資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
人教(2019)生物高考知識(shí)點(diǎn)梳理&對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
3.1 酶和ATP
知識(shí)點(diǎn)(一)　ATP的結(jié)構(gòu)與功能
1．ATP的結(jié)構(gòu)
(1)結(jié)構(gòu)圖示。
圖中各部分名稱：A代表腺嘌呤，P代表磷酸基團(tuán)，①代表腺苷，②代表AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，③代表ADP，④代表ATP，⑤代表特殊的化學(xué)鍵。
(2)特點(diǎn)。
①ATP不穩(wěn)定的原因：ATP中兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥，使得特殊的化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有較高的轉(zhuǎn)移勢能。
②ATP的水解過程：就是釋放能量的過程，1 mol ATP水解釋放的能量高達(dá)30.54 kJ，所以說ATP是一種高能磷酸化合物。
③ATP在酶的作用下水解：脫離下來的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。
2．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化
3．ATP的利用
4．ATP與O2之間的關(guān)系模型分析
【連接教材資料】1．(必修1 P86正文延伸思考)磷酸基團(tuán)帶有負(fù)電荷，請(qǐng)從電荷間的相互作用角度解釋ATP分子中遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)特殊化學(xué)鍵容易水解的原因。
提示：由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得磷酸鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢，因而遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)特殊化學(xué)鍵容易水解。
2．(必修1 P87圖54拓展思考)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不是一個(gè)可逆反應(yīng)？為什么？
提示：不是可逆反應(yīng)。雖然從物質(zhì)方面來看是可逆的，但從酶、進(jìn)行的場所、能量的來源等方面來看是不可逆的。
【知識(shí)點(diǎn)考法訓(xùn)練】
考法(一)　考查ATP的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
1．如圖為ATP的分子結(jié)構(gòu)圖，a、b、c表示相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，①②表示化學(xué)鍵。下列敘述正確的是(　 )
A．a(chǎn)表示腺嘌呤，b表示腺苷
B．化學(xué)鍵①與化學(xué)鍵②斷開時(shí)所釋放的能量不同
C．化學(xué)鍵②的形成所需的能量都來自化學(xué)能
D．化學(xué)鍵②中能量的釋放往往與吸能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)
解析：選D　a表示腺苷，b表示腺嘌呤核糖核苷酸，A錯(cuò)誤；化學(xué)鍵①和化學(xué)鍵②都為特殊的化學(xué)鍵，斷開時(shí)所釋放的能量相同，B錯(cuò)誤；化學(xué)鍵②的形成是ATP的合成過程，所需的能量來自光合作用中的光能或呼吸作用中的化學(xué)能，C錯(cuò)誤；化學(xué)鍵②中能量的釋放過程是ATP水解的過程，往往與吸能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)，D正確。
2．(2022·濱州三模)物質(zhì)甲、乙通過反應(yīng)①②相互轉(zhuǎn)化的過程如圖所示，α、β、γ所示位置的磷酸基團(tuán)分別記為Pα、Pβ、Pγ，下列說法正確的是(　 )
A．反應(yīng)①常與放能反應(yīng)相聯(lián)系，反應(yīng)②常與吸能反應(yīng)相聯(lián)系
B．反應(yīng)②可以發(fā)生在線粒體內(nèi)膜、葉綠體內(nèi)膜上
C．通過PCR反應(yīng)擴(kuò)增DNA時(shí)，甲物質(zhì)可為反應(yīng)提供能量
D．用32P標(biāo)記Pα的甲作為RNA合成的原料，可使RNA分子被標(biāo)記
解析：選D　反應(yīng)①ATP水解常與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，反應(yīng)②ATP合成常與放能反應(yīng)相聯(lián)系，A錯(cuò)誤；反應(yīng)②ATP合成可以發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，但不能發(fā)生在葉綠體內(nèi)膜上，B錯(cuò)誤；通過PCR反應(yīng)擴(kuò)增DNA時(shí)，不需要甲ATP為反應(yīng)提供能量，C錯(cuò)誤。
[易錯(cuò)點(diǎn)撥]　明辨不同化合物中“A”的含義
化合物 結(jié)構(gòu)簡式 “A”含義 共同點(diǎn)
ATP 腺苷(由腺嘌呤和核糖組成) 所有“A”的共同點(diǎn)是都含有腺嘌呤
DNA 腺嘌呤脫氧核苷酸
RNA 腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸 腺嘌呤
考法(二)　考查ATP的產(chǎn)生和利用
3．(2022·葫蘆島模擬)ATP使細(xì)胞能及時(shí)而持續(xù)地滿足各項(xiàng)生命活動(dòng)對(duì)能量的需求。下圖中圖甲為ATP的結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。據(jù)圖分析，下列說法正確的是(　 )
A．圖甲中A代表腺苷，b、c為特殊的化學(xué)鍵
B．圖乙中反應(yīng)向左進(jìn)行時(shí)，所需能量均來自細(xì)胞代謝
C．圖乙中反應(yīng)向右表示ATP水解，與細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)相聯(lián)系
D．圖甲中水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)所剩下的結(jié)構(gòu)，可參與構(gòu)成DNA
解析：選B　圖甲中A代表腺嘌呤，b、c為特殊的化學(xué)鍵，A錯(cuò)誤；圖乙中反應(yīng)向左進(jìn)行時(shí)，綠色植物體內(nèi)的能量來自細(xì)胞的呼吸作用和光合作用，動(dòng)物和人體內(nèi)的能量來自呼吸作用，光合作用和呼吸作用均為細(xì)胞代謝，B正確；圖乙中反應(yīng)向右表示ATP水解，與細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)相聯(lián)系，C錯(cuò)誤；圖甲中水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成AMP，是構(gòu)成RNA的基本單位之一，D錯(cuò)誤。
4．如圖表示生物體內(nèi)發(fā)生的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)，①～④表示相應(yīng)的化學(xué)鍵，請(qǐng)判斷下列說法中正確的是(　 )
A．ATP水解時(shí)，圖中所示的化學(xué)鍵③④最易斷裂
B．圖中酶1和酶2的化學(xué)本質(zhì)相同，但是二者的種類不同
C．細(xì)胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系
D．ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制只發(fā)生在真核細(xì)胞內(nèi)
解析：選B　ATP水解時(shí)，圖中遠(yuǎn)離腺苷的化學(xué)鍵④最易斷裂，A錯(cuò)誤；題圖中酶1和酶2的化學(xué)本質(zhì)相同，都是蛋白質(zhì)，但是二者的種類不同，B正確；細(xì)胞中的放能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系，吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系，C錯(cuò)誤；ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制發(fā)生在一切細(xì)胞內(nèi)，D錯(cuò)誤。
[歸納拓展]細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的常見生理過程
轉(zhuǎn)化場所 常見的生理過程
細(xì)胞膜 消耗ATP：主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞、胞吐
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段
葉綠體 產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)。消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等
線粒體 產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段。消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等
核糖體 消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成
細(xì)胞核 消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等
知識(shí)點(diǎn)(二)　酶的本質(zhì)、作用、特性及影響因素
1．酶在細(xì)胞代謝中的作用
(1)細(xì)胞代謝。
細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。
(2)比較過氧化氫在不同條件下的分解。
①實(shí)驗(yàn)過程。
②變量分析。
2．酶本質(zhì)的探索歷程[連線]
3．酶的本質(zhì)和功能
4．酶的特性
(1)高效性：與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。(圖解如下)
(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。
①物理模型——“鎖鑰學(xué)說”。
圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。
②曲線分析。
只有酶A可催化底物A參與的反應(yīng)，說明酶具有專一性。
(3)酶的作用條件較溫和。
①在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。
②過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。
[知識(shí)梳理]
酶的本質(zhì)和作用
1．明辨酶的八個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
項(xiàng)目 正確說法 錯(cuò)誤說法
產(chǎn)生場所 活細(xì)胞(不考慮哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等) 具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生
化學(xué)本質(zhì) 有機(jī)物(大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA) 蛋白質(zhì)
作用場所 可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用 只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用
溫度影響 低溫只抑制酶的活性，不會(huì)使酶變性失活 低溫和高溫均使酶變性失活
作用 酶只起催化作用 酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能
來源 生物體內(nèi)合成 有的可來源于食物等
合成原料 氨基酸、核糖核苷酸 只有氨基酸
合成場所 核糖體、細(xì)胞核等 只有核糖體
2.對(duì)比分析酶與動(dòng)物激素的“一同三不同”
相同 都具有微量、高效的特點(diǎn)，也具有一定特異性
不同 產(chǎn)生部位 幾乎所有活細(xì)胞都產(chǎn)生酶；而只有內(nèi)分泌細(xì)胞才能產(chǎn)生激素
化學(xué)本質(zhì) 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA；激素的化學(xué)本質(zhì)則為蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、氨基酸衍生物等
作用機(jī)制 酶是催化劑，在化學(xué)反應(yīng)前后，質(zhì)量和性質(zhì)不變；激素作為信號(hào)分子在發(fā)揮完作用后被滅活
[典例1]　在生物體內(nèi)，酶是具有催化作用的有機(jī)物。下列關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是(　 )
A．過氧化氫酶、脲酶和麥芽糖酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)
B．DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成
C．胰蛋白酶的合成及分泌與核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體有關(guān)
D．淀粉酶和鹽酸通過降低反應(yīng)物的活化能催化淀粉水解
[解析]　淀粉酶是生物催化劑，可以降低反應(yīng)物的活化能來催化淀粉水解；而鹽酸不是催化劑，不能降低反應(yīng)物的活化能，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
(1)人發(fā)燒時(shí)不想吃東西，原因是體溫升高導(dǎo)致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢。
(2)唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)就會(huì)失活，原因是唾液淀粉酶的最適pH為6.8左右，而胃液的pH為0.9～1.5。
(3)胰島素等蛋白質(zhì)類或多肽類激素只能注射，不能口服，原因是口服會(huì)導(dǎo)致該類激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇類激素(如性激素)和氨基酸衍生物類激素(如甲狀腺激素)不會(huì)被消化酶分解，既可以注射，也可以口服?！　　　?br/>[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]
1．大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的RNasep是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的復(fù)合體(一種酶)，某實(shí)驗(yàn)小組提取核心組件M1(可在一定鹽離子環(huán)境下體外單獨(dú)催化RNA加工過程)，經(jīng)蛋白酶處理后的M1仍然具有催化功能，而經(jīng)RNA水解酶處理后的M1不再具備催化功能。下列說法正確的是(　 )
A．可用雙縮脲試劑檢測核心組件成分M1
B．M1能為tRNA的體外加工過程提供活化能
C．M1的功能喪失后會(huì)中斷基因表達(dá)中的轉(zhuǎn)錄過程
D．M1也具有高效性、專一性和作用條件溫和的特點(diǎn)
解析：選D　核心組件M1經(jīng)蛋白酶處理后仍然具有催化功能，而經(jīng)RNA水解酶處理后不再具備催化功能，說明核心組件M1的本質(zhì)是RNA，不能用雙縮脲試劑檢測，A錯(cuò)誤；酶不能為底物提供能量，其作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，B錯(cuò)誤；由題干信息可知，核心組件M1可在一定鹽離子環(huán)境下體外單獨(dú)催化RNA加工過程，所以M1的功能喪失后，會(huì)影響RNA的加工，可能影響翻譯，但不影響轉(zhuǎn)錄，C錯(cuò)誤；核心組件M1是一種酶，酶具有催化功能，也具有高效性、專一性和作用條件溫和的特點(diǎn)，D正確。
2．為使反應(yīng)物A→產(chǎn)物P，采取了酶催化(最適溫度和pH)和無機(jī)催化劑催化兩種催化方法，其能量變化過程用圖甲中兩條曲線表示；圖乙表示某酶促反應(yīng)過程的示意圖。下列有關(guān)分析不合理的是(　 )
A．距離b可反映無機(jī)催化劑催化效率比酶催化效率低的原因
B．適當(dāng)升高溫度，酶催化的曲線Ⅱ?qū)?yīng)的距離a將下降
C．圖乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表葡萄糖和果糖
D．圖乙中若①代表胰蛋白酶，當(dāng)pH稍低于最適值時(shí)，③④的生成速率下降
解析：選B　曲線Ⅰ可代表無機(jī)催化劑催化的反應(yīng)，曲線Ⅱ可代表酶催化的反應(yīng)，距離b表示酶催化時(shí)降低的活化能(與無機(jī)催化劑催化的反應(yīng)相比)，故距離b可反映無機(jī)催化劑催化效率比酶催化效率低的原因，A正確；圖甲中該酶所處的環(huán)境條件為最適條件，故將酶催化的反應(yīng)溫度升高，酶活性下降，導(dǎo)致其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力下降，a將上升，B錯(cuò)誤；蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖組成，C正確；pH會(huì)影響酶活性，pH低于最適值時(shí)，酶活性降低，③④的生成速率也會(huì)下降，D正確。
[知識(shí)梳理]
借助模型建構(gòu)法分析影響酶促反應(yīng)的因素
1．反應(yīng)物濃度、酶濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系(圖1、圖2)
(1)圖1：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增加而加快，但當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性的限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。
(2)圖2：在反應(yīng)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)。
2．溫度和pH與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系(圖3)
(1)圖3：溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率的；反應(yīng)物濃度和酶濃度是通過影響反應(yīng)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。
(2)圖3：反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度；反應(yīng)溶液溫度的變化也不改變酶作用的最適pH。
3．反應(yīng)時(shí)間與酶促反應(yīng)的關(guān)系(圖4、圖5、圖6)
(1)圖4、圖5、圖6的時(shí)間t0、t1和t2是一致的。
(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的量因被消耗而減少，生成物的量因積累而增多。
(3)t0～t1段，因反應(yīng)物較充足，所以反應(yīng)速率較高，反應(yīng)物消耗較快，生成物生成速率較快。t1～t2段，因反應(yīng)物含量較少，所以反應(yīng)速率降低，反應(yīng)物消耗較慢，生成物生成速率較慢。t2時(shí)，反應(yīng)物被消耗完，生成物不再增加，此時(shí)反應(yīng)速率為0。
[典例2]　反應(yīng)體系中存在的失活劑(重金屬離子等)、酶的激活劑、酶的抑制劑等因素均可影響酶促反應(yīng)的速率。上述不同條件下酶促反應(yīng)速率(v)與酶濃度的關(guān)系如圖所示。下列敘述合理的是(　 )
A．曲線①表示的反應(yīng)體系中含有激活劑，激活劑降低了反應(yīng)活化能
B．曲線②表示正常反應(yīng)的曲線，該酶促反應(yīng)過程中酶活性逐漸增大
C．曲線③表示的反應(yīng)體系中含有抑制劑，抑制劑與底物特異性結(jié)合
D．曲線④表示的反應(yīng)體系中含有失活劑，失活劑使部分酶徹底失活
[解析]　曲線①表示的反應(yīng)體系中含有激活劑，激活劑增大了酶的活性，A不合理；曲線②表示正常反應(yīng)的曲線，該酶促反應(yīng)過程中酶活性不變，B不合理；曲線③表示的反應(yīng)體系中含有抑制劑，抑制劑降低了酶的活性，C不合理。
[答案]　D
[規(guī)律方法]　“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線
[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]
3．某學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)探究在不同pH和溫度下，一定濃度的底物X與相關(guān)酶的催化反應(yīng)，在相同的時(shí)間內(nèi)得到如圖所示的曲線。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　 )
A．T1溫度時(shí)，底物X與酶的pH從14降到8，底物的剩余量不變
B．隨pH升高，該酶催化反應(yīng)的最適溫度也逐漸升高
C．當(dāng)pH為8時(shí)，影響酶促反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度和酶濃度
D．當(dāng)pH為任何一固定值時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果都可以證明溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響
解析：選A　當(dāng)pH為14時(shí)，酶會(huì)因過堿導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而失活，即使pH降到8，酶的活性也不會(huì)恢復(fù)，因此底物的剩余量不變，A正確；在一定范圍內(nèi)，隨pH升高，該酶催化反應(yīng)的最適溫度不變，B錯(cuò)誤；當(dāng)pH為8時(shí)，影響酶促反應(yīng)速率的主要因素是溫度，曲線中并未體現(xiàn)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，C錯(cuò)誤；當(dāng)過酸或過堿時(shí)，酶的空間結(jié)構(gòu)會(huì)改變，導(dǎo)致酶活性喪失，因此在不同溫度的過酸或過堿條件下，酶促反應(yīng)速率都是相同的，并不能證明溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，D錯(cuò)誤。
4．(2022·泰安調(diào)研)酶的活性會(huì)受到某些無機(jī)鹽離子的影響，某學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)探究Cl－和Cu2＋對(duì)人體胃蛋白酶活性的影響，結(jié)果如圖所示(其他條件適宜)。下列有關(guān)敘述正確的是(　 )
A．保存胃蛋白酶的最佳條件是37.5 ℃、pH＝1.5
B．底物濃度為B時(shí)，增加酶含量，曲線a、b、c均上移
C．底物濃度為B時(shí)，提高反應(yīng)溫度，曲線c將上移
D．Cl－、Cu2＋等無機(jī)鹽離子都能增強(qiáng)酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果
解析：選B　分析題圖可知，該實(shí)驗(yàn)是探究無機(jī)鹽離子對(duì)酶活性的影響，不能看出胃蛋白酶的最適pH和溫度，且酶應(yīng)低溫下保存，A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)中其他條件適宜，底物濃度為B時(shí)，提高反應(yīng)溫度，酶的活性將降低，曲線c下移，C錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，Cl－能增強(qiáng)酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果，Cu2＋能減弱酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果，D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)(三)　探究酶的特性及影響酶活性的條件(實(shí)驗(yàn)探究)
(一)淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用
1．實(shí)驗(yàn)原理
(1)淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬蛇€原糖。
(2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶，再用斐林試劑鑒定溶液中有無還原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。
2．實(shí)驗(yàn)步驟
(1)取兩支潔凈的試管，編號(hào)，然后按照下表中步驟1至步驟3的要求操作。
步驟 項(xiàng)目 試管1 試管2
1 注入可溶性淀粉溶液 2 mL —
2 注入蔗糖溶液 — 2 mL
3 注入新鮮的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
(2)輕輕振蕩這兩支試管，使試管內(nèi)的液體混合均勻，然后將試管的下半部浸到60_℃左右的熱水中，保溫5 min。
(3)取出試管，各加入2 mL斐林試劑(邊加入試劑，邊輕輕振蕩這兩支試管，以便使試管內(nèi)的物質(zhì)混合均勻)。
(4)將兩支試管的下半部放進(jìn)盛有熱水的大燒杯中，用酒精燈加熱，煮沸1 min。
(5)觀察兩支試管內(nèi)的溶液顏色變化。
(二)探究影響酶活性的條件
1．探究溫度對(duì)酶活性的影響
試管編號(hào) 試管1 試管1′ 試管2 試管2′ 試管3 試管3′
實(shí)驗(yàn)步驟 一 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中約5 min 放入60 ℃熱水中約5 min 放入100 ℃熱水中約5 min
三 將1與1′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在0 ℃冰水內(nèi)放置10 min 將2與2′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在60 ℃熱水內(nèi)放置10 min 將3與3′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在100 ℃熱水內(nèi)放置10 min
四 取出試管各加入兩滴碘液，振蕩
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 藍(lán)色 無明顯現(xiàn)象 藍(lán)色
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 淀粉酶在60 ℃時(shí)催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃時(shí)都不能發(fā)揮催化作用。酶的催化作用需要適宜的溫度，溫度過高或過低都會(huì)影響酶的活性
　　2.探究pH對(duì)酶活性的影響
試管編號(hào) 試管1 試管2 試管3
實(shí)驗(yàn)步驟 一 2滴過氧化氫酶溶液
二 1 mL蒸餾水 1 mL 0.01 mol/L的鹽酸溶液 1 mL0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有大量氣泡產(chǎn)生 無氣泡產(chǎn)生 無氣泡產(chǎn)生
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 pH會(huì)影響酶的活性，酶的活性有適宜的pH范圍
[考法全訓(xùn)]
考法(一)　驗(yàn)證酶的高效性和專一性
1．驗(yàn)證酶的高效性
[實(shí)驗(yàn)方案]
項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組
材料 等量的同一種底物
試劑 與底物相對(duì)應(yīng)的酶溶液 等量的無機(jī)催化劑
現(xiàn)象 反應(yīng)速率很快，或反應(yīng)用時(shí)短 反應(yīng)速率緩慢，或反應(yīng)用時(shí)長
結(jié)論 酶具有高效性
[操作示例]
2．驗(yàn)證酶的專一性
[實(shí)驗(yàn)方案]
項(xiàng)目 方案一 方案二
實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組 實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組
材料 底物相同(等量) 與酶相對(duì)應(yīng)的底物 另外一種底物
試劑 與底物相對(duì)應(yīng)的酶 另外一種酶 同一種酶(等量)
現(xiàn)象 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng) 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng)
結(jié)論 酶具有專一性
[操作示例]
[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]
1．在兩個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中分別加入適量的過氧化氫酶和FeCl3溶液，底物、pH等其他反應(yīng)條件相同且適宜，結(jié)果如圖所示。下列分析不恰當(dāng)?shù)氖?　 )
A．本實(shí)驗(yàn)證明了酶具有專一性
B．曲線①對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)中加入了過氧化氫酶
C．FeCl3的催化效率可能會(huì)超過過氧化氫酶
D．本實(shí)驗(yàn)證明了酶具有高效性是有條件的
解析：選A　分析題干可知，本實(shí)驗(yàn)探究的是與無機(jī)催化劑相比，酶具有高效性，而酶的活性與溫度有關(guān)，A錯(cuò)誤；酶的活性受溫度影響，故曲線①對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)中加入了過氧化氫酶，B正確；溫度過高會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶失活，F(xiàn)eCl3的催化效率可能會(huì)超過過氧化氫酶，C正確；本實(shí)驗(yàn)證明了酶具有高效性是有條件的，酶的催化效率受溫度的影響，D正確。
2．(2022·洛陽聯(lián)考)研究小組為驗(yàn)證酶的特性進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)操作如表所示，下列敘述錯(cuò)誤的是(　 )
實(shí)驗(yàn)步驟 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) 4號(hào) 5號(hào)
步驟1 3%可溶性淀粉溶液 — 2 mL — 2 mL —
3%蔗糖溶液 2 mL — 2 mL — 2 mL
步驟2 人新鮮唾液(含唾液淀粉酶) 1 mL 1 mL — — —
蔗糖酶溶液 — — 1 mL 1 mL —
蒸餾水 — — — — 1 mL
步驟3 ……
A．步驟3是向5支試管中加等量的緩沖液
B．試管2和4無法驗(yàn)證唾液淀粉酶具有專一性
C．試管3和4可以證明蔗糖酶具有專一性
D．該實(shí)驗(yàn)無法驗(yàn)證唾液淀粉酶具有高效性
解析：選A　本實(shí)驗(yàn)以蔗糖、淀粉作底物，用蔗糖酶和唾液淀粉酶兩種酶來驗(yàn)證酶的專一性。因此步驟3需要用斐林試劑來檢驗(yàn)是否有可溶性還原糖的產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；向試管2和4中均加入淀粉，并分別加入了唾液(含唾液淀粉酶)和蔗糖酶，不能體現(xiàn)唾液淀粉酶的專一性，試管1和2進(jìn)行對(duì)照能證明唾液淀粉酶具有專一性，試管3和4進(jìn)行對(duì)照，能證明蔗糖酶具有專一性，B、C正確；該實(shí)驗(yàn)沒有與無機(jī)催化劑作對(duì)比，無法證明唾液淀粉酶具有高效性，D正確。
考法(二)　探究酶的最適溫度或pH
[實(shí)驗(yàn)方案]
組別編號(hào) 1 2 … n
實(shí)驗(yàn)材料 等量的同種底物
溫度(pH) T1(a1) T2(a2) … Tn(an)
衡量指標(biāo) 相同時(shí)間內(nèi)，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余量的多少
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)
[操作示例]
1．探究酶的最適溫度
2．探究酶的最適pH
O2的產(chǎn)生速率
說明：探究溫度(或pH)對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路與探究酶的最適溫度(或pH)基本相同，只是無須設(shè)置一系列溫度(或pH)梯度，設(shè)置幾組溫度(或pH)做自變量即可，其他操作過程基本相同。
[典例]　(2022·懷寧月考)唾液淀粉酶的最適pH為6.80，某興趣小組利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證，有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表所示。下列有關(guān)說法不正確的是(　 )
項(xiàng)目 1 2 3 4 5
pH 5.00 6.20 6.80 7.40 8.00
顏色 藍(lán)色＋＋ 藍(lán)色＋ 橙黃色 藍(lán)色＋ 藍(lán)色＋＋
注：試劑的使用方法正確；＋表示顯色，＋＋表示顯色更深。
A．第3組為橙黃色，說明其底物淀粉已經(jīng)完全被水解
B．各組實(shí)驗(yàn)時(shí)間均不宜過長，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果
C．該實(shí)驗(yàn)用碘液作為檢測試劑，實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)保持37 ℃的恒溫
D．由于酸能水解淀粉，故第1組實(shí)驗(yàn)中酶的活性高于第5組
[解析]　第3組是碘液自身的顏色，說明淀粉已經(jīng)水解完，而其他4組都出現(xiàn)藍(lán)色，說明淀粉還未水解完，A正確；當(dāng)檢測到第3組沒有藍(lán)色時(shí)，此時(shí)就應(yīng)該讓各組反應(yīng)停止，若繼續(xù)反應(yīng)，最終各組的淀粉都水解完，都為橙黃色，影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，B正確；唾液淀粉酶的最適溫度為37 ℃，所以實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)保持37 ℃的恒溫，C正確；pH＝5與pH＝8時(shí)，溶液均為藍(lán)色＋＋，說明淀粉的剩余量一致，而酸能水解淀粉，說明pH＝8時(shí)酶的活性更高，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
(1)若以淀粉和蔗糖為底物，用淀粉酶來驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，檢測底物是否被分解的試劑“宜”選用斐林試劑，“不宜”選用碘液，因?yàn)榈庖簾o法檢測蔗糖是否被分解。
(2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測底物是否被分解的試劑“宜”選用碘液，“不宜”選用斐林試劑，因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。
(3)在探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，“宜”保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸，“不宜”在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。
(4)在探究酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)中，“宜”選用淀粉和淀粉酶作實(shí)驗(yàn)材料，“不宜”選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶，因?yàn)檫^氧化氫(H2O2)在常溫常壓時(shí)就能分解，加熱的條件下分解會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。　
[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]
3．(2022·岳陽檢測)取若干試管分為兩組，A組加入2 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液，B組加入2 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液，然后同時(shí)向兩組試管中加入等量的淀粉酶溶液。下列敘述正確的是(　 )
A．可利用斐林試劑檢測兩組試管底物是否發(fā)生分解，從而驗(yàn)證酶的專一性
B．利用B組設(shè)置不同的溫度梯度，可探究淀粉酶作用的最適溫度
C．利用A組設(shè)置不同的pH梯度，可探究淀粉酶作用的最適pH
D．再取一組試管并只加入淀粉溶液，和A、B組比較以驗(yàn)證酶的高效性
解析：選A　淀粉和蔗糖都是非還原糖，其水解產(chǎn)物都是還原糖，所以可利用斐林試劑判斷兩組試管的水解情況，從而驗(yàn)證酶的專一性，A正確；淀粉酶無法使蔗糖水解，所以無法使用B組探究淀粉酶的最適溫度，B錯(cuò)誤；淀粉自身的水解速率受pH影響，所以以淀粉作底物不能準(zhǔn)確反映不同pH下酶的活性，C錯(cuò)誤；與無機(jī)催化劑的催化效率比較，才能體現(xiàn)酶的高效性，D錯(cuò)誤。
4．為探究影響酶活性的因素、驗(yàn)證酶的專一性和高效性等，某同學(xué)設(shè)計(jì)了4套方案，如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是(　 )
方案 催化劑 底物 pH 溫度
① 胃蛋白酶、胰蛋白酶 蛋白塊 中性 室溫
② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 適宜 適宜
③ 蛋白酶 蛋白質(zhì) 適宜 不同溫度
④ 過氧化氫酶、氯化鐵溶液 過氧化氫 強(qiáng)酸性 室溫
A.方案①的目的是探究pH對(duì)酶活性的影響，自變量是酶的種類
B．方案②的目的是驗(yàn)證淀粉酶的專一性，可用斐林試劑檢測
C．方案③的目的是驗(yàn)證溫度對(duì)酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測
D．方案④的目的是驗(yàn)證酶的高效性，加酶的一組產(chǎn)生氣泡數(shù)較多
解析：選B　在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，自變量是pH，A錯(cuò)誤；淀粉酶能將淀粉分解，不能將蔗糖分解，利用斐林試劑可檢測底物是否被分解，B正確；由于蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，故不能用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)是否被分解，C錯(cuò)誤；在高溫、過酸、過堿的條件下，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶變性失活，因此強(qiáng)酸性條件下，過氧化氫酶失活，不能用于驗(yàn)證酶的高效性，D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)(四)　實(shí)驗(yàn)變量的分析與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn)通法歸納)
一、實(shí)驗(yàn)變量分析
實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱為變量。在生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對(duì)“變量”的確立、調(diào)控成為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵。
1．變量類型
自變量 又稱實(shí)驗(yàn)變量，是研究者主動(dòng)操縱即實(shí)驗(yàn)所探究的條件和因子，是作用于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的刺激變量，坐標(biāo)中橫軸標(biāo)識(shí)一般為自變量
因變量 又稱反應(yīng)變量，是隨自變量變化而產(chǎn)生反應(yīng)或發(fā)生變化的變量，應(yīng)具有可測性和客觀性，坐標(biāo)中縱軸標(biāo)識(shí)一般為因變量
無關(guān)變量 無關(guān)變量又稱干擾變量、控制變量，是指與研究目標(biāo)無關(guān)，但卻影響研究結(jié)果的變量——實(shí)驗(yàn)時(shí)一般需控制無關(guān)變量適宜且相同
2.單一變量控制原則
無論一個(gè)實(shí)驗(yàn)有幾個(gè)自變量，都應(yīng)確定一個(gè)自變量對(duì)應(yīng)觀測一個(gè)因變量，這就是單一變量原則，它是處理實(shí)驗(yàn)中復(fù)雜關(guān)系的準(zhǔn)則之一。
單因子變量原則要求在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)中都只能有一個(gè)變量，這樣得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與單一變量之間就能形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成因。
3．無關(guān)變量要一致(等量原則)
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作中，要盡量減少無關(guān)變量，而且不同的實(shí)驗(yàn)組中無關(guān)變量應(yīng)完全相同，這樣就可排除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，排除實(shí)驗(yàn)偶然性，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)策略
1．程序
2．步驟書寫
3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理
將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果用文字、曲線圖、柱形圖、表格等形式表達(dá)。
[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]
1．下列關(guān)于生物實(shí)驗(yàn)中“對(duì)照”及“變量”的相關(guān)敘述正確的是(　 )
A．檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，沒有進(jìn)行對(duì)照
B．探究 pH 對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)與探究酶活性的最適 pH 實(shí)驗(yàn)，溫度都屬于無關(guān)變量，兩實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量相同，但實(shí)驗(yàn)組數(shù)設(shè)置有所不同
C．觀察紫色洋蔥鱗片葉細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)中，滴加蔗糖和清水，屬于自變量，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁體積、位置變化為因變量，該實(shí)驗(yàn)也沒有對(duì)照
D．探究溫度對(duì)淀粉酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，淀粉酶的濃度是自變量，不同溫度條件下淀粉遇碘變藍(lán)程度是因變量
解析：選B　檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，存在不加檢測試劑的空白對(duì)照，A錯(cuò)誤；觀察紫色洋蔥鱗片葉細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)中，葉細(xì)胞前后自身對(duì)照，C錯(cuò)誤；探究溫度對(duì)淀粉酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，溫度是實(shí)驗(yàn)的自變量，淀粉酶的濃度是無關(guān)變量，不同溫度條件下淀粉遇碘變藍(lán)程度是因變量，D錯(cuò)誤。
2．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的敘述，正確的是(　 )
A．實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量、溫度和時(shí)間都可能是實(shí)驗(yàn)的變量
B．各種實(shí)驗(yàn)都必須單獨(dú)設(shè)置對(duì)照組，確保單一變量
C．?dāng)?shù)據(jù)測量時(shí)只要認(rèn)真準(zhǔn)確記錄，無需多次測量求平均值
D．探究實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是與提出的假設(shè)一致
解析：選A　變量即實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素，實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量、溫度和時(shí)間都可能是實(shí)驗(yàn)的變量，A正確；探究實(shí)驗(yàn)一般都需要設(shè)置對(duì)照組，但也可能均為實(shí)驗(yàn)組，各組之間形成相互對(duì)照，B錯(cuò)誤；進(jìn)行數(shù)據(jù)測量時(shí)，為了減少誤差，需多次測量求平均值，C錯(cuò)誤；探究實(shí)驗(yàn)中，可能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)矛盾的現(xiàn)象，可能是因假設(shè)不正確，那么就需要進(jìn)一步查找資料，重新作出假設(shè)，也可能是因?qū)嶒?yàn)過程中的某一環(huán)節(jié)出了問題，那么就需要重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D錯(cuò)誤。
3．下列對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)變量的敘述，正確的是(　 )
A．“探究溫度對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)，所加酶的量和pH是無關(guān)變量
B．“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)液中的溶氧量是無關(guān)變量
C．“探究植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)促進(jìn)插條生根的作用”實(shí)驗(yàn)，插條生根數(shù)是無關(guān)變量
D．“探究植物細(xì)胞的失水和吸水”實(shí)驗(yàn)，原生質(zhì)層外側(cè)溶液的濃度是無關(guān)變量
解析：選A　“探究溫度對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，自變量是溫度，因變量是酶的活性，所加酶的量和pH是無關(guān)變量，A正確；“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”實(shí)驗(yàn)，自變量為是否有氧，B錯(cuò)誤；“探究植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)促進(jìn)插條生根的作用”實(shí)驗(yàn)，自變量為生長調(diào)節(jié)劑的濃度，因變量是插條生根數(shù)或根的長度，C錯(cuò)誤；“探究植物細(xì)胞的失水和吸水”實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞液和外界溶液的濃度差是自變量，D錯(cuò)誤。
[課時(shí)驗(yàn)收評(píng)價(jià)]
1．驅(qū)動(dòng)蛋白能催化ATP水解，還能與細(xì)胞骨架特異性結(jié)合，并沿著骨架定向行走，將所攜帶的細(xì)胞器或大分子物質(zhì)送到指定位置。驅(qū)動(dòng)蛋白每行走一步需要消耗一個(gè)ATP分子。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　 )
A．驅(qū)動(dòng)蛋白能識(shí)別ATP分子和細(xì)胞骨架
B．細(xì)胞骨架是物質(zhì)和細(xì)胞器運(yùn)輸?shù)能壍?br/>C．由活細(xì)胞產(chǎn)生的ATP合成酶在體外也具有催化活性
D．代謝旺盛的細(xì)胞中ATP的水解速率遠(yuǎn)大于合成速率
解析：選D　由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶，只要溫度、pH等適宜，在生物體外仍然具有催化活性，C正確；細(xì)胞代謝旺盛時(shí)，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，但兩者處于平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤。
2．(2022·濟(jì)南模擬)溫度會(huì)影響酶促反應(yīng)速率，其作用機(jī)理可用坐標(biāo)曲線表示(如圖)。其中a表示底物分子具有的能量，b表示溫度對(duì)酶空間結(jié)構(gòu)的影響，c表示酶促反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系。下列說法正確的是(　 )
A．隨著溫度的升高，底物分子具有的活化能增加
B．處于曲線c中1、2位點(diǎn)酶分子活性是相同的
C．酶促反應(yīng)速率是底物分子的能量與酶空間結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果
D．酶適于低溫保存，原因是底物分子的能量低
解析：選C　由曲線a可知，隨著溫度的升高，底物分子具有的能量增加，A錯(cuò)誤；曲線c中1、2位點(diǎn)酶促反應(yīng)速率相等，但酶分子活性不一定相同，B錯(cuò)誤；由圖可知，酶適于低溫保存，原因是低溫只是抑制酶活性，不會(huì)使酶變性失活，D錯(cuò)誤。
3．某生物實(shí)驗(yàn)小組欲探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響，已知淀粉酶催化淀粉水解是一個(gè)多步反應(yīng)，會(huì)依次形成較大分子糊精、小分子糊精、麥芽糖，加入碘液后的溶液顏色分別是藍(lán)紫色、橙紅色、黃褐色(碘液顏色)。下列操作錯(cuò)誤的是(　 )
A．設(shè)置一系列溫度梯度，確定淀粉酶活性較強(qiáng)的溫度范圍
B．將淀粉酶溶液、淀粉溶液分別保溫處理后再進(jìn)行混合
C．通過觀察加入碘液后不同溫度下溶液顏色的變化可確定酶活性的強(qiáng)弱
D．混合保溫一段時(shí)間后，在保溫裝置中直接加碘液即可檢測淀粉水解情況
解析：選D　為防止酶在保溫裝置中繼續(xù)催化淀粉水解，混合保溫相同時(shí)間后應(yīng)加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿等終止反應(yīng)，再加碘液檢測淀粉水解情況，D錯(cuò)誤。
4．ATP合成酶是合成ATP所需的催化劑，分子結(jié)構(gòu)由凸出于膜外的親水性頭部和嵌入膜內(nèi)的疏水性尾部組成。H＋順濃度梯度穿過ATP合成酶，使ADP與Pi形成ATP。下列關(guān)于ATP合成酶的分析，錯(cuò)誤的是(　 )
A．可推測原核生物的細(xì)胞內(nèi)沒有ATP合成酶
B．線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體薄膜上有ATP合成酶
C．ATP合成酶既具有催化作用，也具有運(yùn)輸作用
D．ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP需要溫和的條件
解析：選A　原核生物的細(xì)胞需要ATP，含有ATP合成酶，A錯(cuò)誤。
5.如圖表示在不同溫度下(pH適宜)，過氧化氫在有過氧化氫酶和無酶也無其他催化劑兩種條件下的分解速率變化曲線。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　 )
A．圖中b表示無酶也無其他催化劑時(shí)的反應(yīng)速率曲線
B．M點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度是長時(shí)間保存過氧化氫酶的最適溫度
C．圖中a、b兩曲線對(duì)照可說明酶具有高效性的特點(diǎn)
D．若改變pH，則b曲線的最大值改變，M點(diǎn)一般不變
解析：選D　據(jù)圖可以判斷，圖中b表示在有過氧化氫酶時(shí)的反應(yīng)速率曲線，a表示無酶也無其他催化劑時(shí)的反應(yīng)速率曲線，A錯(cuò)誤；酶適合在低溫條件下保存，而圖中M點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度是該酶催化反應(yīng)的最適溫度，B錯(cuò)誤；酶的高效性是與無機(jī)催化劑相比較得出的，有酶和無酶也無其他催化劑相比較并不能說明酶具有高效性，C錯(cuò)誤；在不同pH條件下，酶的催化效率不同，但酶的最適溫度一般不變，D正確。
6．(2022·南通檢測)真菌分泌的植酸酶作為畜禽飼料添加劑，可提高飼料利用率?？蒲腥藛T對(duì)真菌產(chǎn)生的兩種植酸酶在不同pH條件下活性的差異進(jìn)行研究，結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　 )
A．植酸酶只能在活細(xì)胞中產(chǎn)生，可在細(xì)胞外發(fā)揮作用
B．真菌合成的植酸酶需要經(jīng)高爾基體參與，才能轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外
C．植酸酶A的最適pH為2或6，植酸酶B的最適pH為6
D．兩種酶相比，植酸酶A更適合添加在家畜飼料中
解析：選C　在pH為2時(shí)，植酸酶A的相對(duì)活性較高，但不是其最適pH，植酸酶A和B在pH為6時(shí)，酶的活性均最高，二者的最適pH均為6，C錯(cuò)誤。
7．某課外活動(dòng)小組用淀粉酶探究pH(用HCl和NaOH調(diào)節(jié))對(duì)酶活性的影響(已知HCl能催化淀粉水解，其他無關(guān)變量相同且適宜)，得到如表所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
pH 1 3 5 7 9 11 13
實(shí)驗(yàn)起始時(shí)淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 10 15 20 10 15 20 10
2 h后剩余淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 5 11 14 1 11 16 10
下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的分析，不正確的是(　 )
A．pH＝3時(shí)淀粉酶的活性比pH＝9時(shí)要低
B．pH＝1時(shí)有淀粉水解，說明淀粉酶沒有失活
C．與HCl相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的效果更加顯著
D．欲測出pH＝5時(shí)淀粉酶催化淀粉水解的量，還需設(shè)置不加淀粉酶的對(duì)照組
解析：選B　pH＝3時(shí)淀粉是在HCl和淀粉酶共同催化下水解的，而pH＝9時(shí)淀粉僅在淀粉酶催化下水解，所以當(dāng)?shù)矸鬯饬肯嗟葧r(shí)，pH＝3時(shí)淀粉酶的活性比pH＝9時(shí)低，A正確；由于HCl能催化淀粉水解，故pH＝1時(shí)HCl催化淀粉水解，淀粉酶失活，B錯(cuò)誤；pH＝7時(shí)淀粉酶催化淀粉水解的量為9%，而pH＜7時(shí)HCl催化淀粉水解的量都小于pH＝7，C正確；pH＝5時(shí)淀粉是在HCl和淀粉酶共同催化下水解的，所以欲測出淀粉酶催化淀粉水解的量，還應(yīng)測出相同pH條件下不加淀粉酶時(shí)HCl催化淀粉水解的量，D正確。
8．ATP合成酶是一種功能復(fù)雜的蛋白質(zhì)，與生物膜結(jié)合后能催化ATP的合成，其作用機(jī)理如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答：
(1)ATP 在細(xì)胞內(nèi)的作用是____________________；分析此圖可知H＋跨越該膜的運(yùn)輸方式是________。
(2)在真核細(xì)胞中，該酶主要分布于______________________(填生物膜名稱)。推測好氧型細(xì)菌細(xì)胞的____________(填結(jié)構(gòu)名稱)存在該酶，理由是______________________________________________。
答案：(1)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)　協(xié)助擴(kuò)散　(2)線粒體內(nèi)膜、類囊體薄膜　細(xì)胞膜　該酶與生物膜結(jié)合后能催化ATP的合成，而好氧型細(xì)菌的膜結(jié)構(gòu)只有細(xì)胞膜
9．下面的表格分別是某興趣小組探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)步驟和探究過氧化氫酶作用的最適pH的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。據(jù)此回答下列問題：
探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)一)
實(shí)驗(yàn)步驟 分組 甲組 乙組 丙組
①α-淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL
②可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL
③控制溫度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃
④將新鮮α淀粉酶溶液與可溶性淀粉溶液混合后分別恒溫
⑤測定單位時(shí)間內(nèi)淀粉的____________
探究過氧化氫酶作用的最適pH的實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)二)
組別 A組 B組 C組 D組 E組
pH 5 6 7 8 9
H2O2完全分解所需時(shí)間/秒 300 180 90 192 284
(1)pH在實(shí)驗(yàn)一中屬于________變量，而在實(shí)驗(yàn)二中屬于________變量。
(2)實(shí)驗(yàn)一的①②③步驟為錯(cuò)誤操作，正確的操作應(yīng)該是________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)一的⑤步驟最好選用__________________(試劑)測定單位時(shí)間內(nèi)淀粉的________。
(3)如將實(shí)驗(yàn)一的新鮮α淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液，你認(rèn)為是否科學(xué)？________。為什么？_________________________________________。
(4)分析實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果，可得到的結(jié)論是________________________________________；在該預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上要進(jìn)一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為________之間設(shè)置梯度。
解析：(1)實(shí)驗(yàn)一探究的是溫度對(duì)酶活性的影響，因此自變量是溫度，因變量是酶活性，pH屬于無關(guān)變量；而實(shí)驗(yàn)二是探究過氧化氫酶作用的最適pH，pH是自變量。(2)探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該先使酶和底物分別達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，然后再將底物和酶混合進(jìn)行反應(yīng)，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，實(shí)驗(yàn)一的①②③步驟為錯(cuò)誤操作。淀粉遇碘液變藍(lán)，因此實(shí)驗(yàn)一的⑤步驟最好選用碘液測定單位時(shí)間內(nèi)淀粉的剩余量，顏色越深，單位時(shí)間內(nèi)淀粉的剩余量越多，說明酶活性越低。(3)溫度會(huì)直接影響H2O2的分解，因此實(shí)驗(yàn)一的新鮮α淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液。(4)由實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果可知，在pH為5～7的范圍內(nèi)，隨pH的升高該過氧化氫酶活性升高；在pH為7～9的范圍內(nèi)，隨pH的升高該過氧化氫酶活性降低，故該過氧化氫酶作用的最適pH約為7，pH降低或升高，酶活性均降低。在該預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上要進(jìn)一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為6～8之間設(shè)置梯度。
答案：(1)無關(guān)　自　(2)使新鮮α淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后再混合(合理即可)　碘液　剩余量　(3)不科學(xué)　因?yàn)闇囟葧?huì)直接影響H2O2的分解　(4)該過氧化氫酶的最適pH約為7，pH降低或升高酶活性均降低(或在pH為5～7的范圍內(nèi)，隨pH的升高該過氧化氫酶活性升高；在pH為7～9的范圍內(nèi)，隨pH的升高該過氧化氫酶活性降低)　6～8

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