2016屆高三生物一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用學(xué)案 新人教版必修1
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1、 【創(chuàng)新方案】2016屆高三生物一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用學(xué)案 新人教版必修1 [考綱考頻] 1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)(3年16考) 2.實(shí)驗(yàn):探究影響酶活性的因素(3年6考) 3.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)(3年3考) 1.酶的作用:酶在細(xì)胞代謝中起催化作用。 2.酶的作用機(jī)理 (1)活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。 (2)作用機(jī)理:降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 3.酶的本質(zhì)和特性 (1)酶本質(zhì)的探索歷程 (2)酶的本質(zhì) 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少
2、數(shù)是RNA。 (3)酶的特性[連線] [思考] 酶與無機(jī)催化劑相比有哪些相同之處? 提示:①化學(xué)反應(yīng)前后酶的數(shù)量和性質(zhì)不變;②加快化學(xué)反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時間,但不改變平衡點(diǎn);③都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 1.酶的作用原理 酶與無機(jī)催化劑降低化學(xué)反應(yīng)活化能的比較(如圖) (1)沒有催化劑催化的反應(yīng)曲線是③。 (2)無機(jī)催化劑催化的反應(yīng)曲線是②。 (3)有酶催化的反應(yīng)曲線是①。 (4)由三條曲線可看出:發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需的活化能:曲線③>曲線②>曲線①。 (5)無論是否有催化劑催化,反應(yīng)的最終結(jié)果是不變的。 2.酶的高效性實(shí)驗(yàn) 3.酶的專一性實(shí)驗(yàn) (1
3、)方案一:用同一種酶催化兩種不同的底物 ① ②用淀粉酶分別作用于淀粉和蔗糖后,再用斐林試劑鑒定,根據(jù)是否有磚紅色沉淀生成來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用,從而探索酶的專一性。 (2)方案二:用兩種不同的酶催化同一種底物 ① ②分別用淀粉酶和蔗糖酶作用于淀粉后,再用斐林試劑鑒定,根據(jù)是否有磚紅色沉淀生成來判斷哪一種酶將淀粉催化水解為還原糖,從而探索酶的專一性。 4.酶與動物激素的比較 項(xiàng)目 酶 動物激素 來源及作用場所 活細(xì)胞產(chǎn)生;細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外 專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細(xì)胞產(chǎn)生;細(xì)胞外發(fā)揮作用 化學(xué)本質(zhì) 絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA 固醇類、多肽、蛋白質(zhì)、氨基
4、酸衍生物、脂質(zhì)等 生理功能 催化作用 調(diào)節(jié)作用 共性 在生物體內(nèi)均屬高效能物質(zhì),即含量少、作用大、生物代謝不可缺少 (1)在適宜條件下,酶在細(xì)胞內(nèi)、外和生物體內(nèi)、外均可發(fā)揮催化作用。 (2)產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶,但產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素?! ? 角度一 以基礎(chǔ)判斷、案例分析或圖示分析的形式,考查酶的本質(zhì)、作用及特性 1.(2013·全國卷Ⅱ)下列關(guān)于酶的敘述,錯誤的是( ) A.同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中 B.低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) C.酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提
5、高化學(xué)反應(yīng)速率 D.酶既可以作為催化劑,也可以作為另一個反應(yīng)的底物 解析:選B 有些酶是生命活動所必需的,比如呼吸作用有關(guān)的酶在分化程度不同的細(xì)胞中都存在,A正確;導(dǎo)致酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞變形的因素有:過酸、過堿、高溫等,低溫只能降低酶的活性,不會破壞其空間結(jié)構(gòu),B錯誤;酶的作用實(shí)質(zhì)即為降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能從而提高反應(yīng)速率,C正確;酶是蛋白質(zhì)或者RNA,本身是催化劑,也可作為底物被蛋白酶或者RNA酶降解,D正確。 2.(2014·福建高考)用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì),處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是( ) A.蛋白酶
6、 B.RNA聚合酶 C.RNA D.逆轉(zhuǎn)錄酶 解析:選C 核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)組成,用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì),處理后的核糖體為rRNA,而催化核糖體內(nèi)氨基酸脫水縮合反應(yīng)的物質(zhì)是酶,由此可推測該酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA。 3. (2011·全國卷)甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理時間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯誤的是( ) A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA C.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì) D.乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變 解析:選B 酶具有專一性,蛋白酶能催化蛋白質(zhì)降解。
7、由圖可知,在蛋白酶的作用下,甲酶活性沒有變化,而乙酶活性逐漸下降,說明甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì),有可能是RNA;而乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),在蛋白酶的作用下其空間結(jié)構(gòu)被改變。 酶特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 角度二 以實(shí)驗(yàn)分析的形式,考查酶的作用特性相關(guān)實(shí)驗(yàn) 4.(2015·惠州調(diào)研)如圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)。有關(guān)分析合理的是( ) A.本實(shí)驗(yàn)的因變量是不同的催化劑 B.本實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有溫度和酶的用量等 C.1號與3號、1號與4號可分別構(gòu)成對照實(shí)驗(yàn) D.分析1號、2號試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知加熱能降低反應(yīng)的活化能
8、 解析:選C 本實(shí)驗(yàn)的因變量是氣泡的產(chǎn)生速率,即過氧化氫的分解速率,A錯誤;溫度是自變量,酶的用量是無關(guān)變量,B錯誤;1號與3號、1號與4號中都只有一個實(shí)驗(yàn)變量不同,可分別構(gòu)成對照實(shí)驗(yàn),C正確;2號在高溫下反應(yīng)加快,是因?yàn)榧訜崾惯^氧化氫分子得到能量,從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài),D錯誤。 5.(2015·青島高三檢測)關(guān)于探究酶特性的實(shí)驗(yàn)敘述中,最恰當(dāng)?shù)氖? ) A.若探究pH對酶活性的影響,可選擇可溶性淀粉溶液為底物 B.若探究過氧化氫酶的高效性,可選擇無機(jī)催化劑作為對照 C.若探究溫度對淀粉酶活性的影響,可選擇斐林試劑對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測 D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來
9、探究酶的專一性,可用碘液對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測 解析:選B 探究pH對酶活性影響時,不能選擇可溶性淀粉為底物,因?yàn)榈矸勖复呋孜锏矸墼谒嵝詶l件下也會發(fā)生水解反應(yīng);若探究溫度對淀粉酶活性的影響,可選擇碘液檢測根據(jù)顏色的深淺來判斷酶的活性;若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性,不能用碘液檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因?yàn)榈庖翰荒軝z測蔗糖的分解。 1.酶的高效性曲線 (1)圖中曲線a、b分別表示加入酶和未加催化劑時,生成物濃度隨時間變化的情況。 (2)曲線分析: ①催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率,與無機(jī)催化劑相比,酶的催化效率更高。 ②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。 ③
10、酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。 ④酶不能改變最終生成物的量。 2.酶的專一性曲線 (1)加入酶A,反應(yīng)速率較無酶條件下的變化是明顯加快,說明酶A能催化該反應(yīng)。 (2)在該反應(yīng)物中加入酶B,反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同,說明酶B對此反應(yīng)無催化作用。 (3)綜合(1)(2)說明酶具有專一性。 3.影響酶促反應(yīng)的曲線 (1)溫度和pH: ①分析甲、乙圖可知:在一定溫度(或pH)范圍內(nèi),隨溫度(或pH)的升高,酶的催化作用增強(qiáng),超過這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱。 ②分析甲、乙圖曲線的起止點(diǎn)可知:過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞
11、,溫度升高可恢復(fù)活性。 ③分析丙圖可知:反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。 (2)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響: ①甲圖:在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快,但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反應(yīng)速率將不再增加。 ②乙圖:在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)。 影響酶促反應(yīng)速率的作用機(jī)理 (1)溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率的。 (2)底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸來影響酶促反應(yīng)速率的,并不影響酶的活性。 (3)在解答此類問題時,要特別關(guān)注縱坐標(biāo)表示的是酶促反應(yīng)
12、速率還是生成物的量?! ? 角度一 以曲線模型表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果,考查酶的作用特性 1.(2015·金華高三聯(lián)考)在三支試管中加入等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的過氧化氫溶液,再分別加入適量的二氧化錳、新鮮豬肝研磨液、唾液,一段時間后測得底物含量變化如圖所示。則下列敘述不正確的是( ) A.曲線乙表示二氧化錳的催化作用,曲線甲與曲線乙對照反映了無機(jī)催化劑具有專一性 B.曲線丙表示豬肝中過氧化氫酶的催化作用,曲線甲與曲線丙對照不能反映酶具有專一性 C.曲線丙與曲線乙對照可以說明酶具有高效性 D.曲線甲不下降的原因可能是唾液淀粉酶與該底物不能形
13、成酶——底物復(fù)合物 解析:選A 酶的高效性是指同無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高,由圖分析,催化效率丙>乙>甲,則三條曲線對應(yīng)的條件是:甲為唾液,乙為二氧化錳,丙為新鮮豬肝研磨液。專一性是指每一種酶只能催化一種或者一類化學(xué)反應(yīng),曲線甲、乙對照不能得出無機(jī)催化劑具有專一性。同理,曲線甲表示唾液淀粉酶不能催化過氧化氫的分解,曲線丙表示過氧化氫酶能催化過氧化氫的分解,但二者對照并不能說明唾液淀粉酶或過氧化氫酶具有專一性,B正確。和乙相比,丙催化的時間短,效率高,因此可以說明酶具有高效性,C正確。曲線甲不下降的原因是酶具有專一性,唾液淀粉酶不能催化過氧化氫的分解,D正確。
14、 2.用某種酶進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖所示,下列有關(guān)說法錯誤的是( ) A.該酶的最適催化溫度為30 ℃左右 B.圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶 C.由圖4實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知酶具有高效性 D.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知酶具有專一性 解析:選C 圖1顯示溫度對酶活性的影響,從圖中能得到的結(jié)論是該酶的最適催化溫度為30 ℃左右。圖2顯示該酶的最適pH為7,而胃蛋白酶的最適pH為1.5,由圖4可知該酶為麥芽糖酶。圖3能說明Cl-是酶的激活劑、Cu2+是酶的抑制劑。圖4說明酶具有專一性。 角度二 以曲線分析的形式,考查影響酶促反應(yīng)速率的因素 3.(2015·日照模擬)如圖曲線b表示在最適溫度、最
15、適pH條件下,反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析正確的是( ) A.酶量是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素 B.酶量減少后,圖示反應(yīng)速率可用曲線a表示 C.升高溫度后,圖示反應(yīng)速率可用曲線c表示 D.減小pH,重復(fù)該實(shí)驗(yàn),A、B點(diǎn)位置都不變 解析:選B AB段隨著反應(yīng)物濃度升高,反應(yīng)速率加快,限制因素是反應(yīng)物的濃度,A項(xiàng)錯誤;酶量減少,在反應(yīng)物濃度一定的條件下,反應(yīng)速率下降,可用曲線a表示,B項(xiàng)正確;圖中曲線b是最適溫度、最適pH下的曲線圖,因此,升高溫度,減小pH,酶活性下降,反應(yīng)速率下降,應(yīng)為曲線a,C、D項(xiàng)錯誤。 4.(2012·福建高考)大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)
16、濟(jì)魚類。研究性學(xué)習(xí)小組嘗試對大菱鲆消化道中蛋白酶的活性進(jìn)行研究。 (1)查詢資料得知,18 ℃時,在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖1。由圖可知,在各自最適pH下,三種蛋白酶催化效率最高的是_______________________。 圖1 (2)資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15~18 ℃之間。學(xué)習(xí)小組假設(shè):大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15~18 ℃間。他們設(shè)置15 ℃、16 ℃、17 ℃、18 ℃的實(shí)驗(yàn)溫度,探究三種酶的最適溫度。 ①探究實(shí)驗(yàn)中以干酪素為底物。干酪素的化學(xué)本質(zhì)是________,可用________試劑鑒定。 ②胃蛋白酶實(shí)驗(yàn)組和幽門盲囊蛋白酶實(shí)
17、驗(yàn)組的pH應(yīng)分別控制在____________。 ③為了控制實(shí)驗(yàn)溫度,裝有酶和底物的試管應(yīng)置于________中以保持恒溫。單位時間內(nèi)________可以表示蛋白酶催化效率的高低。 ④實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2,據(jù)此能否確認(rèn)該假設(shè)成立?________。理由是___________________。 圖2 (3)研究還發(fā)現(xiàn)大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低,所以人工養(yǎng)殖投放的飼料成分中要注意降低________的比例,以減少對海洋的污染。 解析:(1)分析圖1可知,在各自最適pH下,三種蛋白酶催化效率最高的是幽門盲囊蛋白酶。(2)可通過比較不同溫度下酶對底物的催化效率來探究胃蛋白酶、
18、腸蛋白酶及幽門盲囊蛋白酶三種酶的最適溫度。本實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度,因此應(yīng)保證三種酶所處的pH均為最適pH。該實(shí)驗(yàn)以干酪素作為反應(yīng)的底物,說明干酪素的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),可用雙縮脲試劑進(jìn)行鑒定。由圖2可知,隨著溫度升高三種酶的活性逐漸升高,但三種酶活性均未出現(xiàn)峰值,即不能確定三種酶的最適溫度。(3)由于大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶的含量少、活性低,因此人工養(yǎng)殖投放的飼料成分中要注意降低淀粉和脂肪的比例,以減少對海洋的污染。 答案:(1)幽門盲囊蛋白酶 (2)①蛋白質(zhì) 雙縮脲?、?和8?、酆銣叵洹〉孜锵牧?或產(chǎn)物生成量)?、懿荒堋?jù)圖可知隨著溫度升高酶活性逐步升高,但酶活性峰值未出現(xiàn) (3)淀粉、
19、脂肪 1.探究溫度對酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理 ①反應(yīng)原理: ②鑒定原理:溫度影響酶的活性,從而影響淀粉水解,滴加碘液,根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟 取試管分組編號(1、2、3號)→加入等量可溶性淀粉溶液→分別控制溫度(60 ℃、沸水、冰塊)5 min→加等量淀粉酶溶液5 min→加等量碘液→觀察溶液顏色。 [思考]?、僭谏鲜鰧?shí)驗(yàn)操作中先加入等量淀粉酶再分別控制溫度可行嗎?為什么? 提示:不可行。因?yàn)槊妇哂懈咝?,先加入酶液后,酶在常溫下就可以發(fā)揮催化作用,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ②上述實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么? 提示:1號試管溶液(60
20、℃)不變藍(lán)色,2號、3號試管溶液變藍(lán)色。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:溫度影響酶的活性。 2.探究pH對酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理 ①反應(yīng)原理:H2O22H2O+O2(反應(yīng)式)。 ②鑒定原理:pH影響酶的活性,從而影響氧氣的生成量,可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗(yàn)O2產(chǎn)生量的多少。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟 取試管分組編號(1、2、3)→分別注入等量過氧化氫酶溶液→調(diào)節(jié)pH(分別加入等量的蒸餾水、5%的鹽酸、5%的NaOH溶液)→分別注入等量的3%的H2O2溶液→觀察氣泡產(chǎn)生→帶火星的衛(wèi)生香檢驗(yàn)。 [思考]?、偕鲜鰧?shí)驗(yàn)步驟中,調(diào)節(jié)pH和注入等量3%的H2O2溶液能否調(diào)換?說明理由。 提示:不能
21、調(diào)換。酶與底物一接觸,就會發(fā)生催化作用,使H2O2分解,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ②本實(shí)驗(yàn)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么? 提示: 試管編號 觀察指標(biāo) 1 2 3 氣泡產(chǎn)生 大量氣泡 無氣泡 無氣泡 衛(wèi)生香檢測 燃燒劇烈 燃燒較弱 燃燒較弱 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:pH能影響酶的活性。 角度一 以實(shí)驗(yàn)分析的形式,考查影響酶活性的因素 1.(2013·江蘇高考稍改動)為了探究溫度、pH對酶活性的影響,下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理的是( ) 實(shí)驗(yàn)編號 探究課題 選用材料與試劑 ① 溫度對酶活性的影響 過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液 ② 溫度對酶活性的影響
22、新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ③ pH對酶活性的影響 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ④ pH對酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑 A.實(shí)驗(yàn)① B.實(shí)驗(yàn)② C.實(shí)驗(yàn)③ D.實(shí)驗(yàn)④ 解析:選B 過氧化氫受熱易分解,不宜用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響,實(shí)驗(yàn)①不合理;蔗糖酶不能催化淀粉水解,實(shí)驗(yàn)③不合理;斐林試劑呈堿性,能與酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),不適合用于探究pH對酶活性的影響,實(shí)驗(yàn)④不合理。 2.通過實(shí)驗(yàn)研究溫度對a、b、c三種酶活性的影響,結(jié)果如表所示,下列說法錯誤的是( ) 溫
23、度 酶種類 40 ℃ 30 ℃ 20 ℃ 10 ℃ a酶的相對活性(%) 75 95 65 40 b酶的相對活性(%) 25 97 60 15 c酶的相對活性(%) 90 50 25 10 A.a酶和b酶的最適溫度為30 ℃左右 B.不論溫度大小,酶的用量一定會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 C.該實(shí)驗(yàn)中,自變量有兩個,分別為溫度和酶的種類 D.三種酶中較適宜高溫環(huán)境的是c酶 解析:選B 從表中信息可知,a酶和b酶在20 ℃和40 ℃時對應(yīng)的酶活性均比30 ℃時對應(yīng)的酶活性低,可見這兩種酶的最適溫度為30 ℃左右,A正確;在一個能使酶失活的高溫條件下,酶
24、的用量不會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B錯誤;該實(shí)驗(yàn)中溫度和酶的種類均為自變量,C正確。 3.(2010·海南高考)為探究NaCl和CuSO4對唾液淀粉酶活性的影響,某同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果見表。請回答: 試管編號 實(shí)驗(yàn)步驟 1 2 3 4 1% NaCl溶液(mL) 1 1% CuSO4溶液(mL) 1 1% Na2SO4溶液(mL) 1 蒸餾水(mL) 1 pH為6.8的緩沖液(mL) 1 1 1 1 1% 淀粉溶液(mL) 1 1 1 1 唾液淀粉酶溶液(mL) 1
25、1 1 1 各試管放入37 ℃恒溫水浴保溫適宜時間 取出試管,加入1%碘溶液0.1 mL 觀察結(jié)果 無色 深藍(lán)色 淺藍(lán)色 (1)實(shí)驗(yàn)中加入緩沖液的作用是__________________________________________。 (2)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:對酶活性有影響的離子是____________________________,其中對酶活性有抑制作用的離子是________,對酶活性有促進(jìn)作用的離子是________。 (3)該實(shí)驗(yàn)中設(shè)置4號試管的目的是________;設(shè)置3號試管的目的是__________________________________
26、______________________________________。 (4)上述實(shí)驗(yàn)中若用斐林試劑代替碘溶液進(jìn)行檢測,1~4號試管中的顏色依次是__________、__________、__________、__________。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在操作過程中,保溫之前不能加入斐林試劑,其原因是_________________________________________。 解析:加入緩沖液是防止加入的物質(zhì)及反應(yīng)前后對反應(yīng)液pH的影響,從而維持pH的穩(wěn)定。從表格來看,Na2SO4對酶的影響不大,而加入NaCl、CuSO4與對照組相比,對酶都有影響。對照組是加入蒸餾水的第四組
27、,影響程度通過加入碘液后的顏色變化來體現(xiàn),變?yōu)樯钏{(lán)色的為抑制酶的活性,變?yōu)闊o色的為促進(jìn)酶的活性。加入斐林試劑后,再加熱時酶的活性越高,生成還原糖越多,生成磚紅色沉淀顏色越深。 答案:(1)維持反應(yīng)液中pH的穩(wěn)定(合理即可) (2)Cl-和Cu2+ Cu2+ Cl- (3)對照 確定Na+和SO對唾液淀粉酶催化活性是否有影響 (4)深磚紅色 無磚紅色(或藍(lán)色) 淺磚紅色 淺磚紅色 斐林試劑中含有Cu2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性 角度二 以探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價的形式,考查影響酶活性的因素 4.(2012·全國卷)某同學(xué)為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟: ①在A、B、
28、C、D、E 5支試管中分別加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5 mL,再分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉溶液1 mL。 ②各試管中分別加入適當(dāng)濃度的唾液稀釋液1 mL,搖勻。 ③將5支試管放入70 ℃恒溫水浴中,保溫時間相同且合適。 ④取出各試管,分別加入斐林試劑2 mL,搖勻。 ⑤觀察各試管溶液的顏色,通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。 上述實(shí)驗(yàn)步驟中有2處錯誤,請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)次數(shù)),以便實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫秸_的預(yù)期結(jié)果。 (1) __________________________________
29、__________________________________。 (2)_____________________________________________________________________。 解析:本題探究的是pH對酶活性的影響,因此pH是自變量,酶活性是因變量,溫度是無關(guān)變量,但溫度必須適宜,人唾液淀粉酶的最適溫度為37 ℃左右,70 ℃時會導(dǎo)致酶失活。斐林試劑由甲液NaOH和乙液CuSO4等量混合而成,且使用時必須加熱,如不加熱,則任何一組都不會發(fā)生顏色反應(yīng)。 答案:(1)③中70 ℃應(yīng)改為37 ℃。因?yàn)槿送僖旱矸勖缸饔玫淖钸m溫度為37 ℃左右 (2)在觀
30、察各試管中溶液的顏色之前應(yīng)將各試管放在50~65 ℃水浴中一段時間。因?yàn)樵诟邷貤l件下斐林試劑與還原糖發(fā)生顏色反應(yīng) 角度三 以實(shí)驗(yàn)分析的形式,考查影響酶活性相關(guān)實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用 5.(2015·安徽模擬)下表是探究溫度對纖維素酶活性的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果: 試管 ① ② ③ 纖維素懸液(mL) 2 2 2 纖維素酶液(mL) 1 1 1 反應(yīng)溫度(℃) 30 40 50 斐林試劑(mL) 2 2 2 磚紅色深淺 ++ +++ + 注:“+”的多少代表顏色深淺。 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果,以下說法不正確的是( ) A.該實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度 B
31、.該實(shí)驗(yàn)檢測的因變量是還原糖的生成量 C.纖維素被水解成了還原糖 D.該纖維素酶的最適溫度為40 ℃ 解析:選D 由表格數(shù)據(jù)可以看出,溫度設(shè)置只有3個不同溫度,無法判斷該纖維素酶的最適溫度。 6.(2015·皖北十二校聯(lián)考)低溫迫使植物細(xì)胞產(chǎn)生大量對細(xì)胞有害的過氧化產(chǎn)物,如脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物(MDA)。超氧化物歧化酶(SOD)能夠消除過氧化產(chǎn)物,從而增強(qiáng)植物的抗冷性。研究人員進(jìn)行了“水楊酸對水稻幼苗抗冷性的影響”實(shí)驗(yàn),步驟及結(jié)果如表所示。 組別 處理 培養(yǎng)溫度 SOD活性 [U/(g·min)] 1 25 ℃的蒸餾水澆灌 25 ℃ 7.3 2 ① ② 9.4 3
32、 5 ℃的0.5 mmol/L水楊酸澆灌 5 ℃ 10.3 4 5 ℃的1.0 mmol/L水楊酸澆灌 5 ℃ 11.6 5 5 ℃的1.5 mmol/L水楊酸澆灌 5 ℃ 13.6 6 5 ℃的2.0 mmol/L水楊酸澆灌 5 ℃ 8.5 7 5 ℃的2.5 mmol/L水楊酸澆灌 5 ℃ 7.9 8 5 ℃的3.0 mmol/L水楊酸澆灌 5 ℃ 6.5 (1)表中①是________________,②是________________。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時每組取50株水稻幼苗,而不是1株,目的是__________________________
33、____________________。 (2)本實(shí)驗(yàn)需要控制的無關(guān)變量有_________________________________(至少寫兩點(diǎn))。 (3)組別1和2對照可得結(jié)論是__________________________________________。組別2~8可得到的結(jié)論是__________________________________________________。在5 ℃條件下,2.0 mmol/L的水楊酸對水稻幼苗抗冷性的影響是________(選填“增強(qiáng)”或“減弱”)。 (4)請根據(jù)5 ℃條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,完成水楊酸濃度與SOD活性關(guān)系的坐標(biāo)折線圖
34、。 解析:(1)2組與3~8組之間形成對照,根據(jù)單因子變量原則,表中①應(yīng)為5 ℃的蒸餾水澆灌,②是5 ℃。實(shí)驗(yàn)對象多可避免偶然性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。(2)除自變量以外,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的變量均為無關(guān)變量,如蒸餾水和水楊酸的澆灌量、培養(yǎng)時間、幼苗發(fā)育情況等。(3)組別1與2之間的變量為溫度,且低溫時SOD活性較大,說明環(huán)境溫度降低時,水稻幼苗自身可增強(qiáng)抗冷性。分析2~8組SOD活性可知,在一定范圍內(nèi)隨著水楊酸濃度的增加,水稻的抗冷性增強(qiáng),當(dāng)水楊酸濃度增加到一定值時,水稻的抗冷性開始減弱。與2組比較可知,在5 ℃條件下,2.0 mmol/L的水楊酸對水稻幼苗抗冷性的影響是減弱。 答案:(1)5
35、 ℃的蒸餾水澆灌 5 ℃ 避免偶然性,減少誤差,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確 (2)蒸餾水和水楊酸的澆灌量、光照強(qiáng)度、培養(yǎng)時間、幼苗的發(fā)育情況等 (3)環(huán)境溫度降低時,水稻幼苗自身可增強(qiáng)抗冷性 在一定范圍內(nèi),隨水楊酸濃度的增加,水稻幼苗的抗冷性增強(qiáng);當(dāng)水楊酸濃度增加到一定程度時,水稻幼苗的抗冷性開始減弱(或水楊酸對水稻幼苗的抗冷性的影響具有兩重性、1.5 mmol/L左右的水楊酸增強(qiáng)水稻幼苗抗冷性的效果最好) 減弱 (4)如圖 1.ATP的結(jié)構(gòu) (1)組成元素:C、H、O、N、P。 (2)結(jié)構(gòu)簡式:A—P~P~P。 (3)各字母所代表的含義: A:腺苷;P:磷酸基團(tuán);“~”:高能磷酸
36、鍵。 (4)辨析下列物質(zhì)結(jié)構(gòu)中“A”的含義 ①中的A為腺苷,由腺嘌呤和核糖組成;②中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成;③中的A為腺嘌呤核糖核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成;④中的A為腺嘌呤。 2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化 (1)反應(yīng)式:。 (2)根據(jù)寫出的反應(yīng)式回答: ①酶1、酶2是同一種酶嗎? 提示:不是。酶1是ATP水解酶,酶2是ATP合成酶。 ②酶1催化的反應(yīng)式中能量來源和去路是什么? 提示:來源:儲存在ATP高能磷酸鍵中的能量;去路:用于各項(xiàng)生命活動。 ③在動、植物體內(nèi)由酶2催化的反應(yīng)式中的能量來源是什么?
37、 提示:植物:光能和細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的化學(xué)能;動物:細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的化學(xué)能。 ④合成ATP和ATP分解的場所有哪些? 提示:合成ATP:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體;分解ATP:生物體內(nèi)需能部位,如細(xì)胞膜、葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞核等。 (1)ATP轉(zhuǎn)化為ADP也需要消耗水 ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”,這一過程需酶的催化,同時也需要消耗水。凡是大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。 (2)ATP≠能量 ATP是一種高能磷酸化合物,是與能量有關(guān)的一種物質(zhì),不能將兩者等同起來。 (3)誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP 生命活動需要消耗大量能量,但細(xì)胞中
38、ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用,只要提供能量(光能或化學(xué)能),生物體就可不斷合成ATP,滿足生物體的需要?! ? 角度一 以基礎(chǔ)判斷的形式,考查ATP的來源、結(jié)構(gòu)及生理作用 1.判斷正誤 (1)(2014·江蘇卷T1B)每個ADP分子中含有兩個高能磷酸鍵。(×) (2)(2013·四川卷T1C)在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中,不會發(fā)生ATP的合成與分解。(×) (3)(2012·北京卷T1A)線粒體內(nèi)膜上不能合成ATP。(×) (4)無氧條件下,光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。(×) (5)人在
39、饑餓時,細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡。(×) (6)1個ATP分子中只含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)。(×) 2.(2014·全國卷)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述,錯誤的是( ) A.線粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用 B.機(jī)體在運(yùn)動時消耗ATP,睡眠時則不消耗ATP C.在有氧與缺氧的條件下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP D.植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來源于呼吸作用 解析:選B 細(xì)胞核無法進(jìn)行呼吸作用,它所需要的ATP主要由線粒體提供。機(jī)體在睡眠時生命活動仍然進(jìn)行,如細(xì)胞分裂、神經(jīng)傳導(dǎo)等,仍需要消耗ATP。有氧呼吸和無氧呼
40、吸第一階段均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,均能合成ATP。植物根以主動運(yùn)輸方式吸收礦質(zhì)離子所需的ATP由呼吸作用產(chǎn)生。 3.下列有關(guān)植物細(xì)胞中ATP的敘述,正確的是( ) A.能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體 B.植物被水淹時,根細(xì)胞不能產(chǎn)生ATP C.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng) D.遠(yuǎn)離腺苷(A)的高能磷酸鍵中的能量可以來自化學(xué)能或光能 解析:選D 植物細(xì)胞中能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體;植物被水淹時,根細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生ATP;ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化在物質(zhì)方面是可逆的,但在能量方面是不可逆的;遠(yuǎn)離腺苷(A)的高能磷酸鍵中的能量可以來自有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能,也可以
41、來自光能。 角度二 結(jié)合生物體中發(fā)生的生理過程,考查ATP的結(jié)構(gòu)與作用 4.(2014·江蘇高考)下列生命活動中不需要ATP 提供能量的是( ) A.葉肉細(xì)胞合成的糖運(yùn)輸?shù)焦麑?shí) B.吞噬細(xì)胞吞噬病原體的過程 C.淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖 D.細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈 解析:選C 葉肉細(xì)胞合成的糖如葡萄糖通過主動運(yùn)輸進(jìn)入果實(shí)細(xì)胞,需要消耗ATP;吞噬細(xì)胞吞噬病原體依賴膜的流動性,需要消耗ATP;淀粉酶催化淀粉水解的過程不需要消耗能量,如人體腸道中食物的消化;氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈,需要消耗ATP。 5.(2015·合肥模擬)ATP是生命活動中的直接能源物質(zhì),下列有
42、關(guān)ATP的說法正確的是( ) A.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸時,細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行旺盛的ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化 B.光合作用暗反應(yīng)合成有機(jī)物所需的能量完全由光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP提供 C.肌肉細(xì)胞中大量線粒體組成肌質(zhì)體,有利于儲存大量ATP為運(yùn)動供能 D.ATP中的化學(xué)能在一些細(xì)胞中可來自光能,在另一些細(xì)胞中可再轉(zhuǎn)化為光能 解析:選D 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞接凶杂蓴U(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動運(yùn)輸,自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散不消耗能量,A錯誤;光合作用暗反應(yīng)合成有機(jī)物所需的能量由光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP與[H]提供,B錯誤;細(xì)胞中ATP含量少,但ATP與ADP之間轉(zhuǎn)化迅速,C錯誤;光合作用過程中合成的ATP中的化學(xué)能來自光能,ATP
43、中的化學(xué)能可再轉(zhuǎn)化為光能,D正確。 角度三 依托反應(yīng)式或相關(guān)圖示,考查生物體中ATP與ADP的轉(zhuǎn)化 6.(2015·濟(jì)南模擬)下列有關(guān)“”的反應(yīng),敘述不正確的是( ) A.這一反應(yīng)無休止地在活細(xì)胞中進(jìn)行 B.生物體內(nèi)ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量都來自細(xì)胞呼吸 C.在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化中,伴隨著能量的儲存和釋放 D.這一過程保證了生命活動順利進(jìn)行 解析:選B 活細(xì)胞中始終進(jìn)行ATP的分解與合成過程,并伴隨能量的儲存和釋放,以保證生命活動順利進(jìn)行。植物體內(nèi)合成ATP所需能量來自細(xì)胞呼吸和光合作用。 7.(2015·銀川一中模擬)ATP(甲)是生命活動的直接能源物質(zhì),據(jù)圖判斷下
44、列敘述正確的是( ) A.在主動運(yùn)輸過程中,乙的含量會明顯增加 B.丙中不含磷酸鍵,是RNA基本組成單位之一 C.丁由腺嘌呤和核糖組成,而戊可用于甲的合成 D.甲→乙和乙→丙過程中,其催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)相同 解析:選C 生物體內(nèi)ATP與ADP的含量比較少,且處于動態(tài)平衡;甲→乙,乙→丙是不同的酶促反應(yīng),酶的種類不同,空間結(jié)構(gòu)也不同;丙中含有一個普通磷酸鍵;ATP合成要消耗磷酸基團(tuán)(戊)。 8.(2015·江淮十校聯(lián)考)ATP合成酶是細(xì)胞中常見的蛋白質(zhì),它由兩部分組成,F(xiàn)0為嵌入生物膜的疏水端,F(xiàn)1為生物膜外的親水端(如圖所示),下列敘述錯誤的是( ) A.ATP合成
45、酶與ATP的共有組成元素一定包括C、H、O、N B.ATP脫去兩個磷酸基團(tuán)后形成一磷酸腺苷(AMP),AMP是某些酶的基本組成單位之一 C.ATP合成酶存在于原核細(xì)胞細(xì)胞膜、真核細(xì)胞線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體膜等生物膜上 D.人體劇烈運(yùn)動時肌肉細(xì)胞中的ATP水解供能,此時肌肉細(xì)胞中ATP合成酶沒有活性 解析:選D ATP合成酶是蛋白質(zhì),因此和ATP的共有組成元素一定包括C、H、O、N,A項(xiàng)正確。AMP是腺嘌呤核糖核苷酸,可以構(gòu)成RNA,有些酶是RNA,B項(xiàng)正確。從圖中可以看出ATP合成酶在膜結(jié)構(gòu)上,可存在于原核細(xì)胞的細(xì)胞膜、真核細(xì)胞線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體膜等生物膜上,C項(xiàng)正確。人體劇烈
46、運(yùn)動時肌肉細(xì)胞中的ATP水解供能的同時也在不斷產(chǎn)生ATP,ATP合成酶很活躍,D項(xiàng)錯誤。 ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化是不可逆反應(yīng)的分析 (1)反應(yīng)條件不同:ATP分解是一種水解反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶;而ATP合成是一種合成反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。 (2)能量來源不同:ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能,供代謝消耗, 這個能量不能再反過來用于合成ATP,而合成ATP的能量主要有化學(xué)能和光能。 (3)反應(yīng)場所不同:ATP合成的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,而ATP分解的場所較多,凡是生命活動需要能量的地方都有ATP的分解?! ?/p>
47、 [知識體系構(gòu)建] 填充:①A—P~P~P ② ③光合作用 ?、艿鞍踪|(zhì) ?、軷NA ?、迣R恍? ⑦高效性 ?、嘧饔脳l件較溫和 ?、峤档突罨? [關(guān)鍵語句必背] 1.一個本質(zhì):酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。 2.兩個必清: (1)ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)。 (2)同無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高。 3.三個特性: (1)專一性:一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。 (2)高效性:與無機(jī)催化劑相比,酶的催化效率更高。 (3)作用條件較溫和:酶能催化的化
48、學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。 4.四個條件: (1)低溫抑制酶的活性,但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。 (2)高溫、過酸、過堿都會導(dǎo)致酶分子結(jié)構(gòu)破壞而永久失去活性。 題組一 ATP的結(jié)構(gòu)與作用 1.(2013·海南高考)關(guān)于真核細(xì)胞中生命活動與能量關(guān)系的敘述,錯誤的是( ) A.DNA 復(fù)制需要消耗能量 B.光合作用的暗反應(yīng)階段需要消耗能量 C.物質(zhì)通過協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞時需要消耗ATP D.細(xì)胞代謝所需的ATP 可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生 解析:選C 小分子物質(zhì)合成為大分子物質(zhì)時需消耗能量,如DNA復(fù)制是把單個脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸長鏈的過程,需要消耗能量。暗反應(yīng)是把C
49、O2 合成為有機(jī)物的過程,需消耗能量,且由光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP提供。細(xì)胞呼吸的第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中并可產(chǎn)生ATP。協(xié)助擴(kuò)散為被動運(yùn)輸,需要載體蛋白,不需要消耗ATP。 2.(2012·北京高考)細(xì)胞中不能合成ATP的部位是( ) A.線粒體的內(nèi)膜 B.葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu) C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜 D.藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu) 解析:選C 有氧呼吸的第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行,釋放大量能量;在光合作用的光反應(yīng)階段,葉綠體將光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能,光反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體薄膜;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜不能合成ATP;藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)進(jìn)行光反應(yīng)能產(chǎn)生ATP。 題組二 酶及其影
50、響因素 3.(2013·安徽高考)細(xì)胞代謝受酶的調(diào)節(jié)和控制,下列敘述正確的是( ) A.激素都是通過影響靶細(xì)胞內(nèi)酶活性來調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝 B.代謝的終產(chǎn)物可反饋調(diào)節(jié)相關(guān)酶活性,進(jìn)而調(diào)節(jié)代謝速率 C.同一個體各種體細(xì)胞酶的種類相同、數(shù)量不同,代謝不同 D.對于一個細(xì)胞來說,酶的種類和數(shù)量不會發(fā)生變化 解析:選B 激素主要通過影響靶細(xì)胞內(nèi)基因的表達(dá)來調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝,A項(xiàng)錯誤;細(xì)胞代謝的終產(chǎn)物可通過提高或降低酶的活性來調(diào)節(jié)代謝速率,B項(xiàng)正確;同一個體不同功能的細(xì)胞內(nèi)酶的種類不同,C項(xiàng)錯誤;一個細(xì)胞在不同時期,其功能可能會發(fā)生相應(yīng)變化,因而酶的種類和數(shù)量也可能會隨之改變,D項(xiàng)錯誤。 4.(2
51、013·海南高考)關(guān)于溫度對酶活性影響的敘述,錯誤的是( ) A.不同酶的最適溫度可能相同 B.隨著溫度降低,酶促反應(yīng)的活化能下降 C.酶活性最高時的溫度不適合該酶的保存 D.高溫下酶失活是酶空間結(jié)構(gòu)破壞的結(jié)果 解析:選B 不同酶的最適溫度可能相同,也可能不同。在一定的溫度范圍內(nèi)隨著溫度的降低,酶的活性下降,而酶促反應(yīng)的活化能是不會降低的。酶應(yīng)保存在低溫環(huán)境下。高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。 5.(2013·上海高考)已知酶催化水解的反應(yīng)時間和產(chǎn)物生成量的關(guān)系如圖所示。那么,在反應(yīng)過程中酶·底物復(fù)合物濃度變化曲線正確的是( ) 解析:選B 酶催化水解反應(yīng)過
52、程中會形成酶·底物復(fù)合物,降低底物活化能,來提高反應(yīng)速率。初反應(yīng)時,底物濃度充足,酶·底物復(fù)合物濃度較高,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,底物濃度逐漸減小,直到達(dá)到反應(yīng)平衡,酶·底物復(fù)合物濃度降為最低。 6.(2011·全國卷)某同學(xué)從溫度為55~65 ℃的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細(xì)菌,并從該細(xì)菌中提取了脂肪酶?;卮饐栴}: (1)測定脂肪酶活性時,應(yīng)選擇________作為該酶作用的物質(zhì),反應(yīng)液中應(yīng)加入________溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。 (2)要鑒定該酶的化學(xué)本質(zhì),可將該酶液與雙縮脲試劑混合,若反應(yīng)液呈紫色,則該酶的化學(xué)本質(zhì)為________。 (3)根據(jù)該細(xì)菌的生活環(huán)境,簡要寫出測定該酶催化
53、作用最適溫度的實(shí)驗(yàn)思路。 解析:根據(jù)酶具有專一性的特點(diǎn)可知,脂肪酶只能催化脂肪的水解,因此測定其活性時,應(yīng)選擇脂肪作為底物;為維持其酸堿度穩(wěn)定,一般加入緩沖溶液。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色。要探究酶催化作用的最適溫度,應(yīng)設(shè)置一系列溫度梯度,分別測定酶活性,催化活性最高時的溫度即為最適溫度,由于該細(xì)菌生活的溫度范圍為55~65 ℃,因此,設(shè)置溫度梯度范圍時應(yīng)將其包含在內(nèi)。 答案:(1)脂肪 緩沖 (2)蛋白質(zhì) (3)在一定溫度范圍(包括55~65 ℃)內(nèi)設(shè)置溫度梯度,分別測定酶活性。若所測得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值,則峰值所對應(yīng)的溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則,擴(kuò)大溫度范圍,繼續(xù)實(shí)驗(yàn),直到出現(xiàn)
54、峰值。 7.(2011·江蘇高考)為探究植酸酶對鱸魚生長和消化酶活性的影響,研究者設(shè)計(jì)并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果如下: ①鱸魚的馴養(yǎng):將從海洋中捕獲的鱸魚魚苗在浮式海水網(wǎng)箱中飼養(yǎng) 14 d,用普通飼料投喂,備用。 ②飼料的配制:在每千克普通飼料中添加 200 mg 植酸酶,配制成加酶飼料;并將普通飼料和加酶飼料分別制成大小相同的顆粒,烘干后儲存。 ③鱸魚的飼養(yǎng):挑選體格健壯、大小一致的鱸魚隨機(jī)分組,放養(yǎng)于規(guī)格相同的浮式海水網(wǎng)箱中,放養(yǎng)密度為 60 尾/箱。給對照組的鱸魚定時投喂適量的普通飼料,給實(shí)驗(yàn)組的鱸魚同時投喂等量加酶飼料。 ④稱重并記錄:投喂 8 周后,從每個網(wǎng)箱中隨機(jī)取
55、 20 尾鱸魚稱重。結(jié)果顯示,對照組、實(shí)驗(yàn)組魚體平均增重率分別為859.3%、947.2%。 ⑤制備鱸魚腸道中消化酶樣品,并分別測定消化酶的活性,結(jié)果如表。 蛋白酶活性 (U/mg) 脂肪酶活性 (U/mg) 淀粉酶活性 (U/mg) 對照組 1.09 0.08 0.12 實(shí)驗(yàn)組 1.71 0.10 0.13 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),回答下列問題: (1)步驟①中選用鱸魚魚苗而不是成體的主要原因是____________________________; 實(shí)驗(yàn)前的馴養(yǎng)是為了___________________________________。 (2)步驟②
56、中將配制好的飼料進(jìn)行烘干要特別注意______,其原因是__________________________________________________。 (3)步驟③中還應(yīng)控制好的無關(guān)變量主要有_____________________________________。 (4)本實(shí)驗(yàn)得出的初步結(jié)論是_______________________________________________。 (5)推測鱸魚的食性并說明理由:___________________________________________。 解析:(1)該實(shí)驗(yàn)使用鱸魚的魚苗而不是成體,主要原因是魚苗生長較快
57、,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,而成體生長較慢,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,實(shí)驗(yàn)前要馴養(yǎng)魚苗,目的是使鱸魚適應(yīng)實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖環(huán)境,排除因不適應(yīng)環(huán)境而對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響。(2)由于飼料中添加了植酸酶,故對飼料進(jìn)行烘干時溫度不能過高,否則高溫將會使植酸酶變性失活。(3)該實(shí)驗(yàn)要控制好的無關(guān)變量主要有水體的溫度、鹽度和溶解氧的含量等。(4)根據(jù)步驟④可推知,飼喂添加植酸酶的飼料能促進(jìn)鱸魚幼體的生長;根據(jù)表中數(shù)據(jù),可推知植酸酶能顯著提高鱸魚腸道中蛋白酶的活性,但對鱸魚腸道中脂肪酶和淀粉酶的活性影響較小。(5)由表中數(shù)據(jù)可推知,鱸魚腸道中蛋白酶的活性明顯高于脂肪酶和淀粉酶,說明其食性為肉食性。 答案:(1)成體生長緩慢,實(shí)驗(yàn)效果不明
58、顯 讓鱸魚適應(yīng)實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖環(huán)境 (2)溫度不能過高 高溫會使植酸酶變性而失去活性 (3)水溫、鹽度和溶解氧等 (4)添加植酸酶的飼料促進(jìn)鱸魚幼體的生長;植酸酶能提高腸道中蛋白酶的活性,而對腸道中脂肪酶和淀粉酶的活性影響較小 (5)肉食性,其腸道中蛋白酶活性顯著高于脂肪酶和淀粉酶 (限時:45分鐘) 一、選擇題 1.(2015·孝感模擬)圖示某酶促反應(yīng)過程,它所反映的酶某一特性以及字母a、b、c最有可能代表的物質(zhì)依次是( ) A.高效性、蛋白酶、蛋白質(zhì)、多肽 B.專一性、麥芽糖酶、麥芽糖、葡萄糖 C.專一性、淀粉酶、淀粉、麥芽糖 D.高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸 解析:
59、選C 從圖示過程可知:a是酶,b是該酶的底物,d不是該酶的底物,c表示b被分解成的相同小分子物質(zhì),該小分子物質(zhì)含有兩個基本單位。該過程反映了酶的專一性。a最可能是淀粉酶,b物質(zhì)是淀粉,淀粉被分解成麥芽糖,麥芽糖由兩分子葡萄糖組成。 2.(2015·廣州模擬)如圖表示物質(zhì)S在酶E的催化下水解成P的反應(yīng)圖解,下列敘述正確的是( ) S+H2O2P A.酶E可為該反應(yīng)提供活化能 B.酶E水解的產(chǎn)物是H2O、CO2等物質(zhì) C.若S是麥芽糖,則可用斐林試劑來檢測P的生成情況 D.若S代表二肽,則E、P可分別代表肽酶、氨基酸 解析:選D 酶的催化作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,A錯誤;絕大
60、多數(shù)酶是蛋白質(zhì),水解產(chǎn)物是氨基酸,氧化分解產(chǎn)物是H2O、CO2等物質(zhì),B錯誤;麥芽糖也是還原糖,與其水解產(chǎn)物葡萄糖一樣,都可與斐林試劑共熱產(chǎn)生磚紅色沉淀,C錯誤。 3.(2015·吉林模擬)如圖表示在最適溫度和最適pH條件下,某種酶的催化反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系。結(jié)合影響酶催化反應(yīng)速率的因素分析,下列有關(guān)說法正確的是( ) A.若在A點(diǎn)提高反應(yīng)溫度,反應(yīng)速率會加快 B.若在B點(diǎn)增加酶的濃度,反應(yīng)速率不會加快 C.若在C點(diǎn)增加反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率將加快 D.反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素 解析:選D 由于該圖是在最適溫度下繪制的,因此改變溫度會使酶活性降低,
61、反應(yīng)速率變慢,A錯誤;B點(diǎn)后反應(yīng)速率不隨反應(yīng)物濃度的增加而加快,說明反應(yīng)物濃度不是限制因素,可能受酶濃度的限制,因此當(dāng)在B點(diǎn)及以后提高酶的濃度,反應(yīng)速率加快,提高反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率不會變化,B、C錯誤;從曲線圖可知,A點(diǎn)后B點(diǎn)前,隨著反應(yīng)物濃度的增加,反應(yīng)速率加快,說明此時的主要限制因素是反應(yīng)物濃度,D正確。 4.(2015·湖南六校聯(lián)考)生產(chǎn)啤酒時,麥芽中多酚氧化酶(PPO)的作用會降低啤酒品質(zhì),故生產(chǎn)過程中需降低其活性。如圖為不同pH和溫度對PPO活性影響的曲線,有關(guān)敘述錯誤的是( ) A.PPO能催化多酚類物質(zhì)的生化反應(yīng) B.pH為8.4時,溫度高于90 ℃,PPO的活性將
62、進(jìn)一步降低 C.在啤酒生產(chǎn)過程中,應(yīng)將溫度控制為80 ℃、pH控制為 8.4 D.溫度相同,pH為7.8比8.4時該酶的酶促反應(yīng)產(chǎn)物要少 解析:選C 由圖可知,pH與酶活性的關(guān)系可以表示為拋物線狀,溫度與酶活性的關(guān)系也可以表示為拋物線狀。多酚氧化酶的作用是催化多酚類物質(zhì)的氧化。pH為8.4時,溫度等于90 ℃,PPO的活性已經(jīng)下降,溫度進(jìn)一步升高,PPO的活性將進(jìn)一步降低。PPO的活性高時,啤酒品質(zhì)反而降低;在溫度為80 ℃、pH為8.4時,PPO的活性較高,啤酒品質(zhì)會降低。相同溫度時,pH為8.4時該酶的活性較高。 5.(2015·山西四校聯(lián)考)乳糖酶催化乳糖水解。有兩項(xiàng)與此相關(guān)的實(shí)
63、驗(yàn),其他實(shí)驗(yàn)條件均設(shè)置為最適條件,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:以下分析正確的是( ) 實(shí)驗(yàn)一 (乳糖濃度為10%) 酶濃度 0% 1% 2% 4% 5% 相對反應(yīng)速率 0 25 20 100 200 實(shí)驗(yàn)二 (酶濃度為2%) 乳糖濃度 0% 5% 10% 20% 30% 相對反應(yīng)速率 0 25 50 65 65 A.實(shí)驗(yàn)一若增加乳糖濃度,相對反應(yīng)速率將降低 B.實(shí)驗(yàn)二若繼續(xù)增大乳糖濃度,相對反應(yīng)速率不再加大 C.實(shí)驗(yàn)一如果繼續(xù)增加酶濃度,相對反應(yīng)速率不再加大 D.實(shí)驗(yàn)二若溫度升高10 ℃,相對反應(yīng)速率將增大 解析:選B 實(shí)驗(yàn)一若增加乳糖濃度
64、,相對反應(yīng)速率將上升,故A錯誤;實(shí)驗(yàn)二若繼續(xù)增大乳糖濃度,相對反應(yīng)速率不再加大,因?yàn)槊笖?shù)量有限,故B正確;實(shí)驗(yàn)一如果繼續(xù)增加酶濃度,相對反應(yīng)速率將繼續(xù)上升,故C錯誤;因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)是在最適條件下進(jìn)行的,實(shí)驗(yàn)二若溫度升高10 ℃,相對反應(yīng)速率將下降,故D錯誤。 6.(2015·煙臺模擬)ATP是細(xì)胞的能量“通貨”,下列說法不正確的是( ) A.ATP脫去2個磷酸基團(tuán)后是RNA的基本組成單位之一 B.ATP的合成總是伴隨有機(jī)物的氧化分解 C.ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性 D.動物細(xì)胞中只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體可以產(chǎn)生ATP 解析:選B ATP中的A是腺嘌呤和核糖結(jié)合的產(chǎn)
65、物,ATP脫去2個磷酸基團(tuán)后是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本組成單位之一,A正確;光合作用過程中可以利用光能合成ATP,不需要伴隨有機(jī)物的氧化分解,B錯誤;ATP在生物體內(nèi)含量不多,但可以借助酶的高效性與ADP快速轉(zhuǎn)化,C正確;動物細(xì)胞中沒有葉綠體,只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中可以產(chǎn)生ATP,D正確。 7.(2015·江西師大附中、臨川一中聯(lián)考)下列關(guān)于細(xì)胞代謝與酶、ATP的關(guān)系的描述,正確的是( ) A.酶的種類具有物種差異性,而ATP卻無物種差異性 B.酶、ATP都與細(xì)胞代謝密切相關(guān),但兩者的合成并無直接關(guān)系 C.洋蔥鱗片葉肉表皮細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體、線粒體等 D.與激
66、素及載體蛋白等一樣,酶起到調(diào)節(jié)作用后并不失活 解析:選A 酶的合成與遺傳物質(zhì)有關(guān),具有物種差異性,而不同生物體內(nèi)的ATP是相同的,不具有物種差異性,A項(xiàng)正確;酶的合成需要ATP供能,ATP的合成需要酶的催化,B項(xiàng)錯誤;洋蔥鱗片葉肉表皮細(xì)胞中無葉綠體,C項(xiàng)錯誤;酶不起調(diào)節(jié)作用,只起催化作用,D項(xiàng)錯誤。 8.(2015·濰坊模擬)如圖甲表示細(xì)胞中ATP反應(yīng)鏈,圖中a、b、c代表酶,A、B、C代表化合物;圖乙表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是( ) A.圖甲中的B含有2個高能磷酸鍵,C為腺嘌呤核糖核苷酸 B.神經(jīng)細(xì)胞吸收K+時,a催化的反應(yīng)加速,c催化的反應(yīng)被抑制 C.研究酶活性與溫度的關(guān)系時,可以選擇H2O2和H2O2酶為實(shí)驗(yàn)材料 D.圖乙中溫度為m時比為n時酶活性低,此時更有利于酶的保存 解析:選D 圖甲中的B是ADP,含有1個高能磷酸鍵,A錯誤;神經(jīng)細(xì)胞吸收K+是主動運(yùn)輸,消耗能量,a催化的反應(yīng)加速,c催化的反應(yīng)也會加速,B錯誤;H2O2在不同溫度下,分解速率不同,研究酶活性與溫度關(guān)系時,不能選擇H2O2和H2O2酶為實(shí)驗(yàn)材料,C錯誤;低溫抑制酶的活性,溫度為
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