高中生物ATP在能量代谢中的作用的综合综合题

嗜热土壤芽胞杆菌产生的-葡萄糖苷酶（）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：
Ⅰ.利用大肠杆菌表达酶
⑴扩增基因时，选用基因组作模板。
⑵下图为质粒限制酶酶切图谱。基因不含图中限制酶识别序列。为使扩增的基因重组进该质粒，扩增的基因两端需分别引入和不同限制酶的识别序列。

⑶大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为。
Ⅱ．温度对酶活性的影响
⑷据图1、2可知，80℃保温30分钟后，酶会；为高效利用酶降解纤维素，反应温度最好控制在（单选）。
A．50℃   B．60℃   C．70℃  D．80℃

Ⅲ．利用分子育种技术提高酶的热稳定性
在扩增基因的过程中，加入诱变剂可提高基因的突变率，经过筛选，可获得能表达热稳定性高的酶的基因。
⑸与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获取热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在过程中（多选）
A．仅针对基因进行诱变
B．基因产生了定向突变
C．基因可快速积累突变
D．基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变

地下黑作坊用病死猪肉腌制的腊肉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____________________________。

为探究酶的浓度(以土豆块数多少代表)对酶促反应的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置。可供选用的材料用具有：3％的过氧化氢溶液、新鲜土豆(含有过氧化氢酶)、水果刀、量筒、带刻度的50ml注射器(3个)、橡皮塞、计时器．请．回答下面的问题．

(1)实验步骤：
①将新鲜土豆去皮，______________________；
②取3个50ml的注射器编号为A、B、C．___________                               ；
③然后_________________________________，如图示装置；
④____________________________________________．
(2)实验中需控制的无关变量有___________、___________等(至少答2点)．
(3)如果右图是B注射器的实验结果，与B相比．那么A、C注射器内产生a量气体时所需的时间b应分别为___________、            ．

影响酶活性的因素除了温度、pH以外，还有些化学物质能使酶活性增加，称为酶的激活剂；而有些化学物质能使酶的活性降低甚至丧失，称为酶的抑制剂。如Cl^一是唾液淀粉酶的激活剂，Cu²⁺是唾液淀粉酶的抑制剂。某兴趣小组设计了如下实验研究。
实验试剂：唾液淀粉酶溶液，3％淀粉溶液，碘液，0．3％NaCl溶液，1%CuSO₄溶液，1％Na₂S0₄溶液，蒸馏水。
实验器材：略。
实验步骤：取4支洁净试管，按照下表加入相应的试剂。将4支试管都放入到温度为  ①  水浴锅中保温15min。期间每隔1分钟取样，滴加碘液进行鉴定，观察反应进行情况。

(1)本实验的研究课题为_________________。
(2)①处设置的温度应为_____________；表中②③应添加的试剂量分别为_________________。
(3)设置3号试管的目的_________________。
(4)为确保实验结果的准确性，实验中需要控制的因素有_________________。(写出两项)
(5)1号试管作为空白对照，在第5min时取出的样液，滴加碘液后开始呈现出黄色，说明淀粉已完全被酶催化分解，2号试管______________；3号试管的实验结果与__________号试管的基本相同；4号试管样液呈现出黄色的取样时间比l号试管_________________(填“早”或“晚”)。

现有烧杯、量筒、苹果泥、质量分数为2％的果胶酶溶液、蒸馏水、pH分别为1、2、3、4、5、6的缓冲溶液，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验。请回答下列问题：

步骤	项目	烧杯
A	B	C	D	E	F	G
1	①	2ml
2	加入不同pH 的缓冲溶液	2ml 蒸馏水	2ml pH=1	2ml pH=2	2ml pH=3	2ml pH=4	2ml pH=5	2ml pH=6
3	烧杯中加入苹果泥	20ml
4	水浴加热	45℃  15分钟
5	澄清度检测	45%	53%	80%	90%	97%	75%	32%

 
（1）该实验是研究________对果胶酶活性的影响，A烧杯在实验中的作用是___________。
（2）表中①处的内容是___________________________________，能否将操作步骤3放至表中步骤1之前，并说明原因_______________________________________________。
（3）步骤4中将7个烧杯45℃水浴保温的原因是_________________________________。
（4）将该实验结果转化成曲线图画在下面坐标系中，分析可知_______时果胶酶活性最高。

将某种植物种子在水中浸透,然后按如图装置进行实验,实验开始时X液面位置与Y液面位置调至同一水平。下表记录了实验过程中每小时的液面变化情况。请回答下列问题:

时间(h)	X液面位置(cm)
0	5.0
1	7.0
2	9.0
3	11.0
4	13.0
5	14.5
6	15.5
7	15.8
8	15.8
9	15.8

(1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加  水,使代谢增强。
(2)装置中使用NaOH溶液的目的是               ,X液面变化值表示          。
(3)影响结果准确性的环境因素有     (至少写两个)。为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的,需设置另一个相同装置,该装置除试管内金属网上需要放  、  的同种种子外,其他条件与上图装置相同。
(4)实验4小时后液面变化减缓乃至不变,原因是                                             。

已知大麦在萌发过程中可以产生α淀粉酶,用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α淀粉酶。为验证这一结论,某同学做了如下实验:

试管号	GA 溶液	缓冲液	水	半粒种子 10个	实验步骤	实验 结果
步骤1	步骤2
1	0	1	1	带胚	25 ℃保温 24 h后去 除种子, 在各试管中 分别加入 1 mL淀粉液	25 ℃保温10 min后各试管中分 别 加 入 1 mL碘液,混匀后观察溶液颜色深浅	++
2	0	1	1	去胚	++++
3	0.2	1	0.8	去胚	++
4	0.4	1	0.6	去胚	+
5	0.4	1	0.6	不加种子	++++

注:实验结果中“+”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。回答下列问题:
(1)α淀粉酶催化   水解可生成二糖,该二糖是   。
(2)综合分析试管1和2的实验结果,可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的   ,这两支试管中淀粉量不同的原因是                                                           。
(3)综合分析试管2、3和5的实验结果,说明在该实验中GA的作用是                         。
(4)综合分析试管2、3和4的实验结果,说明                                              。

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 ℃条件下15 min后失活。
实验材料：萌发3天的小麦种子(芽长约1 cm)。
主要试剂及仪器：麦芽糖标准液、5%淀粉溶液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅等。
实验步骤：
步骤一：制作麦芽糖梯度液。取7支干净的具木塞刻度试管，编号，按表加入试剂，再将试管置于60 ℃水浴中加热2 min，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	1.8	1.4	1.0	X	Y	Z
斐林试剂(mL)	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0

步骤二：利用萌发3天的小麦种子制备淀粉酶溶液。
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5mL5%淀粉溶液，向C、D试管中分别加入2mL已经处理的酶溶液(忽略其中含有的少量麦芽糖)和蒸馏水，将四支试管置于40 ℃恒温水浴锅中保温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 ℃恒温水浴锅中保温10min。
步骤五：取A、B试管中反应溶液各2 mL分别加入E、F试管，然后向E、F试管分别加入________，________，观察颜色变化。
结果分析：将E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。
请分析回答：
(1)本实验的目的是______________________________________________________。
(2)步骤一的5～7试管中加入蒸馏水的量(X、Y、Z)分别是________(单位：mL)。
(3)实验中B试管所起的具体作用是________。
(4)请补全步骤五的做法：______________，____________。
(5)若要测定另一种淀粉酶的活性，则需在步骤________进行改变。

酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，生物体内的化学反应，基本上都是在酶的催化下进行的。请根据下列有关酶促反应的实验操作，回答相关问题。
注：表中“+”为加入，“-”为未加入

（1）制备淀粉溶液时需加热煮沸，但制备好以后必须冷却到室温才能使用，这是为了防止_____________。
（2）上述实验中，能与斐林试剂发生反应生成砖红色沉淀的试管有       和         。
（3）实验过程中，如果E、F号试管也出现砖红色沉淀，可能有很多原因，下列分析正确的是（用序号表示）             。
①淀粉溶液、蔗糖溶液不纯，混有还原糖。
②淀粉溶液、蔗糖溶液放置时间太长，其中的微生物将部分淀粉、蔗糖分解成还原糖。
③试管不干净、上面留有还原糖。
④实验操作过程中，胶头滴管混用、错用。
（4）如果条件所限，只保留两支试管，也能初步得出酶具有专一性的实验结论，请你写出可能的组合：___        
（5）本实验中，能否用碘液代替斐林试剂？             （能/不能），理由是                                                                 
(6)若研究温度对淀粉酶活性的影响，可否用斐林试剂为检测试剂？     理由是                     
                                 。能否用过氧化氢酶研究温度对酶活性的影响    __________。

Ⅰ.下图是探究pH影响过氧化氢酶活性的实验装置图，请回答下列问题。

(1)肝脏研磨液可以用________来代替。除了自变量和因变量外，本实验哪些是无关变量(答出主要两点)？________________________________________________。
(2)若要验证酶的高效性，在此实验装置的基础上，应如何改进（请写出具体操作）______________。
(3)能否用本实验装置来验证温度影响酶的活性？    ，请说明理由___________________。
(4)酶的化学本质是________。
Ⅱ．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)组别1和2对照可得的结论是_________________________________________。
(3)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”)。

已知大麦在萌发过程中可以产生α-淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α-淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：

试管号	GA 溶液	缓冲液	水	半粒种子10个	实验步骤		实验结果
1	0	1	1	带胚	步骤1	步骤2	++
2	0	1	1	去胚	25^oC保温24h后去除种皮，在各试管中分别加入1mL淀粉液	25^oC保温10min后各试管中分别加入1mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅	++++
3	0.2	1	0.8	去胚			++
4	0.4	1	0.6	去胚			+
5	0.4	1	0.6	不加种子			++++
注：实验结果中“+”越多表示颜色越深，表中液体量的单位均为mL。

回答下列问题：
（1）α-淀粉酶催化                  水解可生成二塘，该二塘是                      。
（2）综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的               。这两支试管中淀粉量不同的原因是                              。
（3）综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是                   。
（4）综合分析试管2、3和4的实验结果，说明                                      。

研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用，而对正常细胞无影响。进一步研究发现，发挥作用的物质是L—天冬酰胺酶，它能将L—天冬酰胺分解，而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，增殖被抑制。
（1）为验证该酶对两种细胞的影响，某兴趣小组进行了以下实验。
实验材料：正常细胞、淋巴瘤细胞、培养基（含细胞生长所需物质）、L—天冬酰胺酶
实验步骤：
a.分组
实验组：培养基 + L—天冬酰胺酶 + 淋巴瘤细胞
对照组：培养基 + ___________
b.适宜条件下培养后，观察细胞生长状态、检测L—天冬酰胺含量。
实验结果（如下表）：

实验分组	生长状态	L—天冬酰胺含量
		培养液	细胞内
实验组		缺乏	缺乏
对照组	正常	缺乏	正常

结果分析：
该实验利用了酶的__________特性；表中①应为__________；对照组细胞内L—天冬酰胺含量正常的原因是 ______________ 。
（2）患者多次静脉注射该外源性酶后疗效降低，是因为发生了____________反应；该酶口服无效，原因是____________。
（3）根据实验结果，你认为理想的抗肿瘤药物应该具有的特性是_______________。

已知大麦在萌芽过程中可以产生α－淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α－淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：

试管 号	GA 溶液	缓冲 液	水	半粒 种子 10个	实验步骤	实验
步骤1	步骤2	结果
1	0	1	1	带胚	25 ℃保 温24 h 后去除 种子， 在各试 管中分 别加入 1 mL淀 粉液	25 ℃保 温10 min 后各试 管中分 别加入 1 mL碘 液，混匀 后观察 溶液颜 色深浅	＋＋
2	0	1	1	去胚	＋＋＋＋
3	0.2	1	0.8	去胚	＋＋
4	0.4	1	0.6	去胚	＋
5	0.4	1	0.6	不加 种子	＋＋＋＋

注：实验结果中“＋”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。
回答下列问题：
(1)α－淀粉酶催化________水解可生成二糖，该二糖是________。
(2)综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的________，这两支试管中淀粉量不同的原因是___________。
(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该试验中GA的作用是____。
(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明_____。

研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质，有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶。对此，研究人员设计并做了一些相关实验。

(1)要鉴定此物质化学本质是蛋白质还是RNA，可分别选用________试剂和________染液。
(2)要确定此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如上图所示的实验过程，请分析可能的实验结果。在水浴加热后，若两支试管均出现砖红色沉淀，说明____________________________，若两支试管均不出现砖红色沉淀，则说明_____________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，化学本质是蛋白质，需要确定其催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定____________________________，再参照上图中甲试管的处理方法进行实验。实验结束后，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度，设置____________，重复进行实验。

ATP是生物体内能量代谢中重要的高能化合物，其作为药物用于临床对癌症、心脏病、肝炎等病症的治疗或辅助治疗，效果良好。目前常以葡萄糖为能源物质，利用啤酒酵母进行工业化生产。请分析：

图1        图2
(1)ATP的结构简式是________，上图中可以合成ATP的场所有________(填序号)。
(2)葡萄糖进入酵母菌细胞的方式是________。在没有葡萄糖的情况下，酵母菌会分泌一种蔗糖转化酶，将蔗糖分解成单糖以便吸收利用，在分泌蔗糖转化酶时，除图1所示结构外，还需要________________________的参与。
(3)根据图2分析在O₂浓度为________时，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相等。进一步研究发现，O₂浓度会影响酵母菌对葡萄糖的利用和ATP的生成，实验结果如图3所示。在该实验时间内，比较三种情况下酵母菌对葡萄糖的利用速率________，通气量为____________时，有利于ATP的生成。


图3