2020年高考生物二轮复习第二单元生命系统的代谢基础教学案（含解析）

第二单元生命系统的代谢基础

专题一酶与ATP

【最新考纲】LATP在能量代谢中的作用（II）。2.酶在代谢中的作用（H）。

前挂卮连.拓广成面—迹耍照9知识体系.自建OH-：：：：.：：：：.：：：：—

酶的合成场所有哪些？为什么细胞内的吸能反应往往伴随着ATP的水解？手绘一下ATP和RNA之间的关系？

为什么保存酶制剂要在低温和最适pH条件下？ATP是唯一的直接能主要的能源物质和良好的储能物质分别是什么？

源物质吗？它们和ATP的关系是什么？

学科术语•必背

1.生物体内酶的化学本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA。

2.酶催化作用的机理是降低化学反应的活化能,不具有调节作用，也不能作为能源物

质。

3.酶的催化作用具有高效性、专一性和作用条件较温和的特点。

4.酶的催化作用需要适宜的pH和温度等条件。高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭

到破坏而变性失活；低温只是降低酶的活性，但酶的空间结构不变。

5.细胞中ATP含量很少，但是ATP与ADP转化非常迅速,能为生命活动提供大量能量。

无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡,不会剧烈变化。

6.吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,需要ATP水解提供能量;放能反应一般与

ATP的合成相联系。

思考答案思考一：核糖体、细胞核。

思考二：ATP水解释放的能量可直接用于各种需能的生化反应（植物光反应除外）。

思考三：

思考四：分别是糖类和脂肪，它们所含有的化学能须转移到ATP中，才能被生命活动所

利用。

思考五：ATP是细胞代谢的直接能源物质，但不是唯一的直接能源物质，如蛋白质合成

过程中还可以用UTP。

思考六：高温和pH的高低对酶的活性影响具有不可逆性，低温一方面抑制微生物对酶

的破坏及酶自身的分解，另一方面对酶活性的抑制可恢复。

洞察考情微析考点©核心考点-整合

考点1酶及其相关曲线分析

T［线I考I情

【样题1】（2019•浙江选考）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示:

步骤基本过程试管A试管B

1加入2%过氧化氢溶液3mL3mL

2加入马铃薯匀浆少许一

3加入二氧化镒一少许

4检测

据此分析，下列叙述错误的是（）

A.实验的可变因素是催化剂的种类

B.可用产生气泡的速率作检测指标

C.该实验能说明酶的作用具有高效性

D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验

解析比较表中试管A和试管B中加入的物质，可知本实验的自变量是催化剂的种类,

A项正确;本实验的检测指标可以是卫生香的燃烧程度也可以是产生气泡的速率,B项正确；

马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶，二氧化锦属于无机催化剂，通过比较二者催化过氧化氢分解

的情况，可以证明酶具有高效性，C项正确；鸡肝匀浆中也含有过氧化氢酶，所以可以用鸡

肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，D项错误。

答案D

【样题2】(全国卷II)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°C)、B组(40°C)和C组(60°C),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。

(2)在时间心之前，如果A组温度提高10℃,那么A组酶催化反应的速度会o

(3)如果在时间友时，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

在益时，C组产物总量，原因是

⑷生物体内酶的化学本质是,其特性有

___________________________________(答出两点即可)。

解析(1)在60℃条件下，反应的最终产物浓度比20℃和40℃条件下小很多，说明

酶在60°C条件下最终失活。20℃与40℃条件下相比，40℃时酶促反应到达反应平衡的

时间短，说明40℃条件下酶活性较高。(2)在时间G前，如果A组温度提高10℃变成30℃,

由该酶活性随温度的变化规律可知，30℃条件下的该酶活性大于20℃条件下的，因此A

组酶催化反应的速度会加快。(3)友时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组友时的产

物浓度可知，友时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度过高导

致友时酶已经变性失活。因此如果在时间友时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不

变的情况下，友时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，

极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。

答案(1)B(2)加快(3)不变60。。条件下，友时酶已失活，即使增加底物，反应

产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性、专一性

考什么：高频考点，已出的高考试题主要考查了

酶的作用与特性、影响酶活性的因素分析等知识点。

怎么考：命题时或联系生产生活实际，或结合

图表曲线，或通过实验分析进行考查。

新趋势：结合酶的特性的综合实验以及曲线图

表是该考点对“科学思维、科学探究”能力考查的新

方向。

高I考I必I备

1.酶的概念及特性

2.理清酶的作用原理、特性及影响因素的3类曲线

(1)酶的作用原理

①由图可知，酶的作用原理是降低化学反应的活化能。

②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。

(2)酶的特性曲线

反

口入酶加入无机催化剂应

酶

点，^酶速A

率

酶B

0时间°反应物A浓度

图1图2

①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明：酶具有高效性。

②图2中两曲线比较表明：酶具有专一性。

（3）各因素对酶促反应速率影响曲线

酶A

促

反

应

速

率O

最适温度温度底物浓度

图1图3

①分析图1和图2：温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。

②分析图3：。段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素可能是酶浓度。

3.探究酶的最适温度或最适pH

（1）实验设计思路

底

物的

量

分

解

底物"温度（或PH（）下+酶温度（或pH,）下、

除

w®麻

底物t温度（或p、）下+酶力温度（或pH?）下

2A产

量

••・项

生

物

••・的

成

量

底物tn温度（或pH.）下+酶tn温度（或pH）下,

（2）实验设计程序

考响I微I练

考向一酶的本质及特性

1.判断正误（正确的画“J”，错误的画“X”）

（1）酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核甘酸。（X）

提示：酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核甘酸。

（2）影响酶活性的因素就是影响酶促反应的因素。（X）

提示：影响酶活性的因素与影响酶促反应速率的因素不是一回事，如：底物的浓度可影

响酶促反应速率但不影响酶活性。

（3）酶作为催化剂，可调节细胞的代谢，也可以作为另一生化反应的底物。（X）

提示：催化（降低反应分子活化能）是酶唯一的功能，它不具有调节功能，也不作为能源

（或组成）物质，切不可额外夸大其功能！失活后可作为另一生化反应的底物。

（4）滴加FeCL溶液提高过氧化氢的分解速率不涉及“降低化学反应活化能”的原理。

（X）

提示：FeCA属于无机催化剂，通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率。

（5）低温和降低pH能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构。（X）

提示：温度和pH对酶的活性影响中，低温只是抑制了酶的活性，酶的结构并没有被破

坏，而温度过高，pH过高或过低，酶的空间结构被破坏，因此只有在低于最适温度时，酶

的活性才可以随温度上升而增大。在超过最适温度、高于或低于最适pH时，即使条件改为

最适后，酶活性都不能再恢复到最大。

（6）探究酶的最适pH时，不宜用淀粉作底物。（J）

提示：淀粉在酸性条件下易分解。

2.（2019•郑州质检一）肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，对RNA酶敏感，对蛋白酶不

敏感。下列对该酶的叙述错误的是（）

A.该酶可催化氨基酸脱水缩合

B.该酶应该存在于核糖体中

C.线粒体和叶绿体内不会含有该酶

D.肽酰转移酶是具有催化活性的RNA

解析根据题干信息可知，肽酰转移酶可催化氨基酸脱水缩合形成肽键，A项正确；氨

基酸形成肽链的场所是核糖体，故肽酰转移酶应该存在于核糖体中，B项正确；线粒体和叶

绿体中含有少量的DNA,可通过转录和翻译形成蛋白质，因此，在这两种细胞器内也可存在

肽酰转移酶，C项错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA,根据肽酰转移酶对RNA酶敏感，而

对蛋白酶不敏感，可知该酶的成分为RNA,D项正确。

答案C

3.（2019•黑龙江八校联考）最适温度下将一定量蛋白质A与蛋白质B在a时混合，而

后发现蛋白质A的浓度不断降低（6时浓度不再变化），蛋白质B的浓度不变。下列叙述正确

的是（）

A.蛋白质B可能是淀粉酶，其能降低蛋白质A水解反应所需的活化能

B.实验开始时若适当提高该反应体系温度，6值可能增大也可能减小

C.若蛋白质A水解反应速率不断降低，不能表明酶的活性发生变化

D.向反应体系中加入双缩版试剂可准确检测蛋白质A的剩余量

解析根据题干信息分析可得，蛋白质B是能够催化蛋白质A水解的酶，故其应该是一

种蛋白酶，而不是淀粉酶，A项错误；适当提高该反应体系温度，酶的活性降低，6值增大，

B项错误；蛋白质A水解反应速率不断降低与反应物浓度减少也有关，不能表明酶的活性发

生变化，C项正确；蛋白质与双缩胭试剂发生作用，产生紫色反应，通过颜色变化不能准确

检测蛋白质A的剩余量，且如果蛋白质A水解的产物有多肽，多肽也会与双缩胭试剂发生反

应，D项错误。

答案C

考向二有关酶促反应的曲线分析

4.（2019•郑州质检一）细胞内的磷酸果糖激酶（酶P）催化下列反应：果糖-6-磷酸+

酶P

ATP一►果糖-1,6-二磷酸+ADP,这是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应。如图为高、低两

种ATP浓度下酶P与果糖-6-磷酸浓度的关系。下列叙述不正确的是（）

低ATP浓度

省

里

d

髭高ATP浓度

O果糖-6-磷酸浓度

A.酶P应该广泛存在于需氧型生物和厌氧型生物的细胞内

B.一定范围内，果糖-6-磷酸浓度与酶P活性呈正相关

C.低ATP浓度在一定程度上抑制了酶P的活性

D.有氧呼吸的第一阶段既产生ATP,也消耗ATP

解析有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的，故在需氧型生物和厌氧型生物中都存

在酶P,A项正确；由题图可知，在一定范围内，果糖-6-磷酸浓度与酶P活性呈正相关，B

项正确；与高ATP浓度相比，低ATP浓度下酶P的活性更强，说明低ATP浓度在一定程度上

能够使酶P活性增加，C项错误；已知有氧呼吸第一阶段可产生少量的ATP,再结合题干信

息可知，有氧呼吸第一阶段也消耗了ATP,D项正确。

答案C

5.（2019•山东六校联考）图中甲曲线表示在最适温度下，某种酶促反应速率与反应物

浓度之间的关系，乙、丙曲线分别表示该酶促反应速率随pH或温度的变化趋势，下列相关

分析错误的是（）

反

应

速

率

A.在B点适当增加酶的浓度，反应速率将增大

B.图中E点代表该酶的最适温度，H点代表该酶的最适pH

C.短期保存该酶，适宜条件对应于图中的D、H两点

D.若研究过氧化氢酶促进过氧化氢分解的反应，亦可得到上图曲线

解析分析乙、丙曲线：低温条件下酶的活性较低，高温会使酶失活，故乙曲线表示酶

促反应速率随温度的变化趋势；过酸、过碱都会使酶失活，故丙曲线表示酶促反应速率随

pH的变化趋势。分析甲曲线可知：B点时限制反应速率的因素主要是酶的浓度，所以在B

点适当增加酶的浓度，反应速率将增大，A项正确。据分析可知，乙曲线表示酶促反应速率

随温度的变化趋势，则E点表示该酶的最适温度；丙曲线表示酶促反应速率随pH的变化趋

势，则H点表示该酶的最适pH,B项正确。短期保存酶需要确保酶的空间结构不会受到破坏

即酶未失活，而过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，在较

低温度下，酶的活性很低，但空间结构稳定，在适宜温度下其活性可以恢复，因此应在最适

pH、低温条件下保存该酶，C项正确。过氧化氢在自然条件下可以缓慢分解，加热可加快过

氧化氢的分解，因此当用过氧化氢酶研究温度对酶促反应速率的影响时，高温条件下酶促反

应速率不为零，D项错误。

答案D

•类题通法•

“四看法”分析酶促反应曲线

（1）看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量之间的关系（一般横轴为自

变量，纵轴为因变量）。

（2）看曲线的变化：一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示

的因素，当达到饱和后，限制因素是横坐标所表示的因素之外的其他因素。

（3）看特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意

义。

（4）看不同曲线的变化:理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。

注：反应溶液pH（温度）的变化不影响酶作用的最适温度（或pH）,如下图所示：

考点2ATP的来源及作用

T线I考I情

【样题】（全国卷I节选）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用a、

8和丫表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-P«〜PB〜Py或

dA—Pa,〜Pp,〜PY）o回答下列问题:

（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADPo若要用该

酶把好标记至I]DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的（填“a”“B”

或“Y”）位上。

（2）若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将蚱标记到新合成的DNA分子上,

则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“a”“B”或“丫”）位上。

解析（l）ATP水解成ADP时，远离A的高能磷酸键断裂，在丫位上的磷酸基团从ATP

上脱离下来，再结合题干信息可知，要将32P标记的磷酸基团转移到DNA末端上，需标记ATP

丫位上的磷酸基团。（2）dATP与ATP结构相似，不同之处是dATP中的五碳糖是脱氧核糖，

而ATP中的五碳糖是核糖，合成DNA的原料是脱氧核甘酸，含有一个磷酸基团，而dATP含

有三个磷酸基团，因此，以dATP为原料合成DNA时，若要将32P标记到DNA分子上，32P标

记的磷酸基团应在dATP的a位上。

答案⑴Y⑵a

■考什么：高考对ATP的考查主要侧重ATP的

考结构、合成和利用。

情怎么考：单独出题的概率低，多结合呼吸作用

❷与光合作用，或其与RNA(或DNA)的联系来进行

解考查，题型多为选择题或简答题。

t卖新趋势：以信息题形式，结合核酸、细胞代谢等

■知识进行综合考查。

高I考I必I备

1.理清ATP结构的组成与特点

腺昔(A))|三个磷酸基团

三磷酸腺昔

(2)ATP中含有两个高能磷酸键，其中远离腺昔的高能磷酸键容易水解与合成。

2.理解ATP与ADP的转化

ADP+Pi―酶酶一ADP+Pi

能量-——能量

细胞呼吸、光合作用各项生命活动

(l)ATP的产生途径

①光合作用：发生在叶绿体的类囊体薄膜上的光反应。

酶

光合色素吸收的光能+ADP+PiATP

②细胞呼吸：发生在细胞质基质和线粒体中。

酶

细胞呼吸释放的化学能+ADP+Pi——-ATP

(2)ATP的消耗途径

酶

ATP——》ADP+Pi+能量

ATP水解释放的能量用于细胞中的各种耗能反应，如主动运输、物质合成、肌肉收缩等。

(3)ATP与ADP的相互转化。

•特别提醒•

(l)ATPW能量

ATP是一种高能磷酸化合物，是直接的能源，不能将两者等同起来。

(2)生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。其供应依赖于ATP与ADP间

快速转化。

(3)ATP合成时可产生水，ATP水解时消耗水。

(4)除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等化能合成作用的细菌可利用体外无机

物(如NH3)氧化时所释放能量来合成ATPo

3.ATP与DNA、RNA的联系

ATP与DNA、RNA、核甘酸的结构中都有“A”，但在不同物质中表示的含义不同，如图

所示：

腺喋吟脱氧核昔酸

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

考响I微I练

考向ATP的结构与作用

1.判断正误(正确的画“，错误的画“X”)

(l)ATP可以水解为一个核甘酸和两个磷酸，而其合成所需的能量由磷酸提供。(X)

提示:绿色植物细胞中合成ATP的能量可来自光反应中的光能和呼吸作用中有机物分解

产生的化学能；动物细胞中合成ATP的能量可来自呼吸作用中有机物分解产生的化学能。

（2）细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。（X）

提示：细胞质中消耗的ATP来源于细胞质基质、线粒体。

（3）人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。（X）

提示：人在饥饿时，肝糖原会自动分解为糖，从而为ATP合成提供能量，使ATP与ADP

的相互转化达到动态平衡。

（4）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。（X）

提示：人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞还进行无氧呼吸，因此，每摩尔葡萄糖生成

ATP的量比安静时少。

（5）光合作用与呼吸作用产生的ATP本质相同，在某些情况下彼此可以弥补产生量的不

足。（X）

提示:误认为光合作用产生的ATP与线粒体产生的ATP可混用，其实二者有严格的界限，

光合作用产生的ATP只能用于暗反应，而其他生命活动需要的ATP来自细胞呼吸。

2.（2019•成都市二诊）科学家发现某些蜥虫体内能合成类胡萝卜素，这些类胡萝卜素

吸收的光能传送到某些细胞后，一部分会转移到ATP中。下列叙述错误的是（）

A.蜥虫体内光能转变成化学能的过程伴随着物质变化

B.蛎虫在红光条件下合成ATP的速率比蓝光条件下快

C.蜥虫体细胞内ATP的含量可能影响ATP的合成过程

D.鲂虫体细胞转移到ATP中的能量既有光能又有化学能

解析根据题干信息可知，蜥虫体内光能转变成化学能的过程伴随着物质变化，如ATP

的合成，A项正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此蜥虫在红光条件下合成ATP的速率比

蓝光条件下慢，B项错误；若蜥虫体细胞内ATP的含量高，则ATP的合成速率可能较慢，即

蜥虫体细胞内ATP的含量可能影响ATP的合成过程，C项正确；蛎虫体细胞转移到ATP中的

能量除了来自光能还可以来自有机物氧化分解释放的化学能，D项正确。

答案B

3.（2019•东北三校联考二）“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质，

它们的结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变,从而使自身或与其结合的分子产生运动-

下列相关分析不正确的是（）

A.线粒体和叶绿体中都有“分子马达”

B.RNA聚合酶是沿RNA移动的“分子马达”

C.“分子马达”运动所需的能量由ATP水解提供

D.细胞膜上的部分载体蛋白是“分子马达”

解析线粒体和叶绿体内有ATP的合成和水解，发生ATP与ADP的相互转化，故线粒体

和叶绿体中都有“分子马达”；RNA聚合酶是催化转录过程需要的酶，是沿DNA移动的“分

子马达”；ATP是直接能源物质，故“分子马达”运动所需的能量由ATP水解提供；细胞膜

上的部分载体蛋白协助主动运输，消耗ATP,属于“分子马达”。

答案B

4.在下列四种化合物的化学组成中，“O”中所对应的含义最接近的是（）

A.①②B.①③

C.③④D.⑤⑥

解析根据题意，“O”中所对应的含义分别为①一磷酸腺昔AMP即腺喋吟核糖核甘酸,

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

⑥腺背。

答案D

重点题型重在提升©学科素养•达成

高考对有关酶实验的考查要求

【例】为获取高性能碱性淀粉酶，兴趣小组的同学在科研人员的帮助下进行了如下实

验。回答相关问题：

［实验目的］比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性。

［实验原理］略。

［实验材料］科研人员提供的三种微生物淀粉酶提取液（提取液中酶浓度相同）等。

［实验步骤］

①取四支试管，分别编号。

②在下表各列的字母位置，填写相应试剂的体积（mL）,并按表内要求完成操作。

试管1试管2试管3试管4

蒸储水222A

pH=8缓冲液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

总体积3.83.83.8B

③将上述四支试管放入37℃的水浴锅中，保温1小时。

④待上述四支试管冷却后滴入碘液。

⑤观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。

［实验结果］（“+”表示颜色变化的深浅，“一”表示不变色）

试管1试管2试管3试管4

颜色深浅程度++一+C

请回答下列问题:

⑴填写表中的数值：A为,C的颜色深浅程度为（用“+”或“一”

表示）。

（2）该实验的自变量是,无关变量有（至少写出2种）。

（3）除了用碘液检验淀粉的剩余量来判断实验结果外，还可以用试剂来检测生

成物。若用该试剂检验，颜色变化最大的试管是o

简思导引

知识---►酶的构成及相关特性、酶促反应的原理及相

储备关实验的设计能力。

审题---►分析表中数据可知，底物都为淀粉，加入的

关键甲、乙、丙微生物提取液属于自变量，提取液

中含有的是淀粉酶，观察指标是各试管中碘

液加入后溶液颜色变化的深浅，据此对三种

v微生物所产生淀粉酶的活性进行分析。

破题一＞(1)实验中要遵循单一变量原则，各组实验

得解中所加的溶液的总量需相等，因此试管4中

需加入的蒸馅水的体积为2.3mL。分析表

格可知，试管4中没有添加微生物提取液.

即不含淀粉酶，则淀粉未被水解，量不变，而

试管1、试管2、试管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，量减少，且因淀粉遇碘变蓝，所以滴加

碘液后，试管4中颜色变化最深，用',+++”

或更多的“+”表示。(2)根据实验结果推

断，不同微生物提取液中淀粉酶的活性不

同，因此实验的自变量是不同来源的淀粉

酶，无关变量有温度、pH、提取液的量和浓

度等。(3)由于淀粉酶能将淀粉水解产生麦

芽糖，麦芽糖为还原糖，因此可以用斐林试剂

鉴定。据实验结果分析可知,试管2中淀粉剩

余量最少，则还原糖最多，因此若用斐林试剂

I检验，其颜色最深，变化最大。

标准---►(1)2.3H—I—H(或多于H—I—H)

答案(2)不同来源的淀粉酶pH、温度、提取液

的量和浓度

(3)斐林试管2

圜国回围

i.实验变量的确定

(D自变量与因变量：自变量是实验中由实验者控制的因素或条件，因变量是实验中随

实验变量变化而变化的量。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。

(2)无关变量与因变量：无关变量是实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素

或条件。无关变量所引起的变化和结果会对因变量起干扰作用，但不呈因果关系，因此，必

须控制无关变量以减少实验误差。

2.酶相关实验设计必记4个关键点

（1）探究酶的高效性时，应设置“无机催化剂”作对照组。

（2）验证酶的专一性，既可用同一种酶（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、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶，底物为淀粉、蔗糖两种，

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。

（4）验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要先让酶和底物均达到相应的条件后再让二者

相遇，且不宜用HzOz探究酶活性受温度影响。

3.实验设计程序

注意：根据实验目的，有些实验需设置相互对照，设两个或两个以上实验组。如探究酶

作用的最适温度（或pH）时，应按一定的自变量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（或pH）。

国图回国

1.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:

探究温度对酶活性影响的实验(实验一)

分组甲组乙组丙组

①淀粉酶溶液1mL1mL1mL

实

验②可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL

步

骤③控制温度0℃60℃90℃

④将新鲜淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温

⑤测定单位时间内淀粉的_________________

注：淀粉酶的最适温度是60°C。

探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验(实验二)

组别A组B组C组D组E组

pH56789

H2O2溶液完全分解所需时间(秒)30018090192284

⑴pH在实验一中属于变量，而在实验二中属于变量。

(2)实验一中的对照组为组。

⑶实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是

第⑤步最好选用(填试剂)每隔一定时间定性测定

(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溶液，

你认为是否科学？,为什么？

(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。

(6)该组同学还做了反应速率与底物浓度关系的实验。如图坐标中已根据实验二结果画

出D组中底物浓度与反应速率的曲线,请你在该坐标图中画出C组中底物浓度与反应速率的

曲线。

反

应

速-

率D

U底物浓度

解析（1）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。（2）探究温度

对酶活性影响实验中，已知60℃是淀粉酶作用的最适温度，因此乙组的实验结果是另外两

组的参照，故为对照组。（3）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①②③步骤为错误操作。淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的第⑤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。不用斐林试剂测定单

位时间内生成物的量，因为斐林试剂需加热才能与还原糖发生显色反应，而加热会影响自变

量一一温度，进而影响实验结果。（4）温度会直接影响的分解，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溶液。（5）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。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。（6）C组中酶活性比D组中酶活性高，据此可画出C组中底

物浓度与反应速率的曲线。

答案（1）无关自

⑵乙

（3）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

（4）不科学因为温度会直接影响H2O2的分解

（5）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

(6)

RT

应C

速D

率

底物浓度

2.(2019•河南郑州调研测试)为探究温度对酶活性的影响，甲同学用2%的酵母菌液和

1%的过氧化氢溶液作为实验材料，设计如图所示的实验装置，请回答下列问题。

(1)请完善甲同学的实验步骤。

第一步：取14支洁净的注射器，编号为1、1',2、2',3、3’等。分别用1、1'号

注射器吸入5mL1%的过氧化氢溶液和2mL2%的酵母菌液，依次用2、2，，3、T等注射

器分别吸入；用乳胶管连接注射器1和1',2和2,，

3和3,等；在乳胶管上夹上止水夹。

第二步：将分别放置在0℃、10℃>20℃、30℃、

40℃、50℃、60℃的恒温水箱中，维持各自温度5min„

第三步：打开止水夹，分别将注射器1、2、3、4、5、6、7中的液体匀速推至注射器1'、

2'、3,、4，、5，、6'、V中，立即关闭止水夹，记录注射器1'、2，、3，、4'、5'、

6,、V中活塞的刻度。1min后再次记录刻度，计算刻度变化量，实验过程重复3次。

第四步：将在各温度下获得的3次实验数据,绘制曲线如图。

第五步：得出结论。过氧化氢酶的最适催化温度约是℃。

⑵有同学提出本实验用过氧化氢溶液作为实验材料不严谨，理由是

请在甲同学实验的基础上提出实验改进方案和数据处理意见。

改进方案：

______________________________________________________________________________________________________________________________O

数据处理意见：______________________________________

（3）在酶的发现历程中，毕希纳用酵母细胞的提取液使糖液变成酒的实验说明

解析（1）依据等量原则及题意可知，每组实验装置的两支注射器中应分别吸入5mL1%

的过氧化氢溶液和2mL2%的酵母菌液；该实验的自变量为温度，应将7组实验装置分别放

置在0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃的恒温水箱中，维持各自温度5min；

由于实验重复了三次，则应取三次实验数据的平均值，绘制曲线；依据曲线可知，过氧化氢

酶的最适催化温度约是30