2020年高考生物二輪復習第二單元生命系統(tǒng)的代謝基礎教學案（含解析）

第二單元生命系統(tǒng)的代謝基礎

專題一酶與ATP

【最新考綱】LATP在能量代謝中的作用（II）。2.酶在代謝中的作用（H）。

前掛卮連.拓廣成面—跡耍照9知識體系.自建OH-：：：：.：：：：.：：：：—

酶的合成場所有哪些？為什么細胞內的吸能反應往往伴隨著ATP的水解？手繪一下ATP和RNA之間的關系？

為什么保存酶制劑要在低溫和最適pH條件下？ATP是唯一的直接能主要的能源物質和良好的儲能物質分別是什么？

源物質嗎？它們和ATP的關系是什么？

學科術語?必背

1.生物體內酶的化學本質：絕大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA。

2.酶催化作用的機理是降低化學反應的活化能,不具有調節(jié)作用，也不能作為能源物

質。

3.酶的催化作用具有高效性、專一性和作用條件較溫和的特點。

4.酶的催化作用需要適宜的pH和溫度等條件。高溫、過酸、過堿會使酶的空間結構遭

到破壞而變性失活；低溫只是降低酶的活性，但酶的空間結構不變。

5.細胞中ATP含量很少，但是ATP與ADP轉化非常迅速,能為生命活動提供大量能量。

無論是飽食還是饑餓，ATP與ADP含量都保持動態(tài)平衡,不會劇烈變化。

6.吸能反應一般與ATP水解的反應相聯(lián)系,需要ATP水解提供能量;放能反應一般與

ATP的合成相聯(lián)系。

思考答案思考一：核糖體、細胞核。

思考二：ATP水解釋放的能量可直接用于各種需能的生化反應（植物光反應除外）。

思考三：

思考四：分別是糖類和脂肪，它們所含有的化學能須轉移到ATP中，才能被生命活動所

利用。

思考五：ATP是細胞代謝的直接能源物質，但不是唯一的直接能源物質，如蛋白質合成

過程中還可以用UTP。

思考六：高溫和pH的高低對酶的活性影響具有不可逆性，低溫一方面抑制微生物對酶

的破壞及酶自身的分解，另一方面對酶活性的抑制可恢復。

洞察考情微析考點?核心考點-整合

考點1酶及其相關曲線分析

T［線I考I情

【樣題1】（2019?浙江選考）為研究酶的特性，進行了實驗，基本過程如下表所示:

步驟基本過程試管A試管B

1加入2%過氧化氫溶液3mL3mL

2加入馬鈴薯勻漿少許一

3加入二氧化鎰一少許

4檢測

據(jù)此分析，下列敘述錯誤的是（）

A.實驗的可變因素是催化劑的種類

B.可用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測指標

C.該實驗能說明酶的作用具有高效性

D.不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗

解析比較表中試管A和試管B中加入的物質，可知本實驗的自變量是催化劑的種類,

A項正確;本實驗的檢測指標可以是衛(wèi)生香的燃燒程度也可以是產(chǎn)生氣泡的速率,B項正確；

馬鈴薯勻漿中含有過氧化氫酶，二氧化錦屬于無機催化劑，通過比較二者催化過氧化氫分解

的情況，可以證明酶具有高效性，C項正確；雞肝勻漿中也含有過氧化氫酶，所以可以用雞

肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗，D項錯誤。

答案D

【樣題2】(全國卷II)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組

(20°C)、B組(40°C)和C組(60°C),測定各組在不同反應時間內的產(chǎn)物濃度(其他條件相

同)，結果如圖?；卮鹣铝袉栴}:

(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是組。

(2)在時間心之前，如果A組溫度提高10℃,那么A組酶催化反應的速度會o

(3)如果在時間友時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么

在益時，C組產(chǎn)物總量，原因是

⑷生物體內酶的化學本質是,其特性有

___________________________________(答出兩點即可)。

解析(1)在60℃條件下，反應的最終產(chǎn)物濃度比20℃和40℃條件下小很多，說明

酶在60°C條件下最終失活。20℃與40℃條件下相比，40℃時酶促反應到達反應平衡的

時間短，說明40℃條件下酶活性較高。(2)在時間G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，因此A

組酶催化反應的速度會加快。(3)友時C組的產(chǎn)物濃度已不再增加，但由A和B組友時的產(chǎn)

物濃度可知，友時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組溫度過高導

致友時酶已經(jīng)變性失活。因此如果在時間友時，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不

變的情況下，友時產(chǎn)物的總量也不會再增加。(4)生物體內酶的化學本質絕大多數(shù)是蛋白質，

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，友時酶已失活，即使增加底物，反應

產(chǎn)物總量也不會增加(4)蛋白質或RNA高效性、專一性

考什么：高頻考點，已出的高考試題主要考查了

酶的作用與特性、影響酶活性的因素分析等知識點。

怎么考：命題時或聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，或結合

圖表曲線，或通過實驗分析進行考查。

新趨勢：結合酶的特性的綜合實驗以及曲線圖

表是該考點對“科學思維、科學探究”能力考查的新

方向。

高I考I必I備

1.酶的概念及特性

2.理清酶的作用原理、特性及影響因素的3類曲線

(1)酶的作用原理

①由圖可知，酶的作用原理是降低化學反應的活化能。

②若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但

會提供活化能。

(2)酶的特性曲線

反

口入酶加入無機催化劑應

酶

點，^酶速A

率

酶B

0時間°反應物A濃度

圖1圖2

①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較表明：酶具有高效性。

②圖2中兩曲線比較表明：酶具有專一性。

（3）各因素對酶促反應速率影響曲線

酶A

促

反

應

速

率O

最適溫度溫度底物濃度

圖1圖3

①分析圖1和圖2：溫度或pH通過影響酶的活性來影響酶促反應速率。

②分析圖3：。段的限制因素是底物濃度，P點以后的限制因素可能是酶濃度。

3.探究酶的最適溫度或最適pH

（1）實驗設計思路

底

物的

量

分

解

底物"溫度（或PH（）下+酶溫度（或pH,）下、

除

w?麻

底物t溫度（或p、）下+酶力溫度（或pH?）下

2A產(chǎn)

量

???項

生

物

???的

成

量

底物tn溫度（或pH.）下+酶tn溫度（或pH）下,

（2）實驗設計程序

考響I微I練

考向一酶的本質及特性

1.判斷正誤（正確的畫“J”，錯誤的畫“X”）

（1）酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核甘酸。（X）

提示：酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核甘酸。

（2）影響酶活性的因素就是影響酶促反應的因素。（X）

提示：影響酶活性的因素與影響酶促反應速率的因素不是一回事，如：底物的濃度可影

響酶促反應速率但不影響酶活性。

（3）酶作為催化劑，可調節(jié)細胞的代謝，也可以作為另一生化反應的底物。（X）

提示：催化（降低反應分子活化能）是酶唯一的功能，它不具有調節(jié)功能，也不作為能源

（或組成）物質，切不可額外夸大其功能！失活后可作為另一生化反應的底物。

（4）滴加FeCL溶液提高過氧化氫的分解速率不涉及“降低化學反應活化能”的原理。

（X）

提示：FeCA屬于無機催化劑，通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速率。

（5）低溫和降低pH能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結構。（X）

提示：溫度和pH對酶的活性影響中，低溫只是抑制了酶的活性，酶的結構并沒有被破

壞，而溫度過高，pH過高或過低，酶的空間結構被破壞，因此只有在低于最適溫度時，酶

的活性才可以隨溫度上升而增大。在超過最適溫度、高于或低于最適pH時，即使條件改為

最適后，酶活性都不能再恢復到最大。

（6）探究酶的最適pH時，不宜用淀粉作底物。（J）

提示：淀粉在酸性條件下易分解。

2.（2019?鄭州質檢一）肽酰轉移酶是催化肽鍵形成的酶，對RNA酶敏感，對蛋白酶不

敏感。下列對該酶的敘述錯誤的是（）

A.該酶可催化氨基酸脫水縮合

B.該酶應該存在于核糖體中

C.線粒體和葉綠體內不會含有該酶

D.肽酰轉移酶是具有催化活性的RNA

解析根據(jù)題干信息可知，肽酰轉移酶可催化氨基酸脫水縮合形成肽鍵，A項正確；氨

基酸形成肽鏈的場所是核糖體，故肽酰轉移酶應該存在于核糖體中，B項正確；線粒體和葉

綠體中含有少量的DNA,可通過轉錄和翻譯形成蛋白質，因此，在這兩種細胞器內也可存在

肽酰轉移酶，C項錯誤；酶的化學本質是蛋白質或RNA,根據(jù)肽酰轉移酶對RNA酶敏感，而

對蛋白酶不敏感，可知該酶的成分為RNA,D項正確。

答案C

3.（2019?黑龍江八校聯(lián)考）最適溫度下將一定量蛋白質A與蛋白質B在a時混合，而

后發(fā)現(xiàn)蛋白質A的濃度不斷降低（6時濃度不再變化），蛋白質B的濃度不變。下列敘述正確

的是（）

A.蛋白質B可能是淀粉酶，其能降低蛋白質A水解反應所需的活化能

B.實驗開始時若適當提高該反應體系溫度，6值可能增大也可能減小

C.若蛋白質A水解反應速率不斷降低，不能表明酶的活性發(fā)生變化

D.向反應體系中加入雙縮版試劑可準確檢測蛋白質A的剩余量

解析根據(jù)題干信息分析可得，蛋白質B是能夠催化蛋白質A水解的酶，故其應該是一

種蛋白酶，而不是淀粉酶，A項錯誤；適當提高該反應體系溫度，酶的活性降低，6值增大，

B項錯誤；蛋白質A水解反應速率不斷降低與反應物濃度減少也有關，不能表明酶的活性發(fā)

生變化，C項正確；蛋白質與雙縮胭試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應，通過顏色變化不能準確

檢測蛋白質A的剩余量，且如果蛋白質A水解的產(chǎn)物有多肽，多肽也會與雙縮胭試劑發(fā)生反

應，D項錯誤。

答案C

考向二有關酶促反應的曲線分析

4.（2019?鄭州質檢一）細胞內的磷酸果糖激酶（酶P）催化下列反應：果糖-6-磷酸+

酶P

ATP一?果糖-1,6-二磷酸+ADP,這是細胞有氧呼吸第一階段的重要反應。如圖為高、低兩

種ATP濃度下酶P與果糖-6-磷酸濃度的關系。下列敘述不正確的是（）

低ATP濃度

省

里

d

髭高ATP濃度

O果糖-6-磷酸濃度

A.酶P應該廣泛存在于需氧型生物和厭氧型生物的細胞內

B.一定范圍內，果糖-6-磷酸濃度與酶P活性呈正相關

C.低ATP濃度在一定程度上抑制了酶P的活性

D.有氧呼吸的第一階段既產(chǎn)生ATP,也消耗ATP

解析有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段是相同的，故在需氧型生物和厭氧型生物中都存

在酶P,A項正確；由題圖可知，在一定范圍內，果糖-6-磷酸濃度與酶P活性呈正相關，B

項正確；與高ATP濃度相比，低ATP濃度下酶P的活性更強，說明低ATP濃度在一定程度上

能夠使酶P活性增加，C項錯誤；已知有氧呼吸第一階段可產(chǎn)生少量的ATP,再結合題干信

息可知，有氧呼吸第一階段也消耗了ATP,D項正確。

答案C

5.（2019?山東六校聯(lián)考）圖中甲曲線表示在最適溫度下，某種酶促反應速率與反應物

濃度之間的關系，乙、丙曲線分別表示該酶促反應速率隨pH或溫度的變化趨勢，下列相關

分析錯誤的是（）

反

應

速

率

A.在B點適當增加酶的濃度，反應速率將增大

B.圖中E點代表該酶的最適溫度，H點代表該酶的最適pH

C.短期保存該酶，適宜條件對應于圖中的D、H兩點

D.若研究過氧化氫酶促進過氧化氫分解的反應，亦可得到上圖曲線

解析分析乙、丙曲線：低溫條件下酶的活性較低，高溫會使酶失活，故乙曲線表示酶

促反應速率隨溫度的變化趨勢；過酸、過堿都會使酶失活，故丙曲線表示酶促反應速率隨

pH的變化趨勢。分析甲曲線可知：B點時限制反應速率的因素主要是酶的濃度，所以在B

點適當增加酶的濃度，反應速率將增大，A項正確。據(jù)分析可知，乙曲線表示酶促反應速率

隨溫度的變化趨勢，則E點表示該酶的最適溫度；丙曲線表示酶促反應速率隨pH的變化趨

勢，則H點表示該酶的最適pH,B項正確。短期保存酶需要確保酶的空間結構不會受到破壞

即酶未失活，而過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活，在較

低溫度下，酶的活性很低，但空間結構穩(wěn)定，在適宜溫度下其活性可以恢復，因此應在最適

pH、低溫條件下保存該酶，C項正確。過氧化氫在自然條件下可以緩慢分解，加熱可加快過

氧化氫的分解，因此當用過氧化氫酶研究溫度對酶促反應速率的影響時，高溫條件下酶促反

應速率不為零，D項錯誤。

答案D

?類題通法?

“四看法”分析酶促反應曲線

（1）看兩坐標軸的含義：分清自變量與因變量，了解兩個變量之間的關系（一般橫軸為自

變量，縱軸為因變量）。

（2）看曲線的變化：一般情況下，生成物的量未達到飽和時，限制因素是橫坐標所表示

的因素，當達到飽和后，限制因素是橫坐標所表示的因素之外的其他因素。

（3）看特殊點：即曲線的起點、終點、頂點、轉折點、交叉點等五點，理解特殊點的意

義。

（4）看不同曲線的變化:理解曲線之間的內在聯(lián)系，找出不同曲線的異同及變化的原因。

注：反應溶液pH（溫度）的變化不影響酶作用的最適溫度（或pH）,如下圖所示：

考點2ATP的來源及作用

T線I考I情

【樣題】（全國卷I節(jié)選）在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用a、

8和丫表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團所處的位置（A-P??PB?Py或

dA—Pa,?Pp,?PY）o回答下列問題:

（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADPo若要用該

酶把好標記至I]DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的（填“a”“B”

或“Y”）位上。

（2）若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將蚱標記到新合成的DNA分子上,

則帶有32P的磷酸基團應在dATP的（填“a”“B”或“丫”）位上。

解析（l）ATP水解成ADP時，遠離A的高能磷酸鍵斷裂，在丫位上的磷酸基團從ATP

上脫離下來，再結合題干信息可知，要將32P標記的磷酸基團轉移到DNA末端上，需標記ATP

丫位上的磷酸基團。（2）dATP與ATP結構相似，不同之處是dATP中的五碳糖是脫氧核糖，

而ATP中的五碳糖是核糖，合成DNA的原料是脫氧核甘酸，含有一個磷酸基團，而dATP含

有三個磷酸基團，因此，以dATP為原料合成DNA時，若要將32P標記到DNA分子上，32P標

記的磷酸基團應在dATP的a位上。

答案⑴Y⑵a

■考什么：高考對ATP的考查主要側重ATP的

考結構、合成和利用。

情怎么考：單獨出題的概率低，多結合呼吸作用

?與光合作用，或其與RNA(或DNA)的聯(lián)系來進行

解考查，題型多為選擇題或簡答題。

t賣新趨勢：以信息題形式，結合核酸、細胞代謝等

■知識進行綜合考查。

高I考I必I備

1.理清ATP結構的組成與特點

腺昔(A))|三個磷酸基團

三磷酸腺昔

(2)ATP中含有兩個高能磷酸鍵，其中遠離腺昔的高能磷酸鍵容易水解與合成。

2.理解ATP與ADP的轉化

ADP+Pi―酶酶一ADP+Pi

能量-——能量

細胞呼吸、光合作用各項生命活動

(l)ATP的產(chǎn)生途徑

①光合作用：發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上的光反應。

酶

光合色素吸收的光能+ADP+PiATP

②細胞呼吸：發(fā)生在細胞質基質和線粒體中。

酶

細胞呼吸釋放的化學能+ADP+Pi——-ATP

(2)ATP的消耗途徑

酶

ATP——》ADP+Pi+能量

ATP水解釋放的能量用于細胞中的各種耗能反應，如主動運輸、物質合成、肌肉收縮等。

(3)ATP與ADP的相互轉化。

?特別提醒?

(l)ATPW能量

ATP是一種高能磷酸化合物，是直接的能源，不能將兩者等同起來。

(2)生命活動需要消耗大量能量，但細胞中ATP含量很少。其供應依賴于ATP與ADP間

快速轉化。

(3)ATP合成時可產(chǎn)生水，ATP水解時消耗水。

(4)除光能、有機物中的化學能之外，硝化細菌等化能合成作用的細菌可利用體外無機

物(如NH3)氧化時所釋放能量來合成ATPo

3.ATP與DNA、RNA的聯(lián)系

ATP與DNA、RNA、核甘酸的結構中都有“A”，但在不同物質中表示的含義不同，如圖

所示：

腺喋吟脫氧核昔酸

腺昔(腺喋吟+核糖)二、，___,_____

I???T

I；

/-'、、WCGT

：A-^P~P~PTGCA

'、」]_______|______|_______L

ATPDNA

腺喋吟核糖核甘酸

UG小C

__I_______I、I一//I

腺噂吟

RNA

考響I微I練

考向ATP的結構與作用

1.判斷正誤(正確的畫“，錯誤的畫“X”)

(l)ATP可以水解為一個核甘酸和兩個磷酸，而其合成所需的能量由磷酸提供。(X)

提示:綠色植物細胞中合成ATP的能量可來自光反應中的光能和呼吸作用中有機物分解

產(chǎn)生的化學能；動物細胞中合成ATP的能量可來自呼吸作用中有機物分解產(chǎn)生的化學能。

（2）細胞質中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體。（X）

提示：細胞質中消耗的ATP來源于細胞質基質、線粒體。

（3）人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡。（X）

提示：人在饑餓時，肝糖原會自動分解為糖，從而為ATP合成提供能量，使ATP與ADP

的相互轉化達到動態(tài)平衡。

（4）人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等。（X）

提示：人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞還進行無氧呼吸，因此，每摩爾葡萄糖生成

ATP的量比安靜時少。

（5）光合作用與呼吸作用產(chǎn)生的ATP本質相同，在某些情況下彼此可以彌補產(chǎn)生量的不

足。（X）

提示:誤認為光合作用產(chǎn)生的ATP與線粒體產(chǎn)生的ATP可混用，其實二者有嚴格的界限，

光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應，而其他生命活動需要的ATP來自細胞呼吸。

2.（2019?成都市二診）科學家發(fā)現(xiàn)某些蜥蟲體內能合成類胡蘿卜素，這些類胡蘿卜素

吸收的光能傳送到某些細胞后，一部分會轉移到ATP中。下列敘述錯誤的是（）

A.蜥蟲體內光能轉變成化學能的過程伴隨著物質變化

B.蠣蟲在紅光條件下合成ATP的速率比藍光條件下快

C.蜥蟲體細胞內ATP的含量可能影響ATP的合成過程

D.魴蟲體細胞轉移到ATP中的能量既有光能又有化學能

解析根據(jù)題干信息可知，蜥蟲體內光能轉變成化學能的過程伴隨著物質變化，如ATP

的合成，A項正確；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此蜥蟲在紅光條件下合成ATP的速率比

藍光條件下慢，B項錯誤；若蜥蟲體細胞內ATP的含量高，則ATP的合成速率可能較慢，即

蜥蟲體細胞內ATP的含量可能影響ATP的合成過程，C項正確；蠣蟲體細胞轉移到ATP中的

能量除了來自光能還可以來自有機物氧化分解釋放的化學能，D項正確。

答案B

3.（2019?東北三校聯(lián)考二）“分子馬達”是分布于細胞內部或細胞表面的一類蛋白質，

它們的結構會隨著與ATP和ADP的交替結合而改變,從而使自身或與其結合的分子產(chǎn)生運動-

下列相關分析不正確的是（）

A.線粒體和葉綠體中都有“分子馬達”

B.RNA聚合酶是沿RNA移動的“分子馬達”

C.“分子馬達”運動所需的能量由ATP水解提供

D.細胞膜上的部分載體蛋白是“分子馬達”

解析線粒體和葉綠體內有ATP的合成和水解，發(fā)生ATP與ADP的相互轉化，故線粒體

和葉綠體中都有“分子馬達”；RNA聚合酶是催化轉錄過程需要的酶，是沿DNA移動的“分

子馬達”；ATP是直接能源物質，故“分子馬達”運動所需的能量由ATP水解提供；細胞膜

上的部分載體蛋白協(xié)助主動運輸，消耗ATP,屬于“分子馬達”。

答案B

4.在下列四種化合物的化學組成中，“O”中所對應的含義最接近的是（）

A.①②B.①③

C.③④D.⑤⑥

解析根據(jù)題意，“O”中所對應的含義分別為①一磷酸腺昔AMP即腺喋吟核糖核甘酸,

②腺喋吟，③DNA分子上的腺嘿吟脫氧核甘酸，@RNA分子上的腺喋聆核糖核甘酸，⑤腺首，

⑥腺背。

答案D

重點題型重在提升?學科素養(yǎng)?達成

高考對有關酶實驗的考查要求

【例】為獲取高性能堿性淀粉酶，興趣小組的同學在科研人員的幫助下進行了如下實

驗。回答相關問題：

［實驗目的］比較甲、乙、丙三種微生物所產(chǎn)生的淀粉酶的活性。

［實驗原理］略。

［實驗材料］科研人員提供的三種微生物淀粉酶提取液（提取液中酶濃度相同）等。

［實驗步驟］

①取四支試管，分別編號。

②在下表各列的字母位置，填寫相應試劑的體積（mL）,并按表內要求完成操作。

試管1試管2試管3試管4

蒸儲水222A

pH=8緩沖液0.50.50.50.5

淀粉溶液1111

甲微生物提取液0.3

乙微生物提取液0.3

丙微生物提取液0.3

總體積3.83.83.8B

③將上述四支試管放入37℃的水浴鍋中，保溫1小時。

④待上述四支試管冷卻后滴入碘液。

⑤觀察比較實驗組的三支試管與對照組試管的顏色及其深淺。

［實驗結果］（“+”表示顏色變化的深淺，“一”表示不變色）

試管1試管2試管3試管4

顏色深淺程度++一+C

請回答下列問題:

⑴填寫表中的數(shù)值：A為,C的顏色深淺程度為（用“+”或“一”

表示）。

（2）該實驗的自變量是,無關變量有（至少寫出2種）。

（3）除了用碘液檢驗淀粉的剩余量來判斷實驗結果外，還可以用試劑來檢測生

成物。若用該試劑檢驗，顏色變化最大的試管是o

簡思導引

知識---?酶的構成及相關特性、酶促反應的原理及相

儲備關實驗的設計能力。

審題---?分析表中數(shù)據(jù)可知，底物都為淀粉，加入的

關鍵甲、乙、丙微生物提取液屬于自變量，提取液

中含有的是淀粉酶，觀察指標是各試管中碘

液加入后溶液顏色變化的深淺，據(jù)此對三種

v微生物所產(chǎn)生淀粉酶的活性進行分析。

破題一＞(1)實驗中要遵循單一變量原則，各組實驗

得解中所加的溶液的總量需相等，因此試管4中

需加入的蒸餡水的體積為2.3mL。分析表

格可知，試管4中沒有添加微生物提取液.

即不含淀粉酶，則淀粉未被水解，量不變，而

試管1、試管2、試管3中均添加了微生物提

取液，即均含有淀粉酶，淀粉被全部或部分

水解，量減少，且因淀粉遇碘變藍，所以滴加

碘液后，試管4中顏色變化最深，用',+++”

或更多的“+”表示。(2)根據(jù)實驗結果推

斷，不同微生物提取液中淀粉酶的活性不

同，因此實驗的自變量是不同來源的淀粉

酶，無關變量有溫度、pH、提取液的量和濃

度等。(3)由于淀粉酶能將淀粉水解產(chǎn)生麥

芽糖，麥芽糖為還原糖，因此可以用斐林試劑

鑒定。據(jù)實驗結果分析可知,試管2中淀粉剩

余量最少，則還原糖最多，因此若用斐林試劑

I檢驗，其顏色最深，變化最大。

標準---?(1)2.3H—I—H(或多于H—I—H)

答案(2)不同來源的淀粉酶pH、溫度、提取液

的量和濃度

(3)斐林試管2

圜國回圍

i.實驗變量的確定

(D自變量與因變量：自變量是實驗中由實驗者控制的因素或條件，因變量是實驗中隨

實驗變量變化而變化的量。通常，自變量是原因，因變量是結果，二者具有因果關系。

(2)無關變量與因變量：無關變量是實驗中除自變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結果的因素

或條件。無關變量所引起的變化和結果會對因變量起干擾作用，但不呈因果關系，因此，必

須控制無關變量以減少實驗誤差。

2.酶相關實驗設計必記4個關鍵點

（1）探究酶的高效性時，應設置“無機催化劑”作對照組。

（2）驗證酶的專一性，既可用同一種酶（如淀粉酶）作用于不同的底物（如淀粉和蔗糖），

也可以用不同的酶（如淀粉酶和蛋白酶）作用于同一底物（如淀粉）。

（3）用不同底物、同種酶來探究酶的專一性時，若是用淀粉酶，底物為淀粉、蔗糖兩種，

則應用斐林試劑作為檢測試劑，不能選用碘液作為檢測試劑。

（4）驗證酶活性受溫度和酸堿度影響時，要先讓酶和底物均達到相應的條件后再讓二者

相遇，且不宜用HzOz探究酶活性受溫度影響。

3.實驗設計程序

注意：根據(jù)實驗目的，有些實驗需設置相互對照，設兩個或兩個以上實驗組。如探究酶

作用的最適溫度（或pH）時，應按一定的自變量梯度設置多個實驗組，通過對比實驗結果找

出酶的最適溫度（或pH）。

國圖回國

1.下面的表格分別是某興趣小組探究溫度對酶活性影響的實驗步驟和探究過氧化氫酶

作用的最適pH的實驗結果。據(jù)此回答下列問題:

探究溫度對酶活性影響的實驗(實驗一)

分組甲組乙組丙組

①淀粉酶溶液1mL1mL1mL

實

驗②可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL

步

驟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測定單位時間內淀粉的_________________

注：淀粉酶的最適溫度是60°C。

探究過氧化氫酶作用的最適pH的實驗(實驗二)

組別A組B組C組D組E組

pH56789

H2O2溶液完全分解所需時間(秒)30018090192284

⑴pH在實驗一中屬于變量，而在實驗二中屬于變量。

(2)實驗一中的對照組為組。

⑶實驗一的①②③步驟為錯誤操作，正確的操作應該是

第⑤步最好選用(填試劑)每隔一定時間定性測定

(4)如將實驗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溶液，

你認為是否科學？,為什么？

(5)分析實驗二的結果，可得到的結論是

在該預實驗的基礎上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH,可在pH為之間設

置梯度。

(6)該組同學還做了反應速率與底物濃度關系的實驗。如圖坐標中已根據(jù)實驗二結果畫

出D組中底物濃度與反應速率的曲線,請你在該坐標圖中畫出C組中底物濃度與反應速率的

曲線。

反

應

速-

率D

U底物濃度

解析（1）實驗一探究的是溫度對酶活性的影響，因此自變量是溫度，因變量是酶活性，

pH屬于無關變量；而實驗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

對酶活性影響實驗中，已知60℃是淀粉酶作用的最適溫度，因此乙組的實驗結果是另外兩

組的參照，故為對照組。（3）探究溫度對酶活性影響的實驗中，應該先使酶和底物分別達到

預設溫度，然后再將底物和酶混合進行反應，否則會影響實驗結果的準確性。因此，實驗一

的①②③步驟為錯誤操作。淀粉遇碘液變藍，因此實驗一的第⑤步最好選用碘液測定單位時

間內淀粉的剩余量，單位時間內淀粉的剩余量越多，說明酶活性越低。不用斐林試劑測定單

位時間內生成物的量，因為斐林試劑需加熱才能與還原糖發(fā)生顯色反應，而加熱會影響自變

量一一溫度，進而影響實驗結果。（4）溫度會直接影響的分解，因此實驗一的新鮮淀粉

酶溶液和可溶性淀粉溶液不能換為新鮮肝臟研磨液和溶液。（5）由實驗二的結果可知：

在pH為5-7的范圍內隨pH的升高該過氧化氫酶活性升高，在pH為7?9的范圍內隨pH

的升高該過氧化氫酶活性降低。在該預實驗的基礎上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH,

可在pH為6?8之間設置梯度。（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

物濃度與反應速率的曲線。

答案（1）無關自

⑵乙

（3）使新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別達到預設溫度后再混合（其他合理答案也

可）碘液淀粉的剩余量

（4）不科學因為溫度會直接影響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

圍內隨pH的升高該過氧化氫酶活性升高,在pH為7?9的范圍內隨pH的升高該過氧化氫酶

活性降低）6~8

(6)

RT

應C

速D

率

底物濃度

2.(2019?河南鄭州調研測試)為探究溫度對酶活性的影響，甲同學用2%的酵母菌液和

1%的過氧化氫溶液作為實驗材料，設計如圖所示的實驗裝置，請回答下列問題。

(1)請完善甲同學的實驗步驟。

第一步：取14支潔凈的注射器，編號為1、1',2、2',3、3’等。分別用1、1'號

注射器吸入5mL1%的過氧化氫溶液和2mL2%的酵母菌液，依次用2、2，，3、T等注射

器分別吸入；用乳膠管連接注射器1和1',2和2,，

3和3,等；在乳膠管上夾上止水夾。

第二步：將分別放置在0℃、10℃>20℃、30℃、

40℃、50℃、60℃的恒溫水箱中，維持各自溫度5min?

第三步：打開止水夾，分別將注射器1、2、3、4、5、6、7中的液體勻速推至注射器1'、

2'、3,、4，、5，、6'、V中，立即關閉止水夾，記錄注射器1'、2，、3，、4'、5'、

6,、V中活塞的刻度。1min后再次記錄刻度，計算刻度變化量，實驗過程重復3次。

第四步：將在各溫度下獲得的3次實驗數(shù)據(jù),繪制曲線如圖。

第五步：得出結論。過氧化氫酶的最適催化溫度約是℃。

⑵有同學提出本實驗用過氧化氫溶液作為實驗材料不嚴謹，理由是

請在甲同學實驗的基礎上提出實驗改進方案和數(shù)據(jù)處理意見。

改進方案：

______________________________________________________________________________________________________________________________O

數(shù)據(jù)處理意見：______________________________________

（3）在酶的發(fā)現(xiàn)歷程中，畢希納用酵母細胞的提取液使糖液變成酒的實驗說明

解析（1）依據(jù)等量原則及題意可知，每組實驗裝置的兩支注射器中應分別吸入5mL1%

的過氧化氫溶液和2mL2%的酵母菌液；該實驗的自變量為溫度，應將7組實驗裝置分別放

置在0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃的恒溫水箱中，維持各自溫度5min；

由于實驗重復了三次，則應取三次實驗數(shù)據(jù)的平均值，繪制曲線；依據(jù)曲線可知，過氧化氫

酶的最適催化溫度約是30