2019高考生物二轮复习 专题二 细胞的代谢（课件+学案+练习）（打包6套）.zip

1第一讲 代谢中的酶和 ATP[考纲要求] 1．酶在代谢中的作用(Ⅱ) 2.ATP 在能量代谢中的作用(Ⅱ)[知识主干·系统联网] 理基础 建网络 回扣关键知识授课提示：对应学生用书第 22 页■高考必背——记一记1．酶的作用、本质与特点(1)酶具有催化作用，其作用原理是降低化学反应的活化能。(2)同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。(3)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。2．影响酶促反应速率的因素(1)温度和 pH：通过影响酶活性来影响酶促反应速率。(2)底物充足、其他条件适宜：酶浓度与酶促反应速率呈正相关。(3)酶浓度一定、其他条件适宜：随底物增加，酶促反应速率先加快后稳定。3．与酶相关实验的 2 个注意事项(1)验证酶专一性实验的检测试剂底物为淀粉和蔗糖时，检测试剂应为斐林试剂，不能用碘液。因为碘液不能检测蔗糖2是否水解。(2)探究酶活性最适温度实验的底物和检测试剂①底物：不能为过氧化氢。因为温度影响过氧化氢分解。②检测试剂：底物为淀粉时，检测试剂应为碘液，不能用斐林试剂。因为斐林试剂需要加热，会影响自变量。4．细胞中产生 ATP 的生理过程是呼吸作用和光合作用，产生 ATP 的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。光合作用的光反应过程中，光能转换为活跃的化学能储存在 ATP 中，光反应中产生的 ATP 只用于暗反应。■易混易错——判一判1．判断下列有关酶的叙述的正误(1)唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度是 37℃。(2017·全国卷Ⅱ)(×)(2)在细胞中，核外没有参与 DNA 合成的酶。(2017·全国卷Ⅱ)(×)(3)叶绿体的类囊体膜上存在催化 ATP 合成的酶。(2018·全国卷Ⅰ)(√)(4)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与。(2016·江苏卷)(√)(5)发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。(×)(6)口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。(√)2．判断下列有关 ATP 叙述的正误(1)ATP 能在神经元线粒体的内膜上产生。(2016·全国卷Ⅰ)(√)(2)DNA 与 ATP 中所含元素的种类相同。(2015·全国卷Ⅰ)(√)(3)ATP 水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(√)(4)在生物体的活细胞内 ATP 与 ADP 的转化只能单向进行。(×)[高频考点·融会贯通] 析考点 做题组 攻破热点难点授课提示：对应学生用书第 23 页考点一 ATP 在能量代谢中的作用[真题试做·明考向]1．(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是( )3A．磷酸是光反应中合成 ATP 所需的反应物B．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D．病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量解析：光反应中合成 ATP 的原料是 ADP 和磷酸，A 正确；叶绿素吸收光能的过程不需要酶的参与，B 正确；人体在剧烈运动时所需要的能量是由葡萄糖通过呼吸作用产生的，人体细胞无氧呼吸的过程中产生了乳酸，乳酸不能直接分解供能，C 错误；病毒核酸的复制是在宿主细胞中完成的，该过程所需的能量、原料均来自于宿主细胞，D 正确。答案：C2．(2016·高考北京卷)葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由 ADP 转化为 ATP 的过程( )A．在无氧条件下不能进行 B．只能在线粒体中进行C．不需要能量的输入 D．需要酶的催化解析：酵母菌是兼性厌氧型真菌，既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，无论是哪种呼吸方式都存在着由 ADP 转化为 ATP 的过程(即 ADP＋Pi＋能量 ATP)，需要― ― ― ― ― →ATP合 成 酶 ATP 合成酶的催化，A、C 错误，D 正确；酵母细胞的无氧呼吸发生在细胞质基质中，B 错误。答案：D3．(2015·高考海南卷)ATP 是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于 ATP 的叙述，错误的是( )A．酒精发酵过程中有 ATP 生成B．ATP 可为物质跨膜运输提供能量C．ATP 中高能磷酸键水解可释放能量D．ATP 由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成解析：本题主要考查 ATP 的相关知识。酒精发酵即无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，同时释放少量能量，该过程中有 ATP 生成，A 项正确；物质跨膜运输的方式如果是主动运输，需要消耗能量，这部分能量可由 ATP 提供，B 项正确；ATP 中高能磷酸键水解可释放能量，C 项正确；ATP 由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D 项错误。答案：D4．(2013·高考海南卷)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是( )A．DNA 复制需要消耗能量B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量C．物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗 ATPD．细胞代谢所需的 ATP 可在细胞质基质中产生解析：物质通过协助扩散进出细胞需要载体，但不消耗能量，C 错误。4答案：C[融会贯通·析考点]1．ATP 的结构与能量转换2．细胞内产生与消耗 ATP 的结构转化场所 常见的生理过程细胞膜 消耗 ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质 产生 ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生 ATP：光反应消耗 ATP：暗反应和自身 DNA 复制、转录，蛋白质合成等线粒体产生 ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗 ATP：自身 DNA 复制、转录，蛋白质合成等核糖体 消耗 ATP：蛋白质的合成细胞核 消耗 ATP：DNA 复制、转录等[易错警示·防易误](1)ATP 与 ADP、RNA 的关系：ATP 脱去一个磷酸基团成为 ADP，再脱去一个磷酸基团就成为 RNA 的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。因此，ATP 与 RNA 的组成元素相同(都是 C、H、O、N、P)，且 ATP 中含有核糖和碱基成分。(2)相关化合物中“A”的辨析[方法技巧·会应用]ATP 的结构与功能解题方法技巧5解答 ATP 的结构与功能试题要注意两点：一是应注意其结构特点，即含有两个高能磷酸键，且远离腺苷的那个容易断开。二是应注意动物和植物体内 ATP 的来源不同，前者主要通过细胞呼吸产生，场所是细胞质基质和线粒体；后者的形成途径包括细胞呼吸和光合作用的光反应阶段，场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体，光反应阶段产生的 ATP 仅用于光合作用的暗反应，其他生命活动所需能量由细胞呼吸来提供。[巩固提升·练题组]►题组一 ATP 在能量代谢中作用的考查5．下列有关 ATP 的叙述，正确的是( )①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成 ATP 的量与安静时相等②若细胞内 Na＋ 浓度偏高，为维持 Na＋ 浓度的稳定，细胞消耗 ATP 的量增加③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生 ATP 的量增加④人在饥饿时，细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：本题考查 ATP 在各种条件下含量的变化。安静状态时，骨骼肌细胞进行有氧呼吸；长时间剧烈运动时，既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸；有氧呼吸和无氧呼吸分解1mol 葡萄糖所形成的 ATP 分别为 38mol、2mol，生成 ATP 的量不相等。Na ＋ 外流是以主动运输的方式进行的，需要消耗 ATP。人在寒冷时，甲状腺激素与肾上腺素的分泌增加，代谢增强，有机物分解加快，ATP 产生量增加。ATP 与 ADP 总是处于动态平衡之中，当 ATP 消耗量增加时，机体通过无氧呼吸和分解糖原等方式产生更多 ATP。答案：B6．酶和 ATP 是细胞代谢过程中所需的两种重要的化合物，而细胞内还有与 ATP 结构类似的 GTP、CTP 和 UTP 等高能磷酸化合物，但 ATP 用途较为广泛。下列有关叙述中错误的是( )A．UTP 分子中含有 2 个高能磷酸键，彻底水解可得到 3 种有机物B．ATP 分子中高能磷酸键全部断裂后的产物中有某些酶的基本组成单位C．ATP 的合成常伴随放能反应，而吸能反应不一定伴随 ATP 的水解D．唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的过程是一个需要消耗 ATP 的胞吐过程解析：UTP(三磷酸尿苷)彻底水解的产物为尿嘧啶、核糖和磷酸，其中磷酸属于无机物，A 错误；ATP 分子中高能磷酸键全部断裂后的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，其中腺嘌呤核糖核苷酸是 RNA 类酶的基本组成单位之一，B 正确；某些吸能反应可能伴随 GTP、CTP 或UTP 的水解，C 正确；唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的过程是一个需要消耗 ATP 的胞吐过程，D 正确。答案：A6►题组二 ATP 与 ADP 相互转化过程的考查7．如图中甲代表 ATP，下列有关叙述正确的是( )A．在合成蔗糖的反应中，乙的含量会增多B．丙中含有腺嘌呤，是 DNA 的基本组成单位C．丙含有高能磷酸键，但一般不供能D．丁是腺苷，而戊不可用于甲的合成解析：在合成蔗糖的反应中，需要消耗 ATP，ADP 的含量会增多，A 正确；丙是腺嘌呤核糖核苷酸，是 RNA 的基本组成单位之一，B 错误；丙中不含有高能磷酸键，C 错误；丁就是 ATP 脱去三个磷酸基团(戊)，即为腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，而磷酸基团是ATP 合成的原料，D 错误。答案：A8．酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP 是生命活动的直接能源物质。如图是 ATP 中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法正确的是( )A．①代表的物质是 ADP，③是腺嘌呤核糖核苷酸B．若要探究酶 b 的最适 pH，应在中性左右设置实验自变量C．释放能量最少的过程是ⅢD．大肠杆菌细胞产生 ATP 的主要场所是线粒体解析：分析图示可知：①为 ADP、②为腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)、③是腺苷、④是磷酸、⑤是能量，A 项错误；酶 b 的适宜 pH 的变量范围应偏酸性，B 项错误；Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是高能磷酸键，Ⅲ过程断裂的是普通化学键，所以释放能量最少的过程是Ⅲ，C 项正确；大肠杆菌细胞属于原核细胞，原核细胞中没有线粒体，D 项错误。答案：C考点二 酶在细胞代谢中的作用[真题试做·明考向]71．(2017·高考全国卷Ⅱ)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℃解析：盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而可用盐析法进行沉淀，C 项正确。真核细胞中 DNA 主要分布于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量 DNA 分布，所以参与 DNA 合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中，A项错误。酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用，也可以在生物体外发挥作用，B 项错误。唾液淀粉酶催化反应的最适温度为 37℃左右，而该酶通常在低温下保存，D 项错误。答案：C2．(2017·高考天津卷)将 A、B 两种物质混合， T1时加入酶 C。如图为最适温度下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． T2后 B 增加缓慢是酶活性降低导致的D．适当降低反应温度， T2值增大解析：本题考查酶促反应过程中酶的作用。由图示中 A、B 物质变化曲线知，A、B 分别为反应物和生成物，酶 C 的作用是降低 A 生成 B 这一反应的活化能，A 正确；随反应物浓度降低，该体系中酶促反应速率先快后慢，B 正确； T2后因 A 浓度降低导致了反应速率下降，从而导致 B 浓度增加缓慢，C 错误；该图为最适温度下的酶促反应曲线，若适当降低反应温度，达到反应平衡的时间会延长， T2值会增大，D 正确。答案：C3．(2015·高考海南卷)关于人体内激素和酶的叙述，错误的是( )A．激素的化学本质都是蛋白质B．酶可以降低化学反应的活化能C．高效性是酶的重要特性之一D．激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢解析：人体内激素的化学本质并非都是蛋白质，如性激素为固醇，A 项错误。酶的作8用原理是降低反应需要的活化能，进而加快反应的速度，B 项正确。酶具有专一性、高效性和作用条件较温和等特点，C 项正确。激素与靶细胞结合可调节细胞代谢，D 项正确。答案：A4．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)关于酶的叙述，错误的是( )A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物解析：细胞生命活动所必需的酶，如呼吸氧化酶，会存在于分化程度不同的各类细胞中；低温抑制酶的活性，在一定范围内，当温度回升后，酶的活性可以恢复，但酶的空间结构一旦被破坏，其活性将无法恢复，低温没有破坏酶的空间结构；酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的；酶在化学反应中充当催化剂，也可以作为另一个反应的底物。答案：B[融会贯通·析考点]1．酶的作用原理曲线分析(1)由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能。(2)若将酶变为无机催化剂，则 b 在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。2．酶的特性曲线分析(1)图 1 中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有高效性。(2)图 2 中两曲线比较，表明酶具有专一性。3．影响酶促反应速率的因素的曲线分析温度 pH 底物浓度 酶浓度温度偏高或偏低，都会使酶的活性降低。温度过高会使酶因空每种酶只能在一定的pH 范围内表现出活性，过酸过碱都会使当底物达到一定浓度后，受酶量的限制，酶促反应速率不再增底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成9间结构遭到破坏而失去活性酶因空间结构遭到破坏而失活加 正比[方法技巧·会应用]酶的作用和特性相关试题的解题方法技巧(1)对酶的概念、本质和特性的分析解答酶的本质、特性试题时，应关注以下几个方面：①绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是 RNA，可用双缩脲试剂鉴定，甚至用蛋白酶处理来确定某种酶的本质。②酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥催化作用。酶的催化作用是指能降低化学反应的活化能，提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点。③在化学反应前后，酶的性质、数量并不发生改变。(2)酶促反应曲线类试题解题思路解答此类试题应用“四看法”：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，当生成物的量达到饱和后，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、交叉点等五点，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。[巩固提升·练题组]►题组一 酶本质及作用特性的考查5．下列关于酶的叙述，正确的是( )A．在酶促反应中，酶对化学反应的催化效率称为酶活性B．与无机催化剂相比，酶为化学反应提供的活化能更多使之具有高效性C．高温、低温、过酸和过碱都会使酶的空间结构受到破坏而永久失活D．DNA 能控制蛋白质类酶的合成，但不能控制 RNA 类酶的合成解析：在酶促反应中酶对化学反应的催化效率称为酶活性，A 正确；与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，酶不提供能量，B 错误；低温不会破坏酶的空间结构，只是抑制酶活性，C 错误；DNA 既能控制蛋白质类酶的合成，也能控制 RNA 类酶的合成，D错误。答案：A106．(2018·浙江新高考研究联盟联考)二氧化锰和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解成水和氧气。下表为某兴趣小组进行的实验及相应结果。下列叙述错误的是( )试管 反应物 加入物质 反应条件 实验现象1 2%过氧化氢溶液 二氧化锰 室温 少量气泡2 2%过氧化氢溶液 土豆浸出液 室温 大量气泡3 2%过氧化氢溶液 人新鲜唾液 室温 没有气泡A.本实验说明酶的催化作用具有高效性和专一性B．本实验还能证明酶在细胞外也具有催化作用C．若将产生的气体全部收集起来，则从 1 号和 2 号试管收集到的气体体积基本相同D．若将反应条件改为沸水浴，则 2 号试管也不会产生气泡解析：本实验的自变量是无机催化剂和生物催化剂酶，说明酶具有高效性，自变量还有酶的种类，说明酶具有专一性，A 正确；本实验是在细胞外的试管中进行的，说明酶在细胞外也具有催化作用，B 正确；由于反应物的量是相等的，在无机催化剂和生物催化剂作用下的反应只是速度不同，所以不同的试管中最终收集到的气体体积基本相同，C 正确；过氧化氢在高温下分解速度也会加快，所以若将反应条件改为沸水浴，则 2 号试管也会产生气泡，D 错误。答案：D►题组二 影响酶活性因素的考查7．某课外小组在 25℃、不同 pH 条件下，用人体的胃蛋白酶和胰蛋白酶分别催化蛋白质水解，实验结果如下，相关叙述正确的是( )A．向 pH 为 6 的反应容器中滴加盐酸后，胃蛋白酶的活性会升高B．两种酶混合使用的催化效率大于两种酶单独作用的效果C．本实验中 pH 和酶的种类是自变量，温度是无关变量D．升高温度两种酶的最适 pH 都会增大解析：当 pH＝6 时，胃蛋白酶已失活，降低 pH 酶的活性也不能恢复，A 错误；两种酶作用的 pH 范围不同，所以同时使用时，催化效率变化要看 pH 范围，且本实验未探究两种酶混合使用时的催化效率，B 错误；本实验是在不同 pH 条件下，探究不同种类的酶的催化效率，所以自变量是 pH 和酶的种类，温度则是无关变量，C 正确；升高温度，最适 pH 不变，D 错误。11答案：C8．某科研小组进行了温度对蔗糖酶活性影响的实验，实验结果如图 1 所示( t2为最适温度)，图 2 表示 t1温度下蔗糖酶对蔗糖的催化过程，下列叙述正确的是( )A．由图 1 可判断，在反应温度由 t3下降到 t2的过程中，酶活性将上升B．由图 2 可判断，蔗糖酶催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖的效率较高C．图 1 中，若环境温度由 t1变为 t3，人体内蔗糖酶的活性基本不变D．图 2 中，适当提高温度不影响单位时间内葡萄糖和果糖的产量解析：由图 1 分析可知，在反应温度为 t3时，大部分酶不可逆地变性失活，故在反应温度由 t3下降到 t2的过程中，酶活性不会上升，A 错误；图 2 只能说明蔗糖酶可以催化蔗糖水解，但是没有设置对照实验，不能证明蔗糖酶的高效性，B 错误；人是恒温动物，若环境温度由 t1到 t3，人的体温几乎不变，所以人体内蔗糖酶的活性基本不变，C 正确；蔗糖酶的活性受温度影响，所以适当提高温度可以提高酶的活性，促进蔗糖的水解，D 错误。答案：C考点三 有关酶实验设计与分析的考查[真题试做·明考向]1．(2016·高考全国卷Ⅰ)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是( )A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量解析：在测定酶活力的实验中，需要保证 pH 和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有 C 项符合要求。答案：C122．(2016·高考江苏卷)过氧化物酶能分解 H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是( )管号1%焦性没食子酸/mL2% H2O2/ mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1 2 2 2 － － －2 2 2 － 2 － －3 2 2 － － 2 －4 2 2 － － － 2A.1 号管为对照组，其余不都是实验组B．2 号管为对照组，其余都为实验组C．若 3 号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D．若 4 号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶解析：该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，实验原理是过氧化物酶能分解 H2O2，使氧化焦性没食子酸呈橙红色；实验的自变量是是否加入白菜梗提取液，其中1 号管和 2 号管是对照组，3 号管和 4 号管是实验组，A 正确、B 错误；实验设计必须遵循对照原则，3 号与 1、2 号对照，3 号管、2 号管呈橙红色，1 号管不变色，可以证明白菜梗中存在过氧化物酶，C 错误；3 号管和 4 号管的自变量是是否经过煮沸处理，若 4 号管不呈橙红色，与 3 号管对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D 错误。答案：A3．(2016·高考全国卷Ⅱ)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)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。13(2)在时间 t1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 t2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 t3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)。解析：(1)如图，40℃(B 组)所对应曲线的产物浓度先到达饱和点，即 B 组反应最快，酶活性最高。(2)根据图像可知，A 组反应温度比最适温度低，那么在时间 t1前将温度提高10℃，A 组的反应速度会加快。(3)C 组在时间 t2之前已经结束化学反应，且产物浓度远远低于其他组，说明酶在该温度下已经失活，那么即使在时间 t2时向体系中增加底物，C 组产物总量也不会增加。(4)生物体内大多数酶是蛋白质，少数是 RNA，酶具有高效性、专一性等特性。答案：(1)B(2)加快(3)不变 60℃条件下， t2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4．(2015·高考重庆卷)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：分组步骤 红粒管 白粒管 对照管① 加样 0.5mL 提取液 0.5mL 提取液 C② 加缓冲液(mL) 1 1 1③ 加淀粉溶液(mL) 1 1 1④ 37℃保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色显色结果 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋＋＋注：“＋”数目越多表示蓝色越深。步骤①中加入的 C 是________，步骤②中加缓冲液的目的是________。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是________；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越________。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应________。(2)小麦淀粉酶包括 α 淀粉酶和 β 淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：14X 处理的作用是使____________。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著__________(填“深于”或“浅于”)白粒管，则表明 α 淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。解析：本题以酶促反应为背景，考查学生对实验结果的分析能力。(1)对照管中应该加入与实验组等体积的蒸馏水；三组试管中加入缓冲液是为了防止反应过程中 pH 变化影响酶促反应。题干中有“红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦” ，表格显示红粒管显色明显，说明试管中的淀粉剩余较多，即酶活性较低，由此可推知淀粉酶活性越低，穗发芽率越低；当底物淀粉溶液的浓度适当减小，若要使显色结果不变，即使剩余的淀粉量不变，就要适当缩短反应时间。(2)实验目的是探究两种淀粉酶的活性在穗发芽率差异中的作用，就要对两种淀粉酶分别研究。实验方案Ⅰ中已有“使 α 淀粉酶失活”的操作，那么Ⅱ中的 X 处理就应该是使 β 淀粉酶失活；假设 α 淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因，那么Ⅰ中的两管由于 α 淀粉酶失活，会表现出显色结果无明显差异；Ⅱ中，则因为仅 β 淀粉酶失活，但 α 淀粉酶活性存在差异，表现出同 (1)实验中的结果，红粒管显色深于白粒管。答案：(1)0.5mL 蒸馏水 控制 pH 红粒小麦 低 缩短 (2)β 淀粉酶失活 深于[融会贯通·析考点]1．依据实验目的准确选取实验材料和检测指标实验目的 实验材料 检测指标(试剂) 备注高效性 过氧化氢与过氧化氢酶 O2产生的快慢与多少 与无机催化剂对比专一性 淀粉、蔗糖与淀粉酶 斐林试剂 不能用碘液温度对酶活性影响 淀粉和淀粉酶 碘液 不能用斐林试剂pH 对酶活性的影响 过氧化氢与过氧化氢酶 O2产生的多少与快慢 不选用淀粉和淀粉酶2.与酶相关的两类实验设计(1)验证酶的本质、作用特性的实验设计实验目的 实验组 对照组 实验组衡量标准验证某种酶是蛋白质待测酶液＋双缩脲试剂已知蛋白液＋双缩脲试剂是否出现紫色验证酶具有催化作用 底物＋相应酶液 底物＋等量蒸馏水 底物是否被分解验证酶的专一性 底物＋相应酶液另一底物＋相同酶液或同一底物＋另一酶液底物是否被分解验证酶具有高效性 底物＋相应酶液 底物＋等量无机催化剂 底物分解速率或产15物生成速率(2)探究酶的最适温度或最适 pH 的实验设计程序[方法技巧·会应用]酶的验证、探究或评价性实验题解题步骤此类试题应依照下列模板进行：第一步，分析实验目的，确定自变量与因变量(检测指标)。第二步，明确实验原理(新情境题的题干中会有提示，要注意提炼)。第三步，准确书写实验步骤，注意遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。酶相关实验常常是用表格形式呈现实验步骤。第四步，如果是选择题，要依据实验原理、实验原则、所学的生物知识进行综合分析，然后做出判断；如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析，以确定所填答案。[巩固提升·练题组]►题组一 有关酶实验设计的考查5．(2018·广东深圳联考)下列有关酶的实验设计思路正确的是( )A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性C．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响D．利用胃蛋白酶、蛋清和 pH 分别为 3、7、11 的缓冲液验证 pH 对酶活性的影响解析：淀粉酶能催化淀粉的分解，但不能催化蔗糖的分解，若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性，结果加碘液都不会变蓝色，A 错误；酶的高效性是相对无机催化剂而言的，所以研究酶的高效性时，应用酶和无机催化剂对比，B 正确；过氧化氢在加热的条件下也能分解，因此不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，C 错误；胃蛋白酶的适宜 pH 是 1.5～2.0，所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证 pH 对酶活性的影响时，pH 不能设置成 3、7、11，D 错误。答案：B6．如图是探究过氧化氢酶量对酶促反应速率影响的实验装置图，请回答下列问题。16(1)本实验中对自变量的控制可通过________________来实现。除了自变量和因变量外，本实验中哪些是无关变量(答出主要两点)？_________________________________________。(2)若要验证酶的专一性，在此实验装置的基础上，应如何改进(请写出具体的措施)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)能否用本实验装置来验证温度对酶活性的影响？__________，原因是_____________。(4)在过氧化氢溶液相同浓度、相同体积的不同实验组中加入相同大小不同数目的浸润过肝脏研磨液滤纸片，则几个实验组最终生成的气体量是否相同？__________，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)该实验中，自变量是过氧化氢酶的量，因此可以通过改变浸过肝脏研磨液的滤纸片的大小和数目来实现对自变量的控制。本实验中的无关变量有过氧化氢溶液的量、溶液的 pH、反应时间等。(2)酶的专一性可以用不同的酶催化同一种底物的实验加以对照分析，在题干实验装置的基础上，可以增加对照组，将肝脏研磨液换成淀粉酶等其他种类的酶。(3)由于 H2O2在加热的条件下分解较快，故不能用本实验装置来验证温度对酶活性的影响。(4)由于酶只改变化学反应的速率不影响反应平衡，并且各组底物量相等，因此几个实验组最终生成的气体量相同。答案：(1)改变滤纸片的大小和数目 过氧化氢溶液的量、溶液的 pH、反应时间等(2)增加对照组，将肝脏研磨液换成淀粉酶等其他种类的酶(3)不能 高温条件下过氧化氢不稳定易分解(4)相同 酶只改变化学反应的速率不影响反应平衡►题组二 酶特性实验探究的考查7．把混有反应物的液体，加到捣碎的土豆汁液中(酶液)，在 37℃下观察到某些反应现象。在这种情况下，学生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物，加入酶液中，也可观察到该反应现象；学生乙设计的对照实验是用蒸馏水代替酶液，加入反应物中，则观察不到该反应现象。下面是对此问题的解释，其中可能性最大的一项是( )A．酶催化的反应即使完全没有反应物，也可缓慢进行17B．酶由于被蒸馏水溶解出来，因而能进行反应C．该酶液中混有与反应物相同的物质D．该酶液中混有催化同一反应的多种酶解析：新鲜土豆汁液中含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解产生气泡。学生甲用蒸馏水代替反应物，加入酶液中也可观察到该反应现象，说明该酶液中混有与反应物相同的物质。学生乙设计的对照实验说明，蒸馏水不起催化作用。答案：C8．为获取高性能碱性淀粉酶，兴趣小组的同学在科研人员的帮助下进行了如下实验。回答相关问题：[实验目的]比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性。[实验原理]略。[实验材料]科研人员提供的三种微生物淀粉酶提取液(提取液中酶浓度相同)等。[实验步骤](1)取四支试管，分别编号。(2)在下表各列的字母位置，填写相应试剂的体积量(mL)，并按表内要求完成操作。试管 1 试管 2 试管 3 试管 4蒸馏水 2 2 2 ApH＝8 缓冲液 0.5 0.5 0.5 0.5淀粉溶液 1 1 1 1甲生物提取液 0.3乙生物提取液 0.3丙生物提取液 0.3总体积 3.8 3.8 3.8 B(3)将上述四支试管放入 37℃的水浴，保温 1 小时。(4)在上述四支试管冷却后滴入碘液。(5)观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。[实验结果]试管 1 试管 2 试管 3 试管 4颜色深浅程度 ＋＋ － ＋ C(“＋”表示颜色变化的深浅， “－”表示不变色)请回答下列问题：18(1)填写表中的数值：A 为________，C 的颜色深浅程度为________(用“＋”或“－”表示)。(2)该实验的自变量是______________，无关变量有__________________(至少写出 2种)。(3)除了用碘液检验淀粉的剩余量来判断实验结果外，还可以用________试剂来检测生成物。若用该试剂检验，颜色变化最大的试管是________。(4)根据上述结果得出的实验结论是：不同来源的淀粉酶，虽然酶浓度相同，但活性不同。你认为造成实验中三种酶活性差异的根本原因是_____________________________________。解析：(1)由于试管 1、2、3 均加入 2mL 蒸馏水和 0.3mL 淀粉酶提取液，故试管 4 作为对照组，加入液体量要一致，故 A 为 2＋0.3＝2.3，其颜色比其他的实验组要深。(2)自变量为加入的不同微生物产生的淀粉酶，无关变量有 pH、温度、提取液的量和浓度以及淀粉溶液的量和浓度等。(3)因为淀粉酶可将淀粉水解为还原糖，因此，除了用碘液检测淀粉的剩余量来判断实验结果外，还可用斐林试剂来检测生成物。因为试管 2 中滴入碘液不变色，说明该酶活性最大，彻底将淀粉水解为还原糖，故与斐林试剂反应颜色最深。(4)造成酶活性差异的根本原因是编码酶的基因不同。答案：(1)2.3 ＋＋＋(或多于＋＋＋) (2)不同来源的淀粉酶 各组间 pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等 (3)斐林 试管 2 (4)决定这 3 种酶的DNA(基因)不同[课堂加固训练] 练模拟 做典题 提高解题能力授课提示：对应学生用书第 28 页1．下列有关酶的叙述，正确的是( )A．RNA 聚合酶的化学本质是蛋白质，催化的反应物是 RNAB．酶的合成场所是核糖体C．在探究温度对酶活性的影响实验中，一般不用过氧化氢为底物D．将酶分子经高温环境处理后，酶会因为肽键断裂而失活，用双缩脲试剂处理后不再出现紫色解析：RNA 聚合酶的化学本质是蛋白质，RNA 是 RNA 聚合酶催化反应的产物，A 错误；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，少数酶本质是 RNA，合成场所主要是细胞核，B 错误；在探究温度对酶活性的影响实验中，温度是自变量，而加热19会加快过氧化氢的分解，对实验结果产生干扰，所以一般不用过氧化氢为底物，C 正确；蛋白质类酶分子经高温处理后，会因空间结构遭到破坏而失活，用双缩脲试剂(作用于肽键)处理后会出现紫色，D 错误。答案：C2．下列关于“探究温度影响淀粉酶活性”实验的叙述，错误的是( )A．合理设定实验温度属于控制实验的自变量B．淀粉与淀粉酶应分别达到设定温度后再混合C．可选用碘液或斐林试剂对实验结果进行检测D．淀粉的用量和保温时间均可能影响实验结果解析：根据实验的目的可知该实验的自变量是温度，A 正确；应先将淀粉酶溶液和淀粉溶液分别控制到相同温度后再混合，B 正确；斐林试剂与还原性糖的显色反应需要加热到 50～65℃，故不宜用于探究温度对酶活性的影响，可选用碘液鉴定反应物淀粉的量来确定酶的活性，C 错误；淀粉的用量和保温时间均属无关变量，二者都可能影响实验结果，D正确。答案：C3．某实验小组利用过氧化氢做了如下实验。则相关说法正确的是( )试管编号及组别步骤a b c d e加入试剂 2mL3%H2O2 2mL3%H2O2 2mL3%H2O2 2mL3%H2O2 2mLH2O试剂、剂量以及处理措施,90℃水浴加热2 滴 FeCl3溶液2 滴肝脏研磨液2 滴煮熟的肝脏研磨液2 滴肝脏研磨液温度 常温 常温 常温 常温气泡多少 多 较多 最多 无 无A.a 组和 c 组对照，说明酶具有催化作用B．b 组和 c 组对照，说明酶具有高效性和专一性C．c 组和 d 组对照，说明高温会破坏酶的结构使酶失活D．c 组和 e 组对照，可排除肝脏研磨液中其他物质的影响解析：a 组高温也会加快过氧化氢的分解，不能与 c 组对照说明酶具有催化作用，A 错误；由分析可知，b、c 组对照，说明酶具有高效性，但不能说明酶具有专一性，B 错误；c、d 组对照，说明酶的活性受温度影响，高温会使酶失去活性，不能确定酶失活是否是由空间结构改变引起的，C 错误；c、e 组的自变量为是否含有过氧化氢，该对照实验说明气泡来自于过氧化氢分解，可排除肝脏研磨液中其他物质的影响，D 正确。答案：D204．受损伤的马铃薯细胞内酚氧化酶(PPO)和底物(酚类物质)直接接触，引起马铃薯的褐