細胞的能量供應和利用

第7講ATP和酶

內(nèi)容要求——明考向近年考情——知規(guī)律

(1)解釋ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直

2021.湖南卷(5)、2020.北京卷(4)、

接能源物質(zhì)；(2)說明酶在代謝中的作用

2020?全國卷111(29)、2019?全國卷H(2)、

及影響因素；(3)探究酶催化的專一性、

2020?海南卷(8)

高效性及影響酶活性的因素(活動)。

考點一ATP的結(jié)構(gòu)與功能

「考點■自主梳理夯實必備知識

可從簡易為A-PW

(l)ATP的供能原理

1兩個相ATP中的特殊化ATP在酶的作用

學鍵不穩(wěn)定,末

；鄰的磷下水解時,脫離下

酸基團端磷酸基團有一

1來的末端磷酸基.

種離開ATP而與.

1都帶復里挾能量與其他

；電荷而其他分子結(jié)合的

分子結(jié)合，從而

;相互排趨勢，即具有較

，斥等高的轉(zhuǎn)移勢能使后者發(fā)生變化

(2)ATP是一種高能磷酸化合物

ATP水解的過程就是釋放能量的過程，1molATP水解釋放的能量高達30.54kJ,

所以說ATP是一種高能磷酸化合物。

2.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化

Pi

能量

；ATP的合最：；ATP&勺永腑

__________,

VV

典

ADP+Pi+能量ATPADP+Pi

［反應式）

吃ATP+能量

ATP合成酶ATP水解酶

細胞質(zhì)基質(zhì)、線

粒體、葉綠體生物體的需能部位

光能（光合作用）、遠離腺昔（A）的那

化學能（細胞呼吸）個特殊化學鍵

■,可直接轉(zhuǎn)化成其他

儲存在（遠離

ATP,；形式的能量（如機

A的那個特殊化學:械能、電能等），用

鍵）中

［于各項生命活動

他胞中仃?令哥艮九

ATP與A評轉(zhuǎn)化”年迅沙族可凈復利用，能量

速及時Z'可像環(huán)利用

△IB與ARP根耳轉(zhuǎn)化的能量供應機制,在所有

星蕩的麗麗稹二'樣的，這體現(xiàn)了生物界的

統(tǒng)一性

3.ATP的利用

（l）ATP為主動運輸供能的過程（以Ca2+釋放為例）

?吃+漿美一種能促使ATP水斛的腦

o°Oo。0融

ObATP^ADP￡ADP

+與+載

Ca?Ca?載體蛋白載體蛋白空間

體蛋白相應位

的磷酸化結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,

點結(jié)合，ATPCa"由膜內(nèi)釋

水解放到膜外

（2）ATP——細胞內(nèi)流通的能量“貨幣

①吸能反應：一般與ATP的水解反應相聯(lián)系,由ATP水解提供能量。如蛋白質(zhì)

的合成。

②放能反應：一般與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量儲存在ATP中。如細胞內(nèi)

有機物的氧化分解反應。

4.ATP產(chǎn)生量與02供給量的關系分析

A點在走累條"下，/

胞可庖住無條喑吸分解

湎機物，產(chǎn)生用電ATP

嘲:嘀乳動物成效紅細胞

可H遂行無第呼詠)

山

d

l

4

A

供給量

;Z"女隨.o"告拾號譜多，

，有氣吟吸明星加殛，

pTPf生毒也浙譜2

I易錯辨析

(1)淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成(X)

(2)人成熟紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，所以不能合成ATP(X)

(3)人劇烈運動時，細胞中ATP的含量會明顯降低(X)

(4)線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和葉綠體中進行光反應的膜結(jié)構(gòu)中都能合成ATP(X)

(5)ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的吸能反應(J)

(6)無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產(chǎn)生ATP的唯一來源(X)

［命題"規(guī)律探究提升學科素養(yǎng)

考向1結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)和功能，考查結(jié)構(gòu)與功能觀

1.(2019?天津卷，2)下列過程需ATP水解提供能量的是()

A.唾液淀粉酶水解淀粉

B.生長素的極性運輸

C.光反應階段中水在光下分解

D.乳酸菌無氧呼吸的第二階段

答案B

解析唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中進行的，不需要消耗ATP水解釋放的能

量，A錯誤；生長素的極性運輸是細胞的主動運輸，需要消耗ATP水解釋放的能

量，B正確；光反應階段中水在光下分解產(chǎn)生NADPH和氧氣，不需要消耗ATP

水解釋放的能量，C錯誤；乳酸菌無氧呼吸的第二階段是丙酮酸和［H］在酶的催化

作用下轉(zhuǎn)化成乳酸，此過程既不產(chǎn)生ATP,也不消耗ATP,D錯誤。

2.(2020?山東省等級考試一模，5)雙脫氧核昔三磷酸(ddNTP)與脫氧核昔三磷酸

(dNTP)的結(jié)構(gòu)如圖所示。已知ddNTP按堿基互補配對的方式加到正在復制的子鏈

中后，子鏈的延伸立即終止。某同學要通過PCR技術(shù)獲得被32P標記且以堿基“C”

為末端的、不同長度的子鏈DNA片段。在反應管中已經(jīng)有單鏈模板、弓I物、DNA

聚合酶和相應的緩沖液等，還需要加入下列哪些原料（）

yo

p

Oo

Hy

PP

II

OO

①dGTP,dATP,dTTP,dCTP②dGTP,dATP,dTTP③a位32P標記的ddCTP

④Y位32P標記的ddCTP

A.①③B.①④

C.②③D.②④

答案A

解析PCR過程需要模板、引物、DNA聚合酶、相應的緩沖液和原料，因為要

獲得不同長度的子鏈DNA片段，所以在合成DNA過程中要加入所有的原料

dGTP,dATP,dTTP,dCTP和在不同堿基“C”位置使子鏈的延伸終止的ddCTP；

DNA的基本組成單位為脫氧核甘酸，由脫氧核糖、磷酸和含氮堿基構(gòu)成，因此要

將32P標記在a位置，A正確。

考向2圍繞ATP的利用，考查科學思維能力

3.（2021.湖南卷，5）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

酸位點發(fā)生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，如圖所示。下列敘述錯誤的

是（）

Pi

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)與功能相適應的觀點

B.這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點的氨基酸缺失，不影響細胞信號傳遞

C.作為能量“貨幣”的ATP能參與細胞信號傳遞

D.蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應受溫度的影響

答案B

解析根據(jù)題干可知，某些蛋白質(zhì)在相關酶的作用下會發(fā)生磷酸化和去磷酸化，

而發(fā)生了磷酸化和去磷酸化的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，功能有所不同，能夠體現(xiàn)蛋

白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應的特點，A正確；這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點的氨基酸缺

失，會導致這些蛋白質(zhì)不能發(fā)生磷酸化和去磷酸化，不能參與細胞信號傳遞，B

錯誤；由題圖可知，在蛋白質(zhì)磷酸化過程中，ATP為蛋白質(zhì)提供磷酸基團，參與

了細胞信號傳遞，C正確；蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應均屬于酶促反應，受溫

度的影響，D正確。

4.（2021.山東煙臺期末）ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)。下列有關ATP

的敘述正確的是（）

A.ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化過程中所需的酶相同

B.許多放能反應與ATP的水解相聯(lián)系，許多吸能反應與ATP的合成相聯(lián)系

C.人在緊張時，細胞內(nèi)ATP的合成速率與ADP的產(chǎn)生速率難以保持動態(tài)平衡

D.參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白也能催化ATP的水解

答案D

解析酶具有專一性，ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化過程中所需的酶不同，A錯誤；

ATP的水解釋放能量，許多吸能反應與ATP的水解相聯(lián)系，ATP的合成消耗能量，

許多放能反應與ATP的合成相聯(lián)系，B錯誤；人在緊張時，代謝加快，細胞內(nèi)

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化速度很快，但ATP的合成速率與ADP的產(chǎn)生速率依然保

持動態(tài)平衡，C錯誤；參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白能催化ATP水解并將Ca2+

運出細胞，D正確。

|題后反思〉細胞內(nèi)ATP產(chǎn)生與消耗的生理過程及場所

國胞度＞■-消耗ATP:主動運輸、胞吞、胞吐

■?產(chǎn)生ATP：光反應

-消耗ATP:暗反應和自身DNA復制、轉(zhuǎn)

、錄、蛋白質(zhì)合成等

J產(chǎn)生ATP:細胞呼吸第一階段

［消耗ATP：許多生化反應的進行

-消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成

-消耗ATP:DNA復制、轉(zhuǎn)錄等

「產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、第三階段

4消耗ATP：自身DNA復制、轉(zhuǎn)錄、蛋白

〔質(zhì)合成等

/消耗ATP:植物細胞形成細胞壁、動物

1細胞形成分泌物等生命活動

-消耗ATP:有機物的合成、加工、運輸?shù)?/p>

考點二酶的作用、特性及影響因素

考點■自主旅理夯實必備知識

1.酶的本質(zhì)和功能

（本質(zhì)「絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA

/（合成原料）氨基酸或核糖核基酸

國合成場所k細胞核等一下盆藍丁

"來源卜一般來說,活細血都能產(chǎn)生酶

（功能］催化作用.,，▼喧一切熊

2.酶本質(zhì)的探索歷程（連線）

a.提取到r賑酶，并證明其

①巴斯德是蛋白質(zhì)

b.將酵母菌細胞中引起發(fā)酵

②李比希的物質(zhì)稱為釀酶

c.發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物

③畢希納催化功能

④薩姆納d.釀酒中的發(fā)酵是由酵母菌

細胞引起的

⑤切赫和奧爾特曼e.引起發(fā)酵的是酵母菌細胞

中的某種物質(zhì)

3.酶的作用機理分析降低化學反應的活化能

肥重活化受一②無酶催化過程所

a

酹降價的需要的活化能

治化能

b-一①有酶催化過程所

c--需要的活化能

I初態(tài)I

反應物AI終態(tài)I

d產(chǎn)物p

反應過程

提醒①加熱不能降低化學反應的活化能，但是可以為反應提供能量。

②酶可以重復多次利用，不會立即被降解。

4.酶的特性

(1)高效性：酶的催化效率是無機催化劑的1。7?1013倍。

(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。

⑶作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、

過堿等條件會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；低遍條件下酶的活性很低，

但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

5.比較過氧化氫在不同條件下的分解

(1)實驗原理

①2H2。2過當曾酶2H2。+。2t

②比較H2O2在Fe3\過氧化氫酶等不同條件下氣泡的產(chǎn)生速度或使點燃但無火

焰的衛(wèi)生香復燃的程度，了解過氧化氫酶的作用。

(2)實驗方案

加2滴質(zhì)量分數(shù)為衛(wèi)

T3.5%的FeC13溶液降生

J2mL體積分數(shù)為一1香

13%的過氧化氫溶液2

Fe"催化，耳蠢：

繼過氧一化氫^I/頊'理蒙揖'(產(chǎn)生氣泡小'少'慢

-----'帶火星的衛(wèi)生香發(fā)亮

比較過氧化

力口2滴質(zhì)量分數(shù)為衛(wèi)

氫酶和

Fd+生

|?20%的肝臟研磨液

的催化效率U2mL體積分數(shù)為-J香

33%的過氧化氫溶液4

酶催化過/t過栓產(chǎn)生氣泡大、

那氫分卜就冢(多'快

艇_______J—V帶火星的衛(wèi)生

香復燃

［易錯辨析

(1)酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸(X)

(2)酶可降低過氧化氫分解反應的活化能而無機催化劑不能(X)

⑶酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物(V)

(4)產(chǎn)生激素的細胞一定產(chǎn)生酶，但是產(chǎn)生酶的細胞不一定產(chǎn)生激素(V)

⑸蛋白酶能催化多種蛋白質(zhì)水解，因此蛋白酶不具有專一性(X)

［長句應答

1.(科學思維)酶具有高效性的原理是同無機催化劑相比，酶能顯著降低化學反應的

活化能。

2.生物體內(nèi)酶的化學本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶的特性有高

效性、專一性、酶的作用條件較溫和。

3.(科學思維)過酸、過堿或溫度過高使酶永久失活的原因：酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞。

重點,疑難突破突破關鍵能力

1.與酶有關的曲線分析

:項目;:曲線+分析1

VV

,曲保a、曲撲匕說明庭耳洵島找性

，加無機曲強撲匕P,能說明

加瞰催化劑,防耳洵儂化作用

I酶的I

聞方,,，；平衡點

I高效性I夕箱臃化劑」庭巴能縮短達到化學平

麗海竹串字的好問，不能

次變化學欠應的平街點

在應物A中加入潴A,

一一酶A一?儀應速率按未力。酶時

［酶的（?’明尺加佚，說明髓A

I上電費在如班）能催化府物A務與的

I專一性I

僅應

底物A濃度'?&瘋物A中加入防B,及

應速率行未力。酶舟和

同，說明酶“、能假化

酶促反應速率府物A務與的久應

最適溫度溫度、\

所/“后嚴、擊去‘高溫、過破、過磁均令

醐促反應速率產(chǎn)破壞酹的空間結(jié)構(gòu)

環(huán)境條件/'＞胃磨合醯覆住?H和.5、

胺鶯白酶晟i±pH接比8

對酶活性

°最適pHpH

的影響

儀應溶液的“度化

反應物剩余量不和響酹作用的最

（相對值）6-n苴溫度

HK

1；pH=13

0.5!PH=7

O溫度

反應速率....＞那較J艮制國保美造

底物濃度

A,B濃皮或腦耳性

對酶促反

應速率的'r-\".........。的打艮制國者美啟物

-——1--------?濃皮

影響。底物濃度

一■■^_＞在應物充尺、性他條件廢

酶濃度對交的情況下，僅應速率與

酶濃質(zhì)放正比

酶促反應

速率的影響

）P酶濃丁

2.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

試管編號12

注入可溶性

2mL一

淀粉溶液

注入蔗糖溶解—2mL

注入新鮮的2mL2mL

淀粉酶溶液

60℃水浴保溫5min

新配制的

2mL2mL

斐林試劑

沸水浴煮沸1min

實驗現(xiàn)象有收紅色沉淀沒有磚紅色沉淀

說明產(chǎn)生了還原糖，浣粉淡水■解說碉^?糖沒有被水解

、V,

一論:能的作用￡有專一性

（1）該實驗的自變量是底物的種類；因變量是底物是否被淀粉酶水解。本實驗設計

思路是探究同一種酶是否能催化不同底物水解。

⑵上述實驗中不能用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因為碘液只能檢測淀粉是

否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會使碘液變色。

I發(fā)散思維,教材中具有“專一性”或“特異性”的物質(zhì)歸納

;每一種酶只能催化一種或一類:

「奇）」化學反應，如限制性內(nèi)切核酸;

酶能識別特定的核昔酸序列，；

：并在特定的位點切割DNA分子：

?______________________________________________________________/

;某些物質(zhì)通過細胞膜時需要轉(zhuǎn)

［轉(zhuǎn)運L」運蛋白協(xié)助,不同物質(zhì)所需轉(zhuǎn)

專I蛋白「丁運蛋白不同,轉(zhuǎn)運蛋白的專一

一

:性是細胞膜選擇透過性的基礎

性

物

：波素箱鼻色血祚用手耐細而「

質(zhì)

靶器官，其原因在于其靶細胞

衛(wèi)生尸：的細胞膜上或細胞內(nèi)存在與該

：激素特異性結(jié)合的受體

噌祎RNXR篦板就舁葩忘二記

(tRNAk：

，氨基酸

［抗體一種抗體只能與相應的抗原發(fā)：

生特異性結(jié)合

特j一種抗原只能與相應的抗體發(fā)：

異/國星尸；生特異性結(jié)合；

性

物

質(zhì)fDNAlJ每種特定的DNA分子都有其獨，

I分子廠;特的脫氧核甘酸序列:

細胞膜或細胞內(nèi)激素、神經(jīng)遞質(zhì)，

等的受體（糖蛋白）一般具有特異性，

口命題?規(guī)律探究提升學科素養(yǎng)

考向1結(jié)合酶的化學本質(zhì)及作用，考查歸納與概括能力

1.（2017.全國卷H,3）下列關于生物體中酶的敘述，正確的是（）

A.在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶

B.由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性

C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法

D.唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37℃

答案C

解析DNA的合成主要發(fā)生在細胞核中，此外在線粒體和葉綠體中也能合成，因

此細胞核、線粒體和葉綠體中都有參與DNA合成的酶，A錯誤；只要給予適宜

的溫度、pH等條件，由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外也具有催化活性，B錯誤；鹽

析可使蛋白質(zhì)在水溶液中的溶解度降低，但不影響蛋白質(zhì)的活性。而胃蛋白酶的

化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法，C正

確；唾液淀粉酶催化反應最適溫度是37℃,但是37℃不是保存該酶的最適溫度,

酶應該在低溫條件下保存，D錯誤。

2.（2021」月八省聯(lián)考湖北卷，2）在生物體內(nèi)，酶是具有催化作用的有機物。下列

關于酶的敘述，錯誤的是（）

A.過氧化氫酶、胭酶和麥芽糖酶的化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì)

B.DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成

C.胰蛋白酶的合成及分泌與核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體有關

D.淀粉酶和鹽酸通過降低反應物的活化能催化淀粉水解

答案D

解析絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的化學本質(zhì)是RNA,而過氧化氫

酶、腺酶和麥芽糖酶的化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，A正確；DNA聚合酶能催化脫氧核

甘酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，DNA連接酶催化兩個DNA片段之間形

成磷酸二酯鍵，B正確；胰蛋白酶屬于分泌蛋白，其合成及分泌與核糖體、內(nèi)質(zhì)

網(wǎng)和高爾基體有關，C正確；淀粉酶和鹽酸都是催化劑，可以降低化學反應的活

化能，但不能降低反應物的活化能，D錯誤。

［題后反思〉酶在生活中的應用

（1）人發(fā)燒時不想吃東西，原因是體溫升高導致消化酶活性降低，食物在消化道中

消化緩慢。

（2）唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)就會失活，原因是唾液淀粉酶的最適pH為6.8,而

胃液的pH為0.9?1.5。

⑶胰島素等蛋白質(zhì)類或多肽類激素只能注射，不能口服，原因是口服會導致該類

激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇類激素（如性激素）和氨基酸衍生

物類激素（如甲狀腺激素）不會被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。

考向2結(jié)合影響酶促反應的因素，考查科學思維能力

3.（2020?北京卷，4）用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實

驗，兩組實驗結(jié)果如圖。第1組曲線是在pH=7.0、20℃條件下，向5mLl%的

H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結(jié)果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個

改變。第2組實驗提高了（）

四

5

餐2.-

哭

21.0-

S------7=S=S=S第2組

崛15

一

0

350一

O./d--0——0——0第1組

蟹5

O.一

劃

01

O

12345

反應時間

A.懸液中酶的濃度B.H2O2溶液的濃度

C.反應體系的溫度D.反應體系的pH

答案B

解析提高酶的濃度能夠提高反應速率，但不能提高生成氧氣的總量，A錯誤；

提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，產(chǎn)物的量增加，B正確；適度的提高

溫度可以加快反應速率，但不能提高產(chǎn)物的量，C錯誤；改變反應體系的pH,可

以改變反應速率，但不能提高產(chǎn)物的量，D錯誤。

4.（2022?百師聯(lián)盥開學聯(lián)考）在催化化學反應時，酶具有高效性、專一性、作用條

件較溫和等特性，下列說法正確的是（）

A.低溫下保存酶是因為低溫能改變酶的空間結(jié)構(gòu)降低酶活性

B.探究溫度對酶活性影響實驗時，選擇的反應物最好是過氧化氫

C.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的專一性時，不能用碘液進行鑒定

D.溫度適宜條件下，酶可為化學反應提供活化能而加速化學反應速率

答案c

解析低溫條件不能改變酶的空間結(jié)構(gòu)，故酶適合在低溫下保存，A錯誤；過氧

化氫受熱易分解，不能用來探究溫度對酶活性的影響，B錯誤；無論蔗糖是否分

解，均不能與碘液反應，故不能利用碘液檢測蔗糖是否分解，C正確；酶的作用

機理是降低化學反應所需的活化能，酶不能為化學反應提供活化能，D錯誤。

考點三探究影響酶活性的條件

I考點■自主梳理筌頭備知識

1.探究溫度對酶活性的影響

(1)實驗原理

gg)—淀粉酶_?

------碘液-----—?j~~~

藍色ug藍芯出現(xiàn))

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)藍色及藍色

的深淺來判斷酶的活性。

(2)實驗步驟、現(xiàn)象及結(jié)論

取6支試管，分別編號為1與八2與2，、3與3，，并分別進行以下操作。

試管

1r22'33,

編號

2mL可2mL可2mL可

2mL淀2mL淀2mL淀

--溶性淀粉溶性淀粉溶性淀粉

粉酶溶液粉酶溶液粉酶溶液

溶液溶液溶液

實在60℃溫水中水浴

二在冰水中水浴5min在沸水中水浴5min

驗5min

止

少1與r試管內(nèi)液體混2與2,試管內(nèi)液體混3與3,試管內(nèi)液體混

三

驟合，搖勻合，搖勻合，搖勻

在60℃溫水中水浴在沸水中水浴相同時

四在冰水中水浴數(shù)分鐘

相同時間間

五取出試管，分別滴加2滴碘液，搖勻，觀察現(xiàn)象

實驗呈藍色無藍色出現(xiàn)呈藍色

現(xiàn)象

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

提醒①探究溫度對酶活性的影響時，一定要讓反應物和酶在各自所需的溫度下

保溫一段時間，再進行混合。

②選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時，檢測試劑不可用斐林試劑代替碘液。

因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發(fā)生特定的顏色反應，而該實驗中需嚴格

控制溫度。

③探究溫度對酶活性的影響時，不宜用H2O2作反應物，因為H2O2易分解，加熱

條件下其分解會加快，氧氣的產(chǎn)生速率增加，并不能準確反映酶活性的變化。

2.探究pH對酶活性的影響

(1)實驗原理：2H2。2過氧化氫—2H2。+。2t。pH影響酶的活性，從而影響氧氣

的生成速率，也可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗02的生成速率。

(2)步驟

實驗實驗操

試管1試管2試管3

步驟作內(nèi)容

注入等量過氧

―2滴2滴2滴

化氫酶溶液

注入不同pH的1mL1mL1mL

二

溶液蒸儲水鹽酸NaOH溶液

注入等量的過

三2mL2mL2mL

氧化氫溶液

有大量氣泡產(chǎn)基本無氣泡產(chǎn)基本無氣泡產(chǎn)

四觀察現(xiàn)象

生生生

(3)結(jié)論：酶的催化作用需要適宜的pH,pH偏低或偏高都會影響酶的活性。

提醒①探究pH對酶活性的影響時，必須先調(diào)pH,然后再將反應物與酶混合，

否則反應物會在未調(diào)節(jié)好pH的情況下就在酶的作用下發(fā)生反應，影響實驗的準

確性。另外，本實驗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，以保證反應開始便達到預設pH。

②探究pH對酶活性的影響時，不能用斐林試劑作指示劑，因為鹽酸會和斐林試

劑發(fā)生反應，使斐林試劑失去作用。

③探究pH對酶活性的影響時，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反應，因為用作鑒定

試劑的碘液會和NaOH發(fā)生化學反應，使碘與淀粉生成藍色絡合物的機會大大減

少，而且在酸性條件下淀粉也會被水解，從而影響實驗的觀察效果。

口命題■規(guī)律探究提升學科素養(yǎng)

考向結(jié)合酶的相關實驗，考查科學探究能力

1.（2022.廣東湛江模擬）已知淀粉在酸性條件下能被水解，如圖表示pH對淀粉酶活

性的影響結(jié)果。下列有關敘述正確的是（）

1h后淀粉剩余量

淀粉初始量----------鼻口

IIIMTII口，

O135791113pH

A.分析實驗結(jié)果可知，該淀粉酶的最適pH為7

B.若在強酸條件下淀粉的剩余量較少，則淀粉酶具有活性

C.當pH=3時，淀粉酶的活性比pH=9時的活性高

D.分離在pH=13時的淀粉酶，其能與雙縮胭試劑產(chǎn)生紫色反應

答案D

解析分析柱形圖可知，lh后，這幾組實驗中pH為7的條件下淀粉的剩余量最

少，淀粉酶的最適pH在7左右，但最適pH并不一定是7,A錯誤；在強酸條件

下，酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，淀粉酶失活無法發(fā)揮作用，且因淀粉在酸性條件下

能被水解，因此在強酸條件下淀粉的剩余量較少，并不是淀粉酶催化（淀粉酶沒有

活性）的結(jié)果，B錯誤；分析柱形圖可知，pH為3條件下和pH為9條件下淀粉剩

余量基本相等，由于淀粉在酸性條件下能被水解，因此pH為3條件下的酶活性

低于pH為9條件下酶的活性，C錯誤；淀粉酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)，pH為13

條件下，淀粉酶的空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，但肽鍵沒有斷裂，故仍然能與雙縮版試

劑產(chǎn)生紫色反應，D正確。

2.（2022.安徽A10聯(lián)盟摸底）某興趣小組為了研究溫度對唾液淀粉酶活性的影響，

進行了相關實驗，實驗結(jié)果如圖所示。下列相關分析正確的是（）

—20t

——40tt

----60t

0。'2%反應時間

A.由實驗可知，該唾液淀粉酶的最適溫度為40℃

B.60C組，力時刻向反應液中滴加碘液，溶液不會出現(xiàn)藍色

C.增加淀粉溶液的濃度會導致20℃組產(chǎn)物濃度增大

D.在t3時亥I］將60℃組置于40℃環(huán)境中曲線會上升

答案C

解析分析曲線圖可知：在40℃組，反應到達化學平衡所需要的時間最短，酶的

活性最高，故三個溫度條件下，該酶活性最高的是40℃組，但不能說明40℃是

該酶的最適溫度，A錯誤；60℃組，最終產(chǎn)物濃度低于20℃組和40℃組，說明

60℃會導致該酶完全失活，念時應該還有一部分淀粉未被水解，因此，滴加碘液

會出現(xiàn)藍色，B錯誤；20℃時酶有活性，增加底物的濃度，會導致最終產(chǎn)物的濃

度增大，C正確；在/3時刻，60℃組中酶已經(jīng)完全失活，置于40℃環(huán)境中曲線

不會變，D錯誤。

重溫真題經(jīng)典再現(xiàn)

1.經(jīng)典重組判斷正誤

⑴馬鈴薯塊莖無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATP(2019?全國卷H,

2C)()

(2)成熟個體中的細胞增殖過程不需要消耗能量(2018?全國卷HI,2A)()

⑶饑餓時，胰高血糖素水平升高，促進糖原分解，說明激素具有酶的催化活性

(2018?全國卷n,3B)()

(4)淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成(2017.海南卷，5A)()

提示(1)X(2)X

(3)X激素具有調(diào)節(jié)作用，但不具有催化作用。(4)X

2.(2019?浙江4月選考，10)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——

3加入二氧化鎰—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

答案D

解析比較表中試管A和試管B中加入的物質(zhì)，可知本實驗的自變量是催化劑的

種類，A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正確；馬鈴薯勻漿中含有過氧化氫酶，二氧化鎰屬于無機催化劑，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錯誤。

3.（2021.海南卷，14）研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞，1?2min

后迅速分離得到細胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測

得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是

（）

A.該實驗表明，細胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP

B.32P標記的ATP水解產(chǎn)生的腺昔沒有放射性

C.32P在ATP的3個磷酸基團中出現(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)生在細胞核內(nèi)

答案B

解析根據(jù)題意可知，該實驗不能說明細胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP,A錯誤；

腺昔由腺嘿吟和核糖構(gòu)成，不含磷元素，無放射性，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，C錯誤；該實驗不能說明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生

在細胞核內(nèi)，D錯誤。

4.（2021.海南卷，11）某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。

據(jù)圖分析，下列有關敘述錯誤的是（）

°t）時間

A.該酶可耐受一定的高溫

B.在九時，該酶催化反應速率隨溫度升高而增大

C.不同溫度下，該酶達到最大催化反應速率時所需時間不同

D.相同溫度下，在不同反應時間該酶的催化反應速率不同

答案D

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，在九時，酶催化反應速率隨溫度升高而增大，即反應

速率與溫度的關系為40℃<50℃