高考生物一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 第8讲 ATP和酶课件.ppt

第8讲atp和酶 第三单元细胞的能量供应和利用 考纲要求1 atp在能量代谢中的作用 2 酶在代谢中的作用 3 实验 探究影响酶活性的因素 考点一atp的结构与功能 聚焦热点题型2 三法 突破酶的实验题 考点二酶的本质 特性及相关实验探究 内容索引 实验技能提升一实验设计的基本原则 重温高考演练模拟 知识网络答题语句 课时作业 考点一 atp的结构与功能 1 atp的结构 c h o n p 腺苷 磷酸基团 a p p p 远离腺苷的高能磷酸键易水解 释放出能量 也可以接受能量而重新形成 梳理知识要点 归纳总结 1 atp的结构 如下图所示 2 atp中的 一 二 三 2 atp与adp的相互转化 1 植物细胞可以通过形成atp 而动物细胞只能通过形成atp 2 植物光合作用光反应阶段产生的atp专用于 不用于其他生命活动 植物或动物细胞呼吸产生的atp才能用于多种生命活动 光合作用和细胞呼吸 细胞呼吸 暗反应 3 细胞内产生与消耗atp的生理过程 主动运输 光反应 蛋白质的合成 1 判断常考语句 澄清易混易错 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 线粒体内膜 内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成atp 3 atp是生命活动的直接能源物质 但它在细胞中的含量很少 atp与adp时刻不停地进行相互转化 4 atp水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应 5 无氧条件下 光合作用是叶肉细胞产生atp的唯一来源 6 在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中 不会同时发生atp的合成与分解 2 分析命题热图 明确答题要点下图为atp的结构简图 请分析 1 图示a处应为 h 还是 oh 提示 提示 2 图示b c d所示化学键是否相同 其中最易断裂和重建的是哪一个 3 图示框e的名称是什么 它与dna rna有何关系 提示 命题点一atp的结构及相关成分的比较1 下列关于atp分子的叙述正确的是a a表示的是腺嘌呤b atp分子中含有c h o n p五种元素c t表示胸腺嘧啶 因而atp的结构与核苷酸很相似d 1molatp水解 能释放出30 54kj的能量 这些能量储存在两个高能磷酸键中 答案 解析 探究命题方向 atp分子的结构式中 a表示的是腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 a错误 atp分子中含有c h o n p五种元素 b正确 t表示的不是胸腺嘧啶 而是三个 c错误 atp分子中的两个高能磷酸键只有远离腺苷的那个易断裂 易形成 故atp水解时释放出的能量应是贮存在一个高能磷酸键中的能量 d错误 命题点一atp的结构及相关成分的比较2 2016 泉州五校联考 下面关于atp的叙述 错误的是a 细胞质和细胞核中都有atp的分布b atp合成所需的能量由磷酸提供c atp可以水解为一个核苷酸和两个磷酸d 正常细胞中 atp与adp的比值在一定范围内变化 答案 解析 细胞质和细胞核中都需atp 用于相关生命活动 a正确 atp合成所需的能量来源于光能和有机物中的化学能 磷酸不含能量 b错误 atp可以水解为一个腺嘌呤核糖核苷酸 amp 和两个磷酸 c正确 正常细胞中 atp与adp不停地发生着相互转化 处于相对平衡状态 两者的比值在一定范围内波动 d正确 命题点一atp的结构及相关成分的比较3 如图是人体细胞代谢部分简图 图中甲表示atp 下列有关叙述错误的是a 甲 乙 丙 丁过程中 起催化作用的酶空间结构不同b 丙是rna的基本组成单位之一c 丁由腺嘌呤和核糖组成 而戊可用于甲的合成d 在红细胞吸收葡萄糖时 细胞中乙的含量会显著增加 答案 解析 甲 乙 丙 丁表示atp的逐步水解 每一次水解反应的酶都不同 故a正确 丙为a p a是腺苷 由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成 加上1分子磷酸 构成1分子腺嘌呤核糖核苷酸 故b正确 丁表示腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 戊表示磷酸 是atp的组成成分 故c正确 红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散 不需要消耗atp 故乙 adp 的含量不会增加 故d错误 命题点二atp与adp的相互转化4 如图是植物细胞中atp合成与分解示意图 下列相关叙述错误的是a 能量1可能来自于有机物的氧化分解b 图中能量2来自于 和 被水解的过程c 如果能量1只来自于光能 那么能量2只能用于c3的还原d 如果 都被水解 则水解的产物中有合成rna的原料 答案 解析 能量1用于atp的合成 可能来自于呼吸作用过程中有机物的氧化分解 a正确 图中能量2来自于 被水解的过程 b错误 如果能量1只来自于光能 说明是光反应合成的atp 那么光反应产生的atp中的能量只能用于c3的还原 c正确 atp的结构简式是a p p p 水解掉2个高能磷酸键以后 得到的产物是腺嘌呤核糖核苷酸 是rna的原料之一 d正确 命题点二atp与adp的相互转化5 atp是细胞内直接的能源物质 可通过多种途径产生 如图所示 以下说法正确的是a o2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体 使肝脏细胞内的adp含量迅速下降b a过程和b过程都在细胞器中进行c 绿色植物通过b过程形成的atp不能用于吸收矿质元素d 在物质和能量上都可成为互逆反应 答案 解析 o2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体属于自由扩散 不需要载体和能量 因此肝脏细胞内adp含量基本不变 a错误 a表示呼吸作用 呼吸作用的场所有细胞质基质 线粒体 b错误 b过程为光合作用 其形成的atp只能用于暗反应 不能用于其他生命活动 c正确 分别为atp的合成和水解过程 其中物质是可逆的 能量是不可逆的 d错误 1 atp与adp相互转化不可逆 atp与adp的相互转化 从物质方面来看是可逆的 从酶 进行的场所 能量方面来看是不可逆的 2 atp是与能量有关的一种物质 不可等同于能量 atp是一种高能磷酸化合物 高能磷酸键水解时能够释放出高达30 54kj mol的能量 3 不可误认为细胞中含有大量atp 事实上 细胞中atp含量很少 atp与adp转化非常迅速及时 无论是饱食还是饥饿 atp与adp含量都保持动态平衡 4 误认为atp转化为adp不消耗水 atp转化为adp又称 atp的水解反应 这一过程需atp水解酶的催化 同时也需要消耗水 蛋白质 脂肪 淀粉等的水解也都需要消耗水 与能源物质atp相关的易错点提醒 考点二 酶的本质 特性及相关实验探究 1 酶的本质与作用 1 酶本质的探索历程 梳理知识要点 2 酶的本质和作用 蛋白质 rna 氨基酸或核糖核苷酸 细胞核 生物催化作用 活化能 思维辨析正确理解有关酶的本质和作用 3 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验过程 小 少 慢 大 多 快 变量分析 无机催化剂和过氧化氢酶 产生气泡数目多少 温度 新鲜程度 辨析酶的作用原理 酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能 分析如下 图中段和段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能 若将酶变为无机催化剂 则b在纵轴上向上移动 用加热的方法不能降低活化能 但会提供活化能 无论是否有催化剂 反应的最终结果是不变的 ac bc 2 酶的特性及影响因素曲线的分析 1 对应连线 2 曲线辨析 表示酶高效性的曲线 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 曲线分析 酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间 不能改变化学反应的 平衡点 表示酶专一性的曲线曲线分析 加入酶b的反应速率和无酶条件下的反应速率相同 说明酶b对此反应无催化作用 加入酶a的反应速率随反应物浓度的增大明显加快 说明酶具有 专一性 3 影响酶活性因素的相关曲线甲曲线分析 在一定温度 ph 范围内 随温度 ph 的升高 酶的催化作用 超过这一范围 酶的催化作用逐渐 过酸 过碱 高温都会使酶变性失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子的结构未被破坏 温度升高可恢复活性 增强 减弱 乙曲线分析 纵坐标为反应物剩余量 剩余量越多 生成物越少 反应速率越慢 图示ph 7时 反应物剩余量最少 应为最适ph 反应溶液ph的变化 填 影响 或 不影响 酶作用的最适温度 不影响 4 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 甲图 在其他条件适宜 酶量一定的情况下 酶促反应速率随底物浓度增加而 但当底物达到一定浓度后 受酶数量的限制 酶促反应速率 乙图 在底物充足 其他条件适宜的情况下 酶促反应速率与酶浓度成 加快 不再增加 正比 特别提醒 1 酶促反应速率与酶活性不同 温度和ph通过影响酶活性 进而影响酶促反应速率 底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率 但并未改变酶活性 2 同一个体不同细胞中 酶的种类和数量会不同 对于同一个细胞而言 在不同的时期或生理状态下 细胞中酶的种类和数量也会发生改变 1 判断常考语句 澄清易混易错 1 酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 2 酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 3 酶提供了反应过程所必需的活化能 4 随着温度降低 酶促反应的活化能下降 5 酶是由活细胞产生的 因此酶只能在细胞内发挥作用 6 酶活性的发挥离不开其特定的结构 2 分析命题热图 明确答题要点如图甲表示a b两种酶用同一种蛋白酶处理 酶活性与处理时间的关系 而图乙所示为不同条件下 某酶促反应生成物随时间的变化曲线 请分析 1 图甲中a b两种酶的化学本质是否相同 提示 2 图乙中b酶活性改变的机制是什么 提示 3 图乙中造成 曲线不同的条件可能是什么 提示 4 若图乙中3条曲线是在ph值为下图中的a b c点时所测的生成物的量随时间的变化曲线 若改为ph为d e点所示值的环境中时 请在乙图中绘出生成物的量随时间的变化曲线 提示 d点时对应如下图 而e点时与乙图中 所示曲线重合 命题点一酶的本质与作用的分析1 下列有关酶的叙述 正确的是a 具有分泌功能的活细胞才能产生酶b 酶可被水解为氨基酸或脱氧核苷酸c 一种酶只能催化一定的反应物发生反应d 酶通过为化学反应供能来提高反应速率 答案 解析 探究命题方向 所有的活细胞 哺乳动物成熟的红细胞除外 都能产生酶 a错误 酶的化学本质是蛋白质或rna 可被水解为氨基酸或核糖核苷酸 b错误 酶的催化作用具有专一性 即一种酶只能催化一定的反应物发生反应 c正确 酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率 本身不能为化学反应提供能量 d错误 命题点一酶的本质与作用的分析2 2016 湖南重点高中三校联考 下列关于酶的叙述正确的是a 酶适于低温下保存 因为低温时虽然酶的活性很低 但酶的空间结构稳定b fe3 和酶促使过氧化氢分解 是因为它们降低了化学反应的活化能 同时给过氧化氢提供能量c 酶是由内分泌腺细胞合成的 具有催化作用的有机物d 酶与激素一样使用后立即被灭活 所以活细胞中需要源源不断地合成酶 答案 解析 低温下酶的活性被抑制 而空间结构稳定 不会变性失活 a正确 fe3 和酶均促使过氧化氢分解 是因为它们均能降低化学反应的活化能 但不能给过氧化氢的分解提供能量 b错误 酶是由活细胞产生的 具有催化作用的有机物 c错误 酶在化学反应后不被灭活 且数量不变 不需源源不断地合成 d错误 命题点一酶的本质与作用的分析3 2016 山东师大附中三模 下列关于酶的叙述中 正确的是a 能产生激素的细胞一定能产生酶b 能产生酶的细胞一定能产生激素c 人体中酶只在内环境中起作用d 酶都是由内分泌腺细胞合成的 答案 解析 1 酶 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 如限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列 并在特定的切点上切割dna分子 2 载体 某些物质通过细胞膜时需要载体协助 不同物质所需载体不同 载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础 3 激素 激素特异性地作用于靶细胞 靶器官 其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体 4 trna trna有61种 每种trna只能识别并转运一种氨基酸 5 抗体 一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合 具有专一性或特异性的五类物质 命题点二影响酶因素的曲线分析4 用某种酶进行有关实验的结果如下图所示 下列有关说法错误的是 答案 a 该酶的最适催化温度不确定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 由图3实验结果可知cl 是酶的激活剂 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可知该酶为麦芽糖酶 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 命题点二影响酶因素的曲线分析5 研究人员从木耳菜中提取过氧化物酶 pod 分别与四种不同酚类物质及h2o2进行催化反应 结果如图所示 下列相关说法正确的是 答案 a 图1所示的实验目的是探究不同酚类物质的浓度对pod活性的影响b 当底物浓度为0 08mmol l 1时 pod催化酚类2的反应速率一定大于酚类3c 由图2可知 h2o2浓度过高会抑制pod的活性 降低浓度后pod的活性一定会恢复d h2o2对pod活性的影响与温度和ph对pod活性的影响相同 解析 图1所示的实验目的是探究不同酚类物质的浓度对pod活性的影响 不同酚类物质的浓度对pod活性的影响不同 a正确 过氧化物酶活性除了与底物浓度有关外 还与温度和ph有关 b错误 由图2可知 h2o2浓度过高会抑制pod的活性 但没有实验说明降低浓度后pod的活性就会恢复 c错误 由于不知h2o2浓度大于1 2 以后pod活性的情况 因而无法判断h2o2对pod活性的影响与温度和ph对pod活性的影响是否相同 d错误 解答坐标曲线题的 三步曲 聚焦热点题型2 三法 突破酶的实验题 技法必备1 设计思路 从酶的化学本质上来讲 绝大多数的酶是蛋白质 少数的酶是rna 在高中教材中常见的一些酶 如淀粉酶 蛋白酶等 其本质都是蛋白质 所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或rna的鉴定方法 因此 利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应而rna与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案即可 一 试剂检测法 鉴定酶的本质 2 设计方案 题型突破1 猪笼草是一种食虫植物 为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶 某学生设计了两组实验 如图所示 在35 水浴中保温一段时间后 甲 乙试管中加入适量的双缩脲试剂 丙 丁试管中不加任何试剂 下列对实验现象的预测正确的是 答案 a 甲和乙中溶液都呈紫色 丙和丁中蛋白块消失b 甲中溶液呈紫色 乙中溶液不呈紫色 丙中蛋白块消失 丁中蛋白块不消失c 甲和乙中溶液呈紫色 丙中蛋白块消失 丁中蛋白块不消失d 甲和乙中溶液都不呈紫色 丙中蛋白块消失 丁中蛋白块不消失 解析 本实验属于验证性实验 因为分泌液中含有蛋白酶 蛋白酶和蛋白液的化学本质都是蛋白质 鉴定蛋白质常用的试剂是双缩脲试剂 呈紫色反应 实验 中的甲和乙试管始终显示紫色 不能形成对照 而实验 改用观察蛋白块的存在情况 丙中蛋白块消失 丁中蛋白块不消失 形成鲜明的对照 说明了猪笼草的分泌液中含有蛋白酶 根据题意分析可知 丁中蛋白块加水 因没有蛋白酶催化分解 不消失 所以a错误 乙中蛋白液在加水后蛋白质不消失 所以能呈紫色 故b错误 甲和乙中溶液都呈紫色 所以d错误 因此选c 2 已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质 蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽 某同学设计如下实验 实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质 探究有关性质 下列分析错误的是 答案 a 该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响b 该实验有多组对照 如1号和3号试管 2号和4号试管c 为了遵循等量原则 实验过程中 1号 2号试管加入的蒸馏水的体积相同d 处预期的颜色变化为蓝色 处不会发生颜色变化 解析 由表格实验处理可以看出 该实验把淀粉酶和蛋白酶混合 则实验的目的之一是研究酶之间的相互影响 根据实验设计要遵循单一变量原则 可推出1号和3号试管间形成对照 2号和4号试管间形成对照 根据等量原则 实验过程中 1号 2号试管各加入2ml蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同 防止液体体积的差异影响颜色的变化 3号试管中淀粉酶被蛋白酶分解 淀粉没有被水解 遇碘液变蓝 蛋白酶的化学本质是蛋白质 与双缩脲试剂反应呈紫色 技法必备1 验证酶的高效性 1 设计思路 通过将不同类型催化剂 主要是酶与无机催化剂 催化底物的反应速率进行比较 得出结论 二 对比法 验证酶的高效性和专一性 2 设计方案 2 验证酶的专一性 1 设计思路 常见的方案有两种 即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同 最后通过观察酶促反应能否进行得出结论 2 设计方案 题型突破3 2016 郑州预测 下表是过氧化氢分解实验的过程和结果 下列分析错误的是 注 表示无气泡产生 的数量表示气泡产生的多少 答案 a a和d对照说明酶具有高效性b c和d是对比实验 自变量是催化剂类型c a c对照说明fecl3具有催化作用d a c d不能说明酶的催化具有专一性 解析 a和d对照 只能说明酶能促进化学反应的进行 要证明酶具有高效性 需要将有酶和无机催化剂参与的反应进行比较 c和d都是实验组 二者形成对比 自变量是催化剂的种类 a和c对照说明无机催化剂能促进化学反应的进行 即具有催化作用 实验中只有过氧化氢一种底物和过氧化氢酶一种酶 因而a c d不能说明酶的催化具有专一性 4 为了证明酶的作用具有专一性 某同学设计了如下5组实验 分别选择一定的试剂进行检测 合理的实验方案是a 和 对比 用双缩脲试剂检测b 和 对比 用碘液检测c 和 对比 用斐林试剂检测d 和 对比 用斐林试剂检测 答案 解析 由于蛋白酶本身是蛋白质 遇双缩脲试剂呈现紫色 不能判断蛋白质是否分解 a错误 淀粉酶能催化淀粉的水解 蛋白酶不能催化淀粉的水解 用碘液检测 颜色反应不同 b正确 淀粉是非还原糖 在淀粉酶的作用下分解生成还原糖 麦芽糖是还原糖 用斐林试剂不能判断麦芽糖是否分解 c错误 斐林试剂不能判断蛋白质是否分解 d错误 1 探究酶的高效性时 对照组应用无机催化剂对照 2 用不同底物 同种酶来探究酶的专一性时 若是用淀粉酶和淀粉 蔗糖 两种底物 则应用斐林试剂作为检测试剂 不能选用碘液作为检测试剂 技法必备1 设计思路 三 梯度法 探究酶的最适温度或最适ph 2 设计方案 题型突破5 下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适ph的实验结果 据此回答下列问题 1 ph在实验一中属于 变量 而在实验二中属于 变量 无关 自 实验一探究的是温度对酶活性的影响 因此自变量是温度 因变量是酶活性 ph属于无关变量 而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适ph 自变量是ph 答案 解析 2 实验一中的对照组为 组 探究温度对酶活性影响的实验中 60 是 淀粉酶作用的最适温度 是实验前已知的 乙组的实验结果是另外两组的参照 故为对照组 乙 答案 解析 3 实验一的 步骤为错误操作 正确的操作应该是 实验一的第 步最好选用 试剂 测定单位时间内 使新鲜 淀粉酶 溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合 其他合理答案也可 碘液 淀粉的剩余量 探究温度对酶活性影响的实验中 应该先使酶和底物分别达到预设温度 然后再将底物和酶混合进行反应 否则会影响实验结果的准确性 因此 实验一的 步骤为错误操作 淀粉遇碘液变蓝 因此实验一的第 步最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量 单位时间内淀粉的剩余量越多 说明酶活性越低 答案 解析 4 如将实验一的新鲜 淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和h2o2溶液 你认为是否科学 为什么 温度会直接影响h2o2的分解 因此实验一的新鲜 淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和h2o2溶液 答案 解析 不科学 因为温度会直接影响 h2o2的分解 5 分析实验二的结果 可得到的结论是 在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适ph 可在ph为 之间设置梯度 由实验二的结果可知 在ph为5 7的范围内随ph的升高该过氧化氢酶活性升高 在ph为7 9的范围内随ph的升高该过氧化氢酶活性降低 该过氧化氢酶作用的最适ph约为7 ph降低或升高酶活性均降低 在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适ph 可在ph为6 8之间设置梯度 答案 解析 该过氧化氢酶的最适ph约为7 ph降低或升高酶活性均降低 或在ph为5 7的范围内随ph的升高该过氧化氢酶活性升高 在ph为7 9的范围内随ph的升高该过氧化氢酶活性降低 6 8 1 在酶的最适温度探究实验中 应按一定的温度梯度设置多个实验组 通过对比实验结果找出酶的最适温度 材料不能用h2o2溶液 高温下h2o2分解加快 若选取淀粉和淀粉酶 则不宜选用斐林试剂 因为斐林试剂需加热 而温度是自变量 2 在酶的最适ph探究实验中 操作时必须先将酶置于不同ph条件下 加清水 加氢氧化钠 加盐酸 然后再加入反应物 不能把酶加入反应物中后 再加入盐酸或氢氧化钠 实验技能提升 一 实验设计的基本原则 研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质 有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶 有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶 对此 研究人员设计并做了一些相关实验 1 要鉴定此物质化学本质是蛋白质还是rna 可分别选用 试剂和 染液 蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应 吡罗红使rna呈现红色 答案 解析 双缩脲 吡罗红 典例剖析 2 为确定此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶 研究人员设计了如图所示的实验过程 请分析可能的实验结果 在水浴加热后 若两支试管均出现砖红色沉淀 说明 若两支试管均不出现砖红色沉淀 则说明 该物质是能催化蔗糖分解的酶 该物质是能催化葡萄糖分解的酶 答案 解析 还原糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀 葡萄糖是还原糖 而蔗糖是非还原糖 但蔗糖的分解产物为还原糖 两支试管都出现砖红色沉淀 表明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解 两支试管都不出现砖红色沉淀 说明蔗糖没有被分解而葡萄糖被分解 故该物质是能催化葡萄糖分解的酶 3 若以上实验完成后 已经确定其为催化葡萄糖分解的酶 化学本质是蛋白质 需要确定其催化作用的最适温度 设计实验的基本思路是先确定 再参照图中甲试管的处理方法进行实验 实验结束后 再选择其中砖红色沉淀 的两支试管所对应的温度 设置 重复进行实验 设计实验的基本思路 先确定系列等温度梯度 再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管 在其所对应的温度之间设置更小的温度梯度 答案 解析 系列等温度梯度 最少 更小的温度 梯度 1 单一变量原则 即除自变量 实验变量 以外 应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜 如生物材料相同 大小 生理状况 年龄 性别等 实验器具相同 型号 洁净程度等 实验试剂相同 用量 浓度 使用方法等 和条件相同 保温或冷却 光照或黑暗 搅拌 振荡等 2 对照原则 应设置对照实验 使实验组与对照组的自变量不同 其余因素都相同 以便减小实验误差 实验设计遵循的四大基本原则 3 平行重复原则 在实验设计中为了避免实验结果的偶然性 必须对所做实验进行足够次数的重复 以获得多次实验结果的平均值 保证实验结果的准确性 4 科学性原则 在设计实验时必须有充分的科学依据 即实验目的要明确 实验原理要正确 实验研究的材料和实验方法的选择要恰当 整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理 有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识 1 2016 邯郸曲周一中二模 某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型 制作了如图所示的实验装置 甲 乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液 并加等量的酵母菌 乙内用液状石蜡隔绝空气 对该实验的分析 错误的是a 该实验不能以有无co2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型b 将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染 以免影响实验结果c 乙和甲比较 说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型d 乙为甲的空白对照实验 以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响 答案 解析 即时巩固 由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生co2 所以该实验不能以有无co2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型 a正确 由于配制的葡萄糖溶液中可能有杂菌 所以将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染 b正确 由于乙装置中用石蜡进行密封 形成无氧环境 所以乙和甲比较 说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型 c正确 乙和甲都是实验组 相互形成对照 自变量是有无氧气 d错误 2 植物细胞受损后通常会释放出酚氧化酶 将无色的酚氧化生成褐色的物质 人们利用酚氧化酶的功能和特性加工制作商品 请分析回答问题 1 植物细胞中的酚类物质与酚氧化酶在细胞质中是分隔开的 是因为细胞内具有 系统 答案 解析 生物膜 在正常情况下 酚氧化酶和底物在细胞质中是分隔开的 酚氧化酶在细胞质中 其氧化底物在液泡中 液泡膜属于生物膜系统 2 把含有酚氧化酶的提取液做如下表的处理 从催化反应条件看 酚氧化酶的作用条件 实验后试管c中的颜色是 试管a b对照 说明酚氧化酶的化学本质是 试管a c对照 能获得的结论是 答案 解析 酶的作用条件较温和 由于三氯乙酸属于强酸 在强酸条件下 酚氧化酶失去活性 不能与酚类底物反应 故不会被氧化成褐色物质 颜色为无色 加入蛋白酶后 溶液也不能出现褐色 说明酚氧化酶为蛋白质 试管a c的自变量为是否添加三氯乙酸 结果是c组无色 因此获得的结论是强酸使酶失去活性 温和 无色 蛋白质 强酸使酶失去活性 3 茶树叶细胞中存在众多种类的酚类物质与酚氧化酶 绿茶制取过程中必须先进行热锅高温炒制以防变色 其原理是 红茶在加工过程中充分发挥了 的作用 使鲜叶中的化学成分变化较大 茶多酚大量 填 减少 或 增加 也产生了茶黄素 茶红素等新成分 香气物质明显增加 答案 解析 酶在高温下会失去活性 因此绿茶制作过程中先进行热锅高温炒制以防变色 起到防止茶叶变色的作用 红茶在加工过程中 利用酚氧化酶 使茶多酚分解为多种物质 高温使酚氧化酶失活 酚氧化酶 减少 知识网络答题语句 构建知识网络 1 酶的催化效率高的原因是 同无机催化剂相比 酶能显著降低化学反应的活化能 2 关于酶全面而准确的表述是 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 3 温度 ph与酶活性之间关系的表述是 在最适的温度和ph条件下 酶的活性最高 温度和ph偏高或偏低 酶的活性都会明显降低 4 过酸 过碱或温度过高使酶永久失活的原因 酶的空间结构遭到破坏 5 atp的分子结构可以写成简式 a p p p 其功能是直接给细胞的生命活动提供能量 必背答题语句 重温高考演练模拟 1 2016 全国乙 3 若除酶外所有试剂已预保温 则在测定酶活力的实验中 下列操作顺序合理的是a 加入酶 加入底物 加入缓冲液 保温并计时 一段时间后检测产物的量b 加入底物 加入酶 计时 加入缓冲液 保温 一段时间后检测产物的量c 加入缓冲液 加入底物 加入酶 保温并计时 一段时间后检测产物的量d 加入底物 计时 加入酶 加入缓冲液 保温 一段时间后检测产物的量 答案 解析 测定酶活力的影响因素时 在改变被探究因素之前 务必防止酶与底物混合 故只有c选项所述操作顺序正确 1 2 3 4 5 2 2013 新课标 6 关于酶的叙述 错误的是a 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中b 低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构c 酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度d 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个反应的底物 答案 解析 低温只能降低酶的活性 并没有改变酶的空间结构 当温度回到最适温度时 酶的催化效率仍然可以达到最大 而高温 强酸和强碱会破坏酶的空间结构 从而导致酶活性的降低甚至丧失 所以b错误 1 2 3 4 5 3 2015 海南 3 atp是直接为细胞生命活动提供能量的有机物 关于atp的叙述 错误的是a 酒精发酵过程中有atp生成b atp可为物质跨膜运输提供能量c atp中高能磷酸键水解可释放能量d atp由腺嘌呤 脱氧核糖和磷酸组成 答案 解析 1 2 3 4 5 酒精发酵是微生物的无氧呼吸 无氧呼吸在第一阶段释放出少量的能量 生成少量atp a正确 atp可以用于细胞的主动运输 如 ca2 mg2 通过主动运输进入番茄细胞时要消耗能量 直接由atp提供 b正确 a p p p中的 高能磷酸键中储存着的大量的能量 atp水解时 高能磷酸键断裂 大量的能量会释放出来 c正确 atp由腺嘌呤 核糖 磷酸组成 d错误 1 2 3 4 5 4 2016 莱州一中第一次检测 通过实验研究温度对a b c三种酶活性的影响 结果如图 下列说法正确的是a c酶的最适温度为36 左右b 当温度为任一固定值时 酶的用量都会影响实验结果c 该实验中有两个自变量 因变量只有一个d 若溶液的ph升高 则曲线b的顶点上移 答案 解析 1 2 3 4 5 图中c酶随着温度的升高活性增加 c酶活性未出现最高点 a错误 当温度过高时 酶变性失活后酶的用量不再继续影响实验结果 b错误 该实验的自变量是温度和酶的种类 因变量是酶的活性 c正确 此题中 溶液的ph升高 酶的活性变化未知 d错误 1 2 3 4 5 5 2016 全国甲 29 为了研究温度对某种酶活性的影响 设置三个实验组 a组 20 b组 40 和c组 60 测定各组在不同反应时间内的产物浓度 其他条件相同 结果如图 回答下列问题 1 三个温度条件下 该酶活性最高的是 组 b 曲线图显示 在反应开始的一段时间内 40 时产物浓度增加最快 说明酶的活性最高 而b组控制的温度是40 答案 解析 1 2 3 4 5 2 在时间t1之前 如果a组温度提高10 那么a组酶催化反应的速度会 加快 a组控制的温度是20 在时间t1之前 如果a组温度提高10 因酶的活性增强 则a组酶催化反应速度会加快 答案 解析 1 2 3 4 5 3 如果在时间t2时 向c组反应体系中增加2倍量的底物 其他条件保持不变 那么在t3时 c组产物总量 原因是 对比分析图示中的3条曲线可推知 在时间t2时 c组的酶在60 条件下已经失活 所以如果在时间t2时 向c组反应体系中增加2倍量的底物 其他条件保持不变 在t3时 c组产物的总量不变 答案 解析 不变 60 条件下 t2时酶已 失活 即使增加底物 反应产物总量也不会增加 1 2 3 4 5 4 生物体内酶的化学本质是 其特性有 答出两点即可 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是rna 酶具有高效性 专一性 酶的作用条件较温和 答案 解析 蛋白质或rna 高效性 专一性 1 2 3 4 5 课时作业 1 2017 合肥质检 下列关于atp的叙述 正确的是a atp是细胞中的一种生物大分子物质b 为满足对能量的需求 肌细胞中储存着大量atpc atp中远离a的高能磷酸键所含能量较少 所以易断裂d 活细胞内atp与adp的相互转化是永无休止的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 大分子物质包括多糖 蛋白质和核酸 atp并非大分子物质 a错误 atp与adp处于迅速的动态转化之中 在细胞内不会大量储存 b错误 atp中远离a的磷酸键为高能磷酸键 所含能量较多 c错误 2 科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素 其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能 传递给负责能量生产的组织细胞 而且还决定蚜虫的体色 阳光下蚜虫的atp生成量将会增加 黑暗时蚜虫的atp含量会下降 下列有关叙述正确的是a 正常情况下蚜虫在黑暗中合成atp时会伴随着o2的消耗b 蚜虫合成atp时所需能量仅仅来自呼吸作用c 蚜虫做同一强度的运动时 阳光下和黑暗中的atp消耗量不一样d 蚜虫atp含量在阳光下比黑暗时多 说明其体内的atp含量不稳定 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由题干信息可知 蚜虫合成atp所需能量还可来自于类胡萝卜素吸收的光能 蚜虫做同一强度的运动时消耗atp的量是一样的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 下列有关酶的叙述 正确的是a 酶的合成都要经过转录和翻译两个过程b 酶可提供化学反应所需的活化能c atp合成酶都存在于线粒体中d 比较过氧化氢酶和fe3 的催化效率可证明酶具有高效性 答案 解析 有的酶为rna 无需翻译过程 酶可降低化学反应的活化能 atp合成酶存在于光合作用和呼吸作用的场所 即细胞质基质 线粒体 叶绿体 证明酶的高效性 应将酶与无机催化剂相比较 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 下列有关酶实验的设计思路 正确的是a 利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响b 利用淀粉 蔗糖 淀粉酶和碘液验证酶的专一性c 利用过氧化氢 新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液探究酶的高效性d 利用胃蛋白酶 蛋清和ph分别为3 7 11的缓冲液验证ph对酶活性的影响 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 加热会使过氧化氢分解 故不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 a错误 淀粉是否被分解可用碘液来检测 但蔗糖和蔗糖的水解产物葡萄糖和果糖都不能和碘液发生颜色反应 故不能用蔗糖和碘液验证酶的专一性 b错误 新鲜的猪肝研磨液含过氧化氢酶 其属于有机催化剂 氯化铁溶液中的铁离子是无机催化剂 二者都可使过氧化氢分解 故可利用过氧化氢 新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液探究酶的高效性 c正确 胃蛋白酶的最适ph在2左右 在ph为7和11的环境中变性失活 其ph梯度设置不合理 故无法验证ph对酶活性的影响 d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 2016 烟台一模 下图是生物体内常见的一种生理作用图示 下列叙述不正确的是a 的成分有可能是蛋白质b 图中显示 具有高效性 反应完成后 的性质未发生改变c 或 的生成速率可以表示酶促反应的速率d 如果探究底物浓度对酶促反应速率的影响 的数量就是实验的自变量 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 是酶 是底物 底物可能是蛋白质 a项正确 图中显示 具有专一性 反应完成后 的性质未发生改变 b项错误 或 的生成速率可以表示酶促反应的速率 c项正确 如果探究底物浓度对酶促反应速率的影响 的数量就是实验的自变量 d项正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 在甲 乙 丙三支试管中加入下列物质并保温一段时间后 有关分析不正确的是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a 加入碘液后 溶液变蓝的只有乙试管b 加入斐林试剂后水浴加热 溶液呈现砖红色的有甲试管和丙试管c 加入双缩脲试剂后 三支试管中的溶液均变蓝色d 温度 ph在本实验中均属于无关变量 解析 甲试管中可进行反应 产物为麦芽糖 乙试管中不能进行反应 丙试管中的最终产物为葡萄糖 反应完成后 淀粉酶 麦芽糖酶制剂仍留在试管中 故加入双缩脲试剂后 三支试管中的溶液均变紫色 而不是蓝色 本实验的自变量为酶的种类 因此温度 ph均属于无关变量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 向装有5ml体积分数为3 的h2o2溶液的密闭容器中 加入2滴新鲜的肝脏研磨液 每隔一段时间测定容器中o2的浓度 得到如图中曲线a 实线 所示结果 下列相关叙述错误的是a 曲线a表明 随着时间的推移 h2o2分解速率呈现由快转慢直到停止的特点b 在t1时 向容器内再加入2滴新鲜肝脏研磨液 可以得到曲线b所示结果c 在t1时 向容器内再加入2滴质量分数为3 5 的fecl3溶液 可以得到曲线c所示结果d 在t2时 向容器内再加入5ml体积分数为3 的h2o2溶液 可以得到曲线d所示结果 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 在t1时 向容器内再加入新鲜肝脏研磨液 提高了反应速率 但没有改变反应底物的量 最终生成的o2量不变 即o2浓度不变 得到曲线b所示结果 在t1时 向容器内再加入fecl3溶液 没有改变反应底物的量 o2的最终浓度不变 不可能得到曲线c所示结果 在t2时 向容器内再加入h2o2溶液 增加了反应底物的量 o2的最终浓度增加 得到曲线d所示结果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 2016 河北三市统考 如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t1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时高 故t2时更适合酶的保存d 酶活性在t1时比t2时低 表明t1时酶的空间结构破坏更严重 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 酶在最适温度时活性最强 温度低于或高于最适温度 酶活性减弱 温度超过一定水平 酶会逐渐变性失活 低温会使酶活性受抑制 但不会使酶失活 因而酶适宜在低温下保存 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 啤酒生产时 麦芽中多酚氧化酶 ppo 的作用会降低啤酒质量 因此 制备麦芽的过程中需降低其活性 如图为不同ph和温度对ppo活性影响的曲线 下列叙述错误的是a ppo能催化多酚类物质的生化反应b 温度及其他条件相同时 ph为7 8的环境下酶促反应产物比ph为8 4时的少c 在制备麦芽的过程中应将反应条件控制在温度80 ph8 4d 高于90 若ppo发生热变性 一定温度范围内温度越高变性越快 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ppo为多酚氧化酶 根据酶的专一性 可推知ppo能催化多酚类物质的生化反应 根据图示 在相同温度下 ph为8 4的条件下ppo活性最高 故ph为7 8的环境下酶促反应产物比ph为8 4时的少 由于麦芽中ppo的催化作用会降低啤酒质量 故制备麦芽的过程中 ppo活性越低越好 温度为80 ph为8 4时ppo的活性较高 啤酒品质会降低 若ppo发生热变性 则在高于90 时 随着温度的升高ppo变性越来越快 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 2016 江西师大附中月考 如图曲线b表示在最适温度和ph条件下 反应物浓度与酶促反应速率的关系 据图分析正确的是a 增大ph 重复该实验 a b点位置都不变b b点后 升高温度 酶活性增加 曲线将呈现c所示变化c 酶量增加后 图示反应速率可用曲线a表示d 反应物浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 题干中提出 曲线b表示在最适温度和ph条件下 因此如果增大ph 酶的活性会下降 a b点位置都会下移 故a错误 曲线b是在最适温度条件下测得的 因此b点后 如果升高温度 酶活性将会下降 反应速率下降 故b错误 曲线b在b点时反应速率不再增加 这是受酶的数量的限制 因此如果酶量增加 图示反应速率可用曲线c表示 故c错误 从图中可以看出 在曲线ab段反应速率与反应物浓度成正相关 因此反应物浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素 故d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 2016 汕头期末 atp酶复合体是原核细胞与真核细胞内普遍具有的一类功能蛋白 该分子由若干亚基组成 主要功能是将生物膜一侧的h 搬运到另一侧时推动其部分亚基运转 从而催化形成atp 请回答下列问题 1 该生物大分子的单体是 合成场所是 答案 解析 氨基酸 核糖体 由题意知 atp酶复合体是一类功能蛋白 蛋白质的基本单位是氨基酸 合成场所是核糖体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 该分子在与能量转换有关的细胞器中大量存在 叶绿体中该分子分布的场所是 线粒体中该分子分布于内膜上 故有氧呼吸的第 阶段产生大量的atp 原核细胞中没有具膜结构的细胞器 故该分子很可能位于细胞的 结构 中 答案 解析 类囊体薄膜 三 细胞膜 叶绿体中形成atp的场所是类囊体薄膜 线粒体中atp酶复合体分布在线粒体内膜上 故有氧呼吸的第三阶段产生大量的atp 原核细胞中没有具膜结构的细胞器 故atp酶复合体很可能位于细胞的细胞膜中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 一个atp分子中有 个高能磷酸键 atp除了作为细胞生命活动的 物质外 高能磷酸键断裂后产生的amp还可作为 过程的原料 答案 解析 两 或二 直接能源 转录或 rna自我复制 一个atp分子中有两个高能磷酸键 1个普通磷酸键 atp除了作为细胞生命活动的直接能源物质外 高能磷酸键断裂后产生的amp还可作为转录或rna自我复制过程的原料 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 解读下面与酶有关的曲线 回答下列问题 1 酶的作用机理可以用甲图中 段来表示 如果将酶催化