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細(xì)胞的代謝 第3講　酶和ATP [考綱熱度]1.酶在代謝中的作用Ⅱ(5年21考)　2.ATP在能量代謝中的作用Ⅱ(5年19考) [診斷知識(shí)盲點(diǎn)] 1．具有分泌功能的活細(xì)胞才能產(chǎn)生酶。() 2．酶可被水解為氨基酸或脫氧核苷酸。() 3．人的造血干細(xì)胞和肌細(xì)胞中不存在相同的酶。() 4．以底物的種類作為自變量，可驗(yàn)證酶的專一性。(√) 5．酶與無機(jī)催化劑比較具有高效性，原因是其能明顯降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(√) 6．過酸、過堿都可能導(dǎo)致酶分子空間結(jié)構(gòu)的改變。(√) 7．研究溫度對(duì)酶活性的影響，不可采用過氧化氫做底物。(√) 8．探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的專一性作用時(shí)，可用碘液代替斐林試劑進(jìn)行鑒定。() 9．淀粉酶溶液中加入蛋白酶不可能導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變化。() 10．酶活性的變化與酶所處環(huán)境的改變無關(guān)。() 11．1個(gè)ATP分子中只含有1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)。() 12．活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化只能單向進(jìn)行。() 13．線粒體內(nèi)膜上不能合成ATP。() 14．人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。() 15．在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會(huì)發(fā)生ATP的合成與分解。() 16．人長時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時(shí)相等。() 　> > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > 考點(diǎn)一　ATP在代謝中的作用 [高考領(lǐng)航] 1．(2015高考海南卷)ATP是直接為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量的有機(jī)物。關(guān)于ATP的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．酒精發(fā)酵過程中有ATP生成 B．ATP可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量 C．ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D．ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成 解析：選D。酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵過程中有ATP生成，A正確；ATP可為主動(dòng)運(yùn)輸提供能量，B正確；ATP中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵水解可釋放能量，為生命活動(dòng)供能，C正確；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，D錯(cuò)誤。 2．(2014高考江蘇卷)下列生命活動(dòng)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。A項(xiàng)，葉肉細(xì)胞合成的糖(如葡萄糖)通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入果實(shí)細(xì)胞需要消耗ATP。B項(xiàng)，吞噬細(xì)胞吞噬病原體依賴膜的流動(dòng)性，需要消耗ATP提供的能量。C項(xiàng)，在適宜的溫度、pH條件下，淀粉酶催化淀粉水解，此過程不需要消耗ATP提供的能量。D項(xiàng)，氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈需要消耗ATP提供的能量。 [核心探究] 1．熟記ATP分子的結(jié)構(gòu) 2．歸納細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)生與消耗的六個(gè)結(jié)構(gòu) 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，蛋白質(zhì)合成等 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，蛋白質(zhì)合成等 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 對(duì)ATP認(rèn)識(shí)的三大失分點(diǎn) 1．誤認(rèn)為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化完全可逆：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，從物質(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場所、能量方面來看是不可逆的，即從整體上來看二者的轉(zhuǎn)化并不可逆，但可以實(shí)現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，保證生命活動(dòng)所需能量的持續(xù)供應(yīng)。 2．誤認(rèn)為ATP等同于能量：ATP是一種高能磷酸化合物，其分子式可以簡寫為A—P～P～P，高能磷酸鍵水解時(shí)能夠釋放出高達(dá)30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)。 3．誤認(rèn)為ATP轉(zhuǎn)化為ADP不消耗水：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(shí)也需要消耗水。 [題點(diǎn)突破] 題點(diǎn)一　ATP的結(jié)構(gòu) 1．如圖是人體細(xì)胞代謝部分簡圖。圖中甲表示ATP，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．甲→乙→丙→丁過程中，起催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)不同 B．丙是RNA的基本組成單位之一 C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成 D．在紅細(xì)胞吸收葡萄糖時(shí)，細(xì)胞中乙的含量會(huì)顯著增加 解析：選D。甲→乙→丙→丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反應(yīng)的酶都不同，故A正確。 丙為A—P，A是腺苷，由1分子核糖和1分子腺嘌呤構(gòu)成，加上1分子磷酸，構(gòu)成1分子腺嘌呤核糖核苷酸，故B正確。丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，戊表示磷酸，是ATP的組成成分，故C正確。紅細(xì)胞吸收葡萄糖為協(xié)助擴(kuò)散，不需要消耗ATP，故乙(ADP)的含量不會(huì)增加，故D錯(cuò)。 2．在下列四種化合物的化學(xué)組成中，“○”中所對(duì)應(yīng)的含義最接近的是(　　) A．①②　　　　　　　 B．①③ C．③④ D．⑤⑥ 解析：選D。根據(jù)題意，“○”中所對(duì)應(yīng)的含義分別為：①一磷酸腺苷AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，②腺嘌呤，③DNA分子上的腺嘌呤脫氧核苷酸，④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤腺苷，⑥腺苷。 不同化合物中“A”的區(qū)分 A：腺嘌呤脫氧核糖核苷酸　A：腺嘌呤核糖核苷酸 題點(diǎn)二　ATP的生成和利用 1．細(xì)胞代謝與酶和ATP密切相關(guān)，丹麥生物學(xué)家斯科因研究ATP合成酶，而獲得1997年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。下列關(guān)于酶和ATP關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．酶和ATP均是活細(xì)胞產(chǎn)生的有機(jī)物 B．酶的合成需要ATP供應(yīng)能量 C．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化需要同種酶的催化 D．ATP無物種特異性，酶具有物種特異性 解析：選C。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，ATP是細(xì)胞內(nèi)發(fā)生放能反應(yīng)或有能量供應(yīng)時(shí)生成的有機(jī)物，A正確；絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，蛋白質(zhì)和RNA的合成均需要消耗能量(ATP)，B正確；ADP轉(zhuǎn)化成ATP是合成反應(yīng)，ATP轉(zhuǎn)化成ADP是水解反應(yīng)，催化兩種反應(yīng)的酶不同，C錯(cuò)誤；ATP是絕大多數(shù)生命活動(dòng)的能量來源，是細(xì)胞內(nèi)的能量通貨，無物種特異性，酶的合成受遺傳物質(zhì)的控制，不同的生物體內(nèi)含有的酶有差別，D正確。 2．下列關(guān)于真核細(xì)胞內(nèi)合成ATP的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．在有氧與缺氧的條件下，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能形成ATP B．正常情況下，線粒體內(nèi)膜上形成ATP時(shí)伴隨著氧氣的消耗 C．在綠色植物葉綠體內(nèi)，形成ATP的過程需要光照 D．ADP與ATP相互轉(zhuǎn)化，使細(xì)胞內(nèi)ATP大量積累 解析：選D。有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段相同，均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，且能產(chǎn)生少量的ATP，A正確；線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行有氧呼吸的第三階段，消耗氧氣生成大量ATP，B正確；葉綠體是光合作用的場所，在光照條件下進(jìn)行光反應(yīng)形成ATP，C正確；細(xì)胞內(nèi)的ATP含量極少，不會(huì)大量積累，D錯(cuò)誤。 ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關(guān)系 1．A點(diǎn)表示在無氧條件下，細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸分解有機(jī)物，產(chǎn)生少量ATP。 2．AB段表示隨O2供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強(qiáng)，通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多，ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。 3．BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)生速率不再加快，此時(shí)的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 考點(diǎn)二　酶在代謝中的作用 [高考領(lǐng)航] 1．(2013高考新課標(biāo)全國卷Ⅱ)關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)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)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速度 D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物 解析：選B。細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的酶，如呼吸氧化酶，會(huì)存在于分化程度不同的各類細(xì)胞中；低溫只是抑制酶的活性，在一定范圍內(nèi)，當(dāng)溫度回升后，酶的活性可以恢復(fù)，但酶的空間結(jié)構(gòu)一旦被破壞，其活性將無法恢復(fù)，因此低溫并沒有破壞酶的空間結(jié)構(gòu)；酶提高化學(xué)反應(yīng)速度是靠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能實(shí)現(xiàn)的；酶在化學(xué)反應(yīng)中充當(dāng)催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物。 2．(2011高考新課標(biāo)全國卷)甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯(cuò)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。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性沒有變化而乙酶活性逐漸下降，故甲酶的本質(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。 3．(2016高考全國甲卷)為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}： (1)三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是________組。 (2)在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)________。 (3)如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時(shí)，C組產(chǎn)物總量________，原因是___________________________________________。 (4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是________，其特性有________(答出兩點(diǎn)即可)。 解析：(1)在60 ℃條件下，反應(yīng)的最終產(chǎn)物濃度比20 ℃和40 ℃條件下小很多，說明酶在60 ℃條件下最終失活。20 ℃與40 ℃條件下相比，40 ℃時(shí)酶促反應(yīng)到達(dá)反應(yīng)平衡的時(shí)間短，說明40 ℃條件下酶活性較高。(2)在時(shí)間t1前，如果A組溫度提高10 ℃變成30 ℃，由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知，30 ℃條件下的該酶活性大于20 ℃條件下的，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。(3)t2時(shí)C組的產(chǎn)物濃度已不再增加，但由A和B組t2時(shí)的產(chǎn)物濃度可知，t2時(shí)C組底物并未全部被分解，C組產(chǎn)物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時(shí)酶已經(jīng)變性失活。因此如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的情況下，t3時(shí)產(chǎn)物的總量也不會(huì)再增加。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA。酶具有高效性、專一性等特性，并且需要適宜的溫度和pH等。 答案：(1)B　(2)加快　(3)不變　60 ℃條件下，t2時(shí)酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會(huì)增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性和專一性 4．(2012高考大綱全國卷)某同學(xué)為了探究pH對(duì)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、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%的淀粉液1 mL。 ②各試管中分別加入適當(dāng)濃度的唾液稀釋液l mL，搖勻。 ③將5支試管放入70℃恒溫水浴中，保溫時(shí)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(cuò)誤，請(qǐng)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)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)酶的活性受溫度的影響，本題探究的是pH對(duì)酶活性的影響，因此，溫度應(yīng)為無關(guān)變量，必須適宜，而70℃恒溫水浴的溫度過高，會(huì)導(dǎo)致5組試管中的酶因高溫而失活，最終不同pH下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣。(2)本題選擇的是斐林試劑，通過檢測產(chǎn)物的生成量來確定酶的活性高低，斐林試劑鑒定還原糖必須要加熱，如果不加熱，則任何一組都不會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀。 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℃ (2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應(yīng)將各試管放在沸水浴中一段時(shí)間。因?yàn)樵诟邷貤l件下斐林試劑與還原糖反應(yīng)顯色 [核心探究] 1．曲線解讀酶的作用機(jī)理 (1)由圖可知，酶的作用原理是降低反應(yīng)的活化能。 (2)若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則b在縱軸上向上移動(dòng)。用加熱的方法不能降低活化能，但會(huì)提供活化能。 2．曲線解讀酶的特性 (1)圖1中加酶的曲線和加無機(jī)催化劑的曲線比較：酶具有高效性。 (2)圖2中兩曲線比較表明酶具有專一性。 3．曲線解讀影響酶促反應(yīng)速率的因素 (1)分析圖3和圖4：溫度和pH通過影響酶的活性來影響酶促反應(yīng)速率。 (2)分析圖5：OP段的限制因素是底物濃度，P點(diǎn)以后的限制因素則是酶濃度。 酶的特性、酶促反應(yīng)影響因素及相關(guān)實(shí)驗(yàn)的五大失分點(diǎn) 1.酶并非都是蛋白質(zhì)，某些RNA也具有催化作用，因此酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。 2．酶促反應(yīng)速率不等同于酶活性 (1)溫度和pH通過影響酶活性，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。 (2)底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應(yīng)速率，但并未改變酶活性。 3．分析與酶有關(guān)曲線時(shí)首先要弄清橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)表示的意義，其次再分析影響該曲線的因素有幾個(gè)，一般情況下，曲線未達(dá)到平衡時(shí)，影響因素是橫坐標(biāo)所示的因子，曲線達(dá)到平衡狀態(tài)后限制因素是除橫坐標(biāo)所示因子之外的其他因素。 4．在探究酶的最適溫度(最適pH)時(shí)，底物和酶應(yīng)達(dá)到相同溫度(pH)后才混合，以使反應(yīng)一開始便達(dá)到預(yù)設(shè)溫度(pH)。 5．設(shè)計(jì)與酶相關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)需注意： 對(duì)照、單一變量等，取材、試劑、控制條件的可行性和科學(xué)性，步驟的合理性等。 [題點(diǎn)突破] 題點(diǎn)一　酶的本質(zhì)、作用與特性 1．下列關(guān)于酶的說法中正確的是(　　) A．酶的合成一定需要核糖體，但不一定需要高爾基體 B．pH較低時(shí)一定會(huì)影響酶的活性，但溫度較低時(shí)則不一定會(huì)影響酶的活性 C．酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但降低活化能的效果不一定比無機(jī)催化劑顯著 D．所有細(xì)胞都具有與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶，但不一定都分布在線粒體中 解析：選D。 酶合成的場所是核糖體或細(xì)胞核，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酶的催化作用需適宜的溫度和pH，pH或溫度較低時(shí)都會(huì)影響酶的活性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，C項(xiàng)錯(cuò)誤；線粒體只參與有氧呼吸第二、三階段；所以與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶不一定都分布在線粒體中，D項(xiàng)正確。 2．酶、激素、抗體是人體內(nèi)重要的物質(zhì)。如圖所示的是酶、激素、蛋白質(zhì)、抗體四者的關(guān)系。下列有關(guān)敘述中正確的是(　　) A．2、3、4分別表示蛋白質(zhì)、激素、抗體 B．能產(chǎn)生4的細(xì)胞一定能產(chǎn)生3 C．能產(chǎn)生3的細(xì)胞一定能產(chǎn)生1 D．物質(zhì)1都是由專門器官產(chǎn)生的 解析：選B。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，部分激素是蛋白質(zhì)，抗體是蛋白質(zhì)，所以圖示中的2為蛋白質(zhì)、3為酶、1為激素、4為抗體，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；抗體由漿細(xì)胞產(chǎn)生，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；人體內(nèi)的激素由專門的內(nèi)分泌器官或細(xì)胞產(chǎn)生，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．模型包括物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。而物理模型是指以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征，如沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，就是物理模型。下圖為某同學(xué)制作的酶催化作用的模型。下列敘述正確的是(　　) A．該模型是物理模型，能很好地解釋酶的專一性 B．圖中的A一定是蛋白質(zhì)，因?yàn)锳是酶 C．若圖中的B表示氨基酸，A表示酶，則該生理過程表示脫水縮合 D．人成熟的紅細(xì)胞內(nèi)不能合成酶，也無上述模型表示的生理過程 解析：選A。從題圖可以看出，酶與底物的結(jié)合具有專一性，A項(xiàng)正確；A在反應(yīng)前后的數(shù)量和性質(zhì)不變，表示酶，而酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中的化學(xué)反應(yīng)屬于物質(zhì)的分解，不可能是氨基酸的脫水縮合，C項(xiàng)錯(cuò)誤；人成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多細(xì)胞器，故不能合成酶，但是可以發(fā)生圖示物質(zhì)的分解過程，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 具有專一性的物質(zhì)歸納 1．酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。 2．載體：某些物質(zhì)通過細(xì)胞膜時(shí)需要載體協(xié)助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體的專一性是細(xì)胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。 3．激素：激素特異性地作用于靶細(xì)胞、靶器官，其原因在于它的靶細(xì)胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。 4．tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。 5．抗體：一種抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。 題點(diǎn)二　影響酶的曲線分析 1.某一不可逆化學(xué)反應(yīng)(S→P＋W)在無酶和有酶催化時(shí)均可以進(jìn)行，當(dāng)該反應(yīng)在無酶條件下進(jìn)行到時(shí)間t時(shí)，向反應(yīng)液中加入催化該反應(yīng)的酶。如圖中能正確表示加酶后反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化趨勢的曲線是(　　) A．甲　　　　　　　　　 B．乙 C．丙 D．丁 解析：選D。本題以曲線圖的形式對(duì)酶催化反應(yīng)的原理進(jìn)行考查。加入酶后，加快反應(yīng)速率，所以反應(yīng)物濃度下降速度增大，由于該反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，所以最后反應(yīng)物都消耗完。 2．圖①表示甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系，圖②表示外界環(huán)境溫度與某一哺乳動(dòng)物體內(nèi)酶活性的關(guān)系。下列敘述不正確的是(　　) A．①圖中乙酶活性的改變可能是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變 B．①圖中甲酶可能是具有催化功能的RNA C．②圖表示的酶可以是人體細(xì)胞內(nèi)的呼吸酶 D．②圖表示酶的活性不隨環(huán)境溫度的變化而變化，說明酶已經(jīng)失活 解析：選D。①圖中乙酶經(jīng)蛋白酶處理，分子結(jié)構(gòu)改變，活性下降，A正確；①圖中甲酶經(jīng)蛋白酶處理后活性不變，說明甲酶本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA，B正確；②圖的酶活性不隨外界溫度變化而變化表明其可以是恒溫動(dòng)物體內(nèi)的酶，C正確，D錯(cuò)誤。 3．如圖表示某種酶在不同處理?xiàng)l件(a、b、c)下催化某反應(yīng)時(shí)生成物的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。下列說法正確的是(　　) A．酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能 B．圖中三組反應(yīng)物起始量一樣，造成差異的原因可能有溫度、pH、酶濃度等 C．若是溫度不同造成反應(yīng)速率不同，則a一定為該酶催化反應(yīng)的最適溫度 D．酶分子在催化反應(yīng)完成后立即會(huì)被降解 解析：選B。酶只是降低了反應(yīng)過程所必需的活化能，A錯(cuò)誤。反應(yīng)物起始量都相同，造成酶促反應(yīng)速率差異的原因可能是酶活性的差異，影響因素是溫度、pH、酶濃度也會(huì)影響酶促反應(yīng)速率，B正確。溫度對(duì)酶活性的影響曲線類似于拋物線形狀，圖給出的信息太少，無法判斷a是否為最適溫度，C錯(cuò)誤。作為催化劑的酶分子在催化反應(yīng)完成后，一般不會(huì)立即被解體，只有鈍化后，才能被降解。 4．高溫淀粉酶在應(yīng)用前，需要對(duì)該酶發(fā)揮作用的最佳溫度范圍進(jìn)行測定。圖中曲線①表示在一定溫度范圍內(nèi)的相對(duì)酶活性(酶活性與酶最大活性的百分比)。曲線②為酶的熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，即將酶在不同溫度下保溫足夠長的時(shí)間，再在酶活性最高的溫度下測其殘余酶活性而得到的數(shù)據(jù)。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．曲線①表明，當(dāng)溫度為80℃時(shí)，該酶活性最高 B．該酶發(fā)揮作用的最佳溫度范圍是60～70℃ C．曲線②上35℃數(shù)據(jù)點(diǎn)是在60～70℃時(shí)測得的 D．曲線②表明，該酶的熱穩(wěn)定性在70℃之后迅速下降 解析：選C。結(jié)合題干，曲線①表明80℃是該酶活性最高的溫度，A項(xiàng)正確；該酶發(fā)揮作用的最佳溫度范圍是60～70℃，因?yàn)榇藴囟认虏粌H酶活性較強(qiáng)，且殘余活性也強(qiáng)，B項(xiàng)正確；曲線②上35℃數(shù)據(jù)點(diǎn)是在酶活性最高的溫度下(即80℃)測得的(由題目中對(duì)②曲線對(duì)應(yīng)的操作過程的敘述知)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；曲線②表明該酶的熱穩(wěn)定性在70℃之后急劇下降，D項(xiàng)正確。 “四看法”分析酶促反應(yīng)曲線 1．看兩坐標(biāo)軸的含義：分清自變量與因變量，了解兩個(gè)變量的關(guān)系。 2．看曲線的變化：利用數(shù)學(xué)模型法觀察同一條曲線的升、降或平的變化，掌握變量變化的生物學(xué)意義。如在分析影響酶促反應(yīng)的因素時(shí)，一般情況下，生成物的量未達(dá)到飽和時(shí)，限制因素是橫坐標(biāo)所表示的因素，當(dāng)達(dá)到飽和后，限制因素是除橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素。 3．看特殊點(diǎn)：即曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、頂點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交叉點(diǎn)等五點(diǎn)，理解特殊點(diǎn)的意義。 4．看不同曲線的變化：理解曲線之間的內(nèi)在聯(lián)系，找出不同曲線的異同及變化的原因。 酶相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) [方法解讀] 1．驗(yàn)證類 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 自變量 實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組 驗(yàn)證酶具有催化作用 相應(yīng)酶液的有無 底物＋相應(yīng)酶液 底物＋等量蒸餾水 驗(yàn)證酶的高效性 催化劑的種類(無機(jī)催化劑和酶) 底物＋相應(yīng)酶液 底物＋無機(jī)催化劑 驗(yàn)證酶的專一性 不同的底物或不同的酶液 底物＋相應(yīng)酶液 同一底物＋另一酶液或另一底物＋同一酶液 驗(yàn)證某種酶是蛋白質(zhì) 待測酶液和標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液 待測酶液＋雙縮脲試劑 標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液＋雙縮脲試劑 驗(yàn)證某種酶是RNA 待測酶液和標(biāo)準(zhǔn)RNA溶液 待測酶液＋吡羅紅染液 標(biāo)準(zhǔn)RNA溶液＋吡羅紅染液 2.探究類——探究酶的最適溫度或最適pH (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 (2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序 注意：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，有些?shí)驗(yàn)需設(shè)置相互對(duì)照，設(shè)兩個(gè)或兩個(gè)以上實(shí)驗(yàn)組。如探究酶作用的最適溫度(或pH)時(shí)，應(yīng)按一定的自變量梯度設(shè)置多個(gè)實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果找出酶的最適溫度(或pH)。 3．實(shí)驗(yàn)分析類的一般解題思路 (1)從實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)材料入手，分析實(shí)驗(yàn)假設(shè)，并做出預(yù)期。 (2)總結(jié)概括實(shí)驗(yàn)原理，研究分清自變量與因變量，聯(lián)系基本知識(shí)，在自變量與因變量之間建立關(guān)系。 (3)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果(現(xiàn)象)產(chǎn)生的原因，并由結(jié)果得出結(jié)論。 [奪分題組] 1．(2016高考全國乙卷)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，下列操作順序合理的是(　　) A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量 B．加入底物→加入酶→計(jì)時(shí)→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量 C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量 D．加入底物→計(jì)時(shí)→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量 解析：選C。在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，需要保證pH和溫度均相同且適宜，故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入，只有C項(xiàng)符合要求。 2．據(jù)表分析，下列說法正確的是(　　) 組別 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液 2 mL － 2 mL － 2 mL － 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液 － 2 mL － 2 mL － 2 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的α淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 反應(yīng)溫度 0 ℃ 0 ℃ 60 ℃ 60 ℃ 100 ℃ 100 ℃ 碘液 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴 注：表中“－”表示沒有添加。 A．α淀粉酶溶液的用量是無關(guān)變量 B．①②兩組實(shí)驗(yàn)可用于驗(yàn)證酶的專一性 C．②④⑥三組實(shí)驗(yàn)可說明溫度能影響酶活性 D．設(shè)計(jì)上述實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證酶的專一性 解析：選A。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是底物的種類和溫度，所以α淀粉酶溶液的用量是無關(guān)變量，A正確；①②兩組實(shí)驗(yàn)的溫度不是適宜溫度，此溫度下酶不能正常發(fā)揮作用，所以不能用于驗(yàn)證酶的專一性，B錯(cuò)誤；α淀粉酶不能催化蔗糖水解，故②④⑥不能說明溫度能影響酶活性，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度對(duì)酶活性的影響以及驗(yàn)證酶的專一性，D錯(cuò)誤。 3.20世紀(jì)60年代后，醫(yī)院開始用淀粉酶替代酸來分解淀粉。如圖所示為某同學(xué)探究不同pH條件下淀粉酶對(duì)淀粉的分解作用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。據(jù)圖分析，下列說法不正確的是(　　) A．應(yīng)先將各組試管溶液pH分別調(diào)到設(shè)定數(shù)值再混合 B．pH為3和9的兩支試管中淀粉酶的活性相同 C．將pH為13的溶液調(diào)到pH為7后試管中淀粉含量基本不變 D．淀粉酶降低淀粉分解反應(yīng)活化能的作用比酸更顯著 解析：選B。探究不同pH條件對(duì)淀粉酶活性影響的實(shí)驗(yàn)操作中，應(yīng)先將各組試管溶液pH分別調(diào)到設(shè)定數(shù)值，再加入淀粉酶。根據(jù)圖示，淀粉剩余量相對(duì)值越大，說明在此pH條件下酶活性越低。pH為3和9的兩支試管中雖然淀粉剩余量相同，但由于酸也能促進(jìn)淀粉的分解，故其淀粉酶的活性不相同。pH為13時(shí)淀粉基本沒有被分解，且強(qiáng)堿能使酶變性失活，故調(diào)到pH為7后淀粉含量基本不變。由于pH為7時(shí)淀粉酶的活性最大，故說明淀粉酶降低淀粉分解反應(yīng)活化能的作用比酸更顯著。 4．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 ①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________ 注：淀粉酶的最適溫度是60℃。 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溶液完全分解所需時(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)一中的對(duì)照組為________組。 (3)實(shí)驗(yàn)一的①②③步驟為錯(cuò)誤操作，正確的操作應(yīng)該是________________。第⑤步最好選用________(試劑)測定單位時(shí)間內(nèi)____________________。 (4)如將實(shí)驗(yàn)一的新鮮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？ __________________________________。 (5)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。 (6)該組同學(xué)還做了反應(yīng)速率與底物濃度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。如圖坐標(biāo)中已根據(jù)實(shí)驗(yàn)二結(jié)果畫出D組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線，請(qǐng)你在該坐標(biāo)圖中畫出C組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線。 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，自變量是pH。(2)探究溫度對(duì)酶活性影響實(shí)驗(yàn)中，已知60℃是淀粉酶作用的最適溫度，因此乙組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是另外兩組的參照，故為對(duì)照組。(3)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)一的第⑤步最好選用碘液測定單位時(shí)間內(nèi)淀粉的剩余量，單位時(shí)間內(nèi)淀粉的剩余量越多，說明酶活性越低。不用斐林試劑測定單位時(shí)間內(nèi)生成物的量，因?yàn)殪沉衷噭┬杓訜岵拍芘c還原糖發(fā)生顯色反應(yīng)，而加熱會(huì)影響自變量——溫度，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(4)溫度會(huì)直接影響H2O2的分解，因此實(shí)驗(yàn)一的新鮮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。(5)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。在該項(xiàng)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。(6)C組中酶活性比D組中酶活性高，據(jù)此可畫出C組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線。 答案：(1)無關(guān)　自　(2)乙　(3)使新鮮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(其他合理答案也可)　碘液　淀粉的剩余量　(4)不科學(xué)　因?yàn)闇囟葧?huì)直接影響H2O2的分解　(5)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 (6) 限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 (建議用時(shí)：45分鐘) 1．關(guān)于ATP的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．ATP分子水解去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后變成腺嘌呤核糖核苷酸 B．藍(lán)藻細(xì)胞中的線粒體、葉綠體分別通過有氧呼吸、光合作用產(chǎn)生ATP C．ATP分子中儲(chǔ)存著大量的活躍化學(xué)能，是一種高能磷酸化合物 D．小麥根尖成熟區(qū)細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 解析：選B。ATP分子水解去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后變成腺嘌呤核糖核苷酸，A正確。藍(lán)藻細(xì)胞是原核細(xì)胞，細(xì)胞中無線粒體、葉綠體但可進(jìn)行有氧呼吸、光合作用產(chǎn)生ATP，B錯(cuò)誤。ATP分子中儲(chǔ)存著大量的活躍化學(xué)能，是一種高能磷酸化合物，C正確。小麥根尖成熟區(qū)細(xì)胞無葉綠體，能產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)只有線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D正確。 2．有關(guān)酶和ATP的說法正確的是(　　) A．人體細(xì)胞合成ATP時(shí)都需要氧氣的參與 B．同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中 C．酵母菌產(chǎn)生CO2的過程中都有ATP的合成 D．若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性，可用碘液對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測 解析：選B。人體細(xì)胞合成ATP在無氧呼吸下也能產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤。同一種酶可以存在于分化程度不同的活細(xì)胞中，如呼吸酶，故B正確。酵母菌在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行有氧呼吸第二階段時(shí)產(chǎn)生CO2，同時(shí)有ATP的合成，但在無氧呼吸中產(chǎn)生二氧化碳時(shí)沒有ATP的合成，故C錯(cuò)誤。如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性，因?yàn)檎崽鞘欠癖环纸鉄o法用碘液檢測，故D錯(cuò)誤。 3．細(xì)胞代謝中某種酶與其底物、產(chǎn)物的關(guān)系如圖所示，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．酶1與產(chǎn)物B結(jié)合后失活，說明酶的功能由其空間結(jié)構(gòu)決定 B．酶1的變構(gòu)位點(diǎn)和活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)取決于特定的氨基酸序列 C．酶1有兩種底物且能與產(chǎn)物B結(jié)合，因此酶1不具有專一性 D．酶1與產(chǎn)物B的相互作用可以防止細(xì)胞生產(chǎn)過多的產(chǎn)物A 解析：選C。分析題圖可知，當(dāng)產(chǎn)物B濃度高時(shí)，可與酶1的變構(gòu)位點(diǎn)結(jié)合，引起酶1空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶1變性失活，說明酶的功能由其空間結(jié)構(gòu)決定，也說明酶1與產(chǎn)物B的相互作用可防止細(xì)胞生產(chǎn)過多的產(chǎn)物A，A、D正確；酶1的變構(gòu)位點(diǎn)和活性位點(diǎn)有著特定的氨基酸序列，B正確。 4．取5支試管，編號(hào)為1～5，分別加入2 mL物質(zhì)的量濃度為1.0 mol/L的H2O2溶液，進(jìn)行如表所示實(shí)驗(yàn)。據(jù)表分析，下列敘述中正確的是(　　) 試管編號(hào) 1 2 3 4 5 加入物質(zhì) 蒸餾水 銹鐵釘 生土豆塊 熟土豆塊 生土豆塊、 稀NaOH溶液 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 幾乎無氣泡 少量氣泡 大量氣泡 幾乎無氣泡 幾乎無氣泡 A.1號(hào)和3號(hào)對(duì)比，說明酶具有高效性 B．2號(hào)和3號(hào)對(duì)比，說明不同種酶的催化效率不同 C．4號(hào)和5號(hào)對(duì)比，說明酶的活性受溫度、pH的影響 D．本實(shí)驗(yàn)不能用來探究酶作用的最適溫度 解析：選D。分析5支試管所加入的物質(zhì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，2號(hào)中銹鐵釘含有的Fe3＋可以催化H2O2分解，但氣泡較少；3號(hào)中生土豆塊含有的H2O2酶能催化H2O2分解，氣泡很多；4號(hào)中熟土豆塊因高溫導(dǎo)致H2O2酶失活，不能催化H2O2分解，幾乎無氣泡產(chǎn)生；5號(hào)中稀NaOH溶液導(dǎo)致生土豆塊中的H2O2酶失活，不能催化H2O2分解，幾乎無氣泡產(chǎn)生；1號(hào)作為對(duì)照組。3號(hào)和1號(hào)對(duì)比，說明酶具有催化作用。2號(hào)和3號(hào)對(duì)比，說明H2O2酶的催化效率比Fe3＋的高，即說明與無機(jī)催化劑相比，酶具有高效性。3號(hào)和4號(hào)對(duì)比，可以說明酶的活性受溫度影響。5號(hào)和3號(hào)對(duì)比，可以說明酶的活性受pH影響。由于沒有設(shè)置多種不同溫度，故本實(shí)驗(yàn)不能用來探究酶作用的最適溫度。 5.某同學(xué)在進(jìn)行某一酶促反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次實(shí)驗(yàn)測得產(chǎn)物生成量隨時(shí)間變化情況如圖中曲線a所示，第二次實(shí)驗(yàn)僅對(duì)第一次實(shí)驗(yàn)中的條件進(jìn)行了一處調(diào)整，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如曲線b表示。該同學(xué)改變的條件可能是(　　) A．改變了酶的種類　　　　 B．改變了酶的用量 C．改變了底物濃度 D．改變了反應(yīng)溫度 解析：選C。 從兩條曲線可以看出，兩次實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率均逐漸減慢，一段時(shí)間后反應(yīng)終止，產(chǎn)物不再增加，但兩次實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)物生成總量不同。如果改變酶的種類或反應(yīng)溫度，要么反應(yīng)無法進(jìn)行，要么反應(yīng)總時(shí)間發(fā)生改變，但反應(yīng)終止后產(chǎn)物總量不會(huì)改變；如果改變酶的用量，反應(yīng)總時(shí)間可能發(fā)生改變，但反應(yīng)終止后產(chǎn)物總量不會(huì)改變；如果改變底物的濃度，將會(huì)影響反應(yīng)的速率和產(chǎn)物生成總量，反應(yīng)終止后產(chǎn)物總量必然改變。 6．如圖表示改變某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解產(chǎn)生還原糖的結(jié)果，請(qǐng)據(jù)此分析，改變下列哪種因素才能獲得改變后的結(jié)果(　　) A．溫度 B．pH C．淀粉溶液量 D．唾液量 解析：選C。由圖中信息可知，反應(yīng)進(jìn)行到12 min后，還原糖的生成量不再增加，兩組反應(yīng)都不再進(jìn)行，改變某一條件后生成物總量降低，反應(yīng)物淀粉溶液量減少會(huì)導(dǎo)致此結(jié)果。而改變溫度、pH和唾液量均只會(huì)改變反應(yīng)完成所需要的時(shí)間，不改變生成物總量。 7．如圖中曲線a表示在最適溫度、最適pH條件下，底物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析，下列敘述不正確的是(　　) A．在曲線的AB段限制反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度 B．在曲線的B點(diǎn)時(shí)再加入一定量的酶，可以用曲線b表示 C．酶的數(shù)量減少后，圖示反應(yīng)速率可用曲線c表示 D．降低pH，重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，曲線中B點(diǎn)位置不變 解析：選D。在曲線的AB段隨著底物濃度的增大，反應(yīng)速率會(huì)增大，限制反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度。酶量會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率，一定條件下酶量的增加，可以增大化學(xué)反應(yīng)速率，酶量減少，可以降低化學(xué)反應(yīng)速率。pH影響酶活性，與最適pH條件下相比，降低pH，酶活性降低，化學(xué)反應(yīng)速率降低，則B點(diǎn)位置下降。 8．為了比較甲、乙兩種酶對(duì)溫度和pH的耐受程度(即保持活性的范圍)的差異，科研人員作了相關(guān)的研究，結(jié)果如圖。下列說法正確的是(　　) A．甲酶對(duì)溫度的耐受程度比乙酶大 B．在pH為6～7的環(huán)境下，幾乎測不到甲酶活性 C．甲酶活性在任何環(huán)境中都比乙酶高 D．測定pH對(duì)酶活性影響時(shí)溫度應(yīng)設(shè)為20℃ 解析：選B。從溫度對(duì)酶活性影響的曲線分析，乙酶保持活性的溫度范圍大于甲酶，從曲線趨勢看出乙酶比甲酶的溫度耐受程度大。從pH對(duì)酶活性影響的曲線分析，在pH為6～7的環(huán)境下，幾乎測不到甲酶的活性；20℃時(shí)甲、乙兩種酶活性都較低，不宜用來測定pH對(duì)酶活性的影響。 9．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(shí)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(duì)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(duì)照反映酶具有專一性 C．曲線丙與曲線乙對(duì)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(duì)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(duì)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，二者對(duì)照能說明酶具有專一性，B正確。和乙相比，丙催化的時(shí)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。 10．利用麥芽釀造啤酒時(shí)，麥芽中多酚氧化酶(PPO)的作用會(huì)降低啤酒質(zhì)量。圖為不同pH和溫度對(duì)PPO活性影響的曲線，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．PPO催化多酚類物質(zhì)的生化反應(yīng) B．相同溫度時(shí)，pH 7.8的酶促反應(yīng)產(chǎn)物比pH 8.4的少 C．在制備麥芽過程中應(yīng)將反應(yīng)條件控制在溫度80 ℃、pH 8.4 D．高于90 ℃，若PPO發(fā)生熱變性，一定溫度范圍內(nèi)溫度越高變性越快 解析：選C。在溫度80 ℃、pH 8.4的條件下，多酚氧化酶(PPO)的活性高，降低啤酒質(zhì)量，C錯(cuò)誤。 11．下表是其他條件均為最適情況下探究乳糖酶催化乳糖水解的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以下分析正確的是(　　) 實(shí)驗(yàn)一(乳糖濃度為10%) 實(shí)驗(yàn)二(酶濃度為2%) 酶濃度 相對(duì)反應(yīng)速率 乳糖濃度 相對(duì)反應(yīng)速率 0 0 0 0 1% 25 5% 25 2% 50 10% 50 4% 100 20% 65 5% 200 30% 65 A.實(shí)驗(yàn)一若繼續(xù)增加酶濃度，相對(duì)反應(yīng)速率不再增大 B．實(shí)驗(yàn)二若繼續(xù)增加乳糖濃度，相對(duì)反應(yīng)速率會(huì)增大 C．實(shí)驗(yàn)二若將反應(yīng)溫度提高5 ℃，相對(duì)反應(yīng)速率將增大 D．實(shí)驗(yàn)一的自變量是酶濃度，實(shí)驗(yàn)二的自變量是乳糖濃度 解析：選D。在底物足夠多的情況下，酶促反應(yīng)速率會(huì)隨酶濃度增加而加快；當(dāng)所有的酶都參與反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)速率將達(dá)到最大；本實(shí)驗(yàn)結(jié)果是在其他條件均為最適情況下獲得的，故再提高溫度，反應(yīng)速率會(huì)下降。 12．如圖中甲曲線表示在最適溫度下，某種酶促反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系。其余兩條曲線分別表示該酶促反應(yīng)速率隨pH或溫度的變化趨勢。下列相關(guān)分析，正確的是(　　) A．在A點(diǎn)適當(dāng)提高溫度或在B點(diǎn)適當(dāng)增加酶的濃度，反應(yīng)速率都將增大 B．圖中E點(diǎn)代表該酶的最適pH，H點(diǎn)代表該酶的最適溫度 C．短期保存該酶，適宜條件對(duì)應(yīng)于圖中的D、H兩點(diǎn) D．研究淀粉酶或過氧化氫酶參與的酶促反應(yīng)，均可得到上圖曲線 解析：選C。首先根據(jù)曲線變化判斷乙曲線代表溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響，丙曲線代表pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響。甲曲線是在最適溫度下測定的，故在A點(diǎn)提高溫度，反應(yīng)速率將降低，故A錯(cuò)；圖中E點(diǎn)代表酶的最適溫度，H點(diǎn)代表酶的最適pH，故B錯(cuò)；酶的保存應(yīng)該在最適pH、低溫下保存，故C對(duì)；過氧化氫受熱易分解，故當(dāng)用過氧化氫酶研究溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率影響時(shí)，高溫時(shí)反應(yīng)速率不會(huì)為零，故D錯(cuò)。 13．研究證實(shí)ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號(hào)分子，其作為信號(hào)分子的作用機(jī)理如圖所示。請(qǐng)分析回答問題： (1)神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自________(生理過程)。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24 h有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2～10 mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是________________________________。 (2)由圖可知，細(xì)胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來。最后剩下的是________。 (3)一些神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細(xì)胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，科學(xué)家當(dāng)初推測ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號(hào)分子的實(shí)驗(yàn)思路是：用化學(xué)物質(zhì)阻斷神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)___________，尋找到靶細(xì)胞膜上有________。 解析：(1)神經(jīng)細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的過程只有細(xì)胞呼吸；ATP的含量雖然少，但是由于轉(zhuǎn)化速率快，所以能滿足人體的能量需求。(2)由題圖可知，在酶的作用下，ATP一共脫下3個(gè)磷酸基團(tuán)，因此最后剩下的結(jié)構(gòu)是腺苷，即腺嘌呤＋核糖。(3)由“不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細(xì)胞的膜電位變化”可知，若“阻斷神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞”，細(xì)胞仍可由ATP傳遞信號(hào)，則靶細(xì)胞膜上應(yīng)該有ATP的受體。 答案：(1)細(xì)胞呼吸　ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化迅速 (2)腺苷 (3)受體細(xì)胞仍能接受部分神經(jīng)信號(hào)(或受體細(xì)胞的膜電位仍會(huì)發(fā)生變化)　ATP的受體 14．新的研究表明，專性嗜熱菌株的嗜熱酶在處理食品和造紙工業(yè)廢水、芳香族化合物、氰藥、重金屬及其他有機(jī)難降解物質(zhì)等方面具有重要作用。如圖所示為降解污染物過程中由該酶催化的反應(yīng)與未使用該酶的非催化反應(yīng)的自由能變化情況。請(qǐng)據(jù)圖回答問題： (1)化學(xué)反應(yīng)時(shí)必定會(huì)經(jīng)過一個(gè)過渡態(tài)——活化絡(luò)合物。過渡態(tài)具有比反應(yīng)物分子和生成物分子都要高的勢能。催化劑的實(shí)質(zhì)就是與反應(yīng)物分子結(jié)合，改變過渡態(tài)的勢能，圖甲中a和b中為催化反應(yīng)活化能的是________，酶可以很大程度地________反應(yīng)活化能。 (2)大多數(shù)酶屬于蛋白質(zhì)，少數(shù)酶屬于________，影響其活性的因素主要有________，所有的酶都________(填“有”或“沒有”)調(diào)節(jié)生物體生命活動(dòng)的作用。 解析：(1)化學(xué)反應(yīng)時(shí)必定會(huì)經(jīng)過一個(gè)過渡態(tài)——活化絡(luò)合物。過渡態(tài)具有比反應(yīng)物分子和生成物分子都要高的勢能，所以，相互碰撞的分子必須具有足夠的能量，才能使分子由反應(yīng)物分子的低勢能轉(zhuǎn)化為過渡態(tài)的高勢能，這就是活化能的實(shí)質(zhì)。催化劑與反應(yīng)物分子結(jié)合，改變過渡態(tài)的勢能。圖甲中的初態(tài)時(shí)，該反應(yīng)并沒有開始進(jìn)行，說明此時(shí)底物分子還處在不易發(fā)生反應(yīng)的常態(tài)。根據(jù)題意及酶的作用可知，a為催化反應(yīng)活化能，b為非催化反應(yīng)的活化能。酶可以很大程度地降低過渡態(tài)的勢能，所以可以大幅度地降低反應(yīng)活化能。(2)酶是生物催化劑，活性主要受溫度和pH的影響，且大多數(shù)酶屬于蛋白質(zhì)，少數(shù)酶屬于RNA。所有的酶都沒有調(diào)節(jié)生物體生命活動(dòng)的作用，只有催化作用。 答案：(1)a　降低 (2)RNA　溫度和pH　沒有 15．為了探究pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響，某小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)材料：直徑4 cm、厚度0.5 cm的馬鈴薯塊莖圓片若干，隨機(jī)平均分為三組 組別 步驟 1組 2組 3組 1 mol/L的HCl溶液 浸泡5 min —— —— 1 mol/L的NaOH溶液 —— ① —— 蒸餾水 —— —— 浸泡5 min 取出后，用吸水紙吸去馬鈴薯塊莖圓片上多余的液體 3%的過氧化氫溶液 5滴 5滴 5滴 及時(shí)觀察現(xiàn)象 1、2組馬鈴薯塊莖圓片上均無氣泡產(chǎn)生 ② (注：“——”表示不做處理。) 請(qǐng)分析作答： (1)表格中的①是________，②是________。 (2)該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有_________________________________(至少寫出兩項(xiàng))。 (3)及時(shí)觀察時(shí)，1、2組馬鈴薯塊莖圓片上均無氣泡產(chǎn)生，是因?yàn)開__________。 (4)放置幾分鐘后，該組同學(xué)發(fā)現(xiàn)3組馬鈴薯塊莖圓片上基本無氣泡繼續(xù)產(chǎn)生，1、2組馬鈴薯塊莖圓片上竟然有少量氣泡產(chǎn)生。請(qǐng)分析：3組基本無氣泡繼續(xù)產(chǎn)生的原因是________ _____________；1、2組有少量氣泡產(chǎn)生的原因可能是____________________(寫出一點(diǎn)即可)。 解析：(1)對(duì)1、2、3組馬鈴薯塊莖的處理分別是用鹽酸、氫氧化鈉、蒸餾水浸泡，且浸泡時(shí)間均為5 min，故①是浸泡5 min。1、2組馬鈴薯塊莖分別用鹽酸和氫氧化鈉處理后，滴加過氧化氫溶液后不產(chǎn)生氣泡，說明強(qiáng)酸和強(qiáng)堿影響了馬鈴薯塊莖中過氧化氫酶的活性，3組馬鈴薯塊莖沒有用酸和堿處理，該組馬鈴薯塊莖中過氧化氫酶的活性強(qiáng)，會(huì)催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，從而產(chǎn)生大量氣泡，故②是有大量氣泡產(chǎn)生。(2)該實(shí)驗(yàn)的自變量是PH(或加入的是酸、堿，還是蒸餾水)，無關(guān)變量有多種，如馬鈴薯塊莖圓片的大小、浸泡時(shí)間、過氧化氫溶液的濃度、用量、觀察時(shí)間等。(3)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿會(huì)使過氧化氫酶變性失活，因此，在及時(shí)觀察時(shí)1、2組馬鈴薯塊莖圓片上無氣泡產(chǎn)生。(4)3組馬鈴薯塊莖圓片起初有大量氣泡產(chǎn)生是過氧化氫酶催化過氧化氫分解的結(jié)果，當(dāng)過氧化氫全部被分解后，不再產(chǎn)生氣泡。一段時(shí)間后，1、2組馬鈴薯塊莖圓片有少量氣泡產(chǎn)生，可能是過氧化氫自然分解，產(chǎn)生的氧氣積累，也可能是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿浸泡馬鈴薯塊莖圓片時(shí)間短，只使馬鈴薯塊莖圓片中部分酶失活，使得過氧化氫分解減慢，幾分鐘以后產(chǎn)生的氣體逐漸積累形成氣泡。 答案：(1)浸泡5min　有大量氣泡產(chǎn)生 (2)馬鈴薯塊莖圓片的大小、浸泡時(shí)間(過氧化氫溶液的濃度、用量、觀察時(shí)間等) (3)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使馬鈴薯塊莖圓片表面的過氧化氫酶失活 (4)過氧化氫分解完畢　過氧化氫自然分解的氣體得到積累，形成少量氣泡(浸泡時(shí)間短，HCI、NaOH只破壞了馬鈴薯塊莖圓片中部分過氧化氫酶的結(jié)構(gòu)，使得過氧化氫分解減慢，放置幾分鐘后氣體積累形成氣泡) 第4講　細(xì)胞呼吸與光合作用 [考綱熱度]1.細(xì)胞呼吸Ⅱ(5年26考)　　　　　 2.光合作用的基本過程Ⅱ(5年17考) 3．影響光合作用速率的環(huán)境因素Ⅱ(5年55考) [診斷知識(shí)盲點(diǎn)] 1．人體細(xì)胞內(nèi)O2/CO2的比值，線粒體內(nèi)比細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)高。() 2．人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的能量由乳酸分解提供。() 3．有氧呼吸時(shí)，生成物H2O中的氫來自線粒體中丙酮酸的分解。() 4．無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有[H]的積累。() 5．葡萄糖氧化分解為丙酮酸只發(fā)生在細(xì)胞有氧呼吸時(shí)。() 6．種子風(fēng)干脫水后呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)。() 7．及時(shí)排澇，能防止根細(xì)胞受酒精毒害。(√) 8．無氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸。() 9．無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮。() 10．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同。(√) 11．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與。(√) 12．適宜條件下光合作用過程中C5/C3的比值，停止供應(yīng)CO2后比停止前的高。(√) 13．磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)物。(√) 14．進(jìn)入葉綠體的CO2不能被NADPH直接還原。(√) 15．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和H2O。() 16．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。() 17．番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，光反應(yīng)強(qiáng)度會(huì)降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度也降低。(√) 18．離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后，可完成碳(暗)反應(yīng)。(√) 19．在葉肉細(xì)胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是類囊體薄膜和線粒體內(nèi)膜。。() 20．CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過程發(fā)生在線粒體中。() 21．光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和ATP。() 22．凈光合速率長期為零時(shí)會(huì)導(dǎo)致幼苗停止生長。(√) 23．夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量。(√) 　> > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > 考點(diǎn)一　細(xì)胞呼吸 [高考領(lǐng)航] 1．(2013高考新課標(biāo)全國卷Ⅱ)下列與微生物呼吸有關(guān)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．肺炎雙球菌無線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸 B．與細(xì)菌呼吸有關(guān)的酶由擬核中的基因編碼 C．破傷風(fēng)芽孢桿菌適宜生活在有氧的環(huán)境中 D．有氧和無氧時(shí)，酵母菌呼吸作用產(chǎn)物不同 解析：選C。本