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酶和ATP 精選大題 例：（2016全國卷II）為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個實驗組：A組（20℃）、B組（40℃）和C組（60℃），測定各組在不同反應時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度（其他條件相同），結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}： （1）三個溫度條件下，該酶活性最高的是組。 （2）在時間t1之前，如果A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應的速度會。 （3）如果在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產(chǎn)物總量，原因是。 （4）生物體內(nèi)酶的化學本質(zhì)是，其特性有（答出兩點即可）。 【答案】（1）B （2）加快 （3）不變60℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應產(chǎn)物總量也不會增加 （4）蛋白質(zhì)或RNA 高效性和專一性 【解析】（1）曲線圖顯示：在反應開始的一段時間內(nèi)，40℃時產(chǎn)物濃度增加最快，說明酶的活性最高，而B組控制的溫度是40℃。（2）A組控制的溫度是20℃。在時間t1之前，如果A組溫度提高10℃，因酶的活性增強，則A組酶催化反應的速度會加快。（3）對比分析圖示中的3條曲線可推知，在時間t2時，C組的酶在60℃條件下已經(jīng)失活，所以在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，在t3時，C組產(chǎn)物的總量不變。（4）絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性、專一性，酶的作用條件較溫和。 模擬精做 1．（2018屆黑龍江省大慶實驗中學高三仿真訓練）研究溫度對某種酶活性的影響實驗，設(shè)置三個實驗組：A組（20℃）、B組（40℃）和C 組（60℃），測定各組在不同反應時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度（其他條件相同），結(jié)果如圖。回答下列問題： （1）若除酶以外的所有試劑已預保溫，在測定酶活力的實驗中，請將下列操作按順序排列：___→⑤______ →________→② ①加入酶②檢測產(chǎn)物③保溫并計時④加入pH緩沖液⑤加入底物 （2）已知酶的主要作用為降低反應的活化能，那么活化能的定義是___________________________。 （3）C組的產(chǎn)物濃度明顯低于另外兩組是因為在60℃環(huán)境下_____________，導致酶失活。 （4）若此酶為從動物體內(nèi)提取的某種消化酶，則研究它在生物體內(nèi)的合成和運輸使用的科學方法為_____________，其分泌過程體現(xiàn)了細胞膜的__________________________。 【答案】（1）④①③ （2）分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量 （3）空間結(jié)構(gòu)被破壞 （4）同位素標記法流動性 【解析】（1）本實驗的目的是測定酶活力，因此在該實驗中，pH（緩沖物質(zhì)）、溫度均為無關(guān)變量，無關(guān)變量（緩沖物質(zhì)）會影響酶促反應速率，因此在酶與底物混合之前應該加緩沖物質(zhì)，酶和底物混合后，需要適宜的溫度下保溫一段時間，為酶促反應提供反應時間。因此該實驗操作的正確順序為④→⑤→①→③→②。（2）已知酶的主要作用為降低反應的活化能，那么活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。（3）反應結(jié)束時，C組產(chǎn)物濃度低于A、B組，原因是C組溫度過高，破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，反應一段時間之后酶變性失活，無法催化反應進行，說明酶所催化的化學反應一般是在適宜溫度的條件下進行的。（4）若此酶為從動物體內(nèi)提取的某種消化酶，則研究它在生物體內(nèi)的合成和運輸使用的科學方法為同位素標記法，其分泌過程體現(xiàn)了細胞膜的流動性。 2．（2019屆黑龍江省哈爾濱市第九中學高三上學期期末考試）為了研究溫度對酶活性的影響，向三支盛有等量人胃蛋白酶溶液但溫度各不相同的試管中，各加一塊 1cm3 的正方體凝固蛋白質(zhì)，設(shè)置三個實驗組：A 組（20℃）、B 組（40℃）和 C 組（60℃），定時取樣測定各組在不同反應時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度（其他條件相同），測定結(jié)果如圖。請回答下列問題： （1）本實驗的自變量為_____，需要控制的無關(guān)變量有酶的濃度、底物的量和_____（寫出一種即可）、實驗中所用到的材料器具等。在t3時，C組產(chǎn)物總量不變，原因是_____。 （2）請?zhí)峁┮环N方法，使三組實驗可以在更短的時間內(nèi)完成（假設(shè)實驗過程中除自變量外的其他環(huán)境條件均為胃蛋白酶的最適條件，且酶的濃度不可改變），并說明理由。方法：_______________，理由： 。 （3）如果要確認上述實驗中酶促反應速率的差別是由于酶的活性不同而不是酶本身其他因素的作用，還應補充的對照實驗是_____。 【答案】（1）溫度和反應時間 pH值溫度升高使酶變性失活 （2）將蛋白塊切成小塊可增大底物與酶的接觸面積，使酶促反應加快 （3）另取一支與其他三個實驗組相同的試管，將加熱煮沸后的胃蛋白酶溶液加入試管中，其他操作相同 【解析】（1）通過曲線圖分析，本實驗的自變量為是溫度和反應時間，因變量是產(chǎn)物濃度，除此之外屬于無關(guān)變量。故本實驗需要控制的無關(guān)變量有酶的濃度、底物的量和pH值（寫出一種即可）、實驗中所用到的材料器具等。在 t3 時，C 組產(chǎn)物總量不變，原因是溫度升高使酶變性失活，不再發(fā)揮催化的功能。（2）將底物蛋白塊切成小塊，這樣可以使其加大與胃蛋白酶的接觸，這樣反應更快，故可增大底物與酶的接觸面積，使酶促反應加快。（3）酶促反應速率的差別受很多因素的影響，如溫度，PH等。如果要確認上述實驗中是由于酶的活性不同而不是酶本身其他因素的作用，還應再增設(shè)對照實驗：另取一支與其他三個實驗組相同的試管，將加熱煮沸后的胃蛋白酶溶液加入試管中，其他操作相同。 3．（2019屆甘肅省慶陽市寧縣高三上學期期末聯(lián)考）請回答下列有關(guān)酶和ATP的問題： （1）ATP的結(jié)構(gòu)簡式是_____________ ；植物細胞能產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有_________________。 （2）為證明過氧化氫酶的活性受pH的影響，同學甲做了如下實驗： 請完善表格X處的內(nèi)容：_______________________________________。 （3）一般情況下，不能用淀粉酶為材料探究pH對酶活性的影響，原因是_____________。 （4）請以淀粉、淀粉酶、蔗糖酶為材料設(shè)計實驗驗證酶的催化作用具有專一性，寫出實驗思路并預測實驗結(jié)果和結(jié)論。 實驗思路：______________________________________。 結(jié)果與結(jié)論：________________________________________________________________________。 【答案】（1）A-P~P~P 線粒體、葉綠體和細胞質(zhì)基質(zhì) （2）0.5 mL 蒸餾水 （3）酸能催化淀粉水解 （4）實驗思路：取兩只試管編號A、B，A試管加入淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液，B試管加入等量淀粉溶液和蔗糖酶溶液；將A、B試管置于相同且適宜條件下，待反應一段時間后，分別滴入斐林試劑水浴加熱，觀察兩只試管的顏色變化；結(jié)果：A試管溶液出現(xiàn)磚紅色沉淀，B試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀；結(jié)論：酶具有專一性 【解析】（1）ATP的結(jié)構(gòu)簡式為A-P～P～P；綠色植物葉肉細胞中合成ATP的生理過程為呼吸作用和光合作用，場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。（2）證明過氧化氫酶的活性受pH的影響時，除了設(shè)置酸性條件、堿性條件的實驗組外，還需要設(shè)置pH＝7的對照組，pH是自變量，氣泡產(chǎn)生的數(shù)量是因變量，其他的量應保持相同且適宜，因此X處應加0.5 mL 蒸餾水。（3）一般情況下，不能用淀粉酶為材料探究pH對酶活性的影響，原因是酸能催化淀粉水解。（4）實驗思路：①取兩只試管編號A、B，A試管加入淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液，B試管加入等量淀粉溶液和蔗糖酶溶液；②將A、B試管置于相同且適宜條件下，待反應一段時間后，分別滴入斐林試劑水浴加熱，觀察兩只試管的顏色變化；結(jié)果與結(jié)論：①結(jié)果：A試管溶液出現(xiàn)磚紅色沉淀，B試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀；②結(jié)論：酶具有專一性 4．（2019屆黑龍江省哈爾濱市第三中學校高三上學期第一次調(diào)研）紅薯和土豆都富含淀粉，但紅薯吃起來比土豆甜，為探究其原因，某興趣小組以紅薯的塊根和土豆的塊莖為材料，在不同溫度，其他條件相同的情況下對處于休眠期的紅薯塊根與土豆塊莖處理30分鐘后，測定還原糖含量見下表。 處理溫度（℃） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 紅薯還原糖含量（mg/g） 20 23.3 32 37.6 50.5 70.2 80 68.9 45.3 土豆還原糖含量（mg/g） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 （1）由表可見，溫度為60℃時紅薯還原糖含量最高，這是因為_______________。 （2）請你推測土豆塊莖不含有還原糖的最可能原因是_____________。 （3）為了確認土豆不含還原糖的原因，請完成以下實驗： 實驗原理：①淀粉能被淀粉酶水解為還原糖②____________________________ 備選材料與用具：紅薯提取液（去淀粉與還原糖），土豆提取液（去淀粉），斐林試劑，雙縮脲試劑，質(zhì)量分數(shù)為3%的淀粉溶液和質(zhì)量分數(shù)為3%的蔗糖溶液等。 實驗步驟： 第一步：取A、B兩支試管，在A試管中加入紅薯提取液，B管中加入等量的土豆提取液。 第二步：60℃水浴保溫5min后，在A、B兩支試管中各加入___________。 第三步：60℃水浴保溫5min后，在A、B兩支試管中各加入____________。 第四步：_____________________。 實驗現(xiàn)象：___________________。 實驗結(jié)論：___________________。 【答案】（1）紅薯中淀粉酶的最適溫度為60℃ （2）土豆塊莖不含淀粉酶 （3）原理：還原糖與斐林試劑反應產(chǎn)生磚紅色沉淀第二步：等量的淀粉溶液第三步：等量的斐林試劑 第四步：50-65℃水浴加熱2min實驗現(xiàn)象：A試管溶液出現(xiàn)磚紅色沉淀，B試管溶液呈藍色（或沒有出現(xiàn)磚紅色沉淀）實驗結(jié)論：紅薯塊根含淀粉酶而土豆塊莖不含淀粉酶 【解析】（1）還原糖是淀粉在酶促反應下的產(chǎn)物，溫度為60℃時紅薯還原糖含量最高，說明該溫度是淀粉酶的最適溫度條件。（2）紅薯中含有淀粉，卻不含還原糖，說明紅薯不含能催化淀粉轉(zhuǎn)化為還原性糖的淀粉酶。（3）該實驗中還原糖的鑒定原理包括：①淀粉能被淀粉酶水解為還原糖；②還原糖與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀。（4）由還原糖的鑒定的步驟為可得該實驗步驟中，第二步需加實驗材料，即在A、B兩支試管中加入等量的淀粉溶液；第三步需要加斐林試劑進行鑒定，其作用條件為50-65℃水浴保溫2min。第四步：觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化。實驗現(xiàn)象：有還原性糖的試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，即A試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，B試管沒有磚紅色沉淀。實驗結(jié)論：紅薯塊根含淀粉酶而土豆塊莖不含淀粉酶。