2024屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)必修1第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第12節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶細(xì)胞的能量“貨幣”ATP課件

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用課標(biāo)要求核心素養(yǎng)命題趨勢(shì)1.說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響2.解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)3.說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能4.說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)可以利用的能量5.活動(dòng)：(1)探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素(2)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式(3)提取和分離葉綠體色素(4)探究不同環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響1.生命觀念：物質(zhì)是能量的載體，能量是物質(zhì)變化的動(dòng)力，從而初步建立生物學(xué)的物質(zhì)與能量觀，并深化結(jié)構(gòu)與功能觀，滲透進(jìn)化觀2.科學(xué)思維：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用證據(jù)和邏輯來評(píng)價(jià)觀點(diǎn)，幫助學(xué)生在概念學(xué)習(xí)中，訓(xùn)練、提升科學(xué)思維品質(zhì)3.科學(xué)探究：通過探究活動(dòng)讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)控制變量、觀察和檢測(cè)因變量，能設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并能運(yùn)用所掌握的科學(xué)方法和探究技能，開展全過程、開放性的探究4.社會(huì)責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注酶、細(xì)胞呼吸和光合作用的有關(guān)原理在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，嘗試應(yīng)用所學(xué)生物學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題，關(guān)注生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系以選擇題形式考查ATP與物質(zhì)代謝的關(guān)系、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用，結(jié)合生活實(shí)踐考查酶的特性、作用機(jī)制及影響等，以非選擇題形式結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果考查光合作用的原理及應(yīng)用、影響光合作用的應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)，尤其要注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的培養(yǎng)等[考情分析]第1、2節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶、細(xì)胞的能量“貨幣”ATP化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是①________少數(shù)是②______合成原料③________④___________合成場(chǎng)所⑤________主要是細(xì)胞核(真核生物)考點(diǎn)一酶在代謝中的作用及探索歷程1.酶的化學(xué)本質(zhì)。蛋白質(zhì)RNA氨基酸(1)有關(guān)酶的知識(shí)。核糖核苷酸核糖體來源一般來說，⑥________都能產(chǎn)生酶作用場(chǎng)所可在細(xì)胞內(nèi)、外及生物體內(nèi)、外發(fā)揮催化作用生理功能⑦_(dá)______作用作用機(jī)理⑧_____________________(續(xù)表)活細(xì)胞催化降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(2)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)開___________________活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的(3)酶作用機(jī)理：_____________________________。降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(1)加熱不能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但是可以為反應(yīng)提供能量。(2)酶可以重復(fù)多次利用，不會(huì)立即被降解。2.酶的作用機(jī)理曲線剖析。ACBCAB(1)表示無酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是____段。(2)表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是____段。(3)酶降低的活化能是____段。(4)若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則B點(diǎn)在縱軸上應(yīng)向上移動(dòng)。3.酶的本質(zhì)的探索過程。催化純化學(xué)反應(yīng)活細(xì)胞某些物質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA考點(diǎn)二酶的特性1.酶具有高效性：與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。2.酶具有專一性。一種或一類

(1)每一種酶只能催化____________化學(xué)反應(yīng)。

(2)物理模型——“鑰鎖學(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)。3.影響酶促反應(yīng)速率的因素。(1)溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響。

①在最適宜的溫度(B)和pH(E)條件下，酶的活性____。溫度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE)，酶活性都會(huì)_________。 ②過酸(D)、過堿(F)或溫度過高(C)，都會(huì)使_________________________，使酶_________；而在低溫(A)下，酶的活性明顯______，但酶的__________穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以______。因此，酶可以在______(0～4℃)下保存。永久失活降低空間結(jié)構(gòu)升高低溫最高明顯降低酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞

(2)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響。 ①甲圖，在其他條件適宜，酶量一定的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而________，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受________限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。加快酶數(shù)量②乙圖，在底物充足，其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成______。正比不影響

(3)綜合影響。 圖中顯示：不同pH條件下，酶最適溫度不變；不同溫度下，酶最適pH也不變。即反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化______(填“影響”或“不影響”)酶作用的最適溫度(pH)?？键c(diǎn)三ATP的結(jié)構(gòu)與功能腺苷三磷酸腺苷1.ATP的結(jié)構(gòu)。磷酸基團(tuán)特殊的化學(xué)鍵

ATP是______________的英文名稱縮寫，是一種高能磷酸化合物，其結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫為A—P～P～P，其中A代表______，P代表___________，～代表_________________?；衔锝Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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不同化合物中“A”的辨析2.特點(diǎn)。帶負(fù)電

(1)ATP不穩(wěn)定的原因是ATP中兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都_____________________等，使得特殊的化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有較高的____________。釋放能量高能磷酸酶

(2)ATP的水解過程就是__________的過程，1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ，所以說ATP是一種__________化合物。

(3)ATP在____的作用下水解時(shí)，脫離下來的_______________挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。轉(zhuǎn)移勢(shì)能荷而相互排斥末端磷酸基團(tuán)3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及意義。4.ATP的主要功能。高能磷酸化合物

(1)ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種_________________，是細(xì)胞生命活動(dòng)所需能量的_________。

(2)ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”：吸能反應(yīng)一般與ATP_______的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。放能反應(yīng)一般與ATP的______相聯(lián)系。合成(3)ATP供能機(jī)制。磷酸基團(tuán)磷酸化空間結(jié)構(gòu)

①機(jī)制：ATP水解釋放的_________使蛋白質(zhì)等分子_______，這些分子被磷酸化后，___________發(fā)生變化，______也被改變，因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)?；钚灾苯觼碓此鈇.參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化____________。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了b.在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的______________脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著____________，這就是__________________②ATP為主動(dòng)運(yùn)輸提供能量的過程。ATP水解的酶末端磷酸基團(tuán)能量的轉(zhuǎn)移載體蛋白的磷酸化空間結(jié)構(gòu)(續(xù)表)c.載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其___________發(fā)生變化，使

Ca2+的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將

Ca2+釋放到膜外轉(zhuǎn)化場(chǎng)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、翻譯等細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的常見生理過程轉(zhuǎn)化場(chǎng)所常見的生理過程線粒體產(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(續(xù)表)【基礎(chǔ)測(cè)評(píng)】1.易錯(cuò)診斷(1)淀粉酶在一定pH范圍內(nèi)起作用，酶活性隨pH升高而不斷升高。()(2)從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法。()(3)無氧條件下，丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^程中伴隨有ATP的合成。()(4)口服的多酶片中的胰蛋白酶可在胃中發(fā)揮作用。()(5)產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定產(chǎn)生酶，但是產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定產(chǎn)生激素。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√

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1中兩條曲線表示；圖2為某酶促反應(yīng)過程的示意圖。下列有關(guān)分析不合理的是()圖1圖2A.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2中②可代表蔗糖，那么③④可代表葡萄糖和果糖D.圖2中若①代表胰蛋白酶，當(dāng)pH稍低于最適值時(shí)，③④的生成速率也會(huì)下降答案：B

3.為探究蛋清溶菌酶的熱穩(wěn)定性，將酶液加熱至不同的溫度，分別保溫30min、60min、90min，測(cè)定酶的相對(duì)活性，結(jié)果如圖，下列說法正確的是()A.溫度是唯一的自變量，保溫時(shí)間不影響酶活性B.與30℃相比，酶在60℃下的催化活性更低C.蛋清溶菌酶可以在室溫環(huán)境中保持較高活性D.70℃時(shí)，該酶活性下降的速率先快后慢答案：C

4.如圖表示在20℃、不同pH條件下，向等量的反應(yīng)物中加入等量的某種酶后，生成物的量與時(shí)間的關(guān)系曲線，下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.此實(shí)驗(yàn)中，不同pH為自變量，生成物的量為因變量，20℃為無關(guān)變量

B.pH從5升高到7，酶的活性逐漸降低

C.該酶的最適pH為5 D.若將溫度改為15℃，酶的最適pH不會(huì)發(fā)生改變

答案：C5.下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是()

A.圖中的a是構(gòu)成DNA的基本單位之一

B.圖中的A代表腺苷，b、c為特殊化學(xué)鍵

C.“ATP”中的“A”與構(gòu)成RNA中的堿基“A”表示的不是同一種物質(zhì)

D.血漿中的葡萄糖進(jìn)入血漿細(xì)胞、腎小管對(duì)葡萄糖的重吸收會(huì)消耗ATP

答案：C

考向1酶的概述

[典例1](2021

年湖南高考)某些蛋白質(zhì)在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點(diǎn)發(fā)生磷酸化和去磷酸化，參與細(xì)胞信號(hào)傳遞，如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.這些蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化過程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)B.這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失，不影響細(xì)胞信號(hào)傳遞C.作為能量“貨幣”的ATP能參與細(xì)胞信號(hào)傳遞D.蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響

解析：通過蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞信號(hào)的傳遞，體現(xiàn)出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，A正確。如果這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失，將會(huì)使該位點(diǎn)無法磷酸化，進(jìn)而影響細(xì)胞信號(hào)的傳遞，B錯(cuò)誤。根據(jù)題干信息可知，進(jìn)行細(xì)胞信息傳遞的蛋白質(zhì)需要磷酸化才能起作用，而ATP為其提供了磷酸基團(tuán)和能量，從而參與細(xì)胞信號(hào)傳遞，C正確。溫度會(huì)影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)，D正確。答案：B

【考向集訓(xùn)】

1.(2022年廣東東莞四中月考)嫩肉粉是生活中常見的一種烹飪?cè)?，其主要成分是木瓜蛋白酶，可以?duì)肉中的彈性蛋白和膠原蛋白進(jìn)行部分水解，破壞它們的分子結(jié)構(gòu)，使肉類制品口感達(dá))到嫩滑、味美鮮香的效果。下列關(guān)于嫩肉粉的敘述，正確的是( A.嫩肉粉應(yīng)為高溫烘干制成的一種粉劑

B.嫩肉粉中的木瓜蛋白酶應(yīng)置于低溫下保存

C.木瓜蛋白酶能夠?yàn)榈鞍踪|(zhì)的水解提供部分能量

D.木瓜蛋白酶在完成催化過程后，立即被分解

解析：嫩肉粉是生活中常見的一種烹飪?cè)希渲饕煞质悄竟系鞍酌?，?jù)此可推測(cè)嫩肉粉不可能在高溫條件下烘干制成，否則會(huì)導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，無法發(fā)揮催化作用，A錯(cuò)誤。酶應(yīng)在低溫下保存，B正確。酶可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，不能為反應(yīng)提供能量，C錯(cuò)誤。酶在發(fā)揮作用前后理化性質(zhì)不變，因此不會(huì)被分解，D錯(cuò)誤。答案：B實(shí)驗(yàn)組①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA組分＋＋－＋－蛋白質(zhì)組分＋－＋－＋低濃度Mg2+＋＋＋－－高濃度Mg2+－－－＋＋產(chǎn)物＋－－＋－

2.(2022年全國乙卷)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成，可催化底物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應(yīng)所需的條件。某同學(xué)進(jìn)行了下列5組實(shí)驗(yàn)(表中“＋”表示有，“－”表示無)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的結(jié)論是()

A.酶P必須在高濃度Mg2+條件下才具有催化活性

B.蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2+濃度升高而升高

C.在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性

D.在高濃度Mg2+條件下蛋白質(zhì)組分具有催化活性

解析：第①組中，在低濃度Mg2+條件下，有產(chǎn)物生成，說明酶P在該條件下具有催化活性，A錯(cuò)誤。第③組和第⑤組對(duì)照，無關(guān)變量是底物和蛋白質(zhì)組分，自變量是Mg2+濃度，無論是高濃度Mg2+條件下還是低濃度Mg2+條件下，兩組均沒有產(chǎn)物生成，說明蛋白質(zhì)組分無催化活性，B、D錯(cuò)誤。第②組和第④組對(duì)照，無關(guān)變量是底物和RNA組分，自變量是Mg2+濃度，第④組在高濃度Mg2+條件下有產(chǎn)物生成，第②組在低濃度Mg2+條件下，沒有產(chǎn)物生成，說明在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性，C正確。答案：C考向2影響酶促反應(yīng)的相關(guān)曲線[典例2](2021年海南高考)某種酶的催化反應(yīng)速率隨溫度和時(shí))間變化的趨勢(shì)如圖所示。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( A.該酶可耐受一定的高溫

B.在t1

時(shí)，該酶催化反應(yīng)速率隨溫度升高而增大

C.不同溫度下，該酶達(dá)到最大催化反應(yīng)速率時(shí)所需時(shí)間不同

D.相同溫度下，在不同反應(yīng)時(shí)間該酶的催化反應(yīng)速率不同

解析：據(jù)圖可知，該酶在70℃條件下仍具有一定的活性，故該酶可以耐受一定的高溫，A正確。據(jù)圖可知，在t1

時(shí)，酶促反應(yīng)速率隨溫度升高而增大，即反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系為40℃＜50℃＜60℃＜70℃，B正確。由題圖可知，在不同溫度下，該酶達(dá)到最大催化反應(yīng)速率(曲線變平緩)時(shí)所需時(shí)間不同，其中70℃達(dá)到該溫度下的最大反應(yīng)速率時(shí)間最短，C正確。相同溫度下，不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)該酶的反應(yīng)速率可能相同，如達(dá)到最大反應(yīng)速率(曲線平緩)之后的反應(yīng)速率相同，D錯(cuò)誤。答案：D

【考向集訓(xùn)】

3.(2021年江蘇新高考適應(yīng)性考試)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。相關(guān)敘述不正確的是()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6D.兩種酶相比，植酸酶A更適合添加在家畜飼料中

解析：植酸酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，可在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外發(fā)揮作用，A正確。植酸酶為分泌蛋白，真菌合成的植酸酶需要經(jīng)高爾基體對(duì)其進(jìn)行加工和轉(zhuǎn)運(yùn)，才能分泌到細(xì)胞外，B正確。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)活性均最高，故植酸酶A和植酸酶B的最適pH均為6，C錯(cuò)誤。因?yàn)槲敢旱膒H較低，在此條件下植酸酶A的相對(duì)活性較高，故更適合添加在家畜飼料中，D正確。答案：C

4.(2022年廣東開學(xué)摸底考試)酶既具有與底物(或與底物結(jié)構(gòu)類似的抑制劑)結(jié)合的活性部位，也具有與抑制劑結(jié)合的變構(gòu)部位。當(dāng)?shù)孜锱c酶活性位點(diǎn)形成互補(bǔ)結(jié)合時(shí)，可催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶結(jié)合后，酶的空間結(jié)構(gòu)改變，酶活性喪失。酶與底物及其抑制劑作用原理如圖①②③所示，在不同條件下底物濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系如圖④所示。圖①～③與圖④曲線對(duì)應(yīng)正確的是()②

①③④A.①－Ⅰ、②－Ⅱ、③－ⅢB.①－Ⅱ、②－Ⅰ、③－ⅢC.①－Ⅲ、②－Ⅱ、③－ⅠD.①－Ⅰ、②－Ⅲ、③－Ⅱ

解析：圖①無抑制劑時(shí)，酶正常催化化學(xué)反應(yīng)，①對(duì)應(yīng)圖④中的Ⅰ；圖②有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，底物與抑制劑競(jìng)爭(zhēng)活性部位，化學(xué)反應(yīng)速率變慢，可以提高底物濃度解除抑制，②對(duì)應(yīng)圖④中的Ⅱ；圖③有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，抑制劑與酶變構(gòu)部位結(jié)合后，酶活性喪失，不能通過增加底物濃度解除抑制，③對(duì)應(yīng)圖④中的Ⅲ。答案：A考向3ATP的概述

[典例3](2021年全國甲卷)用一段由放射性同位素標(biāo)記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。某研究人員使用放射性同位素32P標(biāo)記的脫氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα～Pβ～Pγ)等材料制備了DNA片段甲(單鏈)，對(duì)W基因在染色體上的位置進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)流程的示意圖如下?；卮鹣铝袉栴}：

(1)該研究人員在制備32P標(biāo)記的DNA片段甲時(shí)，所用dATP的α位磷酸基團(tuán)中的磷必須是32P，原因是____________________________________________。

(2)該研究人員以細(xì)胞為材料制備了染色體樣品，在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是______________________________________。

(3)為了使片段甲能夠通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與染色體樣品中的W基因結(jié)合，需要通過某種處理使樣品中的染色體DNA________。

(4)該研究人員在完成上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又對(duì)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)某基因的mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，在實(shí)驗(yàn)過程中用某種酶去除了樣品中的DNA，這種酶是__________。

解析：(1)dA—Pα～Pβ～Pγ脫去β、γ位上的兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，則為腺嘌呤脫氧核苷酸，是合成DNA的原料之一。因此研究人員在制備32P標(biāo)記的DNA片段甲時(shí)，所用dATP的α位磷酸基團(tuán)中的P必須是32P。(2)RNA分子也可以與染色體DNA進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，產(chǎn)生雜交帶，從而干擾32P標(biāo)記的DNA片段甲與染色體DNA雜交，故去除RNA分子，可以防止RNA分子與染色體DNA的W基因片段發(fā)生雜交。(3)DNA分子解旋后的單鏈片段才能與32P標(biāo)記的DNA片段甲進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，故需要使樣品中的染色體DNA解旋。(4)DNA酶可以水解DNA分子從而去除樣品中的DNA。

答案：(1)dATP脫去β、γ位上的兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，則為腺嘌呤脫氧核苷酸，是合成DNA的原料之一(2)防止RNA分子與染色體DNA的W基因片段發(fā)生雜交(3)解旋(4)DNA酶

【考向集訓(xùn)】

5.(2021年海南高考)研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞，1～2min后迅速分離得到細(xì)胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測(cè)得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATPB.32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性C.32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率相等D.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快，且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)

解析：該實(shí)驗(yàn)不能說明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP，A錯(cuò)誤。根據(jù)題意“結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測(cè)得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致”，說明32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性，B正確。根據(jù)題意可知，放射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團(tuán)，C錯(cuò)誤。該實(shí)驗(yàn)不能說明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，D錯(cuò)誤。答案：B6.(2022年浙江1月選考)下列關(guān)于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是()A.由1個(gè)脫氧核糖、1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成B.分子中與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵稱為高能磷酸鍵C.在水解酶的作用下不斷地合成和水解D.是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶

解析：1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基團(tuán)組成，A錯(cuò)誤。ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫成A—P～P～P，磷酸基團(tuán)與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵是一種特殊的化學(xué)鍵，B錯(cuò)誤。ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C錯(cuò)誤。吸能反應(yīng)一般與ATP的分解相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，故吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間的紐帶就是ATP，D正確。答案：D

一、探究酶的高效性(1)實(shí)驗(yàn)原理。①2H2O22H2O＋O2↑

②比較H2O2在Fe3+、過氧化氫酶等不同條件下氣泡的產(chǎn)生速度或使帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃的程度，了解過氧化氫酶的高效性。(2)實(shí)驗(yàn)方案。試管編號(hào)12注入可溶性淀粉溶液2mL－注入蔗糖溶液－2mL注入新鮮的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保溫5min新配制的斐林試劑2mL2mL二、探究酶的專一性實(shí)驗(yàn)方案試管編號(hào)12沸水浴煮沸1min實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象________________________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論___________________________________________________(續(xù)表)磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉被水解，而蔗糖沒有水解，酶的作用具有專一性

(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是底物的種類；因變量是底物是否被淀粉酶水解。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是探究同一種酶是否能催化不同底物水解。

(2)上述實(shí)驗(yàn)中不能用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因?yàn)榈庖褐荒軝z測(cè)淀粉是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會(huì)使碘液變色。三、探究影響酶活性的因素1.酶活性。(1)定義：酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力。(2)表示方法：可用在一定條件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率表示。2.探究溫度對(duì)酶活性的影響。(1)反應(yīng)原理。

(2)鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，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。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

①材料：宜選用淀粉與淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響。因?yàn)檫^氧化氫在不同溫度下有不同的分解速率(高溫下自身分解)，給實(shí)驗(yàn)引入額外的變量。

②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路(包括自變量、如何控制自變量、因變量、如何檢測(cè)因變量、怎樣對(duì)無關(guān)變量進(jìn)行控制、對(duì)照實(shí)驗(yàn))。自變量溫度控制自變量將裝有等量酶的試管分別放入裝有冰塊、熱水和37℃的水的燒杯中，進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)因變量淀粉是否水解檢測(cè)因變量碘液檢測(cè)溶液是否變藍(lán)對(duì)無關(guān)變量 進(jìn)行控制溶液的量以及試管潔凈度等保持相同試管編號(hào)11′22′33′實(shí)驗(yàn)步驟一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃溫水中水浴5min在沸水中水浴5min(4)實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論。取6支試管，分別編號(hào)為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進(jìn)行以下操作。試管編號(hào)11′22′33′實(shí)驗(yàn)步驟三1與1′試管內(nèi)液體混合，搖勻2與2′試管內(nèi)液體混合，搖勻3與3′試管內(nèi)液體混合，搖勻四在冰水中水浴數(shù)分鐘在60℃溫水中水浴相同時(shí)間在沸水中水浴相同時(shí)間五取出試管，分別滴加2滴碘液，搖勻，觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈____________________呈_______結(jié)論酶發(fā)揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過高和過低都將影響酶的活性(續(xù)表)藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn)藍(lán)色(1)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，一定要讓反應(yīng)物和酶在各自所需的溫度下保溫一段時(shí)間，再進(jìn)行混合。

(2)選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時(shí)，檢測(cè)試劑不可用斐林試劑代替碘液，因?yàn)殪沉衷噭┬柙谒〖訜釛l件下才會(huì)發(fā)生特定的顏色反應(yīng)，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。

(3)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，不宜用H2O2

作反應(yīng)物，因?yàn)镠2O2

易分解，加熱條件下其分解會(huì)加快，氧氣的產(chǎn)生速率增加，并不能準(zhǔn)確反映酶活性的變化。3.探究pH對(duì)酶活性的影響。(1)反應(yīng)原理(用反應(yīng)式表示)。2H2O22H2O＋O2

(2)鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成速率，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗(yàn)O2

的生成速率。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

①材料：宜選用過氧化氫和肝臟研磨液探究pH對(duì)酶活性的影響，而不選用淀粉和淀粉酶。因?yàn)檎{(diào)節(jié)pH值所營造的酸性環(huán)境會(huì)干擾斐林試劑(堿性)對(duì)淀粉水解的檢測(cè)，且酸性環(huán)境下，淀粉還會(huì)水解，堿性環(huán)境會(huì)干擾碘液與淀粉的藍(lán)色反應(yīng)。

②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路(包括自變量、如何控制自變量、因變量、如何檢測(cè)因變量、怎樣對(duì)無關(guān)變量進(jìn)行控制、對(duì)照實(shí)驗(yàn))。自變量pH控制自變量將等量的氫氧化鈉、鹽酸和pH＝7的緩沖液分別放入裝有等量酶的試管中，進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)因變量過氧化氫的分解速率檢測(cè)因變量觀察氣泡產(chǎn)生的情況(或插入衛(wèi)生香，觀察復(fù)燃情況)對(duì)無關(guān)變量進(jìn)行控制溶液的量以及試管潔凈度等保持相同步驟試管1試管2試管3第一步加入2滴肝臟研磨液第二步1mLpH＝7的緩沖液

1mL鹽酸溶液

1mLNaOH溶液第三步加入2mLH2O2

溶液第四步觀察氣泡生成速率(或插入衛(wèi)生香，觀察復(fù)燃情況)(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：氫氧化鈉和鹽酸兩組無明顯氣泡產(chǎn)生(或衛(wèi)生香不復(fù)燃)，pH＝7的緩沖液組有大量氣泡產(chǎn)生(或衛(wèi)生香復(fù)燃)。

(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶的作用需要適宜的pH，pH偏高或偏低都會(huì)使酶活性降低。4.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。

(1)在探究溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)檫^氧化氫(H2O2)在常溫常壓下就能分解，加熱條件下分解會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(2)在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)樵谒嵝詶l件下淀粉本身分解也會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(3)在探究溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，底物和酶溶液應(yīng)先分別在預(yù)設(shè)的溫度中保溫一段時(shí)間后再混合，保證反應(yīng)從一開始就是預(yù)設(shè)的溫度。

(4)探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，必須先調(diào)pH，然后再將反應(yīng)物與酶混合，否則反應(yīng)物會(huì)在未調(diào)節(jié)好pH的情況下就在酶的作用下發(fā)生反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。另外，本實(shí)驗(yàn)中也可將過氧化氫酶溶液和過氧化氫溶液分別調(diào)至同一pH再混合，以保證反應(yīng)開始便達(dá)到預(yù)設(shè)pH。

(5)探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，不能用斐林試劑作指示劑，因?yàn)辂}酸會(huì)和斐林試劑發(fā)生反應(yīng)，使斐林試劑失去作用。[典例](2021年浙江6月選考)下列關(guān)于酶的特性及其影響因素相關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()

A.“酶的催化效率”實(shí)驗(yàn)中，若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同

B.“探究pH對(duì)過氧化氧酶的影響”實(shí)驗(yàn)中，分別加入不同pH的緩沖液后再加入底物

C.“探究酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置1、2號(hào)試管的目的是檢驗(yàn)酶液中是否混有還原糖

D.設(shè)計(jì)溫度對(duì)蛋白酶活性影響的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，可選擇本尼迪特試劑(斐林試劑的改良試劑)檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物

解析：熟馬鈴薯塊莖中酶已經(jīng)失活，用其代替生馬鈴薯塊莖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相同，A錯(cuò)誤?！疤骄縫H對(duì)過氧化氧酶的影響”實(shí)驗(yàn)中，不同pH為自變量，在酶溶液中分別加入不同pH的緩沖液后，再與底物混合，以保證反應(yīng)pH為預(yù)設(shè)pH，B正確。“探究酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置1、2號(hào)試管的目的是檢驗(yàn)淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有還原糖，C錯(cuò)誤。探究溫度對(duì)蛋白酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)物為氨基酸，而本尼迪特試劑為斐林試劑的改良試劑，用于檢驗(yàn)還原糖，故不能選擇本尼迪特試劑檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物，D錯(cuò)誤。答案：B【舉一反三】1.某課外興趣小組