2024届高三一轮复习生物：第3单元　第7课　酶和ATP课件(共94张PPT)

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第三单元细胞的能量供应和利用

第7课酶和ATP

01

考点一酶的本质、作用和特性

考点二(探究·实践)探究影响酶活性的因素

考点三ATP

学业质量水平要求

1．通过关于酶本质的探索和学习，认识酶的化学本质，总结出酶的作用，并能设计实验证明酶的作用及化学本质。(生命观念、科学思维、科学探究)

2．通过分析与综合，明确酶的高效性和专一性的含义，并学会设计实验，探究酶的专一性和温度、pH等对酶促反应的影响，进而明确酶在生产和生活中的应用。(科学探究、科学思维、社会责任)

3．基于对细胞生命活动实例的分析，结合ATP的结构特点，认同结构和功能相适应的观点。(生命观念、科学思维)

内容聚焦

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

细胞代谢离不开酶。

酶1

酶2

酶3

酶11

酶5

酶6

酶12

酶8

酶9

酶10

酶14

酶7

酶13

酶15

酶16

酶17

酶18

主要场所是细胞质基质。

细胞代谢是细胞生命活动的基础。

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；

1.酶本质的探索历程

十九世纪，酒变酸

1857年，生物学家巴斯德，发酵是由于酵母细胞

为什么？

化学家李比希，发酵是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－－具有催化功能的有机物

人们是如何发现酶的？

一、酶的作用及本质

2.酶的本质及生理功能

化学本质绝大多数是______少数是______

合成原料__________________

合成场所细胞核(真核细胞)

来源活细胞都能产生酶作用场所细胞内外或生物体内外均可生理功能具有生物__________作用本质蛋白质

RNA

氨基酸

核糖核苷酸

催化作用

降低化学反应的活化能

一、酶的作用及本质

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。

核糖体

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专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；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固醇类、多肽、蛋白质、

氨基酸衍生物、脂质

生物功能催化作用调节作用

作用机制酶的作用催化，在化学反应前后，质量和性质不变激素的作用调节，作为信号分子在发挥完作用后被灭活

共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少酶VS激素

一、酶的作用及本质

A．酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的

B．具有分泌功能的细胞也能产生酶

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，都起着调节作用

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

一、酶的作用及本质

不一定都是蛋白质

活细胞都能产生酶

√

√

√

√

√

酶只有催化功能

下面哪些说法是对的？

例题：某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。

酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用。

请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。

3.鉴定酶本质的实验原理和方法

一、酶的作用及本质

某种酶+双缩脲试剂

紫色→该酶是蛋白质

不变化→该酶是RNA

染色法

实验组

待测

酶液

某种酶+蛋白酶

加入

底物

底物没有被催化→该酶是蛋白质

底物被催化→该酶是RNA

酶解法

例题：某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。

酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用。

请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。

3.鉴定酶本质的实验原理和方法

一、酶的作用及本质

提示：分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶，测定该酶的活性

实验思路:

甲组:将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖产生。

乙组:将X酶用RNA酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖产生。

①若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是RNA;

预期结果

及结论：

②若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是蛋白质。

例题：某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。

酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用。

请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。

3.鉴定酶本质的实验原理和方法

一、酶的作用及本质

加热

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

H2O2

常态

H2O2

活跃态

提醒：加热为反应分子提供能量从而提高反应速率。

5.酶的作用机理

一、酶的作用及本质

活化能

图中①表示：

图中②表示：

图中④表示：

无催化剂时化学反应所需的活化能。

无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。

酶催化时化学反应所需的活化能。

图中③表示：

图中⑤表示：

无机催化剂降低的活化能

酶降低的活化能

5.酶的作用机理

一、酶的作用及本质

酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能，酶降低活化能的作用更显著。

思考：加热能提升化学反应速度，其作用机理与酶相同吗？

不同。加热是提高反应物分子的能量，不能降低活化能。

5.酶的作用机理

(a)没有酶催化的反应曲线是______。

(b)有酶催化的反应曲线是______。

(c)AC段的含义是__________________。

(d)AB段的含义是________________。

(e)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，

则B点在纵轴上将如何移动？______________。

B点将向上移动

②

①

在无催化剂时反应所需要的活化能

酶降低的活化能

②

①

一、酶的作用及本质

附：使用方法说明

1.不能用于羊毛与丝织品的洗涤。

2.用温水溶液浸泡，但不能超过50℃。

3.对特别脏的衣物或水质较硬的地区，可以减少浸泡用水量并适当延长浸泡时间。

作用条件温和（pH、温度）

酶具有高效性和专一性

影响酶促反应速率的因素：酶浓度、底物浓度；温度和pH

请你尝试分析加酶洗衣粉（含蛋白酶，脂肪酶）使用说明中的内容是否有效并说明理由。

酶的特性

1.高效性

分析：

1.酶比无机催化剂的催化效率更高；

2.酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。

3.酶不能改变最终生成物的量。

①同无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能，从而使反应更高效地进行。

二、酶的特性

②意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。

2.专一性

①一种酶只能催化一种或一类化学反应

二、酶的特性

②意义：使细胞代谢能够有条不紊的进行

还有哪些物质具有特异性或专一性？

激素

tRNA

转运蛋白

抗体

受体

神经递质

细胞因子

3.酶的作用条件温和

淀粉酶

37℃

植物中的某种酶最适温度15℃

A

B

C

二、酶的特性

在一定范围内，随着温度（PH）升高，_________；超过最适温度（最适pH）,______________________________。低温和高温都能降低酶的活性，但低温不使酶失活，只起到_____作用，高温、过酸或过碱都会使酶__________________________。

所以酶制剂适于在____温和_______pH条件下保存。

酶活性增强

随着温度（PH）升高，酶活性降低

抑制

空间结构遭到破坏而永久活性

低

最适

20世纪60年代，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程需要在245kpa的高压和140-150℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代后改用酶法生产，用酶水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？

酸能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。

细胞的代谢离不开酶，原因是由于酶的催化作用以及高效性，细胞代谢才能在温和的条件下快速地进行。

细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的__________及酶在细胞中的分布有关。

专一性

酶是细胞生化反应的催化剂

☆酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。

三、酶促反应速率的影响曲线分析

☆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。

单位时间内反应物或

生成物浓度的改变量

1.温度和pH

三、酶促反应速率的影响曲线分析

不同pH条件下，酶最适温度不变；

不同温度条件下，酶最适pH不变，

即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。

酶浓度[E]

反应速率

2.酶浓度

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呈正相关。

底物有限

a

b

c

N

酶浓度

反应速率

0

在一定的酶浓度范围内（0-N），随酶浓度的增加，反应速率增加

当酶浓度增大到某一值时（N），反应速率达到最大值，不再增加

酶浓度较低，底物没有完全被酶结合

底物完全被酶结合

ab限制因素：

bc的限制因素：

酶浓度

底物浓度

三、酶促反应速率的影响曲线分析

ab：

b：

3.底物浓度

a

b

c

M

酶浓度一定

底物浓度[S]

反应速率

O

ab：

在一定底物浓度范围内（0，M），随底物浓度的增加，反应速率增加

b：

当底物浓度增大到某一值时（M），反应速率达到最大值，不再增加

酶没有完全被底物结合

酶完全被底物结合

bc限制因素：

酶浓度

ab限制因素：

底物浓度

思考：在b点时再加入一定量的酶，曲线应该怎么变？（p85）

三、酶促反应速率的影响曲线分析

竞争性抑制剂

4.酶的抑制

三、酶促反应速率的影响曲线分析

非竞争性抑制剂

可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用

非竞争抑制剂与活性位点以外的位点结合，改变酶的形状并降低反应速率。

如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。

不表现有催化活性的酶原在一定条件下，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。

5.酶的激活

三、酶促反应速率的影响曲线分析

大部分激活剂是无机盐离子:

K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。

选择性必修3P77

有些酶在有激活剂存在时才有活性或性较高。

例题：酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位，它通常包括两个部分：与底物结合的部分称为结合中心；促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的活性中心的叙述，错误的是()

05

C

A.酶的结合中心决定酶的专一性

B.酶的高效性与酶的催化中心有关

C.低温条件下，酶的催化中心结构不变，而结合中心结构发生了改变

D.pH过高或过低可能会破坏酶的结合中心和催化中心的结构

题后总结

酶的活性中心

活性中心

结合部位

催化部位

与底物结合，决定酶的专一性

底物的敏感键在此处断裂而形成新键，决定酶的高效性

溶菌酶溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，增强抗生素的疗效。

果胶酶能够分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。

加酶洗衣粉壁普通洗衣粉有更强的去污能力。加酶洗衣粉中的酶可不是直接来自生物体的，而是经过酶工程改造的产品，比一般的酶稳定性更强。

多酶片中含有多种消化酶，你消化不良时，可以服用。

四、酶在生活中的应用

含酶牙膏可以分解细菌，使我们牙齿亮洁，口气清新。

胰蛋白酶可以促进伤口愈合和溶解血凝块，还可以用于去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。

利用脂肪酶处理废油脂，制造生物柴油，既保护了环境又使其得到合理利用。

青霉素酰化酶能将易形成抗药性的青霉素改造成杀菌力更强的氨苄青霉素。

四、酶在生活中的应用

(1)人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。

(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH为0.9～1.5。

(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。

四、酶在生活中的应用

1．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。()

2．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。()

3．酶提供了反应过程中所必需的活化能。()

4．酶活性的发挥离不开其特定的结构。()

5．同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同。()

6．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。()

7．唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37℃。()

×

√

×

√

×

×

×

1．(2022·湖南卷)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是()

A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活

B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的

C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果

D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染

B

考向2|影响酶活性的因素

3．(2022·浙江6月选考)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是()

A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活

B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性

C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高

D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率

B

4．下图表示改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果。请据此分析，改变下列哪种因素才能获得改变后的结果？()

A．淀粉溶液量

B．pH

C．温度

D．唾液量

A

1

2

3

4

4．(2023·湖北卷)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。

实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。

为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。

(1)实验设计思路

取________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量____________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。

(2)实验预期结果与结论

若出现结果①：__________________________________________。

结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。

若出现结果②：__________________________________________。

甲物质溶液、乙物质溶液

透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高

结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。

透析前后，两组的酶活性均不变

2

若出现结果③：________________________________________。

结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。

若出现结果④：__________________________________________。

结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。

加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变

加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变；

加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高；

加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高

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

对位练习

第三单元细胞的能量供应和利用

实验探究系列

1.实验目的、原理及变量分析

1.自变量、因变量、无关变量三者之间的区别与联系

自变量和无关变量可以相互转换。

一、控制变量和对照实验的设计

对照实验

除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验。一般要设置对照组和实验组。

实验组是根据实验目的、针对研究对象而进行的实验操作，使用来得出结论的；

对照组则是为了排除其他无关因素或非研究因素的干扰或同时证明实验操作过程、实验方法正确与否而进行的操作。

常用的对照类型分为空白对照、条件对照、相互对照和自身对照。

一、控制变量和对照实验的设计

分组编号对照组实验组说明

1号2号3号4号相同处理2mL过氧化氢溶液

不同处理常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液

气泡产生不明显少量较多大量

卫生香复燃不复燃不复燃变亮复燃结果过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

1.验证酶的高效性

①1、2号试管对照

②1、4号试管对照

③1、3、4(或3、4)号试管对照

酶具有催化作用。

同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。

无关变量

自变量

因变量

现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组设计了一系列实验过程，将酶A、酶B分别与淀粉混合保温5分钟后对各组淀粉剩余量进行检测，实验结果如下：

(3)该实验的自变量是__________________________________。

(4)根据上图实验结果分析，在20～50℃范围内，酶A的活性________(填“大于”“小于”或“等于”)酶B的活性，判断的依据是___________________________________________________。

温度、酶的种类

小于

据图可知，在20～50℃范围内，酶A催化条件下淀粉的剩余量大于酶B催化条件下的剩余量

现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组设计了一系列实验过程，将酶A、酶B分别与淀粉混合保温5分钟后对各组淀粉剩余量进行检测，实验结果如下：

(5)该实验的无关变量是__________________________________。

淀粉的量、酶的量、保温时长

实验目的——要探究或者验证的某一事实或者做了该实验后，要解决什么问题。

(1)实验目的的书写与表达：实验目的的内容包含研究对象、研究现象(因变量)和作用于对象的因素(自变量).

(为了做什么)

一、控制变量和对照实验的设计

2.实验目的

探究(验证)×××(自变量)对×××(因变量)的影响

探究(验证)×××(自变量)与×××(因变量)的关系

格式:

(2)实验目的的确认方法：

①根据题目信息，直接写出实验目的。

②根据实验装置或实验现象，推断实验目的。

③根据实验步骤反推实验目的。

较多气泡

卫生香变亮

2滴FeCl3溶液

90℃左右的水浴中加热

少量气泡

卫生香不复燃

2滴肝脏研磨液

大量气泡

卫生香复燃

实验目的：通过比较不同过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。

四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

1.验证酶的高效性

现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组设计了一系列实验过程，将酶A、酶B分别与淀粉混合保温5分钟后对各组淀粉剩余量进行检测，实验结果如下：

(1)该实验的目的是_____________________________________

探究不同温度下这两种淀粉酶的活性

自变量

因变量

自变量

一、控制变量和对照实验的设计

2．实验原理

实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象与结果的依据和确定观测指标的依据。

(1)实验原理一般由三段组成：

自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验过程描述。

(2)实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考；有些题目要求对实验结果进行分析，其考查的是实验原理，所以对实验结果分析时合理套用实验原理即可。

一、控制变量和对照实验的设计

较多气泡

卫生香变亮

2滴FeCl3溶液

90℃左右的水浴中加热

少量气泡

卫生香不复燃

2滴肝脏研磨液

大量气泡

卫生香复燃

实验原理：

2H2O2强氧化剂，加速细胞衰老，可损伤DNA，具有致癌风险。

新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。

2H2O2————2H2O＋O2

过氧化氢酶

四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

1.验证酶的高效性

FeCl3溶液

现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组设计了一系列实验过程，将酶A、酶B分别与淀粉混合保温5分钟后对各组淀粉剩余量进行检测，实验结果如下：

(2)该实验的实验原理是_________________________________

________________________________________________。

温度等条件可以影响酶的活性；

淀粉在淀粉酶的催化作用下产生麦芽糖

一、控制变量和对照实验的设计

如图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验示意图,下列说法正确的是

A.本实验的自变量是不同的催化剂

B.本实验的无关变量有温度和酶

的用量等

C.3号与4号试管构成对照实验,可表明酶具有高效性

D.分析1号、2号试管的实验现象可知加热能降低反应的活化能

C

对位练习

2.验证酶的专一性

方案一

酶相同、底物不同

方案二

底物相同、酶不同

四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

步骤1淀粉＋淀粉酶蔗糖＋淀粉酶

23分别50-65℃加热2min现象砖红色沉淀无颜色变化

结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解酶具有专一性步骤1淀粉＋淀粉酶淀粉＋蔗糖酶

23分别50-65℃加热2min现象砖红色沉淀无颜色变化

结论淀粉只能被淀粉酶水解，不能被蔗糖酶催化水解酶具有专一性不选碘液鉴定的原因是什么？

能不能用碘液鉴定？

碘液不能检测蔗糖是否被水解。

可以。

加入2ml斐林试剂

分别加2ml斐林试剂

建议：淀粉酶探究温度对酶活性的影响

建议：H2O2探究pH对酶活性的影响

四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

3.探究温度/PH对酶活性影响的实验思路

A.探究不同温度对酶活性的影响

四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

3.探究温度/PH对酶活性影响的实验思路

(1)实验材料及检测试剂的选择

在探究温度影响酶活性的实验中，不宜选用H2O2溶液，原因是H2O2的分解本身受温度影响，温度越高，H2O2分解越快。

在探究温度影响酶活性的实验中，选取淀粉和淀粉酶，一般用碘液检测实验结果，不宜选用斐林试剂检验，原因是使用斐林试剂需要加热，而温度是实验的自变量。

(2)实验原理

淀粉遇碘变蓝，根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量，从而判断不同温度下酶的活性。

3.探究温度对酶活性的影响

四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

试管步骤11′22′33′

淀粉溶液2mL/2mL/2mL/

淀粉酶溶液/1mL/1mL/1mL

不同温度下处理5min0℃60℃100℃将同一温度下的两种物质混合后保温5min，其它条件相同且适宜滴加碘液1滴1滴1滴结果(现象)变蓝不变蓝变蓝结论：酶的催化作用需要在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性。

若要探究木瓜蛋白酶的最适温度，实验的基本思路是

设置一系列温度梯度，其他条件相同且适宜，分别测定木瓜蛋白酶对蛋白质的分解速率

注意：底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。

(2)实验原理

过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水，根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。

A.探究不同温度对酶活性的影响

四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

3.探究温度/PH对酶活性影响的实验思路

(1)实验材料

在探究pH影响酶活性的实验中，不宜选用淀粉溶液，原因是在酸性条件下淀粉会水解。

4.探究pH对酶活性的影响

实验步骤一1号2号3号

二各加入肝脏研磨液2滴三加蒸馏水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH

三各加入3%过氧化氢2mL四在37℃条件下反应约5min，记录气泡产生情况实验现象几乎无气泡较多气泡几乎无气泡

结论过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高四、探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素

1

2

3

4

考向1|影响酶活性的因素的基础实验分析

1．(2023·广东深圳模拟)红平菇对纤维素的降解是菌丝分泌纤维素酶作用的结果，纤维素酶活性影响菌株对培养基质的降解能力，影响红平菇的生产周期。某研究团队研究了温度对红平菇纤维素酶活性的影响，结果如下图所示。下列分析错误的是()

A．纤维素酶活性的测定可以用单位时间内纤维素的降解量表示

B．该实验结果表明40℃为红平菇纤维素酶的最适温度

C．高温或低温对酶活性的影响机理不同

D．为指导生产，还可在此实验基础上测定pH等因素对纤维素酶活性的影响

B

1

2

3

4

2．(2023·海南卷)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是()

A．该酶可耐受一定的高温

B．在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大

C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同

D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同

D

1

2

3

4

考向2|实验的拓展和应用

3．某同学欲通过下图所示的装置进行与酶有关的实验研究，下列分析正确的是()

A．若不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、

Fe3+，则该装置可用于探究酶的专一性

B．该装置可用于探究温度对过氧化氢酶活性的影响

C．酶促反应速率可用滤纸片进入烧杯液面到浮出

烧杯液面的时间(t3－t1)来表示

D．该装置不能用于探究pH对酶活性的影响

C

1．(生活、学习和实践情境)某小组为了解某种加酶洗衣

粉对蛋白质的水解作用，将完全相同的蛋白块置于等量

适宜浓度的该洗衣粉溶液中，蛋白块消失所需的时间与

温度的关系如图所示。下列有关叙述正确的是()

A．该洗衣粉水解脂肪的最适温度也是45℃

B．B、C两点催化效率相同且均低于A点的原理相同

C．若改变该洗衣粉溶液的pH，则A点会向左或向右移动

D．若减小该洗衣粉溶液的浓度，A、B、C三点均向上移动

D

2．(科学实验与探究情境)米胚芽是天然的脂肪酶抑制剂原料，从中提取的脂肪酶抑制剂可作为一种良好的减肥药物。为探讨该脂肪酶抑制剂的抑制机理，研究者进行了实验探究：将底物乳液、抑制剂和胰脂肪酶按3种顺序加入，反应相同时间后测定和计算对酶促反应的抑制率，结果如图所示。下列说法错误的是()

顺序1：底物乳液与胰脂肪酶反应10min后，加入抑制剂；

顺序2：抑制剂与胰脂肪酶混合预热10min后，加入底物乳液进行反应。

A．上述反应应该在温度为37℃、pH为7.6左右的条件下进行

B．顺序3应该是底物乳液与抑制剂混合预热10min后，加入胰脂肪酶进行反应

C．该脂肪酶抑制剂主要通过与酶结合，阻碍底物—酶的结合达到抑制作用

D．该脂肪酶抑制剂通过抑制脂肪酶发挥作用，阻止脂肪的消化，起到减肥作用

C

解析：本实验的目的是探讨该脂肪酶抑制剂的抑制机理，实验的自变量是抑制剂使用顺序的不同，因变量是抑制率的变化，而温度和pH均为无关变量，实验过程中要求无关变量相同且适宜，因此，该实验需要在37℃、pH为7.6左右的条件下进行，A正确；结合以上分析可知，该实验的自变量是抑制剂、底物和酶的加入顺序变化，因此，顺序3应该是底物乳液与抑制剂混合预热10min后，加入胰脂肪酶进行反应，B正确；根据实验结果可知，顺序3的抑制率最高，这说明该脂肪酶抑制剂主要通过与底物结合，进而阻碍底物—酶的结合来达到抑制作用，C错误；该脂肪酶抑制剂通过抑制脂肪酶与底物的结合，进而发挥阻止脂肪的消化，减少了脂肪分解产物的吸收，因而可起到减肥作用，D正确。

1．(2022·全国卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。

实验组①②③④⑤

底物＋＋＋＋＋

RNA组分＋＋－＋－

蛋白质组分＋－＋－＋

低浓度Mg2+＋＋＋－－

高浓度Mg2+－－－＋＋

产物＋－－＋－

根据实验结果可以得出的结论是()

A．酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性

B．蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高

C．在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性

D．在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性

C

丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质，褐色物质在410nm可见光下有较高的吸光值(OD值)，且褐色物质越多，OD值越高。经测定PPO的最适pH为5.5。科学家利用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响，实验结果如下图。下列说法正确的是()

A.实验过程中应将酶和底物混合后在相应

温度下保温

B.应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液

和邻苯二酚溶液

C.丝瓜果肉PPO粗提液的制备和保存应在35℃条件下进行

D.可在35～40℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度

B

对位练习

知识框架

荧光素+O2

氧化荧光素(发出荧光)

荧光素酶

萤火虫发光属于生态系统的信息，

其生物学意义是____________________________。

物理

传递信息，以便繁衍后代

一、ATP的功能

萤火虫发光的原理：

能量

？

糖类

（1）主要能源物质：

葡萄糖

（3）被称为“生命的燃料”：

脂肪

（2）主要储能物质：

（4）直接能源物质：

ATP是驱动细胞内生命活动的直接能源物质

一、ATP的功能

ATP荧光检测仪：

利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷（ATP）。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中(食品、药品、水体等)微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。

荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多

荧光树：

将荧光树酶基因导入植物后，再用荧光素溶液浇灌，培育出能在黑暗中发光的“荧光树”。

与社会联系

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:2个

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:

是组成RNA的基本单位之一

不稳定性；两个带负电的磷酸基团之间相互排斥，使特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能。

二、ATP的结构

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

结构特点:

是组成RNA的基本单位之一

ATP水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。

ATP水解释放的能量高达30.54KJ/mol，因此ATP也被称为高能磷酸化合物。

ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。

二、ATP的结构

NTP与dNTP是高能磷酸化合物，脱去两个磷酸基团后，可用作RNA或DNA的合成原料，这主要是由于它的五碳糖来决定的。动物体内的磷酸肌酸也是。

dTTP

dCTP

dGTP

UTP

CTP

GTP

知识拓展

核苷三磷酸（NTP）

脱氧核苷三磷酸（dNTP）

教材隐性知识：P86“相关信息”

ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系

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

ATP的其他功能:

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。

知识拓展

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：

ATP是怎样来解决这一矛盾的？

ATP在细胞内是否大量存在？

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。

生物体如何补充生命活动所需要的大量的ATP？

三、ATP与ADP的相互转化

对细胞的正常生活来说，

ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于动态平衡之中。

A-P~P~P

(ATP)

三、ATP与ADP的相互转化

ADP

ATP

能量

能量

光合作用

呼吸作用

用于各项生命活动，

如主动运输、肌肉收缩、发光、发电、物质合成等

ATP水解伴随细胞发生吸能反应

ATP合成伴随细胞发生放能反应

ATP在吸能反应和放能反应之间流通，是细胞内流通的能量“货币”，

满足细胞各项生命活动对能量的需求。

1、生物体能量的根本来源是什么？2、生物体主要能源物质是什么？3、生物体进行生命活动的直接能源物质是什么？糖类太阳能ATP光能、化学能→ATP中的化学能→多种形式的能量4、有人将糖类和脂肪比作“大额钞票”，而将ATP比作“现金”，你认为有道理吗？一是ATP中含有的化学能较少；二是糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只能转化成ATP分子中活跃的化学能，方能被细胞直接利用。ATP水解ATP合成

反应式ATP→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP→ATP

酶的类型

场所

能量来源

能量去向

酶

酶

ATP水解酶

ATP合成酶

细胞质基质、线粒体、叶绿体

细胞的需能部位

远离腺苷的特殊化学键

用于各项生命活动

储存在ATP中

有机物中的化学能或光能

这不是可逆反应，而是一个循环式反应。物质可循环，能量不可循环。

在动植物、细菌和真菌的细胞内都以ATP作为能量“货币”，体现生物界的，也反映种类繁多的生物有着共同起源。

统一性

ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中；

三、ATP与ADP的相互转化

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：

细胞质基质产生ATP：

叶绿体产生ATP：

消耗ATP：

线粒体产生ATP：

消耗ATP：

核糖体消耗ATP：

细胞核消耗ATP：

主动运输、胞吞、胞吐

细胞呼吸第一阶段

光反应

暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等

有氧呼吸第二、三阶段

自身DNA复制、转录、翻译等

蛋白质的合成

DNA复制、转录等

归纳总结

注：植物光合作用光反应阶段产生的ATP主要用于，一般不用于其他生命活动；

暗反应

用于大脑思考

用于生物发光

用于各种运动

★ATP水解释放的能量用于各项生命活动

用于电鳐放电

四、ATP的利用

酶活性

磷酸化

空间结构

四、ATP的利用

分子被磷酸化后，发生空间结构变化，活性被改变，因而可以参与各种化学反应。

植物叶肉细胞的线粒体基质、叶绿体基质和细胞质基质都能产生ATP()

线粒体内膜上不能合成ATP（）

无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源（）

在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生ATP的合成和分解（）

唾液淀粉酶水解淀粉需要ATP水解提供能量（）

人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺素分泌增多，产生ATPA也多。（）

×

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√

“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句。萤火虫发光的相关化学变化如下图所示，下列有关叙述不正确的是()

A．催化氧化反应的酶与催化ATP水解的酶不是同一种酶

B．萤火虫腹部后端(发光器官)细胞内含有大量的ATP，以保证其正常发光

C．萤火虫发光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化

D．荧光素发荧光的化学反应是吸能反应，该过程伴随着ATP的水解

B

对位练习

反应部位(1)__________叶绿体的类囊体薄膜