1、第5章 细胞的能量供应和利用 课标要求命题解读1.说明酶在代谢中的作用2.解释 ATP 在能量代谢中的作用3.说明光合作用以及对它的认识过程4.研究影响光合作用速率的环境因素5.说明细胞呼吸,探讨其原理的应用活动建议:1.探究影响酶活性的因素2.叶绿体色素的提取和分离3.探究酵母菌的呼吸方式1.高考主要以选择题的形式考查 ATP的组成、结构和功能,光合作用与呼吸作用的过程和意义等;以非选择题的形式,并结合图表,综合考查光合作用与呼吸作用的过程、影响因素及在实际生产中的应用2.命题趋势:以选择题或非选择题的形式,考查 ATP 的组成、结构与功能,酶特性及影响因素,光合作用、呼吸作用的过程、影响因
2、素及两者之间的联系等内容,同时兼顾考查相关实验考情分析思维网络第1、2节降低化学反应活化能的酶、细胞的能量“通货”ATP考点一酶的本质及作用 考点梳理 1.酶的本质、作用蛋白质RNA生物催化活化能2.鉴定酶的本质试剂检测法3.酶的作用机理分析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
3、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关于酶的 8 个易错点高效性专一性高4.酶的特性(1)_:催化效率是无机催化剂的 1071013 倍。(2)_:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)作用条件较温和:在温和条件下,酶的活性最_。基础测评 1.为使反应物 A产物 P,采取了酶催化(最适温度和 pH)和无机催化剂催化两种催化方法,其能量变化过程用图1中两条曲线表示;图2表示某酶促反应过程的示意图,下列有关分析不合理的是()图1图2A.距离 b 可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因B.适当升高温度,酶催化的曲线对应的距离 a 将下降C.图2中可代
4、表蔗糖,那么可代表葡萄糖和果糖D.图2中若代表胰蛋白酶,当 pH 稍低于最适值时,的生成速率也会下降答案:B2.下列关于酶的叙述,正确的是()A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关C.酶可以在最适温度及最适 pH 条件下长期保存D.可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响答案:B考点二1.酶具有高效性酶的特性及相关实验 考点梳理 与_相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高。与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。a、b酶的催化具有高效性,a、c酶具有催化作用。无机催化剂2.酶具有专一性一种或一类(1)每一种酶只能催化_化学反应。
5、(2)物理模型“锁和钥匙学说”。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。项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料底物相同(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂 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(3)验证酶的专一性。(4)酶专一性的曲线。说明: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;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.酶的作用条件“较温和”(1)含义:
6、酶所催化的化学反应一般是在温和的条件下进行的。在最适宜的温度和 pH 条件下,酶的活性最高。温度和pH 偏高或偏低,酶活性都会明显降低。过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。低温时,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性可以升高。(2)梯度法探究酶的最适温度和最适 pH。组别编号12n实验材料等量的同种底物、酶等pHa1a2an温度T1T2Tn衡量指标相同时间内,各组酶促反应中生成物量的多少,或底物剩余的多少实验结论生成物量最多的一组,或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)(3)酶作用条件“较温和”的曲线。甲乙甲曲线分析:在一定温度
7、(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。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 pH7 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。(1)在探究温度对酶活性的影响的实验中,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会加快。(2)在探究酶的最适温度的实验中,不宜选用斐林试剂检 测,因为斐林试剂与还原糖需要在水浴加热到5065 的条 件下才能生成砖红色沉淀,但该实验需要控制的变量是温度。(3)实验中所用酶的来源不同,则最适温度也不同。若
8、淀粉酶为市售的-淀粉酶,其最适温度为5075 ;若淀粉酶来自 人体或生物组织,则最适温度为37 左右。基础测评 1.细胞中每时每刻都进行着化学反应,由于有酶的催化,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。下列关于酶和酶促反应的叙述,正确的是()A.酶促反应都伴随着 ATP 的合成或利用B.细胞内所有化学反应都需要酶的催化C.酶产生于细胞内,但可在细胞外发挥作用D.底物浓度会影响酶的活性和酶促反应速率答案:C2.如图表示在 20 、不同 pH 条件下,向等量的反应物中加入等量的某种酶后,生成物的量与时间的关系曲线,下列结论错误的是()A.此实验中,不同 pH 为自变量,生成物的量为因变量,20 为无关
9、变量B.随 pH 从 5 升高到 7,酶的活性逐渐降低C.该酶的最适 pH 为 5D.若将温度改为 15 ,酶的最适 pH 不会发生改变答案:C考点三 ATP 来源与去路 考点梳理 1.ATP 的结构腺嘌呤高能磷酸键(1)图中各部分名称:A_,腺苷,一磷酸腺苷,ADP,ATP,普通化学键,_。(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_的基本单位之一。RNA(3)结构特点ATP 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。高能磷酸化合物高能磷酸键水解时释放的能量多达 30.54
10、kJ/mol,所以说ATP 是细胞内的一种_。化合物结构简式“A”含义共同点ATP腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)所有“A”的共 同点是都含有 腺嘌呤 DNA腺嘌呤脱氧核苷酸RNA腺嘌呤核糖核苷酸核苷酸腺嘌呤不同化合物中“A”的辨析项目ATP 的合成ATP 的水解反应式ADPPi能量ATPH2OATPH2O ADPPi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形成的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2.ATP 与 ADP 的相互转化(1)ATP 在生物体内含量少,但转化十分迅
11、速,从而使细胞中的 ATP 供应稳定。(2)ATP 与 ADP 的相互转化不是可逆反应,因为转化过程中的反应类型、所需酶、能量的来源和去路及反应场所都不完全相同,但是物质是可循环利用的。(3)ATP 初步水解只能断裂远离腺苷(A)的高能磷酸键;若进一步水解则两个高能磷酸键全断裂。(4)吸能反应和放能反应与 ATP 的关系:吸能反应一般与 ATP 的水解反应相联系,由 ATP 水解提供能量;放能反应一般 与 ATP 的合成相联系,释放的能量储存在高能磷酸键中。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)A
12、TP 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。基础测评 1.用、表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(APPP),下列相关叙述正确的是()A.ATP 的、位磷酸基团脱离,剩余部分可用于 DNA 的复制B.ATP含有三个高能磷酸键,都能为生命活动提供能量C.ATP的、位磷酸基团脱离,剩余部分可用于基因的转录D.ATP 的位磷酸基团脱离,释放的能量可用于叶绿体中水的分解答案:C2.ATP 是细胞内的能量“通货”,下列有关叙述中,错误的是()A.ATP 水解供能,实际上是指 ATP 分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解B.细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制是
13、生物界的共性C.ATP 分子由 1 个腺嘌呤和 3 个磷酸基团组成D.ATP 是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质答案:C考向 1 酶的概述典例 1(2019 年浙江绍兴模拟)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解析分析曲线图可以看出,该酶最适pH 为611,范围比较宽,A 正确;过酸或过碱会改变酶的空间结构,导致酶活性丧失,B 正确;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
14、更显著,C 错误;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,D 正确。答案C考向预测1.下列关于酶与 ATP 的叙述,正确的是()A.噬菌体、硝化细菌和哺乳动物成熟的红细胞内都可以合成酶B.用淀粉酶探究温度对酶活性的影响时,一般用斐林试剂进行检测C.酶的合成需要消耗 ATP,ATP 的合成需要酶的催化D.吸能反应一般与 ATP 的合成相联系解析:噬菌体没有细胞结构,哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器,因此噬菌体和哺乳动物成熟的红细胞内均不能合成酶,只有硝化细菌的细胞内可以合成酶,A 错误;用淀粉酶探究温度对酶活性的影响时,温度是自变量,而用斐林试剂检测淀粉的
15、水解产物还原糖时需水浴加热(5065 ),对实验结果有干扰,因此一般用碘液进行检测,B 错误;绝大 多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,蛋白质和RNA 的合成均需 要消耗ATP,ATP 的合成需要酶的催化,C 正确;吸能反应一 般与 ATP 的水解相联系,D 错误。答案:C2.下图是生物体内常见的一种生理作用图示,下列叙述不正确的是()A.的成分有可能是蛋白质B.图中显示具有高效性,反应完成后,的性质未发生改变C.和的生成速率可以表示酶促反应的速率D.如果探究底物浓度对酶促反应速度的影响,的数量就是实验的自变量解析:是酶,是底物,底物可能是蛋白质;图中显示具有专一性,反应完成后,的性质未发生改变;
16、生成物的生成速率可以表示酶促反应的速率;如果探究底物浓度对酶促反应速率的影响,的数量就是实验的自变量。答案:B3.如图表示物质 S 在酶 E 的催化下水解成 P 的反应图解,下列叙述正确的是()A.若 S 是麦芽糖,则可用斐林试剂来检测 P 的生成情况B.酶 E 水解的产物是 H2O、CO2 等物质C.若 S 代表二肽,则 E、P 可分别代表肽酶、氨基酸D.酶 E 可为该反应提供活化能答案:C试管加入的物质处理温度处理时间滴加碘液检验淀粉糊 2 毫升清水 2 毫升37 10 分钟2 滴,摇匀淀粉糊 2 毫升唾液 2 毫升37 10 分钟2 滴,摇匀淀粉糊 2 毫升唾液 2 毫升0 10 分钟2
17、 滴,摇匀4.(2018 年湖南岳阳联考)我市某校生物兴趣小组的同学在探究唾液对淀粉的消化作用时,设计了如下实验方案,请分析回答下列问题:(1)如果把试管和试管作为一组对照实验,该对照实验的变量是_。(2)预测试管中溶液颜色的变化:试管 变蓝,试管_,原因是_。(3)兴趣小组的同学想进一步探究“其他因素对唾液淀粉酶消化作用的影响”,补加了号试管。要证明温度对唾液淀粉酶有影响作用,应选用_(填序号)两支试管进行对照实验。(4)从实验可知淀粉的消化是从口腔开始的,最终还要在小肠内被彻底消化,经_吸收进入血液。解析:(1)如果把试管和试管作为一组对照实验,从表格中看出,唯一不同的条件是唾液,因此该对
18、照实验的变量是唾液(或唾液淀粉酶)。(2)号试管中清水对淀粉没有分解作用,因此滴加碘液变蓝;号试管中唾液淀粉酶将馒头中的淀粉全部分解成麦芽糖,因此滴加碘液不变蓝。(3)要证明温度对唾液淀粉酶有影响作用,实验唯一变量就是温度,除温度不同外其他条件均应相同,所以选用两支试管进行对照实验。(4)从实验可知淀粉的消化是从口腔开始,最终还要在小肠内被彻底消化,经小肠绒毛内的毛细血管吸收进入血液。答案:(1)唾液(或唾液淀粉酶)(2)不变蓝淀粉被唾液淀粉酶分解成了麦芽糖,所以遇碘不变蓝(3)(4)小肠内的毛细血管考向2 影响酶促反应的相关曲线典例2(2019 年湖南、江西十四校联考)某科研小组将新鲜的萝卜
19、磨碎、过滤制得提取液,以等体积等浓度的 H2O2 作为底物,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究,得到如图所示的实验结果。下列分析错误的是()D.实验一可以看出,与加Fe3+相比,单位时间内加萝卜提A.若将实验一中的萝卜提取液换成等量的新鲜肝脏研磨液,则 O2 产生总量明显增多B.实验二是在最适温度下测定相同时间内 H2O2 的剩余量,引起 a、b 曲线出现差异的原因最可能是酶的含量不同C.过氧化氢酶制剂的保存,一般应选择低温、pH 为7 的条件取液产生的氧气多,其原因是酶降低反应的活化能更显著解析氧气的产生总量是由反应底物的量决定的,与提取液的种类无关,A 错误;已知图二是在最适温度下测
20、定相同时 间内H2O2 的剩余量,则在相同pH 下两条曲线的差异可能是由于酶的数量不同导致的,B 正确;过氧化氢酶应该保存在低温 和适宜pH(7)条件下,C 正确;酶的作用机理是可以降低化学反 应的活化能,所以与加Fe3相比,单位时间内加萝卜提取液产 生的氧气多,D 正确。答案A“三看法”分析酶促反应曲线考向预测5.将 A、B 两种物质混合,T1 时加入酶 C。下图为最适温度)下 A、B 浓度的变化曲线。下列叙述错误的是(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:T1 时
21、加入酶 C,A 物质减少,B 物质增加,可推测 酶 C 催化A 物质生成B 物质,酶通过降低化学反应的活化能加快反应速率,A 正确;由曲线可知,T1T2 间,酶促反应速率加快,T2 后,酶促反应速率减慢,B 正确;T2 后 B 增加缓慢是 底物 A 含量过少所致,C 错误;曲线是在最适温度下绘制的,若降低反应温度,则反应速率减慢,T2 值增大,D 正确。答案:C6.酵母菌 M 能分泌 A 酶和 B 酶,如图表示在不同温度下测得两种酶活性的曲线图,以下分析不合理的是()A.A 酶和 B 酶在 50 时酶活性均最大B.80 时,A 酶仍未完全失活C.当温度为 20,酶的空间结构很不稳定D.温度从
22、80 降至 50 时,酶的活性可能无法恢复到最大值解析:由图可知,A 酶和B 酶在50 时酶活性均最大,A正确;80 时,A 酶仍未完全失活,B 正确;当温度为20,两种酶的活性都较低,但酶的空间结构稳定,C 错误;高温会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。由图可知,温度为80 时 B 酶已经失活,A 酶的活性也很低,说明此时两种酶的 空间结构有可能被破坏,所以此时温度再降至50,酶的活性也可能无法恢复到最大值,D 正确。答案:C7.(2019 年豫西南示范性高中联考)超氧化物歧化酶(SOD)能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质,具有抗衰老的特殊效果,其含有的金属离子对增强酶的热稳定性
23、有重要影响。据报道,当反应温度为88,时间为 1530 min 时对SOD的活性影响不大。下面是通过光催化反应装置分别在四种条件下检测紫外光对 DNA 损伤的相关曲线(TiO2表示二氧化钛,是一 种光催化剂;UV表示紫外光)。组:黑暗处理曲 线a(TiO2/DNA 体系)、组:紫外光处理曲线 b(UV/DNA 体系)、组:光催化曲线 c(UV/TiO2/DNA 体系)、组:光催化引入SOD 曲线 d(UV/TiO2/SOD/DNA 体系)。据图回答下列问题:(1)根据 SOD 的化学性质,我们可以利用_的方法来除去一部分其他杂质蛋白。实验中设计黑暗处理作为对照组的目的是_。曲线 b 说明_。(
24、2)分析曲线 c、d 可以得出的实验结论是_。(3)DNA 损伤过程中会伴有 H2O2 产生,若要验证(2)中的实验结果,可通过检测 H2O2 的有无及产生量来判断,写出你的实验思路并预测实验结果(注:H2O2 的检测方法不做要求)。实验思路:_。预测实验结果:_。解析:(1)当反应温度为88,时间为1530 min 时对SOD的影响不大,而部分其他酶在该条件下已经失活,故可利用这 个特性来除去其他杂质蛋白。黑暗处理组为TiO2/DNA 体系,设计黑暗处理对照组的目的是证明TiO2 不会损伤 DNA。紫外 光处理曲线b(UV/DNA 体系)说明没有TiO2(催化剂)的条件下,紫外光对DNA 的
25、损伤很小。(2)光催化曲线c(UV/TiO2/DNA 体系)说明紫外光对DNA 的损伤非常严重,300 min 时,DNA 几 乎全部损伤,而光催化引入 SOD 曲线d(UV/TiO2/SOD/DNA 体系),由于有SOD 存在,DNA 损伤很缓慢,说明SOD 能够明显延缓或抑制DNA 的损伤。(3)要通过H2O2 的有无及产生量来验证(2)中的实验结论,很显然要设置实验检测H2O2 的产生量,H2O2 的产生量越多,DNA 损伤越严重,故本实验思路是按照题干条件,设置同样的、四组实验,测定不同体 系DNA 损伤过程中H2O2 的产生量;预测的实验结果是组、组没有H2O2 产生,组和组均有H2
26、O2 产生,且组H2O2产生量较组多,时间较早。答案:(1)高温变性(或 88 环境下处理 1530 min)证明TiO2 不会损伤 DNA无 TiO2(催化剂)的条件下,紫外光对 DNA损伤很小(2)SOD 能够明显延缓或抑制 DNA 的损伤(3)实验思路:按照题干条件,设置同样的、四组实验,测定不同体系 DNA 损伤过程中 H2O2 的产生量预测实验结果:组、组没有 H2O2 产生,组和组均有 H2O2 产生,且组 H2O2 产生量较组多,时间较早考向3ATP 的概述典例3(2018 年浙江卷)ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是()A.ATP 中的能量均来自细胞呼吸释放的能量B.A
27、TPADP 循环使得细胞储存了大量的ATPC.ATP 水解形成 ADP 时释放能量和磷酸基团D.ATP 分子中的 2 个高能磷酸键不易断裂水解解析光反应和细胞呼吸可以产生ATP,A 错误;ATP 在细胞内含量少,水解及合成速度快,ATPADP 循环不会使细 胞储存大量的 ATP,B 错误;ATP 水解形成 ADP 和磷酸基团,同时释放能量,C 正确;ATP 中 2 个高能磷酸键比较不稳定,容易水解断裂,D 错误。答案C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 消耗 ATP:一些吸能反应叶绿体产生 ATP:光反应 消耗 ATP:暗反
28、应和自身 DNA 复制、转录等转化场所常见的生理过程线粒体产生 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、转录等产生与消耗 ATP 生理过程的归纳若细胞内 Na+浓度偏高,为维持 Na+浓度的稳定,考向预测8.(2018 年江西新余二模)ATP 在生物体的生命活动中发挥着重要作用,下列有关 ATP 的叙述,不正确的有几项()人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成 ATP细胞消耗 ATP 的量增加ATP 中的“A”与构成 DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质 ATP 是生物体生命活动的直
29、接供能物质,但在细胞内含量很少植物细胞质壁分离和复原实验过程中不消耗 ATPATP 中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能A.0 项B.1 项C.2 项D.3 项解析:所有活细胞均能产生ATP,正确;一般来讲,细 胞外Na浓度高于细胞内,若细胞内Na浓度偏高,Na从细胞 内运输到细胞外的运输方式为主动运输,需ATP 供能,正确;ATP 中的“A”是腺苷,构成 DNA、RNA 中的碱基“A”是腺嘌呤,正确;ATP 是生物体生命活动的直接供能物质,但在细胞内含量很少,转化速率很高,正确;质壁分离和复原实验过程 中水分子的跨膜运输方式是自由扩散,不消耗 ATP,正确;ATP 中的能
30、量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能,正确,A 正确。答案:A探究影响酶活性的因素1.探究温度对酶活性的影响(1)反应原理:(2)鉴定原理: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。(3)实验步骤和结果。序号实验操作内容试管1试管2试管31加入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同的温度条件60 热水(5 min)沸水(5 min)冰块(5 min)3加入等量的新鲜淀粉酶溶液1 mL(5 min)1 mL(5 min)1 mL(5 min)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(呈现碘液颜色)蓝色蓝色
31、2.探究 pH 对酶活性的影响(1)反应原理(用反应式表示):2H2O22H2OO2(2)鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。(3)实验步骤和结果。序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的体积分数为3%的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL2注入等量的不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的HCl1 mL 5%的NaOH3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3.实验注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响的实验中
32、,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)
33、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。4.实验操作过程及评价典例(2019 年吉林长春模拟)下列关于酶的实验设计,正确的是()A.用过氧化氢溶液、肝脏研磨液作材料探究温度对酶活性的影响B.用淀粉、蔗糖溶液和淀粉酶,反应后滴加碘液验证酶的专一性C.用蛋白酶、蛋白块作实验材料验证蛋白酶能够催化蛋白质分解D.设置 pH 为 2、7、12 的条件,探究 pH 对胃蛋白酶活性的影响解析过氧化氢的分解受温度影响,所以不能用过氧化氢溶液和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,A 错误;利用淀粉、蔗糖
34、、淀粉酶来验证酶的专一性时,碘液不能检测蔗糖是否被水解,应该选用斐林试剂,B 错误;用蛋白酶、蛋白块作 实验材料验证蛋白酶能够催化蛋白质分解,C 正确;胃蛋白酶 的适宜pH 是1.5,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 2、7、12,D 错误。答案C举一反三(2019年山西太原质检)某生物兴趣小组向甲、乙、丙三支试管中分别加入一定量的可溶性淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液,使其在不同的温度条件下(均低于最适温度)反应,产物量随时间的变化曲线如图 1 所示。该小组又用上述实验材料进行了另一组实验,研究产物或底物浓度随时间的变化情况,得到图 2 所示曲线。请回答下列相关
35、问题:图 1图 2(1)图 1 中甲、乙、丙三支试管所处的温度大小关系为_。若提高甲试管所处的温度,但不使酶失活,则 A 点_(填“向上移动”“向下移动”或“不移动”),时间 T1 的变化情况是_(填“变大”“变小”“不变”或 “无法确定”)。(2)由图 1 分析可知,甲和乙、丙试管所对应 A、B 值不同的原因最可能是_。淀粉酶能催化淀粉水解,其作用机制是_。(3)图 2 中曲线表示_(填物质名称)的浓度随时间变化的曲线。若曲线表示不同酶浓度下的酶促反应,则曲线_的酶浓度最高。解析:(1)甲、乙、丙三支试管所处的温度均低于酶的最适温度,根据三支试管中产物生成速率可判断甲、乙、丙三支试管所处温度大小关系为甲乙丙。A 点是甲试管中产物的最大 量,不随酶活性的改变而发生变化。由于无法确定提高温度后 甲试管中酶活性如何变化,因此无法确定时间 T1 如何变化。(2)图 1 甲和乙、丙试管中产物量不同的原因最可能是底物量不同,酶的作用机制是酶能降低化学反应所需的活化能。(3)图 2中曲线的物质浓度随反应进行在逐渐减小,表示底物淀粉的 浓度变化。若曲线表示不同酶浓度下的酶促反应,曲线所需反应时间最短,说明酶浓度最高。答案:(1)甲乙丙不移动无法确定(2)底物(淀粉)的量不同 酶能降低化学反应所需的活化能(3)淀粉