1、03酶与ATP1.ATP与能量转换2.ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”,但在不同物质中“A”的含义不同,如图所示:3.读懂关于酶的三类曲线(1)酶的作用原理曲线曲线解读由图可知,酶的作用原理是降低化学反应的活化能;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)酶的特性曲线曲线解读图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线相比较,表明酶具有高效性;图2中两曲线相比较,表明酶具有专一性(3)影响酶促反应速率的因素曲线曲线解读分析图1和图2:温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率;分析图3:OP段的限制
2、因素是底物浓度,P点以后的限制因素则是酶浓度4.归纳几种重要的酶及其作用DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键,用于DNA复制等RNA聚合酶催化核糖核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键,用于RNA合成(转录)等基因工程工具酶限制酶:特异性识别和切割DNA分子(断开磷酸二酯键);DNA连接酶:连接两个具有黏性末端或平末端的DNA片段;TaqDNA聚合酶:用于PCR中扩增目的基因DNA解旋酶用于DNA复制时打开双链间的氢键核酸水解酶包括DNA酶(破坏DNA)、RNA酶(破坏RNA),可用于遗传物质化学本质的探究各种消化酶可催化相关大分子的水解,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等细胞工程工具酶纤维素酶、果胶酶
3、(除去细胞壁);胰蛋白酶或胶原蛋白酶(用于动物细胞培养)5.酶促反应实验的注意事项(1)反应物和酶的选择在研究温度对酶活性影响的实验中,不宜选用过氧化氢酶催化H2O2的分解,因为H2O2在加热的条件下易分解。在研究pH对酶活性影响的实验中,由于酸对淀粉有分解作用,并且碘可与碱反应,所以一般不选用淀粉和淀粉酶作为实验材料,常选用H2O2和过氧化氢酶。(2)检测试剂的选择在研究温度对酶活性影响的实验中,鉴定淀粉是否分解用碘液,一般不选用斐林试剂,因为用斐林试剂时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。若物质反应前后均能与试剂发生反应,例如麦芽糖和水解后形成的葡萄糖均能与斐林试剂反应,再如蛋白质和水解
4、后形成的多肽均能与双缩脲试剂反应,则此类试剂不能选用。若物质反应前后均不能与试剂反应,例如蔗糖和水解后形成的单糖均不能与碘液反应,此类试剂也不能选用。考能1围绕ATP的结构与功能考查理解能力1.(2019年厦门月考)下图为ATP的结构示意图。下列相关叙述正确的是()。A.细胞中所有需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的B.图中的断裂一般与放能反应联系在一起C.图中是mRNA、质粒及某些酶共有的碱基之一D.图中是DNA的基本组成单位之一解析细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的,A错误;图中(高能磷酸键)的断裂一般与吸能反应联系在一起,B错误;图中是腺嘌呤,是mRNA、
5、质粒及某些酶(绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA)共有的碱基之一,C正确;图中是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,D错误。答案C2.下列是生物界中的能量“通货”ATP的相关代谢示意图,相关叙述正确的是()。A.组成图中M和N的元素与动植物体内重要的储能物质的组成元素相同B.图中过程消耗的能量1可来自光能,过程释放的能量2可转化成光能C.图中能量2可以为葡萄糖进入人成熟的红细胞直接提供能量D.代谢旺盛的细胞内ATP含量较多,代谢缓慢的细胞内ADP含量较多解析图中M表示腺嘌呤,腺嘌呤含有氮元素;N表示核糖,核糖不含氮元素;动植物体内重要的储能物质是脂肪,脂肪不含氮元素,A错误。光合作用的
6、光反应过程中,合成ATP所需的能量来自光能;萤火虫夜间发光消耗的能量可由ATP直接提供,B正确。葡萄糖进入人成熟红细胞的运输方式为协助扩散,需要载体,不消耗能量,C错误。ATP在细胞内的含量不多,代谢旺盛的细胞内ATP和ADP的相互转化更为迅速,D错误。答案B明辨与ATP相关的五个易错点(1)ATP不等同于能量,ATP是一种高能磷酸化合物,是一种直接能源物质,不能将ATP与能量等同起来。(2)ATP在细胞中的含量很少,由于ATP与ADP间的快速转化,因此能保证生命活动的需要。(3)ATP与水的关系:ATP合成时可产生水、ATP水解时需消耗水。(4)ATP并非唯一的直接能源物质:直接能源物质除A
7、TP外,还有GTP、CTP、UTP等。(5)除光能、有机物中的化学能外,硝化细菌等化能合成细菌可利用体外无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。考能2考查对酶的本质、作用和特性的理解3.(2019年皖中联考)在大肠杆菌中发现的RNaseP(一种酶)是一种由蛋白质和RNA组成的复合体,某实验小组提取核心组件M1(可在一定盐离子环境下体外单独催化tRNA加工过程),经蛋白酶处理后的M1仍然具有催化功能,而经RNA水解酶处理后的M1不再具备催化功能。下列说法中正确的是()。A.可用双缩脲试剂检测核心组件M1的成分B.M1能为tRNA的体外加工过程提供活化能C.M1功能的丧失主要影响基因表达
8、中的转录过程D.核心组件M1也具有高效性、专一性和作用条件温和的特点解析核心组件M1经蛋白酶处理后仍然具有催化功能,而经RNA水解酶处理后不再具备催化功能,表明M1是具有催化功能的RNA。核心组件M1的成分是RNA,而双缩脲试剂是用于检测蛋白质的,A错误;M1具有催化功能,原理是降低化学反应所需的活化能,而不是提供活化能,B错误;M1功能的丧失即催化功能的丧失,主要影响化学反应的速率,C错误;核心组件M1具有催化功能,也具有高效性、专一性和作用条件温和的特点,D正确。答案D4.为使反应物A产物P,采取了酶催化(最适温度和pH)和无机催化剂催化两种催化方法,其能量变化过程用图甲中两条曲线表示,图
9、乙是某酶促反应过程的示意图。下列有关分析不合理的是()。A.距离b可反映无机催化剂比酶催化效率低的原因B.适当升高温度,曲线对应的距离a将下降C.若图乙中代表蔗糖,那么代表果糖和葡萄糖D.图乙所示过程可以说明酶具有专一性解析图甲所示为最适温度和pH下的酶促反应,适当升高温度,酶降低活化能的作用减弱,即a将上升。答案B考能3结合坐标曲线考查影响酶促反应速率的因素5.(2019年宜春月考)下图甲表示pH对某酶活性的影响,乙表示在最适温度下,pH=b时,反应物浓度对该酶所催化的化学反应速率的影响。下列有关叙述正确的是()。A.初始pH改为a时,e点下移,d点右移B.初始温度升高10 时,e点不移,d
10、点右移C.Od段,随着反应物浓度的增加,该酶活性逐渐增强D.增加少量该酶,乙图中e点将上移,d点将右移解析甲图中pH=b时酶活性最高,乙图表示在最适温度下,pH=b(最适pH)时的反应速率变化情况,若pH改为a,则酶活性下降,乙图中最大反应速率减小,e点下移,达到最大反应速率时需要的反应物浓度减小,d点左移,A错误;初始温度为最适温度,温度升高10,酶活性将会降低,乙图中最大反应速率减小,e点下移,达到最大反应速率时需要的反应物浓度减小,d点左移,B错误;乙图Od段,随着反应物浓度的增加,反应速率增加,但该过程中酶活性不变,C错误;乙图为在最适温度下,pH=b(最适pH)时,反应物浓度对该酶所
11、催化的化学反应速率的影响曲线,增加少量该酶,最大反应速率将增大,其达到最大化学反应速率所需的反应物浓度将增大,乙图中e点将上移,d点将右移,D正确。答案D6.在最适温度和pH条件下将一定量的淀粉与淀粉酶进行混合,图中曲线为麦芽糖生成量情况,曲线或为在P点时改变某一条件后所得的。下列叙述正确的是()。A.曲线所示麦芽糖生成速率不断减小说明淀粉酶活性不断降低B.在P点时若降低温度会得到曲线,若提高温度会得到曲线C.在P点时若适当降低pH或将酶换成无机催化剂均会得到曲线D.在P点时若增加一定量的淀粉会得到曲线解析曲线所示麦芽糖生成速率不断减小是淀粉不断被消耗,含量减少所致,淀粉酶活性不变,A错误。曲
12、线是在最适温度条件下得到的,故在P点时提高温度或降低温度均会得到曲线,B错误。曲线是在最适pH条件下得到的,故在P点时适当提高或降低pH均会得到曲线;酶的催化效率高于无机催化剂,故将酶换成无机催化剂也会得到曲线,C正确。在P点时若增加淀粉量会使最终生成的麦芽糖总量增加,而图中麦芽糖的最终生成量是恒定的,D错误。答案C利用“四看法”掌握酶促反应曲线类试题解题策略(1)一看两坐标轴的含义:分清自变量与因变量,了解两个变量的关系。(2)二看曲线的变化:利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化,掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时,一般情况下,生成物的量未达到饱和时,限制因素是
13、横坐标所表示的因素,当达到饱和后,限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。(3)三看特殊点:即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点,理解特殊点的意义。(4)四看不同曲线的变化:理解曲线之间的内在联系,找出不同曲线的异同及变化的原因。考能4与酶相关的实验设计及分析7.为探究影响酶活性的因素,验证酶的专一性和高效性等,某同学设计了4套方案,如表所示。下列相关叙述正确的是()。方案催化剂底物pH温度胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白块中性室温淀粉酶淀粉、蔗糖适宜适宜蛋白酶蛋白质适宜不同温度过氧化氢酶、氯化铁溶液过氧化氢强酸性室温A.方案的目的是探究pH对酶活性的影响,自变量是酶的种类B.方案的目的
14、是验证淀粉酶的专一性,可用斐林试剂检测C.方案的目的是验证温度对酶活性的影响,可用双缩脲试剂检测D.方案的目的是验证酶的高效性,加酶的一组产生气泡数较多解析探究pH对酶活性的影响时,自变量是pH,方案的自变量是酶的种类,可用于比较胃蛋白酶、胰蛋白酶在中性条件下酶活性的大小,A错误。方案中催化剂只有淀粉酶,底物有淀粉和蔗糖,可用于验证淀粉酶的专一性;淀粉和蔗糖的水解产物都有还原糖,可用斐林试剂检测,B正确。蛋白酶与双缩脲试剂也会发生反应,C错误。过氧化氢酶在强酸条件下失活,所以方案中产生气泡较多的是加氯化铁溶液的一组,D错误。答案B8.研究者用磷酸化酶(混合酶)、单糖、淀粉和不同pH缓冲液组成不
15、同反应体系,并测定了各反应体系中淀粉含量的变化(实验中pH对淀粉含量没有直接影响),结果见下表。随后,测定了水稻开花后至成熟期间,水稻籽粒中淀粉含量和磷酸化酶相对活性的变化,结果如下图所示,回答下列问题:不同反应体系中淀粉含量的变化pH5.76.06.66.97.4淀粉量(mg/mL)作用前0.8460.8460.8460.8460.846作用后0.6120.8011.1571.1210.918(1)分析表格中淀粉量的变化情况,推测磷酸化酶的具体功能包括。(2)结合图表分析,开花后1020天内,水稻籽粒细胞中pH可能在(填“5.7”“6.0”或“6.6”)附近,此时间段内,水稻籽粒中磷酸化酶相
16、对活性与淀粉含量变化的关系是。(3)另有研究发现,水稻籽粒细胞中pH基本稳定,其原因是。(4)请综合分析,水稻开花后至成熟期间,磷酸化酶相对活性发生变化的原因可能是。解析(1)比较分析表中数据可知,本实验的自变量是pH,因变量是淀粉含量。当pH为5.7和6.0时,反应体系中淀粉的含量减少,说明反应体系中部分淀粉在磷酸化酶的作用下分解了;当pH为6.6、6.9和7.4时,反应体系中淀粉的含量增加,说明在磷酸化酶的作用下反应体系中有淀粉合成。由此可知,磷酸化酶(混合酶)在这个反应体系中即在不同pH条件下,可能催化淀粉分解,也可能催化淀粉合成。(2)结合图表分析,开花后1020天内磷酸化酶的相对活性
17、较高,淀粉积累的速度较快,所以水稻籽粒细胞中的pH可能是6.6;分析图中曲线可知,在开花后1020天内,前期磷酸化酶相对活性增高,淀粉含量积累加快,后期磷酸化酶相对活性下降,淀粉含量积累减缓。答案(1)催化淀粉的分解与合成(2)6.6前期磷酸化酶相对活性增高,淀粉含量积累加快;后期磷酸化酶相对活性下降,淀粉含量积累减缓(合理即可)(3)水稻籽粒细胞中存在酸碱缓冲物质,能减少H+、OH-的浓度波动,维持pH基本稳定(合理即可)(4)细胞内基因表达情况发生了变化、激素含量的变化影响了细胞代谢、水稻籽粒细胞中代谢产物积累改变了酶的活性等(合理即可)酶的验证、探究或评价性实验题解题步骤第一步,分析实验
18、目的,确定自变量与因变量(检测指标)。第二步,明确实验原理(新情境题的题干中会有提示,要注意提炼)。第三步,准确书写实验步骤,注意遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。酶相关实验常常是用表格形式呈现实验步骤。第四步,如果是选择题,要依据实验原理、实验原则、所学的生物知识进行综合分析,然后做出判断;如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析,以确定所填答案。A组基础过关1.(2019年九江联考)下列有关酶和ATP的叙述,正确的是()。A.在细胞中,能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通B.人体成熟的红细胞既能产生酶又能产生ATPC.植物的叶绿体产生的ATP可用于一切生命活动D.胃蛋白
19、酶催化反应的最适温度和保存温度是37 解析细胞内的吸能反应一般与ATP分解相联系,放能反应一般与ATP合成相联系,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通,A正确;人体成熟红细胞中没有细胞核和核糖体,不能产生酶,B错误;植物叶绿体产生的ATP用于光合作用暗反应,C错误;胃蛋白酶催化反应的最适温度是37,而保存温度应该是零上低温,D错误。答案A2.研究人员以HCl溶液和淀粉酶为实验材料,探究它们对蛋白质和淀粉的催化水解作用,实验结果如下图所示。下列有关分析错误的是()。A.两图中,物质甲、乙分别为蛋白质和淀粉B.图1、图2实验所用催化剂分别是HCl溶液和淀粉酶C.该实验可证明酶具有专一性和
20、高效性D.该实验可证明淀粉酶具有降低活化能的作用解析酸能够催化多糖、蛋白质等物质水解,故能同时催化蛋白质和淀粉水解的是HCl溶液(图1);酶具有专一性,只能催化一种或一类化学反应(图2),所以乙是淀粉,甲是蛋白质,A、B正确。对比两图中乙曲线可知,无机催化剂的催化效率远远低于酶,再结合图2分析可以确定,酶具有专一性和高效性,C正确。本实验没有反映出酶具有降低活化能的作用,D错误。答案D3.(2019年芜湖模拟)在最适条件下,某一不可逆化学反应进行到t1时,加入催化该反应的酶(成分为蛋白质)。该反应在加酶前后反应物浓度随时间的变化如下图所示。下列有关分析错误的是()。A.当反应时间达到t2时,酶
21、完全失去活性B.适当升高反应体系的温度,t2将会右移C.t1后反应物浓度降低的速率可大致表示酶促化学反应的速率D.受反应物浓度的限制,t1t2酶促反应速率逐渐减慢解析题图为最适条件下反应物浓度随时间的变化情况,当反应时间达到t2时,酶没有失去活性,而是反应物被消耗完了,A错误;适当升高反应体系的温度,温度将不是最适温度,加酶之后,反应时间会延长,因此,t2将会右移,B正确;未加入酶时,反应物浓度在下降,t1后反应物浓度降低的速率可大致表示酶促化学反应的速率,C正确;由于该反应是不可逆化学反应,且在最适条件下,t1t2酶促反应速率逐渐减慢是受反应物浓度的限制,D正确。答案A4.(2019年江苏模
22、拟)ATP是生物体内重要的能源物质,下图表示ATP和ADP、AMP之间的转化关系,下列有关叙述错误的是()。A.ATP、ADP、AMP和核糖体中都含有核糖B.甲过程中释放的能量可用于C3还原或细胞分裂C.催化乙和丙过程的酶应该是同一种酶D.有些酶的组成元素与ATP的组成元素相同解析ATP中的“A”代表腺苷,腺苷包括腺嘌呤和核糖,ATP、ADP、AMP都含有核糖,核糖体由rRNA和蛋白质组成,而rRNA中也含有核糖,A正确;甲过程为ATP的水解,释放的能量可用于C3还原或细胞分裂,B正确;酶具有专一性,催化乙和丙过程的酶是不同种酶,C错误;ATP的组成元素为C、H、O、N、P,有些酶的成分是RN
23、A,RNA的组成元素也是C、H、O、N、P。答案C5.科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质,并且发现该物质(简称F)不仅在能量储存过程中起着重要作用,而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。生化实验还证实,当某些物质存在时,F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。下列相关叙述错误的是()。A.物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与B.物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性C.线粒体中若缺少物质F,ADP可能无法与磷酸结合形成ATPD.线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解解析F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体,当某些物质存在时,F可以把
24、ATP缓慢水解为ADP和磷酸,故F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性,线粒体中若缺少它,ADP可能无法与磷酸结合形成ATP,A、B、C正确;线粒体中形成ATP所需要的能量来自丙酮酸的分解以及H和氧气的结合,D错误。答案DB组能力提升6.(2019年济宁期末)下图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图(M表示酶,Q表示能量,甲、乙表示化合物),下列叙述正确的是()。A.吸能反应伴随着甲的形成,能量由Q2提供B.两分子葡萄糖合成一分子蔗糖的过程中,物质甲的量增多C.物质乙由腺嘌呤和核糖组成,是构成RNA的基本单位之一D.Q1可以来源于光能,Q2不能转化为光能,M1和M2不是同一种
25、酶解析吸能反应伴随着ATP的水解反应,即伴随着甲的形成,能量由Q2提供,A正确;两分子葡萄糖合成一分子麦芽糖,B错误;物质乙由腺嘌呤、核糖和磷酸组成,是RNA的基本组成单位之一,C错误;Q1可以来源于光能,Q2能转化为光能,M1和M2不是同一种酶,D错误。答案A7.(2018年邯郸质检)下图中甲曲线表示在最适温度下-淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与淀粉浓度之间的关系,乙、丙两曲线表示-淀粉酶催化淀粉水解的反应速率随温度或pH的变化,下列相关分析正确的是()。A.乙、丙两曲线横轴对应的影响因素分别为温度和pHB.分析曲线可知,e、g两点所对应条件是短期内保存该酶的最适条件C.d、f两点所对应的-淀
26、粉酶活性一致,该酶的空间结构都遭到破坏D.若在a点升温或在bc段增加淀粉的浓度,都将使反应速率增大解析高温、过酸、过碱都会使酶失活,据此可推知:乙曲线表示该酶促反应速率随温度的变化趋势,丙曲线表示该酶促反应速率随pH的变化趋势,因此乙、丙两曲线横轴对应的影响因素分别为温度和pH,A正确。e点对应的温度表示该酶的最适温度,g点对应的pH对该酶而言属于过酸,该酶的空间结构在一定程度上被破坏,因此e、g两点所对应条件不是短期内保存该酶的最适条件,B错误。d、f两点所对应的-淀粉酶活性一致,但d点(低温)时该酶的空间结构没有遭到破坏,f点(高温)时该酶的空间结构已遭到破坏,C错误。图中甲曲线表示在最适
27、温度下-淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与淀粉浓度之间的关系,若在a点升温,酶的活性减弱,反应速率将减小;bc段限制酶促反应速率的因素是-淀粉酶的浓度,此时增加淀粉的浓度,不会使反应速率增大,D错误。答案A8.某兴趣小组为了探究温度对酶活性的影响,用打孔器获取新鲜的厚度为5 mm的三片土豆,进行了下表实验。下列有关叙述错误的是()。实验步骤土豆片A土豆片B土豆片C处理方式静置煮熟后冷却冰冻滴加质量分数为3%的H2O2溶液1 mL1 mL1 mL观察实验现象产生大量气泡几乎不产生气泡产生少量气泡A.土豆片的厚度大小是该实验的自变量B.新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶C.高温和低温都能影响过氧化氢酶的活性
28、D.定性实验无法确定过氧化氢酶的最适温度解析土豆片的厚度都是5mm,为无关变量,自变量是温度,A错误;由三组实验现象可知,新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶,B正确;三组实验对比,说明高温和低温都能使过氧化氢酶活性降低,C正确;定性实验是为了判断某种因素是否存在,无法确定过氧化氢酶的最适温度,D正确。答案A9.(2019年深圳调研)从青霉菌中提取的淀粉酶在不同温度条件下分别催化等量淀粉反应1 h和2 h,其产物麦芽糖的相对含量如下图所示。相关分析正确的是()。A.第1 h内,酶的最适温度在4550 B.第1 h到第2 h,45 条件下淀粉酶活性提高C.第1 h到第2 h,50 条件下酶的催化作用明显
29、D.若只生产1 h,45 左右时麦芽糖产量相对较高解析据图分析,第1h内,45时麦芽糖的相对含量最高,说明酶的最适温度在4050,A错误;第1h到第2h,45时麦芽糖的相对含量(两柱状图之差)比40时的低,说明45条件下淀粉酶活性降低了,B错误;第1h到第2h,50条件下麦芽糖的含量没有变化,说明酶已失活,C错误;若只生产1h,45左右时麦芽糖产量相对较高,D正确。答案D10.植物细胞膜上的H+-ATP酶能催化ATP水解释放能量,该能量用于H+的跨膜转运。科技人员进行了不同浓度的K+、Mg2+条件下绿豆植物细胞膜上H+-ATP酶的活性研究。实验结果如下表:Mg2+浓度H+-ATP酶活性K+浓度
30、A1.534.500.4440.6940.7780.7762.50.5500.7330.7890.7835.00.5830.7560.8500.853注:K+、Mg2+的浓度单位是mol/L依据上述实验回答下列问题:(1)H+-ATP酶的化学本质是。(2)本实验的自变量是。实验中的无关变量有(写出两个即可)。(3)表中A的数值是。(4)实验中各组加入不同浓度的K+溶液的体积应,目的是。(5)从表中数据可以得出在条件下,H+-ATP酶活性最高,实验结论为。解析(1)H+-ATP酶的化学本质是蛋白质。(2)对照实验的设计应遵循单一变量原则,根据题意可知,本实验的自变量是K+、Mg2+的浓度;实验中
31、的无关变量有温度、pH等,对照实验的无关变量要相同且适宜。(3)表中A的数值是0,此组的数据作为对照。(4)实验中各组不同浓度K+溶液的体积属于无关变量,故加入的量应相等,目的是避免K+溶液体积的不同对实验结果产生干扰。(5)从表中数据可以得出,在K+、Mg2+浓度分别为5.0mol/L和4.5mol/L时,H+-ATP酶活性最高;表中数据表明:在一定浓度范围内,K+、Mg2+都能提高H+-ATP酶活性,K+、Mg2+共同作用比K+或Mg2+单独作用时,H+-ATP酶活性更高。答案(1)蛋白质(2)K+、Mg2+的浓度温度、pH(3)0(4)相等避免K+溶液体积的不同对实验结果产生干扰(5)K
32、+、Mg2+浓度分别为5.0mol/L和4.5mol/L在一定浓度范围内,K+、Mg2+都能提高H+-ATP酶活性,K+、Mg2+共同作用比K+或Mg2+单独作用时,H+-ATP酶活性更高11.(2018年凯里模拟)为了研究生物细胞中过氧化氢酶的活性,科研人员利用猪肝和马铃薯块茎为材料,制备得到猪肝粗酶液和马铃薯块茎粗酶液,设置pH为6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5的6个梯度,其他条件相同且适宜,测定各组实验的O2生成速率(mL/min),结果如下表所示:pHO2生成速率材料6.06.57.07.58.08.5猪肝粗酶液16.026.730.323.612.39.5马铃薯块茎粗酶
33、液6.28.410.410.49.64.0请回答下列问题:(1)该实验的自变量是。(2)据表分析,相同pH条件下,细胞中过氧化氢酶的活性更高。如果要测马铃薯块茎细胞中过氧化氢酶的最适pH,实验设计思路是。(3)生物体内,酶的基本组成单位是,酶起催化作用的机理是。解析(1)据题干信息可知,该实验的自变量是过氧化氢酶的来源和pH。(2)据表格数据可知,相同pH条件下,猪肝细胞中过氧化氢酶的活性高;马铃薯块茎细胞中过氧化氢酶在pH为7.0和7.5时活性相同且较高,如果要测马铃薯块茎细胞中过氧化氢酶的最适pH,可在pH7.07.5设置较小的梯度,比较不同pH条件下该酶的活性。(3)酶的化学本质是蛋白质
34、或RNA,基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸;酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率。答案(1)pH和过氧化氢酶的来源(2)猪肝在pH7.07.5设置较小的梯度,比较不同pH条件下该酶的活性(3)氨基酸或核糖核苷酸降低化学反应的活化能12.下表是某同学探究温度对酶活性影响的实验操作和实验现象的记录。请回答下列问题:实验操作分组甲乙丙向试管中加入唾液淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL向试管中加入可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL维持温度(5 min)0 37 60 将唾液淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合、振荡后分别保温5 min向试管中滴加碘液1滴1滴1滴观察实验现象变蓝不变蓝变蓝(1)为保证
35、实验的科学性和严谨性,该同学在此实验操作过程中至少需要支试管。(2)若实验结束后,将甲组的温度调至37 ,保温一段时间后,甲组的实验现象是,原因是。(3)在该实验的基础上要进一步探究唾液淀粉酶的最适温度,实验设计思路是。(4)若将实验中的唾液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?。解析(1)分析实验可知,每组实验的唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液在混合前应分别加入2支不同的试管中,处理到指定温度后才能混合,以保证酶促反应在设定的温度下进行,该实验共分3组,所以至少需要6支试管。(2)甲组本来的实验温度为0,酶在低温时活性低;将甲组的温度调至37,酶
36、的活性升高,保温一段时间后,蓝色褪去。(3)在该实验的基础上要进一步探究唾液淀粉酶的最适温度,应在37左右设置一定的温度梯度进行实验,其他条件不变。(4)若将实验中的唾液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,由于高温也能促进H2O2的分解,无法确定反应速率是仅受酶活性的影响还是温度直接影响了H2O2的分解速率。答案(1)6(2)蓝色褪去酶在低温时活性低,在适宜温度下活性升高(低温抑制酶的活性或由037,酶的活性升高)(3)在37左右设置一定的温度梯度进行实验,其他条件不变(4)否(不科学)高温会促进H2O2的分解C组冲刺一流13.(2019年厦门模拟)科研人员在四种不同浓
37、度的大豆蛋白溶液中,加入AL碱性蛋白酶,在一定条件下,水解120 min,获得的实验结果如下图(水解度是指蛋白质分子中被水解的肽键数占总的肽键数的百分比)。下列叙述正确的是()。A.大豆蛋白溶液的浓度为3%时获得的水解产物量最多B.120 min后溶液中所有的肽键已被完全水解C.实验中应保持温度与pH等无关变量相同且适宜D.该实验的自变量是大豆蛋白溶液的浓度与体积解析在一定范围内,随着反应时间的延长,大豆蛋白水解度升高,超过一定范围,大豆蛋白水解度不再随着反应时间的延长而升高。大豆蛋白溶液浓度和时间均会影响水解产物量,A错误;120min后水解度为15%20%,所以120min后溶液中不是所有
38、的肽键都被完全水解了,B错误;根据单一变量原则,实验中应保持温度与pH等无关变量相同且适宜,C正确;该实验的自变量是大豆蛋白溶液的浓度,D错误。答案C14.(2019年郑州段考)小麦种子中的淀粉酶有、两种类型,其中-淀粉酶在高温下易变性,-淀粉酶耐高温但不耐酸,在pH为3.6以下时会变性。某实验小组为探究Ca2+对小麦种子的淀粉酶活性的影响,分别用不同浓度的CaCl2溶液(Cl-不影响淀粉酶活性)处理小麦种子后,提取淀粉酶,实验操作步骤如下表所示,测定的淀粉酶活性的结果如下图所示。请回答下列问题:操作步骤试管编号A1A2B1B2一加入淀粉酶溶液(mL)1.01.01.01.0二处理方式70 水
39、浴后冷却不做处理三加入DNS试剂(mL)2.02.02.02.0四保温40 恒温水浴10 min五加入40 1%淀粉溶液(mL)1.01.01.01.0六保温40 恒温水浴5 min七加入DNS试剂(mL)0.02.00.02.0注:DNS试剂能和麦芽糖发生显色反应,根据颜色的深浅可判断麦芽糖的含量(1)淀粉酶是在种子细胞内的上合成的。与无机催化剂相比,淀粉酶催化淀粉水解的效率更高的原因是。(2)分析淀粉酶活性的测定方法,A1和A2试管在70 下水浴的目的是,B1和B2试管测定的酶活性对应的是图中曲线(填“”或“”)。步骤四、六都需要在40 下保温,其中对保温时间控制要求更为严格的是步骤(填“
40、四”或“六”)。(3)该实验小组根据测定的结果推测Ca2+能提高-淀粉酶的活性,而对-淀粉酶的活性几乎无影响,其依据是。解析(1)淀粉酶的本质是蛋白质,蛋白质是在细胞中的核糖体上合成的。与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的效率更高,故酶比无机催化剂的催化效率高。(2)-淀粉酶在高温下易变性,-淀粉酶耐高温但不耐酸。A1和A2试管在70下水浴的目的是使-淀粉酶失活,以测定-淀粉酶的活性。CaCl2溶液处理小麦种子后,不影响淀粉酶的活性,B1和B2试管测定的酶活性对应的是两种淀粉酶的活性,故淀粉酶的活性较高,对应图中曲线。A1和A2试管测定的酶活性对应的是-淀粉酶的活性,部分淀粉酶的活性较低,
41、对应图中曲线。步骤四、六都需要在40下保温,其中对保温时间控制要求更为严格的是步骤六,原因是避免酶和淀粉的温度不同而使混合后的酶促反应温度不在预设值上,确保酶在设定的温度条件下催化淀粉水解。(3)曲线测定的是两种淀粉酶即-淀粉酶和-淀粉酶的总活性,曲线测定的是-淀粉酶的活性,两种情况下酶活性变化趋势是相似的,故可有此推测。答案(1)核糖体酶降低活化能的作用更显著(2)使-淀粉酶失去活性,以测定-淀粉酶的活性六(3)曲线测定的是总淀粉酶活性,曲线测定的是-淀粉酶的活性,两者增长幅度几乎是一致的15.(2019年新余模拟)为了探究某种淀粉酶的最适温度,某同学进行了下图所示的实验操作。实验步骤如下:
42、步骤:取10支试管,分为5组。每组2支试管中分别加入1 mL某种淀粉酶溶液和2 mL 5 %淀粉溶液。步骤:将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀。步骤:将装有混合溶液的5支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于15 、25 、35 、45 、55 水浴中。反应过程中每隔1 min从各支试管中取出一滴反应液,滴在比色板上,加1滴碘液显色。请回答下列问题:(1)实验原理:淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成还原糖;淀粉酶的活性受温度影响;用碘液可检测淀粉,因为淀粉遇碘液变蓝,根据蓝色深浅来推断淀粉酶的活性。(2)该实验的设计存在一个明显的错误,即步骤前应。(3)在本实验中,各组溶液的pH要保证,该实验(
43、填“能”或“不能”)选用斐林试剂检测实验结果,理由是。(4)纠正实验步骤后,进行操作。一段时间后,当第3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时,各组实验现象如下表所示(“+”表示蓝色程度,“+”越多,表示蓝色越深):组别12345处理温度()1525354555结果+棕黄色+分析上述实验结果,可以得出该淀粉酶的最适温度在。某同学在进行本实验的过程中,发现反应时间过长。为缩短反应时间,请你提出合理的改进措施:。解析分析实验结果,可以得出该淀粉酶的最适温度在2545。在进行本实验的过程中为缩短反应时间,可增加淀粉酶的量或浓度,也可降低底物的量或浓度。答案(2)先将5组试管分别放在15、25、35、45、55的水浴中保温一段时间(3)相同且适宜不能利用斐林试剂检测时需要水浴加热,会改变温度,影响最终实验结果(4)2545增加淀粉酶的量或浓度(或降低底物的量或浓度)