第4講細胞與能量、酶1.吸能反應與放能反應(1)吸能反應：產物分子中的勢能比反應物分子中的勢能

。(2)放能反應：產物分子中的勢能比反應物分子中的勢能

。(3)最重要的吸能反應是

，最重要的放能反應是

。(4)吸能反應和放能反應的紐帶是

。高低光合作用知識梳理答案細胞呼吸ATPC、H、O、N、P1分子

和3分子

2.填寫ATP的結構概念圖磷酸基團腺苷—元素組成化學組成結構簡式A－P～P～P答案(1)下列需要A過程提供能量的是

。①主動轉運②生物發光、發電③肌肉收縮④淀粉合成⑤大腦思考⑥植物根細胞吸收水分①②③④⑤答案3.ATP和ADP的相互轉化植物：

動物：

(2)進行B過程的生命活動和場所光合作用、細胞呼吸答案①生命活動②場所：

。(3)進行B過程的能量來源和去向①來源：

和細胞呼吸時有機物分解釋放的能量。②去向：用于形成ATP中的

。細胞呼吸線粒體、細胞溶膠、葉綠體光能高能磷酸鍵3.ATP和ADP的相互轉化1.下圖為ATP的結構簡圖，請思考：答案(1)圖示b、c、d所示化學鍵是否相同？其中最易斷裂和重建的是哪一個？提示圖示b為普通磷酸鍵，c、d則為高能磷酸鍵，其中d處的鍵最易斷裂和重建。(2)圖示框e的名稱是什么？它與DNA、RNA有何關系？提示圖示框e為腺嘌呤核糖核苷酸，它是構成RNA的基本單位之一，當發生轉錄或逆轉錄時，它可與DNA鏈中的胸腺嘧啶脫氧核苷酸配對。2.細胞內產生與消耗ATP的具體場所分別有哪些？提示產生場所有：細胞溶膠、葉綠體、線粒體；消耗場所有：細胞膜、細胞溶膠、葉綠體、線粒體、核糖體、細胞核等生物體的需能部位。3.請說出生物體內的主要能源物質、主要貯能物質、直接能源物質、最終能量來源。提示(1)主要能源物質：糖類；(2)主要貯能物質：油脂；(3)直接能源物質：ATP；(4)最終能量來源：太陽光能。答案返回題組一ATP結構與功能分析1.ATP是細胞的能量“通貨”，下列有關ATP的說法中正確的是(

)A.ATP徹底水解可產生3種有機物B.人成熟的紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，但也能合成ATPC.雖然所有細胞合成ATP的途徑都相同，但它們消耗ATP的途徑是不同的D.細胞內的吸能反應一般與ATP的合成相聯系題組精練解析答案12342.ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關ATP的敘述，錯誤的是(

)A.線粒體合成的ATP可在細胞核中發揮作用B.機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATPC.在有氧與缺氧的條件下細胞溶膠中都能形成ATPD.植物根細胞吸收礦質元素離子所需的ATP來源于呼吸作用解析答案1234題組二ATP與DNA、RNA在組成上的比較3.如圖是人體細胞代謝部分簡圖。圖中甲表示ATP，下列有關敘述錯誤的是(

)解析答案1234A.甲→乙→丙→丁過程中，起催化作用的酶空間結構不同B.丙是RNA的基本組成單位之一C.丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成D.在紅細胞吸收葡萄糖時，細胞中乙的含量會顯著增加圖形解讀1.ATP的結構及組成成分的含義知識梳理題組精練考點二細胞代謝與酶返回總目錄1.酶的發現知識梳理實驗(年代)推論或結論巴斯德實驗酒精發酵是酵母菌代謝活動的結果李比希實驗酒精發酵僅僅是一種化學反應，與酵母菌的活動無關，最多只需要酵母菌中某種物質的參與而已畢希納實驗促使酒精發酵的是酵母菌中的酶，而不是其本身薩母納爾實驗證實絕大多數酶的本質是蛋白質20世紀80年代初發現極少數酶的本質是RNA2.酶是生物催化劑催化機理：酶與底物結合，形成

復合物，然后復合物會發生一定的形狀變化使底物發生化學變化，并從復合物上脫落，同時酶分子又

。3.酶的特性(1)

：催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。(2)

：每一種酶只能催化

的反應。(3)作用條件較溫和：在

條件下，酶的活性最高。

會使酶的空間結構遭到破壞而失活；

條件下酶的活性很低，但空間結構穩定。酶—底物恢復原狀高效性答案專一性一種底物或一類相似底物最適宜的溫度和pH高溫、過酸、過堿低溫2.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如下圖所示，請思考：答案(1)甲、乙兩種酶的化學本質是否相同？提示觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學本質不是蛋白質而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質。(2)乙酶活性改變的機制是什么？提示乙酶被降解的過程中其分子結構會發生改變，從而使其活性喪失。3.如圖表示未加催化劑時，生成物濃度隨時間的變化曲線，請在圖中繪出加酶和加無機催化劑的條件時的變化曲線。提示如圖所示答案4.觀察下圖回答相關問題：答案(1)加入酶B的反應速率和無酶條件下的反應速率相同，說明

。(2)加入酶A的反應速率隨反應物濃度的增大明顯加快，說明

。酶B對此反應無催化作用酶具有專一性5.下列圖示為影響酶促反應因素的四種曲線，據圖思考：(1)甲、丙的曲線變化分別表明了什么？提示甲圖表明在一定溫度范圍內，隨著溫度的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。丙圖表明在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率隨著底物濃度增加而加快，但當底物達到一定濃度后，受酶數量和酶活性限制，酶促反應速率不再增加。答案(2)過酸、過堿、高溫、低溫對酶促反應速率的影響一樣嗎？提示不一樣，過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結構未被破壞，溫度升高可恢復活性。(3)甲、乙、丙、丁四圖所示的因素均對酶活性造成影響嗎？提示底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積而影響酶促反應速率的，并不影響酶的活性。答案返回題組一酶的本質與作用分析1.20世紀80年代科學家發現了一種RNaseP酶，它由20%的蛋白質和80%的RNA組成。如果將這種酶中的蛋白質除去，并提高Mg2＋的濃度，他們發現留下來的RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性，這一結果表明(

)A.RNA具有生物催化作用B.酶是由RNA和蛋白質組成的C.酶的化學本質是蛋白質D.絕大多數的酶是蛋白質，少數是RNA題組精練解析答案12345678解析由題可知，除去RNaseP酶中的蛋白質，在提高Mg2＋的濃度的前提下，RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性，說明起催化作用的不僅是這種蛋白質，其中的RNA也有催化作用。D項由于本題只說明了這種酶的催化成分是RNA，故不具有普遍性。答案A123456782.如圖為木瓜蛋白酶和胃蛋白酶對抗體的消化作用過程，根據圖示不能得出的結論是(

)A.胃蛋白酶能使抗體失活B.抗體的化學本質是蛋白質C.木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化學本質是蛋白質D.胃蛋白酶催化抗體分解斷裂的肽鍵數目多于木瓜蛋白酶解析答案123456783.關于生物體產生的酶的敘述，錯誤的是(

)A.酶的化學本質是蛋白質或RNAB.酶活性的變化與酶所處的環境改變有關C.蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類D.纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁解析答案12345678題組二通過圖、表及曲線分析酶的特性與影響因素4.取經過編號的5支試管，分別加入2mL0.5mol/L的過氧化氫溶液進行如下實驗。根據實驗內容，判斷下列說法正確的是(

)試管編號12345加入物質適量唾液銹鐵釘生土豆塊熟土豆塊生土豆塊和稀鹽酸實驗結果幾乎無氣泡少量氣泡大量氣泡幾乎無氣泡幾乎無氣泡12345678A.說明酶具有高效性的是3號和4號試管B.1號和3號對照不能說明酶有專一性C.各組實驗都不能體現酶的活性與溫度之間的關系D.3號和5號對照可以說明酶的活性受pH影響解析答案123456785.下圖表示改變某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解產生還原糖的結果，請據此分析，改變下列哪種因素才能獲得改變后的結果(

)解析答案A.溫度 B.pHC.淀粉溶液量 D.唾液量12345678解析由圖中信息可知，反應進行到12min后，還原糖的生成量不再增加，兩組反應都不再進行，改變某一條件后生成物總量降低，反應物淀粉溶液量減少會導致此結果。而改變溫度、pH和唾液量均會改變反應完成所需要的時間。答案C123456787.如圖表示人體內某種酶促反應的反應速率受溫度和pH的影響情況，下列解釋不正確的是(

)解析答案A.在a點時，將酶的濃度增大一倍，反應速率可能增大B.在b點時，將酶的濃度增大一倍，反應速率不可能增大C.在c點時，將酶的濃度增大一倍，反應速率可能增大D.該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征12345678解析題圖可以反映溫度和pH對酶促反應速率的影響，但是影響酶促反應速率的因素不僅包括溫度和pH，還有酶濃度等。在反應底物充足的條件下，增大酶濃度，可以提高反應速率，所以A、C項正確，B項錯誤。題圖顯示，該酶的最適pH為2左右，因此這種酶可能是胃蛋白酶，而不會是唾液淀粉酶，D項正確。答案

B123456788.如圖所示，曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下，反應物濃度與酶促反應速率的關系。據圖分析正確的是(

)A.酶量是限制曲線AB段反應速率的主要因素B.酶量減少后，圖示反應速率可用曲線a表示C.升高溫度后，圖示反應速率可用曲線c表示D.減小pH，重復該實驗，A、B點位置都不變12345678解析答案解析AB段隨著反應物濃度升高，反應速率加快，限制因素是反應物濃度，A項錯誤；酶量減少，在反應物濃度一定的條件下，反應速率下降，可用曲線a表示，B項正確；圖中曲線b是在最適溫度、最適pH下的曲線圖，因此，升高溫度，減小pH，酶活性下降，反應速率下降，應為曲線a，C、D項錯誤。答案B123456782.“四步法”分析酶促反應曲線(1)識標：“識標明變量”。明確酶促反應曲線坐標圖中橫坐標(自變量)和縱坐標(因變量)的含義。(2)析線：“析線理關系”。分析酶促反應曲線走勢，明確因變量怎樣隨自變量的變化而變化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后穩”“水平”等。(3)明點(特殊點)：“抓點求突破”。明確酶促反應曲線中起點、終點、頂點、拐點、交叉點、特殊條件下的交點等表示的生物學含義。(4)判斷：“先分后合巧辨析”。對于多條酶促反應曲線圖，根據曲線上不同標示物識別曲線所代表的意義(有的曲線直接標出)，首先對每一條曲線單獨分析，進行比較，判斷曲線間有無聯系或找出相互關系，然后綜合分析。返回實驗解讀題組精練考點三(活動)探究酶的專一性和pH對酶活性的影響返回總目錄變量法分析酶的實驗設計(1)變量的種類變量是實驗設計中可以變化的因素或條件，依據變量間的相互關系，可分為以下兩類：①自變量與因變量：自變量（實驗變量）是實驗中由實驗者所操縱的因素，該因素的改變將引起實驗結果的相應改變，是實驗要研究的因素。因變量是因自變量不同而導致的不同的實驗結果。它們之間是因果關系，自變量是原因，因變量是結果。②無關變量與額外變量：無關變量是指實驗中除自變量外也能影響實驗現象或結果的其他因素。由無關變量引起的實驗結果就是額外變量。它們之間也是因果關系。(2)自變量的確定和控制根據實驗目的，確定實驗變量，進而確定控制的措施。例如：“探究淀粉酶的最適溫度”的實驗。①變量的確定：自變量是相同的酶處在不同溫度下即溫度梯度，即要“探究什么”，則“什么”就是自變量。②自變量的控制：在確定了自變量是溫度梯度后，應將淀粉酶置于溫度梯度下，如：25℃、26℃、27℃……控制變量的方法，常用的有“施加”“改變”“去除”等。(3)無關變量的確定與控制例如：請指出探究pH對唾液淀粉酶活性的影響實驗中的無關變量是什么？應如何控制？分析：在該實驗中，自變量是“pH的大小”。無關變量有溫度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反應時間、加入碘—碘化鉀溶液的量及時間等，在做實驗時，對照組和實驗組的以上因素都要相同且適宜。返回1.實驗原理(1)探究酶的專一性淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們在酶的催化作用下都能水解成還原糖(麥芽糖、葡萄糖、果糖)。還原糖能夠與本尼迪特試劑發生反應，生成

。(2)探究pH對酶活性的影響①反應式：2H2O2

。②pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用

來測量。紅黃色沉淀2H2O＋O2↑實驗解讀倒置量筒中的氣體量答案2.實驗步驟(1)探究酶的專一性試管1234561%淀粉溶液3mL－3mL－3mL－2%蔗糖溶液－3mL－3mL－3mL新鮮唾液－－1mL1mL－－蔗糖酶溶液－－－－1mL1mL溫度處理37℃恒溫水浴保溫15min本尼迪特試劑2mL2mL2mL2mL2mL2mL水浴加熱沸水浴中煮2～3min實驗結果

紅黃色沉淀不出現紅黃色沉淀

紅黃色沉淀

紅黃色沉淀

紅黃色沉淀

紅黃色沉淀答案不出現出現不出現不出現出現在

下重復實驗并記錄使

與H2O2溶液接觸反應，收集氣體(2)探究pH對酶活性的影響含酶濾紙片不同pH答案返回制備含過氧化氫酶的濾紙片將反應小室與氣體收集裝置相連(1)在探究酶的專一性實驗中試管1、3、5相互對照，說明了什么？試管2、4、6相互對照說明了什么？綜合在一起說明了什么？提示試管1、3、5相互對照，說明了淀粉酶能將淀粉催化水解，而蔗糖酶不能；試管2、4、6相互對照，說明了蔗糖酶能將蔗糖催化水解，而淀粉酶不能。綜合說明：一種底物的反應只能被一種酶來催化。深度思考答案(2)在探究pH對酶活性影響實驗中，在不同pH下，氣體釋放速度和量不一樣，在pH為7時釋放的氣體最多，說明了什么？提示過氧化氫酶的最適pH范圍在7左右。答案返回題組一設計實驗方案驗證酶具有專一性1.請選擇下列所給的實驗材料和用具，設計簡單實驗方案來驗證酶具有專一性。實驗材料與用具：適宜濃度唾液淀粉酶溶液，適宜濃度蔗糖酶溶液，質量分數為2%的蔗糖溶液，質量分數為1%的淀粉溶液，本尼迪特試劑，試管，37℃恒溫水浴鍋，沸水浴鍋等。題組精練123456(1)若“＋”代表加入適量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標號，請用這些符號完成下表實驗設計。

溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液唾液淀粉酶溶液蔗糖酶溶液本尼迪特試劑甲乙…

123456答案解析＋＋＋＋＋＋－－－－[以下只提供與(1)實例內容相符的實驗步驟，其他答案與(1)內容相符均可。]解析要驗證酶的專一性，有2種實驗方案：①用兩種不同酶催化同一種底物；②用同一種酶催化兩種不同底物。在不同方案中實驗變量不一樣，實驗步驟也不一樣。123456(2)實驗步驟：①分組編號：___________________________________________；②對照處理：____________________________________________________________________________________________________________；③觀察現象并記錄：_____________________________________________________________________________________________________。(3)你所設計的實驗自變量是______________，觀測指標是________________________。答案123456取兩支試管編號為甲、乙，各加入2mL蔗糖溶液

在甲試管中加入1mL唾液淀粉酶溶液，在乙試管中加入

1mL蔗糖酶溶液，混合均勻，放在37℃恒溫水浴鍋中保溫幾分鐘

取出試管，甲、乙各加入2mL的本尼迪特試劑，振蕩均勻，放在沸水浴中加熱2～3min，觀察實驗現象并記錄結果是否出現紅黃色沉淀酶的種類(4)在上述實驗中，如果僅將37℃恒溫水浴鍋的溫度調到20℃，而在其他條件不變的情況下重新做上述實驗，出現紅黃色的試管中的顏色會比37℃時的淺，其原因是_______________________________________________________。答案12345620℃低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產生的還原糖少2.某同學從溫度為55～65℃的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細菌，并從該細菌中提取了脂肪酶。請回答下列問題：(1)測定脂肪酶活性時，應選擇______作為該酶作用的物質，反應液中應加入_______溶液以維持其酸堿度穩定。油脂解析脂肪酶的活性以其單位時間內分解油脂的量作為指標，因酶需要適宜的pH，故反應液中應加入緩沖溶液。解析答案緩沖(2)要鑒定該酶的化學本質，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應液呈紫色，則該酶的化學本質為_______。蛋白質解析該酶遇雙縮脲試劑呈紫色，說明該酶的化學本質是蛋白質。123456題組二

探究溫度、pH對酶活性的影響(3)根據該細菌的生活環境，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析要測定該酶催化作用的最適溫度，一般采用預實驗，需在一定溫度范圍內設置溫度梯度，對比不同溫度下測得的酶活性，若不能測出峰值，則需擴大溫度范圍，繼續實驗。解析答案在一定溫度范圍(包括55～65℃)內設置溫度梯度，分別測定酶活性。若所測得的數據出現峰值，則峰值所對應的溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則，擴大溫度范圍，繼續實驗，直到出現峰值1234563.下面的表格分別是某興趣小組探究溫度對酶活性影響的實驗步驟和探究某種過氧化氫酶的最適pH的實驗結果。據此回答下列問題：探究溫度對酶活性影響的實驗(實驗一)實驗步驟分組甲組乙組丙組①淀粉酶溶液1mL1mL1mL②可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL③控制溫度0℃60℃90℃④將新鮮淀粉酶溶液與可溶性淀粉溶液混合后分別恒溫⑤測定單位時間內淀粉的________123456123456探究某種過氧化氫酶的最適pH的實驗(實驗二)組別A組B組C組D組E組pH56789H2O2完全分解所需時間(秒)30018090192284(1)在實驗一中，pH屬于______變量。解析答案解析實驗一探究的是溫度對酶活性的影響，因此自變量是溫度，因變量是酶活性，pH屬于無關變量。無關123456(2)實驗一的①②③步驟為錯誤操作，正確的操作應該是_________________________________________________________________。解析答案解析探究溫度對酶活性的影響實驗中，應該先設置好酶溶液和淀粉溶液的溫度，然后再將相應溫度的淀粉溶液和酶溶液混合進行反應，否則未達到預設溫度時部分淀粉可能已被淀粉酶催化分解。因此，實驗一的①②③步驟為錯誤操作，正確的操作應該是先將新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別恒溫后再混合。

將新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別恒溫后再混合(其他合理答案也可)123456(3)實驗一的第⑤步最好選用________________(試劑)測定單位時間內淀粉的________。解析答案解析淀粉遇碘—碘化鉀溶液變藍，因此實驗一的第⑤步最好選用碘—碘化鉀溶液測定單位時間內淀粉的剩余量，淀粉的剩余量越多，說明酶活性越低。碘—碘化鉀溶液剩余量123456(4)如將實驗一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液，你認為是否科學？________，為什么？_____________________________。解析答案解析溫度會直接影響H2O2的分解，因此實驗一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液。不科學因為溫度會直接影響H2O2的分解123456(5)分析實驗二的結果，可得到的結論是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在該項實驗的基礎上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為______之間設置梯度進行研究。解析答案解析由實驗二的結果可知：在pH為5～7的范圍內隨pH的升高該過氧化氫酶的活性升高，在pH為7～9的范圍內隨pH的升高該過氧化氫酶的活性降低；在該預實驗的基礎上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為6～8之間設置更小的梯度進行研究。

該過氧化氫酶的最適pH約為7，pH降低或升高酶的活性均降低(或在pH為5～7的范圍內隨pH的升高該過氧化氫酶的活性升高，在pH為7～9的范圍內隨pH的升高該過氧化氫酶的活性降低)

6～8123456題組三實驗設計中變量的把握4.某學生為了驗證唾液的功能，做了一組實驗：取甲、乙兩試管，分別加入2mL淀粉糊，甲試管內又加入了2mL唾液，兩試管同時在37℃的溫水中保溫10min后取出，各加入0.5mL碘—碘化鉀溶液，發現只有乙試管內呈藍色反應。該實驗步驟中有一個錯誤，應是(

)A.乙試管應置于低溫或室溫中B.乙試管應加胃液C.乙試管應加與唾液等量的蒸餾水D.應再加一個試管，內加2mL淀粉糊、2mL唾液，并放到冰水中解析答案123456解析實驗