2021届高考生物人教通用一轮复习方略课件：3.1　ATP和酶 .ppt

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1、,第三单元细胞的能量供应和利用第1课ATP和酶,内容索引,核心素养测评,考点一ATP在能量代谢中的作用【必备知识速填】1.ATP的结构:,(1)元素组成:_。(2)化学组成:1分子_,1分子_和3分子_。(3)结构简式:_。,C、H、O、N、P,腺嘌呤,核糖,磷酸基团,A-PPP,2.ATP和ADP的相互转化:(1)转化原因:ATP的化学性质不稳定,_的那个高能磷酸键容易断裂与合成。(2)转化关系及过程比较:,远离A,ADP+Pi+能量ATP,高能磷酸键,细胞质基质、线粒体、叶绿体,3.ATP的利用:,【秒判正误】1.ATP在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。()2.成熟

2、个体中的细胞增殖过程不需要消耗ATP。()分析:细胞增殖过程涉及很多生物化学反应,某些过程如DNA的复制等都会消耗ATP。,3.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。()4.ATP脱去两个磷酸基团后,可作为RNA分子的合成原料。()5.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。()分析:内质网膜不能合成ATP。,6.无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。()分析:在无氧条件下,叶肉细胞可以进行无氧呼吸产生ATP。,【重点难点讲透】1.ATP与ADP的相互转化:(1)动态平衡:细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。由于ADP、Pi等可重复利

3、用,只要提供能量(光能或化学能),生物体就可不断合成ATP,满足生物体的需要。(2)不是可逆过程:ATP与ADP的相互转化过程中,物质可重复利用,但能量不可循环利用,它们不是可逆反应。(3)ATP能量:ATP是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将二者等同起来。,2.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型:,(1)起始点:O2供给量为0时,可经无氧呼吸产生ATP。(2)上升段:与O2浓度有关,O2浓度越大,ATP产生量越大。(3)平衡段:因为受酶、ADP或磷酸等制约,ATP产生量不再随O2浓度增大而增加。(4)改变横轴:若横轴改为呼吸强度,则曲线应从0开始。,【教材命题源】教材原文

4、:必修1_P89_“细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。”命题角度:角度1.ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内的四种高能磷酸化合物,它们彻底水解的产物只有碱基不同。推测GTP参与RNA合成时的作用可能是什么?提示:提供能量和原料。,角度2.比较下面的四种结构,说出其中“A”的含义。,腺嘌呤和核糖,腺嘌呤脱氧核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸,1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸,腺嘌呤,【典例示范】(2019临沂模拟)ATP是生命活动的直接能源物质。ATP逐级水解的过程如图。下列叙述错误的是()A.和含有的化学元素不完全相同B.是组成RNA的基本单位之一C.底物的量相同时,图

5、中释放能量最少的过程是D.酶的催化作用需要ATP提供能量,【解析】选D。是腺苷,含C、H、O、N,为ADP,含C、H、O、N、P,含有的化学元素不完全相同,A正确;是一分子腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,B正确;是ADP,是AMP,是腺苷。和断裂的都是高能磷酸键,断裂的是普通化学键,过程产生的能量最少,C正确;酶的催化作用不需要能量,D错误。,【素养新命题】(1)酶ac催化的反应体现了酶具有什么特性?为什么?(科学思维:分析与综合)提示:体现了酶的专一性。因为不同的生理过程参与催化的酶不同。,(2)酶a催化过程时,一般伴随着放能反应还是吸能反应的进行?(科学思维:比较与分类)提示

6、:由图可知,酶a可催化ATP水解为ADP,此过程中释放大量能量,所以酶a发挥作用时一般与吸能反应相联系。,【热考角度通关】角度一ATP的结构与功能1.(2019惠州模拟)下列有关ATP的叙述,错误的是()A.ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸基团组成B.光合作用产生ATP的过程不一定都在叶绿体中进行C.酒精发酵的全过程都有ATP生成D.洋葱根尖细胞中能产生ATP的细胞器是线粒体,【解析】选C。ATP的名称为三磷酸腺苷,由腺嘌呤、核糖和磷酸基团组成,A正确;蓝藻没有叶绿体,但可以通过光合作用产生ATP,B正确;酒精发酵的第二阶段没有ATP生成,C错误;洋葱根尖细胞可以进行有氧呼吸,可以在线粒体中产生AT

7、P,D正确。,2.在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-PPP或dA-PPP)。下列说法错误的是()A.ATP水解掉两个磷酸基团后所得的物质是合成RNA分子的单体之一B.dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同,但稳定性不同C.已知某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端,若要使已有DNA末端被32P标记上,则带有32P的磷酸基团应在ATP的“”位上D.若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的“”位上,【解析】

8、选D。将ATP中的2个磷酸基团去掉,所得物质是合成RNA分子的单体之一:腺嘌呤核糖核苷酸,A正确;dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同,但稳定性不同,远离A的高能磷酸键容易断裂和重新生成,B正确;dATP分子中远离A的高能磷酸键容易断裂和重新生成,故某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP,那么该酶作用的磷酸基团应在ATP的“”位上,C正确;合成DNA的原料应该是4种脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸都是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成,其中磷酸和脱氧核糖之间的化学键是普通磷酸键,用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合

9、成的DNA分子上(合成过程中,dATP要脱掉两个高能磷酸键),则带有32P的磷酸基团应在dATP的“”位上,D错误。,角度二ATP与ADP的相互转化3.如图为ATP与ADP相互转化示意图,有关叙述正确的是()A.过程都可发生在线粒体和叶绿体中B.过程所需能量均来自有机物的氧化分解C.过程释放的能量可直接用于人体红细胞吸收葡萄糖D.吸能反应一般与过程相联系,放能反应一般与过程相联系,【解析】选A。过程表示ADP与Pi合成ATP;过程表示ATP水解产生ADP与Pi,同时释放能量的过程。在线粒体和叶绿体中都有ATP的合成与水解,A正确;若ATP的合成发生在叶绿体中,过程所需能量来自光能,若ATP的合

10、成发生在线粒体中,过程所需能量来自有机物的氧化分解,B错误;人体红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散,不需要消耗能量,没有ATP水解,C错误;ATP的合成即过程与放能反应有关,ATP的水解即过程与吸能反应有关,D错误。,4.(2020北京模拟)ATP是直接给细胞的生命活动提供能量的物质,下列关于ATP的叙述,正确的是()A.生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多B.人体成熟的红细胞在O2充足时只能通过无氧呼吸产生ATPC.酵母菌只有在缺氧的条件下,其细胞质基质中才能形成ATPD.生物体内ADP转化成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸,【解析】选B。ATP在细胞内含量不高,生命活动旺盛的细胞中ATP与ADP

11、转化速度较快,A错误;人体成熟的红细胞无线粒体,只能通过无氧呼吸产生ATP,B正确;细胞质基质是酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段的场所,不管是否缺氧,其细胞质基质中都能形成ATP,C错误;生物体内ADP转化成ATP所需要的能量可来自细胞呼吸、光合作用及化能合成作用,D错误。,【加固训练】1.下列关于ATP的说法,正确的是()A.动物细胞中能合成ATP的场所只有线粒体B.能产生酒精的无氧呼吸的全过程都有ATP合成C.在线粒体中进行的呼吸过程可合成大量ATPD.细胞主动吸收离子的过程中,ATP中含有的能量都会释放出来,【解析】选C。动物细胞中能合成ATP的场所有线粒体及细胞质基质;能产生酒精的无氧

12、呼吸的过程中只有第一阶段有ATP合成;细胞主动吸收离子的过程中,消耗的能量由ATP提供,且ATP中远离A的高能磷酸键易断裂,但不释放所有能量。,2.如图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示ATP,下列有关叙述错误的是()A.甲乙丙丁过程中,起催化作用的酶空间结构不同B.丙是RNA的基本组成单位之一C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成D.在红细胞吸收葡萄糖时,细胞中乙的含量会显著增加,【解析】选D。甲乙丙丁表示ATP的逐步水解,每一次水解反应的酶都不同,A项正确;丙由1分子核糖、1分子腺嘌呤和1分子磷酸构成,为1分子腺嘌呤核糖核苷酸,B项正确;丁表示腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,戊表示磷酸,是

13、ATP的组成成分,C项正确;红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,不需要消耗ATP,故乙(ADP)的含量不会增加,D项错误。,考点二酶的本质、作用与特性【必备知识速填】1.酶的作用和本质:(1)酶的本质与合成:,蛋白质,RNA,核糖核苷酸,核糖体,(2)作用及其机理。,曲线解读:图中表示有酶催化的反应曲线是_,若将酶变为无机催化剂,则B在纵轴上向_移动。若ac表示无酶催化时所需的活化能,则该酶降低的活化能可表示为_。结论:酶具有催化作用,可以降低化学反应的活化能。(3)来源:一般_都能产生。,B,上,a-b,活细胞,2.酶的特性:(连线),【秒判正误】1.酶的基本组成单位都是氨基酸。()分析:酶的

14、化学组成是蛋白质或RNA,因此基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。,2.酶活性的发挥离不开其特定的结构。()3.酶提供了反应过程所必需的活化能。()分析:酶降低了化学反应所需的活化能。4.酶是由活细胞产生的,酶只能在细胞内发挥作用。()分析:酶在细胞内、细胞外都能发挥作用。5.低温和高温条件下酶都会变性失活。()分析:低温条件下酶不会变性失活,只是活性降低。6.酶只有催化作用。(),【重点难点讲透】1.酶的高效性:,(1)与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡的时间,不改变化学反应的平衡点。,2.酶的专一性:,(1)在底物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A

15、能催化底物的反应。(2)在底物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化底物的反应。,3.温度和pH对酶促反应速率的影响:,(1)在最适温度(pH)条件下,酶的活性最高,温度(pH)偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。(2)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活;而低温只是抑制了酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。(3)从丙图可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。,4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响:,(1)甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,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,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。(2)乙图

16、: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。,【教材命题源】教材原文:必修1_P84进一步探究“除温度和pH外,还有哪些条件影响酶的活性?”命题角度:酶抑制剂是与酶特异性结合并降低酶活性的分子,其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应;非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,能改变酶的构型,使酶不能与底物结合,从而使酶失去催化活性。酶与所催化的底物、竞争性抑制剂与该酶催化的底物化学结构有什么关系?,提示:底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化;竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,结构相似。,【典例示范】如图是酶催化二肽合成的过程

17、示意图,有关分析错误的是(),A.酶在与底物结合时结构要发生改变,但不失活B.酶分子的形状只适合与一种分子结合,所以一种酶只能催化一种底物,这就是酶的专一性C.探究酶的专一性时,若底物是蔗糖,检测试剂不能选用碘-碘化钾作为指示剂D.酶与双缩脲试剂不一定发生紫色反应,【解析】选B。由模型可知,酶在与底物结合时结构要发生改变,反应结束后,酶的形状复原,酶在反应过程中不会失活,A正确;酶分子的形状只适合与一种或一类分子结合,所以一种酶只能催化一种或一类底物,这就是酶的专一性,B错误;碘-碘化钾指示剂适用于底物是淀粉的实验,C正确;多数酶的化学本质是蛋白质,少数酶的化学本质是RNA,因此酶与双缩脲试剂

18、不一定发生紫色反应,D正确。,【素养新命题】(1)在上述酶促反应中,底物浓度达到饱和后,再增加底物浓度则酶促反应速度会如何变化?(科学思维:分析与综合)提示:酶促反应速度不变。,(2)该酶通过与底物结合形成酶底物复合物从而起到催化作用,由此可知,酶催化反应进行的前提条件是什么?(生命观念:结构与功能观)提示:酶必须与底物在空间结构上相匹配,才能与底物结合,催化底物发生反应。,【热考角度通关】角度一酶的本质、作用及特性1.(2017全国卷改编)下列关于生物体中酶的叙述,错误的是()A.在细胞质中存在参与DNA合成的酶B.由活细胞产生的酶可在生物体外发挥催化作用C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用

19、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】选D。细胞质中的线粒体和叶绿体可进行DNA复制,需要参与DNA合成的酶,A正确;酶的产生部位是细胞内,作用部位体内、体外均可以,B正确;从提取液中沉淀酶可以用盐析的方法,C正确;酶催化反应的最适温度是37,最适保存温度为低温,D错误。,2.(2019宿州模拟)细胞代谢的顺利进行需要酶的催化。下列有关酶的说法正确的是()A.酶的合成都需要经过转录和翻译两个阶段B.活细胞产生的酶在生物体外没有催化作用C.同一种酶可存在于分化程度不同的细胞中D.胰蛋白酶保存和催化的最适pH都是2【解析】选C。酶的化学本质是蛋白质或RNA,其中RNA的

20、合成不需要经过翻译阶段;只要条件适宜,酶在细胞内外都能发挥催化作用;同一种酶可存在于分化程度不同的细胞中,如呼吸酶、ATP合成酶存在于所有活细胞中;胰蛋白酶保存和催化的最适pH是8。,3.(2020福州模拟)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应,由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是()A.RNAB.DNAC.DNA酶D.RNA酶【解析】选A。核糖体由蛋白质和RNA组成,用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后,剩余部分为RNA,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应,说明核糖体中能催化该反应的物质是RNA。,角度二与酶相关的曲线模型4.已知施加药物A

21、能使蔗糖酶的活性丧失;施加药物B后蔗糖酶活性不变,但蔗糖和蔗糖酶结合的机会减少。如图为蔗糖酶在不同处理条件下(温度、pH均适宜)产物浓度与时间的关系,其中乙组使用少量药物B处理。据图分析,下列叙述合理的是()A.甲组先使用药物B处理,在t1时可能适当提高了温度B.丙组先使用药物B处理,在t1时可能使用药物A处理C.在t1时间之后甲组蔗糖酶的活性高于乙组和丙组D.在t1时间之后丙组中蔗糖酶和蔗糖作用机会不变,【解析】选B。甲、乙、丙可能开始均用B处理,甲组原本就是最适温度,若提高温度,酶活性会下降,达到平衡点的时间会延长而不是缩短,A错误;丙组开始用药物B处理,t1后产物浓度不变,可能是药物A处

22、理导致酶失活,B正确;t1后,丙组酶失活,甲、乙组酶活性不变,故甲、乙组酶活性高于丙组,C错误;t1后,蔗糖酶失活,酶与底物不能结合,D错误。,5.如图为酶促反应曲线,Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似,可与底物竞争性结合酶的活性部位;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析错误的是()A.Km值越大,酶与底物亲和力越高B.加入竞争性抑制剂,Km值增大C.加入非竞争性抑制剂,Vmax降低D.非竞争性抑制剂破坏酶的空间结构,【解析】选A。据图分析,Km值越小,达到1/2Vmax需要的底物浓度越低,说明酶与底物亲和力越

23、高,A错误;加入竞争性抑制剂,酶与底物结合的机会减少,则Km值增大,B正确;加入非竞争性抑制剂,使酶的活性部位功能丧失,导致Vmax降低,C正确;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,从而破坏了酶的空间结构,D正确。,科学思维模型构建“四步法”分析酶促反应曲线第一步识标:“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。第二步析线:“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势,明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。,第三步明点(特殊点):“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下

24、的交点等表示的生物学含义。第四步判断:“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图,根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的含义(有的曲线直接标出),首先对每一条曲线单独分析,进行比较,判断曲线间有无联系或找出相互关系,然后综合分析。,6.如图表示在最适温度、最适pH等条件下,反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。回答下列问题:,(1)解释在A、B、C点时该化学反应的状况。A点:_;B点:_;C点:_。(2)如果温度升高10重复实验,则图中A点的位置将_(填“上移”或“下移”),原因是_。(3)如果从乙点开始,向反应混合物中加入少量同样的酶,在图中绘出曲线所发生的变化,并分析发生以上变化的原因。

25、,【解析】(1)A点时,反应物的浓度较低,随着反应物浓度的增加,反应速率加快;B点时,反应物的浓度较高,反应速率在此时达到最高;C点时,反应物浓度已经足够大,反应速率不再随反应物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平。(2)由于原来为最适温度,如果温度升高10重复实验,酶的活性降低,反应速率降低,A点的位置将下移。(3)如果从乙点开始,向反应混合物中加入少量同样的酶,反应速率会加快,然后达到稳定。绘制曲线时应该从B点开始,先上升后稳定。,答案:(1)随着反应物浓度的增加,反应速率加快反应速率在此时达到最高反应速率不再随反应物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平(2)下移原曲线反映最适温度条件

26、下的变化,超过最适温度,酶活性下降,反应速率下降(3)酶浓度增加且反应物充足,反应速率加快。,【加固训练】1.向装有5mL体积分数为3%的H2O2溶液的密闭容器中,加入2滴新鲜的肝脏研磨液,每隔一段时间测定容器中O2的浓度,得到如图中曲线a(实线)所示结果。下列相关叙述错误的是()A.曲线a表明,随着时间的推移,H2O2分解速率呈现由快转慢直到停止的特点B.在t1时,向容器内再加入2滴新鲜肝脏研磨液,可以得到曲线b所示结果C.在t1时,向容器内再加入2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液,可以得到曲线c所示结果D.在t2时,向容器内再加入5mL体积分数为3%的H2O2溶液,可以得到曲线d所示结

27、果,【解析】选C。由图可知,曲线a表明,随着时间的推移,H2O2分解速率由快转慢直到停止,A项正确;在t1时,向容器内再加入新鲜肝脏研磨液,提高了反应速率,但没有改变反应底物的量,最终生成的O2量不变,即O2浓度不变,得到曲线b所示结果,B项正确;在t1时,向容器内再加入FeCl3溶液,没有改变反应底物的量,O2的最终浓度不变,不可能得到曲线c所示结果,C项错误;在t2时,向容器内再加入H2O2溶液,增加了反应底物的量,O2的最终浓度增加,得到曲线d所示结果,D项正确。,2.乳糖酶可催化乳糖水解,有两项与此相关的实验,实验中无关变量相同且适宜,实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是(),A.实

28、验一若继续增加酶浓度,相对反应速率不再增大B.实验一若继续增加乳糖浓度,相对反应速率将降低C.实验二若继续增加乳糖浓度,相对反应速率不再增大D.实验二若将反应温度提高5,相对反应速率将增大,【解析】选C。由表中数据可知,随酶浓度的增加,反应速率增加,因此实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率可能会增大;实验一若继续增加乳糖浓度,相对反应速率将增大;实验二酶的浓度较低,乳糖的质量分数为15%时,已经达到饱和点,若继续增加乳糖浓度,相对反应速率不再增大;由题干信息“实验中无关变量相同且适宜”可知实验温度是适宜的,实验二若将反应温度提高5,相对反应速率将降低。,考点三探究影响酶活性的因素及酶特性实验【

29、必备知识速填】1.实验原理:(1)酶活性:酶对化学反应的_称为酶活性。(2)温度对酶活性的影响。反应原理:,鉴定原理:滴加碘液,根据淀粉遇碘_来判断酶的活性。,催化效率,变蓝色及蓝色的深浅,(3)pH对酶活性的影响。反应原理:,鉴定原理:可用点燃的卫生香燃烧的情况来检验_产生量的多少。,O2,2.实验步骤与结论:(1)温度对酶活性的影响:实验步骤与现象(如表):,碘液,不变蓝,变蓝,变蓝,高温、低温,实验结论:在最适温度条件下,酶的活性最高,高温、低温都影响酶的活性。,(2)pH对酶活性的影响。实验步骤与现象(如表):,猛烈,不猛烈,不猛烈,过酸、过碱都影响酶的活性,实验结论:在最适条件下,酶

30、的活性最高,过酸、过碱都影响酶的活性。,【秒判正误】1.可以利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性。()2.酶的活性越高,酶促反应速率越快。()分析:当底物浓度相同时,酶的活性越高,酶促反应速率越快。,3.在探究温度或pH对酶活性影响的实验中,可先控制酶的温度或pH,再将酶与底物混合,也可以先将酶与底物混合,再控制酶的温度或pH。()分析:在探究温度或pH对酶活性影响的实验中,如果先将酶与底物混合,再控制酶的温度或pH,酶已经发挥作用,就会影响实验结果。4.若用唾液淀粉酶进行实验,则应将60水浴改为37水浴。()5.在测定唾液淀粉酶的活性时,将溶液pH由1提升到6的过程中,该酶的活性将

31、不断上升。()分析:唾液淀粉酶作用的pH是6.27.4,在pH为1的时候已经失活,再提升pH也不会恢复活性。,【重点难点讲透】1.实验试剂与材料的选取及变量控制:(1)正确选取试剂:在探究温度对酶活性的影响实验中,选用淀粉和淀粉酶时,宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,原因是使用斐林试剂需水浴加热,该实验需严格控制温度。,(2)合理选取材料。在探究温度对酶活性的影响实验中,不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶,原因是过氧化氢在常温常压时就能分解,在加热条件下分解会加快。在探究pH对酶活性的影响实验中,不宜选用淀粉和淀粉酶,原因是淀粉在酸性条件下分解会加快。(3)科学控制变量:在探究pH对酶活性的影响实验中,

32、宜先保证酶的最适温度(排除温度的干扰),且将酶溶液调至实验要求的pH后,再让反应物与酶接触。,2.验证酶具有专一性的设计模型:(1)设计思路:通过同一种酶催化不同底物(不同的酶催化同一底物)的反应速率比较,得出结论。(2)设计方案,3.验证酶具有高效性的设计模型:(1)设计思路:通过不同类型的催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率比较,得出结论。(2)设计方案:,4.与酶有关的实验变量分析:,【典例示范】(2016全国卷)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

33、:,(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)。,【解析】本题主要考查酶的本质与特性、温度与底物对酶活性的影响。(1)通过曲线分析可知在相同时间内,B组产物浓度高,即反映了酶的活性强。(2)A组为20,低温抑制酶的活性,适当升高温度,酶的活性会增强,表现为催化反应的速度加快。(3)分析C组曲线可知t2之后产物的浓度不再增加,说明反应已经停止,酶失去

34、了催化作用,此时再增加底物的量,因为酶已失活,产物的总量也不再增加。(4)酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物,主要是蛋白质,还有少量的RNA。酶具有高效性、专一性和反应条件的温和性等特性。,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(答出两点即可),【素养新命题】(1)在时间t1之前,如果B组温度提高10,那么B组酶催化反应的速度会怎样变化?原因是什么?(科学思维:归纳与演绎)提示:B组温度提高10后,如果没有达到最适温度,酶催化反应的速率会增大;如果超过最适温度,酶催化反应的速率会降低。,(2)如

35、果已经确定该酶可以催化淀粉分解,其化学本质是蛋白质。请设计一个实验,探究该种酶的最适温度,请写出实验的基本思路。(科学探究:制订实验方案)提示:先确定系列等温度梯度,加入碘液后,再选择其中蓝色最浅的两支试管所对应的温度之间设置更小的等温度梯度。,【热考角度通关】角度一实验设计方案1.下表为学生探究影响酶活性因素的一组实验,请据表分析,如要探究pH对酶活性的影响,应选择表中的哪些试管(),A.4和5B.2和3C.5和6D.1和2,【解析】选B。4和5有两个变量,即温度和底物,且pH相同,不能探究pH对酶活性的影响,A错误;2、3只有一个变量,即pH,其他条件都相同且适宜,符合条件,B正确;5、6

36、中有两个变量,即pH和酶的种类,不遵循实验设计的原则,C错误;1和2中也有两个变量,即pH和酶的有无,不遵循实验设计的原则,D错误。,角度二实验过程分析2.下面是验证酶的催化特性的几组实验,对实验的处理如表所示,下列相关叙述不正确的是(),A.通过上述实验中的号和号试管比较,能够说明酶具有催化作用B.通过上述实验中的号和号试管比较,能够说明酶具有专一性C.通过上述实验中的号和号试管比较,能够说明酶的活性受温度影响D.通过上述实验中的号和号试管比较,能够说明酶的活性受pH影响,【解析】选B。号和号试管比较探究的是唾液淀粉酶是否具有催化作用,A正确;号和号试管比较,3号试管唾液稀释了10倍,可以根

37、据结果的比较说明酶是否具有高效性,B错误;号和号试管比较,可以根据实验结果说明温度对酶活性的影响,C正确;号和号试管比较,号试管添加了浓HCl,可以根据结果判断pH是否对酶的活性有影响,D正确。,3.某同学将新鲜马铃薯磨碎、过滤得到提取液进行以下实验。.在30的条件下,取等量提取液分别加到4支盛有等量过氧化氢溶液,pH分别为3、5、7、9的试管中,结果发现每支试管都产生气体。请回答下列问题:(1)该实验的课题是_。(2)该实验中的自变量是_。(3)各实验组均在30的恒定温度下进行的原因是:_;_。,.将加入4支试管中的马铃薯提取液的量减半,重复实验。分别测定实验、中过氧化氢的含量在相同时间内的

38、变化,绘制成如图所示曲线,请回答下列问题。,(4)曲线a是实验_(填“”或“”)的结果。(5)曲线a和b中,过氧化氢含量的最低点基本位于横坐标同一位置的原因是_。,【解析】根据题干信息分析,实验的自变量是pH,分别是3、5、6、7,马铃薯提取液中含有过氧化氢酶,反应物是过氧化氢,因此该实验的因变量是酶促反应的速率(酶活性),产物是氧气,因此因变量可以用单位时间的氧气产生速率(产生相同的氧气需要的时间)或过氧化氢的剩余量(消耗量)作为指标。(1)该题自变量是不同pH,因变量为酶活性,所以实验目的是探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响。,(2)根据题干中“pH分别为3、5、7、9”可知,实验中的自变

39、量是pH。(3)从实验现象“每支试管都产生气体”可判断30为该过氧化氢酶的相对适宜温度,各实验组均在30的恒定温度下进行是为了排除温度变化(无关变量)对实验结果的影响。(4)实验是将以上实验的酶数量减半,而其余不变,因此酶促反应速率有所降低,过氧化氢含量减少的速率降低,但是不改变酶促反应的适宜pH,a曲线在相同时间情况下,底物剩余量最多,说明酶量更少,因此曲线a是实验的结果,曲线b是实验的结果。(5)曲线a和b中,过氧化氢含量的最低点基本位于横坐标同一位置的原因是同一种酶的最适pH是一定的,不会由于浓度的不同而改变。,答案:(1)探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响(2)pH(3)30是过氧化氢

40、酶的相对适宜温度排除温度变化(无关变量)对实验结果的影响(4)(5)同一种酶的最适pH是一定的,科学探究实验设计和分析关于酶特性实验题的解题方法1.认真审题,准确找出变量,围绕变量设置对照。探究酶作用的专一性时,应围绕底物或酶设置变量;探究酶作用的高效性时,应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。2.设置实验步骤时,应注意以下四点:(1)根据试题要求,确定单一变量,依据实验变量进行合理分组;(2)根据实验材料,结合实验原理,确定实验现象的观测手段;(3)除自变量外,确保其他实验条件相同且适宜;(4)合理确定操作程序,确保程序合理。,【加固训练】1.下列与酶有关的实验设计中,正确的是()A

41、.探究温度对酶活性的影响时,应将酶和底物充分混合后再设置一系列的温度梯度B.探究底物浓度对胃蛋白酶活性的影响时,各实验组的pH应控制在7左右C.可用麦芽糖酶、麦芽糖、淀粉和斐林试剂等来验证酶具有专一性D.探究温度对-淀粉酶活性的影响实验中,应加入碘液以检测各组淀粉的剩余量,【解析】选D。探究温度对酶活性的影响时,应将酶和底物各自保温达到预设温度后再混合,A错误;探究底物浓度对胃蛋白酶活性的影响时,pH为无关变量,应保持相同且适宜,故各实验组的pH应控制在1.5左右,B错误;麦芽糖及其水解产物葡萄糖都是还原糖,都能和斐林试剂反应产生砖红色沉淀,因此不能用麦芽糖酶、麦芽糖、淀粉和斐林试剂等来验证酶

42、具有专一性,C错误;探究温度对-淀粉酶活性的影响实验中,不同温度条件下淀粉的剩余量不同,加入碘液后的蓝色深浅不同,D正确。,2.某课外活动小组用淀粉酶探究pH(用HCl和NaOH调节)对酶活性的影响(已知HCl能催化淀粉水解,其他无关变量相同且适宜),得到如表所示的实验结果。下列实验分析,错误的是(),A.pH=3时淀粉酶的活性比pH=9时要低B.pH=1时有淀粉水解,说明淀粉酶没有失活C.与HCl相比,淀粉酶降低反应活化能的效果更加显著D.欲测出pH=5时淀粉酶催化淀粉水解的量,还需设置不加淀粉酶的对照组,【解析】选B。pH=3时淀粉是在HCl和淀粉酶共同催化下水解的,而pH=9时淀粉仅在淀粉酶催化下水解,所以当淀粉水解量相等时,pH=3时淀粉酶的活性比pH=9时淀粉酶的活性要低,A正确;由于HCl能催化淀粉水解,故pH=1时有淀粉水解,不能确定淀粉酶是否失活,B错误;pH=7时淀粉酶催化淀粉水解的量为9%,而pH=1时HCl和淀粉酶(不确定是否失活)催化淀粉水解的量为5%,C正确;pH=5时淀粉是在HCl和淀粉酶共同催化下水解的,所以欲测出淀粉酶催化淀粉水解的量,还应测出相同pH条件下不加淀粉酶时HCl催化淀粉水解的量,D正确。,