高考生物一轮复习 第三单元 第8讲 ATP和酶教学案 苏教版

【步步高】2015届高考生物一轮复习 第三单元 第8讲 ATP和酶教

学案 苏教版

1．涵盖范围

本单元包括必修1第四章内容，即与能量供应和利用密切相关的两类重要物质——酶和ATP；两种重要的生理过程——光合作用和细胞呼吸。 2．考情分析

(1)考查力度：重点必考内容，所占分值比重较大。 (2)热点考向

①酶的概念、来源、化学本质及实验验证。 ②ATP的来源、去路及ATP在能量代谢中的作用。

③光合作用过程、光合作用与细胞呼吸的联系，光合作用速率的制约因素及其在生产实践中的应用。

④细胞呼吸的类型、有氧呼吸过程、细胞呼吸原理在实践中的应用。 (3)考查题型

①选择题考查某些小的考点，如ATP的分子结构、酶的本质及特性等。 ②简答题以图解、曲线、计算的形式考查两大生理过程。 ③实验题考查酶活性、光合作用和细胞呼吸的影响因素。 3．复习指导 (1)复习线索

以上述能量的转化过程为线索，系统复习光合作用、细胞呼吸过程并辐射ATP和酶的有关知识。

光能

②CO2＋H2O叶绿体――→O2＋(CH2O)酶,CO2＋H2O

以物质的合成与分解为主线，将光合作用与细胞呼吸有机地联系起来进行复习。 (2)复习方法：①图解法：光合作用、细胞呼吸过程图解以及与叶绿体、线粒体结构模式图有机结合。

②比较法：列表比较光合作用和细胞呼吸、光反应和暗反应、有氧呼吸和无氧呼吸等。 ③实践联系：光合作用、细胞呼吸原理在实践中的应用。

第8讲 ATP和酶

[考纲要求] 1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。3.实验：探究影响酶活性的因素。

考点一 生命活动的能量“通货”——ATP[重要程度：★★☆☆☆]

结构简式：A—P～P～P??

个ATP分子中含有1分子腺嘌呤，1分子1．ATP的结构?

?? 核糖，3分子磷酸基团。2.ATP错误!

3．ATP的作用：直接为生物体的各种需能反应提供能量。

?2?合成ATP

的能量来源 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

与

ADP

的

相

互转化

由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷酸基团。 2． ATP与ADP的相互转化 反应式 所需酶 能量 来源 能量 去路 反应 场所 ATP的合成 酶ADP＋Pi＋能量――→ATP ATP合成酶 光能(光合作用)，化学能 (细胞呼吸) 储存于形成的高能磷酸键中 细胞质基质、线粒体、叶 绿体 ATP的水解 酶ATP――→ADP＋Pi＋能量 ATP水解酶 储存于高能磷酸键中的能量 用于各项生命活动 生物体的需能部位 易错警示 与ATP有关的5点总结

(1)ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中。

(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中所需的酶、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的形成需要满足4个条件：2种原料(ADP和Pi)、能量和酶。另外合成ATP的过程中有水生成。

(4)ATP并不都是能用于各项生命活动，光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应，转化成有机物中的能量。

(5)生物体进行生命活动主要由ATP直接提供能量，但ATP并非新陈代谢所需能量的唯一直接来源。

1． 判断下列与ATP有关的叙述：

(1)ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求

( √ )

(2)ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成

( × )

(3)ATP脱去两个磷酸基团后是RNA的基本组成单位 (4)ATP水解为ADP释放的能量来自于高能磷酸键

( √ ) ( √ ) ( √ ) ( × )

(5)ATP的合成与分解都需要酶的催化，但不都需要水作为反应底物 (6)ATP和葡萄糖都含有能量但不都是有机物

(7)ATP的合成不都需要有机物的氧化分解但都需要氧气

( × )

(8)线粒体和叶绿体都可以产生ATP，但不一定都能产生[H] ( × )

2． 当你品尝各种美味佳肴时，你可能不得不感谢腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)这种化学物质。新

的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是 A．ATP与能量供应相关

B．作为信息分子的ATP不能提供能量 C．ATP也可作为信息传递分子

D．神经细胞膜外表面可能有ATP的受体 答案 B

解析 根据题干“ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用”可推知ATP与能量供应有关，可作为信息传递分子，信息传递需要与细胞膜表面的受体结合，所以A、C、D项正确。

3． 将萤火虫腹部末端的发光器切下，干燥后研成粉末。将粉末装入试管，滴加蒸馏水，使

之混合，则有淡黄色荧光出现，2 min后荧光消失了。接着若在试管中滴加葡萄糖溶液，荧光不能恢复，如果滴一点ATP溶液，荧光将恢复。下列相关叙述中，错误的是

( ) ( )

A．滴入蒸馏水发出荧光，是由于试管内有荧光物质和ATP B．荧光消失是由于ATP水解酶的活性降低所致

C．滴加ATP溶液，荧光恢复，说明萤火虫发出荧光需要消耗ATP D．滴加葡萄糖溶液，荧光不能恢复，说明葡萄糖不是直接能源物质 答案 B

解析 ATP是生物体各项生命活动的直接能源物质，滴入蒸馏水发出荧光，是由于试管内有荧光物质和ATP；荧光消失是由于ATP被利用完所致；滴加ATP溶液，荧光恢复，说明萤火虫发出荧光需要消耗ATP；滴加葡萄糖溶液，荧光不能恢复，说明葡萄糖不是直接能源物质。B选项错误。

考点二 聚焦酶的本质、作用和特性[重要程度：★★★☆☆]

产生场所：活细胞??

1．酶的概念?生理作用：具有催化活性

??化学本质：主要是蛋白质

2．酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能。 3．酶的特性

(1)高效性：例如，1个过氧化氢酶分子在25 ℃条件下1 min可催化500万个过氧化氢分子的分解反应。

(2)特异性：一种酶只能对一定的底物发生催化作用。酶具有一定的空间结构，酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系。 (3)作用条件较温和，需要常温、常压、适宜pH等。 4．影响酶促反应速率的因素：温度、pH、酶浓度和底物浓度等。

1． 酶的作用原理

下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。

(1)没有酶催化的反应曲线是②。 (2)有酶催化的反应曲线是①。

(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。 (4)BC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。 2． 酶与激素的异同点

项目 来源及作用场所 化学本质 生物功能 共性 酶 活细胞产生；细胞内或细胞外 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 催化作用 激素 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等 调节作用 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 易错警示 与酶和激素有关的2个误区

(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，如细胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶；在生物体外适宜的条件下也能发挥作用，如证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。

(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。

1． 判断下面与酶有关的叙述：

(1)酶提供了反应过程所必需的活化能 (2)酶活性变化与酶所处环境的改变无关

( × ) ( × ) ( √ ) ( × ) ( √ ) ( × ) ( × ) ( × ) ( × )

(3)酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失 (4)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 (5)二肽酶可以水解含有一个肽键的肽

(6)同一生物体内各种酶的催化反应条件都相同

(7)任何一个活细胞都能产生酶，酶在细胞内才能起催化作用 (8)所有酶的合成都包括转录和翻译两个过程

(9)人体内酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用

(10)酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段 ( × ) (11)与光合作用有关的酶分布在类囊体膜上和叶绿体的基质中 (12)酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性

( × )

( √ )

2． 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误

的是

( )

A．甲酶能够抵抗该种蛋白酶降解

B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA C．乙酶的化学本质为蛋白质

D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 答案 B

解析 观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，说明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解；从酶的化学成分上来看，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA，甲酶有可能是具有生物催化作用的RNA；乙酶的活性不断降低，说明能被该种蛋白酶降解，其本质为蛋白质；乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变。

3． 如图表示酶、激素、蛋白质三者之间的关系。下列叙述中正确的是

( )

A．物质1是激素，不一定是由专门器官产生的 B．能产生物质2的细胞肯定能产生物质3 C．物质3是酶，其基本组成单位是氨基酸 D．物质2是蛋白质，其合成部位是细胞中的核糖体 答案 D

解析 部分激素的化学本质是蛋白质，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，所以1是酶，2是蛋白质，3是激素。激素是由专门的内分泌腺或特定部位的细胞产生的，所以能产生蛋白质的细胞不一定能产生激素，A、B、C项错误；蛋白质是在核糖体上合成的，所以D项正确。

对比法多角度理解酶 产生错误说法 具有分泌功能的细胞才正确理解 活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等) 有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA) 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活 酶只具有催化作用 酶只在生物体内合成

考点三 聚焦与酶有关的曲线分析[重要程度：★★★☆☆]

1． 酶的高效性曲线

(1)如图表示未加催化剂时，生成物浓度随时间的变化曲线，请在图中绘出加酶和加无机催化剂的条件时的变化曲线。

场所 能产生 化学本质 作用场所 温度蛋白质 只在细胞内起催化作用 低温和高温均使酶变性影响 失活 作用 来源 酶具有调节、催化等多种功能 有的可来源于食物等

答案

(2)由曲线可知：酶比无机催化剂的催化效率更高；酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，酶不能(“能”或“不能”)改变最终生成物 的量。 2． 酶的专一性曲线

(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时的变化是明显加快，说明酶A能催化该反应。

(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化该反应。 3． 影响酶活性的曲线

(1)分析图A、B可知，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。

(2)分析图A、B中曲线的起点和终点的特点，思考其原因。

过酸、过碱、高温都会使酶失去活性，而低温只是使酶的活性降低。前者都会使酶的空间结构遭到破坏，而后者并未破坏酶的分子结构和空间结构。

(3)分析图C中的曲线，反应溶液中pH的变化是否会影响酶作用的最适温度呢？不会(“会”或“不会”)。

(4)若将A图中的横坐标改为底物浓度或酶浓度，曲线又该如何画呢？请在下面的坐标系中绘出。

答案

易错警示 影响酶的活性和酶促反应速率的因素的辨析

温度和pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的，而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。

1． 某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下

进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶，据图回答问题：

(1)图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是丁。 (2)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗？

答案 不是。因为随着反应物浓度的降低，反应速率逐渐减慢，但酶的活性保持不变。 (3)若将纵坐标改为生成物的量，其曲线变化趋势会改变吗？

答案 会改变。其应该先呈快速增长，然后缓慢增长，最后达到相对稳定。

(4)若在t时加入无机催化剂，反应物(S)的浓度达到0的时间点和丁曲线表示的时间点相同吗？

答案 不同。时间点要比丁曲线表示的时间点长。因为无机催化剂的催化效率低于酶的催化效率。

2． 图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产

生的O2量(m)随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是

( )

A．pH＝a时，e点下移，d点左移 B．pH＝c时，e点为0

C．温度降低时，e点不移动，d点右移 D．H2O2量增加时，e点不移动，d点左移 答案 C

解析 O2的最大释放量只与H2O2的量有关，与酶的活性无关。与pH＝b时相比，pH＝a时酶的活性下降，e点不变，d点右移，A错误；H2O2不稳定，在过氧化氢酶失活时，H2O2仍能分解，B错误；温度降低时酶的活性降低，e点不变，但H2O2完全分解所用的时间延长，d点右移，C正确；增加H2O2量，e点上移，d点右移，D错误。

3． 如图所示为不同条件下的同种酶促反应速率变化曲线，下列有关叙述，错误的是( )

A．影响AB段反应速率的主要因素是底物的浓度 B．影响BC段反应速率的主要限制因素是酶量 C．温度导致了酶促反应Ⅰ和Ⅱ的速率不同 D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37 ℃ 答案 D

解析 不同温度下，在AB段均表现为随底物浓度的增加反应速率增加，所以此时的限制因素应该为底物浓度，A项正确；BC段底物浓度已经饱和，此时温度改变，反应速率也不再增加，说明限制因素可能是酶量(酶浓度)等因素，此时增加酶的浓度，反应速率会随之增加，B项正确；Ⅰ和Ⅱ两曲线的差异是温度不同，C项正确；由于此题只设置了37 ℃和25 ℃两个温度条件，所以不能确定其最适温度，只能说明该酶在37 ℃下比25 ℃下的催化效率高，D项错误。

分析酶促反应曲线的要点

(1)首先要弄清横坐标和纵坐标表示的意义，相同的曲线在不同的坐标系中表示的含义不同。其次明确曲线中的几个关键点，如：起点、与纵横轴的交点、拐点、最低点、最高 点等。

(2)在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，影响因素是横坐标所表示的因素，在达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他 因素。

实验五 探究影响酶活性的因素[重要程度：★★★☆☆]

探究pH对酶活性的影响

(1)实验原理：①反应原理：2H2O2过氧化氢酶,2H2O＋O2。(用反应式表示) ②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，

记录滤纸片从进入各烧杯液面到浮出液面这一过程所用的时间(t)，再转化为1/t作为酶促反应速率。 (2)实验步骤 实验 附有过氧化氢酶的滤纸片 烧杯1 一片 烧杯2 一片 烧杯3 一片

烧杯中过氧化氢酶溶液的pH 计量滤纸片从各烧杯液面到再浮出液面的时间(t) 1/t转化 5 7 9

1． 在探究影响酶活性的条件时，酶活性大小通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成

量来表示。

2． 不能用H2O2为原料探究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，原因是温度升高时H2O2会分

解，这样实验的变量不唯一。

3． 在探究温度对酶活性的影响实验中，不能利用斐林试剂检验产物的生成，原因是利用斐

林试剂检验时需水浴加热到50～65_℃，这样会导致试管中温度发生变化，影响实验 结果。

4． 探究某种酶的最适温度的实验设计思路如下：

5．探究过氧化氢酶的最适pH的实验设计思路如下：

易错警示 与探究实验有关的4个注意点

(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检测手段。 (3)除单一变量外，确保其他条件相同且适宜。 (4)合理确定操作程序。

1． 下列关于酶特性实验设计的叙述，正确的是

A．验证酶的专一性时，自变量只能是酶的种类 B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度

C．验证酶的高效性时，因变量是底物的消耗量，温度和底物的量为无关变量 D．探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，其他实验因素均设置为等量 答案 D

解析 验证酶的专一性时，自变量是底物种类或酶的种类；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，因变量是氧气的释放量(或气泡产生速率)或木条复燃程度等，温度和底物的量为无关变量，应设置为等量；探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，其

( )

他实验因素如pH、酶的浓度、底物浓度(底物的量)等因素都设置为等量，即遵循单一变量原则。所以只有D项正确。

2． 某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：

①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉溶液1 mL。 ②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。 ③将5支试管加入70 ℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。 ④取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。

⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。

上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。

(1)_______________________________________________________________________。 (2)_______________________________________________________________________。 答案 (1)③中70 ℃应改为37 ℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 ℃左右 (2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在50～65 ℃温水浴中一段时间。因为在50～65 ℃温水浴条件下斐林试剂才能与还原糖反应显色

解析 解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及斐林试剂的作用条件。(1)唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃左右，70 ℃时酶会变性失活。(2)加入斐林试剂后，需要50～65 ℃温水浴加热才能看到砖红色沉淀。

与酶有关的实验设计的五点归纳

(1)验证或探究酶具有高效性：高效性是一种比较性概念，是指与无机催化剂相比具有高效性。因此应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照。用酶和蒸馏水作对照，可用来验证酶具有催化功能。

(2)验证或探究酶具有专一性：专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。因此验证或探究酶具有专一性应设置一种酶对不同化学反应的催化效果的对照。可用同一底物、两种不同酶，也可用不同底物、同一种酶来验证或探究。

(3)验证或探究温度对酶活性的影响：自变量是温度，应设置具有一定梯度的多个不同温度条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低温、适温、高温”三个指标。 (4)验证或探究pH对酶活性的影响：自变量是pH，应设置具有一定梯度的多个不同pH条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低pH、最适pH、高pH”三个指标。注意胃蛋白酶最适pH为1.5。

(5)验证某种酶的化学本质是蛋白质：蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，也可用蛋白酶水解的方法使酶失活来证明。

1．ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。

2．细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。 3．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。 4．加热使反应物获得了能量，加快反应速率。

5．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 6．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 7．酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。 8．低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。

9．高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。

高考模拟 提能训练

高考题组

1． 判断下列关于酶的叙述(2013·新课标全国Ⅱ，6、2013·安徽，2和2013·海南，3)

(1)同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中

( √ ) ( × ) ( √ ) ( √ ) ( × ) ( √ ) ( × ) ( × ) ( √ ) ( × )

(2)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 (3)酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度

(4)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 (5)激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢

(6)代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率 (7)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同 (8)对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化 (9)不同酶的最适温度可能相同

(10)随着温度降低，酶促反应的活化能下降

(11)酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 (12)高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果

( √ ) ( √ )

2． (2013·四川卷，4)下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是

( )

A．利用果胶酶提高水果的出汁率 B．滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解 C．滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率 D．利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率 答案 D

解析 利用果胶酶提高水果出汁率的机理在于果胶酶可催化植物细胞壁中的果胶水解，从而使果汁更易榨出；肝脏研磨液中含过氧化氢酶，可催化过氧化氢水解；FeCl3可作为无机催化剂降低反应分子的活化能，从而提高过氧化氢的分解速率，故A、B、C选项均符合题意，水浴加热提高萃取效率的机理在于“提升温度，进而提高萃取效率”，与“降低化学反应活化能”无关。

3． (2013·海南卷，4)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是

( )

A．DNA复制需要消耗能量

B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量 C．物质通过易化扩散进出细胞时需要消耗ATP D．细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生 答案 C

解析 DNA复制需要能量，光反应为暗反应提供ATP，故暗反应需要能量，细胞呼吸的第一阶段产生ATP，而第一阶段就发生在细胞质基质中，故A、B、D正确。易化扩散为被动运输，不需要能量，所以C错误。 模拟题组

4． 如图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是

( )

A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶 B．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度加快 C．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 D．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量 答案 C

解析 新鲜土豆片中含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解产生氧气(气泡)。增加土豆片的数量即增加酶的含量，可使反应速率加快。一段时间后，因底物过氧化氢全部被消耗分解掉，产生的氧气(气体)量不再增加。

5． 下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是 选项 实验目的 ( )

实验设计 实验组：2 mL 3%的H2O2溶液＋1 mL过氧化氢酶，A 验证酶的催化作用具有高效性 保温5 min后观察 对照组：2 mL 3%的H2O2溶液＋1 mL蒸馏水，保温5 min后观察 实验组：2 mL 3%的可溶性淀粉溶液＋1 mL新鲜B 验证酶的催化作用具有专一性 唾液，保温5 min后，碘液检验 对照组：2 mL 3%的蔗糖溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min后，碘液检验 C 探究酶作用的适宜温度 5 mL 3%的可溶性淀粉溶液＋2 mL新鲜唾液＋碘液，每隔5 min将溶液温度升高10 ℃，观察溶液颜色变化 向三支试管分别加入1 mL不同pH的缓冲液，再依次加入1 mL新鲜唾液、2 mL 3%的可溶性淀粉溶液，适宜温度保温5 min后用斐林试剂检验 D 验证pH对酶的催化速率的影响 答案 D

解析 A选项是为了证明酶的高效性，而酶的高效性是通过和无机催化剂的对比体现出来的，对照组应加入FeCl3溶液；B选项中变量的设计是正确的，但用碘液只能检测淀粉的存在，对于蔗糖溶液是否反应无法检测，应用斐林试剂检测；C选项前后温度的变化对实验有影响，应设计多组装置控制在不同温度下进行实验。

6． 图一曲线a表示在最适温度、最适pH条件下时间与生成物量的关系，图二曲线b表示在

最适温度、最适pH条件下，底物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是( )

A．图一曲线a中，A点后，限制生成物量不再增加的因素是酶的含量不足 B．图二曲线，酶减少后，图示反应速率可用曲线f表示 C．分别在图二中取B、C点的速率值，对应图一中的曲线c和d

D．减小pH，重复该实验，图二曲线b应变为曲线f；增大pH，应变为曲线e

________________________________________________________________________。 (3)如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用，还应补充怎样的对照实验？ ____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)除了本实验外，请另外设计一种简便易行的方案来测定pH对酶活性的影响： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)如图所示

(2)适当提高温度以增加酶的催化活性；提高酶的浓度(或将蛋白块切小些，以增加蛋白酶和蛋白质的接触面积等)(答对两点即可，其他答案合理亦可)

(3)将胃蛋白酶溶液加热，使酶失去活性后再加入试管(或将胃蛋白酶溶液改为清水或蒸馏水等)

(4)用过氧化氢酶催化H2O2分解，改变pH，检测氧气生成量的变化(其他答案符合题意 亦可)

解析 蛋白块消失的时间越短，对应酶的活性越大。酶的活性除了受pH影响之外，还受温度的影响，蛋白块消失的时间也与酶和反应物的接触面积大小有关。设置对照实验是为了排除酶之外的其他因素的作用，则对照组除不加入酶或使酶失活之外，其余条件都应与实验组相同。

14．下表是与酶有关的实验设计，请回答问题： 试管编号 1 2 体积分数为3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL 温度 25 ℃ 25 ℃ 加入试剂 不加任何试剂 2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液 2滴质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液 实验结果 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋ 3 2 mL 25 ℃ 注：“＋”的数量代表单位时间内产生气泡的多少。

(1)比较1号和3号试管，说明________________________________________________。 (2)2号和3号试管出现不同结果的原因是______________________________________ ________________________________________________________________________， 该组实验的自变量是______________________________________________________。

(3)如果将3号试管的温度降低到5 ℃，产生的气泡数量将________ ，原因是________________________________________________________________________。 (4)过氧化氢酶的最适pH在6～9之间，为测定其最适pH，请简要写出实验设计思路。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)过氧化氢酶能降低过氧化氢分解反应的活化能，酶具有催化性 (2)同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高 催化剂的种类 (3)减少 低温抑制过氧化氢酶的活性 (4)在pH为6～9范围内设置pH梯度的多组实验，分别检测单位时间内产生的气泡数。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的pH即为过氧化氢酶的最适pH。否则，进一步缩小pH范围和梯度，继续实验，直到出现峰值

解析 (1)1号试管是对照组，3号试管加入的是过氧化氢酶，3号试管单位时间内产生的气泡数量明显多于1号试管，说明过氧化氢酶能降低过氧化氢分解反应的活化能。(2)2号试管与3号试管的自变量为催化剂的种类，酶与无机催化剂FeCl3相比具有高效性，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。(3)温度影响酶的活性，将3号试管温度降低到5 ℃，会导致过氧化氢酶的活性降低，从而导致单位时间内产生的气泡数量减少。(4)欲探究过氧化氢酶的最适pH，可在pH为6～9之间设置一系列的pH梯度进行实验，通过比较单位时间内气泡产生的数量来探究过氧化氢酶的最适pH。

15．ATP既是神经元的“能量通货”，也可作为神经元之间信息传递的一种信号分子。一些

神经细胞不仅能释放典型的神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。ATP作为信号分子的作用机理如图所示，请分析回答下列问题：

(1)人体细胞中的ATP主要来自____________(生理过程)，其分子结构简式是________________。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)细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。

(3)为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如下表所示： 实验组编号 A B C D E F X物质的浓度(μg·mL) 0 2 4 8 16 32 －1细胞内ATP的浓度(nmol·mL) 80 70 50 20 5 1 －1细胞死亡的百分率 1 2 10 25 70 95 ①该实验的因变量是______________________________________________________。 ②实验数据表明，该实验的因变量之间有何联系？ ____________________________ ________________________________________________________________________。 ③若用混有浓度为2 μg·mL的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率 ②细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加 ③阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；妨碍主动运输，影响营养物质的吸收 解析 ATP是细胞内的“能量通货”，直接给细胞的生命活动提供能量。(1)ATP可以来自细胞呼吸、光合作用。在人体细胞内只有细胞呼吸。ATP结构简式为：A－P～P～P。(2)ATP是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的。因此3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。

(3)①“为了研究X物质对动物细胞的影响”，得出实验的自变量是X物质的浓度，因变量就是不同X物质浓度下细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。②细胞的生命活动离不开能量，因此细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加。③消化需要酶来催化，消化酶的合成和分泌需要消耗能量；氨基酸等营养物质的吸收属于主动运输，需要消耗能量。因此用混有浓度为2 μg·mL的X物质的饲料饲喂大鼠，将阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；妨碍主动运输，影响营养物质的吸收。

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