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路易斯·巴斯德，法国著名的微生物学家、爱国化学家，1895年9月28日逝世。
他研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等，把微生物的研究从主要研究微生物的形态转移到研究微生物的生理途径上来，从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病、蚕病等方面都取得了成果。英国医生李斯特并据此解决了创口感染问题。从此，整个医学迈进了细菌学时代，得到了空前的发展。其发明的巴氏消毒法直至现在仍被应用。著名言论:科学虽没有国界，但是学者却有自己的祖国。
一轮复习 必修1：分子与细胞
路易斯·巴斯德
第1单元
一轮复习 必修1：分子与细胞
第6讲 酶与ATP
细胞的能量供应与利用
冥王星
一轮复习 必修1：分子与细胞
酶与ATP
课标要求 核心素养
1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 2．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 1.理解酶的本质及鉴定方法。(生命观念)
2．掌握温度和pH影响酶活性的原理及相关探究实验。(科学思维、科学探究)
3．理解ATP和ADP的相互转化，举例说明ATP在生命活动中的应用。(生命观念、科学思维)
本讲目录
考点1 酶的本质、作用、特性及影响因素
考点2 探究影响酶活性的条件及相关实验
考点3 实验设计的“原则”与“变量”分析
考点4 ATP的结构与功能
考点聚焦
1、酶的概念是什么？其基本结构单位、合成场所、功能、作用机理是什么？
2、酶的特性包括哪些？影响酶促反应的因素有哪些？
3、酶与无机催化剂有什么共性和区别？酶与激素有什么共性和区别？
4、如何设计实验来证明酶的高效性和专一性？
5、如何设计实验来探究T和PH对酶活性的影响？
6、实验设计的三大基本原则和自变量、因变量、无关变量的概念及关系是什么？
7、ATP的结构简式是什么？各部分的含义是什么？
8、ATP与ADP之间怎么转化？ATP的结构特点与ATP和ADP的转化有什么关联？
9、ATP合成发生在哪些生理过程？在细胞的哪些结构中进行？
10、ATP与RNA的关系是什么？
11、ATP的功能是什么？ATP为什么被称为“能量的通货”？
问题聚焦
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
一.细胞代谢
人体细胞内所发生的反应是非常快的，据估计人体内的细胞每分钟发生的反应超过几百万次；人体血液中的红细胞每秒钟要更新200万个
一.细胞代谢
1、什么是细胞代谢？细胞代谢的主要场所？
2、细胞代谢和细胞生命活动的关系？
3、为什么细胞代谢可以在温和的条件下快速进行？
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢
绝大多数细胞代谢，需要酶的参与
细胞代谢是细胞生命活动的基础
由于酶的催化作用
细胞质基质
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
二、酶本质的探索历程
十九世纪，酒变酸
1857年，生物学家巴斯德，发酵由于酵母细胞
为什么？
化学家李比希，发酵由于酵母中的某些物质
争论
谁对？
酶的本质？
化学家毕希纳，提取液---酿酶
化学本质？
萨姆纳，提取脲酶，成分为蛋白质
20世纪80年代，切赫和奥特曼，少数RNA有催化功能
酶是具有催化功能的有机物，绝大多数酶是蛋白质。少数酶是RNA。
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
化学本质 绝大多数是_______ 少数是_____
合成原料 _______ ___________
合成场所 _______ _____________
来源 ____________________________________________________
作用场所 ________________________
生理功能 _______________
蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
细胞内、外或生物体外均可
生物催化作用
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
二、酶的本质
主要是细胞核(真核细胞)
一般来说活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶
核酶（本质RNA）的作用：催化mRNA的降解；对mRNA的加工和成熟有催化作用；核糖体的rRNA就是催化肽键形成的酶
1.正确理解有关酶的本质和作用
项目 错误说法 正确理解
产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)
化学本质 蛋白质 有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA)
作用场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度 影响 低温和高温均使酶变性失活 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活
作用 酶具有调节、催化等多种功能 酶只起催化作用
来源 有的可来源于食物等 酶只在生物体内合成
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
【思维拓展1】
项目 酶 激素
来源及作用场所 活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用 细胞产生；
一般细胞外发挥作用
化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 。
生物功能 催化作用 作用
共性
2.酶和激素的比较
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
【思维拓展1】
专门的内分泌腺或特定部位
固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质
调节
在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
1.酶和激素的比较
关于人体内酶和激素的叙述，错误的是( )
A．酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的
B．酶和激素都与物质和能量代谢有关
C．能产生激素的细胞不一定能产生酶
D．能产生酶的细胞不一定能产生激素
E．激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活，酶反应前后不改变
F．激素产生后一般作用于其他细胞
G．激素和酶都具有高效性，非细胞条件下也能发挥作用
H．一种酶只催化一种物质的反应，一种激素只作用于一种细胞
I.某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的
ACGH
习题检测
考点1
1.试剂检测法探究酶的本质是否为蛋白质
项目 实验组 对照组
材料 待测酶溶液 (等量)已知蛋白液
试剂 分别加入等量的双缩脲试剂
现象 是否呈现紫色 呈现紫色
结论 实验组呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
【思维拓展2】
检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论， 。
因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定
酶本质的实验验证
某种酶 + 蛋白酶
加入酶的底物
底物没有被催化→该酶是蛋白质
底物被催化→该酶是RNA
2.酶解法
甲酶：核酶，化学本质为RNA
乙酶：化学本质为蛋白质
酶本质的探究，采取减法原理
用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照。
甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
【思维拓展2】
酶本质的实验验证
1、消化酶
2、溶酶体酶
3、溶菌酶
4、脲酶
5、过氧化氢酶
6、酪氨酸酶
7、纤维素酶
8、果胶酶
是一类水解酶，可催化相应大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白质水解等。
一类水解酶，杀死病毒病菌，对细胞结构有破坏，如硅肺
溶解细菌的细胞壁中的肽聚糖。
CO(NH2)2+H2O
脲酶
CO2 + 2NH3
2H2O2
过氧化氢酶
2H2O + O2
催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶
C1酶
Cx酶
葡萄糖苷酶
葡萄糖
纤维素
纤维
二糖
果胶 　 　 半乳糖醛酸
果胶酶
常考的酶及其作用
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
9、中法则中的酶
①DNA聚合酶
②RNA聚合酶
③RNA复制酶
④逆转录酶
⑤RNA酶（DNA酶） ⑥解旋酶
DNA复制（催化单个脱氧核苷酸聚合形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键）
转录（催化单个核糖核苷酸聚合形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）
RNA复制（催化单个核糖核苷酸聚合形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键）
逆转录（催化单个脱氧核苷酸聚合形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键）
核酸水解酶
解旋DNA双链（断裂氢键）
10、基因工程中的酶
①限制酶 ②DNA连接酶
催化DNA片段形成磷酸二酯键
催化DNA片段断裂磷酸二酯键
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
常考的酶及其作用
1．大肠杆菌中发现的RNasep是一种由蛋白质和RNA组成的复合体(一种酶)，某实验小组提取核心组件M1(可在一定盐离子环境下体外单独催化RNA加工过程)，经蛋白酶处理后的M1仍然具有催化功能，而经RNA水解酶处理后的M1不再具备催化功能。下列说法正确的是 (　 )
A．可用双缩脲试剂检测核心组件成分M1
B．M1能为tRNA的体外加工过程提供活化能
C．M1的功能丧失后会中断基因表达中的转录过程
D．M1也具有高效性、专一性和作用条件温和的特点
D
考点二：酶的作用、特性及影响因素
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
2.下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述,正确的是(　　)
A.都可通过体液运输到全身
B.都在细胞内发挥作用
C.发挥作用后都立即被灭活
D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
D
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
3.酶的作用及机理
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理
②比较H2O2在Fe3＋、过氧化氢酶等不同条件下气泡的产生速度或观察点燃但无火焰的卫生香的复燃程度，了解过氧化氢酶的作用。
①2H2O2 2H2O＋O2↑
△/Fe3+/过氧化氢酶
（2）实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。
（3）观察实验指标
（4）实验材料用具：
观察单位时间内产生气泡的多少
观察带火星的卫生香的复燃情况
3.酶的作用及机理
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
质量分数3.5%Fecl3、新鲜质量分数20%肝脏研磨液、新配置的体积分数3%过氧化氢溶液
过氧化氢常温有分解
思考：本实验的自变量、因变量分别是？无关变量有哪些？
自变量：人为控制的对实验对象要进行处理的因素
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
本实验的自变量为不同条件（包括是否加热、是否加入催化剂、催化剂的种类）
(5)进行实验
1
室 温
2
90℃水浴加热
3
2滴FeCl3
4
2滴肝脏研磨液
（6）实验现象：
几乎无气泡
少量气泡
较多气泡；卫生香复燃不明显
大量气泡；卫生香复燃明显
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
2号
1号
3号
4号
对照组
实 验 组
2mL 过氧化氢溶液
常温
90℃水浴
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
不明显
少量
较多
大量
变亮
复燃
气泡产生
卫生香复燃
分 组 编 号
相 同 处 理
不 同 处 理
结 论
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
加热能促进H2O2的分解
催化剂能加快H2O2的分解
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高
（6）实验现象：
1与2对照：
加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率
1与3对照：
FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率
1与4对照：
过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率
3与4对照：
过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高
对照实验
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
实验设计原则：
① 对照原则 ② 单一变量原则 ③ 等量原则 ④ 平行重复原则
除了一个因素（自变量）以外，其余因素（无关变量）都保持不变的实验叫作对照实验，对照实验一般要设置对照组和实验组。
对照实验
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
1.加热、加FeCl3 、加过氧化氢酶都可加快过氧化氢的分解，原理一样吗？
不一样。加热是提供化学反应所需的活化能，而FeCl3、过氧化氢酶是降低化学反应所需活化能
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
2.什么是活化能？
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
1.1mol H2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75 KJ的热量，这75 KJ就是每mol H2O2的活化能。
2.但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？
(酶作用前后理化性质不变） 不是
3.如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了46 KJ的热量呢？
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
　 酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。
【资料展示】
(1)没有酶催化的反应曲线是 ；有酶催化的反应曲线是 。
(2)AC段的含义是在 的条件下，反应所需要的活化能。
(3)AB段的含义是 。
(4)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将 移动。
3.酶的作用机理
降低化学反应的活化能
②
①
酶降低的活化能
向上
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
①
②
无催化剂
注：加热不能降低化学反应的活化能，但是可以提高分子自身的能量使接近所需活化能。
1.反应前后自身结构不发生改变
2.缩短完成反应的时间，不改变化学反应的平衡点
酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？
酶唯一的功能是催化（降低化学反应的活化能），它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质。
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
【归纳】
1．为使反应物A→产物P，采取了酶催化(最适温度和pH)和无机催化剂催化两种催化方法，其能量变化过程用图甲中两条曲线表示；图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析不合理的是 (　 )
A．距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因
B．适当升高温度，酶催化的曲线Ⅱ对应的距离a将下降
C．图乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表葡萄糖和果糖
D．图乙中若①代表胰蛋白酶，当pH稍低于最适值时，③④的生成速率下降
B
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
高效性
专一性
作用条件温和
酶活性
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
4.酶的特性
（1）高效性
分析：
1.酶比无机催化剂的 ；
2.酶只能 时间， 化学反应的平衡点。
3.酶 最终生成物的量。
加酶
加无机催化剂
不加催化剂
时间
产物的量
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
催化效率更高
缩短达到化学平衡所需的
不改变
不能改变
锁钥学说
酶A
不加酶（酶C）
时间
反应速率
（2）专一性
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
：每一种酶只能催化 化学反应。
（意义：使细胞代谢有条不紊）
一种或一类
每一种酶只能催化____________化学反应。
一种或一类
（意义：使细胞代谢有条不紊）
酶A
不加酶（酶B）
时间
反应速率
曲线图（数学模型）
a.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。
b.加入酶A的反应速率一定范围内随反应物浓度的增大明显加快，说明
酶A可催化该反应。
即酶具有专一性。
（2）专一性
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
锁钥学说（物理模型）
（这种专一性是由酶的空间结构来决定的）
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
③模型解读
酶
可能的底物
酶-底物复合物
酶+产物
（2）专一性
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
图甲、乙显示： 都会使酶失活，而低温只是 酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性，低温（0-4℃）适宜保存酶制剂。
图丙、丁显示：反应溶液pH(温度)的变化 酶作用的最适温度(pH)。
（3）作用条件较温和
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
高温、过酸、过碱
抑制
不影响
1. 酶促反应
由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。
2. 酶促反应速率
单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。
5.影响酶促反应速率的因素
3. 酶活性
指酶催化一定化学反应的能力（选修一）
指酶对化学反应的催化效率（必修一P83）
4. 酶活性表示
一定条件下，酶催化的某一化学反应的反应速度来表示
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
酶促反应速率
酶活性
温度
pH
抑制剂
激活剂,等
底物浓度
酶浓度,等
影响
强调：底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触来影响反应速率，不会影响酶活性
影响
影响酶促反应速度的外界因素有哪些？它们是否都影响酶活性？
联系：酶的活性影响酶促反应速度，但酶促反应速度还受其他一些因素的影响，如酶用量、底物浓度；酶的活性在一定条件下可以用酶促反应速度来表示。
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
① 温度
② pH
③ 酶的浓度：
④ 底物浓度：
温度
a
酶促反应速率
①
pH
b
酶促反应速率
②
酶浓度
酶促反应速率
底物充足
③
c
底物浓度
酶促反应速率
④
限制因素：
酶浓度或酶活性
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
5.影响酶促反应速率的因素
在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化。
底物充足，其他条件适宜时，反应速率随酶浓度的升高而加快。
1）如果在A点温度升高10℃，画出变化后的曲线。
2）如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶，
画出变化后的曲线。
甲图曲线表示在最适温度、最适pH下绘制
A
B C
受酶数量和酶活性限制
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
【拓展延伸】 底物浓度、酶浓度对酶促反应的影响：
酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
酶
反应物
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
【拓展延伸】 底物浓度、酶浓度对酶促反应的影响：
A.竞争性抑制剂：抑制剂与底物竞争酶。
第一类竞争性抑制剂
抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合，如果底物与酶结合也会阻止抑制剂与酶结合。
第二类竞争性抑制剂
抑制剂与酶的活性中心以外的部位结合，从而使酶的活性中心结构改变，阻止了酶与底物结合。如果底物与活性中心结合，使抑制剂结合部位的空间结构发生改变，也能阻止抑制剂与酶结合。
⑤抑制剂
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
5.影响酶促反应速率的因素
×
×
⑤抑制剂
由于竞争性抑制剂与底物竞争 。因此，增大 浓度，就会使抑制剂与酶结合的 ，从而减少抑制作用。因此，
竞争性抑制剂的抑制作用可以通过 浓度来抵消其抑制作用。
A.竞争性抑制剂：抑制剂与底物竞争酶。
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
5.影响酶促反应速率的因素
酶
底物
减少
底物浓度
酶促反应速率
无抑制剂
竞争性抑制剂
增大底物
B.非竞争性抑制剂：抑制剂与底物不存在竞争关系。
抑制剂与酶的活性中心以外的部位结合，但是不会使酶活性中心的结构改变，因此，不影响酶与底物的结合，这样就形成了底物-酶-抑制剂的三元复合物，但是底物不会被酶催化为产物，从而达到抑制的作用。
由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。
⑤抑制剂
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
5.影响酶促反应速率的因素
底物浓度
酶促反应速率
无抑制剂
非竞争性抑制剂
：提高酶活性的物质，称为酶的激活剂。
有些酶在有激活剂存在时才有活性或性较高。
大部分激活剂是无机盐离子，
K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。
如：Cl- 是α-淀粉酶的激活剂
⑥激活剂
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
5.影响酶促反应速率的因素
果胶酶能分解果肉
细胞壁中的果胶，
提高果汁产量。
加酶洗衣粉比普通
洗衣粉有更强的去
污能力。
6.酶在生活中的应用
溶菌酶能溶解细菌
的细胞壁，具有抗
菌消炎的作用。
思考：溶菌酶具有抗菌消炎作用，细菌性溶菌酶能否用于真菌感染？
由于真菌和细菌细胞壁的成分不同和酶具有专一性等原因，细菌性溶菌酶不能用于真菌感染。
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
1. 易错整合，判断正误
(1)酶提供了反应过程所必需的活化能。(　　)
(2)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(　　)
(3)酶只能在细胞内发挥作用。(　　)
(4)酶促反应速率与酶活性有关。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。(　　)
×
×
×
√
习题检测
考点1
2. 酶的活性会受到某些无机盐离子的影响，
某学习小组通过实验探究Cl－和Cu2＋对人
体胃蛋白酶活性的影响，结果如图所示
(其他条件适宜)。下列有关叙述正确的是
( )
A．保存胃蛋白酶的最佳条件是37.5 ℃、pH＝1.5
B．底物浓度为B时，增加酶含量，曲线a、b、c均上移
C．底物浓度为B时，提高反应温度，曲线c将上移
D．Cl－、Cu2＋等无机盐离子都能增强酶降低化学反应活化能的效果
B
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
3.如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是（ ）
A.影响乙曲线的因素是温度，影响丙
曲线的因素是pH
B.甲曲线中，a点与b点限制酶促反应
速率的因素不相同
C.乙曲线中，d点与f点酶的空间结构都被破坏且不能恢复
D.丙曲线中，g点时对应因素升高，酶的活性不能到达h点
C
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
A.酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B.酶量减少后，图示反应速率可用B线a表示
C.升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
D.减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
2.如图所示，曲线b表示在最适温度、最适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(　　) 　
B
酶的本质、作用、特性及影响因素
考点1
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
1.探究温度对酶活性的影响
（1）反应原理：淀粉―――→ 麦芽糖
　　 　 碘↓液　　 　碘↓液
　　 _____　　 ___________
（2）鉴定原理：
温度影响酶的活性，从而影响___________，滴加碘液，根据是否出现__________________来判断酶的活性。
蓝色
无蓝色出现
淀粉的水解
蓝色及蓝色的深浅
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
(3)实验步骤、现象及结论
试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′
实验 步骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液
二 在冰水中水浴5 min 在60 ℃温水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min
三 1与1′试管内液体混合，摇匀 2与2′试管内液体混合，摇匀 3与3′试管内液体混合，摇匀
四 在冰水中水浴数分钟 在60 ℃温水中水浴相同时间 在沸水中水浴相同时间
五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象
实验现象 呈______ ____________ 呈______
结论
蓝色
无蓝色出现
蓝色
酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
2.探究pH对酶活性的影响
带火星的卫生香燃烧
（1）反应原理(用反应式表示)： 。
（2）鉴定原理：
pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用 的情况来检验O2产生量的多少。
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
(3)实验步骤、现象及结论
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验步骤 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴
注入不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH溶液
注入等量的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL
观察现象 有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生
实验结论 酶的催化作用需要__________，_______________都会影响酶的活性。
适宜的pH
pH偏低或偏高
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
(1)为什么不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？
(2)在探究温度对酶活性的影响实验中，能否用斐林试剂来检测实验产物？
(3)在探究pH对酶活性影响的实验中，可以用淀粉酶催化淀粉的反应吗？
过氧化氢酶催化的底物是H2O2，H2O2在高温时分解，这样实验中就存在两个变量，使实验结果受到干扰。
不能，斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。
思考：
不宜采用，因为碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会被水解，影响实验观察效果。
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
(4)在探究pH对酶活性影响的实验中，可以用斐林试剂做指示剂吗？
(5)在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什么一定不能颠倒顺序？
若控制条件的步骤和酶量控制的步骤颠倒顺序，会在调节温度或pH的过程中，酶先将底物分解，导致实验失败。
不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
1.已知淀粉在酸性条件下能被水解，如图表示pH对淀粉酶活性的影响结果。下列有关叙述正确的是(　　)
D
A.分析实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为7
B.若在强酸条件下淀粉的剩余量较少，
则淀粉酶具有活性
C.当pH＝3时，淀粉酶的活性比pH＝9时的活性高
D.分离在pH＝13时的淀粉酶，其能与双缩脲试剂产
生紫色反应
考点2
习题检测
2.(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
C
考点2
习题检测
3.对比法探究酶的高效性和专一性
项目 实验组
材料 等量的同一种底物
试剂 与底物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂
现象 反应速率很快，或达到平衡用时短 反应速率缓慢，或达到平衡用时长
结论 酶具有高效性
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
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。
②设计方案
(1)探究酶的高效性
①设计思路：
底物不同但酶相同，或酶不同底物相同，通过观察酶促反应能否进行得出结论。
②设计方案
项目 方案一 方案二
实验组 对照组 实验组 对照组
材料 同种底物(等量) 与酶相对 应的底物 另外一种
底物
试剂 与底物相 对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量)
现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应
结论 酶具有专一性 酶具有专一性
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
(2)探究酶的专一性
(1)设计思路：设计一系列不同温度(pH)的实验组进行相互对照，对比实验结果得出结论。
(2)设计方案
考点2
探究影响酶活性的条件及相关实验
（3）梯度法探究酶的最适温度(pH)
1.下列有关酶的实验设计正确的是(　　)
A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
B．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
C．利用过氧化氢、鲜肝匀浆和FeCl3研究酶的高效性
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响
C
考点2
习题检测
A.①②③过程中，蛋白质的空间结构不变
B.蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中
的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解
C.处理相同时间，蛋白块b明显小于
蛋白块c，可证明与无机催化剂相比，酶具有高效性
D.将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合，可直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果
2.研究发现酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验：下列相关说法正确的是(　　)
C
考点2
习题检测
1.实验设计遵循的三大基本原则
(1)单一变量原则：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(其他因素都相同)，以便减小实验误差。如空白对照(对照组不加任何处理因素)、条件对照(对照组被某些因素处理)、自身对照(对照处理与实验处理在同一受试生物上进行)、相互对照(几个实验组之间相互对照)等。
(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。
考点3
实验设计的“原则”与“变量”分析
2.三类变量(自变量、因变量、无关变量)分析
考点3
实验设计的“原则”与“变量”分析
3.归纳法分析与酶有关的实验变量
实验目的 自变量 无关变量 因变量
验证酶的高效性 催化剂的种类 底物量、反应时间、温度、pH等 单位时间内底物的减少量或生成物的增加量
验证酶的专一性 底物种类(酶相同) 酶的种类和量、底物的量、反应时间、温度、pH等
验证温度对酶活性的影响 温度 酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、pH等
验证pH对酶活性的影响 pH 酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、温度等
探究酶的最适温度(或pH) 温度(或pH) 酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间等
考点3
实验设计的“原则”与“变量”分析
1.下列有关实验变量的叙述，正确的是(　　)
A.在探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，通常温度不属于变量
B.在探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是因变量
C.在探究光照强度对植物光合速率影响的实验中，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量
D.在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量
C
考点3
习题检测
2.已知酸或碱能水解多糖和蛋白质，请判断下列利用相关材料，试剂开展的实验，实验目标能够达成的是（ ）
A．利用淀粉、淀粉酶、斐林试剂探究pH对酶活性的影响
B．利用蔗糖、麦芽糖、蔗糖酶和斐林试剂探究酶的专一性
C．利用淀粉、淀粉酶、碘液探究温度对酶活性的影响
D．利用蛋清液、蛋白酶、双缩脲试剂探究pH对酶活性的影响
C
考点3
习题检测
3.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示。下列有关叙述正确的是（多选）（ ）
A．产物B浓度高低变化对酶1活性的调节属于负反馈调节
B．产物B与酶1变构位点的结合是可逆的
C．增加底物的浓度，可解除产物B对酶1活性的影响
D．酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性
AB
考点3
习题检测
4.图①表示甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理, 酶活性与处理时间的关系。图②表示某类酶作用的模型, 图③表示在最适温度下, 麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。下列相关叙述错误的是 ( )
A.图①中乙酶的化学本质为蛋白质；乙酶活性的改变是因为其被蛋白酶水解
B.图②模型能解释酶的催化具有专一性，其中a代表酶
C.图②中若a代表蔗糖酶,b代表蔗糖, 水解后得到c和d代表的物质不相同
D.图③e、f两点麦芽糖酶的利用率相同
D
考点3
习题检测
5.酶的活性会受到某些无机盐离子的影响，
某学习小组通过实验探究Cl－和Cu2＋对人
体胃蛋白酶活性的影响，结果如图所示
(其他条件适宜)。下列有关叙述正确的是
（ ）
A．保存胃蛋白酶的最佳条件是37.5 ℃、pH＝1.5
B．底物浓度为B时，增加酶含量，曲线a、b、c均上移
C．底物浓度为B时，提高反应温度，曲线c将上移
D．Cl－、Cu2＋等无机盐离子都能增强酶降低化学反应活化能的效果
B
考点3
习题检测
【知识总结】
考点4
ATP的结构和功能
1molATP水解释放出的能量高达30.54kJ，所以ATP是一种高能磷酸化合物
腺苷（A）
ATP （腺苷三磷酸）
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
~
~
特殊的化学键
两个带负电的磷酸基团之间相互排斥而具有较高的势能
（不稳定）
组成元素
C、H、O、N、P
化学组成
1分子核糖
1分子腺嘌呤
3分子磷酸基团
结构简式
A－P~P~P
结构特点
远离腺苷的特殊的化学键易水解
含量特点
在细胞中含量少，转化快
考点4
ATP的结构和功能
2.ATP与ADP相互转化
1、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。
资料：
思考：ATP是怎样来解决这一矛盾的？
ATP在细胞内是否大量存在？
2、研究表明：人体中ATP的总量只有大约2~10mg，剧烈运动时只能维持3s。
考点4
ATP的结构和功能
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量2
ATP
酶2
酶1
Pi
ADP +Pi
+能量
酶1
酶2
能量1
Pi
ATP水解酶
ATP合成酶
①酶1和酶2相同吗？
②能量1和能量2相同吗？
③ATP－ADP的相互转化是可逆反应吗？
光合作用
呼吸作用
放能
反应
用于各项生命活动
吸能反应
考点4
ATP的结构和功能
1.ATP的结构
项目 ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量 ATP
所需酶
反应场所 生物体的需能部位
能量来源 (光合作用)、 (细胞呼吸) 储存在 中的能量
能量去路 储存于形成的 中 用于各项生命活动
联系
酶1
酶2
ATP合成酶
ATP水解酶
ATP
ADP＋Pi＋能量
光能
化学能
高能磷酸键
高能磷酸键
物质是可逆(循环)的，但能量不可逆（不循环）。
不是可逆反应，处于动态平衡之中。
ATP在生物体内含量很少，且相对稳定。（ATP与ADP转化非常迅速、及时）
结构基础：ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易断裂和重建。
细胞质基质、线粒体、叶绿体
考点4
ATP的结构和功能
2.ATP与ADP相互转化
1.对正常细胞来说，ATP和ADP相互转化, 。
2. 细胞中ATP含量 ，而生命活动却不停的消耗ATP，使ATP迅速 。 细胞中ATP的含量之所以保持相对稳定， 在于 。
3.ATP与ADP的转化机制，在所有细胞中都是一样的，体现了 。
时刻不停的发生并处于动态平衡
ATP与ADP快速相互转化
很低
减少
生物界的统一性
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi
+能量
思考：该反应是否是可逆反应？
否；因为反应条件、能量和场所都不相同。
考点4
ATP的结构和功能
4.原核生物(蓝藻、光合细菌)光合作用也可以合成ATP，细胞呼吸也能合成ATP。
大脑思考
电鳗发电
Ca2+
ATP
主动运输
生物发光
肌肉收缩
物质合成
光能
电能
电能
机械能
化学能
渗透能
注意：细胞中绝大数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量的
（还有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP等）。
ATP可以为哪些生命活动提供能量？
ATP水解释放的能量是如何用于上述各种生命活动的呢？
考点4
ATP的结构和功能
4.细胞内的吸能反应(化学能）
如葡萄糖+果糖 蔗糖
酶
3.肌肉收缩
(机械能）
2.大脑的思考:电能
1.生物发电(电鳐)、发光(萤火虫)
ATP
5.细胞的主动运输（渗透能）
3.ATP的功能
考点4
ATP的结构和功能
注意：细胞中绝大数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量的（还有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP等）。
ATP的合成是吸能反应，
和放能反应相关联
ATP的水解是放能反应，
和吸能反应相关联
ATP的合成、ATP的水解分别属于什么反应？分别与什么反应相联系？
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此，可以把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”
细胞呼吸(有机物氧化分解)、光合作用的光反应
有机物合成、主动运输、
胞吞胞吐、
蛋白质磷酸化、肌肉收缩等
考点4
ATP的结构和功能
3.ATP的功能
(3)作为细胞间传递信息的信号分子而起作用
(2)ATP水解掉两个磷酸基团后，形成AMP，作为合成RNA的原料。
ATP注射液是一种用于心功能不全、脑出血后遗症等疾病的辅助治疗药物，是作为细胞间传递信息的信号分子而起作用，并不是为细胞提供能量。
考点4
ATP的结构和功能
3.ATP的功能
O O2供给量
ATP产生量
A
B C
甲
（1）甲图表示可进行有氧呼吸细胞中，
ATP产生量与O2供给量的关系。
①A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，
产生少量ATP。
②AB段表示随着O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧
呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。
③ BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，
此时的限制因素可能是 等。
4.ATP的合成与O2供应量的关系
考点4
ATP的结构和功能
酶、ADP、磷酸
ATP产生量
O O2供给量
乙
（2）乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中ATP来自 ，与O2无关。
4.ATP的合成与O2供应量的关系
考点4
ATP的结构和功能
无氧呼吸
能源物质：
主要能源物质：
储能物质：
主要储能物质：
直接能源物质：
最终（根本）能源物质：
糖类、脂肪、蛋白质、ATP
糖类
脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞）
脂肪
ATP（腺苷三磷酸）
太阳能
4.能源物质的总结
判断：有氧呼吸释放出来的能量转化为热能和ATP（ ）
×
ATP是与能量有关的一种物质，不等同于能量：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30.54 kJ/mol的能量
考点4
ATP的结构和功能
归纳小结
腺苷
腺苷
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
1.写出图中标出的含义
考点4
习题检测
（1）1分子ATP中只含有1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团。( )
（2）人在激烈运动时，骨骼肌细胞ATP的合成远多于ATP的水解。 ( )
（3）绿色植物可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞和真菌只能通过细
胞呼吸形成ATP。( )
（4）ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。( )
（5）细胞中所有需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 ( )
×
×
√
×
×
考点4
习题检测
2.易错辨析
3.如图是细胞中某种小分子化合物的结构模式图，①～③代表化学键，④和⑤代表化学基团，已知该化合物可直接为肌肉收缩供能，下列有关说法正确的是(　　)
A.①②中储存有大量的化学能，①水解时可为放能反应提供能量
B.④代表的化学基团是—H，⑤是一种含氮的碱基
C.该化合物可以在人体内成熟的红细胞中提取到
D.细胞中需要能量的生命活动都是由该物质直接提供能量的
C
考点4
习题检测
4.ATP使细胞能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。下图中图甲为ATP的结构示意图，图乙为ATP与ADP相互转化的关系式。据图分析，下列说法正确的是(　 )
A．图甲中A代表腺苷，b、c为特殊的化学键
B．图乙中反应向左进行时，所需能量均来自细胞代谢
C．图乙中反应向右表示ATP水解，与细胞内的放能反应相联系
D．图甲中水解掉两个磷酸基团所剩下的结构，可参与构成DNA
B　
考点4
习题检测
反应部位 (1)____________ 叶绿体的类囊体薄膜 线粒体
反应物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反应名称 (2)_________ 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源 化学能 (3)______ 化学能
终产物(除ATP外) 乙醇、CO2 (4)_____________ (5)__________
5.(2020·全国Ⅲ，29)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
细胞质基质
无氧呼吸
光能
O2、NADPH
H2O、CO2
考点4
习题检测
细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP：光反应。
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段。
消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
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