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生化实验六 酶的基本性质.doc10页
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课程名称：
生物化学实验 指导老师： 史影 成绩： 实验名称： 酶的基本性质实验――底物专一性、激活剂和抑制剂、最适温度
同组学生姓名：
陈莞尔，潘盛警 Ⅰ.酶的基本性质――底物专一性
一、实验目的 1.了解酶的专一性。 2.掌握验证酶的专一性的基本原理及方法。 3.学会排除干扰因素，设计酶学实验。
二、基本原理
酶是具有高度专一性的有催化功能的蛋白质。酶蛋白结构决定了酶的功能――酶的高效性，酶促反应要比无机催化反应快数十倍。
酶催化的一个重要特点是具有高度的底物专一性，即一种酶只能对一种或一类底物其催化作用，对其他底物无催化反应。根据各种酶对底物的选择程度不同，可分成下列几种：
1.相对专一性。一种酶能催化一类具有相同化学键或基团的物质进行某种类型的反应。
2.绝对专一性：有些酶对底物的要求非常严格只作用于一种底物，而不作用于任何其他物质。如脲酶只能催化尿素进行水解而生成二氧化碳和氨。如麦芽糖酶只作用于麦芽糖而不作用其它双糖，淀粉酶只作用于淀粉，而不作用于纤维素。
3.立体异构专一性：有些酶只有作用于底物的立体异构物中的一种，而对另一种则全无作用。如酵母中的糖酶类只作用于D-型糖而不能作用于L-型的糖。
本实验以唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖水解反应的催化作用来观察酶的专一性。用Benedict试剂检测反应产物。
Benedict试剂是碱性硫酸铜溶液，具有一定的氧化能力，能与还原性的半缩醛羟基发生氧化还原反应，生成砖红色氧化铜沉淀。
Na2CO3+ 2H2O 2NaOH + H2CO3
CuSO4+ 2NaOH Cu OH 2+ Na2SO4
还原糖 ―CHO or ―C O + 2Cu OH 2 Cu2O
+ 2H2O + 糖的氧化产物 （黄色或砖红色）
淀粉和蔗糖无半缩醛基，无还原性，与B
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& 2016届高三生物二轮复习强化训练：专题突破2 第1讲 酶和ATP
2016届高三生物二轮复习强化训练：专题突破2 第1讲 酶和ATP
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资料概述与简介
第1讲　酶和ATP
　2016高考导航——适用于全国卷Ⅱ
考纲要求 高考印证 备考策略
1．酶在代谢中的作用(Ⅱ) T6
1.命题趋势：(1)酶的特性及影响因素常以曲线、图表形式或实验探究、分析评价形式进行考查。(2)ATP部分命题频率低，多融合到代谢(或生理)过程中与其他知识点一起考查。
2．备考指南：(1)复习时通过构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的数学模型加深对酶特性的理解。(2)联系细胞内稳定的能量供应系统复习ATP的相关知识。
2．ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)
T1C、T4C T1C
3．实验：探究影响酶活性的因素 T29
[高考回放]
1．(2015·高考全国卷Ⅱ，T1,6分)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：
培养瓶中气体 温度(℃) 离子相对吸收量(%)
空气 17 100
氮气 17 10
下列分析正确的是(　　)
A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP
D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
解析：选A。A项，温度为17 ℃时，在空气环境中，根对该离子的相对吸收量高于在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输。B项，在空气环境中，低温下幼根对该离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸收。C项，幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗ATP，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生ATP。D项，温度为17 ℃时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物幼根对该离子的相
对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收。
2．(2013·高考全国卷Ⅱ，T6,6分)关于酶的叙述，错误的是(　　)
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
解析：选B。无论细胞分化到什么程度，某些基本的物质和能量代谢是所有细胞共有的，如DNA的转录、翻译等，这些反应中涉及的酶就是分化程度不同的细胞中所共有的酶，如RNA聚合酶等，故A项正确。酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速度降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，是一个可逆的过程，故B项错误。酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，提高了反应速度，故C项正确。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关蛋白酶分解，故D项正确。
高考印证2014，T1C高考回放详见P3T1
高考印证2014，T4C高考回放详见P175T1
高考印证2013，T29高考回放详见P175T2
[学生用书P12]
1．酶的“五个误区”
(1)误认为“酶的本质是蛋白质”，实际上绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，进而引申为合成的原料有氨基酸、核糖核苷酸，合成的场所有核糖体、细胞核。
(2)误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”，实际上凡是活细胞都能产生酶。
(3)误认为“酶具有调节、催化等多种功能”，实际上酶是生物催化剂，只起催化作用。
(4)误认为“酶只在细胞内起催化作用”，实际上酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用。
(5)误认为“低温引起酶变性失活”，实际上低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，即酶不会变性失活，但高温能使酶失活。
2．酶的“三类曲线”
(1)酶的作用原理
①由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能。
②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。
(2)酶的特性
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较：酶具有高效性。
②图2中两曲线比较表明酶具有专一性。
(3)影响酶促反应速率的因素
①分析图1和图2：温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。
②分析图3：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度等。
3．细胞内产生与消耗ATP的“六个结构”
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
叶绿体 产生ATP：光反应；消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、蛋白质合成等
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、蛋白质合成等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
4.ATP与能量流动
(1)光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，而ATP中的化学能是生命活动的直接能量来源。
(2)光能进入生物群落后，以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动。
(3)能量在生物群落中具有单向流动、逐级递减的特点。
命题点1　以曲线、实验为载体考查酶的作用和特性
　[学生用书P13]
　如图①表示甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系；图②表示外界环境温度与某哺乳动物体内酶活性的关系；图③表示外界环境pH与体外甲、乙两种酶活性的关系；图④表示某酶在不同温度下的酶促反应。下列叙述不正确的是(　　)
A．图①中甲酶可能是RNA酶
B．图②表示的酶可以是人体细胞内的呼吸酶
C．图③甲酶对pH的耐受范围比乙酶的大
D．图④可证明该酶活性最大时的温度为30 ℃左右
[解析]　用蛋白酶处理甲、乙两种酶，乙酶活性降低，说明乙酶是蛋白质，甲酶活性没有变化，说明甲酶不是蛋白质，因此甲酶可能是RNA酶，A正确；哺乳动物属于恒温动物，其体内酶的活性不会随着外界温度的变化而变化，故不使酶失活，且该酶可能为人体细胞内的呼吸酶，B正确；接近30 ℃时，酶促反应达到平衡时，所用时间最短，活性最强，D正确；从pH对两种酶活性的影响曲线图分析可知，甲酶耐受的pH范围大约是6.3～7.9，乙酶耐受的pH范围大约是6.5～8.6，因此，乙酶耐受的pH范围更大，C错误。
[易错展台]
(1)观察下面酶的模型：
该模型表示了酶的作用特点——专一性。图中b表示酶，c表示被催化的反应物。
(2)下列曲线不正确的是①，图②中该酶的最适温度是不低于35_℃。
[思维延展]
(1)同一个体，不同细胞，酶的种类和数量会不同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。
(2)下面通过高尔基体形成膜泡运输的酶有②③。
①呼吸酶　②唾液淀粉酶　③溶酶体内的水解酶
④DNA聚合酶　⑤解旋酶
(3)下面与酶一样具有特异性的物质有①②③④⑤。
①激素　②抗体　③tRNA　④神经递质　⑤淋巴因子
(4)下图表示物质S在酶E的催化下水解成P的反应图解：
S＋H2O酶E,2P
若S是麦芽糖，则不可用(可用，不可用)斐林试剂来检测P的生成情况；若酶E水解，则水解的产物是氨基酸或核糖核苷酸。
1．与酶活性相关的问题分析
(1)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。
(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
(3)分析与酶有关的曲线时首先要弄清横坐标、纵坐标表示的意义，其次再分析影响该曲线的因素有几个，一般情况下，曲线未达到饱和时，影响因素是横坐标的因素，达到饱和稳定状态后，限制因素是除横坐标因素之外的其他因素。
2．多种因素对酶促反应的影响
(1)分析甲图可知：反应溶液中温度的变化不影响酶的最适pH。
(2)分析乙图可知：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶的最适温度。
1．(2015·黑龙江大庆市高三质检，T2)如图为反应物A生成产物P的化学反应在无酶和有酶催化条件下的能量变化过程，假设酶所处的环境条件为最适条件，对于图中曲线分析正确的是(　　)
A．ad段表示无酶催化时该反应的活化能
B．bc段表示酶为底物提供的活化能
C．若把酶改成无机催化剂，则图中b点位置会下移
D．若将有酶催化的反应温度下降10 ℃，则ab段会缩短
解析：选D。分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能，所以，在没有催化剂时ac段表示该反应的活化能，A错误；在有酶催化时bc段表示该反应的活化能，酶降低了化学反应的活化能，B错误；酶具有高效性，与无机催化剂相比，其降低化学反应的活化能更显著，所以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点将向上移动，C错误；题中实验是在酶的最适温度条件下进行的，若将有酶催化的反应温度下降10 ℃，酶活性降低，bc段会增大，ab段会缩短，D正确。
2．(改编题)啤酒生产时，麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽的过程中需降低其活性。如图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线。下列叙述错误的是(　　)
A．PPO能催化多酚类物质的生化反应
B．相同温度时，相同时间内pH为7.8的环境下酶促反应产物比pH为8.4时的少
C．在制备麦芽的过程中应将反应条件控制在温度80 ℃、pH 8.4
D．高于90 ℃，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度越高变性越快
解析：选C。本题考查与酶特性有关的曲线分析。PPO为多酚氧化酶，根据酶的专一性，可推知PPO能催化多酚类物质的生化反应。根据图示，在相同温度下，pH为8.4的条件下PPO活性最高，故pH为7.8的环境下相同时间内酶促反应产物比pH为8.4时的少。由于麦芽中PPO的催化作用会降低啤酒质量，故制备麦芽的过程中PPO活性越低越好。若PPO发生热变性，则在高于90 ℃ 时，一定温度范围内随着温度的升高PPO变性越来越快。
解答坐标曲线题的“三步曲”
命题点2　结合曲线、图表和新情景材料考查与酶相关的实验设计
[学生用书P14]
　下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。据此回答下列问题：
探究温度对酶活性影响的实验(实验一)
实验骤步 分组 甲组 乙组 丙组
①淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL
②可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL
③控制温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃
④将新鲜淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温
⑤测定单位时间内淀粉的________
注：淀粉酶的最适温度是60 ℃。
探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验(实验二)
组别 A组 B组 C组 D组 E组
pH 5 6 7 8 9
H2O2溶液完全分解所需时间(秒) 300 180 90 192 284
(1)pH在实验一中属于________变量，而在实验二中属于________变量。
(2)实验一中的对照组为________组。
(3)实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是________________________________________________________________________。
第⑤步最好选用________(试剂)测定单位时间内________________________。
(4)如将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？________，为什么？________________________________________________________________________。
(5)分析实验二的结果，可得到的结论是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为________之间设置梯度。
(6)该组同学还做了反应速率与底物浓度关系的实验。如图坐标中已根据实验二结果画出D组中底物浓度与反应速率的曲线，请你在该坐标图中画出C组中底物浓度与反应速率的曲线。
[解析]　(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量；而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH，自变量是pH。(2)探究温度对酶活性影响实验中，已知60 ℃是淀粉酶作用的最适温度，因此乙组的实验结果是另外两组的参照，故为对照组。(3)探究温度对酶活性影响的实验中，应该先使酶和底物分别达到预设温度，然后再将底物和酶混合进行反应，否则会影响实验结果的准确性。因此，实验一的①②③步骤为错误操作。淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的第⑤步最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量，单位时间内淀粉的剩余量越多，说明酶活性越低。不用斐林试剂测定单位时间内生成物的量，因为斐林试剂需加热才能与还原糖发生显色反应，而加热会影响自变量——温度，进而影响实验结果。(4)温度会直接影响H2O2的分解，因此实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。(5)由实验二的结果可知：在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性降低。在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为6～8之间设置梯度。(6)C组中酶活性比D组中酶活性高，据此可画出C组中底物浓度与反应速率的曲线。
[答案]　(1)无关　自　(2)乙　(3)使新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合(其他合理答案也可)　碘液　淀粉的剩余量　(4)不科学　因为温度会直接影响H2O2的分解　(5)该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低(或在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性降低)　6～8
[易错展台]
(1)实验二中需要控制的无关变量有温度、H2O2溶液的量、过氧化氢酶溶液的浓度(任写两条)。
(2)在探究可溶性淀粉酶的最适pH时，混合前，将底物和酶调到预设pH一段时间，才能使反应一开始就达到预设的pH值。
(3)将某一溶液pH直接由1升到8的过程中淀粉酶活性不变。原因是淀粉酶已经失去活性。
(4)请在下面坐标系中画出底物浓度与酶促反应速率、酶活性的关系曲线。
实验目的 自变量 实验组 对照组
验证酶具有催化作用 相应酶液的有无 底物＋相应酶液 底物＋等量蒸馏水
验证酶的高效性 催化剂的种类(无机催化剂和酶) 底物＋相应酶液 底物＋无机催化剂
验证酶的专一性 不同的底物或不同的酶液 底物＋相应酶液 同一底物＋另一酶液或另一底物＋同一酶液
验证某种酶是蛋白质 待测酶液和标准蛋白质溶液 待测酶液＋双缩脲试剂 标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂
验证某种酶是RNA 待测酶液和标准RNA溶液 待测酶液＋吡罗红染液 标准RNA溶液＋吡罗红染液
2.探究类——探究酶的最适温度或最适pH
(1)实验设计思路
(2)实验设计程序
注意：根据实验目的，有些实验需设置相互对照，设两个或两个以上实验组。如探究酶作用的最适温度(或pH)时，应按一定的自变量梯度设置多个实验组，通过对比实验结果找出酶的最适温度(或pH)。
1．(2015·内蒙古海拉尔市统考，T4)据表分析，下列说法正确的是(　　)
组别 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
质量分数为3%的淀粉溶液 2 mL — 2 mL — 2 mL —
质量分数为3%的蔗糖溶液 — 2 mL — 2 mL — 2 mL
质量分数为2%的α-淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL
反应温度 0 ℃ 0 ℃ 60 ℃ 60 ℃ 100 ℃ 100 ℃
碘液 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴
注：表中“—”表示没有添加。
A．α-淀粉酶溶液的用量是无关变量
B．①②两组实验可用于验证酶的专一性
C．②④⑥三组实验可说明温度能影响酶活性
D．设计上述实验的目的是验证酶的专一性
解析：选A。根据表格数据可知，该实验的自变量是底物的种类和温度，所以α-淀粉酶溶液的用量是无关变量，A正确；①②两组实验的温度不是适宜温度，此温度下酶不能正常发挥作用，所以不能用于验证酶的专一性，B错误；α-淀粉酶不能催化蔗糖水解，故②④⑥不能说明温度能影响酶活性，C错误；该实验的目的是探究温度对酶活性的影响以及验证酶的专一性，D错误。
2．(原创题)20世纪60年代后，医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。如图所示为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。据图分析，下列说法不正确的是(　　)
A．应先将各组试管溶液pH分别调到设定数值再混合
B．pH为3和9的两支试管中淀粉酶的活性相同
C．将pH为13的溶液调到pH为7后试管中淀粉含量基本不变
D．淀粉酶降低淀粉分解反应活化能的作用比酸更显著
解析：选B。探究不同pH条件对淀粉酶活性影响的实验操作中，应先将各组试管溶液pH分别调到设定数值，再加入淀粉酶。根据图示，淀粉剩余量相对值越大，说明在此pH条件下酶活性越低。pH为3和9的两支试管中虽然淀粉剩余量相同，但由于酸也能促进淀粉的分解，故其淀粉酶的活性不相同。pH为13时淀粉基本没有被分解，且强碱能使酶变性失活，故调到pH为7后淀粉含量基本不变。由于pH为7时淀粉酶的活性最大，故说明淀粉酶降低淀粉分解反应活化能的作用比酸更显著。
实验分析类的一般解题思路
(1)从实验目的和实验材料入手，分析实验假设，并做出预期。
(2)总结概括实验原理，研究分清自变量与因变量，联系基本知识，在自变量与因变量之间建立关系。
(3)分析实验结果(现象)产生的原因，并由结果得出结论。
命题点3　结合细胞代谢考查ATP的结构、转化与利用
[学生用书P16]
　下图1表示三磷酸核苷的结构，图2表示ATP在能量代谢中的作用。据图判断下列有关叙述错误的是(　　)
A．图1中N表示含氮碱基，若N为鸟嘌呤，则可表示GTP
B．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能
C．UTP、GTP分子中的高能磷酸键是直接由物质氧化获能产生的
D．人体成熟红细胞没有线粒体，但能产生ATP
[解析]　图1中N表示含氮碱基，若N为A，则表示ATP，若N为G，则表示GTP，若N为U，则表示UTP。由图2可知，UTP和GTP分子中高能磷酸键不是由物质氧化获能产生的，而是由ATP将高能磷酸基转移给UDP或GDP，进而生成UTP或GTP的。
[易错展台]
(1)ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。
(2)心肌细胞比口腔上皮细胞ATP的含量基本相同(多、少、基本相同)。
[思维延展]
(1)写出下列不同物质中“A”代表的含义：
①腺苷、②腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、③腺嘌呤核糖核苷酸、④腺嘌呤。
(2)研究发现，马拉松比赛时肌细胞缺氧，葡萄糖消耗显著增加，但ATP的生成量没有明显增多，原因是肌肉细胞进行无氧呼吸，合成的ATP少。
(3)静息电位状态下，K＋外流；动作电位状态下，Na＋内流需要消耗ATP吗？不消耗。
(4)绘出生物细胞ATP产生量与氧气供给量之间的曲线图：
对ATP认识的几个误区
1．误认为ATP与ADP相互转化完全可逆
ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。
2．误认为ATP等同于能量
ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为A—P～P～P，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。
3．误认为ATP转化为ADP不消耗水
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。
4．任何状态下，无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP都保持动态平衡。
5．ATP是细胞生命活动的直接能源物质，但不是唯一的能源物质。ATP是高能化合物，不是高分子化合物。
6．误认为无O2存在时无法合成ATP，无氧呼吸同样可以为ATP的合成提供能量。
1．(2015·宁夏一中第五次考试，T4)绝大多数生命活动都与ATP关系密切，但也有“例外”，下列各项中，属于这种“例外”的是(　　)
A．细胞免疫时的效应T细胞合成并分泌干扰素
B．人体的骨骼肌细胞吸收周围组织液中的氧气
C．人体的吞噬细胞吞噬并水解入侵机体的抗原
D．线粒体中的[H]与氧气的结合
解析：选B。干扰素的成分是蛋白质，效应T细胞合成并分泌干扰素时需要多种酶的参与，需要线粒体提供ATP；细胞吸收氧气的方式是自由扩散，这一过程不需要酶的参与，也不消耗ATP；人体的吞噬细胞吞噬抗原的方式是胞吞，需要消耗ATP，吞噬后抗原的水解需要溶酶体内水解酶的参与；线粒体中的[H]与氧气的结合发生在有氧呼吸的第三阶段，需要有关酶的参与，同时会产生ATP。
2．(改编题)下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是(　　)
A．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]
B．过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体基质
C．过程①消耗CO2释放O2，过程③消耗O2释放CO2
D．若叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重必然增加
解析：选A。过程①②③分别为光反应、暗反应和呼吸作用，光反应中水的光解产生[H]，暗反应中消耗[H]和ATP，呼吸作用中第一、二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，A正确；暗反应只发生在叶绿体基质，过程③发生在细胞质基质和线粒体，B错误；光反应不消耗CO2，只是释放O2，C错误；叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重不一定增加，因为甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量，而图示仅为叶肉细胞中的能量代谢，D错误。
(建议用时：45分钟)
1．下列有关酶的叙述，正确的是(　　)
①是具有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③活细胞都能产生酶　④酶对底物有严格的选择性　⑤酶只能在细胞内发挥作用　⑥低温、高温、过酸、过碱都会使酶永久失活　⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用　⑧酶都是生物催化剂　⑨酶的活性随温度升高而不断升高　⑩酶制剂通常在低温下保存
A．①④⑤⑦⑩ B．③④⑧⑩
C．②⑥⑦⑧⑨
D．③④⑥⑧⑨⑩
解析：选B。酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物，因此①错误，③正确；酶大多数为蛋白质，外源酶进入消化道后会被消化分解，因此，不能从食物中直接获得，②错误；酶具有专一性，④正确；酶在细胞内、外均能发挥作用，⑤错误；低温使酶的活性降低，高温、过酸、过碱、重金属才能使酶永久失活，⑥错误；酶只有催化作用，⑦错误，⑧正确；酶的活性在一定范围内随温度的升高而升高，超过最适温度，随着温度的升高，酶的活性会迅速降低，因此应低温保存酶，⑨错误，⑩正确。
2．酶是一种高效的生物催化剂，下列有关酶的叙述，正确的是(　　)
A．蛋白酶主要破坏肽键，将蛋白质分解成多肽
B．DNA连接酶将脱氧核苷酸连接成DNA片段
C．限制性核酸内切酶只用于基因工程中对目的基因的切割
D．RNA聚合酶催化转录，在核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键
解析：选D。蛋白酶破坏的是蛋白质的空间结构和某些肽键，从而将蛋白质水解成多肽和一些氨基酸；将脱氧核苷酸连接成DNA片段的是DNA聚合酶，DNA连接酶将DNA片段连接成DNA分子；限制性核酸内切酶广泛存在于原核生物中，用于对外源DNA分子进行切割，在基因工程中还可应用于对质粒的切割；RNA聚合酶催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，可将核糖核苷酸连接成RNA分子。
3．用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是(　　)
A．蛋白酶　　　 B．RNA聚合酶
D．逆转录酶
解析：选C。A项，蛋白酶在蛋白质水解成多肽的过程中起催化作用。B项，RNA聚合酶在转录的过程中起催化作用。C项，自然界中的酶大多数是蛋白质，少数是RNA。核糖体是由RNA和蛋白质组成的，用蛋白酶将其蛋白质除去后，处理后的核糖体仍可催化氨基酸发生脱水缩合反应，说明起催化作用的成分是RNA。D项，逆转录酶在逆转录(或反转录)过程中起催化作用。
4．在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到如表结果。下列分析不正确的是(　　)
金属离子(mmol/L) 相对活性(%)
对照组 100
A.Mn2＋降低了反应过程所必需的活化能
B．Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使其活性降低
C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用
D．该水解酶的用量是实验的无关变量
解析：选A。由表格可知，加入Mn2＋后，酶的活性增强了，酶降低反应活化能的能力增强了，而不是Mn2＋降低了反应活化能，A错误；加入Co2＋或Mg2＋后，酶的活性改变了，因此可能是这两种离子改变了酶的结构，B正确；Mn2＋能提高酶的活性，Co2＋或Mg2＋能降低酶的活性，C正确；该实验的自变量是不同的无机盐离子，酶的用量属于无关变量，D正确。
5．(2015·甘肃兰州高三模拟)在三支试管中加入等量的质量分数为5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的二氧化锰、新鲜猪肝研磨液、唾液，一段时间后测得底物含量变化如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A．曲线B表示二氧化锰的催化作用，曲线A与曲线B对照反映了无机催化剂具有专一性
B．曲线C表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，曲线A与曲线C对照反映了酶具有专一性
C．曲线C与曲线B对照可以说明酶具有高效性
D．曲线A不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶—底物复合物
解析：选A。分析题图可知，曲线A、B、C分别表示唾液中的唾液淀粉酶、二氧化锰、新鲜猪肝研磨液中过氧化氢酶的催化作用。曲线A与曲线B对照不能反映无机催化剂的专一性特点，A项错误。曲线A与曲线C对照，可以说明酶具有专一性，B项正确；曲线C与曲线B对照可以说明酶具有高效性，C项正确；曲线A不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶—底物复合物，无法催化过氧化氢的分解，D项正确。
6．高温淀粉酶在应用前，需要对该酶发挥作用的最佳温度范围进行测定。图中曲线①表示在一定温度范围内的相对酶活性(酶活性与酶最大活性的百分比)。曲线②为酶的热稳定性数据，即将酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性而得到的数据。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．曲线①表明，当温度为80 ℃时，该酶活性最高
B．该酶发挥作用的最佳温度范围是60～70 ℃
C．曲线②上35 ℃数据点是在60～70 ℃时测得的
D．曲线②表明，该酶的热稳定性在70 ℃之后迅速下降
解析：选C。结合题干，曲线①表明80 ℃是该酶活性最高的温度，A项正确；该酶发挥作用的最佳温度范围是60～70 ℃，因为此温度下不仅酶活性较强，且残余活性也强，B项正确；曲线②上35 ℃数据点是在酶活性最高的温度下(即80 ℃)测得的，C项错误；曲线②表明该酶的热稳定性在70 ℃之后急剧下降，D项正确。
7．图甲中A、B、C所示分别表示正常酶的作用、竞争性抑制剂对酶的作用和非竞争性抑制剂对酶的作用，图乙表示相应的反应速率。下列有关叙述错误的是(　　)
A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果
B．非竞争性抑制剂通过改变酶的空间结构，从而影响酶的活性
C．曲线c表示在非竞争性抑制剂作用下酶的活性降低
D．通过增加底物浓度能够削弱非竞争性抑制剂的作用
解析：选D。从图甲可以看出，A所示是正常情况下酶与底物的结合状态，符合曲线a；B所示是因为竞争性抑制剂与该酶催化的底物结构相似，所以当竞争性抑制剂存在时，会影响酶与底物的结合，使反应速率有所降低，符合曲线b；而C所示是非竞争性抑制剂的作用，它与酶结合后，改变了酶的空间结构，使酶不能与底物结合而影响反应速率，符合曲线c。通过上述分析可知，增加底物浓度并不能削弱非竞争性抑制剂的作用，D项错误。
8．如图表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系，下列有关叙述错误的是(　　)
A．a点时，一部分麦芽糖酶没有参与催化
B．如果温度下降5 ℃，b点将下移
C．可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解
D．bc段催化速率不再增加的原因是受酶数量或酶活性的限制
解析：选C。根据题意和图示分析可知：曲线是在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。a点时，麦芽糖酶的催化速率只有最大速率的一半，并随着麦芽糖量的增加而增强，说明麦芽糖酶并没有全部参与催化，A正确；题中给的是最适温度，如果温度下降5 ℃，酶的活性会下降，所以b点将向下方移动，B正确；麦芽糖水解后产生葡萄糖，而麦芽糖和葡萄糖都是还原糖，所以无法用斐林试剂鉴定麦芽糖是否分解完毕，C错误；因为实验是在最适温度下进行的，bc段催化速率不再增加的原因可能是受酶数量或酶活性的限制，D正确。
9．取5支试管，编号为1～5，分别加入2 mL物质的量浓度为1.0 mol/L的H2O2溶液，进行如表所示实验。据表分析，下列叙述中正确的是(　　)
试管编号 1 2 3 4 5
加入物质 蒸馏水 锈铁钉 生土豆块 熟土豆块 生土豆块、稀NaOH溶液
实验结果 几乎无气泡 少量气泡 大量气泡 几乎无气泡 几乎无气泡
A.1号和3号对比，说明酶具有高效性
B．2号和3号对比，说明不同种酶的催化效率不同
C．4号和5号对比，说明酶的活性受温度、pH的影响
D．本实验不能用来探究酶作用的最适温度
解析：选D。分析5支试管所加入的物质及实验结果可知，2号中锈铁钉含有的Fe3＋可以催化H2O2分解，但气泡较少；3号中生土豆块含有的H2O2酶能催化H2O2分解，气泡很多；4号中熟土豆块因高温导致H2O2酶失活，不能催化H2O2分解，几乎无气泡产生；5号中稀NaOH溶液导致生土豆块中的H2O2酶失活，不能催化H2O2分解，几乎无气泡产生；1号作为对照组。3号和1号对比，说明酶具有催化作用。2号和3号对比，说明H2O2酶的催化效率比Fe3＋的高，即说明与无机催化剂相比，酶具有高效性。3号和4号对比，可以说明酶的活性受温度影响。5号和3号对比，可以说明酶的活性受pH影响。由于H2O2的分解受温度的影响，故本实验不能用来探究酶作用的最适温度。
10．下列实验设计最合理的是(　　)
实验编号 研究课题 选用材料与试剂
1 验证蛋白酶的催化作用 稀释蛋清液、新鲜蛋白酶溶液、双缩脲试剂
2 探究温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
3 验证酶具有催化作用 新制的蔗糖酶溶液、新鲜的蔗糖溶液、斐林试剂
4 探究pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
A.实验1　　 B．实验2
解析：选C。实验1所用的检测试剂不能是双缩脲试剂，因为蛋白酶本身作为蛋白质也会与双缩脲试剂反应呈紫色，且蛋白质的酶解产物有多肽时也会与双缩脲试剂反应呈紫色，故不合理。实验2中斐林试剂使用时需要水浴加热，加热过程中温度对酶活性有影响，从而影响实验结果，故不合理。实验3中蔗糖酶可使蔗糖水解成果糖和葡萄糖，蔗糖是非还原糖，果糖和葡萄糖是还原糖，用斐林试剂可检验蔗糖的水解情况，故合理。实验4中在碱性条件下，碘不会使淀粉变蓝；在中性和酸性条件下，碘才能使淀粉变蓝，因此不能用碘液作为探究pH对酶活性的影响实验的检验试剂，故不合理。
11．(2015·新疆维吾尔自治区适应性检测)下列关于真核细胞内合成ATP的叙述，错误的是(　　)
A．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP
B．正常情况下，线粒体内膜上形成ATP时伴随着氧气的消耗
C．在绿色植物叶绿体内，形成ATP的过程需要光照
D．ADP与ATP相互转化，使细胞内ATP大量积累
解析：选D。有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均在细胞质基质中进行，且能产生少量的ATP，A正确；线粒体内膜上进行有氧呼吸的第三阶段，消耗氧气生成大量ATP，B正确；叶绿体是光合作用的场所，在光照条件下进行光反应形成ATP，C正确；细胞内的ATP含量极少，不会大量积累，D错误。
12．细胞代谢与酶和ATP密切相关，丹麦生物学家斯科因研究ATP合成酶，而获得1997年诺贝尔化学奖。下列关于酶和ATP关系的叙述，错误的是(　　)
A．酶和ATP均是活细胞产生的有机物
B．酶的合成需要ATP供应能量
C．ATP和ADP的相互转化需要同种酶的催化
D．ATP无物种特异性，酶具有物种特异性
解析：选C。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，ATP是细胞内发生放能反应或有能量供应时生成的有机物，A正确；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白质和RNA的合成均需要消耗能量(ATP)，B正确；ADP转化成ATP是合成反应，ATP转化成ADP是水解反应，催化两种反应的酶不同，C错误；ATP是绝大多数生命活动的能量来源，是细胞内的能量通货，无物种特异性，酶的合成受遗传物质的控制，不同的生物体内含有的酶有差别，D正确。
13．图1、2、3是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。请回答下列有关问题：
(1)图1、2、3所代表的实验中，自变量依次为________、________、________。
(2)根据图1可以得出的实验结论是酶的催化作用具有________。
(3)图2曲线bc段产生的原因可能是________________________________________________________________________。
(4)若图2实验过程中增加过氧化氢酶的数量，请在图2中，用虚线绘出曲线的变化情况。
解析：(1)图1是在等量的H2O2溶液中，分别加入过氧化氢酶、Fe3＋和无催化剂条件下O2产生量的变化曲线，所以自变量为催化剂的种类；图2和图3的自变量为横坐标，分别是H2O2浓度和pH。(2)酶的催化效率比无机催化剂的高很多，说明酶具有高效性。(3)图2中bc段表示的含义是H2O2浓度增高时，反应速率不再增高，说明此时反应速率不再受H2O2浓度的限制，但随着H2O2浓度的增大，会引起酶浓度相对降低，因此可能的限制因素是酶的数量(或浓度)有限。(4)增加过氧化氢酶的数量以后，在相同的H2O2浓度下，O2产生速率要大于以前，最终反应速率也会增加。
答案：(1)催化剂种类　H2O2浓度　pH
(3)过氧化氢酶的数量(浓度)有限
(4)如图所示
14．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答下列问题：
(1)ATP结构简式是________________，神经细胞中的ATP主要来自________(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________________________________________________________________。
(2)由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的________________属于无关变量，应予以排除。
解析：(1)神经细胞中的ATP主要来自线粒体；为了满足ATP的需要，机体内ATP和ADP之间进行着相互迅速转化。(2)每个ATP分子中有一分子腺苷和三分子磷酸基团，因此磷酸基团逐个脱离下来后，剩下的是腺苷。(3)要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则ATP是自变量，神经元的变化是因变量，则图中的典型神经递质属于无关变量，应予以排除。
答案：(1)A—P～P～P　线粒体　ATP与ADP相互迅速转化　(2)腺苷　(3)典型神经递质
15．(2015·黑龙江大庆市质检)为探究不同离子对肠淀粉酶(最适pH为8)活性的影响，某同学开展了相关的实验，其实验步骤和结果见表。请回答下列问题：
试管编号及试剂实验步骤 1号 2号 3号 4号
1%NaCl溶液(mL) 1%CuSO4溶液(mL) 1%Na2SO4溶液(mL) 蒸馏水(mL)
①加入试剂 1 1 1 1
②加入pH＝8的缓冲液(mL) 1 1 1 1
③加入1%淀粉溶液(mL) 1 1 1 1
④加入肠淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1
⑤各试管室温下反应2 min
⑥加入刚配制好的斐林试剂1 mL
⑦将各试管放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min
⑧观察、记录结果 深砖红色 无砖红色(或浅蓝色) 浅砖红色 浅砖红色
(1)分析结果，得出结论：
①比较3号与4号试管的实验结果，可得出的结论是
________________________________________________________________________。
②比较2号与3号试管的实验结果，可得出的结论是
________________________________________________________________________。
③比较1号与3号试管的实验结果，可得出的结论是
________________________________________________________________________。
(2)本实验的自变量是________________________________________________________________________。
(3)四组实验中属于空白对照的是________号试管的实验。
(4)实验中加入缓冲液的作用是________________________________________________________________________。
(5)实验步骤⑤和步骤⑥能否对调(即先做步骤⑥，再做步骤⑤)？请作出判断并简述理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)3号与4号试管的自变量分别为1%Na2SO4溶液和蒸馏水，实验结果相同，说明Na＋和SO对肠淀粉酶的催化活性没有影响；2号与3号试管的自变量分别为Cu2＋和Na＋，2号试管中反应受到抑制，3号试管中反应正常进行，说明Cu2＋对肠淀粉酶的催化活性有抑制作用；1号与3号试管的自变量是1号试管含有
Cl－，3号试管含有SO，3号试管和4号试管对照已经证明SO对肠淀粉酶的催化活性没有影响，故1号试管呈现深砖红色，证明酶的活性增强了，因此得出的结论是Cl－对肠淀粉酶的催化活性有促进作用。(2)由以上分析可知1、2、3号试管中的自变量是不同的离子。(3)对本实验来说，空白对照指的是加入蒸馏水的实验组，即4号试管。(4)本实验中加入缓冲溶液的作用是维持反应液中pH(为8)，让反应在最适的pH条件下进行。(5)由于斐林试剂中含有Cu2＋，为了避免检测试剂中Cu2＋对实验的干扰，应充分反应后再检测实验结果，因此实验步骤⑤和步骤⑥不能对调。
答案：(1)①Na＋和SO对肠淀粉酶催化活性没有影响
②Cu2＋对肠淀粉酶的催化活性有抑制作用　③Cl－对肠淀粉酶的催化活性有促进作用　(2)不同的离子　(3)4　(4)维持反应液中pH的稳定(答案合理即可)
(5)不能。因为斐林试剂中有Cu2＋，会对实验造成干扰(或步骤⑤和⑥对调后，其设计不符合单一变量原则的要求)
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