高中生物ATP在能量代谢中的作用的综合综合题

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_____________。

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              。

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）Rubisco酶的存在场所为            ，其“两面性”与酶的               (特性)相矛盾。
（2）在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是                。
（3）夏季中午，水稻会出现“光合午休”，此时光合作用速率明显减弱，而CO₂产生速率明显增强，其原因是             。
（4）与光呼吸相区别，研究人员常把细胞呼吸称为“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。
（5）下图表示测定某植物每1cm²叶片的重量（mg）变化情况（均考虑为有机物的重量变化）的操作流程及结果。该植物的呼吸速率可表示为              （mg／cm²·h），净光合速率可表示为               （mg／cm²·h）。（用图中字母表示）

下图表示的是在最适温度、最适PH条件下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。

（1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其本质绝大多数是________，少数是________。酶的作用机理是_________。
（2）与无机催化剂相比，酶的特点是_____  ___、__________、__________。
（3）请解释在不同条件下该化学反应的状况：在         范围内，随着反应物浓度的增加，反应速率加快；在________点达到最高，限制反应速率继续增高的原因是______      。
（4）若底物足量，其他条件相同且适宜，请在右侧上图画出唾液淀粉酶在10℃到30℃范围内的反应速率变化曲线。

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；pH＝1．5
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。
（5）在2、3号试管所研究的问题中，          号为对照组。

某同学为探究“影响酶活性的因素”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胃蛋白酶	37℃水浴；pH＝8
2	1 cm^3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶	0℃水浴； pH＝8
3	1 cm^3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶	0℃水浴； pH＝1．5

（1）若将1、2号试管作为一组对照实验，则该实验中要探究的自变量是              ；
（2）若将2、3号试管为一组对照实验，则该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）根据已有知识作答，如果将0℃水浴、pH＝8环境下的胃蛋白酶移至37℃水浴、pH＝8的环境中，相比较于之前，胃蛋白酶的活性将          （填较高、较低或不变）；原因是              。

下列图示中，甲表示植物光合作用强度与光照强度之间的关系；乙表示某绿色植物某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程；图丙表示在种植有植物的密闭玻璃温室中，二氧化碳浓度随光照强度变化而变化的情况；丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度的关系。

（1）叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是         。
（2）图乙中Ⅰ中产生的O₂参与Ⅲ的第        阶段；Ⅱ进行的场所是            。
（3）从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为       。
（4）图丁中，如果温度上升5℃，b点将向       （填“左上”、“右下”，“左下”、“右上”）方移动。

为了比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性，某生物兴趣小组以三种微生物提取液（提取液中淀粉酶浓度相同）为材料进行了如下实验。

		试管1	试管2	试管3	试管4
实 验 操 作	蒸馏水（ml）	2	2	2	A
pH=8缓冲液（ml）	0.5	0.5	0.5	0.5
淀粉溶液（ml）	1	1	B	1
甲生物提取液（ml）	C
乙生物提取液（ml）		D
丙生物提取液（ml）			E
37℃的水浴，保温1小时
总体积（ml）	3.8	3.8	3.8	3.8
滴加等量的碘液
实验结果	颜色深浅程度	++	-	+	F
注：“+”显色，“+”越多显色越深；“-”不显色

（1）表中A的数值为_______，F的颜色深浅程度为_______（用“+”或“-”表示）。
（2）该实验的自变量是___________________，无关变量有______________（写出两种即可）。
（3）根据上述结果得出的结论是：不同来源的淀粉酶，虽然酶的浓度相同，但活性不同。造成实验中三种酶活性差异的根本原因是____________。

胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），湿度保持37℃，pH保持在最适值，生成物量与反应时间关系如下图，请回答下列问题：
 
（1）该酶作用的底物是_____________。
（2）在140分钟后，曲线变成水平，这是因为____________________。
（3）若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。
（4）若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH值由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速度将_______。
（5）下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是（   ）

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）。

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

内皮素（ET）是一种含21个氨基酸的多肽，它有强烈的血管收缩和促进平滑肌细胞增殖等作用。研究发现内皮素功能异常与高血压、糖尿病、癌症等有着密切联系。内皮素主要通过与靶细胞膜上的内皮素受体结合而发挥生物学效应。ET_A是内皮素的主要受体，科研人员试图通过构建表达载体，实现ET_A基因在细胞中高效表达，为后期ET_A的体外研究以及拮抗剂的筛选、活性评价等奠定基础。其过程如下（图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因，限制酶ApaⅠ的识别序列为C^↓CCGGG，限制酶XhoⅠ的识别序列为C^↓TCGAG）。请分析回答：

（1）完成过程①需要的酶是          ；与过程②相比，过程①特有的碱基配对方式是______________。
（2）过程③中，限制酶XhoⅠ切割DNA，使_______键断开，形成目的基因的黏性末端是________。用两种限制酶切割，获得不同的黏性末端，其主要目的是_____________。
（3）过程⑥中，要用________预先处理大肠杆菌，使其处于容易吸收外界DNA的感受态。
（4）利用SNAP基因与ET_A基因结合构成融合基因，目的是_________。
（5）人皮肤黑色素细胞上有内皮素的特异受体，内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合后，会刺激黑色素细胞的分化、增殖并激活酪氨酸酶的活性，从而使黑色素急剧增加。美容时可以利用注射ET_A达到美白祛斑效果，这是因为ET_A能与内皮素结合，减少了内皮素与        的结合，抑制了内皮素对黑色素细胞的增殖和黑色素的形成。

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

为了比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性，某生物兴趣小组以三种微生物提取液（提取液中淀粉酶浓度相同）为材料进行了如下实验。

（1）表中A的数值为_______，F的颜色深浅程度为_______（用“+”或“-”表示）。
（2）该实验的自变量是___________________，无关变量有___________________（写出两种即可）。
（3）根据上述结果得出的结论是：不同来源的淀粉酶，虽然酶的浓度相同，但活性不同。造成实验中三种酶活性差异的根本原因是________________。

大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。某同学尝试对其消化道中蛋白酶的活性进行研究。

（1）查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是______________。
（2）资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15-18℃之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15-18℃间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。
①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是__________。
②胃蛋白酶实验组实验的pH应控制在__________。
③为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于__________中以保持恒温。单位时间内______可以表示蛋白酶催化效率的高低。