酶和ATP
精选大题
例：（2016全国卷II）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是组。
（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会。
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量，原因是。
（4）生物体内酶的化学本质是，其特性有（答出两点即可）。
【答案】（1）B
（2）加快
（3）不变60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
（4）蛋白质或RNA 高效性和专一性
【解析】（1）曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40℃。（2）A组控制的温度是20℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应的速度会加快。（3）对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60℃条件下已经失活，所以在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，在t3时，C组产物的总量不变。（4）绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。
模拟精做
1．（2018届黑龙江省大庆实验中学高三仿真训练）研究温度对某种酶活性的影响实验，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C 组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
5
（1）若除酶以外的所有试剂已预保温，在测定酶活力的实验中，请将下列操作按顺序排列：___→⑤______ →________→②
①加入酶②检测产物③保温并计时④加入pH缓冲液⑤加入底物
（2）已知酶的主要作用为降低反应的活化能，那么活化能的定义是___________________________。
（3）C组的产物浓度明显低于另外两组是因为在60℃环境下_____________，导致酶失活。
（4）若此酶为从动物体内提取的某种消化酶，则研究它在生物体内的合成和运输使用的科学方法为_____________，其分泌过程体现了细胞膜的__________________________。
【答案】（1）④①③
（2）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
（3）空间结构被破坏
（4）同位素标记法流动性
【解析】（1）本实验的目的是测定酶活力，因此在该实验中，pH（缓冲物质）、温度均为无关变量，无关变量（缓冲物质）会影响酶促反应速率，因此在酶与底物混合之前应该加缓冲物质，酶和底物混合后，需要适宜的温度下保温一段时间，为酶促反应提供反应时间。因此该实验操作的正确顺序为④→⑤→①→③→②。（2）已知酶的主要作用为降低反应的活化能，那么活化能是指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。（3）反应结束时，C组产物浓度低于A、B组，原因是C组温度过高，破坏酶的空间结构，反应一段时间之后酶变性失活，无法催化反应进行，说明酶所催化的化学反应一般是在适宜温度的条件下进行的。（4）若此酶为从动物体内提取的某种消化酶，则研究它在生物体内的合成和运输使用的科学方法为同位素标记法，其分泌过程体现了细胞膜的流动性。
2．（2019届黑龙江省哈尔滨市第九中学高三上学期期末考试）为了研究温度对酶活性的影响，向三支盛有等量人胃蛋白酶溶液但温度各不相同的试管中，各加一块 1cm3 的正方体凝固蛋白质，设置三个实验组：A 组（20℃）、B 组（40℃）和 C 组（60℃），定时取样测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），测定结果如图。请回答下列问题：
5
（1）本实验的自变量为_____，需要控制的无关变量有酶的浓度、底物的量和_____（写出一种即可）、实验中所用到的材料器具等。在t3时，C组产物总量不变，原因是_____。
（2）请提供一种方法，使三组实验可以在更短的时间内完成（假设实验过程中除自变量外的其他环境条件均为胃蛋白酶的最适条件，且酶的浓度不可改变），并说明理由。方法：_______________，理由：
。
（3）如果要确认上述实验中酶促反应速率的差别是由于酶的活性不同而不是酶本身其他因素的作用，还应补充的对照实验是_____。
【答案】（1）温度和反应时间 pH值温度升高使酶变性失活
（2）将蛋白块切成小块可增大底物与酶的接触面积，使酶促反应加快
（3）另取一支与其他三个实验组相同的试管，将加热煮沸后的胃蛋白酶溶液加入试管中，其他操作相同
【解析】（1）通过曲线图分析，本实验的自变量为是温度和反应时间，因变量是产物浓度，除此之外属于无关变量。故本实验需要控制的无关变量有酶的浓度、底物的量和pH值（写出一种即可）、实验中所用到的材料器具等。在 t3 时，C 组产物总量不变，原因是温度升高使酶变性失活，不再发挥催化的功能。（2）将底物蛋白块切成小块，这样可以使其加大与胃蛋白酶的接触，这样反应更快，故可增大底物与酶的接触面积，使酶促反应加快。（3）酶促反应速率的差别受很多因素的影响，如温度，PH等。如果要确认上述实验中是由于酶的活性不同而不是酶本身其他因素的作用，还应再增设对照实验：另取一支与其他三个实验组相同的试管，将加热煮沸后的胃蛋白酶溶液加入试管中，其他操作相同。
3．（2019届甘肃省庆阳市宁县高三上学期期末联考）请回答下列有关酶和ATP的问题：
（1）ATP的结构简式是_____________ ；植物细胞能产生ATP的结构有_________________。
（2）为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验：
请完善表格X处的内容：_______________________________________。
（3）一般情况下，不能用淀粉酶为材料探究pH对酶活性的影响，原因是_____________。
（4）请以淀粉、淀粉酶、蔗糖酶为材料设计实验验证酶的催化作用具有专一性，写出实验思路并预测实验结果和结论。
实验思路：______________________________________。
结果与结论：________________________________________________________________________。
【答案】（1）A-P~P~P 线粒体、叶绿体和细胞质基质
5
（2）0.5 mL 蒸馏水
（3）酸能催化淀粉水解
（4）实验思路：取两只试管编号A、B，A试管加入淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液，B试管加入等量淀粉溶液和蔗糖酶溶液；将A、B试管置于相同且适宜条件下，待反应一段时间后，分别滴入斐林试剂水浴加热，观察两只试管的颜色变化；结果：A试管溶液出现砖红色沉淀，B试管不出现砖红色沉淀；结论：酶具有专一性
【解析】（1）ATP的结构简式为A-P～P～P；绿色植物叶肉细胞中合成ATP的生理过程为呼吸作用和光合作用，场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。（2）证明过氧化氢酶的活性受pH的影响时，除了设置酸性条件、碱性条件的实验组外，还需要设置pH＝7的对照组，pH是自变量，气泡产生的数量是因变量，其他的量应保持相同且适宜，因此X处应加0.5 mL 蒸馏水。（3）一般情况下，不能用淀粉酶为材料探究pH对酶活性的影响，原因是酸能催化淀粉水解。（4）实验思路：①取两只试管编号A、B，A试管加入淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液，B试管加入等量淀粉溶液和蔗糖酶溶液；②将A、B试管置于相同且适宜条件下，待反应一段时间后，分别滴入斐林试剂水浴加热，观察两只试管的颜色变化；结果与结论：①结果：A试管溶液出现砖红色沉淀，B试管不出现砖红色沉淀；②结论：酶具有专一性
4．（2019届黑龙江省哈尔滨市第三中学校高三上学期第一次调研）红薯和土豆都富含淀粉，但红薯吃起来比土豆甜，为探究其原因，某兴趣小组以红薯的块根和土豆的块茎为材料，在不同温度，其他条件相同的情况下对处于休眠期的红薯块根与土豆块茎处理30分钟后，测定还原糖含量见下表。
处理温度（℃）
0
10
20
30
40
50
60
70
80
红薯还原糖含量（mg/g）
20
23.3
32
37.6
50.5
70.2
80
68.9
45.3
土豆还原糖含量（mg/g）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
（1）由表可见，温度为60℃时红薯还原糖含量最高，这是因为_______________。
（2）请你推测土豆块茎不含有还原糖的最可能原因是_____________。
（3）为了确认土豆不含还原糖的原因，请完成以下实验：
实验原理：①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖②____________________________
备选材料与用具：红薯提取液（去淀粉与还原糖），土豆提取液（去淀粉），斐林试剂，双缩脲试剂，质量分数为3%的淀粉溶液和质量分数为3%的蔗糖溶液等。
实验步骤：
第一步：取A、B两支试管，在A试管中加入红薯提取液，B管中加入等量的土豆提取液。
第二步：60℃水浴保温5min后，在A、B两支试管中各加入___________。
第三步：60℃水浴保温5min后，在A、B两支试管中各加入____________。
第四步：_____________________。
实验现象：___________________。
实验结论：___________________。
5
【答案】（1）红薯中淀粉酶的最适温度为60℃
（2）土豆块茎不含淀粉酶
（3）原理：还原糖与斐林试剂反应产生砖红色沉淀第二步：等量的淀粉溶液第三步：等量的斐林试剂
第四步：50-65℃水浴加热2min实验现象：A试管溶液出现砖红色沉淀，B试管溶液呈蓝色（或没有出现砖红色沉淀）实验结论：红薯块根含淀粉酶而土豆块茎不含淀粉酶
【解析】（1）还原糖是淀粉在酶促反应下的产物，温度为60℃时红薯还原糖含量最高，说明该温度是淀粉酶的最适温度条件。（2）红薯中含有淀粉，却不含还原糖，说明红薯不含能催化淀粉转化为还原性糖的淀粉酶。（3）该实验中还原糖的鉴定原理包括：①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖；②还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。（4）由还原糖的鉴定的步骤为可得该实验步骤中，第二步需加实验材料，即在A、B两支试管中加入等量的淀粉溶液；第三步需要加斐林试剂进行鉴定，其作用条件为50-65℃水浴保温2min。第四步：观察试管中出现的颜色变化。实验现象：有还原性糖的试管出现砖红色沉淀，即A试管中出现砖红色沉淀，B试管没有砖红色沉淀。实验结论：红薯块根含淀粉酶而土豆块茎不含淀粉酶。
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