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酶和ATP 精選大題 例：（2016全國(guó)卷II）為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組（20℃）、B組（40℃）和C組（60℃），測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)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(wèn)題： （1）三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是組。 （2）在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)。 （3）如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時(shí)，C組產(chǎn)物總量，原因是。 （4）生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是，其特性有（答出兩點(diǎn)即可）。 【答案】（1）B （2）加快 （3）不變60℃條件下，t2時(shí)酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會(huì)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(yīng)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，40℃時(shí)產(chǎn)物濃度增加最快，說(shuō)明酶的活性最高，而B(niǎo)組控制的溫度是40℃。（2）A組控制的溫度是20℃。在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10℃，因酶的活性增強(qiáng)，則A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。（3）對(duì)比分析圖示中的3條曲線可推知，在時(shí)間t2時(shí)，C組的酶在60℃條件下已經(jīng)失活，所以在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，在t3時(shí)，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(shí)驗(yàn)中學(xué)高三仿真訓(xùn)練）研究溫度對(duì)某種酶活性的影響實(shí)驗(yàn)，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組（20℃）、B組（40℃）和C 組（60℃），測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度（其他條件相同），結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉?wèn)題： （1）若除酶以外的所有試劑已預(yù)保溫，在測(cè)定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)將下列操作按順序排列：___→⑤______ →________→② ①加入酶②檢測(cè)產(chǎn)物③保溫并計(jì)時(shí)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(yīng)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?yàn)樵?0℃環(huán)境下_____________，導(dǎo)致酶失活。 （4）若此酶為從動(dòng)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(yùn)輸使用的科學(xué)方法為_(kāi)____________，其分泌過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)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(xué)反應(yīng)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(biāo)記法流動(dòng)性 【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定酶活力，因此在該實(shí)驗(yàn)中，pH（緩沖物質(zhì)）、溫度均為無(wú)關(guān)變量，無(wú)關(guān)變量（緩沖物質(zhì)）會(huì)影響酶促反應(yīng)速率，因此在酶與底物混合之前應(yīng)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(shí)間，為酶促反應(yīng)提供反應(yīng)時(shí)間。因此該實(shí)驗(yàn)操作的正確順序?yàn)棰堋荨佟邸?。?）已知酶的主要作用為降低反應(yīng)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(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。（3）反應(yīng)結(jié)束時(shí)，C組產(chǎn)物濃度低于A、B組，原因是C組溫度過(guò)高，破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，反應(yīng)一段時(shí)間之后酶變性失活，無(wú)法催化反應(yīng)進(jìn)行，說(shuō)明酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在適宜溫度的條件下進(jìn)行的。（4）若此酶為從動(dòng)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(yùn)輸使用的科學(xué)方法為同位素標(biāo)記法，其分泌過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 2．（2019屆黑龍江省哈爾濱市第九中學(xué)高三上學(xué)期期末考試）為了研究溫度對(duì)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(gè)實(shí)驗(yàn)組：A 組（20℃）、B 組（40℃）和 C 組（60℃），定時(shí)取樣測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度（其他條件相同），測(cè)定結(jié)果如圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： （1）本實(shí)驗(yàn)的自變量為_(kāi)____，需要控制的無(wú)關(guān)變量有酶的濃度、底物的量和_____（寫(xiě)出一種即可）、實(shí)驗(yàn)中所用到的材料器具等。在t3時(shí)，C組產(chǎn)物總量不變，原因是_____。 （2）請(qǐng)?zhí)峁┮环N方法，使三組實(shí)驗(yàn)可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成（假設(shè)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shuō)明理由。方法：_______________，理由： 。 （3）如果要確認(rèn)上述實(shí)驗(yàn)中酶促反應(yīng)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(yīng)補(bǔ)充的對(duì)照實(shí)驗(yàn)是_____。 【答案】（1）溫度和反應(yīng)時(shí)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(yīng)加快 （3）另取一支與其他三個(gè)實(shí)驗(yàn)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(guò)曲線圖分析，本實(shí)驗(yàn)的自變量為是溫度和反應(yīng)時(shí)間，因變量是產(chǎn)物濃度，除此之外屬于無(wú)關(guān)變量。故本實(shí)驗(yàn)需要控制的無(wú)關(guān)變量有酶的濃度、底物的量和pH值（寫(xiě)出一種即可）、實(shí)驗(yàn)中所用到的材料器具等。在 t3 時(shí)，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(yīng)更快，故可增大底物與酶的接觸面積，使酶促反應(yīng)加快。（3）酶促反應(yīng)速率的差別受很多因素的影響，如溫度，PH等。如果要確認(rèn)上述實(shí)驗(yàn)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(yīng)再增設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：另取一支與其他三個(gè)實(shí)驗(yàn)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(yáng)市寧縣高三上學(xué)期期末聯(lián)考）請(qǐng)回答下列有關(guān)酶和ATP的問(wèn)題： （1）ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_____________ ；植物細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有_________________。 （2）為證明過(guò)氧化氫酶的活性受pH的影響，同學(xué)甲做了如下實(shí)驗(yàn)： 請(qǐng)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(duì)酶活性的影響，原因是_____________。 （4）請(qǐng)以淀粉、淀粉酶、蔗糖酶為材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的催化作用具有專一性，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)思路：______________________________________。 結(jié)果與結(jié)論：________________________________________________________________________。 【答案】（1）A-P~P~P 線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) （2）0.5 mL 蒸餾水 （3）酸能催化淀粉水解 （4）實(shí)驗(yàn)思路：取兩只試管編號(hào)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(yīng)一段時(shí)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(jiǎn)式為A-P～P～P；綠色植物葉肉細(xì)胞中合成ATP的生理過(guò)程為呼吸作用和光合作用，場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。（2）證明過(guò)氧化氫酶的活性受pH的影響時(shí)，除了設(shè)置酸性條件、堿性條件的實(shí)驗(yàn)組外，還需要設(shè)置pH＝7的對(duì)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(yīng)保持相同且適宜，因此X處應(yīng)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(duì)酶活性的影響，原因是酸能催化淀粉水解。（4）實(shí)驗(yàn)思路：①取兩只試管編號(hào)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(yīng)一段時(shí)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(xué)校高三上學(xué)期第一次調(diào)研）紅薯和土豆都富含淀粉，但紅薯吃起來(lái)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(duì)處于休眠期的紅薯塊根與土豆塊莖處理30分鐘后，測(cè)定還原糖含量見(jiàn)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(jiàn)，溫度為60℃時(shí)紅薯還原糖含量最高，這是因?yàn)開(kāi)______________。 （2）請(qǐng)你推測(cè)土豆塊莖不含有還原糖的最可能原因是_____________。 （3）為了確認(rèn)土豆不含還原糖的原因，請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液等。 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：___________________。 實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A試管溶液出現(xiàn)磚紅色沉淀，B試管溶液呈藍(lán)色（或沒(méi)有出現(xiàn)磚紅色沉淀）實(shí)驗(yàn)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(yīng)下的產(chǎn)物，溫度為60℃時(shí)紅薯還原糖含量最高，說(shuō)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(shuō)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(shí)驗(yàn)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(yīng)生成磚紅色沉淀。（4）由還原糖的鑒定的步驟為可得該實(shí)驗(yàn)步驟中，第二步需加實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(méi)有磚紅色沉淀。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：紅薯塊根含淀粉酶而土豆塊莖不含淀粉酶。