1　考查ATP的結(jié)構(gòu)及其合成和利用
1．(2018·菏澤期中)下列關(guān)于ATP的敘述，正確的是(　　)
A．ATP分子由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成
B．細(xì)胞缺氧時(shí)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中不能合成ATP
C．細(xì)胞代謝加快時(shí)，ATP與ADP間的轉(zhuǎn)化加快
D．線(xiàn)粒體和葉綠體合成的ATP均可用于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸
C　[ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸基團(tuán)組成，A錯(cuò)誤；細(xì)胞缺氧時(shí)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行無(wú)氧呼吸，能合成ATP，B錯(cuò)誤；細(xì)胞代謝加快時(shí)，ATP與ADP間的轉(zhuǎn)化也會(huì)加快，C正確；葉綠體合成的ATP只用于暗反應(yīng)，D錯(cuò)誤。]
2．(2018·濰坊期中)下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是(　　)
A．放能反應(yīng)往往與ATP的水解相聯(lián)系
B．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是生物界的共性之一
C．細(xì)胞內(nèi)的ATP均產(chǎn)生于線(xiàn)粒體和葉綠體
D．類(lèi)胡蘿卜素主要在紅光區(qū)吸收光能，用于光反應(yīng)中ATP的合成
B　[放能反應(yīng)往往與ATP的合成相聯(lián)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是生物界的共性之一，B項(xiàng)正確；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)也能產(chǎn)生ATP，C項(xiàng)錯(cuò)誤；類(lèi)胡蘿卜素主要在藍(lán)紫光區(qū)吸收光能，用于光反應(yīng)中ATP的合成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
考法2　ATP和酶的綜合考查
3．(2019·長(zhǎng)春市高三質(zhì)檢)下列有關(guān)酶和ATP的敘述中，正確的是
(　　)
A．催化ATP合成和水解的酶相同
B．酶合成過(guò)程伴隨ATP的合成
C．酶催化的化學(xué)反應(yīng)都消耗ATP
D．ATP和某些酶都含有腺嘌呤
D　[酶具有專(zhuān)一性，催化ATP合成和水解的酶是不同的，A錯(cuò)誤；酶合成過(guò)程伴隨ATP的水解，B錯(cuò)誤；酶催化的化學(xué)反應(yīng)不一定需要消耗ATP，如催化的放能反應(yīng)還能釋放能量產(chǎn)生ATP，C錯(cuò)誤；ATP和某些酶(RNA)都含有腺嘌呤，D正確。]
4．(2018·湖北八校一模)下列關(guān)于酶和ATP的敘述正確的是(　　)
A．酶使細(xì)胞代謝高效而有序的進(jìn)行，對(duì)生命活動(dòng)具有重要的調(diào)節(jié)作用
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性
C．酶和ATP均具有高效性和專(zhuān)一性
D．將ATP分子末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至腺嘌呤核糖核苷酸上產(chǎn)物是ADP
D　[對(duì)生命活動(dòng)具有重要的調(diào)節(jié)作用的是激素，不是酶，A項(xiàng)錯(cuò)誤；碘液能夠檢測(cè)淀粉是否分解，但不能檢測(cè)蔗糖是否分解，因此利用淀粉、蔗糖、淀粉酶驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性時(shí)，不能用碘液檢測(cè)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；酶具有高效性和專(zhuān)一性，ATP不具有高效性和專(zhuān)一性，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將ATP分子末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至腺嘌呤核糖核苷酸上產(chǎn)物是ADP，D項(xiàng)正確。]
真題體驗(yàn)| 感悟高考　淬煉考能
1．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是(　　)
A．在細(xì)胞中，核外沒(méi)有參與DNA合成的酶
B．由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒(méi)有催化活性
C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法
D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度都是37 ℃
C　[本題考查酶的種類(lèi)、分布、特性與保存。在細(xì)胞核外，葉綠體和線(xiàn)粒體中也含有參與DNA合成的酶，A錯(cuò)誤；由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶，在生物體外適宜的條件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在適宜條件下可催化試管中的淀粉水解，B錯(cuò)誤；鹽析可使蛋白質(zhì)沉淀，但不會(huì)破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，析出的蛋白質(zhì)仍可以溶解在水中，其化學(xué)性質(zhì)不會(huì)發(fā)生改變，C對(duì)正確；唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度是37 ℃，但保存時(shí)應(yīng)在低溫條件下，D錯(cuò)誤。]
2．(2016·全國(guó)卷Ⅰ)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測(cè)定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，下列操作順序合理的是(　　)
A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量
B．加入底物→加入酶→計(jì)時(shí)→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量
C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量
D．加入底物→計(jì)時(shí)→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量
C　[在測(cè)定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，酶與底物混合后再用緩沖液調(diào)pH，這樣在達(dá)到設(shè)定pH之前酶就發(fā)揮了作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入，只有C項(xiàng)符合要求。]
3．(2014·大綱全國(guó)卷)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．線(xiàn)粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用
B．機(jī)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗ATP，睡眠時(shí)則不消耗ATP
C．在有氧與缺氧的條件下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP
D．植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來(lái)源于呼吸作用
B　[A項(xiàng)，細(xì)胞核所需要的ATP主要由細(xì)胞質(zhì)中的線(xiàn)粒體提供。B項(xiàng)，ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，機(jī)體時(shí)刻都在消耗ATP。C項(xiàng)，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的第一階段均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，均有ATP形成。D項(xiàng)，根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子主要是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行的，其消耗的能量來(lái)源于呼吸作用產(chǎn)生的ATP。]
4．(2016·全國(guó)卷Ⅱ)為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是________組。
(2)在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)________。
(3)如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時(shí)，C組產(chǎn)物總量________，原因是_____________。
(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是________，其特性有_________________
_______________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
解析：(1)在60 ℃條件下，反應(yīng)的最終產(chǎn)物濃度比20 ℃和40 ℃條件下小很多，說(shuō)明酶在60 ℃條件下最終失活。20 ℃與40 ℃條件下相比，40 ℃時(shí)酶促反應(yīng)到達(dá)反應(yīng)平衡的時(shí)間短，說(shuō)明40 ℃條件下酶活性較高。(2)在時(shí)間t1前，如果A組溫度提高10 ℃變成30 ℃，由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知，30 ℃條件下的該酶活性大于20 ℃條件下的，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。(3)t2時(shí)C組的產(chǎn)物濃度已不再增加，但由A組和B組t2時(shí)的產(chǎn)物濃度可知，t2時(shí)C組底物并未全部被分解，C組產(chǎn)物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時(shí)酶已經(jīng)變性失活。因此如
果在時(shí)間t2時(shí)，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的情況下，t3時(shí)產(chǎn)物的總量也不會(huì)再增加。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA。酶具有高效性、專(zhuān)一性等特性，并且需要適宜的溫度和pH等。
答案：(1)B　(2)加快　(3)不變　60 ℃條件下，t2時(shí)酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會(huì)增加
(4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性和專(zhuān)一性

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