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專題04　細胞代謝的酶與ATP ◢考點概述 從近幾年高考生物試題看，酶和ATP的知識點主要側(cè)重于考查酶的特性及影響酶活性的因素的實驗設(shè)計和曲線分析、ATP的形成與利用等方面，且所占分值比重較大。命題的角度往往是聯(lián)系生活實際綜合考查影響酶活性的因素，且多以圖表、曲線及實驗信息題的形式呈現(xiàn)，著重考查學生的識圖及分析、判斷能力。命題的形式既有選擇題，也有簡答題，但往往以簡答題為主。簡答題常將三者聯(lián)系在一起綜合考查。ATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)，各種生命活動的供能均通過ATP，因而ATP不僅是歷年高考的重要考點，而且可串聯(lián)多個知識點，從多個角度切入命題。如與線粒體、葉綠體的結(jié)構(gòu)相聯(lián)系，與ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，與細胞內(nèi)各種供應(yīng)相聯(lián)系等。呈現(xiàn)方式可以是純文字題，生理圖形題，組合式選擇題等。易錯點為：ATP的結(jié)構(gòu)中所含的糖是核糖，不是脫氧核糖；含有腺嘌呤核糖核苷酸，不是腺嘌呤脫氧核糖核苷酸。無氧呼吸第二階段不產(chǎn)生ATP；根細胞中雖然沒有葉綠體，但可以進行細胞呼吸產(chǎn)生ATP；只要是活細胞，都可以產(chǎn)生ATP，同時也都可以利用ATP。 ◢考點精講 【要點梳理】 1．酶的本質(zhì)和作用 （1）產(chǎn)生場所：活細胞（不考慮哺乳動物成熟紅細胞等）都能產(chǎn)生酶。 （2）化學本質(zhì)：有機物（大多為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA）。 （3）作用場所：可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用。 （4）溫度影響：低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活；高溫使酶變性失活。 （5）作用：酶只起催化作用。 （6）來源：酶只在生物體內(nèi)合成。 2．酶的作用原理 酶和其他催化劑均能降低化學反應(yīng)的活化能，分析如下： 　　　　　　　　　 （1）圖中ac和bc段分別表示無催化劑和酶催化時反應(yīng)進行所需要的活化能。 （2）若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供活化能。 3．酶與激素的比較 （1）相同點：都具有微量、高效的特點，也都具有一定的特異性。 （2）區(qū)別： 產(chǎn)生 化學本質(zhì) 作用機制 激素 內(nèi)分泌細胞 蛋白質(zhì)、多肽、固醇、單胺等 作為信號分子作用于相應(yīng)的靶細胞，并在發(fā)揮作用后被滅活 酶 所有的活細胞 絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA 作為催化劑降低反應(yīng)的活化能，在化學反應(yīng)的前后，其質(zhì)量與化學性質(zhì)均不發(fā)生改變 4．酶的特性 （1）高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。 （2）專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應(yīng)。 （3）作用條件較溫和：高溫、過酸、過堿都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫時，酶的活性減弱，但不會失活。 5．ATP的結(jié)構(gòu)與功能 （1）結(jié)構(gòu)：ATP的結(jié)構(gòu)簡式是A－P～P～P，一個ATP分子中含有一個普通磷酸鍵，兩個高能磷酸鍵，三個磷酸基團。 （2）功能：直接為細胞的生命活動提供能量。 6．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 （1）ATP水解：在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠離A的高能磷酸鍵很容易水解，并釋放能量。 （2）ATP形成：在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與一個游離的Pi結(jié)合，重新形成ATP。 （3）ATP形成的能量來源：①對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說，均來自于細胞呼吸；對于綠色植物來說，則來自于細胞呼吸和光合作用。②細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，是生物界的共性。 【方法突破】 1．模型法理解酶的作用與特性 （1）酶的模型1 　　　　 ①該模型表示了酶的作用特點——專一性。 ②圖中b表示酶，c表示被催化的反應(yīng)物。 （2）酶的模型2 　　　　　　　　 ①該模型表示酶具有催化作用和高效性。 ②酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，而不能改變化學反應(yīng)的平衡點。 2．酶的曲線分析 （1）影響酶活性的曲線　 ①在一定溫度（pH）范圍內(nèi)，隨著溫度（pH）的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍酶的催化作用逐漸減弱。 4．（吉林省新大陸教育信息咨詢股份有限公司2018屆高三10月月考生物試題）“驗證酶的催化效率”的實驗結(jié)果如下圖。實線表示在最適溫度下過氧化氫酶催化，虛線表示相同溫度下二氧化錳催化。下列有關(guān)敘述錯誤的是（　?。? A．過氧化氫酶能提供過氧化氫分子活化所需的能量 B．在酶催化下，過氧化氫分解速率先快后慢 C．若降低溫度，M點右移 D．該實驗可以說明酶具有高效性 【答案】A 【解析】過氧化氫酶是生物催化劑，不能提供過氧化氫分子活化所需的能量，但能降低活化能，A錯誤；分析曲線可知，曲線先明顯下降后下降幅度減慢，說明在酶催化下，過氧化氫分解速率先快后慢，B正確；若降低溫度，則酶活性降低，反應(yīng)時間變長，M點右移，C正確；與虛線相比，實線反應(yīng)時間明顯短，故該實驗可以說明酶具有高效性，D正確。 5．（河南省中原名校（即豫南九校）2018屆高三上學期第二次質(zhì)量考評生物試題）某同學在進行某一酶促反應(yīng)實驗時，第一次實驗測得產(chǎn)物生成量隨時間變化情況如圖中曲線a所示，第二次實驗僅對第二次實驗中的條件進行了一處調(diào)整，實驗結(jié)果如曲線b表示。該同學改變的條件可能是（　?。? 　　　　　　 A．酶的種類 B．酶的用量 C．底物濃度 D．反應(yīng)溫度 【答案】C 【解析】酶只改變反應(yīng)度率，不改變生成物的量，第二次實驗生成物的量減少，應(yīng)是減少了底物濃度，選C。 6．（湖北省荊州中學、宜昌一中等“荊、荊、襄、宜四地七?？荚嚶?lián)盟”2018屆高三10月聯(lián)考生物試題）ATP是細胞的能量“通貨”，有關(guān)說法正確的是（　　） A．ATP的合成總是伴隨有機物的氧化分解 B．葉肉細胞產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng) C．活細胞都能產(chǎn)生ATP，也都會消耗ATP D．人體在劇烈運動時細胞內(nèi)的ATP含量大大降低 【答案】C 【解析】ATP的合成可以通過光能轉(zhuǎn)化，A項錯誤；葉肉細胞呼吸作用產(chǎn)生的ATP可用于傳反映除暗反應(yīng)以外的生命活動，B項錯誤；活細胞生命活動需要ATP，也都能產(chǎn)生ATP，C項正確；人體在劇烈運動時細胞內(nèi)的ATP快速合成和分解，含量變化不大，D項錯誤。 7．（河北省雞澤縣第一中學2018屆高三上學期第一次月考生物試題）下列有關(guān)人體中酶的敘述正確的是（　　） A．酶與物質(zhì)和能量代謝有關(guān)，在生物體內(nèi)起調(diào)節(jié)作用 B．TaqDNA聚合酶耐高溫，因為它是一種小分子有機物 C．有些酶在核糖體上合成，有些酶在細胞核中合成 D．DNA連接酶是基因工程的工具酶，只能在體外發(fā)揮作用 【答案】C 【解析】酶與物質(zhì)和能量代謝有關(guān)，在生物體內(nèi)是催化作用，A錯誤。TaqDNA聚合酶耐高溫，是蛋白質(zhì)，它是一種大分子有機物，B錯誤。酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，所以有些在核糖體上合成，有些在細胞核中合成，C正確。DNA連接酶是基因工程中的工具酶，在體內(nèi)和體外都能發(fā)揮作用，D錯誤。 8．（遼寧省大連渤海高級中學2018屆高三上學期期中考試生物試題）磷酸化是指在蛋白質(zhì)或其他類型分子上，加入一個磷酸基團，在生物化學中占有重要地位，如三磷酸腺苷（ATP）就是由二磷酸腺苷（ADP）磷酸化而來。下列各項中不能發(fā)生ADP磷酸化的是（　?。? A．細胞質(zhì)基質(zhì) B．葉綠體類囊體薄膜 C．葉綠體基質(zhì) D．線粒體內(nèi)膜 【答案】C 【解析】根據(jù)題意，二磷酸腺苷（ADP）磷酸化就是加入一個磷酸基團形成三磷酸腺苷（ATP）的過程，也就是細胞內(nèi)由ADP合成ATP的過程；細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜分別是細胞呼吸第一階段和有氧呼吸第三階段的場所，這兩個階段均能由ADP合成ATP，A、D不符合題意；葉綠體類囊體薄膜是光反應(yīng)的場所，可以利用光能將ADP合成為ATP，B不符合題意；葉綠體基質(zhì)是暗反應(yīng)的場所，還能進行DNA復(fù)制及基因的表達過程，該場所中不能合成ATP但會消耗ATP，因此不能由ADP合成ATP，C符合題意。 9．（湖南省永州市2018屆高三上學期第一次模擬考試生物試題）如圖是酶促反應(yīng)過程中有關(guān)物質(zhì)的含量的變化曲線，對圖中曲線的判斷正確的是（　?。? A．①底物 ②酶 ③產(chǎn)物 B．①底物 ②酶-底物復(fù)合物 ③產(chǎn)物 C．①酶-底物復(fù)合物 ②酶 ③底物 D．①產(chǎn)物 ②底物 ③酶 【答案】B 【解析】酶促反應(yīng)過程中，底物逐漸減少，最終消失，即曲線①表示底物；酶促反應(yīng)過程中，產(chǎn)物逐漸增多，即曲線③表示產(chǎn)物；酶促反應(yīng)過程中，酶-底物復(fù)合物的量先逐漸增多之后保持相對穩(wěn)定，當?shù)孜锒枷耐陼r，酶-底物復(fù)合物量逐漸減少至消失，即曲線②表示酶-底物復(fù)合物，而酶的含量在反應(yīng)前后不變，故選B。 10．（天津市耀華中學2018屆高三上學期第一次月考生物試題）如圖表示細胞凋亡過程，其中酶Ⅰ為核酸內(nèi)切酶，能夠切割DNA形成DNA片段；酶Ⅱ為一類蛋白水解酶，能選擇性地促進某些蛋白質(zhì)的水解，從而造成細胞凋亡。下列相關(guān)敘述，錯誤的是（　?。? A．凋亡誘導因子與膜受體結(jié)合，可反映細胞膜具有信息交流的功能 B．死亡信號發(fā)揮作用后，細胞內(nèi)將有新型蛋白質(zhì)的合成以及蛋白質(zhì)的水解 C．細胞凋亡由細胞自身基因控制，與外部因素無關(guān) D．酶Ⅰ能切割DNA分子而酶Ⅱ不能，表明酶具有專一性的特點 【答案】C 11．（河南省鄭州市嵩陽高級中學2018屆高三上學期第六次階段檢測生物試卷）研究證實ATP既是“能量通貨”也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子，如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是（　?。? 　　　　　　　　 A．該細胞產(chǎn)生ATP的場所有線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì) B．ATP是直接能源物質(zhì)，在細胞中含量很多 C．典型神經(jīng)遞質(zhì)和ATP都能引起受體細胞的膜電位變化 D．作為信息分子的ATP不能為細胞提供能量 【答案】C 【解析】由圖可知，該細胞為動物細胞，無葉綠體，神經(jīng)細胞釋放ATP和典型神經(jīng)遞質(zhì)的方式都是胞吐，都需要依賴于細胞膜的流動性，A錯誤；ATP是直接能源物質(zhì)，但在細胞中含量較少，B錯誤；一些神經(jīng)細胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細胞的膜電位變化，C正確；作為信息分子的ATP也可以為為細胞提供能量，D錯誤。 12．（湖南省益陽市、湘潭市2018屆高三9月調(diào)研考試生物試題）下列有關(guān)ATP的敘述，不正確的是（　?。? A．葉肉細胞細胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體 B．ATP中的能量可以來源于光能、化學能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學能 C．細胞內(nèi)放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系 D．細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制是生物界的共性 【答案】A 【解析】光合作用過程中葉綠體產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)階段，不會用于細胞的其他生命活動過程，所以葉肉細胞細胞質(zhì)中消耗的ATP來源于線粒體，A錯誤；光合作用過程合成ATP的能量來源于光能，呼吸作用過程合成ATP能量來源于化學能，ATP水解釋放的能量也可以轉(zhuǎn)化成光能和化學能，B正確；ATP含有高能磷酸鍵，是細胞的高能化合物，細胞內(nèi)的放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，細胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，C正確；細胞中絕大多數(shù)的需要能量的生命活動都由ATP直接供能，細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制是生物界的共性，D正確。 13．（吉林省長春市普通高中2018屆高三一?？荚嚿镌囶}卷）下列有關(guān)酶和ATP的敘述中，正確的是（　　） A．催化ATP合成和水解的酶相同 B．酶合成過程伴隨ATP的合成 C．酶催化的化學反應(yīng)都消耗ATP D．ATP和某些酶都含有腺嘌呤 【答案】D 【解析】酶具有專一性，催化ATP合成和水解的酶是不同的，A錯誤；酶合成過程伴隨ATP的水解，B錯誤；酶催化的化學反應(yīng)不一定需要消耗ATP，如催化的放能反應(yīng)還能釋放能量產(chǎn)生ATP，C錯誤；ATP和某些酶都含有腺嘌呤（A），D正確。 14．（天津市耀華中學2018屆高三上學期第一次月考生物試題）生物分子間的特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于生命科學研究.以下實例為體外處理“蛋白質(zhì)DNA復(fù)合體”獲得DNA片段信息的過程圖.下列相關(guān)敘述錯誤的是（ ） A．過程①的酶作用于磷酸二酯鍵 B．如果復(fù)合體中的蛋白質(zhì)為RNA聚合酶，則其識別結(jié)合的序列是mRNA的起始密碼 C．如圖所示，過程①②兩種酶的作用體現(xiàn)了生物分子特異性結(jié)合的特點 D．若該“蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合體”是染色體片段，則不可能存在于原核細胞的擬核中 【答案】B 【解析】過程①的DNA酶可水解DNA分子，作用部位是磷酸二酯鍵，A正確；RNA聚合酶識別結(jié)合的序列是基因上的啟動子，B錯誤；DNA酶只能與DNA結(jié)合，催化酶水解，蛋白酶只能與蛋白質(zhì)結(jié)合，催化蛋白質(zhì)水解，體現(xiàn)了生物分子特異性結(jié)合的特點，C正確；原核細胞不含染色體，D正確。 15．（河南省鄭州市嵩陽高級中學2018屆高三上學期第三次階段檢測生物試題）ATP被喻為生物體內(nèi)“能量貨幣”，它已成為科學家研究的熱點。下列有關(guān)細胞內(nèi)ATP的敘述中，正確的是（　?。? A．ATP中含有3個高能磷酸鍵 B．ATP可溶于水，因此只可注射不可口服 C．寒冷或緊張狀態(tài)下，細胞內(nèi)ATP的分解速率大于合成速率 D．劇烈運動時，肌肉細胞中ATP與ADP之間相互轉(zhuǎn)化的速率迅速加快 【答案】D 【解析】ATP中含有2個高能磷酸鍵，A項錯誤；ATP可以口服，B項錯誤；寒冷或緊張狀態(tài)下，細胞內(nèi)ATP的分解速率均加快合成速率，但二者基本相等，維持ATP含量基本不變，C項錯誤，D項正確。 16．（吉林省榆樹一中2018屆高三上學期第二次模擬考試生物試卷）下列有關(guān)酶的敘述，正確的是（　?。? A．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響 B．淀粉酶能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)分解 C．利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性 D．利用胃蛋白酶、蛋清和 pH 分別為 3、7、11 的緩沖液驗證 pH 對酶活性的影響 【答案】C 17．（黑龍江省大慶實驗中學2018屆高三上學期第一次月考理科綜合生物試題）圖1為乳糖酶作用機理，圖2是溫度對乳糖酶催化效率的影響特點。下列表述正確的是（　?。? A．A是乳糖酶，其最適催化溫度是40℃ B．B是乳糖酶，其從70℃降溫至40℃可恢復(fù)最高活性 C．C、D均表示葡萄糖，70℃時乳糖酶的結(jié)構(gòu)被破壞 D．C、D分別為葡萄糖和半乳糖，0℃時乳糖酶活性被抑制 【答案】D 【解析】分析題圖，A是乳糖，B是乳糖酶，C和D是葡萄糖和半乳糖，A錯誤；B是乳糖酶，在70℃下，酶失去活性，從70℃降溫至40℃不會恢復(fù)活性，B錯誤；1分子乳糖水解產(chǎn)生1分子葡萄糖和1分子半乳糖，C錯誤；1分子乳糖水解產(chǎn)生1分子葡萄糖和1分子半乳糖，0℃時乳糖酶活性被抑制但是仍具有活性，D正確。 18．（安徽省明光中學高三11月份階段性考試生物試題）下列有關(guān)酶的相關(guān)敘述，正確的是（　?。? A．酶需要在最適溫度下保存以保持最高活性 B．來自不同生物的同種酶最適溫度可能相同 C．細胞通過協(xié)助擴散的方式將酶分泌到細胞外 D．酶的合成都必須經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩過程 【答案】B 【解析】酶需要在較低溫度下保存，以保持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，A項錯誤；來自不同生物的同種酶最適溫度可能相同，B項正確；細胞通過胞吐方式將酶分泌到細胞外，C項錯誤；少數(shù)酶的化學成分為RNA，合成不需要經(jīng)過翻譯過程，D項錯誤。 19．（甘肅省會寧縣第一中學2018屆高三上學期第二次月考理科綜合生物試題）圖1表示植物細胞的淀粉酶與人消化道內(nèi)淀粉酶活性受pH影響的情況，圖2表示3種脫氫酶（A、B、C）的活性受溫度影響的情況。下面的說法中正確的是（　?。? 　　　 ①pH=5時，植物淀粉酶的活性最高 ②若pH由中性變?yōu)樗嵝裕说牡矸勖富钚詽u漸升高 ③由圖2可知，適宜溫度范圍最廣的是B酶 ④據(jù)圖2，無法確認C酶活性的最適溫度 A．①② B．①③ C．①④ D．①③④ 【答案】C 【解析】圖1植物淀粉酶的最適pH為5，此時植物淀粉酶的活性最高，①正確；人淀粉酶的最適pH為7，若細胞由中性變?yōu)樗嵝詴r，淀粉酶的活性降低甚至失活，②錯誤；圖2中A、C曲線涉及的溫度范圍均比B廣，③錯誤；圖2中C酶的活性隨溫度的升高還在升高，所以由圖2無法確認C酶活性的最適溫度，④正確。因此，C項正確，A、B、D項錯誤。 20．（2017屆安徽省合肥市高三第二次教學質(zhì)量檢測理綜生物試卷）為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置甲乙丙三個實驗組，各組溫度條件不同，其他條件相同且適宜，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度，結(jié)果如圖。以下分析正確的是（　?。? 　　　　　　　 A．在t時刻之后，甲組曲線不再上升，是由于受到酶數(shù)量的限制 B．在t時刻降低丙組溫度，將使丙組酶的活性提高，曲線上升 C．若甲組溫度小于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能大于乙組溫度 D．若甲組溫度大于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能大于甲組溫度 【答案】C 【解析】在t時刻之后，甲組曲線不再上升，是由于受到底物數(shù)量的限制，A錯誤；丙組產(chǎn)物濃度達不到平衡點，說明高溫使酶變性失活，在t時刻降低丙組溫度，不能使酶的活性提高，B錯誤；甲組比乙組提前達到平衡點，說明甲組更接近最適溫度，若甲組溫度小于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能大于乙組溫度，C正確；甲組比乙組提前達到平衡點，說明甲組更接近最適溫度，若甲組溫度大于乙組溫度，則酶的最適溫度可能大于甲組溫度，D錯誤。 21．（貴州省貴陽市第一中學2018屆高三上學期適應(yīng)性月考（二）理科綜合生物試題）某同學欲探究某種淀粉酶作用的適宜溫度條件。 實驗步驟： ①取5支潔凈的試管，編號為1、2、3、4、5，分別加入10mL可溶性淀粉溶液。 ②1—5號試管分別在15℃、20℃、25℃、30℃、35℃的水浴鍋中保溫5min。 ③每支試管中分別加入經(jīng)過常溫處理的某種淀粉酶溶液2mL，振蕩均勻，保持5min。 ④在時間和其他條件相同的處理下，測定并記錄每支試管中產(chǎn)物的濃度。 實驗結(jié)果： 1—3號試管中產(chǎn)物的濃度依次增大；3—5號試管中產(chǎn)物的濃度依次減小。 請回答下列問題： （1）淀粉酶的化學本質(zhì)是______________________（填“RNA”“蛋白質(zhì)”或“RNA或蛋白質(zhì)”）。 （2）請指出上述實驗步驟中錯誤之處并修正： ①__________________________________________________________________； ②__________________________________________________________________。 【答案】（1）蛋白質(zhì) （2）溫度控制不合理，應(yīng)將各組盛有淀粉酶溶液的試管與盛有淀粉溶液的試管分別在設(shè)定的溫度下保溫一定時間后再混合　　溫度范圍設(shè)置不合理，在較高溫度范圍應(yīng)有覆蓋 【解析】（1）淀粉酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。 （2）探究某種淀粉酶作用的適宜溫度條件，自變量是溫度的不同。應(yīng)在低于最適溫度、最適溫度、高于最適溫度三個層面設(shè)置溫度梯度；由于酶具有高效性，在進行實驗時，應(yīng)先使酶溶液和底物溶液分別達到實驗溫度后再混合，以免對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。據(jù)此分析實驗步驟可知，其中存在兩處錯誤：①溫度控制不合理，應(yīng)將各組盛有淀粉酶溶液的試管與盛有淀粉溶液的試管分別在設(shè)定的溫度下保溫一定時間后再混合；②溫度范圍設(shè)置不合理，在較高溫度范圍應(yīng)有覆蓋。 22．（四川省雙流中學2018屆高三上學期9月月考生物試題）某科研小組將新鮮的蘿卜磨碎、過濾制得提取液，以等體積等濃度的H2O2作為底物，對提取液中過氧化氫酶的活性進行了相關(guān)研究，得到如圖所示的實驗結(jié)果?；卮鹣铝袉栴}： （1）實驗一的主要目的是___________；與加Fe3+相比，單位時間內(nèi)加蘿卜提取液產(chǎn)生的氧氣多，其根本原因是_________________________________。 （2）實驗二是在最適溫度下測定相同時間內(nèi)H2O2的剩余量，引起A、B曲線出現(xiàn)差異的原因最可能是____________。實驗二的結(jié)果表明，使過氧化氫酶失活的pH范圍是________________________。 （3）過氧化氫制劑的保存，一般應(yīng)選擇______________（填“低溫”、“高溫”或“最適溫度”）、pH為______________的條件。 【答案】（1）探究H2O2酶與Fe3+催化效率的高低（或研究酶的高效性）　　酶降低活化能的效果比無機催化劑更顯著 （2）酶含量（或濃度）的不同　　1?2、11（或0?2，11?14） （3）低溫　　7 【解析】（1）由分析可知，實驗一的自變量是酶和無機催化劑，因變量是氧氣的產(chǎn)生量，因此該實驗的目的是探究酶作用的高效性；與加Fe3+相比，單位時間內(nèi)加蘿卜提取液產(chǎn)生的氧氣多，其原因是酶降低活化能的效果比無機催化劑更顯著。 （2）如果實驗二的兩次實驗溫度均保持在30℃，只是第二次實驗時蘿卜提取液的使用量減半，其余實驗操作都相同，A、B曲線在同樣pH條件下，反應(yīng)速率不同的原因是酶含量不同。分析題圖二可知，過氧化氫酶失活的pH范圍是0～2和11～14。 （3）因為過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，低溫條件下酶的活性雖然較低，但是沒得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故過氧化氫制劑的保存，一般應(yīng)選擇低溫和pH值為7的條件。 23．（湖南省雙峰一中2017-2018學年高三上期第一次月考生物試題）根據(jù)下列能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用的模式圖，回答有關(guān)問題： 　　　 （1）在一般情況下，人體生理活動所需能量都是通過分解________等能源物質(zhì)獲得的，將能源物質(zhì)轉(zhuǎn)變成CO2和H2O要通過A過程：________過程。 （2）上述過程產(chǎn)生的能量。一部分以熱能的形式散失，一部分以化學能的形式貯存在B里，B代表________；B是由ADP和C________結(jié)合而來。 （3）B在人體內(nèi)含量并不多，當人體大量消耗B時，細胞內(nèi)的________就會釋放能量供B不斷合成。 （4）貯存在B內(nèi)的能量釋放后供人體各項生理活動所需，除了肌肉收縮及吸收和分泌外，還可供D________及E________等生理活動的需要。 【答案】（1）糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)　　有氧呼吸 （2）ATP　　Pi　　 （3）磷酸肌酸 （4）神經(jīng)傳導和生物電　　合成代謝 24．（安徽省蚌埠鐵路中學2018屆高三上學期期中考試生物試題）脲酶能催化尿素水解釋放氨，能影響豌豆對環(huán)境中尿素的利用率，脲酶活性越高則利用率越大。為探究底物（尿素）濃度和溫度對脲酶活性的影響，取豌豆秦選1號和豌雜1號種子浸泡、培養(yǎng)后獲得種子勻漿，提取脲酶液進行如下表所示的實驗?；卮鹣铝袉栴}：（氨使溶液pH值升高，實驗組與空白對照組測得的pH值的差值即為△pH。） （1）同無機催化劑相比，酶催化效率更高的原因是_______________。 （2）應(yīng)該采用_____________的方法來選取種子作實驗素材。根據(jù)上述分析，該實驗的因變量是__________。步驟4反應(yīng)后立即加入重金屬鹽——氯化鋇溶液的目的是________________。 （3）結(jié)合上圖分析，秦選1號脲酶的活性比豌雜1號______________；兩種豌豆品種中，________________需要濃度更高的尿素肥料。 【答案】（1）酶降低活化能的作用更顯著 （2）隨機抽樣　　生成氨的速率（量）　　使脲酶失活以控制反應(yīng)時間 （3）高　　秦選1號 【解析】（1）同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因此酶催化效率更高。 （2）該實驗的目的是探究底物（尿素）濃度和溫度對脲酶活性的影響，實驗所用的種子為無關(guān)變量，為了避免主觀因素的干擾，應(yīng)該采用隨機抽樣的方法來選取種子作實驗素材。該實驗原理是脲酶能催化尿素水解釋放氨，氨使溶液pH值升高，由此可知，該實驗的因變量是生成氨的速率（量）。重金屬鹽可使蛋白質(zhì)變性失活，而脲酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，所以步驟4反應(yīng)后立即加入重金屬鹽——氯化鋇溶液的目的是使脲酶失活以控制反應(yīng)時間。 （3）曲線圖顯示：在底物濃度相同的前提下，秦選1號的△pH高于豌雜1號，說明秦選1號脲酶的活性比豌雜1號的高。脲酶活性越高則對尿素的利用率越大，據(jù)此可推知：兩種豌豆品種中，秦選1號需要濃度更高的尿素肥料。 25．（黑龍江省哈爾濱第三中學2017-2018學年高三上學期第一次驗收考試生物試題）回答下列有關(guān)溫度與酶活性的問題： （1）溫度對唾液淀粉酶活性影響的實驗： 將盛有2mL唾液淀粉酶溶液的試管和盛有2mL可溶性淀粉溶液的試管編為一組，共四組。在0℃、20℃室溫、37℃、100℃水浴中各放入一組維持各自的溫度5min。然后，將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，搖勻后繼續(xù)放回原來的溫度下保溫，把_______________的時間作為本實驗的起始時間記錄下來。再每隔一分鐘，取一滴混合液滴在盛有碘液的點滴板上進行觀察，記錄每種混合液藍色消失的時間。通過比較混合液中__________（填物質(zhì)名稱）消失所用時間的長短來推知酶的活性。預(yù)計__________溫度下混合液因其中的酶失去活性藍色不會消失。 （2）溫度對酶活性的影響主要體現(xiàn)在兩個方面。其一，隨溫度的升高會使____________接觸的機會增多，反應(yīng)速率變快。其二，因為大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，本身隨溫度升高會發(fā)生____________的改變，溫度升到一定程度，酶將完全失活。這兩種作用疊加在一起，使酶促反應(yīng)在某一溫度下最快，這一溫度就是該酶的____________。 （3）科研人員通過蛋白質(zhì)工程來設(shè)計改變酶的構(gòu)象。在研究溶菌酶的過程中，得到了多種突變酶，測得酶50%發(fā)生變性時的溫度（Tm），部分結(jié)果見下表： 酶 半胱氨酸（Cys）的位置和數(shù)目 二硫鍵數(shù)目 Tm/℃ 野生型T4溶菌酶 Cys51，Cys97 無 41.9 突變酶C Cys21，Cys143 1 52.9 突變酶F Cys3，Cys9，Cys121，Cys142，Cys164 3 65.5 （注：Cys上角的數(shù)字表示半胱氨酸在肽鍵的位置） 溶菌酶熱穩(wěn)定性的提高，是通過改變____________和增加____________得以實現(xiàn)的。 【答案】（1）淀粉酶與淀粉溶液混合淀粉　　100℃ （2）反應(yīng)物和酶（底物和酶）　　分子結(jié)構(gòu)（空間結(jié)構(gòu)）　　最適溫度 （3）半胱氨酸的位置和數(shù)目　　二硫鍵的數(shù)目 【解析】（1）本題實驗的目的是探究溫度對唾液淀粉酶活性影響，將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，并把時間記錄下來作為本實驗的起始時間，通過比較混合液中淀粉消失（混合液藍色消失的時間）所需時間的長短來推知酶的活性。其中100℃溫度下，酶已經(jīng)變性失活，混合液中的藍色不會消失。 （2）隨溫度的升高，分子運動加快，會使反應(yīng)物和酶接觸的機會增多，反應(yīng)速率變快；大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度會影響蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)的改變；酶的催化效率最高時的溫度就是該酶的最適溫度。 （3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，二硫鍵數(shù)目越多，溶菌酶熱穩(wěn)定性越高，而二硫鍵的數(shù)目可以通過改變半胱氨酸（Cys）的位置和數(shù)目得以實現(xiàn)。