高中生物ATP在能量代谢中的作用的综合综合题

学校生物实验室有一批存量淀粉酶制剂，因保留时间较长，估计已失去活性。某班生物兴趣小组承担了鉴定任务，请你帮助完成实验设计，并解答有关问题。
（一）实验目的：探究这批存量淀粉酶的活性。
（二）实验原理：淀粉是非还原糖，在淀粉酶作用下能水解成还原糖。还原糖能与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。通过比较该存量淀粉酶和唾液淀粉酶的催化效率，可以鉴定出这批存量淀粉酶的活性。
（三）实验材料和用具：①存量淀粉酶制剂，②大小烧杯若干，③试管若干，④淀粉糊，⑤斐林试剂（A液：0．1g/mL的NaOH溶液，B液：0．05g/mL的CuSO4溶液），⑥碘液，⑦量筒，⑧酒精灯等。
（四）实验步骤：
（1）取唾液：将口漱净，含一块脱脂棉，片刻后取出，将唾液挤入小烧杯中；
（2）取两个烧杯，分别编号为A、B。分别加入适量的淀粉糊。再往A烧杯加入适量唾液。B烧杯中加入           。
（3）适当时间后，取两支试管分别编号为A1、A2，各加入A烧杯中的溶液2mL。另取两支试管分别编号为B1、B2，各加入B烧杯中的溶液2mL。
（4）                 。
（5）                 。
（五）若试管A1中溶液为褐色，试管A2中出现砖红色沉淀，试管B1、B2中可能出现的实验结果及相应的实验结论（用表格形式表达）：

	B1	B2	结论
第一种可能
第二种可能
第三种可能

（六）实验指导老师在阅读了同学们的实验报告后，认为存量酶制剂失活的推断可以成立，存量酶制剂有活性的推断存在瑕疵，你认为老师的理由是     。

请回答下列有关高中生物学实验的相关问题。
（1）叶绿体中色素的提取常用的提取液是          。研磨中为保护色素不被破环，需要添加           ；为使研磨更加充分，需要添加                 。             在层析液中的溶解度最低，扩散速度最慢。胡萝卜素主要吸收           色的光。
（2）探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的专一性时，用          （碘液或斐林试剂）进行鉴定。
（3）植物细胞发生质壁分离的外因是细胞外的溶液浓度          （大于或小于或等于）细胞液浓度，内因是细胞壁的伸缩性          （大于或小于或等于）原生质层。

胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），温度保持37 ℃，pＨ保持在最适值，生成物的量和反应时间之间的关系如图所示，请完成下列问题。

（1）该酶作用的底物是________________。
（2）140分钟后，曲线变成水平，这是因为_____________________________。
（3）若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pＨ由２逐渐升到10，则酶催化反应速度将________________，原因是_______________________________。

低温迫使植物细胞产生大量对细胞有害的过氧化物，如脂质过氧化物（MDA）。超氧化物歧化酶（SOD）能够消除过氧化物，从而增强植物的抗冷性。研究人员进行了“水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响”实验，实验步骤及结果如表所示。

组别	处理	培养温度/℃
1	蒸馏水浇灌	25	7．3
2	①	②	9．4
3	0．5 mmol/L水杨酸浇灌	5	10．3
4	1．0 mmol/L水杨酸浇灌	5	11．6
5	1．5 mmol/L水杨酸浇灌	5	13．6
6	2．0 mmol/L水杨酸浇灌	5	8．5
7	2．5 mmol/L水杨酸浇灌	5	7．9
8	3．0 mmol/L水杨酸浇灌	5	6．5

（1）表中①是_____________，②是___________。
（2）在5 ℃的环境下，物质的量浓度为2．0 mmol/L的水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响是________（填“增强”或“减弱”）。
（3）组别1和2对照可得的结论是_________________________________________。

有人做了以下的实验以研究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1cm³的正方体凝固蛋白质,试管均置于25℃室温条件下,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,在下方的坐标图中画出pH与酶活性的关系曲线。

（2）提供2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实验?____________________。
（4）除了本实验外,请另外设计一种简便易行的方案来测定pH对酶活性响: __________________。

将新鲜马铃薯磨碎、过滤得到提取液。在温度30℃的条件下，取等量提取液分别加到四支pH分别为3、5、7、9的100mL体积分数为3%过氧化氢溶液的烧杯中，结果发现每一支试管都产生气体，然后将加入四个烧杯中的马铃薯提取液的量减半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中过氧化氢含量变化并绘制成如图1所示曲线，请回答：
（1）该实验的自变量是______      ，因变量是          。
（2）曲线B是第      次实验的结果，原因最可能是            。
（3）曲线A和B中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是_____    。
（4）图2表示马铃薯的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物对酶所催化反应速率的影响．请在图上画出：
①如果在A点时，将温度提高5℃时的曲线变化；
②如果在B点时，向反应混合物中加入少量同种酶的曲线变化；
③如果在C点时，加入大量pH为1.8的HCl的曲线变化。

研究者选取南瓜幼苗进行了无土栽培实验，下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图，请分析回答相关问题．

（1）图中A点时叶肉细胞中O₂的移动方向是          ．研究者用含¹⁸O的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子，其转移途径是                  ．
（2）据图分析，光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度      ，温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为      ℃．
（3）图中      点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。

石油降解酶去醛基后变为石化酶，这两种酶都能催化污泥中石油的分解。
（1）验证石化酶化学本质所用的试剂名称是      ，酶催化作用的机理是              。
（2）下图为不同条件下，石油降解酶对某湖泊污泥中石油分解能力的测定结果。

本实验的自变量为      ，若要比较石油分解酶及石化酶催化能力的大小可观测的指标是     。
（3）通过预实验得知两种酶的适宜温度在20～30℃之间，为进一步探究两种酶的最适温度及催化能力，某同学以2℃为温度梯度设计了如下的实验记录表格。
探究石油降解酶及石化酶的最适温度和催化能力实验记录表

指出表中的三处错误
①           。
①           。
②           。

植物细胞受损后通常会释放出酚氧化酶，使无色的酚氧化生成褐色的物质，多酚氧化酶是引起果蔬酶促褐变的主要酶类，是引起果汁褐变的最主要因素。人们利用酚氧化酶的功能和特性加工制作商品。阅读下列材料，回答下列问题。
（1）酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞的不同结构中。能实现分类存放，是因为细胞内具有________系统，组成该系统的结构具有的功能特性是________。茶叶细胞中也存在众多种类的酚类物质与酚氧化酶。茶叶制作工艺中：有手工或机械揉搓、热锅高温炒制、晒干、炒干等方法。其中，绿茶制取过程中必须先进行热锅高温炒制工艺过程（提示：绿茶颜色为绿色），这一过程的目的是_______________。
（2）把含有酚氧化酶的提取液作如下表的处理，完成下列问题。

步骤 试管	①酚氧化酶提取液的处理	②加入 缓冲液	③加入酚 类底物	实验后 的颜色
A	不作处理	2 mL	2 mL	褐色
B	加入蛋白酶，10分钟	2 mL	2 mL	无色
C	加入三氯乙酸 （强酸），10分钟	2 mL	2 mL	__？__

推测实验后，试管C中的颜色是无色。试管A、C对照，你能提出什么结论？________________：试管A、B对照，说明酚氢化酶的化学本质是________。
（3）基因工程已应用在抗褐变品种的改良上，目前比较成功的是反义RNA技术（反义RNA可直接作用于靶mRNA的SD序列和部分编码区，直接抑制翻译）。有人将一段cDNA片段通过________的方法导入马铃薯的细胞中，并表达得到反义的RNA，结果块茎中的酚类物质氧化受阻，表皮被擦破后不发生褐变。你认为反义RNA发挥作用的原因可能是________________________。

某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示，请分析回答：

（1）实验1、2、3中的自变量分别为_______________________________________。
（2）实验1的目的是探究____________________________________________________。
（3） bc段O₂产生速率不再增大的原因最可能是____________________。
（4）实验3的结果还证实，当pH小于d或大于f时，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是________________________________________________________。

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值的实验结果。据此回答下列问题：

(1)在实验一中，pH值属于               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值，可在pH为          之间设置梯度进行研究。

下图是植物体内几项生理活动关系示意图，其中①②③④表示生理过程，请回答：

（1）植物生命活动会合成和分解ATP，①过程中ATP分解酶的分布场所是      ，④过程中ATP合成酶的分布场所是      。
（2）以下哪些生物可以进行②过程        ，哪些生物可以进行④过程        。

A．蓝藻

B．硝化细菌

C．乳酸菌

D．豌豆

E．酵母菌
（3）啤酒生产过程中，酵母菌大量繁殖时，通过上图      过程（填序号）获得能量；发酵时，通过上图      过程（填序号）获得能量

在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时（如甲图A所示），可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。图乙表示无抑制剂和不同抑制剂作用的效果曲线。

（1）少数酶是RNA，可用            检测.
（2）图乙中曲线a、b酶促反应速率不再增加是因为               。
（3）图乙中曲线a表示             抑制剂存在时的作用效果，图乙中曲线b表示             抑制剂存在时的作用效果。
（4）已知青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似, 能抑制细菌合成细胞壁相关酶的活性，故青霉素属于          抑制剂。
（5）癌症化疗时应用的烷化剂（如二氯二乙胺）能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。故烷化剂属于
抑制剂

地下工厂生产出来的食品往往含有大量的细菌,可利用“荧光素——荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测:①将腊肉研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。分析并回答下列问题：
（1）荧光素接受___________提供的能量后就被激活,在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，原因是发光强度与ATP含量成____________（正比/反比）；根据ATP含量进而测算出细菌数量的依据是：每个细菌细胞中ATP含量               。
（2）“荧光素——荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是__________________；生物细胞中ATP的水解一般与                     （吸能反应或放能反应）相联系。
（3）研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度如图所示。

其中高浓度盐溶液经稀释后酶活性可以恢复，高温和Hg²⁺处理后酶活性不可恢复。若要节省荧光素酶的用量，可以使用_____________处理; Hg²⁺处理后酶活性降低可能是因为__________________。

(9分)动物肝脏中含有H₂O₂酶，可以催化H₂O₂的分解。下图一、二是某研究小组围绕探究H₂O₂分解条件而获得的实验结果。试回答下列问题：

（1）鉴定H₂O₂酶是否是蛋白质，可用______试剂。细胞内的酶等蛋白质要不断更新，其降解过程发生在     （细胞器）中。
（2）合成H₂O₂酶的直接能源物质是______，该物质可在动物细胞的____________（结构）中合成。
（3）图一、二所代表的实验中，实验自变量依次为__________、__________。
（4）根据图一可以得出的实验结论是________________。
（5）图二曲线BC段的限制因素最可能是________________。