2020高考生物一轮专题08酶和ATP（含解析）.doc

1 专题 08 酶和 ATP 【考纲解读】 【知识梳理】 1．酶的作用和本质 （1）酶的本质是绝大多数是_________，少数是________；合成酶的原料是________________________； 合成酶的场所是______________________。 （2）酶的作用：具有_______作用。 （3）作用场所及条件：在细胞内、外及离开生物体都可以发挥作用，但需要相对_____的条件。 （4）来源：一般_____细胞都能产生。 （5）催化机理：_______反应活化能，提高反应速率，但不改变反应的方向和平衡点。 2．酶的特性有_________、__________、______________________。 3．ATP 的结构 （1）ATP 的元素组成：___________________。 （2）ATP 的化学组成：一分子________，一分子________和三分子________基团。 （3）ATP 的结构简式：________________。 （4）ATP 中的能量：主要储存在______________中。 2．ATP 和 ADP 的相互转化 项目 ATP 的合成 ATP 的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量 ― ― →酶 ATP ATP ― ― →酶 ADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP 合成酶 ________ 考点分布 考纲要求 备考指南 1．酶的作用和本质 2．酶的特性 3．ATP 的结构 4.ATP 和 ADP 的相互转化 5.ATP 的功能与动、植物细胞代谢 1.ATP 在能量代谢中的 作用（Ⅱ）。 2.酶在代谢中的作用 （Ⅱ）。 3.实验：探究影响酶活 性的因素。 掌握酶的作用和本质，理解酶的基本单位 和合成场所。 理解并掌握酶的专一性、高效性、酶的作 用条件温和等特性，会设计实验证明酶的 特性。 明确 ATP 和 ADP 的相互转化的条件和过程。 明确动植物产生 ATP 的反应场所及过程。2 能量来源 ________（光合作用）、 ________（细胞呼吸） 储存在高能磷酸键中的能量 能量去路 储存于形成的高能磷酸键中 用于________ 反应场所 ________、________、________ 生物体的需能部位 3．ATP 的功能与动、植物细胞代谢 （1）植物细胞可以通过___________________形成 ATP，而动物细胞只能通过___________形成 ATP。 （2）植物光合作用光反应阶段产生的 ATP 一般只用于________，不用于其他生命活动；植物或动物细胞呼 吸产生的 ATP 才能用于多种生命活动。 【考点精讲】 一、酶的本质、作用及特性 1．酶的本质与作用 （1）酶本质的探索历程 科学家 主要观点或成就 巴斯德 糖类变成酒精必须有酵母活细胞的参与 李比希 引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，细胞死亡并裂解后才能起作用 毕希纳 把从酵母细胞中提取出的能引起发酵的物质叫做酿酶 萨姆纳 从刀豆种子中提取出脲酶，证明脲酶的化学本质和作用 切赫和奥特曼 少数 RNA 也具有生物催化功能 （2）酶的本质和功能 2．比较过氧化氢在不同条件下的分解 （1）实验过程3 （2）变量分析 （3）酶的作用原理 ①表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是 AC 段。 ②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是 BC 段。 ③酶降低的活化能是 AB 段。 ④若将酶变为无机催化剂，则 B 在纵轴上向上移动。 3．酶的特性 特性 原理 高效性 酶降低反应活化能的作用更显著 专一性 一种酶只能催化一种或一类化学反应 作用条件温和 高温、过酸过碱使酶失活 归纳总结 　关于酶的 8 个易错点 项目 正确说法 错误说法 产生场所 活细胞（不考虑哺乳动物成熟的红细胞等） 具有分泌功能的细胞才能产生 化学本质 有机物（绝大多数为蛋白质，少数为 RNA） 蛋白质4 作用场所 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 只在细胞内起催化作用 温度影响 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活 低温和高温均使酶变性失活 作用 酶只起催化作用 酶具有调节、催化等多种功能 来源 生物体内合成 有的可来源于食物等 合成原料 氨基酸、核糖核苷酸 只有氨基酸 合成场所 核糖体、细胞核等 只有核糖体 4．与酶有关的曲线分析 （1）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酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。 （2）酶专一性的曲线 ①加入酶 B 的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶 B 对此反应无催化作用。 ②加入酶 A 的反应速率比无酶条件下的反应速率明显加快，说明酶 A 对此反应有催化作用。 （3）影响酶活性因素的相关曲线 甲曲线分析： 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，酶分子的结构未被破坏，温度升高可 恢复活性。 乙曲线分析： 纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示 pH＝7 时，反应物剩余量最少， 应为最适 pH；反应溶液 pH 的变化不影响酶作用的最适温度。 ③酶促反应速率与酶活性不同。温度和 pH 通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也 能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。5 （4）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线 ①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定 浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。 ②乙图：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 5．酶专一性的理论模型 （1）图中 A 表示酶，B 表示被 A 催化的底物，E、F 表示 B 被分解后产生的物质，C、D 表示不能被 A 催化的 物质。 （2）酶和被催化的反应物分子都有特定的、相契合的结构。 6．对比分析酶与动物激素的相同点和不同点 相同 都具有微量、高效的特点，也具有一定特异性 产生部位 几乎所有活细胞都产生酶；而只有内分泌细胞才能产生激素 化学本质 酶绝大多数是蛋白质，少数为 RNA；激素的化学本质则为蛋白质、脂质、 氨基酸衍生物等不同 作用机制 酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；激素作为信号分子在 发挥完作用后被灭活 7．归纳概括具有“专一性（特异性）”的五类物质 （1）酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特 定的切点上切割 DNA 分子。 （2）载体蛋白：某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白协助，不同物质所需载体不同，载体蛋白的专一性是 细胞膜选择透过性的基础。 （3）激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结 合的受体。 （4）tRNA：tRNA 有 61 种，每种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸。 （5）抗体：抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 8.常考的五类酶及其作用 （1）DNA 聚合酶：催化单个脱氧核苷酸聚合到 DNA 片段上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。 （2）RNA 聚合酶：催化单个核糖核苷酸聚合到 RNA 片段上形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。6 （3）解旋酶：用于 DNA 复制时双链间氢键打开。 （5）各种消化酶：可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白质水解等。 典例 1.（2019·龙岩市高三期末）图甲表示人和植物的淀粉酶在不同 pH 条件下的活性，图乙表示 a、b、c 三种酶的活性受温度影响的情况。下列说法正确的是（　　） 甲　　　　　　　　　乙 A．若环境由中性变成酸性，人淀粉酶的活性逐渐升高 B．植物和人的淀粉酶活性相同时，pH 也可以相同 C．a、b 酶活性相同时，温度对酶的影响相同 D．c 酶的最适温度应大于 40 ℃ 【答案】B 【解析】据图分析可知，人的淀粉酶在 pH 略微偏碱性的环境中活性最高，若环境由中性变成酸性，人淀粉 酶的活性逐渐降低，A 错误；植物和人的淀粉酶活性相同时，pH 也可以相同，如图中两条曲线的交点，B 正 确；a、b 酶活性相同时，温度对酶的影响可能相同，也可能不同，C 错误；c 酶的最适温度可能等于或大于 40 ℃，D 错误。 【思路点拨】解答坐标曲线题的“三步曲” 典例 2.（2019·北京市顺义区期末）下列有关生物体内的酶叙述，正确的是（　　） A．酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核糖核苷酸　 B．酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关 C．酶的空间结构破坏会导致其活性部分或全部丧失 D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度均是 37 ℃7 【答案】C 【解析】酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A 错误；酶活性与其所处的作用条件有关，B 错误；酶 的空间结构破坏会导致其活性部分或全部丧失，C 正确；唾液淀粉酶应低温保存，D 错误。 【拓展应用】酶在生活中的实例 （1）人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。 （2）唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适 pH 为 6.8，而胃液的 pH 为 0.9～ 1.5。 （3）胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分 解成氨基酸而失效。固醇类激素（如性激素）和氨基酸衍生物类激素（如甲状腺激素）不会被消化酶分解， 既可以注射，也可以口服。 二、探究影响酶活性的因素 1.巧用三种方法破解酶实验难题 （1）鉴定酶的本质——试剂检测法 （2）验证酶的高效性和专一性——对比法 ①验证酶的高效性 项目 实验组 对照组 材料 等量的同一种底物 试剂 与底物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂 现象 反应速率很快，或反应用时短 反应速率缓慢，或反应 用时长 结论 酶具有高效性 例： ②验证酶的专一性 方案一 方案二 项目 实验组 对照组 实验组 对照组 材料 底物相同（等量） 与酶相对应 另外一种底物8 的底物 试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶（等量） 现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应 结论 酶具有专一性 例： （3）探究酶的最适温度或 pH——梯度法 组别编号 1 2 … n 实验材料 等量的同种底物 温度（pH） T1（a1） T2（a2） … Tn（an） 衡量指标 相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少 实验结论 生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组所处温度（或 pH）为最适温 度（或 pH） ①探究酶的最适温度 例：探究温度对酶活性的影响 序号 实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 3 1 加入等量的可溶性淀 粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 控制不同的温度条件 60 ℃热水（5 分钟）沸水（5 分钟） 冰块（5 分钟） 3 加入等量的新鲜淀粉 酶溶液 1 mL（5 分钟） 1 mL（5 分钟） 1 mL（5 分钟） 4 加入等量的碘液 1 滴 1 滴 1 滴 5 观察实验现象 不出现蓝色 蓝色 蓝色9 （呈现碘液颜色） ②探究酶的最适 pH 例：探究 pH 对酶活性的影响 序号 实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 3 1 注入等量的体积分 数为 3%的 H2O2 溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 注入等量的不同 pH 的溶液 1 mL 蒸馏水 1 mL 5%的 HCl 1 mL 5%的 NaOH 3 注入等量的过氧化 氢酶溶液 2 滴 2 滴 2 滴 4 观察实验现象 有大量气泡产生 无气泡产生 无气泡产生 5 将带火星的卫生香 插入试管内液面的 上方 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱 2．实验材料选择时的注意事项 （1）在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶作为实验材料，因为 过氧化氢（H2O2）在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 （2）在探究 pH 对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，因为在酸性条件下淀粉本 身分解也会加快，从而影响实验结果。 （3）在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合， 保证反应从一开始就是预设的温度。 （4）在探究 pH 对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的 pH 调至 实验要求的 pH 后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设 pH 前，让反应物与酶接触。 （5）若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林 试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。典例 （6）若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林 试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。 典例 1.（2019·湖北模拟）某同学进行了下列有关酶的实验：10 甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→出现砖红色沉淀 乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→不出现砖红色沉淀 丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林试剂→？ 下列叙述正确的是（　　） A．丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀” B．三组实验都应始终在 37 ℃条件下进行 C．该同学的实验目的是验证酶的专一性 D．可用碘液代替斐林试剂进行检测 【答案】C 【解析】丙组的实验结果应是“出现砖红色沉淀”，A 项错误；三组实验加入斐林试剂后还应进行水浴加热， B 项错误；甲组和乙组对照，乙组和丙组对照验证了酶的专一性，C 项正确；碘液只能检测淀粉是否分解， 不能检测蔗糖是否分解，因此不能用碘液代替斐林试剂进行检测，D 项错误。 【思路点拨】 解答实验方案评价试题的一般思路 典例 2.（2019·威海模拟）某生物兴趣小组要设计实验验证酶的专一性。请根据题意回答问题： 备选实验材料和用具：蛋白块，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸馏水，双缩脲试剂，试管若干，恒 温水浴锅，时钟等。 （1）该实验的自变量是________________。 （2）实验步骤： ①取两支洁净的相同试管，编号为甲、乙。 ②取 5 mL 牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中，再取牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中。11 ③将两支试管置于恒温水浴锅中，保温（39 ℃）5 min。 ④分别加入等体积等质量的蛋白块，其他条件相同且适宜。 ⑤一段时间后，分别加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。 上述实验步骤中，有两处明显错误，请找出这两处错误并更正。 a．________________________________________________________________________。 b．________________________________________________________________________。 【答案】（1）酶的种类　（2）a.不符合单一变量原则（或不符合等量原则），取 5 mL 牛胰淀粉酶溶液加 到乙试管中 B．不能用双缩脲检测，应直接观察蛋白块体积的大小 【解析】（1）探究酶的专一性，需要设计对照实验，该实验变量是酶的种类。（2）实验步骤中加入到乙 试管中的牛胰淀粉酶溶液没有注明用量，不符合单一变量原则。两支试管中都有蛋白质类酶，遇双缩脲试 剂呈紫色，因而不能用双缩脲试剂检测。 【归纳总结】实验变量控制的三个原则 实验变量 控制原则 实　例 自变量 单一变 量原则 探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变 量 无关变量 等量适 宜原则 探究温度对酶活性的影响实验中 pH 为无关变量，不 但相同，还要适宜 因变量 可观测 性原则 探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘变蓝 的颜色反应将不可观测地反应直观地显现出来，便于 实验结果的观测 三、ATP 的结构与功能 1．ATP 的结构 （1）图中各部分名称：A 腺嘌呤，①腺苷，②一磷酸腺苷，③ADP，④ATP，⑤普通化学键，⑥高能磷酸键。 （2）ATP 与 RNA 的关系：ATP 去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成 RNA 的基本单位之一。 （3）结构特点 ①ATP 分子中远离 A 的那个高能磷酸键容易水解断裂，释放出能量，ATP 就转化为 ADP，ADP 也可以接受能 量而重新形成 ATP。 ②高能磷酸键水解时释放的能量多达 30.54 kJ/mol，所以说 ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物。12 2．ATP 与 ADP 的相互转化 项目 ATP 的合成 ATP 的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量 ― ― →酶 ATP＋H2O ATP＋H2O ― ― →酶 ADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP 合成酶 ATP 水解酶 能量来源 光能（光合作用）、化学能（细胞呼 吸） 储存在高能磷酸键中的能量 能量去路 储存于高能磷酸键中 用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 3.ATP 的功能与动、植物细胞代谢 （1）植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成 ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成 ATP。 （2）ATP 水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。 细胞内产生与消耗 ATP 的常见生理过程 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、翻译等 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、翻译等 核糖体 消耗 ATP：蛋白质的合成 细胞核 消耗 ATP：DNA 复制、转录等 典例 1.（2019·长春市高三质检）下列有关酶和 ATP 的叙述中，正确的是（　　） A．催化 ATP 合成和水解的酶相同 B．酶合成过程伴随 ATP 的合成 C．酶催化的化学反应都消耗 ATP D．ATP 和某些酶都含有腺嘌呤 【答案】D13 【解析】酶具有专一性，催化 ATP 合成和水解的酶是不同的，A 错误；酶合成过程伴随 ATP 的水解，B 错误； 酶催化的化学反应不一定需要消耗 ATP，如催化的放能反应还能释放能量产生 ATP，C 错误；ATP 和某些酶 （RNA）都含有腺嘌呤，D 正确。 典例 2.（2018·潍坊期中）下列有关 ATP 的叙述，正确的是（　　） A．放能反应往往与 ATP 的水解相联系 B．ATP 与 ADP 的相互转化是生物界的共性之一 C．细胞内的 ATP 均产生于线粒体和叶绿体 D．类胡萝卜素主要在红光区吸收光能，用于光反应中 ATP 的合成 【答案】B 【解析】放能反应往往与 ATP 的合成相联系，A 项错误；ATP 与 ADP 的相互转化是生物界的共性之一，B 项 正确；细胞质基质也能产生 ATP，C 项错误；类胡萝卜素主要在蓝紫光区吸收光能，用于光反应中 ATP 的合 成，D 项错误。 【易混点拨】1．ATP 是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。 2．ATP 与 ADP 的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的，因 此不是可逆反应。 3．细胞中 ATP 含量很少，但是 ATP 与 ADP 的相互转化非常迅速，能为生命活动提供大量能量。无论是饱食 还是饥饿，ATP 与 ADP 含量都保持动态平衡，不会剧烈变化。 4．吸能反应一般与 ATP 水解的反应相联系，需要 ATP 水解酶的催化，同时也消耗水；放能反应一般与 ATP 的合成相联系。 【真题与模拟速递】 1.（2017·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都是 37 ℃ 【答案】C 【解析】本题考查酶的种类、分布、特性与保存。在细胞核外，叶绿体和线粒体中也含有参与 DNA 合成的 酶，A 错误；由活细胞产生的酶，在生物体外适宜的条件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在适宜条件下可催 化试管中的淀粉水解，B 错误；盐析可使蛋白质沉淀，但不会破坏蛋白质的空间结构，析出的蛋白质仍可以 溶解在水中，其化学性质不会发生改变，C 对正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度是 37 ℃，但保存时应 在低温条件下，D 错误。 2.（2016·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14 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 【答案】C 【解析】在测定酶活力的实验中，酶与底物混合后再用缓冲液调 pH，这样在达到设定 pH 之前酶就发挥了作 用，实验结果不准确，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有 C 项符合要求。 3.（2017·天津高考）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 【答案】C 【解析】加入酶 C 后 A 浓度降低，B 浓度升高，说明在酶 C 的催化下 A 能生成 B，酶催化作用的实质是降低 化学反应的活化能；随着反应的进行，底物 A 浓度由大变小，酶促反应速率先快后慢；T2 后 B 增加缓慢是 由底物 A 不足导致的；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2 值增大。 4.（2013·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 【答案】B 【解析】同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如催化有氧呼吸的酶；低温未破坏酶的空间结构， 低温处理后再升高温度，酶的活性可恢复，高温可破坏酶的空间结构；酶可以降低化学反应的活化能，从 而提高化学反应速度；酶可以催化化学反应，也可以作为另一个反应的底物，如唾液淀粉酶可以催化淀粉 的水解，又可以被胃蛋白酶水解。 5.（2016·江苏高考）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15 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（mL） 2%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 （mL） 1 2 2 2 － － － 2 2 2 － 2 － － 3 2 2 － － 2 － 4 2 2 － － － 2 A.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 【答案】A 【解析】根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗提取液的 3 号管为实验组， 1 号、2 号和 4 号管都为对照组；若 3 号管显橙红色，还需要与 2 号管、4 号管对照才能证明白菜梗中存在 过氧化物酶；若 4 号管不显橙红色，可能是因为高温使过氧化物酶失活，而不能证明白菜梗中不存在过氧 化物酶。 6.（2018·临川二模）如图表示不同 pH 对某种酶活性的影响。下列分析正确的是（　　） A．据图分析，储存该酶的最适 pH 为 4 B．据图分析，t 时刻各组酶促反应速率达到最大值 C．a 条件下，增加底物浓度，反应速率增大但酶活性不变 D．b 条件下，提高反应体系温度，反应速率增大 【答案】C 【解析】据图分析，pH 为 4 条件下，酶活性最低，因此储存该酶的最适 pH 不为 4，应该为该酶的最适 pH； 据图分析，t 时刻，各组产物浓度均达到最大，此时底物已经被消耗完，反应速率为 0；a 条件下，限制酶 促反应速率的因素可能有底物浓度、酶浓度、温度、pH 等，此时增加底物浓度，反应速率增大；b 条件下， 底物已经被分解完，此时提高反应体系温度，反应速率依旧为 0。 7.（2019·梅州模拟）如图表示酶 X 的活性与温度的关系示意图，下列有关分析错误的是（　　）16 A．在实际生产中，酶 X 制剂几乎在所有的季节都能使用 B．测定酶 X 的活性时，实验对 pH、底物量和酶量没有要求 C．酶 X 的化学本质是有机物，具有高效性和专一性 D．在 20～40 ℃范围内设置更小的温度梯度，可进一步探究酶 X 的最适温度 【答案】B 【解析】分析题图，酶 X 适用的温度范围较大，在实际生产中，酶 X 制剂几乎在所有的季节都能使用；测 定酶 X 的活性时，实验对 pH、底物量和酶量有要求，无关变量要严格保持一致且适宜；酶 X 的化学本质是 有机物（蛋白质或 RNA），具有高效性和专一性；在 20～40 ℃范围内设置更小的温度梯度，可进一步探究酶 X 的最适温度。 8.（2019·绍兴模拟）如图是在适宜温度下 pH 对某种过氧化氢酶活性影响的曲线，下列叙述错误的是（　　） A．该酶的最适 pH 范围比较宽 B．过酸或过碱条件下该酶都可能失去活性 C．该酶的活性可达到 100%，可以说明酶具有高效性 D．若升高温度，该酶的最高活性会降低 【答案】C 【解析】分析曲线图可以看出，该酶最适 pH 为 6～11，范围比较宽；过酸或过碱会改变酶的空间结构，导 致酶活性丧失；酶的高效性表现在酶与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著；图示是在适宜温度 下相对酶活性的曲线，因此升高温度会导致酶活性降低。 9.（2018·杭州一模）ATP 的结构示意图如下，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．物质①表示鸟嘌呤 B．化学键②断裂的化学反应属于吸能反应17 C．在 ATP­ADP 循环中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】C 【解析】图中①表示腺嘌呤；②表示高能磷酸键，化学键②断裂的化学反应属于放能反应；③表示磷酸基 团，在 ATP­ADP 循环中③可重复利用；若化学键④断裂，则左边的化合物是 AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸， 是 RNA 的基本组成单位之一。 10.（2019·齐齐哈尔三模）如图是某种淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与温度的关系曲线，回答下列问题： （1）图中 b、c 两点中通过改变温度条件可明显提高反应速率的是________，原因是 ____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 （2）某同学为验证温度对该酶活性的影响，设计了如下实验： 操作步骤 操作方法 试管 A 试管 B 试管 C 1 淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 温度处理（℃） 37 100 0 3 淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 4 碘液 2 滴 2 滴 2 滴 5 现象 X 变蓝 变蓝 ①该实验的自变量是________。若反应时间相对充分，请写出表格中 X 表示的内容：________。操作步骤 4______（填“可以”或“不可以”）用斐林试剂代替碘液，原因是 ______________________________________________________________________________。 ②能不能利用过氧化氢酶催化 H2O2 分解来验证温度对酶活性的影响原因？________。原因是 ______________________________________________。 ③若需判断某生物大分子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，从实验的科学角度分析，最好检 测：________。 【答案】（1）c　低温抑制酶活性，低温对酶活性的影响是可逆的，而高温使酶失活，高温对酶活性的影响 是不可逆的 （2）①温度　不变蓝　不可以　用斐林试剂检测生成物时，需水浴加热到 50～65 ℃，改变了实验的自变 量，对实验结果有干扰　②不能　温度对 H2O2 分解的速度有影响，会对实验结果造成干扰　③生成物 【解析】（1）分析曲线，c 点属于低温，b 点是高温，所以通过改变温度条件可明显提高反应速率的为 c 点，18 原因是低温虽然抑制酶活性，但低温对酶活性的影响是可逆的，而高温使酶失活，对酶活性的影响是不可 逆的。（2）①分析表格可看出，温度是自变量，变色情况是因变量；X 是 37 ℃时的变色情况，在此温度淀 粉酶活性强，将淀粉水解，加碘液不变蓝；不能用斐林试剂代替碘液，因为用斐林试剂检测生成物时，需 水浴加热到 50～65 ℃，对实验有影响。②也不能用过氧化氢酶催化 H2O2 分解来验证温度对酶活性的影响， 原因是温度对 H2O2 分解的速度有影响，同样会对实验结果造成干扰。③判断某生物大分子物质在不同温度 条件下，相同酶催化是否水解，最好检测生成物情况，若检验反应物有可能反应物在较长时间都存在，不 易判断。 11.（2016·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。 （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）。 【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 C 【解析】（1）在 60 ℃条件下，反应的最终产物浓度比 20 ℃和 40 ℃条件下小很多，说明酶在 60 ℃条件下 最终失活。20 ℃与 40 ℃条件下相比，40 ℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明 40 ℃条件下酶活性 较高。（2）在时间 t1 前，如果 A 组温度提高 10 ℃变成 30 ℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 ℃ 条件下的该酶活性大于 20 ℃条件下的，那么 A 组酶催化反应的速度会加快。（3）t2 时 C 组的产物浓度已不 再增加，但由 A 组和 B 组 t2 时的产物浓度可知，t2 时 C 组底物并未全部被分解，C 组产物浓度不再增加是 由于 C 组温度条件下 t2 时酶已经变性失活。因此如 果在时间 t2 时，向 C 组增加 2 倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3 时产物的总量也不会再增加。（4） 生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是 RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的19 温度和 pH 等。 12.（2019·青岛检测）小麦种子中含有α、β两种淀粉酶，某学习小组对这两种淀粉酶活性进行探究实验， 步骤如下： ①将等量的α­淀粉酶（70 ℃活性不受影响，100 ℃高温下失活）与β­淀粉酶（70 ℃处理 15 min 即失活） 加适量蒸馏水混合，分为甲、乙、丙三组； ②甲组 25 ℃下处理，乙组 70 ℃水浴处理 15 min 后取出，丙组 100 ℃下处理 15 min 后取出； ③甲、乙、丙三组分别在 25 ℃条件下加入等量且足量的淀粉溶液； ④一段时间后，测得甲、乙、丙三组淀粉剩余量分别为 a、b、c。 请回答下列相关问题： （1）上述两种酶存在差异的直接原因是_____________________________________________。 （2）三组淀粉剩余量最多的是_______（填“甲”“乙”或“丙”）组，原因是 ______________________________________________________。 （3）利用上述实验结果，如何大致比较 25 ℃条件下α­淀粉酶和β­淀粉酶活性的大小？ _______________________________________________________________。 【答案】（1）氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构不同 （2）丙　两种淀粉酶在 100 ℃条件下均失去活性，且降到 25 ℃活性不能恢复 （3）比较 b­a（β­淀粉酶的活性）与 c­b（α­淀粉酶的活性）数值的大小 【解析】（3）甲组 25 ℃下处理，α­淀粉酶和β­淀粉酶均发挥作用。乙组 70 ℃水浴处理 15 min 后，β­ 淀粉酶失活，只有α­淀粉酶发挥作用，丙组 100 ℃下处理 15 min，两种淀粉酶均失活。因此，b­a 代表β­ 淀粉酶分解淀粉的量，c­b 代表α­淀粉酶分解淀粉的量。 13．（2019·福建模拟）某生物兴趣小组为了探究 pH 对某种酶活性的影响，做了如下实验。 实验步骤： 一、取 3 支洁净的试管，编号为 A、B、C，分别加入等量的酶溶液； 二、在每支试管中加入等量的底物溶液； 三、在 A、B、C 试管中加入等量的缓冲液，使 pH 分别稳定在 5.0、7.0、9.0； 四、将 3 支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。 请回答下列问题： （1）上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正。 __________________________________________________________ _________________________________________________________。 （2）在实验操作正确的情况下，实验结果如图。20 ①该实验中酶促反应速率用________________________表示。实验开始 1 min 后 A 组产物浓度不再增加的原 因是_____________________ ____________________________________________________________。 ②为进一步探究该酶作用的最适 pH，应在 pH 为________范围开展实验。 【答案】（1）应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：将 3 支试管置于最适温度（或相同且适宜温度） 下，定时检测产物浓度 （2）①单位时间内产物的生成量（或单位时间内产物浓度的变化量）　底物的量有限（或底物浓度是一定 的） ②0～7.0（或大于 0 小于 7） 【解析】（1）实验步骤中，酶溶液和底物溶液混合后再用缓冲液调 pH，这样在达到设定的 pH 之前酶就发挥 了作用，实验结果不准确。实验研究的是 pH 对酶活性的影响，温度是无关变量，应适宜且相同。 （2）该酶促反应速率是用单位时间内产物的生成量来表示的。1 min 后 A 组产物不再增加的原因是底物完 全分解。该酶的最适宜 pH 在 0～7 之间。