原創(chuàng)2025年高考一輪總復(fù)習(xí)生物 必修1 第5章 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配套課件

必修一

分子與細(xì)胞第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用2025年高考一輪總復(fù)習(xí)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)。(1)有關(guān)酶的知識(shí)。蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體來(lái)源一般來(lái)說(shuō)，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。(3)酶作用機(jī)理：______________________。容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的降低化學(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(wú)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(wú)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(guò)程。純化學(xué)反應(yīng)活細(xì)胞某些物質(zhì)催化蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA考點(diǎn)二酶的特性1.酶具有高效性：與無(wú)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(shuō)”。

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。最高明顯降低遭到破壞永久失活

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(guò)酸(D)、過(guò)堿(F)或溫度過(guò)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。降低空間結(jié)構(gòu)升高低溫酶的空間結(jié)構(gòu)

(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

(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)。不影響考點(diǎn)三ATP的結(jié)構(gòu)與功能1.ATP的結(jié)構(gòu)。腺苷三磷酸腺苷磷酸基團(tuán)

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______________。特殊的化學(xué)鍵化合物結(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)轉(zhuǎn)移勢(shì)能

(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(guò)程就是________的過(guò)程，1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ，所以說(shuō)ATP是一種_________化合物。 (3)ATP在____的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的_______________挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。電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。高能磷酸化合物直接來(lái)源水解合成4.ATP的主要功能。(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。

(3)ATP供能機(jī)制。 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)。ATP水解的酶②ATP為主動(dòng)運(yùn)輸提供能量的過(guò)程。磷酸基團(tuán)磷酸化空間結(jié)構(gòu)活性

a.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(lái)與載體蛋白結(jié)合，這一過(guò)程伴隨著___________，這就是__________________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(續(xù)表)末端能量的轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)載體蛋白的磷酸化空間結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化場(chǎng)所常見(jiàn)的生理過(guò)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)錄等細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的常見(jiàn)生理過(guò)程【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(wú)氧條件下，丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^(guò)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(wú)機(jī)催化劑催化兩種催化方法，其能量變化過(guò)程用圖1中兩條曲線表示；圖2為某酶促反應(yīng)過(guò)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(wú)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(shuō)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(wú)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5D.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](2023年廣東高考)中國(guó)制茶工藝源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。紅茶制作包括萎凋、揉捻、發(fā)酵、高溫干燥等工序，其間多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素是紅茶風(fēng)味形成的關(guān)鍵。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)使多酚氧化酶與茶多酚接觸B.發(fā)酵時(shí)保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性C.發(fā)酵時(shí)有機(jī)酸含量增加不會(huì)影響多酚氧化酶活性D.高溫滅活多酚氧化酶以防止過(guò)度氧化影響茶品質(zhì)

解析：紅茶制作時(shí)揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使其釋放的多酚氧化酶與茶多酚接觸，A正確。發(fā)酵過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是酶促反應(yīng)過(guò)程，需要將溫度設(shè)置在酶的最適溫度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能獲得更多的茶黃素，B正確。酶的作用條件較溫和，發(fā)酵時(shí)有機(jī)酸含量增加會(huì)降低多酚氧化酶的活性，C錯(cuò)誤。高溫條件會(huì)使多酚氧化酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞而失活，以防止過(guò)度氧化影響茶品質(zhì)，D正確。答案：C

【考向集訓(xùn)】

1.(2023年廣東河源開學(xué)聯(lián)考)植酸酶是一種胞外酶，能將植酸分解為肌醇和無(wú)機(jī)磷。真菌分泌的植酸酶作為畜禽飼料，可提高飼料利用率。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.植酸酶為植酸分解為肌醇和無(wú)機(jī)磷提供所需活化能B.真菌分泌植酸酶要依賴于生物膜的流動(dòng)性才能實(shí)現(xiàn)C.植酸酶保存時(shí)，應(yīng)避免接觸強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬等D.烈日暴曬、烘烤等都可導(dǎo)致植酸酶活力降低或失活

解析：植酸酶能降低植酸分解為肌醇和無(wú)機(jī)磷的活化能，A錯(cuò)誤。真菌分泌植酸酶的方式為胞吐，依賴于生物膜的流動(dòng)性，B正確。酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬等會(huì)使植酸酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而失活，C正確。烈日暴曬、烘烤等會(huì)使植酸酶空間構(gòu)象改變，導(dǎo)致植酸酶活力降低或失活，D正確。答案：A

考向2影響酶促反應(yīng)的相關(guān)曲線

[典例2](2023年廣東梅州二模)PET是一種造成“白色污染”的塑料。自然界中的L酶能破壞PET中的化學(xué)鍵，有利于PET的降解、回收和再利用。研究人員嘗試對(duì)L酶進(jìn)行改造，獲得了一種催化活性更高的突變酶。下圖表示突變酶對(duì)PET的降解率隨時(shí)間變化的曲線。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.隨著溫度升高，突變酶和L酶對(duì)PET的降解率都會(huì)不斷上升B.突變酶和L酶都可以為PET中化學(xué)鍵的破壞提供活化能C.PET濃度增大，突變酶的活性會(huì)增加，導(dǎo)致其對(duì)PET的降解率上升D.反應(yīng)9小時(shí)以內(nèi)，突變酶的活性和濃度會(huì)影響其對(duì)PET的降解率

解析：溫度太高會(huì)使酶變性，導(dǎo)致突變酶和L酶對(duì)PET的降解率下降，A錯(cuò)誤。酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，B錯(cuò)誤。提高底物濃度不會(huì)改變酶的活性，C錯(cuò)誤。反應(yīng)9小時(shí)以內(nèi)，突變酶對(duì)PET的降解率逐漸上升，PET的降解受到酶的催化，其降解率受到突變酶的活性和濃度的影響，D正確。答案：D

【考向集訓(xùn)】

2.(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考向3ATP的概述

[典例3](2021年全國(guó)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?wèn)題。

(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(guò)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(guò)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(guò)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)】

3.(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(méi)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(shuō)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(shuō)明32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒(méi)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(shuō)明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，D錯(cuò)誤。答案：B

4.(2023年廣東深圳二模)磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來(lái)合成ATP(A—P～P～P)。研究者對(duì)蛙的肌肉組織進(jìn)行短暫電刺激，檢測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組(肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理)肌肉收縮前后ATP和ADP的含量，結(jié)果如下表所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下列有關(guān)分析正確的是()磷酸腺苷對(duì)照組/(×10-6mol·g-1)實(shí)驗(yàn)組/(×10-6mol·g-1)收縮前收縮后收縮前收縮后ATP1.301.301.300.75ADP0.600.600.600.95A.對(duì)照組中的肌肉組織細(xì)胞中無(wú)ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化B.實(shí)驗(yàn)組中的肌肉組織細(xì)胞中有ATP分解也有ATP合成C.對(duì)照組中的磷酸肌酸沒(méi)有參與ATP的再生合成D.實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)表明部分生命活動(dòng)可利用靠近A的磷酸鍵

解析：肌肉收縮需要ATP提供能量，對(duì)照組肌肉收縮前后ATP和ADP的含量沒(méi)有變化，故有ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，A錯(cuò)誤。肌肉細(xì)胞呼吸作用釋放的能量少部分可用于合成ATP，且實(shí)驗(yàn)組肌肉細(xì)胞收縮后ATP含量降低，ADP含量升高，故實(shí)驗(yàn)組中有ATP的消耗，也有ATP的生成，B正確。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來(lái)合成ATP，對(duì)照組中的磷酸肌酸參與ATP的再生合成，C錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)中沒(méi)有AMP的含量變化，故不能表明部分生命活動(dòng)利用了靠近A的磷酸鍵，D錯(cuò)誤。答案：B一、探究酶的高效性(1)實(shí)驗(yàn)原理。

②比較H2O2

在Fe3+、過(guò)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(guò)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二、探究酶的專一性實(shí)驗(yàn)方案試管編號(hào)12新配制的斐林試劑2mL2mL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(wú)磚紅色沉淀淀粉被水解，而蔗糖沒(méi)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(wú)論是否被水解都不會(huì)使碘液變色。三、探究影響酶活性的條件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(lái)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^(guò)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。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(wú)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

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(wú)關(guān)變量進(jìn)行控制、對(duì)照實(shí)驗(yàn))。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(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(guò)高和過(guò)低都將影響酶的活性(續(xù)表)藍(lán)色無(wú)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(lái)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)。

(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(lái)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(guò)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(yíng)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)。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(guò)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(wú)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

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(wú)關(guān)變量進(jìn)行控制、對(duì)照實(shí)驗(yàn))。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(wú)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(guò)氧化氫(H2O2)和過(guò)氧化氫酶作為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)檫^(guò)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(guò)氧化氫酶溶液和過(guò)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。pH357911M0.71.01.01.00.6L0.51.00.50.20.1

[典例](2022重慶高考)植物蛋白酶M和L能使肉類蛋白質(zhì)部分水解，可用于制作肉類嫩化劑。某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)定并計(jì)算了兩種酶在37℃、不同pH下的相對(duì)活性，結(jié)果見(jiàn)下表。下列敘述最合理的是()A.在37℃時(shí)，兩種酶的最適pH均為3B.在37℃長(zhǎng)時(shí)間放置后，兩種酶的活性不變C.從37℃上升至95℃，兩種酶在pH為5時(shí)仍有較高活性D.在37℃、pH為3～11時(shí)，M更適于制作肉類嫩化劑

解析：在37℃時(shí)，M的適宜pH為5～9，而L的適宜pH為5左右，A錯(cuò)誤。酶適宜在低溫條件下保存，在37℃長(zhǎng)時(shí)間放置后，兩種酶的活性會(huì)發(fā)生改變，B錯(cuò)誤。酶發(fā)揮作用需要適宜的溫度，高溫會(huì)導(dǎo)致酶變性失活，因此從37℃上升至95℃，兩種酶在pH為5時(shí)都已經(jīng)失活，C錯(cuò)誤。在37℃、pH為3～11時(shí)，M比L的相對(duì)活性高，因此M更適于制作肉類嫩化劑，D正確。答案：D組別123456棉花減重/g00.120.160.220.230.15溫度/℃253545556575

【舉一反三】

1.(2023年廣州一模)紡織廠常用枯草桿菌生產(chǎn)的α淀粉酶除去織物中的淀粉。為探究α-淀粉酶的最適溫度，某科研小組在適宜條件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，棉花初始質(zhì)量為5g，每組在各自溫度下保溫20min后測(cè)量棉花減重，結(jié)果如下表所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.該實(shí)驗(yàn)應(yīng)保證每組的α-淀粉酶濃度、體積及棉花的初始質(zhì)量完全相同B.每組應(yīng)先將α-淀粉酶與棉花混合，再進(jìn)行保溫C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明α-淀粉酶的最適溫度范圍為55℃～75℃D.若驗(yàn)證α-淀粉酶具有專一性，可讓其處理脂肪，用蘇丹Ⅲ染液檢驗(yàn)脂肪分解情況

解析：該實(shí)驗(yàn)中加入的α-淀粉酶的濃度、體積及棉花的初始質(zhì)量等屬于無(wú)關(guān)變量，應(yīng)保證相同且適宜，A正確。每組應(yīng)先將α-淀粉酶和棉花分別預(yù)熱到設(shè)置溫度，再進(jìn)行混合，B錯(cuò)誤。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)，α-淀粉酶的最適溫度范圍為55℃～75℃，C正確。若驗(yàn)證α-淀粉酶具有專一性，可讓其處理脂肪，用蘇丹Ⅲ染液檢驗(yàn)分解情況，進(jìn)而可說(shuō)明酶具有專一性，D正確。答案：B2.(2022年廣東高考)某同學(xué)對(duì)蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結(jié)果見(jiàn)下表。下列分析錯(cuò)誤的是()

注：“＋”“－”分別表示有、無(wú)添加，反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白組別pHCaCl2溫度/℃降解率/%①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030A.該酶的催化活性依賴于CaCl2B.結(jié)合①②組的相關(guān)變量分析，自變量為溫度C.該酶催化反應(yīng)的最適溫度70℃，最適pH為9D.尚需補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)才能確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物

解析：由②③對(duì)比可知，沒(méi)有CaCl2

就不能降解Ⅰ型膠原蛋白，故該酶的催化活性依賴于CaCl2，A正確。實(shí)驗(yàn)遵循單一變量和對(duì)照原則，對(duì)比①②組，單一變量是溫度，所以溫度為自變量，B正確。在本實(shí)驗(yàn)中，70℃、pH為9條件下酶的催化效率較高，但要確定最適溫度和最適pH，還要縮小溫度梯度和pH梯度，進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)，C錯(cuò)誤。如果要確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物，實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)該是不同底物，所以還需補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)才能