【生物】2020届一轮复习人教版酶和ATP学案

【生物】2020届一轮复习人教版酶和ATP学案

‎　2020届 一轮复习 人教版 酶和ATP 学案 考试说明 1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。‎ ‎2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。‎ ‎3.实验:探究影响酶活性的因素。 ‎ 考点一　酶的本质、作用和特性 ‎1.酶本质的探索历程(连一连)‎ ‎2.酶的本质及生理功能 ‎(1)本质与作用 化学本质 绝大多数是　　　 ‎ 少数是　　　 ‎ 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要是细胞核 来源 一般来说,　　　　都能产生酶 ‎ 具有　　　　作用 ‎ 生理功能 作用场所 细胞内、外或生物体外均可 ‎(2)作用机理:　　　　化学反应的活化能。 ‎ 图3-8-1‎ ‎①无酶催化的反应曲线是　　　　,有酶催化的反应曲线是　　　　。 ‎ ‎②ca段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;ba段的含义是酶　　　　　　　。 ‎ ‎③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.酶的特性 ‎(1)　　　　　:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。 ‎ ‎(2)专一性:每一种酶只能催化　　　　　化学反应。 ‎ ‎(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的　　　　　　遭到破坏,使酶永久失活;低温时,酶的活性减弱,但不会失活。 ‎ 正误辨析 ‎(1)酶在催化反应前后,其分子结构不变。 (　　)‎ ‎(2)一个细胞中酶的种类和数量是一定的,不会发生变化。 (　　)‎ ‎(3)酶可降低过氧化氢分解反应所需的活化能而无机催化剂不能。 (　　)‎ ‎(4)酶发挥作用后就会被降解。 (　　)‎ ‎(5)产生激素的细胞一定产生酶,但是产生酶的细胞不一定产生激素。 (　　)‎ ‎(6)在稀蛋清液中加入蛋白酶后,再加入双缩脲试剂,由于蛋清液中的蛋白质被分解,因此不再发生紫色反应。(　　)‎ ‎1.酶的高效性 ‎ 图3-8-2‎ ‎(1)由曲线可知: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。因此,酶不能改变最终生成物的量。‎ ‎2.酶的专一性 ‎ ‎(1)物理模型 图3-8-3‎ ‎①图中A表示酶,B表示被催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被酶催化的物质。‎ ‎②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。‎ ‎(2)曲线模型 图3-8-4‎ ‎①在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A能催化底物A的反应。‎ ‎②在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化底物A的反应。‎ ‎3.影响酶促反应速率的因素 ‎(1)温度和pH 图3-8-5‎ ‎①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱直至失活。‎ ‎②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高酶的活性可恢复。‎ ‎(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 图3-8-6‎ ‎①由甲图可知,在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。‎ ‎②由乙图可知,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成正比。‎ ‎(3)综合影响 图3-8-7‎ 据图可知,不同pH条件下,酶最适温度不变;不同温度下,酶最适pH也不变。即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。‎ 命题角度1　考查对酶的本质及作用和特性的理解 ‎1.下列关于酶的叙述,正确的是 (　　)‎ A.RNA聚合酶能催化转录过程 B.酶都在细胞中发挥作用 C.DNA聚合酶参与DNA复制及转录过程 D.酶能调节细胞的生命活动 ‎2.为使反应物 A反应生成产物 P,采取了用酶催化(最适温度和 pH)和用无机催化剂催化两种催化方法,其能量变化过程用图3-8-8甲中两条曲线表示;图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析中不合理的是 (　　)‎ 甲 乙 图3-8-8‎ 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,有酶催化时的Ⅱ曲线对应的距离a将减小 C.图乙中②可代表蔗糖,那么③④可代表果糖和葡萄糖 D.图乙所示过程可以说明酶具有专一性 题后归纳　高考常考的酶及其作用归纳 ‎(1)DNA聚合酶:将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。‎ ‎(2)DNA连接酶:将两个DNA片段连接起来。‎ ‎(3)RNA聚合酶:将单个的核糖核苷酸连接成链。‎ ‎(4)解旋酶:在DNA分子复制过程中打开DNA碱基对中的氢键。‎ ‎(5)ATP水解酶:能打开远离腺苷的高能磷酸键。‎ ‎(6)ATP合成酶:能催化远离腺苷的高能磷酸键形成。‎ ‎(7)限制性核酸内切酶:识别特定的核苷酸序列,从固定的切点切开磷酸二酯键。‎ ‎(8)蛋白酶:将蛋白质的部分肽键切断,得到不同的肽链或氨基酸。‎ ‎(9)纤维素酶、果胶酶:水解纤维素、果胶,破坏植物细胞壁。‎ 命题角度2　 考查酶促反应的曲线分析 ‎3.[2019·山西大同一中模拟] 图3-8-9中甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在最适温度下,pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件,以下改变正确的是 (　　)‎ 图3-8-9‎ A.pH=a时,e点下移,d点左移 B.pH=c时,e点为0‎ C.温度降低时,e点不移动,d点右移 D.H2O2量增加时,e点不移动,d点左移 ‎4.图3-8-10为用同一种酶进行的不同实验结果,下列有关叙述正确的是 (　　)‎ A.本实验研究的酶是蔗糖酶 B.图甲曲线是研究该酶具有高效性的结果 C.实验结果表明,该酶活性的最适温度是30 ℃、最适pH是7‎ 甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙 图3-8-10‎ D.pH=2与温度为20 ℃条件下酶活性减弱的原因不同 题后归纳　“四看法”分析酶促反应曲线 图3-8-11‎ 考点二　实验:探究影响酶活性的因素 ‎1.探究温度对酶活性的影响 ‎(1)实验原理 ‎①反应原理:淀粉麦芽糖、葡萄糖 ‎ ‎ ‎　　　　　 蓝色　　 无蓝色出现 ‎②鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。‎ ‎(2)实验步骤 序号 实验操作内容 试管1‎ 试管2‎ 试管3‎ ‎1‎ 加入等量的可溶 ‎2 mL ‎2 mL ‎2 mL 性淀粉溶液 ‎2‎ 控制不同的 温度条件 ‎60 ℃热水 ‎(5分钟)‎ 沸水 ‎(5分钟)‎ 冰块 ‎(5分钟)‎ ‎3‎ 加入等量的新鲜 淀粉酶溶液 ‎1 mL ‎(5分钟)‎ ‎1 mL ‎(5分钟)‎ ‎1 mL ‎(5分钟)‎ ‎4‎ 加入等量的碘液 ‎1滴 ‎1滴 ‎1滴 ‎5‎ 观察实验现象 不出现蓝色 ‎(呈现碘液颜色)‎ 蓝色 蓝色 ‎2.探究pH对酶活性的影响 ‎(1)实验原理 ‎①反应原理(用反应式表示):‎ ‎2H2O22H2O+O2。‎ ‎②鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。‎ ‎(2)实验步骤 序号 实验操作内容 试管1‎ 试管2‎ 试管3‎ ‎1‎ 注入等量的过氧 化氢酶溶液 ‎2滴 ‎2滴 ‎2滴 ‎2‎ 注入等量的不 同pH的溶液 ‎1 mL 蒸馏水 ‎1 mL 5%‎ 的HCl ‎1 mL 5%‎ 的NaOH ‎3‎ 注入等量的3%的 H2O2溶液 ‎2 mL ‎2 mL ‎2 mL ‎4‎ 观察实验现象 有大量气 泡产生 无气 泡产生 无气 泡产生 ‎5‎ 将带火星的卫生香插 入试管内液面的上方 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱 ‎3.酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”‎ ‎(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。‎ ‎(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。‎ ‎(3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。‎ ‎(4)在探究pH对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。‎ 命题角度1　 考查有关酶实验的分析 ‎1.[2018·河北保定高三摸底] 关于酶的相关实验的叙述,正确的是 (　　)‎ A.验证酶的高效性时,自变量是酶的种类 B.探究温度对酶活性的影响实验中,可选用过氧化氢酶为研究对象 C.用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时,可用碘液进行鉴定 D.在探究影响淀粉酶活性的因素时,温度、酸碱度、实验的次数等都是自变量 ‎2.[2018·浙江杭州质检] 下表为甲、乙两位同学用相同材料和试剂进行“探究酶的专一性”的活动过程。甲做了1~3组,乙做了4~6组。‎ 单位:mL 组别 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎1%淀粉溶液 ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎2%蔗糖溶液 ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ 新鲜唾液 ‎1‎ ‎1‎ 蔗糖酶溶液 ‎1‎ ‎1‎ 蒸馏水 ‎1‎ ‎1‎ 斐林试剂 ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ 下列叙述错误的是 (　　)‎ A.甲同学实验的检测试剂可换成碘—碘化钾溶液 B.甲、乙同学单独做的实验都不能探究酶的专一性 C.若组4出现阳性反应,则乙同学的实验无法证明酶的专一性 D.甲、乙同学的实验组合在一起能排除更多无关变量的干扰 命题角度2　考查有关酶的实验设计 ‎3.普通淀粉酶的最适温度在40~60 ℃之间,而极端耐热淀粉酶在100 ℃仍能保持较高的活性,因此在生产上具有更为广泛的应用前景。请回答有关问题:‎ ‎(1)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与　　　　　　混合,若反应液呈　　　　色,则该酶的化学本质为蛋白质。 ‎ ‎(2)测定淀粉酶活性时,应选择　　　　作为该酶作用的底物,反应液中应加入　　　　溶液以维持其酸碱度稳定。 ‎ ‎(3)设计实验探究极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。‎ ‎①此实验中除自变量和因变量外,还需要考虑　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(指出两点即可)等因素。 ‎ ‎②结合题目信息,简要写出探究该酶催化作用最适温度的实验思路: ‎ ‎　。 ‎ 题后归纳　梯度法探究酶的最适温度或最适pH ‎(1)实验设计思路 底物t1温度或pH1下+酶,t1温度或pH1下底物的分解量或剩余量或产物的生成量。‎ ‎(2)实验设计程序 图3-8-12‎ 考点三　ATP的结构、产生和利用 ‎1.ATP的结构 图3-8-13‎ ‎(1)ATP的元素组成:　　　　　　。 ‎ ‎(2)ATP的化学组成:一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团。‎ ‎(3)ATP的结构简式:　　　　　　。 ‎ ‎(4)ATP中的能量:主要储存在　　　　　中。 ‎ ‎2.ATP和ADP的相互转化 ‎(1)转化基础 ATP的化学性质不稳定,　　　　的高能磷酸键容易断裂和重建。 ‎ ‎(2)ATP和ADP的相互转化过程比较 ‎①ATP的合成 图3-8-14‎ ‎②ATP的水解 图3-8-15‎ ‎3.ATP的作用 图3-8-16‎ 正误辨析 ‎(1)ATP分子脱去2个磷酸基团,称为腺嘌呤核糖核苷酸,它是RNA分子的基本单位之一。 (　　)‎ ‎(2)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。 (　　)‎ ‎(3)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器,所以不能合成ATP。 (　　)‎ ‎(4)从ATP获得合成RNA的原料需要破坏远离腺苷的高能磷酸键。 (　　)‎ ‎(5)真核细胞内发生ATP与ADP的相互转化,原核细胞内不发生。 (　　)‎ ‎(6)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。 (　　)‎ ‎(7)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。 (　　)‎ ‎(8)细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系,放能反应一般与ATP的水解相联系。 (　　)‎ 教材拓展 ‎ 1.[必修1　P88] ATP由哪几个小分子组成?‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎2.[必修1　P90] 如果把糖类和脂肪比作大额支票,ATP则相当于现金,这种比喻　　　　(填“有”或“无”)道理,原因是　 ‎ ‎　。 ‎ ‎1.ATP与ADP的相互转化 图3-8-17‎ ‎(1)ATP在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。‎ ‎(2)ATP与ADP的相互转化过程中,物质可重复利用,但能量不可循环利用,它们不是可逆反应。‎ ‎(3)ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”,这一过程需要酶的催化,同时也消耗水。‎ ‎(4)ATP不等同于能量:ATP是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将二者等同起来。‎ ‎(5)生命活动需要消耗大量能量,但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用,只要提供能量(光能或化学能),生物体就可不断合成ATP,满足生物体的需要。‎ ‎2.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析 图3-8-18‎ ‎ ‎ 命题角度1　 考查ATP的来源、结构及生理作用 ‎1.[2018·山西五校联考] ATP是细胞内的能量“通货”,下列有关叙述不正确的是 (　　)‎ A.ATP水解供能,实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解释放能量 B.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性 C.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 D.ATP是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质 ‎2.下列关于ATP、mRNA 和腺嘌呤核糖核苷酸的叙述,正确的是 (　　)‎ A.三者的元素组成不同,但都含有C、H、O、N、P、S B.三者既能同时参与转录过程,又能同时参与翻译过程 C.ATP含有两个高能磷酸键,腺嘌呤核糖核苷酸含有一个高能磷酸键,mRNA无高能磷酸键 D.腺嘌呤核糖核苷酸是mRNA的单体之一,ATP去掉远离腺苷的两个磷酸基团后的剩余部分就是腺嘌呤核糖核苷酸 易错提醒　辨析ATP、DNA、RNA、核苷酸中“A”的含义 物质名称 物质结构 A的含义 ATP ‎　腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)‎ 核苷酸 腺嘌呤 DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA 腺嘌呤核糖核苷酸 命题角度2　 ATP和ADP的转化过程及应用 ‎3.[2018·湖南永州一模] 如图3-8-19是生物界中能量“通货”——ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是 (　　)‎ 图3-8-19‎ A.图中的M指的是腺苷,N指的是核糖 B.食物为ATP“充电”指的是呼吸作用分解有机物 C.图中不同来源的ATP均可用于胞吞和胞吐 D.ATP的“充电”需要酶的催化,而“放能”不需要 ‎4.“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,其结构会随着与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”‎ 题后归纳　细胞内产生与消耗ATP的生理过程 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 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 真题·预测 ‎ 1.[2017·全国卷Ⅱ] 下列关于生物体中酶的叙述,正确的是 (　　)‎ A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶 B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃‎ ‎2.[2016·全国卷Ⅰ] 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 ‎3.[2016·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 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃),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3-8-20所示。回答下列问题:‎ 图3-8-20‎ ‎(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是　　　　组。 ‎ ‎(2)在时间t1之前,如果A组温度提高10 ℃,那么A组酶催化反应的速度会　　　　。 ‎ ‎(3)如果在时间t2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t3时,C组产物总量　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)生物体内酶的化学本质是　　　　　　　　　　　,其特性有　　　　　　　　(答出两点即可)。 ‎ ‎1.下列关于酶和ATP的叙述正确的是 (　　)‎ A.酶使细胞代谢高效而有序地进行,对生命活动具有重要的调节作用 B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以验证酶的专一性 C.酶和ATP均具有高效性和专一性 D.将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸上,产物是ADP ‎2.多酶片中含有多种消化酶,一般由内外两层组成,在消化不良时可以服用。现有四种蛋白酶甲、乙、丙和丁,四者的活性随pH的变化如图3-8-21所示,上述四种蛋白酶中最适合分布在多酶片外层的是 (　　)‎ 图3-8-21‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.蛋白酶甲 B.蛋白酶乙 C.蛋白酶丙 D.蛋白酶丁 ‎1.同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。‎ ‎2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。‎ ‎3.酶具有专一性和高效性,作用条件较温和。‎ ‎4.低温抑制酶的活性,但不破坏酶的分子结构。‎ ‎5.高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使其永久失去活性。‎ ‎6.ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。‎ ‎7.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。‎ ‎1.对照原则 对照实验是除了一个因素之外,其他因素都保持不变的实验,通常分为实验组和对照组,实验组是接受实验变量处理的对象组,对照组是不接受实验变量处理的对象组。按对照的内容和形式上的不同,通常有以下几种对照类型:‎ 类型 设置对照实验 实例 空白对照 ‎　指不做任何实验处理的对象组 ‎　“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”实验中,向甲试管溶液加入斐林试剂,而乙试管中不加斐林试剂 自身对照 ‎　实验组与对照组在同一对象上进行 ‎ ‎　“植物细胞质壁分离和复原”实验就是典型的自身对照。实验处理前的对象状况可视为对照组,实验处理后的对象变化则视为实验组 ‎(续表)‎ 类型 设置对照实验 实例 条件对照 ‎　例如“动物激素饲喂小动物”实验的设计方案:‎ ‎　甲组:饲喂甲状腺激素(实验组)‎ ‎　指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义上的 ‎　乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组)‎ ‎　丙组:不饲喂药剂(空白对照组)‎ 相互对照 ‎　指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照 ‎　如“温度对酶活性的影响”的实验中,几个实验组所采用的就是相互对照 ‎2.单一变量原则 ‎(1)生物实验变量的辨析 实验中的变量有自变量、因变量和无关变量。‎ ‎①自变量:人为改变的变量。‎ ‎②因变量:随着自变量的变化而变化的变量。‎ ‎③无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。‎ 通常,自变量是原因,因变量是结果,二者具有因果关系。‎ 图3-8-22‎ ‎(2)变量的控制 控制变量是指控制其他因素不变,集中研究其中一个因素的变化,保证实验不受干扰或将干扰因素降到最低程度。 通过变量控制,尽量减小实验误差,以取得较为精确的实验结果。‎ ‎①操纵自变量的方法:设法给研究对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。‎ ‎②检测因变量的方法:因变量有时不能直接检测,实际操作中根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标称为观察指标。 具体包括观察特异性的颜色变化、沉淀反应;观察形态结构、生理变化;测量生长发育速度;测量生化反应速度。‎ ‎③控制无关变量的方法(平衡控制):排除因实验对象的个体差异带来的影响;设法创造稳定的相同的条件进行对照,以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰;设法提供适宜条件,以排除不利环境条件对实验对象的影响;重复实验,排除偶然因素的干扰,减小实验误差。‎ ‎3.等量原则 实验中除“单一变量”(即实验变量)外,其他变量需注意等量原则,即:‎ ‎(1)生物材料要相同:所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。‎ ‎(2)实验器具要相同。‎ ‎(3)实验试剂要相同。‎ ‎(4)处理方法要相同。‎ 针对训练 ‎1.生物实验中常用到对照,以下对照设置正确的是 (　　)‎ A.研究温度对酶活性的影响时,实验要分别在酸性和碱性条件下进行 B.研究蝾螈细胞核的功能实验中,将其受精卵横缢成有核和无核两部分 C.验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中,甲组用锡箔帽罩住尖端,乙组去掉尖端 D.在观察DNA和RNA在细胞中的分布时,分别使用甲基绿和吡罗红两种染色剂染色 ‎2.下列有关实验中变量的叙述,正确的是 (　　)‎ A.探究温度对酶活性的影响实验中,酶催化的反应速率是自变量 B.模拟探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块的体积大小是无关变量 C.观察洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的实验中,原生质层位置的变化是无关变量 D.探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验中,插条生根数是因变量 ‎3.[2018·湖北孝感一中模拟] 实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列哪一项不属于控制无关变量的操作 (　　)‎ A.验证光合作用能产生淀粉的实验中,首先将实验植物进行“饥饿”处理 B.探究唾液淀粉酶最适pH的实验中,先将每一组温度控制在37 ℃‎ C.验证光合作用需要光照的实验中,将叶片的一半用黑纸包住 D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,每一组都加入等量的淀粉 ‎4.[2018·宁夏石嘴山一模] 如图3-8-23是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。有关分析合理的是 (　　)‎ 图3-8-23‎ A.本实验的因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.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验 D.分析1号、2号试管的实验结果可知,加热能降低反应的活化能 ‎5.某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子,它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中,甲、乙、丙3种离子的浓度(单位:mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响,进行实验时可以选用的两种培养液是 (　　)‎ 培养液编号 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ 甲离子 ‎20‎ ‎30‎ ‎50‎ ‎30‎ ‎40‎ 乙离子 ‎55‎ ‎45‎ ‎60‎ ‎45‎ ‎55‎ 丙离子 ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎25‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.①⑤ B.②③ C.②④ D.③⑤‎ ‎6.[2018·浙江杭州学军中学模拟] 下列有关实验设计的叙述中正确的是 (　　)‎ A.实验材料的数量、温度和时间不可能是实验的变量 B.各种实验中都必须设置空白对照组 C.数据测量应力求精确,因而需要多次测量求平均值 D.探究实验设计中,实验结果总是与提出的假设一致 酶和ATP 考点一 ‎【知识梳理】‎ ‎1.①—f　②—a　③—c　④—d、e　⑤—b ‎2.(1)蛋白质　RNA　活细胞　催化 ‎(2)降低　①乙　甲　②降低的活化能　③向上 ‎3.(1)高效性　(2)一种或一类　(3)空间结构 正误辨析 ‎(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×‎ ‎[解析] (2)一个细胞在不同时期,可能发生基因的选择性表达,因此酶的种类和数量会发生变化。‎ ‎(3)酶和无机催化剂都通过降低化学反应所需的活化能来提高反应速率。‎ ‎(4)酶在催化反应前后化学性质和结构不变,不会立即被降解。‎ ‎(6)蛋白酶本身也是蛋白质。‎ ‎【对点训练】‎ ‎1.A　[解析] RNA聚合酶能催化转录过程,A正确;酶是在活细胞中产生的,但是其可以在细胞内发挥作用,也可以在细胞外发挥作用,B错误;DNA聚合酶参与DNA复制,‎ 不参与转录过程,C错误;酶是具有生物催化作用的有机物,而激素能调节细胞的生命活动,D错误。‎ ‎2.B　[解析] 题图甲中Ⅰ曲线表示用无机催化剂催化的反应的能量变化过程,Ⅱ曲线表示用酶催化的反应的能量变化过程,所以距离b代表酶降低的反应活化能比无机催化剂降低的反应活化能多的部分,所以可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因,A正确;适当升高温度,酶的活性降低,Ⅱ曲线中对应的距离a将增大,B错误;图乙是酶的专一性模型,②可代表蔗糖,在蔗糖酶催化作用下,可得到果糖和葡萄糖,用③④代表,C、D正确。‎ ‎3.C　[解析] 由于图乙为最适温度下pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线,故当pH=a时,酶的活性下降,反应速率降低,故e点不移动,d点右移,A错误;pH=c时,酶失活,H2O2没有催化剂催化也能分解,e点不为0,B错误;当温度降低时,酶活性下降,e点不移动,d点右移,C正确;当H2O2量增加时,e点上移,d点右移,D错误。‎ ‎4.D　[解析] 图丙显示该酶能催化麦芽糖水解,对蔗糖没有催化作用,说明本实验研究的酶为麦芽糖酶,A错误;分析图甲可知,图甲曲线是研究温度对该酶活性的影响,B错误;图甲显示,在图示的三种温度条件下,30 ℃时酶的活性最高,说明该酶的最适温度为30 ℃左右,但30 ℃不一定为该酶的最适温度,图乙显示该酶的最适pH为7,C错误;pH为2时,酶的空间结构遭到破坏而变性失活,温度为20 ℃条件下,酶活性减弱的原因是低温抑制了酶的活性,但酶的空间结构没有被破坏,D正确。‎ 考点二 ‎【对点训练】‎ ‎1.C　[解析] 酶的高效性是与无机催化剂相比较而言的,验证酶的高效性时,自变量应是酶和无机催化剂,A错误;由于过氧化氢的分解受温度影响,因此探究温度对酶活性的影响实验不能选用过氧化氢酶为研究对象,B错误;用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时,可用碘液检测反应物是否被分解,C正确;在探究影响淀粉酶活性的因素时,实验的次数不是自变量,D错误。‎ ‎2.B　[解析] 分析两位同学的实验,甲同学是用相同底物(淀粉)和不同的酶(唾液淀粉酶和蔗糖酶)探究酶的专一性,乙同学是用相同底物(蔗糖)和不同的酶(蔗糖酶和淀粉酶)探究酶的专一性,都通过加入斐林试剂检测是否有还原糖产生达到实验目的。甲同学实验的检测试剂可换成碘—碘化钾溶液,A正确;结合前面的分析,两位同学单独做的实验都能达到实验目的,B错误;组1和组4本身为对照组,若出现阳性反应,说明底物中混有还原糖,则无法证明酶的专一性,C正确;甲、乙同学的实验组合在一起能排除更多无关变量的干扰,D正确。‎ ‎3.(1)双缩脲试剂　紫 ‎(2)淀粉　(酸碱)缓冲 ‎(3)①淀粉溶液的浓度和含量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序　②在40 ℃和100 ℃之间每隔一定温度设置一个实验组,其他实验条件适宜且保持一致。以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度 ‎[解析] (1)大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与双缩脲试剂混合,若反应液呈紫色,则该酶的化学本质为蛋白质。(2)测定淀粉酶活性时,根据酶的专一性,应选择淀粉作为该酶作用的底物,反应液中应加入(酸碱)缓冲溶液以维持其酸碱度稳定。(3)①此实验中除自变量和因变量外,无关变量需要保持相同且适宜,‎ 因此还需要考虑淀粉溶液的浓度和含量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序等因素。②探究该酶催化作用最适温度的实验思路:在40 ℃和100 ℃之间每隔一定温度设置一个实验组,其他实验条件适宜且保持一致。以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。‎ 考点三 ‎【知识梳理】‎ ‎1.(1)C、H、O、N、P ‎(3)A-P~P~P ‎(4)高能磷酸键 ‎2.(1)远离腺苷 ‎3.主动 正误辨析 ‎(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×‎ ‎[解析] (2)淀粉水解成葡萄糖时不释放能量,不合成ATP。‎ ‎(3)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器,但仍能通过无氧呼吸合成ATP。‎ ‎(4)RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,ATP水解去掉两个磷酸基团后,形成腺嘌呤核糖核苷酸。‎ ‎(5)ATP与ADP的相互转化在原核细胞内也能发生。 ‎ ‎(6)正常情况下,细胞中ATP与ADP的含量一直处于动态平衡状态。‎ ‎(7)无氧呼吸也能产生ATP。‎ ‎(8)ATP是生物体生命活动的直接能源物质,吸能反应一般与ATP的水解相联系,需要ATP水解释放能量。放能反应一般与ATP的合成相联系,放能反应释放的能量储存在ATP中。‎ 教材拓展 ‎1.ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸组成。‎ ‎2.有　糖类和脂肪分子中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有转化成ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞直接利用 ‎【对点训练】‎ ‎1.C　[解析] ATP中远离腺苷的高能磷酸键更易断裂,也很容易重新合成,ATP水解供能,实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解释放能量,A正确;细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,B正确;ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成,C错误;ATP是细胞内的直接能源物质,可直接为主动运输、肌肉收缩、大脑思考提供能量,D正确。‎ ‎2.D　[解析] ATP、mRNA和腺嘌呤核糖核苷酸的元素组成相同,都含有C、H、O、N、P,A错误;腺嘌呤核糖核苷酸不参与翻译过程,B错误;ATP中有两个高能磷酸键,腺嘌呤核糖核苷酸和mRNA中无高能磷酸键,C错误;腺嘌呤核糖核苷酸是mRNA的单体之一,ATP去掉远离腺苷的两个磷酸基团后的剩余部分就是腺嘌呤核糖核苷酸,D正确。‎ ‎3.B　[解析] 题图中M指的是腺嘌呤,A项错误;食物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能,需通过呼吸作用来完成,B项正确;如果ATP来自光反应,则这部分ATP只能用于暗反应,不能用于胞吞和胞吐,C项错误;ATP的合成和分解均需要酶的催化,D项错误。‎ ‎4.B　[解析] RNA聚合酶是沿DNA模板移动的“分子马达”。‎ ‎【五年真题】‎ ‎1.C　[解析] 真核细胞的叶绿体、线粒体中也能进行DNA的复制, A项错误。酶在生物体内外都有催化活性,B项错误。胃蛋白酶属于蛋白质,向蛋白质溶液中加入无机盐,可以通过降低溶解度使之析出,而不改变蛋白质的空间结构,因而沉淀胃蛋白酶可用盐析的方法,C项正确。唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37 ℃,酶适于在低温下保存,D项错误。‎ ‎2.C　[解析] 本题考查酶活力的测定实验,主要考查温度对酶活力的影响及考生的实验设计与分析能力。酶活力受pH的影响,所以在酶与底物混合前应先让底物与缓冲液混合,然后再加入酶并保温、计时,一段时间后检测产物的量,故C项正确。‎ ‎3.(1)B ‎(2)加快 ‎(3)不变　60 ℃条件下,t2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　高效性和专一性 ‎[解析] (1)酶可改变反应速度,图中A、B两组的产物浓度最终相同,C组最终产物浓度明显低于A、B两组,说明C组酶活性最低;B组产物浓度达到最大值所需的时间比A组短,说明B组酶的活性最高。(2)A组处理温度低于B组,酶活性比B组低,在时间t1之前,将A组温度提高10 ℃,A组酶催化反应的速度将加快。(3)时间t2后C组产物浓度不再增加,说明酶已经失活,故在t2时,即使向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件不变的情况下,t3时C组产物总量也不会增加。(4)生物体内大多数酶的化学本质是蛋白质,极少数是RNA。酶是有机催化剂,高效性、专一性和作用条件温和是其特性。‎ ‎【2020预测】‎ ‎1.D　[解析] 酶在细胞代谢中起催化作用,从而使生命活动高效而有序地进行,对生命活动具有调节作用的物质是激素,A项错误;淀粉酶会使淀粉分解,加碘液后不变蓝,淀粉酶不能使蔗糖分解,同样加碘液后不变蓝,因此不能利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液来验证酶的专一性,B项错误;酶具有高效性和专一性,C项错误;腺嘌呤核糖核苷酸由一分子磷酸基团、一分子腺嘌呤和一分子核糖组成,ADP由两分子磷酸基团、一分子腺嘌呤和一分子核糖组成,因此将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸上可产生ADP,D项正确。 ‎ ‎2.A　[解析] 多酶片需要口服,酶首先在胃内释放,胃液呈酸性,根据曲线图,蛋白酶甲在酸性条件下的活性最高,所以最适合在多酶片最外层的是蛋白酶甲。‎ 实验专项(一)　实验设计遵循的原则 ‎ ‎【针对训练】‎ ‎1.B　[解析] 研究温度对酶活性的影响实验中,pH是无关变量,应保持相同且适宜,A错误;研究蝾螈细胞核的功能实验中,自变量是有无细胞核,因此需将其受精卵横缢成有核和无核两部分,B正确;验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中,自变量是尖端有无光照,所以甲组用锡箔帽罩住尖端,乙组的尖端给予单侧光照,C错误;在观察DNA和RNA在细胞中的分布时,甲基绿和吡罗红两种染色剂应混合使用,D错误。‎ ‎2.D　[解析] 探究温度对酶活性的影响实验中,温度是自变量,酶催化的反应速率是因变量,A错误;模拟探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块的体积大小是自变量,B错误;观察洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的实验中,原生质层位置的变化是因变量,C错误;探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验中,插条生根数量是因变量,D正确。‎ ‎3.C　[解析] A项实验中将实验植物进行“饥饿”处理,消耗植物原有的淀粉,防止对实验的干扰;B项实验中,温度为无关变量,需控制到唾液淀粉酶适宜的温度37 ℃;C项实验中,有无光照是自变量;D项实验中淀粉的加入量为无关变量,用量要相同。‎ ‎4.C　[解析] 由题意可知,本实验的因变量是过氧化氢分解产生气体的量,A错误;由图可知,本实验中温度是自变量,不是无关变量;B错误;图中,1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验,C正确;加热能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态(为反应提供能量),不是降低反应的活化能,D错误。‎ ‎5.C　[解析] 分析题干可知,在研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响时,依据单一变量原则应选择甲、乙离子对植物生长影响相同的两组。分析表格可知,只有②④两组符合条件。‎ ‎6.C　[解析] 变量是探究的因素,实验材料的数量、温度和时间都有可能是实验的变量,A错误;并不是所有实验都需要设置空白对照组,B错误;进行数据测量时,为了减小误差,需多次测量求平均值,C正确;探究实验的结果有可能与假设矛盾,可能是假设不正确,那么就需要进一步查找资料,重新作出假设,也可能是实验过程中的某一环节出了问题,那么就需要重新进行实验,D错误。‎