(共61张PPT)
第三单元 细胞的的能量供应和利用
第9讲 酶和ATP
生物人教版 必修1
考纲要求 全国卷近五年考题统计
酶在代谢中的作用(Ⅱ) 2017·卷ⅡT3，2015·卷ⅡT2，2013·卷ⅡT6，2013·卷ⅡT29
ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ) 2017·卷ⅡT29，2016·卷ⅠT29，2015·卷ⅠT1，2014·卷ⅡT1，2014·卷ⅡT6
实验：探究影响酶活性的因素 2016·卷ⅡT29，2016·卷ⅠT3
考点1 酶的本质、作用、特性
化学本质
合成原料
合成场所
来源
作用场所
生理功能
作用原理
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
核糖核苷酸
氨基酸
核糖体
主要是细胞核(真核生物)
一般来说，活细胞都能产生酶
细胞内、外或生物体外均可
生物催化作用
降低化学反应的活化能
一、酶的本质
酶是 产生的具有 作用的有机物，其中绝大多数是 ，少数是 。
活细胞
蛋白质
RNA
催化
图示及解读：
①没有酶催化的反应曲线是b。
②有酶催化的反应曲线是a。
③AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。
④BC段的含义是酶降低的活化能。
⑤若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。
【典例训练】1.如图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是 ( )
A．ad段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能
B．若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动
C．若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变
D．若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则b在纵轴上将向上移动
【解题指导】ca段表示在无催化剂的条件下A生成P需要的活化能，cb段表示在有酶催化的条件下A生成P需要的活化能，ad段表示在无催化剂条件下，P生成A所需要的活化能，A错误；若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动，B错误；增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状不会发生改变，C错误；酶的活性受温度、pH等的影响，最适条件下酶降低反应活化能的效果最好，酶活性最高，如果曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，则降低反应活化能的效果最显著，改变酶促条件后，酶降低化学反应活化能的效果减弱，达到活化状态需要的能量增加，b在纵轴上将向上移动，D正确。
【答案】：D
【典例训练】 2.如图表示酶的催化反应过程．有关叙述错误的是 ( )
A．该酶促反应过程可表示为a＋b→c＋d
B．适当增大a的浓度会提高酶促反应的速率
C．c或d的生成速率可以表示酶促反应的速率
D．若探究底物浓度对酶促反应速率影响，b的数量就是实验的自变量
【解题指导】由以上分析知，a表示酶，该酶促反应过程可表示为b→c＋d，A错误；由以上分析知，a表示酶，适当增大a的浓度会提高酶促反应的速率，B正确；由以上分析知，c和d表示生成物，酶促反应的速率可以用单位时间内产物的生成速率来表示，C正确；由以上分析知，b表示反应底物，如果探究底物浓度对酶促反应速度的影响，自变量是酶的浓度(或在一定反应体系中酶的数量)，D正确。
【答案】：A
二、酶与激素的比较
酶 激素
来源 活细胞产生 专门的内分泌腺或
特定部位细胞产生
化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸 等
生物功能 催化作用 调节作用
共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
【高考警示】
(1)酶并不只在细胞内发挥作用:
酶由活细胞产生,可以在细胞内发挥作用
(2)产生激素的细胞一定能产生酶,但产生酶的细胞不一定能产生激素。
四、酶的催化作用的实验验证
(1)原理：①2H2O2 酶 2H2O+O2
②肝细胞中含有过氧化氢酶
三、酶的化学本质实验验证
①酶具有催化作用，同无机催化剂一样，都可以加快化学反应速率。
②酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(4)实验结论
（一）酶具有高效性（无机催化剂相比）
①催化剂可加快化学反应速率，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所需时间，不改变化学反应的平衡点。
③酶只能催化已存在的化学反应。
五、酶的特性
1.曲线模型
（同时证明了酶具有催化作用）
2.实验验证
对照组：反应物＋无机催化剂→反应物分解速率；
实验组：反应物＋等量酶溶液→反应物分解速率。
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。
（二）酶具有专一性
②在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，
1.曲线模型
(每一种酶只能催化一种或一类化学反应)
①在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，
说明酶A催化底物A的反应。
说明酶B不催化底物A的反应。
(1)方案一：用同一种酶催化两种不同物质。
2.实验验证
解读：用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。
[特别提醒] 本实验不能选用碘液作检测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否发生了水解。
②再用斐林试剂鉴定，从而探究酶的专一性。
(2)方案二：用两种不同酶催化同一种物质。
1.影响酶活性的曲线模型解读
(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，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。
(2)在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于 最适温度(pH)，酶的催化作用都将减弱。
(3)过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
（三）酶的作用条件较温和
2.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)底物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系：
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：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呈正相关。
③温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
(2)反应时间与酶促反应的关系：
①丙、丁、戊三图的时间t0、t1和t2是一致的。
②随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因积累而增多。
③t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率快。t1～t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢。t2时，反应物被消耗干净，生成物也不再增加，此时反应速率为0。
[解题技法]
“四看法”分析酶促反应曲线
【典例训练】 3．如图1为温度对酶促反应速率的影响示意图，图2的实线表示在温度为a的条件下生成物量与时间的关系。则图2中可表示当温度提高一倍时生成物量与时间的关系的曲线是 ( )
A．曲线1 B．曲线2
C．曲线3 D．曲线4
B
【解题指导】从图1可以看出，当温度由a变为2a时，酶促反应速率提高，所以能在更短的时间内达到反应的平衡点。
【答案】：B
【典例训练】4．某生物小组用某种酶进行了三组实验，有关实验的结果如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶
B．三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性
C．通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近30 ℃、pH＝7
D．pH＝5或温度为20 ℃条件下酶活性下降的原因相同
C
【解题指导】图3中，麦芽糖的含量减少，蔗糖保持不变，说明该实验研究的酶是麦芽糖酶。酶具有高效性是酶与无机催化剂相比，图示中并没有进行此实验。图1中温度为30 ℃时，达到反应平衡点所用的时间最短，说明此温度最接近最适温度；图2中pH＝7时，底物剩余量最少，说明底物被分解的最多，因此，该种酶活性最大时的条件接近30 ℃、pH＝7。在pH＝5时，该酶活性下降的原因是酶的结构被破坏，温度为20 ℃的条件下，酶的活性降低但酶的结构没有破坏，所以D错误。
【答案】：C
考点2 实验：探究影响酶活性的因素
1．实验原理
(1)探究温度对酶活性的影响
②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
①
2．实验步骤
（根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性）
[特别提醒]（1)不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为H2O2在加热的条件下分解也会加快。
(2)不宜选用斐林试剂检测，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才能生成砖红色沉淀，但实验需要控制温度。
不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应
2．pH对酶活性的影响
(1)原理解读
②pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但
无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。
(2)实验设计
1.如何确定酶的最适温度和pH
提示：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论——酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即为最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或pH)就越精确。特别注意：在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量(如温度或pH等)成等差数列、相互对照外，其他所有无关变量都必须相同且适宜(包括材料的大小、质量、生长状况等)。
2．在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什么一定不能颠倒顺序？
3．实验中所用酶的来源不同，其最适温度相同吗？试举例说明。
提示：因为酶具有高效性，把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应。
提示：不同。常见示例：若淀粉酶为市售的α 淀粉酶，其最适温度为50～75 ℃；若淀粉酶来自人体或生物组织，则最适温度为37 ℃左右。课本P85小字说明
4．在探究温度对酶活性影响的实验中，为什么不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解？在选用淀粉酶分解淀粉时，为什么不选用斐林试剂进行检测？
5．探究温度、pH对酶活性的影响实验中，自变量和因变量分别是什么？
P86页拓展题 1（2）（3）
提示：过氧化氢在加热的条件下自身会加快分解。斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下，才能生成砖红色沉淀，但实验需要控制温度。
提示：探究温度对酶活性的影响实验中，自变量是温度，因变量是淀粉水解程度。探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，因变量是过氧化氢的分解速率。
【典例训练】4．如图表示酶的催化反应过程．有关叙述错误的是
( )
A．该酶促反应过程可表示为a＋b→c＋d
B．适当增大a的浓度会提高酶促反应的速率
C．c或d的生成速率可以表示酶促反应的速率
D．若探究底物浓度对酶促反应速率影响，b的数量就是实验的自变量
A
【解题指导】由以上分析知，a表示酶，该酶促反应过程可表示为b→c＋d，A错误；由以上分析知，a表示酶，适当增大a的浓度会提高酶促反应的速率，B正确；由以上分析知，c和d表示生成物，酶促反应的速率可以用单位时间内产物的生成速率来表示，C正确；由以上分析知，b表示反应底物，如果探究底物浓度对酶促反应速度的影响，自变量是酶的浓度(或在一定反应体系中酶的数量)，D正确。
【答案】：A
考点3 ATP的结构和转化
1.ATP的结构
(1)元素组成:C、H、O、N、P。
(2)化学组成:1分子腺苷和3分子磷酸基团。
(3)结构式:
(4)结构简式:A-P～P～P。
(5)中文名称:三磷酸腺苷
AMP
ADP
ATP
思考：
(1)图中框内“A”代表的是“腺苷”吗？
(2)图示a处应为“－H”还是“－OH”？
(3)图示b、c、d所示化学键是否相同？其中最易断裂和重建的是哪一个？
(4)图示框e的名称是什么？它与DNA、RNA有何关系？
提示：(1)图中“A”代表腺嘌呤，“腺苷”应为A＋a所在的五碳糖。
(2)图示a处应为“－OH”，即该五碳糖为“核糖”。
(3)图示b为普通磷酸键，c、d则为高能磷酸键，其中d处的键最易断裂和重建。
(4)图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的单位之一，当发生转录或逆转录时，它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。
2．ATP的合成途径
3．ATP产生速率与O2供给量之间的关系
(1) 图中A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。
(2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。
(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
4.ATP合成和水解的比较
[清错破疑] 对ATP认识上的四个易误点
(1)误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应。
ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面都不尽相同，因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应，但物质可重复利用。
(2)误认为ATP转化为ADP不消耗水。
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。
图示信息：
①ATP的形成需满足的条件：
2种原料——ADP+Pi、能量、酶。
②酶1是合成酶，酶2是水解酶，不是同一种酶；
能量1指光能或有机物分解释放的化学能,能量2是ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键水解释放的化学能。
③ADP、Pi、ATP三种物质可反复循环利用，
故上述转化过程中物质是可逆的，能量不可逆，整个反应是不可逆的。合成ATP的过程中有水生成。
【高考警示】
(1)ATP≠能量:
ATP是一种高能磷酸化合物,是与能量有关的一种物质,不能将两者等同起来。
(2)细胞中ATP的含量并不多:
ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少。
ATP与ADP时刻不停地进行相互转化且处于动态平衡之中,这是细胞的能量供应机制。
(3)误认为“ATP＝能量”。
ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来(ATP≠能量)。
(4)误认为细胞中含有大量ATP。
生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，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。
5．“A”代表的含义归纳
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
ADP+磷酸肌酸 ATP+肌酸
6．辅助能源-------磷酸肌酸
酶
酶
【典例训练】5.ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是( )
A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP
C．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP
D．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用
B
【解题指导】A项，细胞核中无法进行呼吸作用，它所需要的ATP主要由细胞质中的线粒体提供。B项，ATP是生命活动的直接能源物质，机体时刻都在消耗ATP。C项，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行，均有ATP形成。D项，根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的，其消耗的能量来源于呼吸作用产生的ATP。
【答案】：B
一、实验设计的关键——找准变量
变量：指实验过程中可以变化的因素。
1.自变量(实验变量)：指人为改变的变量变量。
2.因变量(反应变量)：随自变量的变化而变化的变量。
通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的即在于解释这种前因后果。例如，在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中，所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水浴)就是自变量。而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应也随之变化，这就是因变量，该实验即在于捕获解释温度变化(自变量)与酶的活性(因变量)的因果关系及其经验事实。
如实验“验证什么” “探究什么”，其中“什么”所表示的因素即为自变量。
（2）表中Y应该为 ，原因是 。
设置几组自变量不同的实验。如“探究温度影响酶活性”的实验中，其控制自变量的方法为设置几种不同的温度进行实验。
▲自变量的控制方法：
（要有一定的规律）
实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响（以1.0作为pH梯度进行实验 ）
8.0
II. 探究pH对叶绿素稳定性的影响。
取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25℃）下进行实验，方法和结果如下表。
根据所学知识和实验结果，请回答：
3.无关变量(控制变量)：可影响实验结果但不是实验要研究的因素。
例如，上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度和稀释浓度、可溶性淀粉溶液浓度、试剂溶液的剂量和浓度、实验操作程序、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量。
▲控制方法：“等同法”，即几组实验中除自变量不同外，
其他条件均要相同。如“探究不同pH对酶活性的影响”实验中，不同组之间除pH不同外，其他条件如温度、实验器具、实验试剂的量等都要相同。
2.等量对照原则
：既可排除无关变量的干扰，又可增强实验结果的可信度和说服力。
▲对照实验
实验组：
对照组：
接受自变量处理的对象组
不接受自变量处理的对象组
▲等量：
无关变量要一致。
二、实验设计原则
1.单一变量原则
：是指控制其他因素不变，而只改变其中某一因素，观察其对实验结果 的影响。
⑵自身（前后）对照
⑴空白对照
⑶相互对照（实验组之间）
如探究酶活性的最适温度，要设置温度梯度并相互对照。
如“观察植物细胞质壁分离和复原”实验。
：对照组不给予实验变量的处理
（不处理或进行不包含实验变量因素的处理）
实验组：
对照组：
注射用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液
注射等量的生理盐水
如
如“探究甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响”实验。
实 验 组：
空白对照组：
饲喂饲料中添加甲状腺激素
饲喂普通饲料但添加甲状腺激素抑制剂
饲喂普通饲料
条件对照组：
⑷条件对照
：从一个侧面衬托实验因素对实验结果的影响
【典例训练】6.铁参与机体许多重要的代谢过程。铁过载会导致人类患很多种疾病。为研究铁过载对肿瘤细胞增殖的影响，科研人员设计了动物实验。请补全步骤分析：
（1）取 小白鼠，平均分成两组。
（2）给实验组小鼠注射一定量的某种肿瘤细胞和足量的葡聚糖铁（葡聚糖铁会引起铁过载），给对照组小鼠注射 。
（3）观察并记录小鼠 。
（4）结果分析：实验组小鼠死亡较快，而且体内的肿瘤细胞数量明显比对照组多，说明 。
【解题指导】
（1）生长发育状况相同，身体健康，无肿瘤的若干只同品系（至少两点）
（2）等量的肿瘤细胞（和葡聚糖）
（3）小鼠死亡时间和体内的肿瘤细胞数量
（4）铁过载促进肿瘤细胞增殖
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第9讲 酶和ATP
单项选择题
1．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
2．如图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是( )
3．下列关于影响酶反应速率(v)因素的研究中，条件控制和预期结果的关系合理的是( )
A．有足够的底物，温度、pH等条件适宜且恒定——v与酶浓度成正比
B．酶浓度恒定，温度、pH等条件适宜且恒定——v与底物浓度成反比
C．酶浓度和底物一定，在pH适宜的条件下——v与温度成反比
D．酶浓度和底物一定，在温度适宜的条件下——v与pH成正比
4．生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下五种酶的作用对象分别是
( )
①肽酶 ②解旋酶 ③纤维素酶 ④ATP水解酶 ⑤DNA连接酶
A．碱基间氢键、肽键、植物细胞壁、磷酸基团、磷酸基团
B．肽键、碱基间氢键、植物细胞壁、高能磷酸键、磷酸二酯键
C．肽键、碱基间氢键、原生质层、NADPH、氢键
D．R基、脱氧核苷酸、细胞膜、ATP、磷酸基
5．科学家证实：RNaseP酶由蛋白质和RNA组成，将这种酶中的蛋白质和RNA分开，在适宜条件下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，而蛋白质不具有。这一结果表明 （ ）
A．酶都是由蛋白质和RNA组成的
B．RNA具有催化作用
C．酶的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸
D．绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
6．探索温度对酶活性影响最合理的实验步骤是( )
①取3支试管，编号，各注入2 mL淀粉液；另取3支试管，编号，各自注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液 ②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉液试管中，维持各自的温度5 min ③向各试管中滴一滴碘液
④将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分别放在60 ℃的热水、沸水和冰水中 ⑤观察实验现象
A．①②④③⑤ B．①③②④⑤
C．①③④②⑤ D．①④②③⑤
7．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．ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成
B．可为淀粉水解成葡萄糖提供能量
C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量
D．酒精发酵过程中有ATP生成
8．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
9．下图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是( )
A．增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变
B．B点后，适当升高温度，曲线将出现c所示变化
C．酶量增加一倍，酶促反应速率可用曲线a表示
D．反应物浓度是限制曲线AB段酶促反应速率的主要因素
10．下列关于酶和ATP的叙述，正确的是( )
A．同一种酶可存在于不同的组织细胞中
B．酶可调节机体的代谢活动
C．ATP分子中含三个高能磷酸键
D．ATP的合成总是伴随着有机物的氧化分解
二、非选择题
11．下表是某小组为“探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响”而设计的实验操作步骤，据表回答下列问题。
操作步骤 操作方法 试管甲 试管乙
1 加体积分数为3%的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL
2 加质量分数为5%的盐酸 1 mL /
3 加质量分数为5%的氢氧化钠溶液 / 1 mL
4 加质量分数为20%的猪肝研磨液 2滴 2滴
5 观察 ____ ____
(1)本实验的因变量是__________________，可观测的指标是_____________。
(2)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：_________________。
在完成改进方案后，预期实验结果及得出结论：
①________________________________________________________________
________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________。
(3)为了将此多余的猪肝研磨液保留到下次使用，应对它进行________(填“高温”或“冷藏”)处理。
(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越________。
12．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答：
(1)神经细胞中的ATP主要来自________(生理过程)，其结构简式是____________。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是____________。
(2)由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是____________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是_____________________________________ ______________________________________________________________。
13．下图一是某课题组的实验结果(注：A酶和B酶分别是两种微生物分泌的纤维素酶)。请分析回答：
图一 图二
(1)分析图一的实验结果可知，本实验研究的课题是_____________________________________。
(2)图一结果显示，在40 ℃至60 ℃范围内，热稳定性较好的酶是________。高温条件下，酶容易失活，其原因是________________。
(3)下表是图一所示实验结果统计表，由图一可知表中③处应是__________，⑧处应是__________。
温度/℃ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
3.1 3.8 5.8 6.3 5.4 2.9 0.9
1.1 2.2 3.9 ⑧ 3.4 1.9 0
(4)图二表示30 ℃时B酶催化下的反应物浓度随时间变化的曲线，其他条件相同，在图二中画出A酶(浓度与B酶相同)催化下的反应物浓度随时间变化的大致曲线。
(5)适宜条件下，取一支试管加入A酶和蛋白酶溶液并摇匀，一段时间后加入纤维素，几分钟后加入新制斐林试剂并水浴加热，结果试管中没有产生砖红色沉淀，原因是______________________。
第9讲 酶和ATP
参考答案
一、单项选择题
1 2 3 4 5 6
B B A B B D
7 8 9 10
B D D A
1.解析：无论细胞分化到什么程度，某些基本的物质和能量代谢是细胞所共有的，如细胞呼吸、转录、翻译等，这些反应中涉及的酶就是分化程度不同的细胞中所共有的酶，故A项正确。酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速度降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，温度升高可恢复活性，故B项错误。酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，提高了反应速度，故C正确。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关蛋白酶分解，故D项正确。
答案：B
2.解析:酶可以有效降低化学反应活化能，使细胞代谢在温和条件下快速进行。
答案 B
3.解析:B选项，在底物浓度较低的情况下，反应速率与底物浓度成正比，超过一定范围，底物浓度增加，反应速率不变。C选项和D选项，在一定范围内，酶促反应速率随温度或pH的增大而增大，超过最适值后，随温度和pH的增大而减小。
答案 A
4.解析:肽酶破坏的是肽键，解旋酶破坏的是碱基间氢键，纤维素酶破坏植物细胞壁(植物细胞壁由纤维素和果胶组成)，ATP水解酶破坏高能磷酸键，高能磷酸键断裂释放化学能供给生命活动的需要；DNA连接酶连接被限制酶切开的核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。
答案 B
5.解析 根据题意，RNaseP酶由蛋白质和RNA组成，但这并不能说明酶都是由蛋白质和RNA组成的；题干强调“RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性”，说明RNA具有催化作用；RNaseP酶的基本组成单位是核糖核苷酸和氨基酸；“绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA ”这一说法正确，但本题的实验结果并不能说明这一结论。
答案 B
6.解析：实验设计要排除无关变量，酶和底物保持在相同温度下发生催化反应，才能严格控制温度。
答案：D
7.解析：ATP中A代表腺苷(腺嘌呤和核糖)，P代表磷酸基团，T代表三个，因此ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，A正确；淀粉水解成葡萄糖不需要消耗能量，B错误；ATP水解就是高能磷酸键断裂并释放能量，C正确；酒精发酵的第一阶段有能量释放，一部分转移至ATP，其余以热能形式散失，D正确。
答案：B
8.解析：酵母菌无氧呼吸产生酒精，在无氧呼吸的第一阶段生成ATP，由此推知葡萄酒酿制期间，酵母菌细胞内由ADP转化为ATP的过程是在无氧条件下进行的；A错误。无氧呼吸在酵母菌的细胞质基质中进行；B错误。ADP＋Pi＋能量ATP；C错误，D正确。答案选D。
答案：D
9.解析：曲线b表示在最适温度、最适pH条件下测定的酶促反应速率与反应物浓度的关系，若温度、pH发生变化，酶促反应速率降低，A、B错误；酶量增加一倍，酶促反应速率上升，C错误；AB段反应物浓度低，限制了酶促反应速率，D正确。
答案：D
10.解析：同一种酶可存在于不同的组织细胞中，如细胞呼吸酶存在于所有细胞中，A正确；酶只有催化作用，不能调节机体的代谢活动，B错误；ATP分子中含两个高能磷酸键，C错误；ATP的合成不一定伴随着有机物的氧化分解，如光反应中ATP的合成，D错误。
答案：A
非选择题
11.解析:(1)由探究的课题可知，本实验的自变量为pH，因变量为过氧化氢分解速率，具体的观察指标可以是相同时间内试管中气泡产生的数量。(2)由已经设计的实验步骤可知，本实验中缺少空白对照组，应该增设试管丙，试管丙中除了添加过氧化氢溶液和猪肝研磨液外，还应该加蒸馏水，其他处理不变。如果过氧化氢酶的活性不受pH的影响，则甲、乙、丙三支试管中气泡的产生情况基本相同；如果过氧化氢酶的活性受pH的影响，则甲、乙、丙三支试管中产生的气泡量不同。(3)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，高温会破坏其空间结构，使酶失活，所以不应高温而应冷藏处理。(4)出现同一结果时间越长，则表示催化效应越低，酶活性越低。
答案 (1)过氧化氢分解速率 相同时间内气泡的产生量 (2)增设丙组，加2 mL H2O2液和1 mL蒸馏水后加入2滴猪肝研磨液与甲、乙组对照，其他步骤不变 预期的实验结果及结论：①甲、乙、丙三支试管中产生的气泡量不同，则过氧化氢酶的活性受pH影响
②甲、乙、丙三支试管中产生气泡的情况基本一样，则过氧化氢酶的活性不受pH影响 (3)冷藏 (4)低(或弱)
12.解析:(1)细胞的能量通货是ATP，其结构简式是A～P～P～P。ATP的主要来源是细胞呼吸。ATP和ADP可以相互转化是实现机体能量持续供应的前提。
(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，因此，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。
(3)推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的思路为：一是阻断典型神经递质的传递→刺激甲→测量乙的膜电位变化；二是寻找靶细胞膜上是否有ATP受体。
答案 (1)细胞呼吸 A—P～P～P ATP与ADP相互迅速转化 (2)腺苷
(3)①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现受体细胞仍能接受到部分神经信号；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体
13.解析：(1)分析图一横坐标为温度(自变量)，纵坐标为酶的活性，发生变化的是酶A和酶B的活性，因此该课题研究的是探究温度对酶A和B活性的影响。(2)图一结果显示，在40℃至60℃范围内酶A的活性比较大，因此热稳定性较好；酶A和B的化学本质是蛋白质，在高温时破坏酶的空间结构，丧失生理活性。(3)根据数据在③时酶A的活性为5.8，对应的温度为40 ℃，在⑧处酶A的活性为6.3，对应的温度为50 ℃，在温度为50 ℃时，酶B的活性为5.0。(4)在相同温度下酶A的活性比酶B大，因此相同浓度的底物需要的时间更短。(5)A酶和蛋白酶溶液混合并摇匀，蛋白酶会将酶A分解，使得酶A丧失活性。
答案：
(1)探究(研究)温度对A酶和B酶活性的影响
(2)A酶 高温使酶的空间结构破坏(写“肽键”断裂不可以)
(3)40 ℃ 5.0
(4)如右图(注：起点一致，终点提前)
(5)A酶(纤维素酶)已被蛋白酶催化分解(“A酶失活”也可以)
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