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酶与ATP酶的本质的探索过程
1．巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
酵母细胞
只有 参与才能进
巴斯德1857年提出：
争 行发酵
2.
论 李比希认为： 酵母细胞死亡裂解后释放出 某 些 物 质 ，
引起发酵
3．毕希纳：将酵母细胞研磨后获得提取液，也能引起发
酵，他将引起发酵的物质称为___酿__酶__ _。
4．萨姆纳：1926年用丙酮酸提取出了刀豆种子中的
__酶__ ____，并证明了脲酶是__蛋__白__质__ 。
5．切赫和奥特曼：20世纪80年代，发现少数________也
RNA
具有催化功能。酶的作用特点、原理和特性
生物催化剂
在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂一样，能显著
降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但
并不改变反应的方向和平衡常数。图81
S(底物)＋E(酶)→SE(中间结合物)→E(酶)＋P(反应终产物)实验过程 观察指标 实验结果
试
3%的
管 结果分析
控制 H O 分解速 无火焰的卫
过氧化 2 2
号
变量 率(气泡多少) 生香检测
氢(mL)
H O 自然分解
1 2 室温 无 无助燃性 2 2
缓慢
90 ℃水浴 加热能促进H O
2 2 很少 有助燃性 2 2
加热 分解
滴3.5%FeCl Fe3＋能催化H O
3 2 3 较多 助燃性较强 2 2
溶液2滴 分解
过氧化氢酶有催
滴加20%肝脏
4 2 很多 助燃性更强 化H O 分解的作
研磨液2滴 2 2
用，且效率高②实验过程中变量及对照分析
自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组
2号， 90 ℃水浴
加入H O 的量；
加热 H O 分解速度 2 2
2 2 实验室的温度；
3号，加3.5% 用单位时间内 1号 2、3、4号
FeCl 溶液和肝脏
FeCl 溶液 产生的气泡数 3 试管 试管
3 研磨液的新鲜程
4号，加20%肝脏 目多少表示
度
研磨液
③实验结论
酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速
率。
酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。与酶有关的曲线
1．表示酶高效性的曲线
(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶
的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应
的平衡点。影响酶活性的曲线
甲 乙
丙底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
甲 乙(在底物足量情况下)表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度等与
酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是( )
A．曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系
B．限制曲线b的AB段反应速度的主要因素为反应物浓度
C．形成曲线c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温
所致
D．若适当升高温度条件下重复该实验，图中A点位置将
下移
Ｃ甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理
时间的关系如图，下列分析错误的是( )
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变1.具有专一性的物质或结构
①酶 ②载体 ③激素 ④tRNA ⑤抗原(或抗体) ⑥限
制性核酸内切酶
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。
③脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂
肪酶。可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。需要指出的是，
脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的胆汁的乳化作用形成
脂肪微粒。废弃动植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，
需要先把植物油脂分解为甘油和脂肪酸，植物油脂的化学
本质为脂肪，所以也需要脂肪酶水解。④蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。
可催化蛋白质水解成多肽链。
⑤肽酶：由肠腺分泌。可催化多肽链水解成氨基酸。
⑥光合作用酶：叶绿体中有参与光合反应形成ATP、NADPH有关的
酶类和与暗反应有关的酶系。
⑦呼吸氧化酶：细胞质基质和线粒体中存在ATP合成酶等催化细
胞呼吸进行的酶。
⑧ATP合成酶、ATP水解酶
(2)遗传信息流动中的酶
①解旋酶：在DNA复制或者转录时，解旋酶可以使DNA分子的两条脱氧核
苷酸链中配对的碱基从氢键处断裂，从而使两条螺旋的双链解开。
②DNA/RNA聚合酶：分别催化脱氧核苷酸聚合成DNA链以及核糖核苷酸聚
合成RNA链的反应。
③逆转录酶：催化以RNA为模板、以脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程。(3)生物工程中的酶
①限制性内切酶：一种限制性内切酶只能识别双链DNA分子一种特定的
核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割DNA分子，产生特定的黏性末
端或平末端。
②DNA连接酶：将两条DNA黏性末端或平末端之间的缝隙“缝合”起来，
连接的是磷酸二酯键，不是氢键。
③纤维素酶和果胶酶：在植物细胞工程中植物体细胞杂交时，需要事先
用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁，从而获得有活力的原生质
体，然后诱导不同植物的原生质体融合。
④胰蛋白酶或胶原蛋白酶：在动物细胞工程的动物细胞培养中，需要用
胰蛋白酶或胶原蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成
单个的细胞，然后配制成细胞悬液进行培养。
⑤TaqDNA聚合酶：耐高温，用于PCR。下列关于酶的叙述中，正确的是( )。
A．所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应
B．生长激素与呼吸酶不可能来自同一个细胞
C．消化酶要经过核糖体的合成，内质网和高尔基体的
加工等阶段，分泌到细胞外才发挥作用
D．与蓝藻光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄
膜上和基质中ATP结构简式中的“A”
ATP的结构简式可以写成A—P～P～P，“A”代表腺苷
，“P”代表磷酸基团，“—”表示普通磷酸键；“～”表
示高能磷酸键。可通过下面的结构简图来理解：ATP与ADP的相互转化
1．ATP与ADP的相互转化
ATP分子中，远离A的那个高能磷酸键容易水解和重新生成，
这对于细胞中能量的捕获、贮存和释放非常重要。ATP在细胞
内含量并不多，但可迅速转化循环利用。(1)ATP在细胞中的储备量很少，但转化十分迅速。
(2)明确下列化合物中“A”的含义ATP的合成和水解比较如下：
ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量 ATP ATP ADP＋Pi＋能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
光能(光合作用)，化学能(细胞 储存在高能磷酸键中的能量
能量来源
呼吸)
能量去路 储存于形成的高能磷酸键中 用于各项生命活动
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 细胞的需能部位原理 检测试剂 检测结果 结论
探索淀粉酶对 淀粉酶催化了
出现砖红色沉
淀粉和蔗糖的 酶的专一性 斐林试剂 淀粉水解
淀
水解作用
探索淀粉酶在
淀粉酶催化了
不同温度环境 酶需要适宜的 不出现蓝色反
碘液 淀粉水解
下对淀粉的水 温度 应
解作用
探索淀粉酶在
不同pH环境下 酶需要适宜的 出现砖红色沉 淀粉酶催化淀
斐林试剂
对淀粉的水解 酸碱环境 淀 粉水解
作用斐林试剂检测的砖红色深浅可以定性地表示生成物的多少。
实验过程中变量的控制
实验中的变量是指实验中可被操纵的特定因素或条件，实
验设计中的变量控制是实验的重要环节，对照实验中的变量有
自变量、因变量、无关变量。
自变量和因变量
自变量也叫实验变量，是实验中人为改变的因素或条件；
因变量也叫反应变量，是指实验中由于自变量所引起的变化或
结果。一般说来，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系，
可用一函数表示：y＝f(x)，其中y是因变量，x是自变量；实
验的目的在于分析和解释这种因果关系，其中自变量是单一的，
因此可以说明因变量的差异是由于自变量造成的。如探究pH对
过氧化氢酶活性的影响，酶溶液的pH就是自变量，而酶活性的
大小(用产生气泡的多少表示)就是因变量。无关变量
无关变量也叫控制变量，是指实验中除自变量以外的影响
实验结果的其他因素或条件；某生物小组探究pH对过氧化氢酶活性的影响，实验过程如
下：
材料：新鲜肝脏研磨液、新鲜血浆、pH分别5.0、6.0、
7.0、8.0的缓冲液、恒温培养箱、10%H O 溶液、试管等。
2 2
步骤：
试管编号
步骤
A B C D E
pH5.0 pH6.0 pH7.0 pH8.0
①加入血浆或缓冲液各2mL 血浆
缓冲液 缓冲液 缓冲液 缓冲液
②10%的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
③加入新鲜肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴
④观察、记录各组气泡数量请回答：
(1)该实验的实验组为________试管；自变量为________，
因变量为________。
(2)如果图810表示的是在pH＝7.0的试管中过氧化氢的量
随时间的变化，请在图中画出氧气生成总量随时间的变化曲线
(标注曲线1)和酶量增加一倍的时候过氧化氢含量随时间的变
化曲线(标注曲线2)。图810
(3)如果用淀粉代替过氧化氢，并用斐林试剂检测结果，
你认为是否可行？请说明理由：________________。[答案] (1)B、C、D、E 溶液pH 酶的活性(产生的气泡
数量) (2)如图所示
(3)不可行，因肝脏研磨液中无淀粉酶某同学从温度为55～65 ℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶
的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：
(1)测定脂肪酶活性时，应选择__________作为该酶作用
的物质，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)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_________。
(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用
最适温度的实验思路。[答案] (1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质
(3)在一定温度范围(包括55～65℃)内设置温度梯度，分
别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温
度即为该酶催化作用的最适温度，否则扩大温度范围，继续试
验，直至出现峰值。下图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列叙述不正
确的是( )A．曲线A表示酶与温度的关系， b点所对应的温度表示
该酶的最适温度
B．曲线B可以表示人体内胃蛋白酶的活力
C．曲线C可以表示人体内胰蛋白酶的活力
D．曲线D可以表示为胃蛋白酶的酶促反应从80℃不断降
温至0℃的实验中测得的反应物量的变化下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是( )
Ｂ
A. 线粒体能为叶绿体提供CO 和ATP
2
B．叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能合成ATP
C．无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATP
D．适宜光照下，叶绿体和线粒体合成的ATP都需要O
2生物体内的能源物质归纳
物质的作用 能源物质
细胞中主要的能源物质 葡萄糖
植物细胞中储存能量的物质 淀粉
动物细胞中储存能量的物质 糖原
生物体中储存能量的物质 脂肪
生命活动的主要能源物质 糖类
生命活动的直接能源物质 ATP
各项生命活动的最终能源 太阳光能
