高中生物ATP在能量代谢中的作用的综合综合题

某科学家用被³H标记的氨基酸培养液培养甲细胞，并利用显微镜观察，回答下列问题：

（1）放射性最早出现在细胞器       （填标号）中，该细胞是由       分化而来的，在合成抗体的过程中产生了3H₂O，其中的³H来自于氨基酸的          （基团）。
（2）若图为口腔上皮细胞，想观察⑤结构，常用             染色。
（3）如果用某种药物处理图示的细胞，发现对K⁺的吸收速率大大降低，而对其它离子的吸收速率没有影响，说明这种药物的作用是        。

A．削弱细胞吸收O2的能力	B．抑制或破坏了细胞膜上K^+的载体
C．抑制了细胞内呼吸酶的活性	D．降低细胞中ATP的合成速率

（4）若图中细胞发生癌变，癌变后的细胞容易分散和转移，这是由于结构①表面的        减少。

据图分析回答下列问题：

（1）酶所降低的活化能可用图1中________段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将________（上移/下移）。
（2）图2纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是______（填A或B）。
（3）某实验小组为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行了3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录：

温度/℃	10	20	30	40	50
组别	甲	乙	丙	甲	乙	丙	甲	乙	丙	甲	乙	丙	甲	乙	丙
清除血渍时间/min	67	66	88	52	51	83	36	34	77	11	12	68	9	11	67
清除油渍时间/min	93	78	95	87	63	91	82	46	85	75	27	77	69	8	68

①甲组在洗衣粉中加入了             ；乙组在洗衣粉中加入了                       。
②如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。             。

研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理下图所示。请分析回答：

（1）神经细胞中的ATP主要来自           （生理过程）。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40KgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2--10 m mol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是           。
（2）由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来。最后剩下的是            。
（3）为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次试验后，所得数据如表所示：

实验组编号	A	B	C	D	E	F
X物质的浓度（ng/ml）	0	2	4[	8	15	32
细胞内ATP的浓度（nmol/ml）	80	70	50	20	5	1
细胞死亡的百分率	1	3	10	25	70	95

①该实验的自变量是              。
②由表中实验数据可知，细胞死亡率增加的直接原因是              。
③若浓度为2 ng/ml的X物质注射到大鼠体内，其小肠的消化和吸收功能会受到            （促进/抑制）。

为验证ＰＨ对唾液淀粉酶活性的影响，实验如下：
Ⅰ．操作步骤：
（1）在１——５号试管中分别加入0．5%的淀粉液2ml。
（2）加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲液 3．00ml，
使各试管中反应液的ＰＨ依次稳定在5．00、6．20、6．80、7．40、8．00。
（3）分别向１——５号试管中加入0．5%的唾液１ml，然后进行３７℃恒温水浴。
（4）反应过程中，每隔１分钟从第３号试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加一滴碘液显色，待呈橙黄色时，立即取出５支试管，加碘液显色并比色，记录结果。
Ⅱ．结果见下表：
（注：“＋”表示蓝色的程度）

试管编号处理	１	２	３	４	５
ＰＨ	５．００	６．２０	６．８０	７．４０	８．００
结果（颜色*）	＋ ＋	＋	橙黄色	＋	＋ ＋

Ⅲ．请回答：
（1）实验过程中要选择37℃恒温，原因是             。
（2）３号试管加碘液后出现橙黄色，说明             。
（3）如果反应速度过快，应当对唾液做怎样的调整？                  。
（4）该实验得出的结论是           ；酶的最适PH是                。

(7分）下表是某小组为“探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响”而设计的实验操作步骤，据表回答下列问题。

操作步骤	操作方法	试管甲	试管乙
1	加体积分数为3%的过氧化氢溶液	2 mL	2 mL
2	加质量分数为5%的盐酸	1 mL	/
3	加质量分数为5%的氢氧化钠溶液	/	1 mL
4	加质量分数为20%的猪肝研磨液	2滴	2滴
5	观察	____	____

 
（1）本实验的因变量是__________________，可观测的指标是         _________。
（2）上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：                        。
在完成改进方案后，预期实验结果及得出结论：
①_______________________________________________________，则过氧化氢酶的活性受pH影响；②_______________________________________________________，则过氧化氢酶的活性不受pH影响。
（3）为了将此多余的猪肝研磨液保留到下次使用，应对它进行________(填“高温”或“冷藏”)处理。
（4）如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越________。

重金属离子会导致蛋白质分子变性，某小组进行实验探究铜离子对唾液淀粉酶活性的影响，步骤如下。请回答：
（1）实验原理：①唾液淀粉酶可以催化淀粉水解为还原性糖
②                   。
（2）实验步骤
①取两支洁净的试管，编号A、B，A试管加入1% CuSO₄溶液和pH6．8缓冲液各1mL，B试管中加入           。
②往两支试管各加入相同浓度的唾液淀粉酶溶液各1mL。
③往两支试管各加入              各1mL。
④放入适宜温度下保温一段时间。
⑤取出试管，各加入斐林试剂1mL，50-65℃水浴加热2分钟，观察颜色变化。
（3）预估结果：A试管：          ；B试管：          。
（4）实验结论：                     。

为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见下表：

试管	底物和试剂	实验条件
1	1 cm^3瘦肉块＋4 mL蒸馏水	37℃水浴；pH＝1．5
2	1 cm^3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶	37℃水浴；pH＝8
3	1 cm^3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶	①
4	1 cm^3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶	0℃水浴：pH＝1．5

（1）请完成实验设计：①应为__________________。
（2）3、4号试管为一组对照实验，本实验中要探究的自变量是_____________，请为该组实验拟定一个课题名称：____________________。
（3）本实验的因变量可以通过观察________________来确定。
（4）在2、3号试管所研究的问题中，温度属于____________变量。

如图一是某课题组的实验结果（注：A酶和B酶分别是两种微生物分泌的纤维素酶）。请回答下列问题：

（1）据图一可知，本实验研究的课题是_____________。
（2）据图一，在40℃至60℃范围内，热稳定性较好的酶是____________。高温条件下，酶容易失活，其原因是_____________。
（3）下表是图一所示实验结果统计表，由图一可知表中③处应是_____________，⑧处应是_____________。

温度（℃） ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

A酶活性（mmol•S﹣1）    3．1    3．8    5．8    6．3    5．4    2．9    0．9

B酶活性（mmol•S﹣1）    1．1    2．2    3．9   ⑧  3．4    1．9    0

（4）图二表示30℃时B酶催化下的反应物浓度随时间变化的曲线，其他条件相同，在图二上画出A酶（浓度与B酶相同）催化下的反应物浓度随时间变化的大致曲线。
（5）适宜条件下，取一支试管加入A酶和蛋白酶溶液并摇匀，一段时间后加入纤维素，几分钟后加入新制斐林试剂并水浴加热，结果试管中没有产生砖红色沉淀，原因是_____________。

（共7分）某研究小组探究酸雨对大豆种子萌发时能量代谢的影响，在其它条件适宜的黑暗环境中进行实验，种子中ATP含量和细胞呼吸速率的变化如下图所示。请回答：

（1）ATP是细胞生命活动的           能源物质。种子中ATP含量属于该实验研究的          变量。
（2）由图甲可知，酸雨可能通过         阻碍大豆种子萌发。由图乙可知，酸雨可能通过       阻碍大豆种子萌发。
（3）结合图甲、图乙分析，5-7天ATP含量       ，原因可能是          。
（4）为进一步探究种子萌发过程中是否进行了无氧呼吸，可用       试剂进行检测。

下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究某种过氧化氢酶的最适pH的实验结果。据此回答下列问题。

探究温度对酶活性影响的实验（实验一）
实验步骤	分组	甲组	乙组	丙组
①淀粉酶溶液	1 mL	1 mL	1 mL
②可溶性淀粉溶液	5 mL	5 mL	5 mL
③控制温度	0℃	60℃	90℃
④将新鲜淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温
⑤测定单位时间内淀粉的________
探究某种过氧化氢酶的最适pH的实验（实验二）
组别	A组	B组	C组	D组	E组
pH	5	6	7	8	9
H2O2溶液完全分解所需时间（秒）	300	180	90	192	284

（1）在实验一中，pH属于________变量。
（2）实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是________。
（3）实验一的第⑤步最好选用________（试剂）测定单位时间内淀粉的________。
（4）如将实验一的新鲜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？________。
（5）分析实验二的结果，可得到的结论是              ；在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为________之间设置梯度进行研究。

下图一是某课题组的实验结果（注：A酶和B酶分别是两种微生物分泌的纤维素酶）。请据图回答：

（1）分析图一的实验结果可知，本实验研究的课题是__________。
（2）图一结果显示，在40℃至60℃范围内，热稳定性较好的酶是__________。
（3）将图一所示的信息转换成表格__________。
（4）图二表示30℃时B酶催化下反应物浓度随时间变化的曲线，其他条件相同，在答题纸图二上画出A酶（浓度与B酶相同）催化下的反应物浓度随时间变化的大致曲线__________。
（5）将A酶作如下表处理，回答相关问题。

	A酶（2mL）处理	加入缓冲液	加入纤维素溶液	加入斐林试剂	水浴后颜色
A	加入蒸馏水2mL	1mL	2mL	1mL	砖红色沉淀
B	加入蛋白酶2mL	1mL	2mL	1mL	蓝色
C	加入三氯乙酸（强酸）2mL	1mL	2mL	1mL	？

推测实验后，试管C中的颜色是__________。试管A、C对照，能得出什么结论？__________。试管A、B对照，说明A酶的化学本质是__________。

某研究性学习小组利用荧光素－荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。
实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围内，ATP的含量与发光强度成正比。
实验步骤：
一、ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10 min，冷却至室温，离心，取上清液。
二、ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。
请回答下列问题。
(1)步骤一中的沸水浴处理，使酶的________被破坏而失活。
(2)步骤二注入的物质中，属于反应物的是________；分光光度计反应室内能量形式的转换是__________________________________________________。
(3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。

①学习小组配制了1×10^－8 mol/L ATP标准液、70 mg/L荧光素溶液(过量)和_____________________________
溶液进行实验。
②结果表明：图中________点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，这是因为______。

1997年，诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗•博耶和英国的约翰•沃克，以表彰他们在研究ATP如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。回答下列问题：
（1）ATP的中文名称是__________，其中A代表__________，A中含有的单糖是__________，P代表__________。
（2）ATP的元素组成是__________，若用¹⁵N标记ATP，将会在__________（化学结构）出现放射性标记。
（3）在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于各种_______反应；ADP合成为ATP所需的能量来自各种_________反应，所以ATP是细胞内的__________。

有人做了下面的实验以研究pH对酶活性的影响：准备5支盛有等量胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1 cm³的正方体凝固蛋白质，试管均置于25℃室温下，各试管蛋白块消失的时间记录于下表：

酶溶液的pH	1	2	3	4	5
蛋白块消失的时间（min）	13	9	11	45	60

（1）请根据表中数据，在坐标图中画出pH与酶活性的关系曲线。

（2）提供两种使实验能在更短时间内完成的方法：__________________。
（3）如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用，还应补充怎样的对照_________________。

下图是植物代谢过程示意图，请据图回答下列问题：

（1）图中Ⅰ--Ⅶ所表示的物质中，Ⅰ表示_______、Ⅱ表示_________、Ⅲ表示___________。
在叶绿体中， ADP的转移途径是                                     。
（2）有氧呼吸特有的步骤是        (填数字)，这些过程发生的部位                  。