第一讲 酶与ATP

一性(特异性)的
曲线
影 右图 响 三个 酶 曲线
酶的活性一般可用酶促反应的速率 表示：在一定的温度(pH)范围内， 随着温度(pH)升高，酶的催化作用
促 是表
反 示影 应 响酶
增强，在最适温度(pH)时，酶的活
性最大，超过这一最适温度(pH)， 酶的催化作用逐渐减弱
速 ，
答案：B
三、实验与探究能力
8．(2009· 江苏卷)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成 分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取；果胶 酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某 实验小组取无菌烟草幼叶，切成相同大小的小片，等量放入6支试 管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。
答：碘液与淀粉反应生色，检测的是底物。斐林试剂与还原糖反应生色， 检测的是产物。
(3)假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。
温度℃ 普通淀粉酶相 对活性/% 10 6 20 25 30 43 40 67 50 83 60 65 70 22 80 2 90 0 100 0
耐热淀粉酶相 对活性/%
浓度对酶 促反应影
而加快，此时限制因素是底物浓度；
当底物浓度达到一定限度时，所有 的酶与底物结合，反应速率达到最
响的曲线
大，再增加底物浓度，反应速率不
再增加，此时限制因素是酶浓度
右图曲线
表示酶浓
度对酶促 反应影响
在底物充足，而其他条件适宜的情
况下，酶促反应速率与酶浓度成正 比。整个过程中限制因素是酶浓度
(
)
解析：ATP是细胞内的直接能源物质，细胞膜、细胞质和细胞核中都
有ATP的分布。ATP分子是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个磷酸
基团组成的；一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基团组成一个 核苷酸，所以ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸。正常的细胞中
ATP和ADP时刻进行着相互转化，所以ATP与ADP的比值在一定范围
考点1
1．酶相关知识的理解
与酶相关知识的整合
正确说法 产生场所 化学本质 作用场所 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 有机物(大多为蛋白质，少数为RNA) 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
错误说法 具有分泌功能的细胞才能产生 蛋白质 只在细胞内起催化作用
温度影响
作用 来源
低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活
6
15
25
48
76
92
100
98
82
65
答案：
解析：(1)在该实验中，温度是自变量，淀粉的分解速度是因变量，在
各组实验中，除了自变量“温度”对实验结果有影响外，底物的浓度、 pH、添加试剂的量、实验的操作顺序等对实验结果也有影响，为了探
究自变量对实验结果的影响，必须保证自变量以外的其他因素完全相
同。(2)该实验中因变量(淀粉的水解速度)可以用碘液或斐林试剂检测， 碘液可以检测剩余淀粉的含量，斐林试剂可以检测生成物(还原糖)的含 量。(3)在绘图过程中，要注意横坐标、纵坐标的数值和单位，然后通 过描点连线即可。
有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种
淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。 pH (1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑________、________ 酶浓度 及 底物浓度 等因素。
(2)在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测。两种试剂各与
何种物质反应生色？检测的是底物还是产物？
试管编号 项目 蒸馏水(mL) 缓冲液(mL) 果胶酶液(mL) 蜗牛酶液(mL) 纤维素酶液(mL) 实验结果 (绿色深浅程度) Ⅰ 2 0 0 0 0 － Ⅱ 0 2 0 0 0 － Ⅲ 1 1 0 0 0 － Ⅳ 1 0.5 0.5 0 0 ＋＋＋ Ⅴ 1 0.5 0 0.5 0 ＋＋＋＋ Ⅵ 1 0.5 0 0 0.5 ＋＋
细胞消耗ATP的量增加
增多，细胞产生ATP的量增加 ④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的
含量难以达到动态平衡
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
解析：人在安静时只进行有氧呼吸，在剧烈运动时骨骼肌细胞可进行无 氧呼吸来获得部分能量。要维持Na＋浓度的平衡，就得将多余的Na＋运 出细胞，而Na＋的运输是耗能的主动运输过程。肾上腺素和甲状腺激素 都能促进物质的分解代谢，以释放更多的热量来维持寒冷时体温的相对
的曲线
3.与酶相关的实验设计分析
实验目 的 验证某 种酶是 蛋白质 验证酶 具有催 化作用 验证酶 的专一 性 实验组 对照组 实验组 衡量标 准 是否出 现紫色 底物是 否被分 解 底物是 否被分 解 自变量 因变量 无关 变量
待测酶液 已知蛋白 ＋双缩脲 液＋双缩 试剂 脲试剂 底物＋相 底物＋等 应酶液 量蒸馏水 另一底物 ＋相同酶 底物＋相 液或同一 应酶液 底物＋另 一酶液
解析：分析图示可知：该图表示的是生物体内二肽的水解过程；需酶 的催化，所以反应速度与温度有关；该过程发生在生物体内，故该蛋
白质被水解时需消耗能量。而解旋酶催化的是DNA分子解旋的过程。
答案：A
6．(2010· 上海生物，22)右图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～ E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中 正确的是( )
专题二
第一讲
细胞的代谢
酶与ATP
体验高考
一、理解能力 1．(2010· 上海生物，17)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是 ( A．酶和激素都是蛋白质 B．酶和激素都与物质和能量代谢有关 C．酶和激素都由内分泌细胞分泌 D．酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用 解析：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物(多数是蛋白质， 少数是RNA)。大部分酶在细胞内发挥催化作用(消化酶需分泌到消化 道内)。激素是由内分泌细胞分泌的，产生后释放到血液中，进而运输 到靶细胞或靶器官发挥调节作用。激素不全是蛋白质。酶直接催化物 质与能量代谢过程，而激素对物质和能量代谢过程有调节作用。 答案：B )
的
液温度、 活 反应时间
性
等
1．具有专一性的物质或结构
①酶
切酶
②载体
③激素
④tRNA ⑤抗原(抗体) ⑥限制性核酸内
2．高中阶段学过的酶 (1)物质代谢中的酶 ①淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶 和肠腺分泌的肠淀粉酶。可催化淀粉水解成麦芽糖。 ②麦芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖 酶。可催化麦芽糖水解成葡萄糖。
恒定，同时ATP的产量会增加。不管在什么状态下，人体细胞中的ATP
和ADP含量总是处于动态平衡，否则最终会导致能量供应出现问题而影 响正常生命活动的进行，在饥饿时可通过分解体内糖类等有机物释放能 量维持两者含量相对平衡的状态。 答案：B
4．(2007· 海南生物，7)下面关于ATP的叙述，错误的是 A．细胞质和细胞核中都有ATP的分布 B．ATP合成所需的能量由磷酸提供 C．ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸 D．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快
B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平 C．若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多 D．若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多
解析：据题干信息，可以看出：若E1催化的反应被抑制，则A转化 为B的速度将会减慢，故A选项错误；虽E5催化的反应被抑制，但由 于B还能继续转化为C，故B的积累并没有达到较高水平，所以B选 项错误；若E3的催化速度比E4快，则C更多地转化为D，D的产量比 E多，故C选项正确；若E1催化速度比E5快，则A更多转化为B，但 又由于B还会转化成C，故B的产量不一定比A多，所以D选项错误。 答案：C
7．(2009· 宁夏理综，2)右图表示酶活性与温度的关
系。下列叙述正确的是 ( )
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降 B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升 C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
解析：由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增 强，t1属于此区间；超过适宜温度后，酶活性随温度升高而下 降，t2属于此区间。在没有使酶失活的范围内，酶活性可随温度 的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。
其失去催化活性，而低温不会破坏酶的结构。葡萄糖分解成丙酮酸的
过程在细胞质基质中进行，因此其内具有催化葡萄糖分解的酶。细胞 质中的线粒体和叶绿体都具有能自我复制的DNA，因此其内具有
DNA解旋酶。
答案：C
3．(2008· 天津卷)下列有关ATP的叙述，正确的是
(
)
①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 ②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定， ③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌
(注：“＋”越多表示绿色越深，“－”表示颜色无显著变化) (1)实验过程中，需要轻摇试管，其目的是 使细胞壁与酶充分接触，提高酶
解效果 ，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。 (2)从实验结果绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶
液含有 果胶酶和纤维素酶 等多种酶。该实验中 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 是空白对照 组，其设置意义是 排除无关变量的干扰 。
(3)用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用 等渗溶液 洗涤。
(4)原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是 低渗涨破法 。
解析：本题是考查有关酶催化效率的实验题。(1)实验过程中，需要轻 摇试管，这样做可以使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果。(2)蜗牛 以植物为食，所以从其消化腺中提取出的蜗牛酶液中含有果胶酶和纤 维素酶；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ没有添加酶溶液，为空白对照组，其目的是排除