高中生物ATP在能量代谢中的作用的综合综合题

萌发的禾谷类种子中淀粉酶活性较强，主要有α-淀粉酶和β-淀粉酶。α-淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活，而β-淀粉酶不耐热，在70℃ 15min后失活。根据它们的这种特性，可分别测定一种酶的催化效率。请协助完成“测定小麦种子中α-淀粉酶催化效率”的实验。
实验材料：萌发3天的小麦种子(芽长约1cm)。
主要试剂及仪器：1mg/mL的标准麦芽糖溶液、5%淀粉溶液、斐林试剂、蒸馏水、石英砂恒温水浴锅等。
实验步骤：
步骤一：制作麦芽糖标准液。取 7 支干净的具塞刻度试管，编号，按表加入试剂，再将试管置于60℃水浴中加热 2min，取出后按试管号顺序排列。

试剂	试管号
1	2	3	4	5	6	7
麦芽糖标准液(mL)	0	0.2	0.6	1.0	1.4	1.6	2.0
蒸馏水(mL)	2.0
麦芽糖含量(mg)	0	0.2	0.6	1.0	1.4	1.6	2.0
斐林试剂(mL)	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0

步骤二：制备酶液。

步骤三：将装有淀粉酶溶液的试管置于70℃水浴中15 min，取出后迅速冷却。
步骤四：另取四支试管，编号A、B、C、D，向A、B试管中各加5mL 5%淀粉溶液，向C、D试管中分别加入2mL已经处理的酶溶液和蒸馏水，将四支试管置于40℃的恒温水浴中保温10min ，然后将C、D试管中的溶液分别加入到A、B试管中，摇匀后继续在40℃恒温水浴中保温10min。
步骤五：_________________。
结果分析：将A试管中颜色与步骤一中获得的麦芽糖标准液进行比较，获得该试管中麦芽糖浓度，并计算出α-淀粉酶催化效率。
结果分析：(略)
分析上述步骤回答：
（1）步骤一的2～7试管中加入蒸馏水的量分别是：1.8、1.4、1.0、0.6、0.4、0（单位mL)。要控制等量的液体，是为了控制________（自、因、无关）变量，“测定小麦种子中α－淀粉酶催化效率”的实验中，自变量是___________。
（2）步骤三的实验操作目的是______________________。
（3）步骤四中A、B试管5mL 5%淀粉溶液和C、D试管中2mL已经处理的酶溶液和蒸馏水分别装在不同试管中40℃恒温水浴处理的目的________________。
（4）步骤五的实验操作是_________________。

血栓主要由不溶性的纤维蛋白等物质组成。纳豆激酶（NK）是一种在纳豆发酵过程中由纳豆杆菌产生的蛋白酶，它具有溶栓的作用，其机理如下图所示，请根据图回答：

（1）据图分析，NK不但能直接催化分解________，还能间接激活_________，从而达到溶栓作用。
（2）请根据下列出示的实验材料，比较NK与内源性纤溶酶溶栓效果，并在下面横线位置上，补全相应内容。

	加入物质的成分	试管1	试管2
1	纤维蛋白块	1g	1g
2	缓冲液	1mL	1mL
3	纳豆激酶（NK）溶液	1mL	/
4		/	1mL

实验材料：NK溶液、内源性纤溶酶溶液、纤维蛋白块、蛋清溶液、缓冲液、双缩脲试剂、量筒、试管和秒表。实验步骤：
①按顺序依次加入相关物质：第2步加缓冲液的主要作用是__________；第4步加的物质是           。
②观察和记录_____________       ，从而分析实验结果。

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                    。

为探究NaCl和CuSO₄对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：

（1）实验中加入缓冲液的作用是                。
（2）分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是              ，其中对酶活性有抑制作用的离子是              ，对酶活性有促进作用的离子是              。
（3）该实验中设置的4号试管起              作用；设置3号试管的目的是         。
（4）上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1-4号试管中的颜色依次是         、         、        、         。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是          。

为探究NaCl和CuSO₄对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：

（1）实验中加入缓冲液的作用是                       。
（2）分析1号试管和3号试管实验结果可知：对酶活性有影响的离子是       ；分析2号试管和3号试管实验结果可知：对酶活性有影响的离子是             。
（3）该实验中设置4号试管的目的是             ；设置3号试管的目的是确定         对唾液淀粉酶催化活性是否有影响。
（4）上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1～4号试管中的颜色依次是         、         、
、       。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是          。

研究发现，植物的Rubisco酶具有“两面性”。当CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂反应，完成光合作用；当O₂浓度较高时，该酶却催化C₅与O₂反应，产物经一系列变化后到线粒体中会生成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸。请分析回答下列问题：
（1）在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是____________，该产物被还原生成糖类的过程还需要___________（物质）。Rubisco酶的“两面性”与酶的________（特性）相矛盾。
（2）与光呼吸相区别，研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”。从反应条件上看，光呼吸需要光，暗呼吸__________；从反应场所上看，光呼吸发生在叶绿体和线粒体中，暗呼吸发生在__________中。
（3）某同学为研究某池塘（溶氧充足）中2米深处生物的光合作用和有氧呼吸，设计了黑白瓶实验：取三个大小相同，体积适宜的透明玻璃瓶，标号 1、2、3 ，其中1号瓶用锡箔纸包住遮光。用三个瓶子在池塘2米深的相同位置取满水，测3号瓶的溶氧量记为a。然后将1、2号放回取水处，24h后取出，测1、2号瓶的溶氧量记作b、c。请回答下列问题：①24h细胞呼吸耗氧量为         ②24h光合作用的实际产氧量为           。

茶叶中富含茶多酚，具有很好的保健作用。某研究小组以绿茶为材料，探究绿茶提取物对糖尿病大鼠餐后血糖浓度的影响。
(1)完善以下实验步骤：
①选取______                                    ___，随机分为A、B两组，每组3只。
②A组大鼠灌喂适量的绿茶提取物和淀粉，B组大鼠灌喂_____                      ______。
③断食一定时间后，A、B组灌喂适量的淀粉，分别在Oh、1h后测定_____           ______。
(2)设计一个表格，以记录实验结果。
(3)分析与讨论：
①每组实验至少需3只大鼠，其目的                                                  。
②实验结果表明，绿茶提取物能降低糖尿病大鼠餐后血糖浓度。小组继续设计实验进行研究，发现绿茶提取物不能改变胰岛素水平，而能显著抑制淀粉酶活性，这些研究的目的是探究_______                                                                         。
③下图是加了绿茶提取物后，淀粉酶催化淀粉分解的曲线，请在图中用虚线表示未加绿茶提取物时的分解曲线。

科学家发现酸性磷酸酶是某细胞器的标志酶，正是对这种酶的定位研究导致该细胞器的发现。回答下列有关问题:
（1）酸性磷酸酶存在于         中，参与分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒和病菌。
（2）科学家利用           法分离得到了该细胞器。将该细胞器分别置于蒸馏水和等渗蔗糖溶液中，并检测溶液中酸性磷酸酶的含量，得到了如下结果：

A曲线表示该细胞器置于            中酸性磷酸酶含量变化的曲线。A曲线酸性磷酸酶含量在0-1．5h增加的原因是              。
（3）酸性磷酸酶活性可以用             表示。科学家研究重金属离子对鲫鱼生长繁殖的影响，发现：重金属污染的实验组中，鲫鱼组织中提取的酸性磷酸酶活性较低，原因是              。

为探索治疗机体对于某种药物依赖的有效途径，我国科研人员进行了如下研究：

（1）将大鼠置于自身给药箱中（如图），当大鼠按压非给药杆时指示灯不亮，药泵不给药，按压给药杆时指示灯亮，药泵通过静脉导管向大鼠直射一定量药物，灯亮时，光刺激大鼠视网膜，引起视神经细胞产生，传至末梢，释放作用于突触上的受体，信息传至视中枢，产生视觉，多次重复训练后，大鼠在光信号和给药之间建立联系，当给药时间内大鼠按压给药杆的次数达到一定程度时，即可被视为对该药物形成依赖，以下将这种大鼠称为鼠。
（2）研究发现，Ｄ鼠相关脑群内酶Ａ含量和活性均明显升高，为探讨酶Ａ活性对药物依赖的影响，在两组Ｄ鼠相关脑区注射酶Ａ活性抑制剂或生理盐水后，再分别放入自身给药箱，记录单位时间内两组Ｄ鼠与对照组相比，若抑制剂组的Ｄ鼠，则表明抑制酶Ａ的活性可以降低Ｄ鼠对药物的依赖。
（3）研究者设计了一种能与编码酶Ａ的ｍＲＮＡ互相结合的，含２２个核苷酸的ＲＮＡ，它能进入细胞，促进编码酶Ａ的ｍＲＮＡ降解，将这种小RNA用溶剂M溶解后，注射到D鼠相关脑区，引起酶A含量明显下降，D鼠对药物的依赖降低，进行本实验时，要同时进行一个对照处理，将一段小用【填写生理盐水或蒸馏水或溶剂M】溶解，注射到D鼠的相关脑区，这段小RNA的最佳设计为：与实验组使用的小RNA相比，其核苷酸的（）【多选，只填序号】
ａ种类相同  ｂ种类不同  ｃ数目相同 ｄ数目不同 ｅ序列完全相同 ｆ序列完全不同
若此对照组Ｄ鼠相关脑区内酶Ａ含量无明显变化，则可以证明等因素对实验组结果无影响。

植酸酶，是酶的品种之一，在动物饲料加工中发挥重要作用。植酸酶能分离出植酸分子中的磷，将植酸（盐）降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸（盐）结合的其它营养物质。
（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的           ，最终通过改变植酸酶的           ，再通过基因工程得到新的植酸酶。
（2）培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞最常用的方法是             。
（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过        方法转入猪的      中。将早期胚胎培养至一定时期通过             方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
（4）若这些转基因植物被推广种植，可能会对生态环境产生怎样的影响？            。

下图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型,图乙表示在最适温度和PH条件下,麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。

（1）甲模型能解释酶的催化具有      ，即每一种酶只能催化        化学反应。    代表麦芽糖酶。酶催化作用的原理是                        。
（2）乙图中，限制f～g段上升的因素是           。如果温度升高5℃,催化速率将变     。
（3）若其他条件不变，将酶的量增加一倍，请在乙图中绘出相应变化曲线。
（4）某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5．0、6．0、7．0、8．0、9．0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。
③将5支试管放入70 ℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。
④取出各试管，分别加入本尼迪特试剂2 mL，摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误，请更正（不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数），以便实验能得到正确的预期结果。
①_______________________。
②______________________。

下面是某同学所做的有关过氧化氢在不同条件下分解的验证性实验。
一、实验材料和用具：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%过氧化氢溶液、质量分数为3．5%的FeCl₃溶液、蒸馏水、酒精灯、温度计等。
二、实验步骤：

步骤	试管编号
a	b	c	d	e
加入试剂	2ml 3%H2O2	2ml 3%H2O2	2ml 3%H2O2	2ml 3%H2O2	2ml 3%H2O
设置反应条件	常温	常温	常温	常温	常温
蒸馏水	FeCl3溶液	肝脏研磨液	煮熟的肝脏研磨液	肝脏研磨液
2滴	2滴	2滴	2滴	2滴
观察气泡的产生

请根据该实验回答下列问题：
（1）该实验中，衡量H₂O₂分解快慢是以单位时间内                 为指标的。H₂O₂分解最快的试管是                 。如果仅将上述实验条件由常温改为90℃水浴，重复实验。H₂O₂分解最快的试管是                 。
（2）实验中采用的肝脏必须是新鲜的，目的是保证                     。
（3）试管a和d的实验现象几乎相同，是因为高温会破坏酶的                 ，从而使其永久失去活性。
（4）假如b、c两试管的实验现象均不明显，原因最可能是                     。
（5）该同学设计e组的实验目的是                        。

在有氧气和ATP的条件下，荧光素酶能催化荧光素的氧化而发出荧光。请根据以下提供的实验材料，完善实验思路，并回答有关问题。
实验材料：荧光素甲溶液，荧光素乙溶液，荧光素酶A溶液，荧光素酶B溶液，ATP溶液
（1）现欲探究“不同的荧光素酶是否都能催化不同的荧光素氧化”。请完善实验思路。
实验步骤：①取4支试管，编号1、2、3、4；
②1、2号试管加入适量荧光素甲溶液，3、4号试管加入等量荧光素乙溶液
③       号试管加入适量荧光素酶A溶液，        号试管加入等量荧光素酶B溶液；
④               。
⑤在暗处观察各试管是否发出荧光。
实验结果预测及结论：若实验结果为        ，则支持“不同的荧光素酶都能催化不同的荧光素氧化”。否则不支持“不同的荧光素酶都能催化不同的荧光素氧化”。该实验思路也可用于探究酶的       特性。
（2）神经细胞中的ATP合成的能量主要来自________（生理过程），该过程的场所是__     __。研究发现正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L。为满足能量需要，解决这一矛盾的合理途径是____________。
（3）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_______
（4）用○□三种符号分别表示磷酸、核糖与腺嘌呤，试写出这三种分子在ATP中的连接方式

为了检测某种酶X在37℃时对3种二糖（糖A、糖B、糖C）的作用，设计了如下图所示的实验。5min后检测每支试管中的单糖和二糖，结果如下表。

（1）请写出一种用于检测单糖或二糖是否为还原糖的方法，并说明现象与相应的结论：_____________。
（2）从本实验中，可得出的结论是：_________________。
（3）为进一步检测该酶与pH的关系，请用下面所给的材料和实验室中的基本设备，设计一个实验，探究pH对酶活性的影响。
实验材料：酶X，糖A溶液、糖B溶液、糖C溶液（自选一种），斐林试剂，不同pH的物质（酸、水、碱）。
实验步骤：
①取三支洁净试管，向三只试管中均加入1mL的酶X溶液，编号为A、B、C。
②向A试管中加入     ，向B试管中加入___________，向C试管中加入___________，摇匀。
③将______________溶液各2mL注入到A、B、C三只试管中，置于          中保温5min。
④在各支试管中分别加入2mL ____________，然后水浴加热5min,观察颜色变化。

某校生物兴趣小组的同学利用淀粉琼脂培养基探究pH对淀粉酶活性的影响，相关实验过程及结果如下：
①将绿豆种子浸泡促使其萌发，然后经去皮、研磨、过滤等一系列操作后得到淀粉酶提取液。
②用干净剪孔器在滤纸上剪取6片圆形滤纸片，滤纸片作下表所示处理。

③将处理后的6片滤纸片分别覆盖在同一淀粉琼脂培养基的表面（如上图1），将培养基放在35℃的恒温培养箱内约30min。
④取走滤纸片，将碘液倒入培养皿内，1min后用清水缓缓冲去多余的碘液。
⑤观察培养基表面出现的“清晰区”（非蓝色区域），并比较大小（如上图2）。
请分析回答：
（1）制备淀粉琼脂培养基的一般步骤是计算→称量→                         。
（2）萌发的绿豆种子中淀粉酶含量较高，这是因为                           。
（3）表中“？”处表示的溶液或试剂是               。实验中要求剪取的圆形滤纸片大小相同，这属于控制实验的                  变量。
（4）图2中，淀粉琼脂培养基的表面出现“清晰区”的原因是                   。2、3号与6号实验结果的比较，可以说明                    。
（5）本实验的结论是                             。