資源簡介

第8講　酶和ATP
1．說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響。
2．活動：探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素。
3．解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。
考點1　酶的作用、本質和特性
一、酶的作用和本質
1．酶的催化作用的實驗驗證：比較過氧化氫在不同條件下的分解。
(1)方法步驟
(2)實驗過程的變量及對照分析
(3)實驗結論
2．酶的催化作用機理
(1)活化能：分子從常態轉變為____________________的活躍狀態所需要的能量。
(2)酶催化作用的原理：______________的活化能。
(3)意義：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，使細胞代謝能在________條件下快速有序地進行。
(4)酶作用原理曲線分析
①無酶催化的反應曲線是__________，有酶催化的反應曲線是__________。
②ca段的含義是在無催化劑的條件下，反應所需要的活化能；ba段的含義是____________________。
③該反應中，若將酶催化改為無機催化劑催化，則b點在縱軸上將____________移動。用加熱的方法不能降低反應所需活化能，但會____________。
3．酶本質的探究歷程(連線)
4．酶的作用和本質
二、酶的特性
1．酶具有高效性
(1)原因：與____________相比，酶降低活化能的作用____________，催化效率更高。
(2)意義：使細胞代謝____________進行。
(3)數學模型：
①曲線__________與__________對比說明酶具有高效性。
②曲線__________與__________對比說明酶具有催化作用。
2．酶具有專一性
(1)定義：每一種酶只能催化____________化學反應。
(2)意義：使細胞代謝____________進行。
(3)物理模型：
說明：圖中A表示__________，B表示被A催化的底物(或反應物)，E、F表示B被分解后產生的物質，C、D表示__________________。
3．酶的作用條件較溫和
(1)酶所催化的化學反應一般是在比較__________的條件下進行的。在______________條件下，酶的活性最高。
(2)______________等條件會使酶的空間結構遭到破壞而永久失活。在__________左右時，酶的活性很低，但酶的空間結構穩定，溫度適宜時，酶的活性會升高。因此，酶制劑適宜在低溫下保存。
1．(人教版必修1 P82探究·實踐)已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH為7.6，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后還能發揮作用嗎？為什么？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
2．(人教版必修1 P85科學·技術·社會)溶菌酶能夠溶解細菌的__________，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與__________混合使用，能增強該物質的療效。
[深化拓展]
底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線
(1)圖甲：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率先隨底物濃度增加而加快，當底物達到一定濃度后，受酶數量的限制，酶促反應速率不再增加。
(2)圖乙：在底物足量、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度呈正比。
(3)圖丙：在其他條件適宜的情況下，酶量增加，酶促反應的底物飽和時對應的曲線上的a點應向右上方移(對應b點位置)。
(4)溫度、pH是通過影響酶的空間結構，改變酶的活性，進而影響酶促反應速率的；而底物濃度和酶濃度是通過影響底物分子與酶分子接觸的概率，進而影響酶促反應速率的。
1．酶能提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行。　　　　　　　　(　　)
2．酶在催化反應完成后立即被分解。　　　　　　　　　　　　　　　　(　　)
3．酶在細胞內、內環境和體外都能發揮催化作用。　　　　　　　　　　(　　)
4．胃蛋白酶發揮作用時伴隨著ADP的生成。　　　　　　　　　　　　　(　　)
5．酶的活性受溫度的影響，溫度過高或過低都會使酶失活，溫度不同，酶的活性也不同。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　)
6．酶制劑適宜在最適溫度和最適pH條件下保存。　　　　　　　　　　(　　)
1．如圖表示A、B兩種酶用同一種蛋白酶處理后酶活性與處理時間的關系，據圖分析：
(1)A、B兩種酶的化學本質是否相同？理由是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)B酶活性改變的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2．酶抑制劑有兩類，其中競爭性抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而降低酶對底物的催化效應，如模型A所示；非競爭性抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合，能改變酶的構型，使酶不能與底物結合，從而使酶失去催化活性，如模型B所示。
(1)結合圖示信息判斷：高溫、過酸、過堿對酶活性的影響與　　　　　　　　的作用相同，通過增加底物濃度的方法可以降低或解除　　　　　　　　　　對酶的抑制作用。
(2)研究發現某氨基酸能降低酶G的活性。請設計實驗探究該氨基酸降低酶G活性的作用方式屬于模型A還是模型B。
①實驗思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②預期實驗結果及結論：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
酶的作用、本質和特性
1．(鏈接人教版必修1 P81－84正文、圖示)下列有關酶的現象及其特性的對應關系，錯誤的是(　　)
A．8 000多種酶分別催化不同的化學反應，體現酶具有多樣性
B．脲酶催化效率是無機催化劑的107～1013倍，體現酶具有高效性
C．脲酶除了催化尿素分解，對其他反應不起作用，體現酶的專一性
D．脲酶最適pH為8.0，體現酶的作用條件較溫和
2．(鏈接人教版必修1 P79－80思考·討論)10 23酶可以和靶標RNA結合并對其進行切割，10 23酶包含一個由15個核苷酸構成的催化結構域，該結構域的兩側為底物結合臂(如圖所示)。下列說法正確的是(　　)
A．該酶被水解后可生成4種核糖核苷酸
B．該酶降低了RNA中氫鍵斷裂所需的活化能
C．圖示模型體現了酶催化的高效性
D．若改變結合臂的堿基序列，則該類酶可結合不同的底物
影響酶活性的因素
3．(鏈接人教版必修1 P84圖5 3)已知某些水果中含有蛋白酶，水果提取物可作為嫩肉粉的主要成分，下圖為水果提取物的嫩化效果(與蒸餾水相比)與pH的關系圖。下列說法錯誤的是(　　)
A．水果提取物的相對有效性為1時表明其嫩化效果與水一樣
B．炒肉過程中添加適量嫩肉粉效果最佳
C．蛋白酶可水解肉中的蛋白質，使肉制品口感鮮嫩
D．由圖可知，pH為8時菠蘿提取物的嫩化效果最好
4．(鏈接人教版必修1 P82－83探究·實踐)科研人員從某種微生物細胞中分離得到了一種酶Q，為了探究該酶的最適溫度，進行了相關實驗，實驗結果如圖甲所示；圖乙為酶Q在60 ℃下催化一定量的底物時，生成物的量隨時間變化的曲線。下列分析不正確的是(　　)
A．由圖甲可知，該種微生物適合在較高溫度的環境中生存
B．增加圖甲各溫度的實驗組數，可使得到的最適溫度范圍更精準
C．圖乙實驗中若升高溫度，酶Q的活性不一定升高
D．圖乙中，在t2時增加底物的量，酶Q的活性不變
考點2　(探究·實踐)探究酶的專一性和影響酶活性的條件
一、酶促反應和酶活性
1．酶促反應：酶所催化的化學反應一般是在____________的條件下進行的。
2．酶活性
(1)定義：酶催化特定____________的能力。
(2)表示方法：可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的____________表示。
二、探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用
1．實驗原理
(1)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____________。
(2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶，再用____________鑒定溶液中有無還原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學反應。
2．實驗步驟
試管編號 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － ________ mL
注入新鮮的淀粉酶溶液 2 mL ________ mL
60 ℃水浴保溫5 min
新配制的___________試劑 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
實驗現象 有磚紅色沉淀 沒有磚紅色沉淀
3．實驗結論及分析
(1)實驗結果：1號試管有磚紅色沉淀生成，說明_____________________________，2號試管不出現磚紅色沉淀，說明____________________。結論：______________
____________________________________________________________________。
(2)該實驗的自變量是____________；因變量是________________________。本實驗設計思路是____________________________________。
三、探究溫度對酶活性的影響
1．實驗原理
(1)反應原理
(2)鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，根據____________及____________來判斷酶的活性。
2．實驗步驟與現象
試管 編號 試管1 試管1′ 試管2 試管2′ 試管3 試管3′
實驗步驟 一 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液
二 放入0 ℃冰水中約5 min 放入60 ℃熱水中約5 min 放入100 ℃熱水中約5 min
三 將試管1與1′內的液體混合后繼續在0 ℃冰水內放置10 min 將試管2與2′內的液體混合后繼續在60 ℃熱水內放置10 min 將試管3與3′內的液體混合后繼續在100 ℃熱水內放置10 min
四 取出試管各加入兩滴碘液，振蕩
實驗 現象 ________ __________ ________
3．實驗結論：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
四、探究pH對酶活性的影響
1．實驗原理
(1)反應原理：2H2O22H2O＋O2。
(2)鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響單位時間內O2的生成量，可用____________________________來檢驗O2產生量的多少。
2．實驗步驟與現象
試管 編號 試管1 試管2 試管3
實驗步驟 一 2滴過氧化氫酶溶液
二 1 mL蒸餾水 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的鹽酸溶液 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL體積分數為3%的過氧化氫溶液
實驗 現象 _______ _______ ______________________________________ ________________________________________________
3．實驗結論：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
酶相關實驗探究的“宜”和“不宜”
1．(鏈接人教版必修1 P81探究·實踐)某小組進行下列探究活動，實驗方案如下表所示。
組別 甲 乙 丙 丁
1%淀粉溶液3 mL ＋ － ＋ －
2%蔗糖溶液3 mL － ＋ － ＋
唾液淀粉酶溶液1 mL － － ＋ ＋
蒸餾水1 mL ＋ ＋ － －
37 ℃水浴10 min，分別加入檢測試劑2 mL，搖勻，熱水浴2 min，觀 察并記錄顏色變化
注：①“＋”表示加入，“－”表示不加入；②檢測試劑為斐林試劑。
下列關于該實驗的分析，正確的是(　　)
A．37 ℃水浴10 min，目的是讓酶促反應充分進行
B．甲、乙兩組是對照組，可證明酶的催化具有高效性
C．本實驗無須調節pH，因為pH不是本實驗的無關變量
D．本實驗可選用碘液作為檢測試劑，則無須熱水浴2 min這一操作
2．(鏈接人教版必修1 P82探究·實踐)實驗材料的選擇與實驗目的相匹配是實驗成功的關鍵。下列關于酶實驗的選材與實驗目的不相匹配的是(　　)
A．利用淀粉酶、蔗糖酶、淀粉和斐林試劑驗證酶的專一性
B．利用熒光素酶、熒光素、ATP、重金屬離子探究重金屬對酶活性的影響
C．利用過氧化氫、新鮮豬肝研磨液和氯化鐵溶液驗證酶的高效性
D．利用淀粉酶、淀粉、不同pH的緩沖液探究pH對酶活性的影響
考點3　細胞的能量“貨幣”ATP
一、ATP的結構和功能
1．元素組成：________________________。ATP是腺苷三磷酸的英文名稱縮寫。
2．化學組成：1分子____________、1分子__________、3分子磷酸基團。其結構簡式為____________。
3．結構
4．結構特點：ATP是一種________________，含有2個特殊的化學鍵；ATP的化學性質__________，末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢，也就是具有較高的____________。
5．含量特點：在細胞中含量少，ATP與ADP之間的轉化快。
6．功能：驅動細胞生命活動的________________。
7．利用：物質合成、肌肉收縮、主動運輸、電鰩發電、大腦思考等。
1．(人教版必修1 P86相關信息)寫出圖中的“A”的含義。
①________；②__________；③____________________；④____________________。
2．(人教版必修1 P89拓展應用T3)在植物、動物、細菌和真菌的細胞內，都是以ATP作為能量“貨幣”的，由此說明_____________________________________
_____________________________________________________________________。
二、ATP和ADP的相互轉化過程比較
無論是飽食還是饑餓，只要機體處于存活狀態，ATP與ADP含量都保持動態平衡。
3．(人教版必修1 P87圖5 4)ATP與ADP的相互轉化是不是一個可逆反應？__________，原因是___________________________________________________
_____________________________________________________________________。
三、ATP供能的原理
1．ATP為主動運輸供能示意圖
2．ATP水解釋放的____________使蛋白質等分子磷酸化，這些分子被磷酸化后，____________發生變化，__________也被改變，因而可以參與特定的化學反應。
四、ATP是細胞內流通的能量“貨幣”
1．化學反應中的能量變化與ATP的關系
(1)吸能反應：一般與ATP的____________相聯系，如蛋白質的合成等。
(2)放能反應：一般與ATP的____________相聯系，如葡萄糖的氧化分解。
2．能量通過____________在吸能反應和放能反應之間流通。
[深化拓展]
ATP產生量與O2供給量的關系分析
1．AMP可為人體細胞RNA的合成提供原料。 (　　)
2．人在劇烈運動時，骨骼肌細胞合成的ATP遠多于水解的ATP。 (　　)
3．淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。 (　　)
4．細胞內的放能反應就是指ATP水解釋放能量。 (　　)
5．無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源。 (　　)
6．線粒體內膜、內質網膜和葉綠體中進行光反應的膜結構中都能合成ATP。
(　　)
蛋白質磷酸化和去磷酸化是調節和控制蛋白質活力和功能的最重要的機制。某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，調控蛋白質的活性和功能，如圖所示。
(1)某種信號到達和信號減弱時發揮作用的酶分別是　　　　　　　　　　　　，體現了酶的　　　　　(填特性)。
(2)蛋白激酶催化的反應屬于　　　　(填“吸能”或“放能”)反應。
(3)蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失，會造成的結果是　　　　　　　　　　
ATP的結構及其合成和利用
1．(鏈接人教版必修1 P86相關信息)ATP可為代謝提供能量，也參與RNA的合成，ATP結構如圖所示，圖中～表示特殊的化學鍵，下列敘述錯誤的是(　　)
A．ATP轉化為ADP可為離子的主動運輸提供能量
B．用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA
C．β和γ位磷酸基團之間的特殊的化學鍵不能在細胞核中斷裂
D．光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊的化學鍵中
2．(鏈接人教版必修1 P87圖5 4)如圖是ATP與ADP的循環圖解，其中①②表示過程。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．綠色植物在黑暗條件下，①過程也能發生
B．細胞中的吸能反應一般與②過程相聯系
C．與平靜狀態時相比，劇烈運動時①過程減慢，②過程加快
D．在動物體內，①過程所需的能量均來自細胞進行呼吸作用釋放的能量
細胞內ATP產生與消耗的生理過程及場所
ATP結構和功能的拓展
3．(鏈接人教版必修1 P86相關信息)ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。細胞內有多種高能磷酸化合物，如NTP和dNTP，每個NTP分子失去兩個磷酸基團后的產物是核糖核苷酸，而每個dNTP分子失去兩個磷酸基團后的產物是脫氧核糖核苷酸。下圖1為ATP的結構式、下圖2為NTP和dNTP的結構式。下列敘述正確的是(　　)
A．①和②再加一個磷酸基團形成的整體，是構成DNA的基本單位
B．④中含有兩個特殊的化學鍵，兩個特殊的化學鍵都斷裂會生成ADP和Pi
C．若圖2中2′連接的X表示H，則該結構代表物質NTP
D．dATP的末端磷酸基團轉移，可為某些吸能反應供能
4．(鏈接人教版必修1 P86正文、P88正文)睡眠是動物界普遍存在的現象，腺苷是一種重要的促眠物質。如圖1為腺苷合成及轉運示意圖，圖2是記錄正常睡眠—覺醒周期中基底前腦(BF)胞外腺苷水平變化的一種腺苷傳感器。下列說法正確的是(　　)
A．AMP是合成DNA的基本單位
B．儲存在囊泡中的ATP通過主動運輸轉運至胞外
C．ATP可被膜上的水解酶水解，脫去2個磷酸基團產生腺苷
D．腺苷與其受體結合可改變受體空間結構，使綠色熒光蛋白構象改變進而發出熒光
1．(2024·河北卷)下列關于酶的敘述，正確的是(　　)
A．作為生物催化劑，酶作用的反應物都是有機物
B．胃蛋白酶應在酸性、37 ℃條件下保存
C．醋酸桿菌中與發酵產酸相關的酶，分布于其線粒體內膜上
D．從成年牛、羊等草食類動物的腸道內容物中可獲得纖維素酶
2．(2024·廣東卷)現有一種天然多糖降解酶，其肽鏈由4段序列以Ce5 Ay3 Bi CB方式連接而成。研究者將各段序列以不同方式構建新肽鏈，并評價其催化活性，部分結果見表。關于各段序列的生物學功能，下列分析錯誤的是(　　)
肽鏈 纖維素類底物 褐藻酸類底物
W1 W2 S1 S2
Ce5 Ay3 Bi CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ － －
Ay3 Bi CB － － ＋＋ ＋＋＋
Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋
Bi － － － －
CB － － － －
注：“－”表示無活性，“＋”表示有活性，“＋”越多表示活性越強。
A．Ay3與Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影響
B．Bi無催化活性，但可判斷與Ay3的催化專一性有關
C．該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關
D．無法判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關
3．(2023·天津卷)衣原體是一類原核寄生生物，缺乏細胞呼吸相關酶，不能產生自身生命活動所需能量，因此需從寄主吸收(　　)
A．葡萄糖　　　　　 B．糖原
C．淀粉 D．ATP
[夯實必備知識]自主診斷
考點1
一、1．(1)對照　促進過氧化氫　復燃不明顯　過氧化氫酶　復燃明顯　(2)實驗對象　溫度和催化劑　H2O2分解速率　氣泡產生的多少　實驗結果　(3)加熱　催化作用　高效性　
2．(1)容易發生化學反應　(2)降低化學反應　(3)溫和　(4)乙　甲　酶降低的活化能　向上　提供能量　
3．提示：①—f　②—a　③—c　④—d、e　⑤—b　
4．蛋白質　RNA　核糖核苷酸　核糖體　活細胞　催化
二、1．(1)無機催化劑　更顯著　(2)快速　(3)ab　a　c　
2．(1)一種或一類　(2)有條不紊地(3)酶　不能被A催化的物質　3．(1)溫和　最適溫度和pH　(2)高溫、過酸、過堿　0 ℃
[落實實驗基礎]自主診斷
考點2
一、1．比較溫和　2．(1)化學反應　(2)速率
二、1．(1)還原糖　(2)斐林試劑　2.2　2　斐林
3．(1)產生了還原糖，淀粉被水解　蔗糖沒有被水解　淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有專一性　(2)底物的種類　底物是否被淀粉酶水解　探究同一種酶是否能催化不同底物水解
三、1．(2)是否出現藍色　藍色的深淺　2．變藍　不變藍　變藍　3．高溫、低溫都影響酶的活性
四、1．(2)點燃的衛生香燃燒情況　
2．衛生香燃燒猛烈　衛生香燃燒不猛烈　衛生香燃燒不猛烈
3．過酸、過堿都影響酶的活性
[夯實必備知識]自主診斷
考點3
一、1．C、H、O、N、P　2．腺嘌呤　核糖　A—P～P～P　3．特殊的化學鍵　磷酸基團　腺苷　4．高能磷酸化合物　不穩定　轉移勢能　6．直接能源物質
二、細胞質基質、線粒體、葉綠體　細胞質基質、線粒體　光能　暗反應
三、1．酶活性　末端磷酸基團　能量的轉移　空間結構　2．磷酸基團　空間結構　活性
四、1．(1)水解　(2)合成　2．ATP分子
第8講　酶和ATP
考點1
教材隱性知識
1．提示：不能。因為沒有了適宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再發揮作用
2．提示：細胞壁　抗生素
澄清概念
1．×提示：酶的作用機理是降低化學反應的活化能。
2．×提示：酶是催化劑，其在催化反應完成后不會被分解。
3．√
4．×提示：胃蛋白酶可以分解蛋白質，蛋白質的水解不消耗ATP，不會伴隨著ADP的生成。
5．×提示：低溫使酶的活性受到抑制，高溫因酶的空間結構被破壞而失活；在最適溫度的兩側可能存在兩個溫度對應的酶的活性相同。
6．×提示：酶制劑應在低溫和最適pH條件下保存。
達成學科素養
1．提示：(1)不相同。A酶的酶活性不受蛋白酶影響，其化學本質不是蛋白質而是RNA；B酶能被蛋白酶破壞，活性降低，化學本質為蛋白質
(2)B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
2．提示：(1)非競爭性抑制劑(模型B)　競爭性抑制劑(模型A)
(2)①在酶G量一定且底物濃度合適的反應體系中加入某氨基酸， 同時不斷提高底物濃度，測定酶促反應速率變化　②若酶促反應速率在一定范圍內隨底物濃度升高而加快，則說明該氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型A；若酶促反應速率不發生變化，則說明該氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型B
評價遷移應用
1．A　[8 000多種酶分別催化不同的化學反應，體現酶具有專一性，A錯誤；脲酶催化效率是無機催化劑的107～1013倍，體現酶具有高效性，B正確；脲酶只能催化尿素分解而不能催化其他反應，這體現了酶的專一性，C正確；與無機催化劑相比，酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的，脲酶最適pH為8.0，體現酶的作用條件較溫和，D正確。]
2．D　[據圖可知，該酶的堿基中含有T，故該酶應是DNA酶，水解后產生4種脫氧核苷酸，A錯誤；酶的作用機理是降低化學反應的活化能，但該酶的作用位點是C與G、G與U所在核苷酸間的磷酸二酯鍵，B錯誤；酶的高效性是與無機催化劑相比，圖示過程沒有無機催化劑，故不能體現酶的高效性，C錯誤；結合臂的堿基序列決定了酶與底物的特異性結合，故若改變結合臂的堿基序列，則該類酶可結合不同的底物，D正確。]
3．B　[如果水果提取物的相對有效性(與蒸餾水相比)為1時，表明其嫩化效果與水一樣，A正確；嫩化作用需要蛋白酶將肉中的蛋白質水解成小分子的多肽或氨基酸，炒肉過程中添加嫩肉粉，高溫可能會破壞蛋白酶的結構使蛋白酶失活，從而不能起到水解肉中蛋白質的作用，B錯誤；蛋白酶可水解肉中的蛋白質，使蛋白質分解為多肽或氨基酸，有利于人體吸收，使肉制品口感鮮嫩，C正確；由圖可知，當pH為8時菠蘿提取物的相對有效性最高，此時菠蘿提取物的嫩化效果最好，D正確。]
4．B　[由圖甲可知，溫度較高時，底物的剩余量減少，故酶活性較高，說明該種微生物適合在較高溫度的環境中生存，A正確；圖甲各溫度的實驗組數，隨溫度升高，酶的活性一直在增強，沒有出現下降的趨勢，故不能得到酶活性的最適溫度范圍，需要再增加溫度范圍，減小溫度梯度，才可使得到的最適溫度范圍更精準，B錯誤；由于不能確定該酶的最適溫度，故圖乙實驗中若升高溫度，酶Q的活性不一定升高，C正確；酶活性受溫度和pH的影響，與底物的量無關，故圖乙中，在t2時增加底物的量，酶Q的活性不變，D正確。]
考點2
評價遷移應用
1．A　[底物和酶混合后，37 ℃水浴10 min，目的是讓酶促反應充分進行，A正確；甲、乙兩組是對照組，可證明酶的催化具有專一性，B錯誤；pH是本實驗的無關變量，實驗時無關變量要相同且適宜，本實驗需調節pH，使其處于最適狀態，C錯誤；淀粉遇碘變藍，而無論蔗糖是否水解，均不能與碘液發生顏色變化，因此本實驗不能選用碘液作為檢測試劑，D錯誤。]
2．D　[用同一種酶催化不同底物，或者用不同種類的酶催化同種底物，都能驗證酶的專一性，A不符合題意；利用熒光素酶、熒光素、ATP、重金屬離子探究重金屬對酶活性的影響，自變量是重金屬離子的有無(濃度)，B不符合題意；利用過氧化氫、新鮮豬肝研磨液(過氧化氫酶)和氯化鐵溶液(無機催化劑)驗證酶的高效性，C不符合題意；酸也能催化淀粉水解，探究pH對酶活性的影響不適宜用淀粉當底物，D符合題意。]
考點3
教材隱性知識
1．提示：腺苷　腺嘌呤　腺嘌呤脫氧核苷酸　腺嘌呤核糖核苷酸
2．提示：生物界具有統一性，也說明種類繁多的生物有著共同的起源
3．提示：不是　雖然從物質方面來看是可逆的，但從酶、進行的場所、能量的來源等方面來看是不可逆的
澄清概念
1．√
2．×提示：ATP的合成和水解處于動態平衡之中，無論安靜狀態，還是劇烈運動中ATP的合成和水解的量基本相等。
3．×提示：淀粉水解成葡萄糖時不合成ATP。
4．×提示：放能反應是指能源物質氧化分解釋放能量的反應。
5．×提示：無氧呼吸也能產生ATP。
6．×提示：內質網膜上不能產生ATP。
達成學科素養
提示：(1)蛋白激酶、蛋白磷酸酶　專一性　(2)吸能　(3)影響細胞信號傳遞，影響蛋白質功能發揮
評價遷移應用
1．C　[ATP為直接能源物質，γ位磷酸基團脫離ATP形成ADP的過程釋放能量，可為離子的主動運輸提供能量，A正確；ATP分子水解兩個特殊的化學鍵后，得到RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA，B正確；ATP可在細胞核中發揮作用，如為rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基團之間的特殊的化學鍵能在細胞核中斷裂，C錯誤；光合作用光反應可將光能轉化為活躍的化學能儲存于ATP的特殊的化學鍵中，故光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊的化學鍵中，D正確。]
2．C　[植物在黑暗條件下，能進行細胞呼吸，釋放能量，合成ATP，①過程也能發生，A正確；細胞中需要能量的生命活動絕大多數是由ATP直接提供的，故細胞中的吸能反應一般與②過程相聯系，B正確；與處于平靜狀態時相比，劇烈運動時需要能量較多，所以①②過程都會加快，C錯誤；在動物細胞內，①過程發生的場所是細胞質基質和線粒體，所需的能量均來自細胞進行呼吸作用釋放的能量，D正確。]
3．D　[圖1中②代表的是核糖，則①和②再加一個磷酸基團形成的整體，是構成RNA的基本單位，A錯誤；④中含有兩個特殊的化學鍵，斷裂③會生成ADP和Pi，兩個特殊的化學鍵都斷裂會形成AMP和兩個Pi，B錯誤；若圖2中2′連接的X表示H，則為脫氧核糖，該結構代表物質dNTP，C錯誤；dATP的末端磷酸基團轉移，可釋放能量，可以為某些吸能反應供能，D正確。]
4．D　[分析題意，AMP是由ATP脫去兩個磷酸基團后形成的，AMP是合成RNA的基本單位，A錯誤；分析圖1可知，儲存在囊泡中的ATP是通過胞吐方式轉運至胞外的，B錯誤；ATP轉運至胞外后，可被酶分解，脫去3個磷酸基團產生腺苷，C錯誤；分析圖2可知，腺苷傳感器的工作原理是腺苷與受體結合改變受體的空間結構，進而使綠色熒光蛋白構象改變并發出熒光，D正確。]
體驗真題
1．D　[一般來說，酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，但其作用的反應物不一定是有機物，如過氧化氫酶作用的反應物過氧化氫就是無機物，A錯誤；胃蛋白酶應在酸性、低溫條件下保存，B錯誤；醋酸桿菌是細菌，屬于原核生物，不具有線粒體這一結構，C錯誤；成年牛、羊等草食類動物腸道中有可以分解纖維素的微生物，所以從其腸道內容物中可獲得纖維素酶，D正確。]
2．B　[由表可知，Ce5具有催化纖維素類底物降解的活性，Ay3具有催化褐藻酸類底物降解的活性，Ay3與Ce5催化功能不同，Ay3 Bi CB與Ce5 Ay3 Bi CB相比，當缺少Ce5后，就無催化纖維素類底物降解的活性，當Ay3與Ce5同時存在時催化纖維素類底物降解的活性增強，所以Ay3與Ce5 可能存在相互影響，A正確；由表可知，不論是否與Bi結合，Ay3均可以催化S1與S2降解，說明Bi與Ay3的催化專一性無關，B錯誤；由表可知，Ay3 Bi CB與Ce5 Ay3 Bi CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸類底物降解的活性不變，說明該酶對褐藻酸類底物降解的催化活性與Ce5無關，C正確；需要檢測Ce5 Ay3 Bi肽鏈的活性，才能判斷該酶對纖維素類底物降解的催化活性是否與CB相關，D正確。]
3．D　[細胞生命活動所需的能量主要是由細胞呼吸提供的，衣原體缺乏細胞呼吸所需的酶，不能進行細胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物質，因此衣原體需要從宿主細胞體內攝取的物質是ATP，D正確，A、B、C錯誤。]
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第8講　酶和ATP
必修1　分子與細胞
第二單元　細胞代謝
1．說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響。　
2．活動：探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素。　3．解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。
一、酶的作用和本質
1．酶的催化作用的實驗驗證：比較過氧化氫在不同條件下的分解。
(1)方法步驟
考點1　酶的作用、本質和特性
對照
促進過氧化
氫
復燃不明顯
過氧
化氫酶
復燃明顯
(2)實驗過程的變量及對照分析
實驗對象
溫度和催化劑
H2O2分解速率
氣泡產生的多少
實驗結果
(3)實驗結論
加熱
催化作用
高效性
2．酶的催化作用機理
(1)活化能：分子從常態轉變為________________的活躍狀態所需要的能量。
(2)酶催化作用的原理：____________的活化能。
(3)意義：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，使細胞代謝能在____條件下快速有序地進行。
容易發生化學反應
降低化學反應
溫和
(4)酶作用原理曲線分析
①無酶催化的反應曲線是__，有酶催化的反應曲線是__。
②ca段的含義是在無催化劑的條件下，
反應所需要的活化能；ba段的含義
是______________。
③該反應中，若將酶催化改為無機催
化劑催化，則b點在縱軸上將____移動。
用加熱的方法不能降低反應所需活化能，
但會________。
甲
乙
酶降低的活化能
向上
提供能量
3．酶本質的探究歷程(連線)
4．酶的作用和本質
RNA
核糖氨基酸
核糖體
活細胞
催化
蛋白質
二、酶的特性
1．酶具有高效性
(1)原因：與__________相比，酶降低活化能的作用______，催化效率更高。
(2)意義：使細胞代謝____進行。
無機催化劑
更顯著
快速
(3)數學模型：
①曲線_與_對比說明酶具有高效性。
②曲線_與_對比說明酶具有催化作用。
b
a
c
a
2．酶具有專一性
(1)定義：每一種酶只能催化__________化學反應。
(2)意義：使細胞代謝__________進行。
(3)物理模型：
說明：圖中A表示__，B表示被A催化的底物(或反應物)，E、F表示B被分解后產生的物質，C、D表示_________________。
一種或一類
有條不紊地
酶
不能被A催化的物質
3．酶的作用條件較溫和
(1)酶所催化的化學反應一般是在比較____的條件下進行的。在______________條件下，酶的活性最高。
(2)__________________等條件會使酶的空間結構遭到破壞而永久失活。在_____左右時，酶的活性很低，但酶的空間結構穩定，溫度適宜時，酶的活性會升高。因此，酶制劑適宜在低溫下保存。
溫和
最適溫度和pH
高溫、過酸、過堿
0 ℃
1．(人教版必修1 P82探究·實踐)已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH為7.6，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后還能發揮作用嗎？為什么？
______________________________________________________________________________________________________________________。
提示：不能。因為沒有了適宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再發揮作用
2．(人教版必修1 P85科學·技術·社會)溶菌酶能夠溶解細菌的__________，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與__________混合使用，能增強該物質的療效。
提示：細胞壁　抗生素
底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線
[深化拓展]
(1)圖甲：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率先隨底物濃度增加而加快，當底物達到一定濃度后，受酶數量的限制，酶促反應速率不再增加。
(2)圖乙：在底物足量、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度呈正比。
(3)圖丙：在其他條件適宜的情況下，酶量增加，酶促反應的底物飽和時對應的曲線上的a點應向右上方移(對應b點位置)。
(4)溫度、pH是通過影響酶的空間結構，改變酶的活性，進而影響酶促反應速率的；而底物濃度和酶濃度是通過影響底物分子與酶分子接觸的概率，進而影響酶促反應速率的。
1．酶能提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行。 (　　)
提示：酶的作用機理是降低化學反應的活化能。
2．酶在催化反應完成后立即被分解。 (　　)
提示：酶是催化劑，其在催化反應完成后不會被分解。
3．酶在細胞內、內環境和體外都能發揮催化作用。 (　　)
×
√
×
4．胃蛋白酶發揮作用時伴隨著ADP的生成。 (　　)
提示：胃蛋白酶可以分解蛋白質，蛋白質的水解不消耗ATP，不會伴隨著ADP的生成。
5．酶的活性受溫度的影響，溫度過高或過低都會使酶失活，溫度不同，酶的活性也不同。 (　　)
提示：低溫使酶的活性受到抑制，高溫因酶的空間結構被破壞而失活；在最適溫度的兩側可能存在兩個溫度對應的酶的活性相同。
6．酶制劑適宜在最適溫度和最適pH條件下保存。 (　　)
×
提示：酶制劑應在低溫和最適pH條件下保存。
×
×
1．如圖表示A、B兩種酶用同一種蛋白酶處理后酶活性與處理時間的關系，據圖分析：
(1)A、B兩種酶的化學本質是否相同？理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)B酶活性改變的原因__________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示：(1)不相同。A酶的酶活性不受蛋白酶影響，其化學本質不是蛋白質而是RNA；B酶能被蛋白酶破壞，活性降低，化學本質為蛋白質
(2)B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
2．酶抑制劑有兩類，其中競爭性抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而降低酶對底物的催化效應，如模型A所示；非競爭性抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合，能改變酶的構型，使酶不能與底物結合，從而使酶失去催化活性，如模型B所示。
(1)結合圖示信息判斷：高溫、過酸、過堿對酶活性的影響與__________________的作用相同，通過增加底物濃度的方法可以降低或解除____________________對酶的抑制作用。
(2)研究發現某氨基酸能降低酶G的活性。請設計實驗探究該氨基酸降低酶G活性的作用方式屬于模型A還是模型B。
①實驗思路：_______________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
②預期實驗結果及結論：________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
提示：(1)非競爭性抑制劑(模型B)　競爭性抑制劑(模型A)
(2)①在酶G量一定且底物濃度合適的反應體系中加入某氨基酸，同時不斷提高底物濃度，測定酶促反應速率變化　②若酶促反應速率在一定范圍內隨底物濃度升高而加快，則說明該氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型A；若酶促反應速率不發生變化，則說明該氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型B
考向1　酶的作用、本質和特性
1．(鏈接人教版必修1 P81－84正文、圖示)下列有關酶的現象及其特性的對應關系，錯誤的是(　　)
A．8 000多種酶分別催化不同的化學反應，體現酶具有多樣性
B．脲酶催化效率是無機催化劑的107～1013倍，體現酶具有高效性
C．脲酶除了催化尿素分解，對其他反應不起作用，體現酶的專一性
D．脲酶最適pH為8.0，體現酶的作用條件較溫和
√
A　[8 000多種酶分別催化不同的化學反應，體現酶具有專一性，A錯誤；脲酶催化效率是無機催化劑的107～1013倍，體現酶具有高效性，B正確；脲酶只能催化尿素分解而不能催化其他反應，這體現了酶的專一性，C正確；與無機催化劑相比，酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的，脲酶最適pH為8.0，體現酶的作用條件較溫和，D正確。]
2．(鏈接人教版必修1 P79－80思考·討論)10-23酶可以和靶標RNA結合并對其進行切割，10-23酶包含一個由15個核苷酸構成的催化結構域，該結構域的兩側為底物結合臂(如圖所示)。下列說法正確的是(　　)
A．該酶被水解后可生成4種
核糖核苷酸
B．該酶降低了RNA中氫鍵斷裂
所需的活化能
C．圖示模型體現了酶催化的高效性
D．若改變結合臂的堿基序列，則該類酶可結合不同的底物
√
D　[據圖可知，該酶的堿基中含有T，故該酶應是DNA酶，水解后產生4種脫氧核苷酸，A錯誤；酶的作用機理是降低化學反應的活化能，但該酶的作用位點是C與G、G與U所在核苷酸間的磷酸二酯鍵，B錯誤；酶的高效性是與無機催化劑相比，圖示過程沒有無機催化劑，故不能體現酶的高效性，C錯誤；結合臂的堿基序列決定了酶與底物的特異性結合，故若改變結合臂的堿基序列，則該類酶可結合不同的底物，D正確。]
考向2　影響酶活性的因素
3．(鏈接人教版必修1 P84圖5-3)已知某些水果中含有蛋白酶，水果提取物可作為嫩肉粉的主要成分，下圖為水果提取物的嫩化效果(與蒸餾水相比)與pH的關系圖。下列說法錯誤的是(　　)
A．水果提取物的相對有效性為1時
表明其嫩化效果與水一樣
B．炒肉過程中添加適量嫩肉粉效果最佳
C．蛋白酶可水解肉中的蛋白質，使肉制
品口感鮮嫩
D．由圖可知，pH為8時菠蘿提取物的嫩化效果最好
√
B　[如果水果提取物的相對有效性(與蒸餾水相比)為1時，表明其嫩化效果與水一樣，A正確；嫩化作用需要蛋白酶將肉中的蛋白質水解成小分子的多肽或氨基酸，炒肉過程中添加嫩肉粉，高溫可能會破壞蛋白酶的結構使蛋白酶失活，從而不能起到水解肉中蛋白質的作用，B錯誤；蛋白酶可水解肉中的蛋白質，使蛋白質分解為多肽或氨基酸，有利于人體吸收，使肉制品口感鮮嫩，C正確；由圖可知，當pH為8時菠蘿提取物的相對有效性最高，此時菠蘿提取物的嫩化效果最好，D正確。]
4．(鏈接人教版必修1 P82－83探究·實踐)科研人員從某種微生物細胞中分離得到了一種酶Q，為了探究該酶的最適溫度，進行了相關實驗，實驗結果如圖甲所示；圖乙為酶Q在60 ℃下催化一定量的底物時，生成物的量隨時間變化的曲線。下列分析不正確的是(　　)
A．由圖甲可知，該種微生物適合在較高溫度的環境中生存
B．增加圖甲各溫度的實驗組數，可使得到的最適溫度范圍更精準
C．圖乙實驗中若升高溫度，酶Q的活性不一定升高
D．圖乙中，在t2時增加底物的量，酶Q的活性不變
√
B　[由圖甲可知，溫度較高時，底物的剩余量減少，故酶活性較高，說明該種微生物適合在較高溫度的環境中生存，A正確；圖甲各溫度的實驗組數，隨溫度升高，酶的活性一直在增強，沒有出現下降的趨勢，故不能得到酶活性的最適溫度范圍，需要再增加溫度范圍，減小溫度梯度，才可使得到的最適溫度范圍更精準，B錯誤；由于不能確定該酶的最適溫度，故圖乙實驗中若升高溫度，酶Q的活性不一定升高，C正確；酶活性受溫度和pH的影響，與底物的量無關，故圖乙中，在t2時增加底物的量，酶Q的活性不變，D正確。]
一、酶促反應和酶活性
1．酶促反應：酶所催化的化學反應一般是在________的條件下進行的。
2．酶活性
(1)定義：酶催化特定________的能力。
(2)表示方法：可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的____表示。
考點2　(探究·實踐)探究酶的專一性和影響酶活性的條件
比較溫和
化學反應
速率
二、探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用
1．實驗原理
(1)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______。
(2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶，再用________鑒定溶液中有無還原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學反應。
還原糖
斐林試劑
2．實驗步驟
試管編號 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － _ mL
注入新鮮的淀粉酶溶液 2 mL _ mL
60 ℃水浴保溫5 min
新配制的____試劑 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
實驗現象 有磚紅色沉淀 沒有磚紅色沉淀
2
2
斐林
3．實驗結論及分析
(1)實驗結果：1號試管有磚紅色沉淀生成，說明_________________________，2號試管不出現磚紅色沉淀，說明______________。結論：______________________________________________________________。
(2)該實驗的自變量是__________；因變量是____________________。本實驗設計思路是__________________________________。
產生了還原糖，淀
粉被水解
蔗糖沒有被水解
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有
專一性
底物的種類
底物是否被淀粉酶水解
探究同一種酶是否能催化不同底物水解
三、探究溫度對酶活性的影響
1．實驗原理
(1)反應原理
(2)鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，根據____________及__________來判斷酶的活性。
是否出現藍色
藍色的深淺
2．實驗步驟與現象
試管編號 試管1 試管1′ 試管2 試管2′ 試管3 試管3′
實驗步驟 一 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀
粉溶液
二 放入0 ℃冰水中約5 min 放入60 ℃熱水中約5 min 放入100 ℃熱水中約 5 min
三 將試管1與1′內的液體混合后繼續在0 ℃冰水內放置10 min 將試管2與2′內的液體混合后繼續在60 ℃熱水內放置10 min 將試管3與3′內的液體混合后繼續在100 ℃熱水內放置10 min
四 取出試管各加入兩滴碘液，振蕩
實驗 現象 ____ ______ ____
變藍
不變藍
變藍
3．實驗結論：________________________。
四、探究pH對酶活性的影響
1．實驗原理
(1)反應原理：2H2O22H2O＋O2。
(2)鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響單位時間內O2的生成量，可用____________________來檢驗O2產生量的多少。
高溫、低溫都影響酶的活性
點燃的衛生香燃燒情況
2．實驗步驟與現象
試管編號 試管1 試管2 試管3
實驗 步驟 一 2滴過氧化氫酶溶液
二 1 mL 蒸餾水 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的鹽酸溶液 1 mL物質的量濃度為0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL體積分數為3%的過氧化氫溶液
實驗現象 ________ ______ ________________ ________________
3．實驗結論：________________________。
衛生香燃
燒猛烈
衛生香燃燒不猛烈
衛生香燃燒不猛烈
過酸、過堿都影響酶的活性
酶相關實驗探究的“宜”和“不宜”
1．(鏈接人教版必修1 P81探究·實踐)某小組進行下列探究活動，實驗方案如下表所示。
組別 甲 乙 丙 丁
1%淀粉溶液3 mL ＋ － ＋ －
2%蔗糖溶液3 mL － ＋ － ＋
唾液淀粉酶溶液1 mL － － ＋ ＋
蒸餾水1 mL ＋ ＋ － －
37 ℃水浴10 min，分別加入檢測試劑2 mL，搖勻，熱水浴2 min，觀察并記錄顏色變化
注：①“＋”表示加入，“－”表示不加入；②檢測試劑為斐林試劑。
下列關于該實驗的分析，正確的是(　　)
A．37 ℃水浴10 min，目的是讓酶促反應充分進行
B．甲、乙兩組是對照組，可證明酶的催化具有高效性
C．本實驗無須調節pH，因為pH不是本實驗的無關變量
D．本實驗可選用碘液作為檢測試劑，則無須熱水浴2 min這一操作
√
A　[底物和酶混合后，37 ℃水浴10 min，目的是讓酶促反應充分進行，A正確；甲、乙兩組是對照組，可證明酶的催化具有專一性，B錯誤；pH是本實驗的無關變量，實驗時無關變量要相同且適宜，本實驗需調節pH，使其處于最適狀態，C錯誤；淀粉遇碘變藍，而無論蔗糖是否水解，均不能與碘液發生顏色變化，因此本實驗不能選用碘液作為檢測試劑，D錯誤。]
2．(鏈接人教版必修1 P82探究·實踐)實驗材料的選擇與實驗目的相匹配是實驗成功的關鍵。下列關于酶實驗的選材與實驗目的不相匹配的是(　　)
A．利用淀粉酶、蔗糖酶、淀粉和斐林試劑驗證酶的專一性
B．利用熒光素酶、熒光素、ATP、重金屬離子探究重金屬對酶活性的影響
C．利用過氧化氫、新鮮豬肝研磨液和氯化鐵溶液驗證酶的高效性
D．利用淀粉酶、淀粉、不同pH的緩沖液探究pH對酶活性的影響
√
D　[用同一種酶催化不同底物，或者用不同種類的酶催化同種底物，都能驗證酶的專一性，A不符合題意；利用熒光素酶、熒光素、ATP、重金屬離子探究重金屬對酶活性的影響，自變量是重金屬離子的有無(濃度)，B不符合題意；利用過氧化氫、新鮮豬肝研磨液(過氧化氫酶)和氯化鐵溶液(無機催化劑)驗證酶的高效性，C不符合題意；酸也能催化淀粉水解，探究pH對酶活性的影響不適宜用淀粉當底物，D符合題意。]
一、ATP的結構和功能
1．元素組成：________________。ATP是腺苷三磷酸的英文名稱縮寫。
2．化學組成：1分子______、1分子____、3分子磷酸基團。其結構簡式為___________。
考點3　細胞的能量“貨幣”ATP
C、H、O、N、P
腺嘌呤
核糖
A—P～P～P
3．結構
腺苷
特殊的化學鍵
磷酸基團
4．結構特點：ATP是一種_______________，含有2個特殊的化學鍵；ATP的化學性質______，末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢，也就是具有較高的________。
5．含量特點：在細胞中含量少，ATP與ADP之間的轉化快。
6．功能：驅動細胞生命活動的____________。
7．利用：物質合成、肌肉收縮、主動運輸、電鰩發電、大腦思考等。
高能磷酸化合物
不穩定
轉移勢能
直接能源物質
1．(人教版必修1 P86相關信息)寫出圖中的“A”的含義。
提示：腺苷　腺嘌呤　腺嘌呤脫氧核苷酸　腺嘌呤核糖核苷酸
①_______；②__________；③____________________；④____________________。
2．(人教版必修1 P89拓展應用T3)在植物、動物、細菌和真菌的細胞內，都是以ATP作為能量“貨幣”的，由此說明____________________________________________________________________________。
提示：生物界具有統一性，也說明種類繁多的生物有著共同的起源
二、ATP和ADP的相互轉化過程比較
細胞質基質、線粒體、
葉綠體
細胞質基質、線粒體
光能
暗物質
提醒：無論是飽食還是饑餓，只要機體處于存活狀態，ATP與ADP含量都保持動態平衡。
3．(人教版必修1 P87圖5-4)ATP與ADP的相互轉化是不是一個可逆反應？________，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：不是　雖然從物質方面來看是可逆的，但從酶、進行的場所、能量的來源等方面來看是不可逆的
三、ATP供能的原理
1．ATP為主動運輸供能示意圖
酶活性
末端磷酸基團
能量的轉移
空間結構
2．ATP水解釋放的________使蛋白質等分子磷酸化，這些分子被磷酸化后，________發生變化，____也被改變，因而可以參與特定的化學反應。
磷酸基團
空間結構
活性
四、ATP是細胞內流通的能量“貨幣”
1．化學反應中的能量變化與ATP的關系
(1)吸能反應：一般與ATP的____相聯系，如蛋白質的合成等。
(2)放能反應：一般與ATP的____相聯系，如葡萄糖的氧化分解。
2．能量通過________在吸能反應和放能反應之間流通。
水解
合成
ATP分子
ATP產生量與O2供給量的關系分析
[深化拓展]
1．AMP可為人體細胞RNA的合成提供原料。 (　　)
2．人在劇烈運動時，骨骼肌細胞合成的ATP遠多于水解的ATP。 (　　)
提示：ATP的合成和水解處于動態平衡之中，無論安靜狀態，還是劇烈運動中ATP的合成和水解的量基本相等。
3．淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。 (　　)
提示：淀粉水解成葡萄糖時不合成ATP。
×
√
×
4．細胞內的放能反應就是指ATP水解釋放能量。 (　　)
提示：放能反應是指能源物質氧化分解釋放能量的反應。
5．無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源。 (　　)
提示：無氧呼吸也能產生ATP。
×
6．線粒體內膜、內質網膜和葉綠體中進行光反應的膜結構中都能合成ATP。 (　　)
提示：內質網膜上不能產生ATP。
×
×
蛋白質磷酸化和去磷酸化是調節和控制蛋白質活力和功能的最重要的機制。某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，調控蛋白質的活性和功能，如圖所示。
(1)某種信號到達和信號減弱時發揮作用的酶分別是________________________，體現了酶的__________(填特性)。
(2)蛋白激酶催化的反應屬于________(填“吸能”或“放能”)反應。
(3)蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失，會造成的結果是____________________________________________。
提示：(1)蛋白激酶、蛋白磷酸酶　專一性　(2)吸能　(3)影響細胞信號傳遞，影響蛋白質功能發揮
考向1　ATP的結構及其合成和利用
1．(鏈接人教版必修1 P86相關信息)ATP可為代謝提供能量，也參與RNA的合成，ATP結構如圖所示，圖中～表示特殊的化學鍵，下列敘述錯誤的是(　　)
A．ATP轉化為ADP可為離子的主動運輸提供能量
B．用α位32 P標記的ATP可以合成帶有32 P的RNA
C．β和γ位磷酸基團之間的特殊的化學鍵不能在細胞核中斷裂
D．光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊的化學鍵中
√
C　[ATP為直接能源物質，γ位磷酸基團脫離ATP形成ADP的過程釋放能量，可為離子的主動運輸提供能量，A正確；ATP分子水解兩個特殊的化學鍵后，得到RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32 P標記的ATP可以合成帶有32 P的RNA，B正確；ATP可在細胞核中發揮作用，如為rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基團之間的特殊的化學鍵能在細胞核中斷裂，C錯誤；光合作用光反應可將光能轉化為活躍的化學能儲存于ATP的特殊的化學鍵中，故光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊的化學鍵中，D正確。]
2．(鏈接人教版必修1 P87圖5-4)如圖是ATP與ADP的循環圖解，其中①②表示過程。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．綠色植物在黑暗條件下，①過程也能發生
B．細胞中的吸能反應一般與②過程相聯系
C．與平靜狀態時相比，劇烈運動時①過程減慢，②過程加快
D．在動物體內，①過程所需的能量均來自細胞進行呼吸作用釋放的能量
√
C　[植物在黑暗條件下，能進行細胞呼吸，釋放能量，合成ATP，①過程也能發生，A正確；細胞中需要能量的生命活動絕大多數是由ATP直接提供的，故細胞中的吸能反應一般與②過程相聯系，B正確；與處于平靜狀態時相比，劇烈運動時需要能量較多，所以①②過程都會加快，C錯誤；在動物細胞內，①過程發生的場所是細胞質基質和線粒體，所需的能量均來自細胞進行呼吸作用釋放的能量，D正確。]
題后歸納　細胞內ATP產生與消耗的生理過程及場所
考向2　ATP結構和功能的拓展
3．(鏈接人教版必修1 P86相關信息)ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。細胞內有多種高能磷酸化合物，如NTP和dNTP，每個NTP分子失去兩個磷酸基團后的產物是核糖核苷酸，而每個dNTP分子失去兩個磷酸基團后的產物是脫氧核糖核苷酸。下圖1為ATP的結構式、下圖2為NTP和dNTP的結構式。下列敘述正確的是(　　)
A．①和②再加一個磷酸基團形成的整體，是構成DNA的基本單位
B．④中含有兩個特殊的化學鍵，兩個特殊的化學鍵都斷裂會生成ADP和Pi
C．若圖2中2′連接的X表示H，則該結構代表物質NTP
D．dATP的末端磷酸基團轉移，可為某些吸能反應供能
√
D　[圖1中②代表的是核糖，則①和②再加一個磷酸基團形成的整體，是構成RNA的基本單位，A錯誤；④中含有兩個特殊的化學鍵，斷裂③會生成ADP和Pi，兩個特殊的化學鍵都斷裂會形成AMP和兩個Pi，B錯誤；若圖2中2′連接的X表示H，則為脫氧核糖，該結構代表物質dNTP，C錯誤；dATP的末端磷酸基團轉移，可釋放能量，可以為某些吸能反應供能，D正確。]
4．(鏈接人教版必修1 P86正文、P88正文)睡眠是動物界普遍存在的現象，腺苷是一種重要的促眠物質。如圖1為腺苷合成及轉運示意圖，圖2是記錄正常睡眠—覺醒周期中基底前腦(BF)胞外腺苷水平變化的一種腺苷傳感器。下列說法正確的是(　　)
A．AMP是合成DNA的基本單位
B．儲存在囊泡中的ATP通過主動運輸轉運至胞外
C．ATP可被膜上的水解酶水解，脫去2個磷酸基團產生腺苷
D．腺苷與其受體結合可改變受體空間結構，使綠色熒光蛋白構象改變進而發出熒光
√
D　[分析題意，AMP是由ATP脫去兩個磷酸基團后形成的，AMP是合成RNA的基本單位，A錯誤；分析圖1可知，儲存在囊泡中的ATP是通過胞吐方式轉運至胞外的，B錯誤；ATP轉運至胞外后，可被酶分解，脫去3個磷酸基團產生腺苷，C錯誤；分析圖2可知，腺苷傳感器的工作原理是腺苷與受體結合改變受體的空間結構，進而使綠色熒光蛋白構象改變并發出熒光，D正確。]
體驗真題　感悟高考 · 有章可循
√
1．(2024·河北卷)下列關于酶的敘述，正確的是(　　)
A．作為生物催化劑，酶作用的反應物都是有機物
B．胃蛋白酶應在酸性、37 ℃條件下保存
C．醋酸桿菌中與發酵產酸相關的酶，分布于其線粒體內膜上
D．從成年牛、羊等草食類動物的腸道內容物中可獲得纖維素酶
D　[一般來說，酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，但其作用的反應物不一定是有機物，如過氧化氫酶作用的反應物過氧化氫就是無機物，A錯誤；胃蛋白酶應在酸性、低溫條件下保存，B錯誤；醋酸桿菌是細菌，屬于原核生物，不具有線粒體這一結構，C錯誤；成年牛、羊等草食類動物腸道中有可以分解纖維素的微生物，所以從其腸道內容物中可獲得纖維素酶，D正確。]
2．(2024·廣東卷)現有一種天然多糖降解酶，其肽鏈由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式連接而成。研究者將各段序列以不同方式構建新肽鏈，并評價其催化活性，部分結果見表。關于各段序列的生物學功能，下列分析錯誤的是(　　)
肽鏈 纖維素類底物 褐藻酸類底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ － －
Ay3-Bi-CB － － ＋＋ ＋＋＋
Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋
Bi － － － －
CB － － － －
注：“－”表示無活性，“＋”表示有活性，“＋”越多表示活性越強。
A．Ay3與Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影響
B．Bi無催化活性，但可判斷與Ay3的催化專一性有關
C．該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關
D．無法判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關
√
B　[由表可知，Ce5具有催化纖維素類底物降解的活性，Ay3具有催化褐藻酸類底物降解的活性，Ay3與Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB與Ce5-Ay3-Bi-CB相比，當缺少Ce5后，就無催化纖維素類底物降解的活性，當Ay3與Ce5同時存在時催化纖維素類底物降解的活性增強，所以Ay3與Ce5 可能存在相互影響，A正確；由表可知，不論是否與Bi結合，Ay3均可以催化S1與S2降解，說明Bi與Ay3的催化專一性無關，B錯誤；由表可知，Ay3-Bi-CB與Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸類底物降解的活性不變，說明該酶對褐藻酸類底物降解的催化活性與Ce5無關，C正確；需要檢測Ce5-Ay3-Bi肽鏈的活性，才能判斷該酶對纖維素類底物降解的催化活性是否與CB相關，D正確。]
3．(2023·天津卷)衣原體是一類原核寄生生物，缺乏細胞呼吸相關酶，不能產生自身生命活動所需能量，因此需從寄主吸收(　　)
A．葡萄糖　　　　　 B．糖原
C．淀粉　　　　　 D．ATP
√
D　[細胞生命活動所需的能量主要是由細胞呼吸提供的，衣原體缺乏細胞呼吸所需的酶，不能進行細胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物質，因此衣原體需要從宿主細胞體內攝取的物質是ATP，D正確，A、B、C錯誤。]
1．(2024·廣東名校聯盟期中)蘋果、土豆切開后會變色發黑，該現象被稱為酶促褐變。褐變是植物細胞中的多酚氧化酶催化無色多酚類物質生成褐色醌類物質的過程。下列相關說法正確的是(　　)
課時數智作業(八)　酶和ATP
題號
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A．多酚氧化酶能夠使多酚類物質轉變為容易發生化學反應的活躍狀態
B．多酚氧化酶為化學反應提供所需的活化能
C．多酚氧化酶在細胞外不可發揮作用
D．土豆爆炒后仍可發生酶促褐變
√
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A　[多酚氧化酶可以降低化學反應所需的活化能，能夠使多酚類物質轉變為容易發生化學反應的活躍狀態，A正確；多酚氧化酶起催化作用，可以降低化學反應所需的活化能，但不能為化學反應提供所需的活化能，B錯誤；多酚氧化酶在細胞內外都可發揮作用，C錯誤；土豆爆炒后，經高溫處理，所含多酚氧化酶被高溫破壞而失活，無法發生酶促褐變，D錯誤。]
題號
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2．(2024·廣東肇慶二模)普洱茶含有脂肪酶，可促進脂肪分解，達到減肥的效果，因此備受人們喜愛。普洱茶的制作工藝流程一般為采摘→萎凋→殺青→揉捻→解塊、晾曬→發酵→干燥、篩分、存儲。下列說法錯誤的是
(　　)
A．萎凋的目的是使脂肪酶活化，發揮其降低化學反應活化能的作用
B．干燥過程中的高溫使酶失活，冷卻降溫后酶的活性恢復正常
C．酶的活性受溫度等因素的影響，因此在發酵過程中需控制好發酵溫度
D．喝普洱茶可以減肥，說明酶可以在生物體外起作用
√
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B　[萎凋的目的是減少水分，使脂肪酶活化，發揮其降低化學反應活化能的作用，A正確；高溫使酶變性失活，活性不能恢復，B錯誤；溫度等因素會影響酶的活性，因此在發酵過程中需控制好發酵溫度，C正確；喝普洱茶可以減肥，說明脂肪酶在普洱茶以外發揮了作用，說明酶可以在生物體外起作用，D正確。]
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3．(2024·江西師范大學附中模擬)細菌學家弗萊明將細菌接種到人的淚液中，發現細菌很快死亡。經研究發現在人的眼淚中找到一種可以催化細菌細胞壁水解的蛋白質——溶菌酶。下列有關敘述正確的是(　　)
A．溶菌酶在人體淚腺細胞中的溶酶體內由氨基酸脫水縮合而成
B．溶菌酶屬于免疫活性物質，參與特異性免疫
C．溶菌酶經低溫處理后活性降低，適當升溫后酶活性可恢復
D．溶菌酶可催化多種細菌細胞壁的水解，說明其不具有專一性
√
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C　[氨基酸脫水縮合形成溶菌酶的場所是核糖體，不是溶酶體，A錯誤；溶菌酶屬于免疫活性物質，參與非特異性免疫，B錯誤；溶菌酶作為一種酶，其化學本質是蛋白質，經低溫處理后活性降低，但空間結構未改變，沒有失活，適當升溫后酶活性可恢復，C正確；酶具有專一性，可催化一種或一類化學反應，溶菌酶可催化多種細菌細胞壁的水解，說明其可催化一類化學反應，具有專一性，D錯誤。]
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4．(2024·湖北武漢二模)多酶片常用于治療消化不良。多酶片為雙層結構，外層為糖衣，內層為腸溶衣。糖衣包裹的是胃蛋白酶，腸溶衣包裹胰蛋白酶、胰淀粉酶等胰酶，如圖所示。藥物先進入胃，再進入腸，定點崩解發揮療效。下列相關分析錯誤的是(　　)
A．患者服用多酶片時應整片吞服，不宜
搗碎或嚼碎服用
B．食物中的蛋白質均在胃中被消化，淀
粉均在小腸中被消化
C．腸溶衣中的化學成分在酸性環境中不易被分解
D．胃蛋白酶和胰酶的最適pH差異較大，但兩者的最適溫度相似
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B　[患者服用多酶片時應整片吞服，不宜搗碎或嚼碎服用，避免嚼碎后的胰酶在胃中變性失活，A正確；淀粉的消化從口腔開始，蛋白質的消化是從胃開始的，且兩者都最終會在小腸被消化，B錯誤；腸溶衣中的化學成分在酸性環境中不易被分解，可防止胰酶在胃中的酸性環境下變性失活，C正確；胃蛋白酶的最適pH為1.5，胰酶的最適pH為7.0左右，兩者最適pH差異較大，但兩者的最適溫度相似，均為37 ℃左右，D正確。]
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5．(2024·廣東湛江模擬)NTP家族由 ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鳥苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)構成。它們的結構只是堿基不同，如圖是ATP的化學結構圖，A、B表示物質，α、β、γ表示磷酸基團(Pi)的位置。下列敘述錯誤的是(　　)
題號
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A．物質A和B分別是腺嘌呤和核糖，A和B組成腺苷
B．許多吸能反應與 ATP的水解反應相聯系
C．1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質
D．CTP 中的胞苷(C)由胞嘧啶和脫氧核糖構成
√
題號
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D　[ATP的結構式可簡寫成A—P～P～P，式中A代表腺苷，由腺嘌呤(A)和核糖(B)組成，A正確；ATP的水解反應是放能反應，與之相聯系的是吸收能量的反應，B正確；1分子GTP徹底水解可得到鳥嘌呤(G)、核糖和磷酸，C正確；CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖構成，D錯誤。]
題號
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6．(2024·廣東實驗中學檢測)某生物學興趣小組研究甲、乙、丙三種微生物體內同一種酶的活性與溫度的關系時，根據實驗結果繪制如下曲線圖。下列相關敘述正確的是(　　)
題號
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A．降低化學反應活化能效率最高的是微生物甲中的酶
B．在30 ℃條件下競爭能力最強的一定是微生物丙
C．對溫度適應范圍最廣的最可能是微生物乙中的酶
D．若將溫度改為pH，則所得實驗結果曲線與圖示結果相同
√
題號
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C　[由圖可知，不同的溫度條件下降低化學反應活化能效率最高的微生物種類不同，三種微生物的酶在最適溫度下，降低化學反應活化能的效率都高，A錯誤；在30 ℃條件下競爭能力最強的一定是微生物乙，B錯誤；由圖可知，對溫度適應范圍最廣的最可能是微生物乙中的酶，C正確；若將溫度改為pH，則所得實驗結果一般不相同，強酸和強堿下酶都會失活，D錯誤。]
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7．(2024·深圳羅湖區期末)下圖甲是過氧化氫酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下、pH＝b時H2O2分解產生的O2量隨時間的變化。若改變該酶促反應的某一初始條件，以下分析或判斷正確的是(　　)
題號
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A．若pH＝a，則e點向下移動，d點向左移動
B．若pH＝c，過氧化氫酶中的肽鍵將被破壞而失活
C．若H2O2量增加，則e點不移動，d點向左移動
D．若反應溫度降低，則e點不移動，d點向右移動
√
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D　[pH＝a時，酶的活性下降，不改變化學反應平衡點，但到達平衡點的時間延長，圖乙 e 點不變，d 點右移，A錯誤；若pH＝c，催化速率為零，pH過高，過氧化氫酶的本質是蛋白質，會變性失活，只是空間結構被破壞，肽鍵沒有斷裂，B錯誤；H2O2量增加時，達到化學反應平衡所需時間延長，且化學反應的平衡點升高，即e點上移，d點右移，C錯誤；圖乙表示在最適溫度下，溫度降低時，酶的活性下降，不改變化學反應平衡點，但到達平衡點的時間延長，圖乙 e 點不變，d 點右移，D正確。]
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8．(2024·湖北武漢一模)研究發現，溫度越高蛋白質分子熱運動越快，分子內的氫鍵等弱鍵的斷裂程度增加，立體結構被破壞程度增加。如圖為β-葡萄糖苷酶在不同條件下分別處理20 min、60 min、120 min后的實驗結果。下列敘述錯誤的是(　　)
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A．該實驗的自變量有溫度、處理時間，因變量是酶相對活性
B．該酶活性隨溫度升高、處理時間延長而降低
C．圖示結果說明處理時間會影響酶的最適溫度
D．處于高溫環境越久，越多酶分子結構被破壞
√
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B　[由圖可知，該實驗的自變量有溫度、處理時間，因變量是酶相對活性，A正確；由圖可知，在37 ℃之前，該酶的活性隨溫度的升高而提高，處理60 min的酶活性比處理20 min的酶活性大，因此無法得出該酶活性隨溫度、處理時間延長而降低的結論，B錯誤；β-葡萄糖苷酶在處理20 min時，該酶活性的最適溫度為42 ℃，β-葡萄糖苷酶在處理60 min時，該酶活性的最適溫度為37 ℃，β-葡萄糖苷酶在處理120 min時，該酶活性的最適溫度為37 ℃，C正確；溫度越高蛋白質分子熱運動越快，蛋白質分子內的氫鍵等弱鍵的斷裂程度也增加，蛋白質立體結構被破壞程度增加，由此推測處于高溫環境越久，越多酶分子結構被破壞，D正確。]
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9．(2024·廣東揭陽期中)兩種常用農藥久效磷、敵百蟲都是通過抑制害蟲體內某消化酶活性來殺滅害蟲的。為確定兩種農藥抑制酶活性的機制，某學校生物興趣小組進行了實驗，結果如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
題號
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A．這兩種農藥對消化酶活性的抑制能通過增加底物濃度來緩解
B．該實驗的測量指標可以是單位時間內底物的消耗量
C．久效磷可能與底物競爭酶的結合部位，抑制作用可逆
D．敵百蟲可能導致酶的活性部位功能喪失，抑制作用不可逆
√
題號
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A　[結合題圖曲線，施加久效磷后，隨著底物濃度增加，反應速率提高，所以久效磷可能與底物競爭酶的結合部位，抑制作用可逆，是可逆性抑制劑，而施加敵百蟲后，隨著底物濃度增加，酶促反應速率在較低的水平保持穩定，所以敵百蟲是不可逆抑制劑，故這兩種農藥對消化酶活性的抑制并非均能通過增加底物濃度來緩解，A錯誤，C、D正確；測定酶促反應速率可以測定單位時間內底物的消耗量，B正確。]
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10．(2024·山東臨沂期末)從某微生物中提取出的淀粉酶能催化淀粉水解成麥芽糖。取適量該淀粉酶分別在不同溫度下水解等量淀粉，并在1 h末和2 h末測定產物麥芽糖的含量。下列說法錯誤的是(　　)
題號
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A．該實驗的自變量是反應溫度和反應時間
B．15 ℃條件下，6 h末麥芽糖含量有可能達到1.8 g/mL
C．35 ℃條件下，1～2 h麥芽糖生成量比0～1 h少最可能是因為淀粉酶變性了
D．若第2 h末將45 ℃實驗組的溫度降至25 ℃，3 h末麥芽糖含量還是0.1 g/mL
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C　[取適量該淀粉酶分別在不同溫度下水解等量淀粉，并在1 h末和2 h末測定產物麥芽糖的含量，所以該實驗的自變量是反應溫度和反應時間，A正確；據圖可知，15 ℃條件下，該淀粉酶每小時使麥芽糖含量增加0.3 g/mL，而淀粉完全水解產生的麥芽糖總含量為1.8 mg/L，所以15 ℃下淀粉被全部水解共需要6 h，B正確；35 ℃第2 h只增加了0.3 g/mL，是因為在第1 h內生成了麥芽糖1.5 g/mL，留給第2 h反應的淀粉少，不是酶已變性，C錯誤；若第2 h末將45 ℃實驗組的溫度降至25 ℃，45 ℃時，酶已經變性，不能發揮作用，所以3 h 末麥芽糖含量還是0.1 g/mL，D正確。]
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11．(2024·安徽安慶三模)細胞中少部分ATP會在酶的催化下形成cAMP，cAMP在調節細胞代謝方面發揮重要作用。下圖甲是腎小管上皮細胞部分生理過程圖解，圖乙是該細胞膜局部亞顯微結構模式圖。以下說法錯誤的是(　　)
題號
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A．圖甲中a→b→c表明cAMP可調節酶的活性從而影響基因表達以合成更多水通道蛋白
B．圖甲中，cAMP在細胞中具有傳遞信息的作用，引起其含量變化的可能是抗利尿激素
C．圖乙1～5過程可以說明細胞膜具有選擇透過性，其中1和5過程均需要消耗ATP
D．在植物細胞中，催化ATP合成的酶主要位于線粒體內膜、葉綠體內膜和類囊體薄膜上
√
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D　[圖甲中信號分子與受體結合，可促進細胞內的ATP形成cAMP，cAMP調節相關酶的活性可促進水通道蛋白基因的轉錄和翻譯，形成水通道蛋白分布在細胞膜上，促進水分的吸收，A正確；因為抗利尿激素能促進腎小管和集合管對水分的重吸收，而圖甲中cAMP在細胞中被稱為“第二信使”，則該過程中的“第一信使”指的是垂體釋放的抗利尿激素，B正確；圖乙的1～5過程中，逆濃度梯度運輸的為1和5，為主動運輸方式，需要消耗ATP，而2、3、4均為順濃度梯度運輸，不消耗ATP，被動運輸和主動運輸均體現了細胞膜的選擇透過性，C正確；葉綠體內膜上無催化ATP合成的酶，D錯誤。]
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12．(12分)(2024·吉林長春二模)腌制的泡菜往往含有大量的細菌，可利用“熒光素—熒光素酶生物發光法”對市場上泡菜中的細菌含量進行檢測。熒光素接受細菌細胞ATP中提供的能量后被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發出熒光，根據發光強度可以計算出生物組織中ATP的含量。分析并回答下列問題。
(1)“熒光素—熒光素酶生物發光法”中涉及的能量轉換的形式是_________________。ATP的水解一般與______________(填“吸能反應”或“放能反應”)相聯系。
化學能→光能(1分)
吸能反應(1分)
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(2)“熒光素—熒光素酶生物發光法”的操作過程是：①將泡菜研磨后離心處理，取一定量上清液放入分光光度計(測定發光強度的儀器)反應室內，加入適量的_____________________，在適宜條件下進行反應；②記錄__________并計算ATP含量；③測算出細菌數量。
熒光素和熒光素酶
發光強度
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(3)酶的抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對酶活性的影響不同。某科研小組通過實驗研究兩種抑制劑對某消化酶酶促反應速率的影響，實驗結果如圖1。不同的抑制劑抑制酶活性原理如圖2所示。
題號
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①據圖1分析，隨著底物濃度升高，________ (填抑制劑類型)的抑制作用逐漸減小。據圖2分析，兩種抑制劑降低酶促反應速率的原因分別是_____________________________________________________________________________________________________________________________。
②結合圖1和圖2分析抑制劑Ⅰ屬于_____性抑制劑。
抑制劑Ⅰ
抑制劑Ⅰ為競爭性抑制劑，通過與底物競爭結合位點，使酶
的活性降低；抑制劑Ⅱ為非競爭性抑制劑，通過改變酶的結構，使
酶的活性降低
題號
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競爭
[解析]　ATP又叫腺苷三磷酸，簡稱為ATP，其結構式是：A—P～P～P；A表示腺苷、T表示三個、P表示磷酸基團；“～”表示特殊化學鍵；ATP是生命活動能量的直接來源，ATP來源于光合作用和呼吸作用；放能反應一般與ATP的合成相聯系，吸能反應一般與ATP的水解相聯系。(1)根據熒光素接受細菌細胞 ATP 中提供的能量后被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發出熒光可知，“熒光素—熒光素酶生物發光法”中涉及的能量轉換是化學能轉變為光能，最終發出熒光；放能反應一般與ATP的合成相聯系，吸能反應一般與ATP的水解相聯系。
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(2)“熒光素—熒光素酶生物發光法”的操作過程是：①將泡菜研磨后進行離心處理，取一定量上清液放入分光光度計(測定發光強度的儀器)反應室內，加入等量適量的熒光素和熒光素酶，在適宜條件下進行反應；②記錄發光強度并計算ATP含量；③測算出細菌數量。(3)①依據圖1可知，抑制劑Ⅰ所示曲線，隨著底物濃度的升高，抑制劑的抑制作用逐漸減小，結合圖2可知，該抑制劑發揮作用時，只是與底物競爭酶的活性中心，并沒有改變酶的結構，屬于競爭性抑制劑；而抑制劑Ⅱ所示曲線表示酶促反應速率降低，可知該抑制劑屬于非競爭性抑制劑，改變了酶的結構，使酶的活性降低，酶促反應速率減慢。②結合圖1和圖2，可知，抑制劑Ⅰ不改變酶的結構，屬于競爭性抑制劑。
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謝 謝 ！課時數智作業(八)　酶和ATP
1．(2024·廣東名校聯盟期中)蘋果、土豆切開后會變色發黑，該現象被稱為酶促褐變。褐變是植物細胞中的多酚氧化酶催化無色多酚類物質生成褐色醌類物質的過程。下列相關說法正確的是(　　)
A．多酚氧化酶能夠使多酚類物質轉變為容易發生化學反應的活躍狀態
B．多酚氧化酶為化學反應提供所需的活化能
C．多酚氧化酶在細胞外不可發揮作用
D．土豆爆炒后仍可發生酶促褐變
2．(2024·廣東肇慶二模)普洱茶含有脂肪酶，可促進脂肪分解，達到減肥的效果，因此備受人們喜愛。普洱茶的制作工藝流程一般為采摘→萎凋→殺青→揉捻→解塊、晾曬→發酵→干燥、篩分、存儲。下列說法錯誤的是(　　)
A．萎凋的目的是使脂肪酶活化，發揮其降低化學反應活化能的作用
B．干燥過程中的高溫使酶失活，冷卻降溫后酶的活性恢復正常
C．酶的活性受溫度等因素的影響，因此在發酵過程中需控制好發酵溫度
D．喝普洱茶可以減肥，說明酶可以在生物體外起作用
3．(2024·江西師范大學附中模擬)細菌學家弗萊明將細菌接種到人的淚液中，發現細菌很快死亡。經研究發現在人的眼淚中找到一種可以催化細菌細胞壁水解的蛋白質——溶菌酶。下列有關敘述正確的是(　　)
A．溶菌酶在人體淚腺細胞中的溶酶體內由氨基酸脫水縮合而成
B．溶菌酶屬于免疫活性物質，參與特異性免疫
C．溶菌酶經低溫處理后活性降低，適當升溫后酶活性可恢復
D．溶菌酶可催化多種細菌細胞壁的水解，說明其不具有專一性
4．(2024·湖北武漢二模)多酶片常用于治療消化不良。多酶片為雙層結構，外層為糖衣，內層為腸溶衣。糖衣包裹的是胃蛋白酶，腸溶衣包裹胰蛋白酶、胰淀粉酶等胰酶，如圖所示。藥物先進入胃，再進入腸，定點崩解發揮療效。下列相關分析錯誤的是(　　)
A．患者服用多酶片時應整片吞服，不宜搗碎或嚼碎服用
B．食物中的蛋白質均在胃中被消化，淀粉均在小腸中被消化
C．腸溶衣中的化學成分在酸性環境中不易被分解
D．胃蛋白酶和胰酶的最適pH差異較大，但兩者的最適溫度相似
5．(2024·廣東湛江模擬)NTP家族由 ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鳥苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)構成。它們的結構只是堿基不同，如圖是ATP的化學結構圖，A、B表示物質，α、β、γ表示磷酸基團(Pi)的位置。下列敘述錯誤的是(　　)
A．物質A和B分別是腺嘌呤和核糖，A和B組成腺苷
B．許多吸能反應與 ATP的水解反應相聯系
C．1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質
D．CTP 中的胞苷(C)由胞嘧啶和脫氧核糖構成
6．(2024·廣東實驗中學檢測)某生物學興趣小組研究甲、乙、丙三種微生物體內同一種酶的活性與溫度的關系時，根據實驗結果繪制如下曲線圖。下列相關敘述正確的是(　　)
A．降低化學反應活化能效率最高的是微生物甲中的酶
B．在30 ℃條件下競爭能力最強的一定是微生物丙
C．對溫度適應范圍最廣的最可能是微生物乙中的酶
D．若將溫度改為pH，則所得實驗結果曲線與圖示結果相同
7．(2024·深圳羅湖區期末)下圖甲是過氧化氫酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下、pH＝b時H2O2分解產生的O2量隨時間的變化。若改變該酶促反應的某一初始條件，以下分析或判斷正確的是(　　)
A．若pH＝a，則e點向下移動，d點向左移動
B．若pH＝c，過氧化氫酶中的肽鍵將被破壞而失活
C．若H2O2量增加，則e點不移動，d點向左移動
D．若反應溫度降低，則e點不移動，d點向右移動
8．(2024·湖北武漢一模)研究發現，溫度越高蛋白質分子熱運動越快，分子內的氫鍵等弱鍵的斷裂程度增加，立體結構被破壞程度增加。如圖為β-葡萄糖苷酶在不同條件下分別處理20 min、60 min、120 min后的實驗結果。下列敘述錯誤的是(　　)
A．該實驗的自變量有溫度、處理時間，因變量是酶相對活性
B．該酶活性隨溫度升高、處理時間延長而降低
C．圖示結果說明處理時間會影響酶的最適溫度
D．處于高溫環境越久，越多酶分子結構被破壞
9．(2024·廣東揭陽期中)兩種常用農藥久效磷、敵百蟲都是通過抑制害蟲體內某消化酶活性來殺滅害蟲的。為確定兩種農藥抑制酶活性的機制，某學校生物興趣小組進行了實驗，結果如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．這兩種農藥對消化酶活性的抑制能通過增加底物濃度來緩解
B．該實驗的測量指標可以是單位時間內底物的消耗量
C．久效磷可能與底物競爭酶的結合部位，抑制作用可逆
D．敵百蟲可能導致酶的活性部位功能喪失，抑制作用不可逆
10．(2024·山東臨沂期末)從某微生物中提取出的淀粉酶能催化淀粉水解成麥芽糖。取適量該淀粉酶分別在不同溫度下水解等量淀粉，并在1 h末和2 h末測定產物麥芽糖的含量。下列說法錯誤的是(　　)
A．該實驗的自變量是反應溫度和反應時間
B．15 ℃條件下，6 h末麥芽糖含量有可能達到1.8 g/mL
C．35 ℃條件下，1～2 h麥芽糖生成量比0～1 h少最可能是因為淀粉酶變性了
D．若第2 h末將45 ℃實驗組的溫度降至25 ℃，3 h末麥芽糖含量還是0.1 g/mL
11．(2024·安徽安慶三模)細胞中少部分ATP會在酶的催化下形成cAMP，cAMP在調節細胞代謝方面發揮重要作用。下圖甲是腎小管上皮細胞部分生理過程圖解，圖乙是該細胞膜局部亞顯微結構模式圖。以下說法錯誤的是(　　)
A．圖甲中a→b→c表明cAMP可調節酶的活性從而影響基因表達以合成更多水通道蛋白
B．圖甲中，cAMP在細胞中具有傳遞信息的作用，引起其含量變化的可能是抗利尿激素
C．圖乙1～5過程可以說明細胞膜具有選擇透過性，其中1和5過程均需要消耗ATP
D．在植物細胞中，催化ATP合成的酶主要位于線粒體內膜、葉綠體內膜和類囊體薄膜上
12．(12分)(2024·吉林長春二模)腌制的泡菜往往含有大量的細菌，可利用“熒光素—熒光素酶生物發光法”對市場上泡菜中的細菌含量進行檢測。熒光素接受細菌細胞ATP中提供的能量后被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發出熒光，根據發光強度可以計算出生物組織中ATP的含量。分析并回答下列問題。
(1)“熒光素—熒光素酶生物發光法”中涉及的能量轉換的形式是___________________。ATP的水解一般與_________________(填“吸能反應”或“放能反應”)相聯系。
(2)“熒光素—熒光素酶生物發光法”的操作過程是：①將泡菜研磨后離心處理，取一定量上清液放入分光光度計(測定發光強度的儀器)反應室內，加入適量的_____________________，在適宜條件下進行反應；②記錄_________________并計算ATP含量；③測算出細菌數量。
(3)酶的抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對酶活性的影響不同。某科研小組通過實驗研究兩種抑制劑對某消化酶酶促反應速率的影響，實驗結果如圖1。不同的抑制劑抑制酶活性原理如圖2所示。
①據圖1分析，隨著底物濃度升高，____________(填抑制劑類型)的抑制作用逐漸減小。據圖2分析，兩種抑制劑降低酶促反應速率的原因分別是____________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②結合圖1和圖2分析抑制劑Ⅰ屬于__________性抑制劑。
課時數智作業(八)
1．A　[多酚氧化酶可以降低化學反應所需的活化能，能夠使多酚類物質轉變為容易發生化學反應的活躍狀態，A正確；多酚氧化酶起催化作用，可以降低化學反應所需的活化能，但不能為化學反應提供所需的活化能，B錯誤；多酚氧化酶在細胞內外都可發揮作用，C錯誤；土豆爆炒后，經高溫處理，所含多酚氧化酶被高溫破壞而失活，無法發生酶促褐變，D錯誤。]
2．B　[萎凋的目的是減少水分，使脂肪酶活化，發揮其降低化學反應活化能的作用，A正確；高溫使酶變性失活，活性不能恢復，B錯誤；溫度等因素會影響酶的活性，因此在發酵過程中需控制好發酵溫度，C正確；喝普洱茶可以減肥，說明脂肪酶在普洱茶以外發揮了作用，說明酶可以在生物體外起作用，D正確。]
3．C　[氨基酸脫水縮合形成溶菌酶的場所是核糖體，不是溶酶體，A錯誤；溶菌酶屬于免疫活性物質，參與非特異性免疫，B錯誤；溶菌酶作為一種酶，其化學本質是蛋白質，經低溫處理后活性降低，但空間結構未改變，沒有失活，適當升溫后酶活性可恢復，C正確；酶具有專一性，可催化一種或一類化學反應，溶菌酶可催化多種細菌細胞壁的水解，說明其可催化一類化學反應，具有專一性，D錯誤。]
4．B　[患者服用多酶片時應整片吞服，不宜搗碎或嚼碎服用，避免嚼碎后的胰酶在胃中變性失活，A正確；淀粉的消化從口腔開始，蛋白質的消化是從胃開始的，且兩者都最終會在小腸被消化，B錯誤；腸溶衣中的化學成分在酸性環境中不易被分解，可防止胰酶在胃中的酸性環境下變性失活，C正確；胃蛋白酶的最適pH為1.5，胰酶的最適pH為7.0左右，兩者最適pH差異較大，但兩者的最適溫度相似，均為37 ℃左右，D正確。]
5．D　[ATP的結構式可簡寫成A—P～P～P，式中A代表腺苷，由腺嘌呤(A)和核糖(B)組成，A正確；ATP的水解反應是放能反應，與之相聯系的是吸收能量的反應，B正確；1分子GTP徹底水解可得到鳥嘌呤(G)、核糖和磷酸，C正確；CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖構成，D錯誤。]
6．C　[由圖可知，不同的溫度條件下降低化學反應活化能效率最高的微生物種類不同，三種微生物的酶在最適溫度下，降低化學反應活化能的效率都高，A錯誤；在30 ℃條件下競爭能力最強的一定是微生物乙，B錯誤；由圖可知，對溫度適應范圍最廣的最可能是微生物乙中的酶，C正確；若將溫度改為pH，則所得實驗結果一般不相同，強酸和強堿下酶都會失活，D錯誤。]
7．D　[pH＝a時，酶的活性下降，不改變化學反應平衡點，但到達平衡點的時間延長，圖乙 e 點不變，d 點右移，A錯誤；若pH＝c，催化速率為零，pH過高，過氧化氫酶的本質是蛋白質，會變性失活，只是空間結構被破壞，肽鍵沒有斷裂，B錯誤；H2O2量增加時，達到化學反應平衡所需時間延長，且化學反應的平衡點升高，即e點上移，d點右移，C錯誤；圖乙表示在最適溫度下，溫度降低時，酶的活性下降，不改變化學反應平衡點，但到達平衡點的時間延長，圖乙 e 點不變，d 點右移，D正確。]
8．B　[由圖可知，該實驗的自變量有溫度、處理時間，因變量是酶相對活性，A正確；由圖可知，在37 ℃之前，該酶的活性隨溫度的升高而提高，處理60 min的酶活性比處理20 min的酶活性大，因此無法得出該酶活性隨溫度、處理時間延長而降低的結論，B錯誤；β葡萄糖苷酶在處理20 min時，該酶活性的最適溫度為42 ℃，β葡萄糖苷酶在處理60 min時，該酶活性的最適溫度為37 ℃，β葡萄糖苷酶在處理120 min時，該酶活性的最適溫度為37 ℃，C正確；溫度越高蛋白質分子熱運動越快，蛋白質分子內的氫鍵等弱鍵的斷裂程度也增加，蛋白質立體結構被破壞程度增加，由此推測處于高溫環境越久，越多酶分子結構被破壞，D正確。]
9．A　[結合題圖曲線，施加久效磷后，隨著底物濃度增加，反應速率提高，所以久效磷可能與底物競爭酶的結合部位，抑制作用可逆，是可逆性抑制劑，而施加敵百蟲后，隨著底物濃度增加，酶促反應速率在較低的水平保持穩定，所以敵百蟲是不可逆抑制劑，故這兩種農藥對消化酶活性的抑制并非均能通過增加底物濃度來緩解，A錯誤，C、D正確；測定酶促反應速率可以測定單位時間內底物的消耗量，B正確。]
10．C　[取適量該淀粉酶分別在不同溫度下水解等量淀粉，并在1 h末和2 h末測定產物麥芽糖的含量，所以該實驗的自變量是反應溫度和反應時間，A正確；據圖可知，15 ℃條件下，該淀粉酶每小時使麥芽糖含量增加0.3 g/mL，而淀粉完全水解產生的麥芽糖總含量為1.8 mg/L，所以15 ℃下淀粉被全部水解共需要6 h，B正確；35 ℃第2 h只增加了0.3 g/mL，是因為在第1 h內生成了麥芽糖1.5 g/mL，留給第2 h反應的淀粉少，不是酶已變性，C錯誤；若第2 h末將45 ℃實驗組的溫度降至25 ℃，45 ℃時，酶已經變性，不能發揮作用，所以3 h 末麥芽糖含量還是0.1 g/mL，D正確。]
11．D　[圖甲中信號分子與受體結合，可促進細胞內的ATP形成cAMP，cAMP調節相關酶的活性可促進水通道蛋白基因的轉錄和翻譯，形成水通道蛋白分布在細胞膜上，促進水分的吸收，A正確；因為抗利尿激素能促進腎小管和集合管對水分的重吸收，而圖甲中cAMP在細胞中被稱為“第二信使”，則該過程中的“第一信使”指的是垂體釋放的抗利尿激素，B正確；圖乙的1～5過程中，逆濃度梯度運輸的為1和5，為主動運輸方式，需要消耗ATP，而2、3、4均為順濃度梯度運輸，不消耗ATP，被動運輸和主動運輸均體現了細胞膜的選擇透過性，C正確；葉綠體內膜上無催化ATP合成的酶，D錯誤。]
12．(除標注外，每空2分，共12分)(1)化學能→光能(1分)　吸能反應(1分)　(2)熒光素和熒光素酶　發光強度　(3)抑制劑Ⅰ　抑制劑Ⅰ為競爭性抑制劑，通過與底物競爭結合位點，使酶的活性降低；抑制劑Ⅱ為非競爭性抑制劑，通過改變酶的結構，使酶的活性降低　競爭
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