第三单元 第6讲细胞与能量、酶

1．涵盖范围
本单元包括必修1第三章细胞的代谢，包含ATP和酶在细胞代谢中的作用，物质出入细胞的方式，细胞呼吸和光合作用的过程及影响因素。细胞与外界环境不断发生物质交换和能量交换。
3．重点关注
(1)ATP的结构与作用以及来源与去路。
(2)酶的化学本质、催化特性的实验探究。
(3)物质跨膜运输方式的判断及实验探究。
(4)结合光合作用与细胞呼吸考查ATP与能量代谢的关系。
(5)光合作用与细胞呼吸过程中的物质转变及相互关系。
(6)影响光合作用和细胞呼吸的因素分析及相关实验设计。
(7)细胞吸水和失水的原理应用及实验探究设计。
(8)影响酶活性的曲线、图表分析及相关实验设计与分析。
3．命题角度
(1)有关产生和消耗ATP的生理过程总结是近几年的知识热点。
(2)“物质出入细胞的方式及影响因素”和“影响物质运输的因素及实验”是历年高考的热点。
(3)以图表的形式联系生产生活实际综合考查酶的特性的实验分析和影响酶活性的曲线分析。
(4)细胞呼吸是综合性试题的命题材料，往往与光合作用联系在一起，尤其以生产生活实践为材料背景的综合性试题更为常见，一直是高考的热点。
(5)分析近两年高考，从总体趋势上说，注重了实验推理能力的考查，以实验数据、图表等形式综合考查辩证思维能力、分析说明能力以及图文转化等多项能力。

第6讲　细胞与能量、酶
[考纲要求]　
1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。
2.酶的本质、特性、作用及其影响因素(Ⅱ)。
3.实验：探究酶的专一性。
4.实验：探究pH对过氧化氢酶的影响。


一、ATP在代谢中的作用
1．吸能反应与放能反应
(1)吸能反应：产物分子中的势能比反应物分子中的势能高。
(2)放能反应：产物分子中的势能比反应物分子中的势能低。
(3)所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化，也称为细胞呼吸。[来源:学&科&网]
2．ATP是细胞中的能量通货(判一判)
(1)ATP中A的含义是指腺嘌呤           (　×　)
(2)ATP、ADP、叶绿体、线粒体、核糖体等物质和结构中一定含核糖，而酶中一定不含核糖                 (　×　)
提示　只要有RNA的地方就有核糖，有少数酶的化学本质为RNA。
(3)根尖分生区产生ATP的细胞结构只有线粒体        (　×　)
提示　还有细胞溶胶。
(4)叶绿体产生ATP必须有光，线粒体产生ATP必须有氧     (　×　)
(5)有光条件下只有叶绿体能产生ATP，有氧条件下只有线粒体能产生ATP  (　×　)
二、酶在代谢中的作用
1．酶的作用与本质(判一判)
(1)细胞代谢的主要场所是线粒体           (　×　)
(2)酶在生物体内有催化和调节作用          (　×　)
(3)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质        (　×　)
(4)细胞质中没有作用于DNA的解旋酶         (　×　)
提示　在叶绿体、线粒体中含有，而叶绿体、线粒体都属于细胞质。
(5)细胞溶胶中有催化葡萄糖分解的酶          (　√　)
提示　线粒体中不含该酶。
2．酶的特性(连一连)








考点一　ATP的结构与作用


1．完善ATP的结构图示


(1)由结构图示可知组成元素有C、H、O、N、P。
(2)由结构图示可看出，ATP的结构特点可概括为“一、二、三”，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。
2．ATP的形成途径[来源:Z§xx§k.Com]


3．ATP与ADP的相互转化


易错警示　关于ATP与ADP
转化的几点提示
(1)ATP和ADP的相互转化不是可逆反应：ATP与ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。
(2)不同细胞产生ATP的场所有差异：动、植物细胞都能在细胞溶胶和线粒体中产生ATP；此外，叶绿体也是植物细胞产生ATP的场所。而原核细胞只能通过细胞溶胶产生ATP。


1．人体细胞进行正常的生命活动，每天需要水解200 mol～300 mol ATP，但人体细胞中ATP的总量只有约0.1 mol。下列有关ATP的叙述错误的是      (　　)


A．ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求
B．ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成
C．图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生
D．图中两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动，释放的化学能向其他形式的
能转化
答案　B
解
析　ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易断裂也容易形成，即ATP与ADP二者可以相互转化，这可以保障生物体对能量的需求；ATP即腺苷三磷酸，由3个磷酸基团和1个腺苷组成；图中第一次ATP合成与水解过程中，ATP合成时能量来源于光能，用于无机物合成为有机物，属于光合作用过程；第二次ATP合成与水解过程中，能量来源于有机物分解时发生的放能反应，ATP水解释放的能量用于各项生命活动，会发生化学能向机械能、电能、渗透能、光能等各种形式能量的转化。
2．下列有关ATP的叙述，不正确的是          (　　)
A．人体成熟的红细胞在O2充足时也只能通过厌氧呼吸产生ATP
B．在平静和剧烈运动状态，细胞内ATP的含量都能保持动态平衡
C．ATP是生命活动的直接能源物质，其中两个高能磷酸键都易断裂、易形成
D．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
答案　C
解析　ATP是生命活动的直接能源物质，ATP中有两个高能磷酸键，但只有远离A的那个高能磷酸键易断裂、
易形成。


1．ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系
ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都含有“A”，但在不同物质中表示的含义不同，如图：




(1)ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；(2)DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；(3)RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成；(4)核苷酸中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。
2．生物体内的能源物质分类
分类
内容

主要能源物质
糖类(提供70%左右的能量)

直接能源物质
ATP

最终能源
太阳能

储能物质
油脂、淀粉(植物)、糖元(动物)

主要储能物质
油脂

一般不供能的能源物质
蛋白质

考点二　酶的本质、作用及其实验验证


1．完善酶的本质及生理功能
化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA

合成原料
氨基酸
核糖核苷酸

合成场所
核糖体
主要在细胞核内

来源
一般来说，活细胞都能产生酶

作用场所
细胞内、外或生物体外均可

生理功能
生物催化作用

2．酶的催化作用的实验验证
(1)原理：2H2O22H2O＋O2
(2)实验设计：
对照组：H2O2溶液在常温下几乎不分解
实验组
本实验不但说明酶具有催化作用，还说明酶与无机催化剂相比，具有高效性。
易错警示　酶与激素的比较
项目
酶
激素

来源及作用场所
活细胞产生；细胞内或细胞外
专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用

化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等

生物功能
催化作用
调节作用

共性
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



3．(2011·新课标全国卷，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，绝大多数是蛋白质，极少数是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。
4．下列关于酶的叙述中，正确的是           (　　)
A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用
B．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
C．与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中
D．酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性
答案　C
解析　酶的活性受温度、pH的影响，消化酶在消化道内起催化作用，消化道不属于内环境；有的酶是RNA，不在核糖体上合成；活细胞能合成酶(哺乳动物成熟的红细胞除外)，用于自身代谢需要，因此A、B、D所述错误。光合作用光反应的酶分布在类囊体薄膜上，碳反应的酶分布在叶绿体基质中，C正确。考点三　聚焦分析与酶有关的图像与曲线


1．酶高效性的曲线
(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。


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．酶专一性的曲线


(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有何特点？思考原因是什么？
答案　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。
(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。
(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　


文字说明：酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性限制；在底物量充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
易错警示　影响酶活性的因素的2个易错点
(1)底物浓度和酶浓度不会影响酶的活性：pH、温度与底物浓度、酶浓度对酶促反应速率的影响方式不同。pH和温度通过影响酶活性而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度不会影响酶的活性，只能通过改变底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率。
(2)低温对酶的影响不同于高温、过酸、过碱对酶的影响：低温下，酶活性只是受到抑制而下降，并未变性而失活，温度升高时酶活性会逐渐恢复。高温、过酸、过碱则不同，它们改变酶的结构，酶失去活性，直到丧失活性，即使恢复最适条件，酶也不会复活。


5．用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是    (　　)




A．该酶的最适催化温度为30 ℃左右
B．图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C．由图4实验结果可知酶具有高效性
D．由实验结果可知酶具有专一性
答案　C
解析　图1显示温度对酶活性的影响，从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为30 ℃左右。图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为1.5，由图4可见该酶为麦芽糖酶。图3能说明Cl－是酶的激活剂、Cu2＋是酶的抑制剂。图4说明酶具有专一性。
6．如图表示在不同条件下，酶催化反应速率(或生成物量)的变化。下列有关叙述中，不正确的是                 (　　)


A．图①虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系
B．图②虚线可表示增加酶浓度而其他条件不变时，生成物量与反应时间的关系
C．图③不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系
D．若图②中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
答案　C
解析　在
图①中作垂直于横轴的一条直线来帮助理解，在底物浓度充足时，酶量增加一倍，反应速率则增加一倍；其他条件不变时，增加酶浓度，可明显缩短反应时间；当反应物的量很少时，图③能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系；过氧化氢酶的催化效率具有高效性，因此可用图②中的虚线表示。


“四看法”分析酶促反应曲线
1．一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。
2．二看曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如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，限
制因素是横坐标所表示的因素，当达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。
3．三看特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊
点的意义。
4．四看不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。

实验四　与酶相关的实验探究


1．验证酶的专一性
(1)方案一：用同种酶催化两种不同物质
实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液→反应物不被分解。
(2)方案二：用两种不同酶催化同一物质
实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；对照组：相同反应物＋等量另一种酶溶液→反应物不被分解。
变量分析：方案一中的自变量为反应物的不同，方案二的自变量为酶溶液的不同，因变量均为反应物是否被分解。
2．探究pH对酶活性的影响
(1)原理
①反应式：2H2O22H2O＋O2↑。
②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用倒置量筒中的气体量来测量。
(2)步骤
设置实验装置
　↓
将浸有过氧化氢酶的滤纸片放入反应小室的一侧内壁上
　↓
向反应小室中加入pH为5.0的缓冲液和H2O2溶液
　↓
将一个量筒灌满水倒置于水中，用一玻璃管与反应小室相连
　↓
将反应小室小心旋转180°，使H2O2溶液接触滤纸片
　↓
记录数据
　↓
分别选取pH为6.0、7.0、8.0的缓冲液重复实验
(3)设计本实验的基本思路是怎样的？
答案　实验思路是：反应物＋pH1＋酶溶液，反应物＋pH2＋酶溶液，反应物＋pH3＋酶溶液……反应物＋pHn＋酶溶液→反应物分解的速率或剩余量。
易错警示　关于酶活性实验的注意事项
(1)进行本实验时，应将底物溶液调节pH后再与酶溶液混合，不可将酶溶液和底物混合后再调节pH，以免调节pH前酶已发挥作用。
(2)实验中所设置的溶液pH应有一定的酸碱梯度，以便从实验结果中发现pH对酶活性的影响规律。


7．请用所给的实验材料和用具，设计实验
来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题：
实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，本尼迪特试剂、试管、37 ℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
(1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。
　　溶液
试管　　
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶
溶液
唾液淀粉
酶溶液

甲
＋
－
＋
－

乙





丙





丁





(2)实验步骤：
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
(3)结果预测：________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)结论：__________________________________________________________________。
(5)在上述实验中，如果仅将37 ℃恒温水浴锅的温度调到20 ℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现红黄色试管中的颜色会比37 ℃时的浅，其原因是__________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)
　　   溶液
试管　　
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶
溶液
唾液淀粉
酶溶液

甲
＋
－
＋
－

乙
－
＋
－
＋

丙
＋
－
－
＋

丁
－
＋
＋
－

(2)②混匀，37 ℃恒温水浴一段时间　③取出试管，分别加入适量的本尼迪特试剂，混匀，沸水浴加热一段时间　④观察实验现象并记录实验结果　(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现红黄色沉淀，其他试管中不出现红黄色沉淀　(4)酶的催化作用具有专一性　(5)20 ℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
解析　酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇本尼迪特试剂在沸水浴条件下出现红黄色沉淀。要通
过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试管，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后37 ℃恒温水浴一段时间，然后用本尼迪特试剂来鉴定是否有可溶性还原糖存在。哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为37 ℃，当将水浴锅的温度由37 ℃降至20 ℃时，酶的活性会降低，分解速率减慢，产生的还原糖少，从而使出现红黄色试管中的颜色浅。


与酶有关的实验设计方法总结
1．应遵循单一变量原则，同时还要设置对照实验。
2．实验设计的一般思路：分析课题→把握原理→确认变量→设置对照→一般步骤。其关键：实验变量如何操纵、无关变量如何控制、反应变量如何检测。在此分析的基础上，设计步骤、预测结果并得出结论。

序号
错因分析
正确答案
序号
错因分析
正确答案

①
不理解因变量属于反应变量
过氧化氢分解速率
②
不理解因变量应如何观测
试管中产生的气泡数量

③
没有审清题目要求
再增加丙试管，第二步换为1 mL蒸馏水，第三步不做处理，其他步骤不变
④
没有审清该实验属于探究类，结果要与结论对应
甲、乙、丙三支试管中产生的气泡量不同，则过氧化氢酶的活性受pH影响

⑤
没有审清该实验属于探究类，结果要与结论对应
甲、乙、丙三支试管中产生气泡的情况基本一样，则过氧化氢酶的活性不受pH影响
⑥
答题不规范
冷藏




题组一　ATP的相关知识
1．(2008·广东卷，4改编)关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是 (　　)
A．厌氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源
B．需氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞溶胶都能产生ATP
C．线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧
D．细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体
答案　B
解析　叶肉细胞在光照条件下，叶绿体可通过光反应产生ATP，在需氧条件下，细胞溶胶、线粒体可通过呼吸作用产生ATP，因此选B；C中叶绿体内合成ATP不需要氧；D中叶绿体产生的ATP用于自身碳反应，不用于其他生命活动需要。
2．(2
008·天津理综，6)下列有关ATP的叙述，正确的是      (　　)
①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等　②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加　③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加　④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
A．①②     B．②③    C．③④     D．①④
答案　B
解析　Na＋进出细胞一般为主动转运，消耗能量；在体温调节中，肾上腺素和甲状腺激素是协同作用，都可以通过促进新陈代谢而达到增加产热的作用。
题组二　与酶相关的曲线题
3．(2011·海南卷，5)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。下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       (　　)


A．甲     B．乙      C．丙      D．丁
答案　D
解析　酶能降低化学反应的活化能，提高反应速率，缩短反应时间，但不改变反应结果。甲曲线反应速率减慢，不正确；乙曲线同样未能体现酶的高效性，不正确；丙曲线反应物浓度不可能迅速下降后又上升，不正确；丁曲线反应物浓度迅速下降且达到一定浓度后保持平衡状态，正确。
4．(2009·宁夏卷，2)下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是   (　　)


A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
答案　B
解析　酶活性受温度的影响，在低温时酶活性低，随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适宜温度后，再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，酶的空间结构被破坏，酶变性失活，因此B项正确。温度由t2下降到最适温度时，酶活性升高；酶在低温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升高，酶活性恢复，因此常在低温下保存酶。
题组三　与酶有关的实验设计
5．(2012·广东理综，29)食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：
(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，________________________更适宜作为食品添加剂，理由是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
蛋白酶的活力可用___________________
___的量来表示。


(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：


兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02～0.06 mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。
答案　(1)木瓜蛋白酶　木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化　单位时间内、单位体积中底物减少(或产物增加)　(2)课题名称：探究酶保护剂的浓度和提取液的pH的最佳组合[来源:.Com]
                                  提取液的pH
 底物的减少量(或产物的产生量)
酶保护剂浓度mol/L
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0

0.02






0.03






0.04






0.05



[来源:学科网]


0.06






解析　(1)题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”，所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱度适应范围，由图可知，木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化，所以可以选作食品添加剂。酶的活力可用单位时间内、单位体积中底物的减少量(或产物的增加量)来表示。(2)由题中信息可知酶保护剂的适宜浓度范围和提取液pH的适宜范围，故实验的自变量是酶保护剂的浓度和提取液的pH，需在适宜范围内确定较小的梯度进行实验。实验结果记录表要包含自变量酶保护剂的浓度和提取液的pH以及因变量底物的减少量(或产物的产生量)。
6．(2012·大纲全国卷，33)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，分别加入本尼迪特试剂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)________________________________________________________________________
__8______________________________________________________________________。
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沸水浴中一段时间。因为在高温条件下本尼迪特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本尼迪特试剂的作用条件。(1)唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃左右，70 ℃时酶会变性失活。(2)加入本尼迪特试剂后，需要沸水浴加热才能看到红黄色沉淀。


【组题说明】
考　点
题　号
错题统计
错因分析

ATP相关知识
1、2、5



酶的本质、作用和特性
3、4、6、7、8、9、10、11、12



与酶相关的实验探究
13、14、15



1．以下关于ATP的叙述中，正确的是          (　　)
A．细胞中的ATP与ADP处于动态平衡中
B．组成ATP的元素有C、H、O、N、P、S
C．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，因而不能产生ATP
D．原核细胞中没有线粒体，ATP的产生只能依靠厌氧呼吸产生
答案　A
解析　细胞中ATP不断被消耗，又不断产生，故细胞中ATP与ADP处于动态平衡中；组成ATP的元素有C、H、O、N、P；人体内成熟的红细胞中没有线粒体，但可以通过厌氧呼吸产生ATP；原核细胞中虽然没有线粒体，但有的原核细胞也可以进行需氧呼吸产生ATP。
2．在下列五种化合物的化学组成中，“”中所对应物质的含义最接近的是  (　　)




A．①⑤         B．②③
C．③④         D．①④
答案　D
解析　①是ATP，②是核糖核苷酸，③是DNA，④是RNA，⑤是tRNA，因此，“”中所对应物质的含义分别是腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤。
3．下图表示过氧化氢被分解的曲线，说明酶具有        (　　)

①专一性　②高效性　③催化特性　④在温和条件下进行
A．①②         B．②
C．②③         D．①②④
答案　C
解析　由图中曲线可知，加酶的反应最先到达平衡点，加入Fe3＋的反应次之，未加酶的反应速度最慢。对三条曲线处理因素的分析可判定，本图体现的是酶的高效性，同时也体现了酶与无机催化剂一样，具有催化作用。
4．对化学本质为蛋白质的酶而言，下列符合其催化反应变化规律的曲线应是  (　　)


答案　D
解析　解题时需要注意纵坐标与横坐标表示的含义。温度与反应速率的关系如选项A曲线所示；过酸或过碱都会造成酶失活，从而影响反应速率；一般而言，当酶量加倍时，反应速率加快，但由于底物的量是一定的，最后产物量应相等。
5．下列过程能使细胞中ADP含量增加的是         (　　)
A．甘油通过细胞膜进入细胞
B．线粒体中[H]与O2结合生成水
C．叶绿体基质中C3被还原生成葡萄糖
D．细胞溶胶中葡萄糖分解成丙酮酸
答案　C
解析　能使细胞中ADP含量增加的过程就是消耗ATP的过程。甘油通过细胞膜进入细胞的过程属于简单扩散，不消耗ATP；线粒体中[H]与O2结合生成水与细胞溶胶中葡萄糖分解成丙酮酸均是生成ATP的过程；叶绿体基质中C3被还原生成葡萄糖的过程需消耗ATP。
6．关于探究酶特性实验的叙述中，正确的是         (　　)
A．若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物
B．若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照
C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择本尼迪特试剂对实验结果进行检测
D．若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测
答案　B
解析　酶具有专一性，若探究pH对唾液淀粉酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物；若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照；若探究温度对淀粉酶活性的影响，不能选择本尼迪特试剂对实验结果进行检测，因为使用本尼迪特试剂必须水浴加热，一
般选择碘液来检测实验结果；若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用本尼迪特试剂对实验结果进行检测。
7．研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是                 (　　)


A．底物浓度可影响酶促反应速率
B．若反应温度不断升高，则A点持续上移
C．P对该酶的活性有抑制作用
D．曲线①所代表的反应比曲线②先达到反应平衡
答案　B
解析　由图可知，底物浓度在一定范围内，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，A正确；酶促反应都有适宜的温度，超过这一温度时，酶的活性会降低，酶促反应速率下降，A点不会持续上移，B错误；与仅有酶的曲线相比，加入化合物P后酶促反应速率降低，说明P对该酶的活性有抑制作用，C正确；从坐标图可以看出，曲线①条件下比②条件下反应速率高，故达到反应平衡所需的时间要短，D正确。
8．下表表示探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验设计及结果。根据实验结果，以下结论正确的是          
       (　　)
试管编号
①
②
③
④
⑤
⑥

2 mL 3%淀粉溶液
＋
＋
＋
－
－
－

2 mL 3%蔗糖溶液
－
－
－
＋
＋
＋

1 mL2%新鲜淀粉酶溶液
＋
＋
＋
＋
＋
＋

反应温度(℃)
40
60
80
40
60[来源:学科网]
80

2 mL本尼迪特试剂
＋
＋
＋
＋
＋
＋

红黄色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
－
－
－

注　“＋”表示有，“－”表示无，“＋”的多少代表颜色的深浅。
A．蔗糖被水解成非还原糖
B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖
C．淀粉酶活性在40 ℃时比在60 ℃时高
D．淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性
答案　B
解析　①～③号试管中均有淀粉和淀粉酶，且均有红黄色沉淀产生，说明淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖，红黄色越深，说明淀粉酶活性越高，B正确、C错误；④～⑥号试管均未呈现红黄色，说明淀粉酶不能催化蔗糖的水解，A、D错误。
9．如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应的生成物的量和反应时间的关系，则处理条件不可能是             (　　)


A．温度不同
B．pH不同
C．酶量不同
D．反应底物的量不同
答案　D
解析　曲线的纵坐标为生成物的量，起点相同，最高点三条线重合，说
明生成物的量相同，则反应底物的量也应该相同。
10．如图所示，甲、乙、丙三图表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。下列相关分析不正确的是           (　　)


A．图甲中，因反应液中酶的数量有限，当反应物达到一定浓度时，反应速率不再上升
B．图乙中，a点对应的温度称为最适温度
C．图乙中，温度超过a点后反应速率急剧下降，其原因是高温条件下酶变性失活
D．图丙中，pH从6上升到10的过程中，酶活性先增强，后降低
答案　D
解析　由于酶数量的限制，当反应物达到一定的浓度后，反应速率不再随反应物浓度的增加而上升。酶活性最大时所对应的温度称为最适温度。一般情况下，高温、过酸和过碱都会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，因此，当pH从6上升到10的过程中，酶活性一直为0。
11．影响酶活性的因素有很多，包括温度、酸碱度、反应物浓度、酶浓度等。如图表示的是在最适温度条件下，反应物浓度对淀粉酶所催化的化学反应速率的影响。下列有关说法错误的是               (　　)


A．若在A点时温度升高5 ℃，则反应速率减慢
B．若在A点时往混合物内加入少量淀粉酶，则反应速率不变
C．若在B点时往混合物内加入少量淀粉酶，则反应速率会加快
D．若在B点时温度升高5 ℃，则反应速率不改变
答案　D
解析　该图表示的是在最适温度条件下，反应物浓度对淀粉酶所催化的化学反应速率的影响。改变温度会导致反应速率下降，因此在A点或B点时温度升高5 ℃，反应速率都会减慢；在A点时，影响反应速率的主要因素是反应物浓度，因此往混合物中加入少量淀粉酶，反应速率不变；在B点时，反应物浓度已不再是影响反应速率的因素，因此往混合物中加入少量淀粉酶，反应速率加快。
12．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。
13．鱼被宰杀后，鱼肉中的腺苷三磷酸(ATP)经过降解生成对鱼肉鲜味贡献最大的物质——肌苷酸(IMP)，但是在酸性磷酸酶(ACP)作用下该物质会被进一步降解，导致鱼肉鲜味下降，风味变差。为了研究鱼类的保鲜方法，研究者从常见淡水鱼(草鱼、
鱼和鳝鱼)的肌肉中分离纯化得到ACP。并对该酶活进行了一系列研究。相关实验结果如下，分析回答下列问题。




ACP在不同浓度金属离子中的相对活性
金属
离子
浓度
(mmol/L)
相对活性(%)



草鱼

鱼
鳝鱼

Na＋
30
100.83
101.47
96.03

Zn2＋
1
112.38
116.06
158.13

Ca2＋
5
65.21
96.18
88.18

(1)鱼肉保鲜的思路为在IMP被降解前采取一定措施有效________ACP的活性。据图1可知，草鱼ACP活性的最适pH为________左右。
(2)据图2可知，3种鱼的ACP的最适反应温度最低的是________；反应温度超过60 ℃与pH低于3.8，对鳝鱼肌肉ACP活性影响的机理________(填“相同”或“不同”)，其中pH低于3.8会破坏ACP的________。
(3)由表可知，对ACP活性有激活作用的金属离子是________，可以通过在鱼肉中添加微量的________来抑制鱼肉鲜味的下降。
答案　(1)抑制　5.0　(2)
鱼　相同　分子结构
(3)Zn2＋　Ca2＋
解析　(1)由题目所给信息酸性磷酸酶能导致鱼肉鲜味下降、风味变差可推知，鱼肉保鲜的思路为在IMP被降解前采取有效措施抑制ACP的活性。由图1可以直接看出草鱼ACP活性的最适pH为5.0左右。(3)由表可知，Na＋对ACP的活性基本不产生影响，Zn2＋可以使ACP活性增强，Ca2＋可以使ACP活性降低。
14．某同学将马铃薯磨碎、过滤得到提取液进行以下实验。
Ⅰ.在30 ℃的条件下，取等量提取液分别加到4支盛有等量过氧化氢溶液，pH分别为3、5、7、9的试管中，结果发现每支试管都产生气体。请回答下列问题：
(1)该实验的课题是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该实验中的自变量是______________________。
(3)各实验组均在30 ℃下进行的原因是：①__________________________；②________________________________________________________________________。
Ⅱ.将加入4支试管中的马铃薯提取液的量减半，重复实验Ⅰ。分别测定实验Ⅰ、Ⅱ中过氧化氢的含量在相同时间内的变化，绘制成如图所示曲线，请回答下列问题。


(4)曲线A是实验________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的结果。
(5)曲线A和B中，过氧化氢含量的最低点基本位于横坐标同一位置的原因是
________________________________________________________________________。
答案　(1)探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响
(2)pH　(3)30 ℃是过氧化氢酶的适宜温度　排除温度变化(无关变量)对实验结果的影响　(4)Ⅱ　(5)同一种酶的最适pH是一定的
解析　Ⅰ.根据题干可知，该实验的自变量是pH，因变量是酶的活性，故该实验的研究课题是探究不同pH对酶活性的影响。除了pH外，其他影响酶活性的因素是该实验的无关变量(如温度)，在实验过程中，各实验组的无关变量应保持一致且适宜，故均在30 ℃下进行。Ⅱ.马铃薯提取液的量减半，导致过氧化氢酶的量减半，酶促反应速率减慢，则在
相同pH下，剩余的过氧化氢量较多，故曲线A是实验Ⅱ的结果。两实验中，过氧化氢酶的最适pH是一样的。
15．酶具有催化作用和专一性。请选用相应的实验材料与用具设计验证实验，并回答相关问题。
实验材料与用具：鸡蛋清、牛胰蛋白酶溶液、牛胰淀粉酶溶液、蒸馏水、双缩脲试剂、试管、小烧杯、小刀、恒温水浴锅(温度可调)、时钟等。
实验步骤及相关问题：
(1)该实验不能用双缩脲试剂鉴定，为什么？____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验步骤：
①将鸡蛋清放入小烧杯中加热使其凝固；
②将凝固蛋白切成等体积小块，______________________________________________
________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
⑤观察、记录实验结果。
(3)该实验的因变量是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该实验中说明酶具有催化作用的实验组合是_______________________________
____________________。
答案　(1)实验组和对照组均呈紫色(只要答案合理即可)
(2)②均分为三份，分别放入编号为1、2、3的三支试管中
③分别向1、2、3号试管中加入适量且等量(2 mL)的蒸馏水、牛胰蛋白酶溶液、牛胰淀粉酶溶液　④将上述三支试管放入37 ℃(或适宜温度)的恒温水浴锅中保温一段时间
(3)蛋白块的消失情况或单位时间内蛋白块体积大小的变化　(4)1、2号试管(答案只要与实验步骤中的试管编号相符即可)
解析　本实验给的鸡蛋清和酶的化学成分都是蛋白质，实验组和对照组在实验结束时都仍然存在蛋白质，遇到双缩脲试剂，都能发生紫色反应。验证酶的催化特性实验的自变量为酶的有无，验证酶的专一性实验的自变量为酶的种类(底物相同的情况下)或底物的种类(所用酶相同的情况下)，两实验的因变量为蛋白块的消失情况。设计实验时，保证对照组和实验组除了自变量不一样外，其他无关变量(如温度、酶的浓度)应保持一致且适宜。