高考生物五年真题汇编5——酶与ATP
一、单选题
1.(2022·浙江)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
2.(2022·广东)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是()
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58
⑤ 5 + 40 30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃,最适pH9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
3.(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。
实验组 ① ② ③ ④ ⑤
底物 + + + + +
RNA组分 + + - + -
蛋白质组分 + - + - +
低浓度Mg2+ + + + - -
高浓度Mg2+ - - - + +
产物 + - - + -
根据实验结果可以得出的结论是( )
A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
4.(2022·浙江选考)用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草每汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于( )
A.两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B.两者催化果胶水解得到的单糖不同
C.两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D.酶催化需要最适温度,盐酸水解果胶不需要最适温度
5.(2022·浙江选考)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
6.(2021·湖北)很久以前,勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖技术,这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.麦芽含有淀粉酶,不含麦芽糖
B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C.55~60℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
7.(2021·湖北)反馈调节是生命系统中最普遍的调节机制。下列在生理或自然现象中,不属于反馈调节的是( )
A.干旱时,植物体内脱落酸含量增加,导致叶片气孔大量关闭
B.某湖泊中肉食性鱼类甲捕食草食性鱼类乙形成的种群数量动态变化
C.下丘脑产生的TRH刺激垂体分泌TSH,TSH的增加抑制TRH的释放
D.动物有氧呼吸过程中ATP合成增加,细胞中ATP积累导致有氧呼吸减缓
8.(2021·辽宁)科研人员发现,运动能促进骨骼肌细胞合成FDC5蛋白,该蛋白经蛋白酶切割,产生的有活性的片段被称为鸢尾素。鸢尾素作用于白色脂肪细胞,使细胞中线粒体增多,能量代谢加快。下列有关叙述错误的是( )
A.脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅲ染液染色
B.鸢尾素在体内的运输离不开内环境
C.蛋白酶催化了鸢尾素中肽键的形成
D.更多的线粒体利于脂肪等有机物的消耗
9.(2021·辽宁)腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域,但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽,可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。下列有关叙述错误的是( )
A.N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
B.加入连接肽需要通过改造基因实现
C.获得N1的过程需要进行转录和翻译
D.检测N1的活性时先将N1与底物充分混合,再置于高温环境
10.(2021·北京)ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C,H,O,N,P B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化 D.可直接为细胞提供能量
11.(2021·北京)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验,叙述错误的是( )
A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
12.(2021·北京)在有或无机械助力两种情形下,从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是( )
A.走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B.葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C.爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D.借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
13.(2021·海南)研究发现,人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是( )
A.该酶的空间结构由氨基酸的种类决定
B.该酶的合成需要mRNA,tRNA和rRNA参与
C.“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂
D.“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用
14.(2021·海南)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成ATP
B.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内
15.(2021·海南)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.该酶可耐受一定的高温
B.在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大
C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
16.(2021·浙江)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是( )
A."酶的催化效率"实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C."探究酶的专一性"实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
17.(2021·湖南)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递
C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
18.(2020·海南)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述,正确的是( )
A.都可通过体液运输到全身
B.都在细胞内发挥作用
C.发挥作用后都立即被灭活
D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
19.(2020·北京)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验,两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20℃条件下,向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比,第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了( )
A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度
C.反应体系的温度 D.反应体系的pH
20.(2020·浙江选考)为研究酶作用的影响因素,进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是( )
A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
21.(2020·新高考I)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后,S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别,经高尔基体膜包裹形成囊泡,在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中,带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶;不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是( )
A.M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C.S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D.M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
22.(2020·浙江选考)下列关于淀粉酶的叙述,错误的是( )
A.植物、动物和微生物能产生淀粉酶
B.固相淀粉酶比水溶液中的淀粉酶稳定性更高
C.枯草杆菌 淀粉酶的最适温度比唾液淀粉酶的高
D.淀粉被淀粉酶水解形成的糊精遇碘-碘化钾溶液不显色
23.(2019·浙江会考)下图是 ATP-ADP循环图解,其中①和②表示过程。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞在黑暗条件下,过程①只发生在线粒体中
B.人体细胞中,过程①所需的能量来自淀粉的氧化分解
C.生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D.在睡眠或运动状态下,人体细胞中的过程①和②均能达到平衡
24.(2019·海南)下列关于淀粉和纤维素的叙述,正确的是( )
A.淀粉是植物细胞壁的主要成分
B.淀粉与纤维素中所含的元素不同
C.分解淀粉与纤维素所需的酶不同
D.纤维素是由果糖聚合而成的多糖
25.(2019·海南)下列关于绿色植物的叙述,错误的是( )
A.植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸
B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的
C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降
D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用
26.(2019·浙江选考)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:( )
据此分析,下列叙述错误的是
A.实验的可变因素是催化剂的种类
B.可用产生气泡的速率作检测指标
C.该实验能说明酶的作用具有高效性
D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
27.(2019·天津)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A.唾液淀粉酶水解淀粉 B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解 D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
28.(2018·浙江选考)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是( )
A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B.ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D.ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
二、多选题
29.(2021·江苏)数据统计和分析是许多实验的重要环节,下列实验中获取数据的方法合理的是( )
编号 实验内容 获取数据的方法
① 调查某自然保护区灰喜鹊的种群密度 使用标志重捕法,尽量不影响标记动物正常活动,个体标记后即释放
② 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 摇匀后抽取少量培养物,适当稀释,用台盼蓝染色,血细胞计数板计数
③ 调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率 在数量足够大的人群中随机调查
④ 探究唾液淀粉酶活性的最适温度 设置0℃、37℃、100℃三个温度进行实验,记录实验数据
A.实验① B.实验② C.实验③ D.实验④
30.(2021·辽宁)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是( )
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中Y与两个R之间通过氢键相连
C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
三、综合题
31.(2020·全国Ⅲ)照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 ( 1 ) 叶绿体的类囊体膜 线粒体
反应物 葡萄糖 丙酮酸等
反应名称 ( 2 ) 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源 化学能 ( 3 ) 化学能
终产物(除ATP外) 乙醇、CO2 ( 4 ) ( 5 )
四、实验探究题
32.(2021·福建)大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化,影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类,生长速度快,一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)的实验组合进行相关实验,结果如下图所示。
回答下列问题:
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下, 。
(2)ATP水解酶的主要功能是 。ATP水解酶活性可通过测定 表示。
(3)由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞 增强,导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知,大气CO2条件下,高磷浓度能 龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是 。
33.(2021·湖北)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型:一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复);另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具:蒸馏水,酶A溶液,甲物质溶液,物质溶液,透析袋(人工合成半透膜),试管,烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路,并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取 支试管(每支试管代表一个组),各加入等量的酶A溶液,再分别加等量 ,一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①: 。
结论①:甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②: 。
结论②:甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③: 。
结论③:甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④: 。
结论④:甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂。
34.(2021·全国甲)用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA-Pα~Pβ~Pγ,)等材料制备了DNA片段甲(单链),对W基因在染色体上的位置进行了研究,实验流程的示意图如下。
回答下列问题:
(1)该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p,原因是 。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,在混合操作之前去除了样品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是 。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA 。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测,在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是 。
35.(2021·浙江) 1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究发现,乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论,利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂:酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组,其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液+无菌水 -
② 葡萄糖溶液+酵母菌 +
③ 葡萄糖溶液+A溶液 -
④ 葡萄糖溶液+B溶液 -
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成
回答下列问题:
(1)除表中4组外,其它2组的实验处理分别是: ; 。本实验中,这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、 。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽,可用 试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的,可增加一组实验,该组的处理是 。
(3)制备无细胞的酵母汁,酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液,缓冲液的作用是 ,以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞?(写出2项原理不同的方法及相应原理)
36.(2020·全国Ⅱ)[生物——选修1:生物技术实践]
研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3,并对其进行了研究。回答下列问题:
(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可检测淀粉的减少,检测应采用的试剂是 ,也可采用斐林试剂检测 的增加。
(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度,通常会在凝胶中添加SDS,SDS的作用是 和 。
(3)本实验中,研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统,结果如图所示。某同学据图判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响,其判断依据是 。
(4)在制备A3的固定化酶时,一般不宜采用包埋法,原因是 (答出1 点即可)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、低温会抑制酶的活性,不会改变酶的氨基酸组成,不会使酶失活,A错误;
B、酶作为催化剂具有高效性,稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,B正确;
C、酶的催化作用需要一定pH范围,过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,C错误;
D、没具有专一性,在在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,不会加快淀粉的水解速率,反而会因为淀粉酶被蛋白酶水解而导致淀粉水解缓慢,D错误。
故答案为:B。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复
2.【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A,由③组实验与其他组实验对比可知,没有CaCl2时酶的降解率为0,酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;
B、①、②组实验中除温度不同,其他条件相同,故①、②组的实验中自变量为温度,B正确;
C、比较各组试验的降解率,温度为70℃,pH9时降解率最高,酶活性最大,但由pH于9-7,温度90-70℃之间没有进行进一步得梯度试验,所以不能确定最适温度和最适pH,C错误;
D、本实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶是否能水解其他反应物需要进行进一步实验,D正确。
故答案为:C。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
3.【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、由表可知,根据第①组实验结果可知,酶P必须在低浓度Mg2+条件下具有催化活性,A错误;
B、由表可知,根据第③组和第⑤组实验结果可知,蛋白质组分在高浓度和低浓度的Mg2+条件下都不具有活性,B错误;
C、由表可知,根据第②组和第④组实验结果可知,RNA组分在高浓度Mg2+条件下具有催化活性,C正确;
D、由表可知,根据第③组和第⑤组实验结果可知,蛋白质组分在高浓度和低浓度的Mg2+条件下都不具有活性,D错误。
故答案为:C。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
4.【答案】A
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草每汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱,二者催化果胶水解得到的产物片段长度不同,A错误;
B、果胶酶和稀盐酸都是催化剂,两者催化果胶水解得到的单糖相同,B正确;
C、果胶酶和稀盐酸都是催化剂,两者催化果胶主链水解断裂的化学键相同,C正确;
D、酶是有机催化大部分是蛋白质、少量是RNA,需要最适温度,盐酸是无机催化剂,水解果胶不需要最适温度,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶,产生果胶酶的生物有植物、霉菌、酵母菌和细菌等,果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。
5.【答案】D
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成,A错误;
B、分子中磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键,B错误;
C、酶具有专一性,在水解酶的作用下不断地水解,在合成酶的作用下不断的合成,C错误;
D、细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
6.【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、麦芽糖是植物细胞中特有的二糖,麦芽中存在麦芽糖,A错误;
B、麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成,B错误;
C、据图可知,该过程55-60℃条件下保温6小时左右,是为了抑制细菌的生长,避免污染,C正确;
D、通常植物体内酶的最适温度高于动物,麦芽中的淀粉酶的最适温度比人的唾液淀粉酶高,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、糖类的种类及其分布和功能
种类 分子式 分布 生理功能
单
糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 动植物细胞 五碳糖是构成核酸的重要物质
脱氧核糖 C5H10O4
六碳糖 葡萄糖 C6H12O6 葡萄糖是细胞的主要能源物质
二
糖 蔗糖 C12H22O11 植物细胞 水解产物中都有葡萄糖
麦芽糖
乳糖 C12H22O11 动物细胞
多
糖 淀粉 (C6H10O5)n 植物细胞 淀粉是植物细胞中储存能量的物质
纤维素 纤维素是细胞壁的组成成分之一
糖原 动物细胞 糖原是动物细胞中储存能量的物质
2、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
7.【答案】A
【知识点】ATP的相关综合;其他植物激素的种类和作用;生态系统的稳定性;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、干旱环境中,植物为了适应环境会通过关闭叶片,并且体内脱落酸含量增加促进叶片脱落来减少水分散失,属于对环境的适应而不是反馈调节,A正确;
B、湖泊中的肉食性鱼类甲捕食草食性鱼类乙,导致以数量减少,乙数量减少导致甲的食物减少,又会反过来导致甲的数量减少,两种鱼的种群数量动态变化属于反馈调节,B错误;
C、下丘脑分泌TRH,TRH作用到垂体,促进垂体分泌TSH,TSH作用到甲状腺,促进甲状腺激素的分泌,但是甲状腺激素过多会负反馈抑制TRH和TSH的分泌量。属于反馈调节,C错误;
D、动物有氧呼吸过程中ATP合成增加,ATP的积累反过来减缓细胞有有呼吸的速率,属于负反馈调节,D错误。
故答案为:A。
【分析】在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。促进原来生命活动的是正反馈调节,抑制原来生命活动的是负反馈调节。
8.【答案】C
【知识点】酶的相关综合;内环境的组成;检测脂肪的实验;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色,A正确;
B、 鸢尾素是骨骼肌细胞合成的FDC5蛋白切割形成的,作用于白色脂肪细胞,期间需要血液运输,B正确;
C、蛋白酶的作用是水解蛋白质,催化肽键断裂,C错误;
D、细胞中线粒体增多,能量代谢加快,利于脂肪等有机物的消耗,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹IV染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。(4)淀粉遇碘液变蓝。
2、体液调节指激素等化学物质(除激素以外,还有其他调节因子,如CO,等),通过体液传送的方式对生命活动进行调节。
3、蛋白酶是催化蛋白质水解的酶。
4、线粒体广泛存在于动植物细胞当中,是一种双层膜结构细胞器,是有氧呼吸的主要场所,细胞的“动力车间”。
9.【答案】D
【知识点】酶的相关综合;蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质的结构决定功能,N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一,A正确;
B、加入连接肽是通过蛋白质工程,蛋白质工程的实质是改造基因,B正确;
C、蛋白质的合成需要转录和翻译过程,C正确;
D、检测N1的活性应先置于高温环境在将N1与底物混合,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、蛋白质工程的实质是:改造基因。蛋白质工程的过程:根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列;进行基因修饰或基因合成;最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此,蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子。
10.【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP的元素组成为:C、H、O、N、P,A正确;
B、有氧呼吸和无氧呼吸都可以合成ATP,B错误;
C、ATP的合成和水解都需要相应酶的催化,C正确;
D、ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质,D正确。
故答案为:B。
【分析】ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
11.【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验;酶的特性;叶绿体色素的提取和分离实验;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、探究酶的高效性,利用肝脏研磨液获得过氧化氢酶,A正确;
B、DNA粗提取的原理为不同物质在酒精溶液中溶解性不同,B正确;
C、色素分离原理色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,C错误;
D、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
2、DNA粗提取:(1)实验材料的选取:凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大;破碎细胞,获取含DNA的滤液:动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可.如果实验材料是植物细胞,需要先用洗涤剂溶解细胞膜.例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液;(2)去除滤液中的杂质:方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同;方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。
3、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
4、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,实质是蛋白质中的肽键可以与双缩脲试剂发生反应产生紫色的络合物。只要存在肽键就可以与双缩脲试剂发生紫色反应。
12.【答案】D
【知识点】ATP的相关综合;有氧呼吸的过程和意义;全球性生态环境问题
【解析】【解答】A、由表可知,走路上学比手洗衣服在单位时间内能量消耗更多,A正确;
B、葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,B正确;
C、有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分提供机体各项活动,C正确;
D、温室效应主要是化石燃料的燃烧释放二氧化碳形成的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、葡萄糖是细胞呼吸的反应物,是细胞生命活动所需要的主要能源物质,呼吸过程中有机物氧化分解释放的能量少部分转换成ATP外其余均以热能形式散失,其意义是维持生物体的体温,从而维持酶的活性。
2、温室效应:
(1)主要成因:大量使用化学燃料,打破了生物圈中碳循环的平衡,大气中的二氧化碳迅速增加。
(2)影响:地球气候异常,灾难性气候增加;温度上升,冰川融化,沿海国家和地区可能被海水淹没。
(3)解决方法:减少化学燃料的使用,开发新的能源,改进能源结构,如利用风能、水能、核能。
13.【答案】A
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、由题意可知,切割蛋白质的酶是蛋白酶,化学本质为蛋白质,蛋白质的空间结构由组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序和多肽链的盘曲折叠方式决定,A错误;
B、合成蛋白质的过程需要mRNA,tRNA和rRNA参与,B正确;
C、“废物蛋白”被该酶切割成氨基酸的过程会发生肽键断裂,C正确;
D、“废物蛋白”分解产生的氨基酸可作为原料被重新利用合成其他蛋白质,D正确。
故答案为:A。
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的生物大分子,组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序和肽链的空间结构不同导致了蛋白质的结构多样性。基因知道蛋白质的合成过程包括转录和翻译过程,过程中需要核糖体、tRNA的参与,且会形成mRNA。
14.【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、细胞中的ATP与ADP可相互转变,二者始终处在动态平衡之中,ADP不会都转化成ATP,A错误;
B、32P标记的是磷酸,而不是腺苷中的元素,故32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性,磷酸有放射性,B正确;
C、由题意可知,ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致,故32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等,在原理腺苷的那个磷酸中出现的概率较大,C错误;
D、ATP与ADP相互转化速度快,但转化不一定主要发生在细胞核内,D错误。
故答案为:B。
【分析】ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
15.【答案】D
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、由图可知,50℃、60℃和70℃时该酶的活性大于40℃时的活性,则该酶可耐受一定的高温,A正确;
B、由图可知,在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大,B正确;
C、由图可知,不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同,C正确;
D、同一温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率有可能相同,D错误。
故答案为:D。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
16.【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A.加热会杀死马铃薯块茎中的酶,所以不能用熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎做酶的催化实验,A说法错误;
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,应将等量的酶中先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物,保证实验的准确,B说法正确;
C. "探究酶的专一性"实验中,设置1、2号试管的目的是检验底物中是否混有还原糖,C说法错误;
D.本尼迪特试剂的使用需要加热,不能用来检测该实验结果,D说法错误。
故答案为:B。
【分析】探究酶受温度影响时,不宜选过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料,因为过氧化氢本身受热易分解,探究酶受Ph影响时,不宜淀粉和淀粉酶作用实验材料,因为在因变量的检测时需要
17.【答案】B
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;细胞膜的功能;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、蛋白质磷酸化使蛋白质结构发生改变,可携带信号分子,蛋白质去磷酸化又恢复原来的结构将信号分子释放,进而来实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与功能相适应的观点,A不符合题意;
B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,蛋白质的结构发生改变,将会使该位点无法磷酸化,进而影响细胞信号的传递,B符合题意;
C、根据图示可知在进行细胞信号传递时,蛋白质的磷酸化是由ATP为其提供了磷酸基团和能量,所以ATP能参与细胞信号传递,C不符合题意;
D、温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应,所以蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】根据图示可知信号进入过程中,蛋白质和ATP在蛋白激酶作用下,ATP为蛋白质提供磷酸基团并未这一过程提供能量,信号进入后,蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸化。解答本题的关键是理解蛋白质结构与功能相适应且酶受温度和pH的影响。
18.【答案】D
【知识点】酶的本质及其探索历程;酶的特性;激素调节的特点
【解析】【解答】A、胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶,通过导管运输至消化道内发挥作用,而胰岛素由胰岛B细胞分泌,可通过血液运输至全身,A错误;
B、胰蛋白酶在消化道内发挥作用,而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合,进而调节靶细胞的代谢活动,二者均不在细胞内发挥作用,B错误;
C、胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变,胰岛素发挥作用后会被灭活,C错误;
D、胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质,都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应,D正确。
故答案为:D。
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的催化具有高效性、专一性、作用条件较温和的特点;酶在催化反应前后性质不发生改变。
激素是由内分泌器官或细胞分泌的对生物体生命活动具有调节作用的化学物质;激素调节的特点是微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞;胰岛素属于蛋白质类激素,具有降低血糖的作用。
19.【答案】B
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、提高酶的浓度能够提高速率,不能提高氧气的量,A错误;
B、提高H2O2溶液的浓度,就是提高底物浓度,产物的量增加,B正确;
C、适度的提高温度可以加快反应速率,不能提高产物的量,C错误;
D、改变反应体系的pH,可以改变反应速率,不能提高产物的量,D错误。
故答案为:B。
【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。由图可知,第2组比第1组生成的氧气的总量高。
20.【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、温度也会影响酶的活性,且该实验中温度为无关变量,应保持相同且适宜,则反应小室应保持在适宜水温的托盘中,A正确;
B、各组的滤纸片大小和数量属于无关变量,应保持一致,B正确;
C、应将反应小室稍立起,使有滤纸片的一侧在上面,然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液,此时混合液不能与滤纸片接触,C错误;
D、比较各组量筒中收集的气体量,可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小,从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围,D正确。
故答案为:C。
【分析】探究pH对过氧化氢酶的影响实验中,自变量是过氧化氢酶所处环境的pH,因变量是过氧化氢酶的活性,通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映,其他条件为无关变量,应保持相同且适宜。
21.【答案】D
【知识点】细胞器之间的协调配合;酶的特性
【解析】【解答】A、酶具有专一性的特点,S酶在某些蛋白质上形成M6P标志,体现了S酶的专一性,A正确;
B、由分析可知,部分经内质网加工的蛋白质,在S酶的作用下会转变为溶酶体酶,该蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的,B正确;
C、由分析可知,在S酶的作用下形成溶酶体酶,而S酶功能丧失的细胞中,溶酶体的合成会受阻,则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累,C正确;
D、M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质不能被识别,最终会被分泌到细胞外,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、分析题干信息可知,经内质网加工的蛋白质,只有在S酶的作用下形成M6P标志,才能被高尔基体膜上的M6P受体识别,最终转化为溶酶体酶,无识别过程的蛋白质则被运往细胞膜分泌到细胞外。
22.【答案】D
【知识点】酶的特性;固定化酶及其应用
【解析】【解答】A、淀粉酶可以分解淀粉,植物、动物和微生物都能产生淀粉酶,A正确;
B、固相淀粉酶不溶于水,比水溶液中的淀粉酶稳定性更高,可以反复利用,B正确;
C、枯草杆菌 淀粉酶的最适温度为50~75℃,比唾液淀粉酶的高,C正确;
D、淀粉水解时一般先生成糊精(遇碘显红色),再生成麦芽糖(遇碘不显色),最终生成葡萄糖,D错误。
故答案为:D。
【分析】1.酶:
(1)作用:酶是生物体内各种化学反应的催化剂。
(2)特点:它有高度的专一性和高效性、酶的作用受多种因素的影响。
2.固定化酶:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
23.【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、过程①指的是ATP的合成,所以就算是在黑暗条件下,植物合成ATP的场所也有细胞质基质(即有氧呼吸第一步或者是无氧呼吸)和线粒体,A不符合题意
B、人体内不含淀粉,人能量供应主要来自于葡萄糖的氧化分解,B不符合题意
C、吸能反应是吸收外界的能量,但这个能量有可能是光能或者是化学能,C不符合题意
D、无论在什么时候,人体的ATP的分解和合成总是动态平衡的,D符合题意
故答案为:D
【分析】ATP的结构简式:A—P~P~P
(1)A表示腺苷,T表示3个,P表示磷酸基团,~ 表示高能磷酸键,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。
(2)一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键。
(3)ATP的一个高能磷酸键水解,形成ADP(二磷酸腺苷),两个高能磷酸键水解,形成AMP(一磷酸腺苷)。
2.ATP的生理功能:
细胞的代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的,ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
3. ATP中去掉2个磷酸基团即是构成 RNA的基本单位之一—腺嘌呤核糖核苷酸。
24.【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;酶的特性
【解析】【解答】A.植物细胞壁的主要成分是纤维素,A项不合题意;
B.淀粉与纤维素都是多糖,所含的元素C、H、O,B项不合题意;
C.酶具有专一性,所以分解淀粉与纤维素所需的酶不同,C项符合题意;
D.构成纤维素的单体是葡萄糖,D项不合题意。
故答案为:C
【分析】淀粉、纤维素都属于植物多糖,淀粉是植物光合作用的产物,储存有大量的能量,纤维素可以构成植物细胞的细胞壁,属于结构多糖,构成两者的单体都是葡萄糖。
25.【答案】B
【知识点】ATP的相关综合;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A.有氧呼吸为植物细胞获取能量的主要方式,故时刻进行,A项不合题意;
B.细胞呼吸第一阶段产生少量的ATP,是在细胞质基质中产生的,不是在膜上,B项符合题意;
C.光照不足会导致合成叶绿素的物质减少,叶绿素含量下降,C项不合题意;
D.幼茎绿色部分含有色素,能进行光合作用,植物的每个部分都能进行呼吸作用,D项不合题意。
故答案为:B
【分析】植物叶肉细胞产生ATP的过程有:①细胞呼吸,在细胞质基质和线粒体中,产生的ATP用于各项生命活动;②光合作用,在叶绿体类囊体薄膜上,产生的ATP只用于光合作用暗反应。
26.【答案】D
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】实验中的可改变的自变量为催化剂的种类,A不符合题意;过氧化氢分解产生水和氧气,故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标,B不符合题意;该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性,C不符合题意;鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶,均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据表格分析,该实验是通过与二氧化锰比较催化过氧化氢的分解,以探究酶的高效性。试管A与试管B为平行对照实验组。
27.【答案】B
【知识点】ATP的作用与意义;光合作用的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;生长素的产生、分布和运输情况
【解析】【解答】A、唾液淀粉酶水解淀粉,生成麦芽糖,是分解代谢释放能量,不符合题意;
B、生长素的极性运输从形态学上端运到形态学下端是以主动运输的方式进行的,需要ATP提供能量,符合题意;
C、光反应阶段中水在光下分解,需要光能,不需要ATP提供能量,不符合题意;
D、乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸生成乳酸,不需要ATP提供能量,不符合题意
故答案为:B
【分析】细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP:细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP:光反应
消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP:自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等
28.【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程;ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP中的能量可以来自光合作用和呼吸作用等,故A不符合题意;
B、ATP在细胞和生物体内含量不多,其通过ATP-ADP循环来满足代谢过程中的大量需求,故B不符合题意;
C、ATP水解生成ADP和磷酸,同时释放能量,故C符合题意;
D、ATP中末端高能磷酸键容易断裂和形成,中间的磷酸键也是高能磷酸键,也可以断裂和形成,而临近腺苷的磷酸键为普通磷酸键,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】ATP是细胞中的能量通货,由一分子腺苷和三分子磷酸组成,含一个普通磷酸键和两个高能磷酸键,其中末端的高能磷酸键容易断裂和形成,使其与ADP相互转化,在能量代谢中发挥了重要作用。其中ATP形成的能量来源为光合作用和呼吸作用等,ATP水解释放的能量几乎可以应用到所有需能生命活动。
29.【答案】A,B,C
【知识点】探究影响酶活性的因素;估算种群密度的方法;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化;调查人类遗传病
【解析】【解答】A、 标志重捕法 适合于 活动范围大、活动能力强的动物 , 且尽量不影响标记动物正常活动, ① 正确;
B、观察酵母菌种群数量的变化其中需要就是要知道计数板上酵母菌活细胞的数量,台盼蓝可以把死细胞染成蓝色,计数的时候只需要记录没有别染蓝的即可, ② 正确;
C、调查高度近视的发病率有在数量足够大的人群中随机调查,这样也用提高调查的准确性和客观性, ③ 正确;
D、探究唾液淀粉酶活性的最适温度,取的温度跨度太大,不利于实验的精确性,④ 错误。
故答案为:ABC
【分析】(1) 种群密度的调查方法有两种: 标志重捕法(调查对象是活动能力强、活动范围大的动物 )和样方法(调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物 )。
(2) 探究培养液中酵母菌种群数量时吸取培养液计数前要将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差; 在显微镜下计数时对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌 。
(3) 调查遗传病发病率时,要随机抽样调查的群体足够大 ; 调查遗传方式时最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病 。
(4)探究唾液淀粉酶活性的最适温度可以根据我们日常生活的经验来设置温度梯度。
30.【答案】B,C,D
【知识点】酶的相关综合;DNA分子的结构;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、温度会影响DNA结构,脱氧核酶的作用过程受温度的影响,A正确;
B、由图可知,Y和R在同一条RNA单链上由磷酸二酯键相连,B错误;
C、脱氧核酶是DNA,DNA和RNA之间的碱基配对方式为A-U,G-C,C-G,T-A,C错误;
D、脱氧核酶切割的是RNA,抑制的是翻译过程,D错误。
故答案为:BCD。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
31.【答案】细胞质基质;无氧呼吸;光能;O2、NADpH;H2O、CO2
【知识点】ATP的相关综合;光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸,反应场所为细胞质基质。(2)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸。(3)由分析可知,光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能,储存在ATP中。(4)由分析可知,光合作用的光反应的产物为O2和NADpH。(5)由分析可知,线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2,第三阶段产物为H2O。
【分析】1、无氧呼吸:场所:细胞质基质;反应式C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量2、有氧呼吸三个阶段的反应:
第一阶段:反应场所:细胞质基质;反应式C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段:反应场所:线粒体基质;反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量
第三阶段:反应场所:线粒体内膜;反应式:24[H]+6O2 12H2O+大量能量(34ATP)3、光反应和暗反应比较:
比较项目 光反应 暗反应
场所 基粒类囊体膜上 叶绿体的基质
条件 色素、光、酶、水、ADP、Pi 多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物 [H]、O2、ATP 有机物、ADP、Pi、水
物质变化 水的光解:2H2O 4[H]+O2 ATP的生成:ADP+Pi ATP CO2的固定:CO2+C5 2C3 C3的还原:2C3 (CH2O)+C5+H2O
能量变化 光能→电能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质 光能转变为化学能,水光解产生O2和[H] 同化CO2形成(CH2O)
联系 ①光反应为暗反应提供[H](以NADpH形式存在)和ATP; ②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料; ③没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成
32.【答案】(1)不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响
(2)催化ATP水解;单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量
(3)呼吸作用
(4)提高;龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态
【知识点】酶的相关综合;ATP与ADP相互转化的过程;影响光合作用的环境因素;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】(1)由题意可知,本实验中的自变量为不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP),变量为龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率,故本实验探究的是在一定光照强度下,不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)对海洋藻类龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
故答案为:不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
(2)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物。ATP水解酶的作用是催化ATP的水解,它的活性可以通过测定单位时间ADP或者磷酸的生成量来表示,也可以通过测量测定单位时间ATP的消耗量来表示。
故答案为: 催化ATP水解 ; 单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量 。
(3)净光合作用=真正光合作用-呼吸作用,且在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。在高CO2浓度HC下光合作用速率应该增强,而在HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,则推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞呼吸作用增强,导致有机物消耗增加,净光合速率下降。
故答案为:呼吸作用。
(4)由图可知,大气CO2条件下,高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态。
故答案为:提高 ; 龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态 。
【分析】1、ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
3、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
4、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法:CO2的固定量,O2的生成量,有机物的生成量;净光合作用的表示方法:CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
5、探究实验遵循的原则:对照原则、单一变量原则、等量原则。
6、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
33.【答案】(1)2;甲物质溶液、乙物质溶液
(2)透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高;透析前后,两组的酶活性均不变;加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变;加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】(1)由题意可知,本实验是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,则实验的自变量时甲、乙物质的有无,因变量是酶A的活性。生物实验设计需遵循的原则:对照原则、唯一变量原则和等量原则,设计实验如下:取2支试管各加入等量的酶A溶液,再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液;一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。
故答案为: 2 ; 甲物质溶液、乙物质溶液 。
(2)由题意可知,本实验是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性,可能的情况有:
①若甲、乙均为可逆抑制剂,则酶的活性能恢复,故透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高。
②若甲、乙均为不可逆抑制剂,则两组中酶的活性均不能恢复,故透析前后,两组的酶活性均不变。
③若甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂,则甲组中活性可以恢复,而乙组不能恢复,故加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂,则则甲组中活性不能恢复,而乙组能恢复,故加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高。
故答案为: 透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高 ; 透析前后,两组的酶活性均不变 ; 加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变 ; 加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高 。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、生物实验设计需遵循的原则:对照原则、唯一变量原则和等量原则。
34.【答案】(1)dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后,则为腺嘌呤脱氧核苷酸,是合成DNA的原料之一
(2)防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
(3)解旋
(4)DNA酶
【知识点】酶的特性;基因工程的应用;DNA分子的复制
【解析】【解答】 (1)DNA的组成单体是腺嘌呤脱氧核苷酸等4种核苷酸。当dA-Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后,则为腺嘌呤脱氧核苷酸,是制备32p标记的DNA片段的原料。
(2)DNA和RNA都含有碱基,且DNA含有A、T、C、G四种碱基,RNA含有A、U、C、G四种碱基。碱基互补配对原则是A-T、C-G或者A-U。当碱基暴露出来时容易发生碱基互补配对,形成杂交带。去除RNA分子的目的是防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交 。
(3)DNA分子解旋后,DNA双链的碱基之间氢键断裂,暴露出DNA分子结构内部的碱基,变成的单链片段有机会和32p标记的DNA片段甲发生碱基互补配对,于是需要使样品中的染色体DNA进行解旋处理,例如加入解旋酶。
(4)酶具有专一性,转移的催化某一种或者一类化学反应。 在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是DNA酶。
【分析】 1、根据题意,通过带32p标记的DNA分子与染色体样品的基因进行碱基互补配对,形成杂交带,进行放射性检测,从而对W基因在染色体上的位置进行推测和判断。
2、DNA的组成基本单体是脱氧核苷酸,有四种,分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
3、正常DNA 分子碱基在分子内部,不可以和其他碱基配对,若果连接碱基的氢键断裂,可能出现核酸分子杂交现象。
35.【答案】(1)葡萄糖溶液+酵母汁;葡萄糖溶液+A溶液+B溶液;酵母汁和B溶液
(2)双缩脲;葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液
(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
(4)染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖。
【知识点】检测蛋白质的实验;生物膜的功能特性;酶的相关综合
【解析】【解答】(1)结合分析可知:为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论,还需要加设两组实验,一组为葡萄糖溶液+酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成),另外一组为葡萄糖溶液+A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子,包括相关酶)+B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子),此组预期结果为有乙醇生成;本实验中,起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检测;据题干信息可知,M离子存在于B溶液中,故为验证M对乙醇发酵的是否为必需的,则应加设一组实验,即葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液:若有乙醇生成,则证明B不是必须的,若无乙醇生成,则证明B是必须的。(3)酶的作用条件温和,需要适宜的温度和pH等条件,实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有:染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性:若为死细胞,则能被染色;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖:一段时间后若酵母菌数量增加,则为活细胞。
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。2、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。3、分析题干信息可知:本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”,所给实验材料中,葡萄糖溶液为反应的底物,在此实验中为无关变量,其用量应一致;酵母菌为细胞生物,与其对应的酵母汁无细胞结构,可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”;而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。
36.【答案】(1)碘液;还原糖(或答:葡萄糖)
(2)消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响;使蛋白质发生变性
(3)在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
(4)酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出
【知识点】探究影响酶活性的因素;蛋白质的提取和分离;固定化酶及其应用
【解析】【解答】(1)测定酶活性时,可以通过检测反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性,所以可以用碘液检测淀粉的减少,也可用斐林试剂检测还原糖(或葡萄糖)的增加。(2)鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法,凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响,并使蛋白质发生变性。(3)分析题中曲线可知,在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同,可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。(4)由于酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出,所以固定化酶时,一般不采用包埋法。
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理:在离子强度低时,主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合,生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷,复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷,这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形,棒的长度与蛋白质亚基分子量有关,所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别,利用这一点可将不同的蛋白质分开 (分子筛效应),因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
1 / 1高考生物五年真题汇编5——酶与ATP
一、单选题
1.(2022·浙江)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
【答案】B
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、低温会抑制酶的活性,不会改变酶的氨基酸组成,不会使酶失活,A错误;
B、酶作为催化剂具有高效性,稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,B正确;
C、酶的催化作用需要一定pH范围,过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,C错误;
D、没具有专一性,在在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,不会加快淀粉的水解速率,反而会因为淀粉酶被蛋白酶水解而导致淀粉水解缓慢,D错误。
故答案为:B。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复
2.(2022·广东)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是()
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58
⑤ 5 + 40 30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃,最适pH9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A,由③组实验与其他组实验对比可知,没有CaCl2时酶的降解率为0,酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;
B、①、②组实验中除温度不同,其他条件相同,故①、②组的实验中自变量为温度,B正确;
C、比较各组试验的降解率,温度为70℃,pH9时降解率最高,酶活性最大,但由pH于9-7,温度90-70℃之间没有进行进一步得梯度试验,所以不能确定最适温度和最适pH,C错误;
D、本实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶是否能水解其他反应物需要进行进一步实验,D正确。
故答案为:C。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
3.(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。
实验组 ① ② ③ ④ ⑤
底物 + + + + +
RNA组分 + + - + -
蛋白质组分 + - + - +
低浓度Mg2+ + + + - -
高浓度Mg2+ - - - + +
产物 + - - + -
根据实验结果可以得出的结论是( )
A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、由表可知,根据第①组实验结果可知,酶P必须在低浓度Mg2+条件下具有催化活性,A错误;
B、由表可知,根据第③组和第⑤组实验结果可知,蛋白质组分在高浓度和低浓度的Mg2+条件下都不具有活性,B错误;
C、由表可知,根据第②组和第④组实验结果可知,RNA组分在高浓度Mg2+条件下具有催化活性,C正确;
D、由表可知,根据第③组和第⑤组实验结果可知,蛋白质组分在高浓度和低浓度的Mg2+条件下都不具有活性,D错误。
故答案为:C。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
4.(2022·浙江选考)用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草每汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于( )
A.两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B.两者催化果胶水解得到的单糖不同
C.两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D.酶催化需要最适温度,盐酸水解果胶不需要最适温度
【答案】A
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草每汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱,二者催化果胶水解得到的产物片段长度不同,A错误;
B、果胶酶和稀盐酸都是催化剂,两者催化果胶水解得到的单糖相同,B正确;
C、果胶酶和稀盐酸都是催化剂,两者催化果胶主链水解断裂的化学键相同,C正确;
D、酶是有机催化大部分是蛋白质、少量是RNA,需要最适温度,盐酸是无机催化剂,水解果胶不需要最适温度,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶,产生果胶酶的生物有植物、霉菌、酵母菌和细菌等,果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。
5.(2022·浙江选考)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
【答案】D
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成,A错误;
B、分子中磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键,B错误;
C、酶具有专一性,在水解酶的作用下不断地水解,在合成酶的作用下不断的合成,C错误;
D、细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
6.(2021·湖北)很久以前,勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖技术,这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.麦芽含有淀粉酶,不含麦芽糖
B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C.55~60℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、麦芽糖是植物细胞中特有的二糖,麦芽中存在麦芽糖,A错误;
B、麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成,B错误;
C、据图可知,该过程55-60℃条件下保温6小时左右,是为了抑制细菌的生长,避免污染,C正确;
D、通常植物体内酶的最适温度高于动物,麦芽中的淀粉酶的最适温度比人的唾液淀粉酶高,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、糖类的种类及其分布和功能
种类 分子式 分布 生理功能
单
糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 动植物细胞 五碳糖是构成核酸的重要物质
脱氧核糖 C5H10O4
六碳糖 葡萄糖 C6H12O6 葡萄糖是细胞的主要能源物质
二
糖 蔗糖 C12H22O11 植物细胞 水解产物中都有葡萄糖
麦芽糖
乳糖 C12H22O11 动物细胞
多
糖 淀粉 (C6H10O5)n 植物细胞 淀粉是植物细胞中储存能量的物质
纤维素 纤维素是细胞壁的组成成分之一
糖原 动物细胞 糖原是动物细胞中储存能量的物质
2、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
7.(2021·湖北)反馈调节是生命系统中最普遍的调节机制。下列在生理或自然现象中,不属于反馈调节的是( )
A.干旱时,植物体内脱落酸含量增加,导致叶片气孔大量关闭
B.某湖泊中肉食性鱼类甲捕食草食性鱼类乙形成的种群数量动态变化
C.下丘脑产生的TRH刺激垂体分泌TSH,TSH的增加抑制TRH的释放
D.动物有氧呼吸过程中ATP合成增加,细胞中ATP积累导致有氧呼吸减缓
【答案】A
【知识点】ATP的相关综合;其他植物激素的种类和作用;生态系统的稳定性;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、干旱环境中,植物为了适应环境会通过关闭叶片,并且体内脱落酸含量增加促进叶片脱落来减少水分散失,属于对环境的适应而不是反馈调节,A正确;
B、湖泊中的肉食性鱼类甲捕食草食性鱼类乙,导致以数量减少,乙数量减少导致甲的食物减少,又会反过来导致甲的数量减少,两种鱼的种群数量动态变化属于反馈调节,B错误;
C、下丘脑分泌TRH,TRH作用到垂体,促进垂体分泌TSH,TSH作用到甲状腺,促进甲状腺激素的分泌,但是甲状腺激素过多会负反馈抑制TRH和TSH的分泌量。属于反馈调节,C错误;
D、动物有氧呼吸过程中ATP合成增加,ATP的积累反过来减缓细胞有有呼吸的速率,属于负反馈调节,D错误。
故答案为:A。
【分析】在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。促进原来生命活动的是正反馈调节,抑制原来生命活动的是负反馈调节。
8.(2021·辽宁)科研人员发现,运动能促进骨骼肌细胞合成FDC5蛋白,该蛋白经蛋白酶切割,产生的有活性的片段被称为鸢尾素。鸢尾素作用于白色脂肪细胞,使细胞中线粒体增多,能量代谢加快。下列有关叙述错误的是( )
A.脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅲ染液染色
B.鸢尾素在体内的运输离不开内环境
C.蛋白酶催化了鸢尾素中肽键的形成
D.更多的线粒体利于脂肪等有机物的消耗
【答案】C
【知识点】酶的相关综合;内环境的组成;检测脂肪的实验;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色,A正确;
B、 鸢尾素是骨骼肌细胞合成的FDC5蛋白切割形成的,作用于白色脂肪细胞,期间需要血液运输,B正确;
C、蛋白酶的作用是水解蛋白质,催化肽键断裂,C错误;
D、细胞中线粒体增多,能量代谢加快,利于脂肪等有机物的消耗,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹IV染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。(4)淀粉遇碘液变蓝。
2、体液调节指激素等化学物质(除激素以外,还有其他调节因子,如CO,等),通过体液传送的方式对生命活动进行调节。
3、蛋白酶是催化蛋白质水解的酶。
4、线粒体广泛存在于动植物细胞当中,是一种双层膜结构细胞器,是有氧呼吸的主要场所,细胞的“动力车间”。
9.(2021·辽宁)腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域,但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽,可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。下列有关叙述错误的是( )
A.N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
B.加入连接肽需要通过改造基因实现
C.获得N1的过程需要进行转录和翻译
D.检测N1的活性时先将N1与底物充分混合,再置于高温环境
【答案】D
【知识点】酶的相关综合;蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质的结构决定功能,N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一,A正确;
B、加入连接肽是通过蛋白质工程,蛋白质工程的实质是改造基因,B正确;
C、蛋白质的合成需要转录和翻译过程,C正确;
D、检测N1的活性应先置于高温环境在将N1与底物混合,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、蛋白质工程的实质是:改造基因。蛋白质工程的过程:根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列;进行基因修饰或基因合成;最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此,蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子。
10.(2021·北京)ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C,H,O,N,P B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化 D.可直接为细胞提供能量
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP的元素组成为:C、H、O、N、P,A正确;
B、有氧呼吸和无氧呼吸都可以合成ATP,B错误;
C、ATP的合成和水解都需要相应酶的催化,C正确;
D、ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质,D正确。
故答案为:B。
【分析】ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
11.(2021·北京)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验,叙述错误的是( )
A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验;酶的特性;叶绿体色素的提取和分离实验;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、探究酶的高效性,利用肝脏研磨液获得过氧化氢酶,A正确;
B、DNA粗提取的原理为不同物质在酒精溶液中溶解性不同,B正确;
C、色素分离原理色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,C错误;
D、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
2、DNA粗提取:(1)实验材料的选取:凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大;破碎细胞,获取含DNA的滤液:动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可.如果实验材料是植物细胞,需要先用洗涤剂溶解细胞膜.例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液;(2)去除滤液中的杂质:方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同;方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。
3、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
4、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,实质是蛋白质中的肽键可以与双缩脲试剂发生反应产生紫色的络合物。只要存在肽键就可以与双缩脲试剂发生紫色反应。
12.(2021·北京)在有或无机械助力两种情形下,从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是( )
A.走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B.葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C.爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D.借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
【答案】D
【知识点】ATP的相关综合;有氧呼吸的过程和意义;全球性生态环境问题
【解析】【解答】A、由表可知,走路上学比手洗衣服在单位时间内能量消耗更多,A正确;
B、葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,B正确;
C、有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分提供机体各项活动,C正确;
D、温室效应主要是化石燃料的燃烧释放二氧化碳形成的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、葡萄糖是细胞呼吸的反应物,是细胞生命活动所需要的主要能源物质,呼吸过程中有机物氧化分解释放的能量少部分转换成ATP外其余均以热能形式散失,其意义是维持生物体的体温,从而维持酶的活性。
2、温室效应:
(1)主要成因:大量使用化学燃料,打破了生物圈中碳循环的平衡,大气中的二氧化碳迅速增加。
(2)影响:地球气候异常,灾难性气候增加;温度上升,冰川融化,沿海国家和地区可能被海水淹没。
(3)解决方法:减少化学燃料的使用,开发新的能源,改进能源结构,如利用风能、水能、核能。
13.(2021·海南)研究发现,人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是( )
A.该酶的空间结构由氨基酸的种类决定
B.该酶的合成需要mRNA,tRNA和rRNA参与
C.“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂
D.“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用
【答案】A
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、由题意可知,切割蛋白质的酶是蛋白酶,化学本质为蛋白质,蛋白质的空间结构由组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序和多肽链的盘曲折叠方式决定,A错误;
B、合成蛋白质的过程需要mRNA,tRNA和rRNA参与,B正确;
C、“废物蛋白”被该酶切割成氨基酸的过程会发生肽键断裂,C正确;
D、“废物蛋白”分解产生的氨基酸可作为原料被重新利用合成其他蛋白质,D正确。
故答案为:A。
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的生物大分子,组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序和肽链的空间结构不同导致了蛋白质的结构多样性。基因知道蛋白质的合成过程包括转录和翻译过程,过程中需要核糖体、tRNA的参与,且会形成mRNA。
14.(2021·海南)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成ATP
B.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、细胞中的ATP与ADP可相互转变,二者始终处在动态平衡之中,ADP不会都转化成ATP,A错误;
B、32P标记的是磷酸,而不是腺苷中的元素,故32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性,磷酸有放射性,B正确;
C、由题意可知,ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致,故32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等,在原理腺苷的那个磷酸中出现的概率较大,C错误;
D、ATP与ADP相互转化速度快,但转化不一定主要发生在细胞核内,D错误。
故答案为:B。
【分析】ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
15.(2021·海南)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.该酶可耐受一定的高温
B.在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大
C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
【答案】D
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、由图可知,50℃、60℃和70℃时该酶的活性大于40℃时的活性,则该酶可耐受一定的高温,A正确;
B、由图可知,在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大,B正确;
C、由图可知,不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同,C正确;
D、同一温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率有可能相同,D错误。
故答案为:D。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
16.(2021·浙江)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是( )
A."酶的催化效率"实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C."探究酶的专一性"实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A.加热会杀死马铃薯块茎中的酶,所以不能用熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎做酶的催化实验,A说法错误;
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,应将等量的酶中先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物,保证实验的准确,B说法正确;
C. "探究酶的专一性"实验中,设置1、2号试管的目的是检验底物中是否混有还原糖,C说法错误;
D.本尼迪特试剂的使用需要加热,不能用来检测该实验结果,D说法错误。
故答案为:B。
【分析】探究酶受温度影响时,不宜选过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料,因为过氧化氢本身受热易分解,探究酶受Ph影响时,不宜淀粉和淀粉酶作用实验材料,因为在因变量的检测时需要
17.(2021·湖南)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递
C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
【答案】B
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因;细胞膜的功能;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、蛋白质磷酸化使蛋白质结构发生改变,可携带信号分子,蛋白质去磷酸化又恢复原来的结构将信号分子释放,进而来实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与功能相适应的观点,A不符合题意;
B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,蛋白质的结构发生改变,将会使该位点无法磷酸化,进而影响细胞信号的传递,B符合题意;
C、根据图示可知在进行细胞信号传递时,蛋白质的磷酸化是由ATP为其提供了磷酸基团和能量,所以ATP能参与细胞信号传递,C不符合题意;
D、温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应,所以蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】根据图示可知信号进入过程中,蛋白质和ATP在蛋白激酶作用下,ATP为蛋白质提供磷酸基团并未这一过程提供能量,信号进入后,蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸化。解答本题的关键是理解蛋白质结构与功能相适应且酶受温度和pH的影响。
18.(2020·海南)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述,正确的是( )
A.都可通过体液运输到全身
B.都在细胞内发挥作用
C.发挥作用后都立即被灭活
D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
【答案】D
【知识点】酶的本质及其探索历程;酶的特性;激素调节的特点
【解析】【解答】A、胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶,通过导管运输至消化道内发挥作用,而胰岛素由胰岛B细胞分泌,可通过血液运输至全身,A错误;
B、胰蛋白酶在消化道内发挥作用,而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合,进而调节靶细胞的代谢活动,二者均不在细胞内发挥作用,B错误;
C、胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变,胰岛素发挥作用后会被灭活,C错误;
D、胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质,都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应,D正确。
故答案为:D。
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的催化具有高效性、专一性、作用条件较温和的特点;酶在催化反应前后性质不发生改变。
激素是由内分泌器官或细胞分泌的对生物体生命活动具有调节作用的化学物质;激素调节的特点是微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞;胰岛素属于蛋白质类激素,具有降低血糖的作用。
19.(2020·北京)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验,两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20℃条件下,向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比,第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了( )
A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度
C.反应体系的温度 D.反应体系的pH
【答案】B
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、提高酶的浓度能够提高速率,不能提高氧气的量,A错误;
B、提高H2O2溶液的浓度,就是提高底物浓度,产物的量增加,B正确;
C、适度的提高温度可以加快反应速率,不能提高产物的量,C错误;
D、改变反应体系的pH,可以改变反应速率,不能提高产物的量,D错误。
故答案为:B。
【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。由图可知,第2组比第1组生成的氧气的总量高。
20.(2020·浙江选考)为研究酶作用的影响因素,进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是( )
A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、温度也会影响酶的活性,且该实验中温度为无关变量,应保持相同且适宜,则反应小室应保持在适宜水温的托盘中,A正确;
B、各组的滤纸片大小和数量属于无关变量,应保持一致,B正确;
C、应将反应小室稍立起,使有滤纸片的一侧在上面,然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液,此时混合液不能与滤纸片接触,C错误;
D、比较各组量筒中收集的气体量,可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小,从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围,D正确。
故答案为:C。
【分析】探究pH对过氧化氢酶的影响实验中,自变量是过氧化氢酶所处环境的pH,因变量是过氧化氢酶的活性,通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映,其他条件为无关变量,应保持相同且适宜。
21.(2020·新高考I)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后,S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别,经高尔基体膜包裹形成囊泡,在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中,带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶;不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是( )
A.M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C.S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D.M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
【答案】D
【知识点】细胞器之间的协调配合;酶的特性
【解析】【解答】A、酶具有专一性的特点,S酶在某些蛋白质上形成M6P标志,体现了S酶的专一性,A正确;
B、由分析可知,部分经内质网加工的蛋白质,在S酶的作用下会转变为溶酶体酶,该蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的,B正确;
C、由分析可知,在S酶的作用下形成溶酶体酶,而S酶功能丧失的细胞中,溶酶体的合成会受阻,则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累,C正确;
D、M6P受体基因缺陷的细胞中,带有M6P标志的蛋白质不能被识别,最终会被分泌到细胞外,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、分析题干信息可知,经内质网加工的蛋白质,只有在S酶的作用下形成M6P标志,才能被高尔基体膜上的M6P受体识别,最终转化为溶酶体酶,无识别过程的蛋白质则被运往细胞膜分泌到细胞外。
22.(2020·浙江选考)下列关于淀粉酶的叙述,错误的是( )
A.植物、动物和微生物能产生淀粉酶
B.固相淀粉酶比水溶液中的淀粉酶稳定性更高
C.枯草杆菌 淀粉酶的最适温度比唾液淀粉酶的高
D.淀粉被淀粉酶水解形成的糊精遇碘-碘化钾溶液不显色
【答案】D
【知识点】酶的特性;固定化酶及其应用
【解析】【解答】A、淀粉酶可以分解淀粉,植物、动物和微生物都能产生淀粉酶,A正确;
B、固相淀粉酶不溶于水,比水溶液中的淀粉酶稳定性更高,可以反复利用,B正确;
C、枯草杆菌 淀粉酶的最适温度为50~75℃,比唾液淀粉酶的高,C正确;
D、淀粉水解时一般先生成糊精(遇碘显红色),再生成麦芽糖(遇碘不显色),最终生成葡萄糖,D错误。
故答案为:D。
【分析】1.酶:
(1)作用:酶是生物体内各种化学反应的催化剂。
(2)特点:它有高度的专一性和高效性、酶的作用受多种因素的影响。
2.固定化酶:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
23.(2019·浙江会考)下图是 ATP-ADP循环图解,其中①和②表示过程。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞在黑暗条件下,过程①只发生在线粒体中
B.人体细胞中,过程①所需的能量来自淀粉的氧化分解
C.生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D.在睡眠或运动状态下,人体细胞中的过程①和②均能达到平衡
【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、过程①指的是ATP的合成,所以就算是在黑暗条件下,植物合成ATP的场所也有细胞质基质(即有氧呼吸第一步或者是无氧呼吸)和线粒体,A不符合题意
B、人体内不含淀粉,人能量供应主要来自于葡萄糖的氧化分解,B不符合题意
C、吸能反应是吸收外界的能量,但这个能量有可能是光能或者是化学能,C不符合题意
D、无论在什么时候,人体的ATP的分解和合成总是动态平衡的,D符合题意
故答案为:D
【分析】ATP的结构简式:A—P~P~P
(1)A表示腺苷,T表示3个,P表示磷酸基团,~ 表示高能磷酸键,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。
(2)一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键。
(3)ATP的一个高能磷酸键水解,形成ADP(二磷酸腺苷),两个高能磷酸键水解,形成AMP(一磷酸腺苷)。
2.ATP的生理功能:
细胞的代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的,ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
3. ATP中去掉2个磷酸基团即是构成 RNA的基本单位之一—腺嘌呤核糖核苷酸。
24.(2019·海南)下列关于淀粉和纤维素的叙述,正确的是( )
A.淀粉是植物细胞壁的主要成分
B.淀粉与纤维素中所含的元素不同
C.分解淀粉与纤维素所需的酶不同
D.纤维素是由果糖聚合而成的多糖
【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;酶的特性
【解析】【解答】A.植物细胞壁的主要成分是纤维素,A项不合题意;
B.淀粉与纤维素都是多糖,所含的元素C、H、O,B项不合题意;
C.酶具有专一性,所以分解淀粉与纤维素所需的酶不同,C项符合题意;
D.构成纤维素的单体是葡萄糖,D项不合题意。
故答案为:C
【分析】淀粉、纤维素都属于植物多糖,淀粉是植物光合作用的产物,储存有大量的能量,纤维素可以构成植物细胞的细胞壁,属于结构多糖,构成两者的单体都是葡萄糖。
25.(2019·海南)下列关于绿色植物的叙述,错误的是( )
A.植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸
B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的
C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降
D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A.有氧呼吸为植物细胞获取能量的主要方式,故时刻进行,A项不合题意;
B.细胞呼吸第一阶段产生少量的ATP,是在细胞质基质中产生的,不是在膜上,B项符合题意;
C.光照不足会导致合成叶绿素的物质减少,叶绿素含量下降,C项不合题意;
D.幼茎绿色部分含有色素,能进行光合作用,植物的每个部分都能进行呼吸作用,D项不合题意。
故答案为:B
【分析】植物叶肉细胞产生ATP的过程有:①细胞呼吸,在细胞质基质和线粒体中,产生的ATP用于各项生命活动;②光合作用,在叶绿体类囊体薄膜上,产生的ATP只用于光合作用暗反应。
26.(2019·浙江选考)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:( )
据此分析,下列叙述错误的是
A.实验的可变因素是催化剂的种类
B.可用产生气泡的速率作检测指标
C.该实验能说明酶的作用具有高效性
D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
【答案】D
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】实验中的可改变的自变量为催化剂的种类,A不符合题意;过氧化氢分解产生水和氧气,故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标,B不符合题意;该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性,C不符合题意;鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶,均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据表格分析,该实验是通过与二氧化锰比较催化过氧化氢的分解,以探究酶的高效性。试管A与试管B为平行对照实验组。
27.(2019·天津)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A.唾液淀粉酶水解淀粉 B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解 D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
【答案】B
【知识点】ATP的作用与意义;光合作用的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;生长素的产生、分布和运输情况
【解析】【解答】A、唾液淀粉酶水解淀粉,生成麦芽糖,是分解代谢释放能量,不符合题意;
B、生长素的极性运输从形态学上端运到形态学下端是以主动运输的方式进行的,需要ATP提供能量,符合题意;
C、光反应阶段中水在光下分解,需要光能,不需要ATP提供能量,不符合题意;
D、乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸生成乳酸,不需要ATP提供能量,不符合题意
故答案为:B
【分析】细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP:细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP:光反应
消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP:自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等
28.(2018·浙江选考)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是( )
A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B.ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D.ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程;ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP中的能量可以来自光合作用和呼吸作用等,故A不符合题意;
B、ATP在细胞和生物体内含量不多,其通过ATP-ADP循环来满足代谢过程中的大量需求,故B不符合题意;
C、ATP水解生成ADP和磷酸,同时释放能量,故C符合题意;
D、ATP中末端高能磷酸键容易断裂和形成,中间的磷酸键也是高能磷酸键,也可以断裂和形成,而临近腺苷的磷酸键为普通磷酸键,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】ATP是细胞中的能量通货,由一分子腺苷和三分子磷酸组成,含一个普通磷酸键和两个高能磷酸键,其中末端的高能磷酸键容易断裂和形成,使其与ADP相互转化,在能量代谢中发挥了重要作用。其中ATP形成的能量来源为光合作用和呼吸作用等,ATP水解释放的能量几乎可以应用到所有需能生命活动。
二、多选题
29.(2021·江苏)数据统计和分析是许多实验的重要环节,下列实验中获取数据的方法合理的是( )
编号 实验内容 获取数据的方法
① 调查某自然保护区灰喜鹊的种群密度 使用标志重捕法,尽量不影响标记动物正常活动,个体标记后即释放
② 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 摇匀后抽取少量培养物,适当稀释,用台盼蓝染色,血细胞计数板计数
③ 调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率 在数量足够大的人群中随机调查
④ 探究唾液淀粉酶活性的最适温度 设置0℃、37℃、100℃三个温度进行实验,记录实验数据
A.实验① B.实验② C.实验③ D.实验④
【答案】A,B,C
【知识点】探究影响酶活性的因素;估算种群密度的方法;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化;调查人类遗传病
【解析】【解答】A、 标志重捕法 适合于 活动范围大、活动能力强的动物 , 且尽量不影响标记动物正常活动, ① 正确;
B、观察酵母菌种群数量的变化其中需要就是要知道计数板上酵母菌活细胞的数量,台盼蓝可以把死细胞染成蓝色,计数的时候只需要记录没有别染蓝的即可, ② 正确;
C、调查高度近视的发病率有在数量足够大的人群中随机调查,这样也用提高调查的准确性和客观性, ③ 正确;
D、探究唾液淀粉酶活性的最适温度,取的温度跨度太大,不利于实验的精确性,④ 错误。
故答案为:ABC
【分析】(1) 种群密度的调查方法有两种: 标志重捕法(调查对象是活动能力强、活动范围大的动物 )和样方法(调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物 )。
(2) 探究培养液中酵母菌种群数量时吸取培养液计数前要将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差; 在显微镜下计数时对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌 。
(3) 调查遗传病发病率时,要随机抽样调查的群体足够大 ; 调查遗传方式时最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病 。
(4)探究唾液淀粉酶活性的最适温度可以根据我们日常生活的经验来设置温度梯度。
30.(2021·辽宁)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是( )
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中Y与两个R之间通过氢键相连
C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
【答案】B,C,D
【知识点】酶的相关综合;DNA分子的结构;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、温度会影响DNA结构,脱氧核酶的作用过程受温度的影响,A正确;
B、由图可知,Y和R在同一条RNA单链上由磷酸二酯键相连,B错误;
C、脱氧核酶是DNA,DNA和RNA之间的碱基配对方式为A-U,G-C,C-G,T-A,C错误;
D、脱氧核酶切割的是RNA,抑制的是翻译过程,D错误。
故答案为:BCD。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
三、综合题
31.(2020·全国Ⅲ)照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 ( 1 ) 叶绿体的类囊体膜 线粒体
反应物 葡萄糖 丙酮酸等
反应名称 ( 2 ) 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源 化学能 ( 3 ) 化学能
终产物(除ATP外) 乙醇、CO2 ( 4 ) ( 5 )
【答案】细胞质基质;无氧呼吸;光能;O2、NADpH;H2O、CO2
【知识点】ATP的相关综合;光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸,反应场所为细胞质基质。(2)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸。(3)由分析可知,光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能,储存在ATP中。(4)由分析可知,光合作用的光反应的产物为O2和NADpH。(5)由分析可知,线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2,第三阶段产物为H2O。
【分析】1、无氧呼吸:场所:细胞质基质;反应式C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量2、有氧呼吸三个阶段的反应:
第一阶段:反应场所:细胞质基质;反应式C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段:反应场所:线粒体基质;反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量
第三阶段:反应场所:线粒体内膜;反应式:24[H]+6O2 12H2O+大量能量(34ATP)3、光反应和暗反应比较:
比较项目 光反应 暗反应
场所 基粒类囊体膜上 叶绿体的基质
条件 色素、光、酶、水、ADP、Pi 多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物 [H]、O2、ATP 有机物、ADP、Pi、水
物质变化 水的光解:2H2O 4[H]+O2 ATP的生成:ADP+Pi ATP CO2的固定:CO2+C5 2C3 C3的还原:2C3 (CH2O)+C5+H2O
能量变化 光能→电能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质 光能转变为化学能,水光解产生O2和[H] 同化CO2形成(CH2O)
联系 ①光反应为暗反应提供[H](以NADpH形式存在)和ATP; ②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料; ③没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成
四、实验探究题
32.(2021·福建)大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化,影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类,生长速度快,一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)的实验组合进行相关实验,结果如下图所示。
回答下列问题:
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下, 。
(2)ATP水解酶的主要功能是 。ATP水解酶活性可通过测定 表示。
(3)由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞 增强,导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知,大气CO2条件下,高磷浓度能 龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是 。
【答案】(1)不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响
(2)催化ATP水解;单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量
(3)呼吸作用
(4)提高;龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态
【知识点】酶的相关综合;ATP与ADP相互转化的过程;影响光合作用的环境因素;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】(1)由题意可知,本实验中的自变量为不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP),变量为龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率,故本实验探究的是在一定光照强度下,不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)对海洋藻类龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
故答案为:不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
(2)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物。ATP水解酶的作用是催化ATP的水解,它的活性可以通过测定单位时间ADP或者磷酸的生成量来表示,也可以通过测量测定单位时间ATP的消耗量来表示。
故答案为: 催化ATP水解 ; 单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量 。
(3)净光合作用=真正光合作用-呼吸作用,且在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。在高CO2浓度HC下光合作用速率应该增强,而在HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,则推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞呼吸作用增强,导致有机物消耗增加,净光合速率下降。
故答案为:呼吸作用。
(4)由图可知,大气CO2条件下,高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态。
故答案为:提高 ; 龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态 。
【分析】1、ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
3、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
4、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法:CO2的固定量,O2的生成量,有机物的生成量;净光合作用的表示方法:CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
5、探究实验遵循的原则:对照原则、单一变量原则、等量原则。
6、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
33.(2021·湖北)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型:一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复);另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具:蒸馏水,酶A溶液,甲物质溶液,物质溶液,透析袋(人工合成半透膜),试管,烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路,并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取 支试管(每支试管代表一个组),各加入等量的酶A溶液,再分别加等量 ,一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①: 。
结论①:甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②: 。
结论②:甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③: 。
结论③:甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④: 。
结论④:甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂。
【答案】(1)2;甲物质溶液、乙物质溶液
(2)透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高;透析前后,两组的酶活性均不变;加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变;加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】(1)由题意可知,本实验是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,则实验的自变量时甲、乙物质的有无,因变量是酶A的活性。生物实验设计需遵循的原则:对照原则、唯一变量原则和等量原则,设计实验如下:取2支试管各加入等量的酶A溶液,再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液;一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。
故答案为: 2 ; 甲物质溶液、乙物质溶液 。
(2)由题意可知,本实验是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性,可能的情况有:
①若甲、乙均为可逆抑制剂,则酶的活性能恢复,故透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高。
②若甲、乙均为不可逆抑制剂,则两组中酶的活性均不能恢复,故透析前后,两组的酶活性均不变。
③若甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂,则甲组中活性可以恢复,而乙组不能恢复,故加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂,则则甲组中活性不能恢复,而乙组能恢复,故加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高。
故答案为: 透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高 ; 透析前后,两组的酶活性均不变 ; 加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变 ; 加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高 。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、生物实验设计需遵循的原则:对照原则、唯一变量原则和等量原则。
34.(2021·全国甲)用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA-Pα~Pβ~Pγ,)等材料制备了DNA片段甲(单链),对W基因在染色体上的位置进行了研究,实验流程的示意图如下。
回答下列问题:
(1)该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p,原因是 。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,在混合操作之前去除了样品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是 。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA 。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测,在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是 。
【答案】(1)dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后,则为腺嘌呤脱氧核苷酸,是合成DNA的原料之一
(2)防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
(3)解旋
(4)DNA酶
【知识点】酶的特性;基因工程的应用;DNA分子的复制
【解析】【解答】 (1)DNA的组成单体是腺嘌呤脱氧核苷酸等4种核苷酸。当dA-Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后,则为腺嘌呤脱氧核苷酸,是制备32p标记的DNA片段的原料。
(2)DNA和RNA都含有碱基,且DNA含有A、T、C、G四种碱基,RNA含有A、U、C、G四种碱基。碱基互补配对原则是A-T、C-G或者A-U。当碱基暴露出来时容易发生碱基互补配对,形成杂交带。去除RNA分子的目的是防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交 。
(3)DNA分子解旋后,DNA双链的碱基之间氢键断裂,暴露出DNA分子结构内部的碱基,变成的单链片段有机会和32p标记的DNA片段甲发生碱基互补配对,于是需要使样品中的染色体DNA进行解旋处理,例如加入解旋酶。
(4)酶具有专一性,转移的催化某一种或者一类化学反应。 在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是DNA酶。
【分析】 1、根据题意,通过带32p标记的DNA分子与染色体样品的基因进行碱基互补配对,形成杂交带,进行放射性检测,从而对W基因在染色体上的位置进行推测和判断。
2、DNA的组成基本单体是脱氧核苷酸,有四种,分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
3、正常DNA 分子碱基在分子内部,不可以和其他碱基配对,若果连接碱基的氢键断裂,可能出现核酸分子杂交现象。
35.(2021·浙江) 1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究发现,乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论,利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂:酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组,其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液+无菌水 -
② 葡萄糖溶液+酵母菌 +
③ 葡萄糖溶液+A溶液 -
④ 葡萄糖溶液+B溶液 -
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成
回答下列问题:
(1)除表中4组外,其它2组的实验处理分别是: ; 。本实验中,这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、 。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽,可用 试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的,可增加一组实验,该组的处理是 。
(3)制备无细胞的酵母汁,酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液,缓冲液的作用是 ,以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞?(写出2项原理不同的方法及相应原理)
【答案】(1)葡萄糖溶液+酵母汁;葡萄糖溶液+A溶液+B溶液;酵母汁和B溶液
(2)双缩脲;葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液
(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
(4)染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖。
【知识点】检测蛋白质的实验;生物膜的功能特性;酶的相关综合
【解析】【解答】(1)结合分析可知:为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论,还需要加设两组实验,一组为葡萄糖溶液+酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成),另外一组为葡萄糖溶液+A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子,包括相关酶)+B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子),此组预期结果为有乙醇生成;本实验中,起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检测;据题干信息可知,M离子存在于B溶液中,故为验证M对乙醇发酵的是否为必需的,则应加设一组实验,即葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液:若有乙醇生成,则证明B不是必须的,若无乙醇生成,则证明B是必须的。(3)酶的作用条件温和,需要适宜的温度和pH等条件,实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有:染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性:若为死细胞,则能被染色;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖:一段时间后若酵母菌数量增加,则为活细胞。
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。2、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。3、分析题干信息可知:本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”,所给实验材料中,葡萄糖溶液为反应的底物,在此实验中为无关变量,其用量应一致;酵母菌为细胞生物,与其对应的酵母汁无细胞结构,可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”;而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。
36.(2020·全国Ⅱ)[生物——选修1:生物技术实践]
研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3,并对其进行了研究。回答下列问题:
(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可检测淀粉的减少,检测应采用的试剂是 ,也可采用斐林试剂检测 的增加。
(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度,通常会在凝胶中添加SDS,SDS的作用是 和 。
(3)本实验中,研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统,结果如图所示。某同学据图判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响,其判断依据是 。
(4)在制备A3的固定化酶时,一般不宜采用包埋法,原因是 (答出1 点即可)。
【答案】(1)碘液;还原糖(或答:葡萄糖)
(2)消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响;使蛋白质发生变性
(3)在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
(4)酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出
【知识点】探究影响酶活性的因素;蛋白质的提取和分离;固定化酶及其应用
【解析】【解答】(1)测定酶活性时,可以通过检测反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性,所以可以用碘液检测淀粉的减少,也可用斐林试剂检测还原糖(或葡萄糖)的增加。(2)鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法,凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响,并使蛋白质发生变性。(3)分析题中曲线可知,在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同,可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。(4)由于酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出,所以固定化酶时,一般不采用包埋法。
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理:在离子强度低时,主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合,生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷,复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷,这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形,棒的长度与蛋白质亚基分子量有关,所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别,利用这一点可将不同的蛋白质分开 (分子筛效应),因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
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