【創(chuàng)新方案】-2022屆高三生物一輪復習教師用書：必修一-第5章-細胞的能量供應和利用

第1節(jié)降低化學反應活化能的酶一、酶在細胞代謝中的作用1．細胞代謝(1)場所：活細胞內(nèi)。(2)實質(zhì)：各種化學反應的總稱。(3)意義：細胞生命活動的基礎。2．比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)試驗原理：H2O2在水浴加熱、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝臟研磨液中過氧化氫酶的作用下加速分解。(2)試驗步驟：編號步驟1234相同處理向4支試管中分別加入2_mL過氧化氫溶液并放在試管架上不同處理不處理放入90_℃左右的水浴中加熱滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液觀看試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡數(shù)量試管內(nèi)衛(wèi)生香燃燒程度(3)試驗中的相關變量：eq\a\vs4\al(①自變量)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(含義：在試驗中人為轉(zhuǎn)變的變量,實例：過氧化氫分解的不同條件))②因變量eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(含義：隨自變量變化而變化的變量,實例：過氧化氫的分解速率))eq\a\vs4\al(③無關,變量)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(含義：除自變量以外影響試驗結果的變量,實例：反應物的性質(zhì)、濃度、肝臟的新穎程度等))(4)對比試驗：①含義：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的試驗。②原則：除了要觀看的變量外，其他變量都應當始終保持相同。二、酶的本質(zhì)和作用原理1．本質(zhì)(1)合成場所：活細胞中。(2)化學本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA。2．作用原理(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹啙嵃l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。(2)原理：同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。(3)意義：使細胞代謝能在溫存條件下快速進行。一、酶在代謝中的作用1．教材問題探討與分析(1)認真閱讀教材P78～P79[試驗]內(nèi)容，思考并爭辯下列問題：①爭辯并溝通：完成該試驗依據(jù)的原理是什么？提示：a.2H2O2eq\o(→,\s\up7(Fe3＋),\s\do5(酶))2H2O＋O2b．等量的兩種溶液中分子數(shù)目之比為Fe3＋∶過氧化氫酶＝250000∶1。②試驗中為什么必需接受新穎肝臟研磨液作材料？提示：a.肝臟假如不新穎，肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶就會在腐生細菌的作用下分解而失去催化作用。b．肝臟必需進行研磨，以便使過氧化氫酶釋放出來，使過氧化氫酶與試管內(nèi)過氧化氫分子充分接觸，加速過氧化氫的分解。③試驗中滴加FeCl3溶液和肝臟研磨液的滴管能否混用？為什么？提示：不能。酶具有高效性，少量的酶帶入FeCl3溶液中就會干擾試驗結果的精確?????性，增大試驗誤差。(2)閱讀教材P79[把握變量]內(nèi)容，分析試驗中的變量及對比類型有哪些？提示：①變量eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(自變量：不同條件（溫度、催化劑,種類）,因變量：過氧化氫分解速率,無關變量：過氧化氫溶液的濃度、,用量))②對比類型：試管1與試管2、3、4之間形成空白對比；試管2與試管3、4，試管3與試管4之間都形成了條件對比。(3)認真觀看教材P80圖5－1、5－2，并閱讀相關文字內(nèi)容，溝通酶和無機催化劑都能催化化學反應快速進行的緣由，并分析二者的不同。提示：①酶和無機催化劑都能降低化學反應的活化能，所以都能催化化學反應快速進行。②同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。2．推斷下列說法是否正確(1)細胞代謝只能產(chǎn)生對細胞有用的物質(zhì)。(×)(2)加熱、無機催化劑和酶都能降低化學反應的活化能。(×)(3)無關變量是對試驗沒有影響的變量。(×)二、酶的本質(zhì)1．將下列內(nèi)容連接起來2．推斷下列說法是否正確(1)酶只能在細胞內(nèi)起催化作用。(×)(2)全部的酶都是蛋白質(zhì)。(×)(3)酶和無機催化劑都能催化化學反應，所以二者沒有本質(zhì)區(qū)分。(×)一、酶的作用機理酶和其他催化劑均能降低化學反應的活化能，分析如下：1．圖中ac和bc段分別表示無機催化劑和酶催化時反應進行所需要的活化能。2．若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會供應反應所需的能量。[特殊提示](1)酶和無機催化劑一樣，只能催化熱力學上允許進行的反應。(2)酶可以縮短化學反應到達平衡的時間，但不能轉(zhuǎn)變反應的平衡點。(3)在反應前后，酶的化學性質(zhì)和數(shù)量保持不變。二、酶化學本質(zhì)的試驗驗證1．證明某種酶是蛋白質(zhì)試驗組：待測酶液＋雙縮脲試劑→是否消滅紫色反應。對比組：已知蛋白液＋雙縮脲試劑→消滅紫色反應。2．證明某種酶是RNA試驗組：待測酶液＋吡羅紅染液→是否消滅紅色。對比組：已知RNA液＋吡羅紅染液→消滅紅色。比較過氧化氫在不同條件下的分解1．原理新穎肝臟中含有過氧化氫酶，F(xiàn)e3＋是一種無機催化劑。用肯定量的過氧化氫酶和Fe3＋催化過氧化氫分解成H2O和O2，可比較兩者的催化效率。2．過程及結果試管編號試驗設置試驗現(xiàn)象結果分析1號(2mLH2O2溶液)無明顯氣泡放出，無助燃性H2O2的自然分解緩慢2號(2mLH2O2溶液)有明顯氣泡放出，有助燃性加熱能促進H2O2的分解3號(2mLH2O2溶液)有較多氣泡放出，助燃性強Fe3＋能催化H2O2的分解4號(2mLH2O2溶液)有大量氣泡放出，助燃性更強過氧化氫酶也有催化H2O2分解的作用，且催化效率比Fe3＋高3.試驗結論依據(jù)酶同無機催化劑一樣具有加快化學反應速率的作用酶同無機催化劑相比，催化效率更高結論酶具有催化性酶具有高效性4.試驗的變量和對比分析(1)變量：試驗過程中可以變化的因素稱為變量。(2)自變量：人為轉(zhuǎn)變的變量，照試驗中的氯化鐵溶液。(3)因變量：隨著自變量的變化而變化的變量，如過氧化氫的分解速率。(4)無關變量：試驗過程中存在的可變因素，對試驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量。(5)對比試驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的試驗。一般要設置對比組和試驗組。自變量因變量無關變量對比組試驗組2號：90℃水浴加熱用產(chǎn)生氣泡的多少表示H2O2分解速率加入H2O2的量；試驗室溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新穎程度1號試管2、3、4號試管3號：加入質(zhì)量分數(shù)為3．5%的FeCl3溶液2滴4號：加入質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液2滴[特殊提示](1)試驗時，必需用新穎的剛從活體動物內(nèi)取出的肝臟作試驗材料。由于新穎肝臟中的酶能保持其原有的活性。(2)肝臟要研磨充分，以加大肝細胞內(nèi)過氧化氫酶與試管中H2O2的接觸面積，從而加速H2O2的分解。(3)滴加FeCl3溶液和肝臟研磨液時不能合用一支滴管，以免影響試驗效果。(4)由于反應速率快，試驗時要特殊留意比較產(chǎn)生氣泡的多少、冒氣泡時間的長短、衛(wèi)生香的燃燒狀況等。(5)H2O2具有肯定的腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。[例1]下列關于酶的敘述，正確的是()A．酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用，起催化作用的本質(zhì)是提高反應的活化能B．全部酶都含有C、H、O、N四種化學元素C．人體內(nèi)的酶進行催化過程中，酶本身不變，所以酶不會發(fā)生自我更新D．酶都在核糖體上合成[解析]酶是由活細胞產(chǎn)生的，在細胞內(nèi)和細胞外都可發(fā)揮催化作用，酶的作用機理是降低化學反應的活化能。酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，故都含有C、H、O、N四種元素，在核糖體或細胞核中合成。反應前后，酶本身不變，但在人體內(nèi)的酶仍會不斷更新。[答案]B[例2]已知2H2O2=2H2O＋O2↑，可以通過觀看反應過程中氧氣的生成速率(即氣泡從溶液中釋放的速率)來推斷H2O2分解反應的速率。請用所給的試驗材料和用具設計試驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出試驗步驟、猜測試驗結果、得出結論，并回答問題。試驗材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3溶液，0.01%的過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。(1)試驗步驟：①取3支試管，各加入________________________________________，放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當時間。②分別向上述3支試管中加入__________________________________________。③觀看各管中____________________________。(2)試驗結果猜測及結論：整個試驗中，不同處理的試管中O2的釋放速率從快到慢依次是：______________。由此可得出的結論是_______________________________________________________。[解析]分析該試驗驗證的問題可知，試驗目的有兩個：一是驗證酶具有催化作用，可通過設置有酶和無酶的兩組試驗進行爭辯；二是驗證酶具有高效性，可通過酶和FeCl3溶液的比較進行爭辯。因此本試驗可分為三組：分別加入蒸餾水、過氧化氫酶溶液、FeCl3溶液。驗證性試驗的結果是確定的，即加入過氧化氫酶溶液的一組O2釋放速率最快，試驗結論與試驗驗證的問題全都。[答案](1)①等量且適量的H2O2溶液②等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液③釋放氣泡的快慢(2)加過氧化氫酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管酶具有催化作用和高效性驗證性試驗的設計思路驗證性試驗通常是指試驗者針對已知的試驗結果而進行的以驗證明驗結果、鞏固和加強有關學問內(nèi)容、培育試驗操作力量為目的的重復性試驗。驗證性試驗是建立在已知結論基礎上的，試驗原理、試驗結果是已知的，因此試驗步驟的設計也應合乎試驗結果產(chǎn)生的必定。試驗設計思路及方法：(1)假如需要提取、配制、處理試驗材料，則把提取、配制等操作作為第一步。(2)分組標號。爭辯對象、器皿等要分組標號，設立試驗組和對比組；留意把握無關變量，在措辭中往往有“相同”“全都”等字眼。假如有測量應測量記錄初始值。(3)試驗處理。分別對試驗組和對比組施加單一變量；試驗處理要遵循“單一變量和對比原則”。(4)培育(或飼養(yǎng))、觀看、記錄等。照舊在措辭中體現(xiàn)對無關變量的把握，經(jīng)常有“相同條件下”等字眼描述，觀看記錄試驗現(xiàn)象或記錄測定的試驗數(shù)據(jù)。[課堂歸納][網(wǎng)絡構建]填充：①蛋白質(zhì)②RNA③降低活化能[關鍵語句]1．細胞代謝是細胞中化學反應的總稱。2．酶是生物催化劑，其催化原理是降低化學反應的活化能。3．酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少部分是RNA。1．在“比較過氧化氫在不同條件下分解”的試驗中，把肝臟制成研磨液的目的是()A．愛護過氧化氫酶B．有利于過氧化氫酶與反應物的接觸C．提高過氧化氫酶的活性D．有利于對試驗結果的觀看解析：選B將新穎肝臟制成研磨液的目的是使肝臟中的過氧化氫酶與過氧化氫充分接觸，提高反應速率。2．“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的試驗中，滴入過氧化氫酶的試管內(nèi)()A．產(chǎn)生的氣泡多，點燃的衛(wèi)生香燃燒不猛烈B．產(chǎn)生的氣泡多，點燃的衛(wèi)生香燃燒猛烈C．產(chǎn)生的氣泡少，點燃的衛(wèi)生香燃燒不猛烈D．產(chǎn)生的氣泡少，點燃的衛(wèi)生香燃燒猛烈解析：選B由于過氧化氫酶降低化學反應的活化能效果顯著，因此過氧化氫分解速率較快，產(chǎn)生的氣泡多，點燃的衛(wèi)生香燃燒猛烈。3．關于酶的敘述，正確的是()A．酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用B．酶都有消化作用C．調(diào)整新陳代謝的物質(zhì)不是酶D．全部酶與雙縮脲試劑作用均可發(fā)生紫色反應解析：選C酶雖然是由活細胞產(chǎn)生的，但它的催化作用不肯定非在生物體內(nèi)，只要條件適宜，體內(nèi)體外都可起催化作用。酶的催化作用表現(xiàn)在多方面，有的酶促進物質(zhì)合成，有的酶促進物質(zhì)分解，只有消化酶才能促進消化。調(diào)整新陳代謝的物質(zhì)有激素、維生素、無機鹽等，酶是對代謝過程的化學反應起催化作用。少數(shù)酶是RNA，不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應。4．在如圖所示的試驗中，屬于自變量的是()A．催化劑B．過氧化氫分解的速率C．產(chǎn)生氣泡量D．試管中的過氧化氫溶液的量解析：選A由圖示可知，圖中的試驗處理是分別向過氧化氫溶液中加入氯化鐵和過氧化氫酶溶液，F(xiàn)e3＋和過氧化氫酶都能催化過氧化氫分解，因此該試驗的自變量是催化劑的不同。5．在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的試驗中，對試驗的處理如表所示。試管組別試驗處理加入3%H2O2(mL)溫度加入試劑試管12常溫/試管2290℃/試管32常溫2滴3.5%FeCl3溶液試管42常溫2滴20%肝臟研磨液(1)在上表的試驗處理中，爭辯了哪些自變量？__________________________________，寫出一種無關變量______________。(2)該試驗用的肝臟要求新穎是由于______________。(3)若要爭辯生物催化劑與無機催化劑的差別，可選用的試驗組合是________________。(4)若試管1和試管2組成對比試驗，能說明的問題是_______________________。(5)除了上述的對比試驗，請再找出一組對比試驗，____________________________，該對比試驗說明的問題是___________________________________________________。(6)上述試驗中的________________________是試驗組、______________是對比組。解析：(1)由表中的試驗處理可知，試驗的自變量是溫度和催化劑，過氧化氫溶液的用量、FeCl3溶液、肝臟研磨液的用量、溶液的pH等都屬于無關變量。(2)肝臟放置久了，就會被微生物破壞，其中含有的過氧化氫酶被破壞，失去催化過氧化氫分解的力量。(3)若要爭辯生物催化劑和無機催化劑的差別，試驗的自變量是催化劑種類，因此可選用表格中的試管3和試管4。(4)試管1和試管2的試驗處理不同的是溫度，二者比較可以說明溫度對過氧化氫分解具有促進作用，其作用原理是加熱使過氧化氫分子得到能量，促使其分解。(5)分析表格中試驗處理，除試管1與試管2對比外，還有試管1與試管3或試管4，說明無機催化劑Fe3＋或生物催化劑過氧化氫酶都具有催化過氧化氫分解的作用；試管1與試管3、試管4對比，則可說明過氧化氫酶催化過氧化氫分解的效率比Fe3＋高。(6)上述試驗中的試管2、3、4是試驗組，試管1是對比組。答案：(1)溫度、催化劑過氧化氫溶液的用量、FeCl3溶液、肝臟研磨液的用量、溶液的pH(任寫其一)(2)肝臟放置時間長，過氧化氫酶會被破壞，影響試驗效果(3)試管3和試管4(4)加熱使過氧化氫分子得到能量，促使過氧化氫分解(5)答案一：試管1和試管3FeCl3能催化過氧化氫的分解答案二：試管1和試管4肝臟研磨液中的過氧化氫酶能催化過氧化氫的分解答案三：試管1、試管3和試管4FeCl3和肝臟研磨液中的過氧化氫酶能催化過氧化氫的分解，且過氧化氫酶的催化效率高于FeCl3中的Fe3＋(6)試管2、試管3和試管4試管1(時間：25分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題3分，共24分)1．如圖為酶催化反應的過程示意圖，以數(shù)字編號的圖形分別表示反應物、酶、生成物等反應要素，其中表示酶的圖形編號是()A．①B．②C．③D．④解析：選A從圖中可以看出圖形①參與催化反應，并在反應前后能保持結構和性質(zhì)不變，故圖形①應為酶。2．下列有關酶的敘述，正確的是()A．組成酶的單體是氨基酸或脫氧核苷酸B．冬季，人體內(nèi)酶的活性隨環(huán)境溫度的下降而降低C．底物充分，其他條件適宜，酶促反應速率與酶的濃度成正比D．酶通過供應能量或降低活化能來提高反應速率解析：選C組成酶的單體是氨基酸或核糖核苷酸；冬季，人體內(nèi)酶的活性不隨環(huán)境溫度的下降而降低，由于人是恒溫動物；酶通過降低活化能來提高反應速率。3．活細胞內(nèi)合成酶的原料是()A．脂肪酸B．核苷酸C．氨基酸D．氨基酸或核糖核苷酸解析：選D絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸；少數(shù)的酶是RNA，其基本單位是核糖核苷酸。4．在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”試驗中加入肝臟研磨液與加入氯化鐵的試管反應程度類似，都不猛烈，可能的緣由是()A．過氧化氫溶液配置時間過長B．肝臟不新穎C．試管不潔凈D．A、B都有可能解析：選D由于試驗中加入肝臟研磨液和加入氯化鐵的試管反應都不猛烈，其緣由有兩個方面：一是使用的過氧化氫溶液配置時間過長，自身已發(fā)生分解；二是使用的肝臟不新穎，其中的過氧化氫酶已被微生物破壞。5．當某種RNA存在時，生物體內(nèi)的某種化學反應能正常進行；當這種RNA被有關的酶水解后，此種化學反應馬上減慢。由此可以說明()A．RNA是核酸的一種B．RNA有時也可稱為遺傳物質(zhì)C．RNA主要存在于細胞質(zhì)中D．RNA也可作為生物催化劑解析：選DRNA被有關酶水解后，化學反應馬上減慢，說明該酶催化此反應的進行，即RNA也具有催化作用，故D項正確。A、B、C三項從內(nèi)容上講均是正確的說法，但無法從題干信息中得出這些結論，故三項均錯誤。6．關于酶生理功能的敘述，下列哪一項是正確的()A．能為生物體內(nèi)的化學反應供應能量B．具有催化作用，比無機催化劑的催化效率高得多C．酶與無機催化劑降低反應活化能的效率相同D．能促進生物體內(nèi)養(yǎng)分物質(zhì)的運輸解析：選B酶不能為化學反應供應能量，只能降低反應的活化能；酶的催化效率遠高于無機催化劑；酶的作用原理是降低反應的活化能，催化效率高于無機催化劑；酶只具有催化作用，不能促進養(yǎng)分物質(zhì)的運輸。7．在探究不同的溫度對酶活性影響的試驗時，溫度和pH值分別屬于()A．自變量和因變量B．因變量和無關變量C．自變量和無關變量D．自變量和對比變量解析：選C探究不同溫度對酶活性影響的試驗中，溫度是自變量，pH等屬于無關變量。8．絕大多數(shù)酶在水解過程中，通常能得到多肽，最終能得到氨基酸，這說明()A．酶是由活細胞產(chǎn)生的B．酶是生物催化劑C．絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)D．酶的基本組成單位是多肽解析：選C絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)水解后最終可得到氨基酸。二、非選擇題(共26分)9．(11分)下表是有關H2O2的系列試驗，回答有關問題。序號反應物加入物質(zhì)條件現(xiàn)象X1H2O2無室溫幾乎無氣泡X12H2O2氯化鐵室溫X23H2O2土豆浸出液室溫X34H2O2新穎唾液室溫X4(1)序號3的試驗現(xiàn)象是________________。(2)序號3的土豆浸出液中含有的對此試驗起作用的物質(zhì)是__________________，土豆浸出液能否重復使用？________(選填“能”或“不能”)。(3)若表中X的內(nèi)容是收集100mL氣體所需的時間，你猜測X1、X2、X3、X4的大小關系是____________________________________。解析：(1)序號3中加入土豆浸出液，含有過氧化氫酶，產(chǎn)生大量氣泡。(2)酶可以重復使用。(3)由于酶具專一性，4中是唾液淀粉酶，對H2O2分解不起催化作用，故X1≈X4>X2>X3。答案：(1)產(chǎn)生大量氣泡(2)過氧化氫酶能(3)X1≈X4>X2>X310．(15分)美國科學家T.RCech和S.Altman發(fā)覺將大腸桿菌中具有催化作用的物質(zhì)中的蛋白質(zhì)除去后，留下的RNA仍有催化作用，故稱為核酶，因此而獲得了諾貝爾化學獎，某試驗小組為驗證該酶的化學本質(zhì)為RNA，設計了如下試驗，請完善試驗過程。(1)材料用具：核酶、核糖核酸酶、吡羅紅染液、小試管、滴管等。(2)試驗步驟：①取2支試管編號1、2，分別向其中加入1mL的核酶。②向1號試管加入1mL的______，向______號試管加入1mL的核糖核酸酶。把握在適宜的溫度下反應一段時間。③再向2支試管中分別加入1mL的____________。④觀看試驗現(xiàn)象：1號試管消滅__________________，2號試管不變色。(3)試驗結論：______________________________________________________________。解析：本試驗所依據(jù)的原理是RNA會被核糖核酸酶水解。吡羅紅染液會使RNA呈現(xiàn)紅色，而不與RNA水解產(chǎn)物反應。第②步依據(jù)對比原則應向1號試管中加入1mL的清水。第③步，向2支試管中均加入的是吡羅紅染液，結果1號試管消滅紅色，2號試管不變色。因此，可得出核酶的化學本質(zhì)為RNA。答案：(2)②清水2③吡羅紅染液④紅色(3)核酶的化學本質(zhì)為RNA一、酶的高效性和專一性1．高效性(1)含義：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。(2)意義：使細胞代謝快速進行。2．專一性(1)含義：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。(2)意義：使細胞代謝有條不紊地進行。二、酶的作用條件較溫存1．酶活性(1)含義：酶對化學反應的催化效率。(2)影響酶活性的主要因素：溫度和pH。2．探究影響酶活性的條件閱讀教材P83～P84[探究]，將下列試驗過程補充完整。探究影響酶活性的因素：試管步驟11′22′33′淀粉溶液2mL/2mL/2mL/淀粉酶溶液/1mL/1mL/1mL不同溫度下處理5min100_℃(或0_℃)60℃0_℃(或100_℃)將同一溫度下的兩種物質(zhì)混合后保溫5_min滴加碘液1滴1滴1滴結果(現(xiàn)象)變藍不變藍變藍結論酶的催化作用需在適宜的溫度下進行，溫度過高或過低都會影響酶的活性(2)pH對酶活性的影響：①取8支潔凈的試管編號，分別加入等量新穎的肝臟研磨液。②用鹽酸或NaOH溶液調(diào)整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)。③分別滴加等量的過氧化氫溶液并搖勻。④用點燃但無火焰的衛(wèi)生香來檢測氧氣的生成狀況。3．溫度和pH對酶活性的影響下列是溫度和pH對酶活性的影響示意圖，請寫出其中某點或某段表示的含義。溫度(t/℃)酸堿度(pH)(1)P點：最適溫度；Q點：最適pH。(2)偏離P點或Q點：酶的活性降低。一、酶的高效性和專一性試驗驗證1．怎樣設計試驗驗證酶具有專一性？(寫出試驗思路)提示：(1)同一種反應物＋不同的酶→檢測反應物是否發(fā)生變化；(2)不同反應物＋同一種酶→檢測反應物是否發(fā)生變化。2．怎樣設計試驗驗證酶具有高效性？(寫出試驗思路)提示：(1)H2O2＋新穎肝臟研磨液→觀看產(chǎn)生氣泡的多少、大??；(2)H2O2＋Fe3＋→觀看產(chǎn)生氣泡的多少、大小。二、酶的作用條件較溫存1．溫度對酶活性的試驗探究分析教材P83～P84探究溫度對淀粉酶活性影響的試驗，思考下列問題：(1)分析試驗中哪個因素是自變量，哪些因素應當保持不變？提示：溫度是自變量，應把握淀粉溶液的量、淀粉酶的濃度和用量、水浴時間、混合物的pH和試驗步驟的操作挨次等全部其他條件不變。(2)該試驗可否用斐林試劑代替碘液？提示：由于斐林試劑與還原糖只有在水浴加熱至50℃～65℃時才消滅磚紅色沉淀，而該試驗需要嚴格把握溫度，故不宜用斐林試劑。2．影響酶活性的因素(1)認真閱讀教材P85內(nèi)容，總結出影響酶活性的因素有哪些？提示：溫度、pH、抑制劑或激活劑等。(2)甲、乙兩圖是溫度或pH對酶活性影響的數(shù)學模型。①觀看分析模型，推斷甲、乙兩圖中影響酶活性的因素分別是什么？說明推斷理由。提示：甲圖：溫度；低溫抑制酶的活性，不破壞酶分子結構，高溫破壞酶分子結構導致永久性失活。乙圖：pH。過酸、過堿都會導致酶分子結構被破壞，使酶活性永久性丟失。②分別分析甲、乙兩圖中AB段(或BA段)與BC段的含義。提示：a．甲圖eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(AB段：當溫度低于最適溫度時，酶活性隨溫度升,高而上升,BC段：當溫度高于最適溫度時，酶活性隨溫度升,高而降低甚至失活))b．乙圖eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(BA段：當pH低于最適pH時，酶活性隨pH降低,而降低，并最終失活,BC段：當pH高于最適pH時，酶活性隨pH上升,而降低，并最終失活))3．推斷下列說法是否正確(1)細胞生活的環(huán)境條件轉(zhuǎn)變，不會影響細胞內(nèi)酶的活性。(×)(2)細胞內(nèi)全部的酶都具有相同的最適溫度和最適pH。(×)(3)溫度、pH主要通過影響酶活性來影響酶促反應速率。(√)(4)酶濃度、反應物濃度通過反應物與酶的接觸是否充分來影響酶促反應速率。(√)影響酶促反應速率的因素1．酶濃度對酶促反應速率的影響(1)甲圖說明：在底物充分，其他條件適宜的狀況下，酶濃度與酶促反應速率成正相關。(2)丙圖說明：①酶與無機催化劑都具有催化力量，與無機催化劑相比，酶的催化效率更高，即酶具有高效性。②酶只會縮短達到化學平衡所需的時間，不轉(zhuǎn)變化學反應的平衡點。2．反應物濃度對酶促反應速率的影響通過乙圖示可看出：(1)加入酶A時，肯定范圍內(nèi)隨底物濃度的增加反應速率增加，當?shù)孜餄舛瘸^肯定范圍后反應速率不再轉(zhuǎn)變。(2)酶A會促進酶促反應進行，而酶B不會，說明酶具有專一性。3．溫度、pH、抑制劑或激活劑對酶促反應速率的影響(1)溫度、pH、抑制劑或激活劑通過影響酶活性對酶促反應速率起到影響作用。(2)溫度過高、過酸、過堿都會使酶分子結構遭到破壞，酶活性永久性失活，不行再恢復。(3)低溫僅抑制酶的活性，在適宜溫度范圍內(nèi)，上升溫度酶的活性恢復。(4)不同的酶最適溫度(或pH)不同。4．影響酶促反應速率的因素及其作用實質(zhì)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(溫度,pH,抑制劑或激活劑))\o(→,\s\up7(影響),\s\do5())酶活性,\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(酶濃度,底物濃度))\o(→,\s\up7(影響),\s\do5())酶與底物的接觸面積))eq\o(→,\s\up7(影響),\s\do5())酶促反應速率探究影響酶活性的因素1．試驗原理(1)溫度對酶活性的影響：①反應原理：eq\a\vs4\al(淀粉)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(碘),\s\do5(液)))eq\a\vs4\al(藍色)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(淀粉酶)))eq\a\vs4\al(麥芽糖)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(碘),\s\do5(液)))eq\a\vs4\al(不消滅藍色)②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，依據(jù)是否消滅藍色及藍色的深淺來推斷酶的活性。(2)pH對酶活性的影響：①反應原理：2H2O2eq\o(→,\s\up7(過氧化氫酶))2H2O＋O2(反應式)。②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的狀況來檢驗O2產(chǎn)生量的多少。2．試驗流程(1)溫度對酶活性的影響：序號試驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2把握不同的溫度條件60℃熱水(5分鐘)沸水(5分鐘)冰塊(5分鐘)3加入等量的新穎淀粉酶溶液1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5觀看試驗現(xiàn)象不消滅藍色(呈現(xiàn)碘液顏色)藍色藍色(2)pH對酶活性的影響：序號試驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的H2O2溶液2mL2mL2mL4觀看試驗現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生5將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方燃燒猛烈燃燒較弱燃燒較弱3.試驗結論溫度和pH都會影響酶的活性，酶活性的發(fā)揮需要較溫存的條件；溫度過高或過低、pH過大或過小都會影響酶的活性；過氧化氫酶在中性條件下活性最大。[特殊提示](1)試驗中所用酶的來源不同，則最適溫度也不同：若淀粉酶為市售的α－淀粉酶，其最適溫度為50℃～75℃；若淀粉酶來自人體組織細胞，則最適溫度為37℃左右。(2)試驗中操作步驟要規(guī)范：在探究溫度對酶活性影響的試驗中，操作過程中第一步與其次步不能顛倒；在探究pH對酶活性影響的試驗中，操作步驟其次步與第三步也不能顛倒挨次，否則在調(diào)整溫度或pH的過程中，酶會將淀粉或H2O2分解，導致試驗失敗。[例1](福建高考)大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)濟魚類。爭辯性學習小組嘗試對大菱鲆消化道中蛋白酶的活性進行爭辯。(1)查詢資料得知，18℃時，在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖1。由a圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是_____________________。圖1(2)資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15℃～18℃之間。學習小組假設：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃～18℃之間。他們設置15℃、16℃、17℃、18℃的試驗溫度，探究,)b三種酶的最適溫度。①探究試驗中以干酪素為底物。干酪素的化學本質(zhì)是________，可用________試劑鑒定。②胃蛋白酶試驗組和幽門盲囊蛋白酶試驗組的pH應分別把握在____________。③為了把握試驗溫度，裝有酶和底物的試管應置于________中以保持恒溫。單位時間內(nèi)________可以表示蛋白酶催化效率的凹凸。④試驗結果如圖2,，據(jù)此能否確認該假設成立？_____________________________。c理由是__________________________________________________________。圖2(3)爭辯還發(fā)覺大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工養(yǎng)殖投放的飼料d成分中要留意降低_______的比例，以削減對海洋的污染。[研析]本題以試驗情景考查酶的本質(zhì)、檢測和影響酶活性的因素等學問。具體解題過程如下：[審]——關鍵信息信息解讀a：分析圖1可知，胃蛋白酶的適宜pH為2，腸蛋白酶和幽門盲囊蛋白酶的適宜pH為8。在各自適宜的pH下，幽門盲囊蛋白酶的活性最高。信息解讀b：據(jù)設問(2)知試驗假設是大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃～18℃之間。為探究三種酶的最適溫度，設置15℃、16℃、17℃、18℃的試驗溫度。信息解讀c：據(jù)圖2顯示的試驗結果可知，在15℃～18℃之間，隨著溫度的上升，蛋白酶的活性始終在增加，沒有消滅拐點。信息解讀d：據(jù)設問(3)知大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低。[破]——聯(lián)系基礎設問(2)①可聯(lián)系：酶具有專一性。蛋白酶的作用底物是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應。設問(2)②可聯(lián)系：試驗中變量的把握。據(jù)信息b知此試驗溫度為自變量，pH等為無關變量，為了排解pH對試驗結果的影響，pH應為對應蛋白酶的最適值，胃蛋白酶最適pH為2，幽門盲囊蛋白酶和腸蛋白酶的最適pH為8。設問(2)③可聯(lián)系：試驗中變量的把握。為了把握溫度保持不變，底物和酶都應放在恒溫箱中保溫肯定時間后，然后混合。酶的催化效率可以用單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量來表示。設問(2)④可聯(lián)系：據(jù)信息c可知，隨著溫度的上升，蛋白酶的活性始終在增加，酶活性峰值未消滅，因此不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃～18℃之間。設問(3)可聯(lián)系：酶具有專一性。由信息d可知，大菱鲆對淀粉和脂肪的消化存在障礙。食物中淀粉和脂肪含量高，不能完全被消化，會造成海洋的有機物污染。[答]——解題規(guī)范(1)未留意到題干中的關鍵信息：三種酶都是蛋白酶，從而不能精確?????回答出干酪素的化學本質(zhì)。(2)不明確探究酶的最適溫度時，pH應把握在最適值，從而不能答出設問(2)中的第②小題。(3)誤把圖2中曲線的終點認為是曲線的峰值，把設問(2)中的第④小題錯答為假設成立。[答案](1)幽門盲囊蛋白酶(2)①蛋白質(zhì)雙縮脲②2和8③恒溫箱底物消耗量(或產(chǎn)物生成量)④不能據(jù)圖可知隨著溫度上升酶活性逐步上升，但酶活性峰值未消滅(3)淀粉、脂肪[例2]下面三個圖中的曲線是某爭辯小組圍繞探究H2O2分解條件而獲得的試驗結果。試回答下列有關問題：(1)圖1、2、3所代表的試驗中，試驗自變量依次為________、________、________。(2)依據(jù)圖1可以得出的試驗結論是______________________________________。(3)圖2曲線bc段產(chǎn)生的最可能緣由是_______________________________________。(4)依據(jù)你的理解，圖3曲線縱坐標最可能代表___________________________________。[解析]本題考查了與酶相關的曲線分析。(1)圖1中兩條曲線中一組加入過氧化氫酶，另一組加入Fe3＋，所以自變量為催化劑的種類，圖2、3中只有一條曲線，則橫坐標即為自變量。(2)圖1中兩條曲線對比，加過氧化氫酶的反應速率快，而并未轉(zhuǎn)變平衡點，說明酶具有高效性。(3)圖2中bc段反應速率不再變化，而H2O2是過量的，因此酶數(shù)量(濃度)是限制因素。(4)圖3中橫坐標為溫度，而曲線表示的含義與酶活性的曲線剛好相反，所以應表示反應物剩余量的多少。[答案](1)催化劑種類H2O2濃度溫度(2)酶的催化作用具有高效性(3)反應受過氧化氫酶數(shù)量(濃度)的限制(4)溶液中H2O2的剩余量有關曲線分析的方法步驟第一步：明確橫、縱坐標的含義，一般狀況下橫坐標為自變量，縱坐標為因變量。其次步：分析曲線中的起點、關鍵點，如圖2中b點所表示的含義，并分析出橫縱坐標的關系。第三步：坐標系中有多條曲線時，應從兩方面進行分析：①當橫坐標相同時，對應的縱坐標兩者之間的關系。②當縱坐標相同時，對應的橫坐標兩者之間的關系，如大小等。綜合分析多條曲線說明的問題及幾者之間的關系，歸納得出結論。[課堂歸納][網(wǎng)絡構建]填充：①無機催化劑②一種或一類③最高④明顯降低[關鍵語句]1．酶的特性是高效性、專一性和作用條件的溫存性。2．酶具有高效性的緣由是：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。3．過酸、過堿或溫度過高，都會使酶因空間結構破壞而失活。4．在肯定的低溫下，酶的活性低，但空間結構穩(wěn)定，并未失活，在適宜溫度下酶的活性可上升。1．(海南高考)關于溫度對酶活性影響的敘述，錯誤的是()A．不同酶的最適溫度可能相同B．隨著溫度降低，酶促反應的活化能下降C．酶活性最高時的溫度不適合該酶的保存D．高溫下酶失活是酶空間結構破壞的結果解析：選B不同酶的最適溫度可能相同，也可能不同。在肯定的溫度范圍內(nèi)隨著溫度的降低，酶的活性下降，而酶促反應的活化能是不會降低的。酶應保存在低溫環(huán)境下。高溫、強酸、強堿都能破壞酶的空間結構。2．紡織工業(yè)上的褪漿工序常用兩種方法：化學法，需用NaOH7克/升～9克/升，在70℃～80℃條件下作用12小時，褪漿率僅為50%～60%；加酶法，用少量細菌淀粉酶，在適宜溫度時只需5分鐘，褪漿率達100%，這一事實說明()A．酶具有多樣性B．酶具有高效性C．酶具有專一性D．酶具有溶解性解析：選B由題意可知，少量淀粉酶比NaOH褪漿所用時間短得多，褪漿率高得多，說明酶具有高效性。3．下列關于酶催化特性的敘述，正確的是()A．低溫降低分子運動速率，抑制酶的活性B．高溫激發(fā)酶的活性，提高酶促反應速率C．增大底物的濃度，酶促反應速率可以持續(xù)上升D．增加酶的物質(zhì)量，酶促反應的產(chǎn)物量隨之增加解析：選A低溫降低分子運動速率，從而抑制酶的活性；溫度過高使酶失活，可降低酶促反應速率；增大底物的濃度，酶促反應速率還受酶濃度的影響。4．下面是酶活性受pH影響的示意圖，其中正確的是()解析：選A酶活性受pH的影響，在最適pH時，酶活性最高，pH過低或過高，酶分子結構受到破壞，酶活性丟失，不行恢復；在最適pH范圍內(nèi)，酶活性隨pH增大而增加，超過了最適pH，酶活性隨pH增大而降低。5．將胃蛋白酶溶液的pH由1.5調(diào)高至12的過程中，其催化活性表現(xiàn)為圖中的(縱坐標代表催化活性，橫坐標代表pH)()解析：選B胃蛋白酶的最適宜pH范圍是1.5～2.2，當pH調(diào)至12過程中，酶分子結構漸漸被破壞，酶活性漸漸丟失，最終會完全丟失活性。6．下列A、B、C三圖表示酶濃度肯定時，反應速率和反應物濃度、溫度、pH的關系，請據(jù)圖回答下列問題。(1)圖A中，反應物達到某一濃度時，反應速率不再上升，其緣由是__________________。(2)圖B中，b點對應的溫度稱___________________________________________。(3)圖C中，c點到d點的曲線急劇下降，其緣由是______________________。(4)將裝有酶與反應物的甲、乙兩支試管分別放入12℃和75℃的水浴鍋中，20min后取出，轉(zhuǎn)入37℃的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)的反應狀況分別是：甲：________，乙________。解析：(1)反應物濃度通過增加與酶的接觸面積，加快酶促反應速率，圖A中曲線表明在反應物濃度較低時，酶有剩余，隨反應物濃度增加，反應速率加快，當全部酶分子全部參與催化反應中后，再增加反應物濃度，酶促反應速率不再增加。(2)溫度通過影響酶的活性影響酶促反應速率，圖B中曲線的b點酶活性最強，此點對應的溫度是酶的最適溫度。(3)圖C中曲線的c點酶活性最強，此點對應的pH是該酶的最適pH，超過最適pH，酶活性隨pH增大而減弱，由于過酸或過堿都會使酶分子結構受到破壞，導致酶活性永久失活，不行再恢復。(4)高溫時酶分子結構被破壞，酶活性永久性丟失，不行再恢復，低溫時，只是抑制了酶的活性，當溫度升至最適溫度時，其活性恢復。所以甲試管中反應速度加快，乙試管中反應不能進行。答案：(1)受反應液中酶濃度的限制(2)酶反應的最適溫度(3)pH上升，酶活性下降(4)速度加快不反應(時間：25分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題3分，共21分)1．下列關于酶的敘述，錯誤的是()A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中B．低溫能降低酶活性的緣由是其破壞了酶的空間結構C．酶通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速率D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物解析：選B有些酶是生命活動所必需的，如呼吸作用有關的酶在分化程度不同的細胞中都存在，A正確；導致酶空間結構發(fā)生破壞變形的因素有：過酸、過堿、高溫等，低溫只能降低酶的活性，不會破壞其空間結構，B錯誤；酶的作用實質(zhì)即為降低化學反應所需的活化能從而提高反應速率，C正確；酶是蛋白質(zhì)或者RNA，本身是催化劑，也可作為底物被蛋白酶或者RNA酶降解，D正確。2．如圖表示一個酶促反應，它所能反映酶的一個特性和A、B、C最可能的物質(zhì)依次是()A．高效性蛋白酶蛋白質(zhì)多肽B．專一性麥芽糖酶麥芽糖葡萄糖C．專一性淀粉酶淀粉麥芽糖D．高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸解析：選C由圖示可知，圖中A在反應前后不變化，則可推斷是酶分子，B是反應物，C是產(chǎn)物；反應物與酶分子上的特有結構相吻合，說明酶具有專一性。圖示中產(chǎn)物是有兩個小分子組成的物質(zhì)，而B是由多個小分子單位組成的大分子，由此可推斷B可能是淀粉，C是麥芽糖，A則是淀粉酶。3．如圖表示酶活性與溫度的關系。下列敘述正確的是()A．當反應溫度由t2調(diào)到最適溫度時，酶活性下降B．當反應溫度由t1調(diào)到最適溫度時，酶活性上升C．酶活性在t2時比t1高，故t2時更適合酶的保存D．酶活性在t1時比t2低，表明t1時酶的空間結構破壞更嚴峻解析：選B本題曲線表示了酶活性隨溫度變化而變化的規(guī)律。隨著溫度的上升，酶活性漸漸上升，當達到肯定溫度后，溫度連續(xù)上升，酶活性反而下降，其中酶活性最高時所對應的溫度稱為最適溫度。反應溫度由t1調(diào)到最適溫度(也就是由低溫調(diào)整到最適溫度)時，酶活性上升。保存酶時應當選擇低溫保存。t1時酶活性受到抑制，但酶的空間結構沒有被破壞。4．將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入一容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于37℃的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是()A．唾液淀粉酶、淀粉、胃淀粉酶、水B．唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水D．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水解析：選C不同的酶具有不同的最適pH，唾液淀粉酶的最適pH約為7左右，胃蛋白酶的最適pH在2.0左右，酶在過酸或過堿條件下，都會永久性失活，不行恢復；依據(jù)題意可知，將混合液調(diào)至pH＝2.0時，唾液淀粉酶完全丟失活性，其本質(zhì)又是蛋白質(zhì)，因此在胃蛋白酶作用下，被分解成多肽，所以在溶液中最終會有淀粉、胃蛋白酶、多肽和水存在。5．如圖表示某酶促反應反應物剩余量隨pH及溫度的變化曲線，下列敘述不正確的是()A．該酶的最適溫度是35℃左右B．隨著pH的上升，酶的活性先降低后增大C．隨著溫度的上升，酶的最適pH不變D．酶的活性受溫度和pH影響解析：選B圖中反應物剩余量最少時酶活性最強，由此可看出酶的最適pH是8，不同溫度下同一種酶的最適pH不變；比較4條曲線在同一pH下，35℃時的曲線反應物剩余量最少，由此說明該酶的最適溫度在35℃左右。觀看在某一固定溫度下的曲線，反應物呈現(xiàn)出先下降，后上升的變化趨勢，說明酶的活性在最適pH范圍內(nèi)隨pH上升而增加，超過了最適pH范圍，則隨pH上升而減弱。6．人體胃蛋白酶的最適pH為2.0，某同學將胃蛋白酶溶液的pH從10.0調(diào)至2.0，此時胃蛋白酶的活性將()A．不斷上升B．沒有活性C．先升后降D．先降后升解析：選B每種酶都有一個最適pH，此時活性最強，若所處的環(huán)境過酸或過堿均會使酶分子結構遭到破壞，從而失活。胃蛋白酶的最適pH為2.0，當其處于pH為10.0的溶液中時，已失去活性。7．圖中的新穎土豆片與H2O2接觸后，產(chǎn)生的現(xiàn)象及推想錯誤的是()A．若有大量氣體產(chǎn)生，則可推想新穎土豆片中含有過氧化氫酶B．若增加新穎土豆片的數(shù)量，則量筒中產(chǎn)生氣體的速度加快C．一段時間后氣體量不再增加是由于土豆片的數(shù)量有限D(zhuǎn)．為保證明驗的嚴謹性，需要把握溫度等無關變量解析：選C土豆片中的過氧化氫酶能重復利用，只要有H2O2，反應就能進行，氣體量不再增加的緣由是H2O2已分解完。二、非選擇題(共29分)8．(14分)如圖表示的是在最適溫度下，反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。(1)酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其本質(zhì)絕大多數(shù)是________，少數(shù)是________。酶的作用機理是________________________。與無機催化劑相比，酶的特點是____________、____________、____________。(2)請解釋在A、B、C三點時該化學反應的狀況。隨著反應物濃度的增加，反應速率加快，在________達到最高，限制反應速率連續(xù)增高的緣由是____________________________________________________________________。(3)若此反應是唾液淀粉酶水解淀粉的反應，最適溫度是37℃，如果溫度降低30度，最大反應速率比圖中B點高還是低？________________________。若反應速率達到B點時，溫度上升30度，B點的反應速率會有什么變化________________________。解析：(1)酶的本質(zhì)大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，酶具有催化作用，其作用機理是能夠降低化學反應的活化能；與無機催化劑相比，酶具有高效性、專一性和反應條件溫存的特點。(2)由圖中曲線可知，A點時，由于反應底物濃度較低，此時酶有剩余，反應速率較慢；B、C點時，反應速率達到最高，此時反應底物濃度再增加，反應速率不再增加，受到酶濃度或數(shù)量的限制。(3)低溫抑制酶的活性，高溫破壞酶分子結構，酶活性永久性失活，不行恢復，所以酶活性在最適溫度范圍內(nèi)，隨溫度上升而增加，超過最適溫度，酶活性隨溫度上升而降低。答案：(1)蛋白質(zhì)RNA降低化學反應活化能高效性專一性反應條件溫存(2)B點酶的數(shù)量有限(3)低反應速率降為09．(15分)以下是某同學關于酶特性的試驗操作步驟，請依據(jù)要求回答：步驟操作方法試管甲乙1注入可溶性淀粉溶液2mL—2注入蔗糖溶液—2mL3注入斐林試劑2mL2mL4注入新穎的某種酶溶液2mL2mL5酒精燈隔水加熱2min6觀看現(xiàn)象AB(1)甲、乙兩支試管內(nèi)各物質(zhì)的量要求相同的目的是。(2)若該試驗的目的是驗證酶作用的專一性，則步驟4可以選用________或________兩種不同類別的酶。(3)假如按上述步驟進行操作，分析A、B可能消滅的現(xiàn)象及緣由。現(xiàn)象：_________________________________________________________________。緣由：____________________________________________________________________。(4)消滅(3)中現(xiàn)象的緣由是該試驗步驟中存在明顯的缺陷，請寫出正確的操作步驟。(用上表中數(shù)字表示，需增加的步驟用文字表達)______________________________________。解析：本試驗驗證的是酶的專一性，可設置同一種酶作用于不同的底物，通過底物被分解來驗證，因此可選用淀粉酶或蔗糖酶；由于斐林試劑中含有NaOH，在反應前先加斐林試劑，會對酶活性造成影響。酶與底物結合需要肯定的時間，加入酶后馬上加熱，可能使酶因高溫而失活，從而不能充分催化反應。答案：(1)為排解物質(zhì)的量這一無關變量的不同對試驗結果的影響，便于結果分析(2)蔗糖酶淀粉酶(3)現(xiàn)象：可能A、B都不形成磚紅色沉淀緣由：①先加斐林試劑再加酶，斐林試劑可能影響酶活性；②加入酶溶液后，直接加熱，既可能使酶不能充分催化反應，又可能使酶失活而無催化作用(4)1→2→4→適宜溫度條件下，保溫5min→3→5→6[學問歸納整合]一、酶濃度對酶促反應速率的影響1．甲圖說明在底物充分、其他條件適宜的狀況下，酶濃度與酶促反應速率成正相關。2．乙圖說明(1)與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。(2)酶只會縮短達到化學平衡所需的時間，不轉(zhuǎn)變化學反應的平衡點。二、反應底物濃度對酶促反應速率的影響通過圖示可以看出：1．加入酶A時，肯定范圍內(nèi)隨底物濃度的增加反應速率增加，當?shù)孜餄舛瘸^肯定范圍后反應速率不再轉(zhuǎn)變。2．酶A會促進酶促反應的進行，而酶B不會，說明酶具有專一性。三、pH和溫度對酶活性的影響1．甲圖說明(1)在最適pH時，酶的催化作用最強，高于或低于最適pH，酶的催化作用將減弱。(2)過酸過堿都會使酶失活。(3)不同的酶最適pH不同。2．乙圖說明(1)在肯定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的上升，酶的催化作用增加，超過這一范圍酶催化作用將減弱。(2)低溫只會抑制酶的活性，而高溫會使酶失活。3．丙圖說明反應溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。[強化針對訓練]1．如圖表示不同溫度下酵母菌發(fā)酵時單位時間內(nèi)的氣體產(chǎn)生量與反應時間的關系。由圖分析可知()A．隨反應時間延長氣體產(chǎn)量均下降B．發(fā)酵的最適溫度在30℃～40℃C．溫度達到50℃時酶活性漸漸減弱D．此發(fā)酵過程中的最適pH為7解析：選C由圖知，20℃、30℃、40℃下從30min左右后，氣體的產(chǎn)量幾乎不再轉(zhuǎn)變；發(fā)酵的最適溫度應在40℃～50℃之間；從圖中不能得出D選項結論。2．如圖表示溫度或pH對酶活性的影響，據(jù)圖分析，下列選項中錯誤的是()A．據(jù)a可知，以植物蛋白酶制劑為主要成分的松肉粉不宜與醋同用B．制作黃桃罐頭時需進行蒸煮處理，其依據(jù)的原理如c所示C．如a、c所示，低溫、高溫導致酶活性下降的原理是相同的D．唾液淀粉酶隨食糜入胃后，其活性會隨著pH的轉(zhuǎn)變而消滅b→a的變化解析：選C植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.5～6.5之間，因此松肉粉不宜與醋同用；制作罐頭時加熱可使酶失活，利于糖類等物質(zhì)的保存；胃內(nèi)的pH為1.0～2.2，會導致唾液淀粉酶活性降低；高溫破壞酶分子的結構，低溫僅抑制酶的活性，而酶結構保持穩(wěn)定。3．某同學爭辯溫度和pH對某酶促反應速率的影響，得到如圖所示的曲線。下列分析正確的是()A．該酶催化反應的最適溫度為35℃左右，最適pH為8B．當pH為8時，影響反應速率的主要因素是底物濃度和酶濃度C．隨pH上升，該酶催化反應的最適溫度也漸漸上升D．當pH為任一固定值時，試驗結果都可以證明溫度對反應速率的影響解析：選A通過分析曲線可知，該酶催化反應的最適溫度為35℃左右，最適pH為8。由坐標曲線可知，當pH為8時，影響反應速率的主要因素是溫度；要想證明溫度對反應速率的影響，最好使pH在最適值時進行。4．影響酶催化反應速率的因素有溫度、反應物濃度、酶的濃度等。如圖表示在最適溫度下，某種酶的催化反應速率與反應物濃度之間的關系。有關說法正確的是()A．若在b點增加酶的濃度，反應速率會減慢B．若在a點提高反應溫度，反應速率會加快C．若在c點增加反應物濃度，反應速率將加快D．若在a點增加反應物濃度，反應速率將加快解析：選D影響反應速率的因素很多，有溫度、反應物濃度、酶的濃度等。圖中所給出的影響因素為反應物濃度，在b、c兩點時反應物濃度較高，不再是反應速率的限制因素，在c點時增加反應物濃度不能提高反應速率，但提高酶的濃度會使反應速率提高；a點時底物濃度較低是限制因素，所以提高底物濃度會提高反應速率。5．某同學在爭辯化合物P對淀粉酶活性的影響時，得到如圖所示的試驗結果。下列有關敘述不正確的是()A．在肯定范圍內(nèi)，底物濃度影響著酶促反應速率B．曲線①作為對比試驗C．P對該酶的活性有抑制作用D．若反應溫度不斷上升，則A點持續(xù)上移解析：選D本試驗要探究化合物P對淀粉酶活性的影響，則不加化合物P的為對比組；分析曲線圖可知，曲線①的反應速率比曲線②的大，說明化合物P對該酶的活性有抑制作用；在肯定范圍內(nèi)，隨溫度的上升酶的活性上升，反應速率增大，但超過最適溫度，隨溫度的上升，酶的活性降低，反應速率減慢。6．圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝b時H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時間的變化。若該酶促反應過程中轉(zhuǎn)變某一初始條件，以下敘述正確的是()A．溫度降低時，e點不移，d點右移B．H2O2量增加時，e點不移，d點左移C．pH＝c時，e點為0D．pH＝a時，e點下移，d點左移解析：選A溫度降低時，酶活性下降，反應變慢，生成的氧氣量不變，e點不移，達到平衡的時間變長，d點右移。H2O2量增加時，生成的氧氣量增多，e點上移，反應時間變長，d點右移。pH＝c時，酶失活，反應無酶催化仍能進行，e點不為0。pH＝a時酶活性下降，e點不移，d點右移。7．圖甲表示溫度對淀粉酶活性的影響；圖乙是將肯定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麥芽糖積累量隨溫度(時間)變化的狀況。下列說法中錯誤的是()A．T0表示淀粉酶催化反應的最適溫度B．圖甲中，Ta、Tb時淀粉酶催化效率都很低，但對酶活性的影響有本質(zhì)的區(qū)分C．圖乙中Tb到Tc的曲線表明隨溫度的上升，麥芽糖積累量不再上升，酶的活性已達到最大D．圖乙中A點對應的溫度為T0解析：選C圖乙中Tb到Tc的曲線表明隨溫度的上升，麥芽糖積累量不再上升，由于溫度過高，酶已失活，反應停止。8．如圖表示在適宜條件下，等量的過氧化氫經(jīng)不同處理后生成物的量與時間的關系曲線(①加入2滴過氧化氫酶，②加入2滴Fe3＋，③加入2滴蒸餾水)，請分析推斷下列結論正確的是()A．據(jù)圖分析可知，反應速率大小是①＜②＜③B．①與②相比，得出的結論是酶具有催化作用C．①與③相比，得出的結論是酶具有高效性D．酶和無機催化劑只能縮短達到平衡的時間，不轉(zhuǎn)變化學反應的平衡點解析：選D據(jù)圖分析可知，①～③反應速率為③＜②＜①；結合教材試驗的設計思路和曲線的含義，很簡潔得出B、C兩項的結論是錯誤的，兩者的結論顛倒了。9．請針對下列酶的有關曲線回答問題：(1)圖1表示人體內(nèi)某種酶在適宜的溫度和pH條件下，作用于肯定量的底物時，生成物量與反應時間的關系。在140min后，曲線變成水平，這是由于____________。若其他條件不變，將該酶的濃度增加一倍，請在原圖上畫誕生成物量變化的曲線。(2)圖2表示該酶促反應速率與底物濃度的關系。若酶量增加一倍，曲線應如何變化？請在圖中畫出。(3)圖3可以表示人體________(填序號)在37℃條件下酶促反應速率與pH的關系。A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶C．胰脂肪酶D．呼吸氧化酶解析：(1)在溫度和pH適宜的條件下，140min后，生成物量不再增加可能是底物消耗完畢，若在其他條件不變的狀況下，將酶的量增加一倍，則反應會加快，達到平衡的時間會提前，但生成物量與未增加前的最大值全都(圖1)。(2)在其他條件保持適宜時，酶量增加一倍時，反應速率會加快，達到最大反應速率時的底物濃度高于增加酶量前(圖2)。(3)由曲線可知：該種酶達到最大反應速率時pH約為2，故該種酶為胃蛋白酶。答案：(1)底物量肯定，底物已經(jīng)被消耗盡如圖所示(2)如圖所示(3)B一、ATP的結構與特點1．ATP的結構(1)ATP的中文名稱：三磷酸腺苷。(2)依據(jù)ATP分子結構簡式，寫出其中字母所代表的含義。A：腺苷，T：三個，P：磷酸基團，～：高能磷酸鍵。2．結構特點(1)ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，含有兩個高能磷酸鍵。(2)ATP化學性質(zhì)不穩(wěn)定：在有關酶的作用下，遠離腺苷的高能磷酸鍵易水解，釋放出大量能量。3．ATP的功能直接給細胞的生命活動供應能量。二、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化1．相互轉(zhuǎn)化的反應式：。2．相互轉(zhuǎn)化特點(1)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生，且處于動態(tài)平衡之中。(2)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應機制，是生物界的共性。3．合成ATP的能量來源(1)動物、人、真菌和大多數(shù)細菌：呼吸作用。(2)綠色植物：呼吸作用、光合作用。4．ATP釋放的能量來源：ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵。三、ATP的利用1．實例2．ATP是細胞內(nèi)流通的能量“通貨”(1)吸能反應一般與ATP的水解相聯(lián)系。(2)放能反應一般與ATP的合成相聯(lián)系。(3)能量通過ATP在吸能和放能反應之間循環(huán)流通。一、ATP分子結構閱讀教材P88第一、二自然段，觀看左欄相關信息，回答下列問題：1．ATP的元素組成有哪些？提示：C、H、O、N、P。2．ATP分子是怎樣儲存能量的？提示：主要通過兩個高能磷酸鍵儲存能量。3．ATP分子在酶的作用下水解掉兩分子磷酸后形成的物質(zhì)是什么？利用圖示表示出其結構。提示：腺嘌呤核糖核苷酸；圖示如下：二、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化1．教材問題探討分析認真閱讀教材P88～P89相關文字，觀看圖5－5、5－6思考并爭辯下列問題：(1)ATP分子具有什么特點？提示：遠離腺苷的高能磷酸鍵易水解和重建。(2)ATP在細胞內(nèi)能大量儲存嗎？它是怎樣來滿足細胞生命活動對能量需求的？提示：不能。通過ATP與ADP時刻不停地發(fā)生相互轉(zhuǎn)化供應了穩(wěn)定的能量供應機制。2．推斷下列說法是否正確(1)ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化過程中的能量來源是相同的。(×)(2)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的反應是一個可逆反應。(×)(3)全部生物細胞內(nèi)ATP合成所需要的能量都來自于細胞呼吸分解有機物所釋放的能量。(×)三、ATP的利用推斷下列說法是否正確1．細胞內(nèi)的化學反應都是吸能反應。(×)2．能量是通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環(huán)流通的。(√)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化1．圖示2．分析(1)光合作用和呼吸作用等放能反應與ATP的合成相聯(lián)系，呼吸作用中釋放的能量一部分儲存在ATP中，另一部分以熱能的形式散失。(2)主動運輸?shù)任芊磻cATP的分解相聯(lián)系，所以ATP是直接供能物質(zhì)。(3)ATP在生物體內(nèi)含量很低，但是ATP與ADP在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化格外快速，從而使細胞內(nèi)ATP的含量總是處于動態(tài)平衡中。3．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不行逆的過程反應式ATP→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP→ATP類型水解反應合成反應條件水解酶合成酶場所活細胞內(nèi)多種場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體能量轉(zhuǎn)化放能儲能能量來源高能磷酸鍵呼吸作用、光合作用能量去向用于各項生命活動儲存于ATP中[特殊提示](1)ATP≠能量：ATP是一種高能磷酸化合物，是與能量有關的一種物質(zhì)，不能將兩者等同起來。(2)細胞中ATP的含量并不多：ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，但它在細胞中的含量很少。ATP與ADP時刻不停地進行相互轉(zhuǎn)化，這是細胞的能量供應機制。[例1]下列關于ATP分子的敘述，錯誤的是()A．ATP中含有一個核糖和一個含氮堿基B．ATP脫去全部高能磷酸鍵后就是ADPC．ATP中的兩個高能磷酸鍵儲存有大量能量D．ATP斷裂了全部高能磷酸鍵后可作為合成核糖核酸的基本原料[解析]ATP由一分子腺苷和3分子磷酸基團組成，一分子腺苷包括一分子核糖和一分子腺嘌呤。當ATP脫去全部高能磷酸鍵后就是AMP，AMP為腺嘌呤核糖核苷酸，可作為合成核糖核酸的基本原料。[答案]B[例2]在活細胞中，下列循環(huán)過程永不停止地進行著，請運用所學的學問，分析完成M和N循環(huán)中的有關問題：(1)作為生物體生命活動的直接能源物質(zhì)是________，其分子結構簡式為____________，在②過程中，是由于______________________鍵斷裂而釋放出能量。(2)在綠色植物體內(nèi)與①相應的生理活動是在細胞內(nèi)的細胞質(zhì)基質(zhì)、________和________中進行的。(3)A1和A2具有____________作用，在圖中它們的作用分別是______________________。(4)在呼吸作用中，應當進行________過程，能量來自____________________。(5)根吸取無機鹽離子過程中，應當進行________過程，能量用于____________________。[解析](1)由圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關系可知，M是ATP，N是ADP。ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，ATP水解時遠離A的那個高能磷酸鍵易斷裂。ATP的水解和合成分別是由水解酶和合成酶催化。(2)反應①過程是細胞合成ATP的過程，在綠色植物細胞內(nèi)合成ATP的主要部位是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。(3)反應①和②過程中的酶不同，①為合成酶，②為水解酶，在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中起催化作用。(4)呼吸作用過程中應當進行的是①過程(即ATP的合成)，所需能量來自有機物的分解釋放的能量。(5)根細胞吸取無機鹽離子的方式是主動運輸。主動運輸需消耗代謝所產(chǎn)生的能量，故應進行②過程。[答案](1)MA－P～P～P遠離A的高能磷酸(2)線粒體葉綠體(3)催化催化ATP的合成和水解(4)①糖類等有機物分解釋放的能量(5)②主動運輸生物體內(nèi)的能源物質(zhì)總結(1)能源物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、ATP；(2)主要能源物質(zhì)：糖類；(3)儲能物質(zhì)：脂肪、淀粉(植物細胞)、糖原(動物細胞)；(4)主要儲能物質(zhì)：脂肪；(5)直接能源物質(zhì)：ATP；(6)最終能量來源：太陽能。[課堂歸納][網(wǎng)絡構建][關鍵語句]1．ATP的結構簡式是A－P～P～P，其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基團，“～”代表高能磷酸鍵。2．一個ATP分子中有1個腺苷，3個磷酸基團，其中含有2個高能磷酸鍵。3．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應式是ATPeq\o(,\s\up7(酶),\s\do5(酶))ADP＋Pi＋能量4．細胞內(nèi)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是生物界的共性。5．動物、人、真菌等合成ATP的途徑是呼吸作用。6．綠色植物合成ATP的途徑是光合作用和呼吸作用。7．ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)。1．ATP的結構簡式可以簡寫成()A．A－P－P～PB．A－P～P～PC．A～P～P－PD．A～P～P～P解析：選BATP的結構簡式是腺苷與第一個磷酸基團通過一般化學鍵連接，三個磷酸之間是通過兩個高能磷酸鍵連接的。2．海洋中的鮟鱇魚有發(fā)光現(xiàn)象，其光能由()A．電能轉(zhuǎn)變而來B．ATP轉(zhuǎn)化成ADP時釋放的化學能轉(zhuǎn)變而來C．熱能轉(zhuǎn)變而來D．有機物進行氧化分解釋放的機械能轉(zhuǎn)變而來解析：選B生物各項生命活動所需要的直接能源來自于ATP的水解釋放。3．下面是ATP在酶的作用下水解后的產(chǎn)物及釋放能量，表述正確的是()A．A－P～P＋Pi＋能量B．A－P－P＋Pi＋能量C．A～P－P＋Pi＋能量D．A～P～P＋Pi＋能量解析：選AATP在酶的作用下水解生成ADP和磷酸，同時釋放出能量。ATP水解時，遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，失去一分子磷酸，生成的ADP中有一個一般化學鍵和一個高能磷酸鍵。4．下列對ATP的敘述中，錯誤的是()A．遠離A的高能磷酸鍵簡潔水解B．只在光合作用中產(chǎn)生C．ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化D．生命活動的直接供能物質(zhì)解析：選BATP分子中，遠離腺苷的高能磷酸鍵易水解斷裂，釋放出能量；細胞內(nèi)通過ATP與ADP快速相互轉(zhuǎn)化，供應了穩(wěn)定的供能環(huán)境；ATP是生物生命活動的直接能源物質(zhì)；ATP在呼吸作用和光合作用過程中都能合成。5．ATP在細胞內(nèi)的含量及其生成速度分別為()A．很多、很快B．很少、很慢C．很多、很慢D．很少、很快解析：選DATP在細胞內(nèi)含量很少，通過ATP與ADP快速的相互轉(zhuǎn)化供應穩(wěn)定的供能環(huán)境。6．如圖是有關ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的主要來源示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)1分子ATP中含有________個高能磷酸鍵。(2)圖中的a、b代表的生理過程分別是________、________。(3)若動物和人產(chǎn)生的能量可以用于c，則c指________。(4)在動物肌細胞中，進行②反應時，釋放的能量來自______________________。(5)①②反應進行時所需要的酶____________(選填“相同”或“不同”)，緣由是________________________________________________________________________。解析：(1)每個ATP分子中三個磷酸基團之間形成了2個高能磷酸鍵。(2)圖中a表示動植物都能進行的產(chǎn)能過程即呼吸作用，綠色植物還能通過光合作用產(chǎn)能，所以b為光合作用。(3)c過程是指ATP水解產(chǎn)生的能量，它用于各項生命活動。(4)動物肌細胞中，②過程產(chǎn)生的能量來自于ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵的斷裂。(5)反應①②中酶是不同的，由于它是兩個不同的反應且酶具專一性，而且其作用的場所不同。答案：(1)2(2)呼吸作用光合作用(3)生命活動(4)遠離腺苷的高能磷酸鍵中的化學能(5)不同①和②是兩個不同的反應，而酶具有專一性(時間：25分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題3分，共24分)1．若ATP脫去了兩個磷酸基團，該物質(zhì)就是組成RNA的基本單位之一，其名稱及所含的高能磷酸鍵數(shù)目為()A．腺嘌呤核糖核苷酸，0B．鳥嘌呤核糖核苷酸，1C．胞嘧啶核糖核苷酸，0D．尿嘧啶核糖核苷酸，1解析：選AATP分子含有3個磷酸基團，2個高能磷酸鍵。ATP水解時，遠離“A”的那個高能磷酸鍵斷裂，脫去一個磷酸基團形成ADP。ADP分子中含有2個磷酸基團，一個高能磷酸鍵。ADP分子脫去一個磷酸基團時，伴隨著一個高能磷酸鍵的斷裂，因此，ADP分子脫去一個磷酸基團后形成的化合物中高能磷酸鍵的數(shù)目為零。形成的化合物為腺嘌呤核糖核苷酸。2．科學家爭辯發(fā)覺，向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收縮；向同一條肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就發(fā)生明顯的收縮。這說明()A．葡萄糖是能源物質(zhì)B．ATP是能源物質(zhì)C．葡萄糖是直接能源物質(zhì)D．ATP是直接能源物質(zhì)解析：選D向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快消滅明顯的收縮，而滴加葡萄糖溶液則不消滅收縮現(xiàn)象，說明ATP是直接能源物質(zhì)，而葡萄糖不是。3．在綠色植物進行“AD