1、1微专题突破有关酶的实验、光合呼吸速率一、破解有关酶实验题的三种方法1试剂检测法鉴定酶的本质(1)设计思路从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是 RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，使用双缩脲试剂产生紫色反应的鉴定方案即可。(2)设计方案项目 实验组 对照组材料 待测酶溶液 已知蛋白液(等量)试剂 分别加入等量的双缩脲试剂现象 是否呈现紫色 呈现紫色结论呈现紫色说明该酶化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质2.对比法验证酶的高效性和专一性(1)验证酶的高效性设计思路：验证酶高效
2、性的方法是“对比法” ，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。设计方案：项目 实验组 对照组材料 等量的同一种底物试剂 与底物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂现象 反应速率很快；或反应用时短 反应速率缓慢；或反应用时长结论 酶具有高效性(2)验证酶的专一性设计思路：验证酶专一性的方法也是“对比法” ，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。设计方案：方案一 方案二项目实验组 对照组 实验组 对照组材料 底物相同(等量) 与酶相对应的底 另外一种底2物 物试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种
3、酶(等量)现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应结论 酶具有专一性 酶具有专一性3.梯度法探究酶的最适温度和最适 pH(1)设计思路常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或 pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论：酶促反应时间最短的一组所处的温度(或 pH)即最适温度(或 pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度(或 pH)就越精确。特别注意：在设计实验过程中，根据“单一变量原则” ，除自变量(如温度或 pH 等)成等差数列相互对照外，其他所有无关变量都必须相同(包括材料的大小、质量、生长状况等)。(2)设计方案组别编
4、号 1 2 n实验材料 等量的同种底物pH a1 a2 an温度 T1 T2 Tn衡量指标 相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少实验生成物量最多的一组，或底物剩余最少的一组所处温度(或 pH)为最适温度(或 pH)二、光合作用速率与呼吸作用速率1呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内 CO2增加量、O 2减少量或有机物减少量。2净光合速率和实际光合速率(1)净光合速率：常用一定时间内 O2释放量、CO 2吸收量或有机物积累量表示。(2)实际光合速率：常用一定时间内 O2产生量、CO 2固定量或有机物产生量表示。3光合速率与呼吸速率的关系植物叶肉细胞进行光合
5、作用吸收 CO2的同时，还进行呼吸作用释放 CO2，所以测定的CO2的吸收量并不是实际光合速率，而是净光合速率。如图，图 1 表示 CO2的吸收与光照强度变化的关系，图 2 表示线粒体与叶绿体的关系。3图 1A B C D图 2结合图 2 与图 1 中的曲线分析如下：(1)图 1 中 a 点光照强度为 0，表示只进行呼吸作用，与图 2 中 B 图对应。(2)图 1 中 ab 段由于光照强度较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，所以呼吸作用释放的 CO2一部分被叶绿体吸收，另一部分释放出去，与图 2 中 A 图对应。(3)图 1 中 b 点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等，CO 2表现为既不吸收
6、也不释放，与图 2 中 C 图对应。(4)b 点以后，由于光照强度变得较大，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸作用释放的 CO2不能够满足光合作用的需求，表现为从外界吸收，与图 2 中 D 图对应。4光合作用与细胞呼吸的相关计算上面图 1 中， Oa 段表示植物呼吸速率， Od 段表示植物净光合速率(即表观光合速率)，Oa Od 段表示实际光合速率(即真正光合速率或总光合速率)，它们的关系为：真正光合速率净光合速率呼吸速率。具体表达为：(1)光合作用消耗的 CO2总量从外界吸收的 CO2量呼吸作用产生的 CO2量(2)光合作用产生的 O2量释放到外界的 O2量呼吸消耗的 O2量(3)一昼夜有机
7、物的积累量(用 CO2量表示)白天从外界吸收的 CO2量晚上呼吸释放的 CO2总量1下列有关酶的实验设计思路正确的是( )A利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B利用过氧化氢和 H2O2酶探究温度对酶活性的影响C利用过氧化氢、鲜肝匀浆和 FeCl3研究酶的高效性D利用胃蛋白酶、蛋清和 pH 分别为 5、7、9 的缓冲液验证 pH 对酶活性的影响【解析】 碘液不能检测蔗糖，A 项错误；温度会影响 H2O2的分解，不宜用 H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响，B 项错误；胃蛋白酶的适宜 pH 为 1.8，pH 设置不合理，D 项错误。【答案】 C2某同学为验证 pH 值对酶活性的影响，
8、设计了如下表中的方法步骤。下列不合理的评价有：( )序号 项目 试管 1 试管 241 新鲜淀粉酶溶液 1 mL 1 mL2 可溶性淀粉液 2 mL 2 mL3 37 水浴 5 min 5 min4 1 mol/L 盐酸 1 mL /5 1 mol/L NaOH / 1 mL6 碘液 2 滴 2 滴7 结果预期 均不变蓝A.缺少正常 pH 的对照组B实验结果预期不正确C检验实验结果的试剂选择不恰当D实验操作步骤的安排不合理【解析】 实验只设置了加 HCl 和加 NaOH 的实验组，还应设置加蒸馏水的正常 pH 的对照组；在加酸和加碱的情况下，酶失去活性，淀粉不被分解遇碘液变蓝；实验结果可以用碘
9、液检验；实验步骤的安排应在第 2、3 步加盐酸和 NaOH。【答案】 C3(2014四川高考)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是使光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是( )A与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作【解析】 试题分析：从图中信息可知，光照强度为 0 时只进行呼吸作用，单作与间作有区别。与单作相比，间作时桑树光合作用
10、的光饱和点增大，而大豆变小。大豆植株在光的补偿点时开始积累有机物。考点：本题重点考查学生识图获取信息能力， 意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构。5【答案】 C4(2016浙江绍兴一中高二下学期期末)将一盆栽植物连同花盆一起置于密闭的玻璃钟罩内(内有充足的二氧化碳且浓度恒定，温度等条件适宜，植物和花盆未经消毒)，测得光照强度与钟罩内氧气的释放速率关系如右图所示。下列有关该图的分析正确的是( )Aa 点表示植物的光合作用速率与呼吸作用速率相同B光照强度为 a 时叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率Cbc 段限制植物光合速率的因素不可能是光合色素和酶的含量D某光照强
11、度下测得的氧气增加量就是该植物光合作用净产氧量【解析】 将一盆栽植物连同花盆一起置于密闭的玻璃钟罩内，既有植物的光合作用和呼吸作用，也有花盆土壤中小动物和微生物的呼吸作用。光照强度为 a 时，植物的光合速率等于植物、小动物和微生物的呼吸速率之和，A 错误；由上面对 A 的分析可知，a 点时候植物的光合速率大于呼吸速率，B 正确；bc 段氧气释放速率不变，影响光合速率的因素除了光照强度处，其他都有可能，C 错误；某光照强度下测得的氧气增加量就是该植物光合作用净产氧量减去小动物、微生物呼吸消耗量，D 错误。【答案】 B5在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系、细胞呼吸与氧气浓
12、度之间的关系及光合作用速率、细胞呼吸速率与温度之间的关系如下图所示，对图示解释正确的是( ) 【导学号：21210044】甲 乙丙A影响图甲中曲线上的 A 点上下移动的主要外界因素是氧气浓度B图乙中的数据需在适宜光照条件下测量6C图丙中若大棚设定的温度为两曲线右侧交点处的温度，每日光照必须长于 12 h 植物才能生长D图丙中两曲线右侧的交点对应于图甲中的 B 点，B 点时影响光合作用速率的主要因素是光照强度【解析】 图丙中两曲线右侧的交点表明此时实际光合作用速率与细胞呼吸速率相等，净光合作用速率为 0，与图甲的 B 点相对应。在 B 点，随着光照强度的增大，光合作用速率增大，说明此时影响光合作
13、用速率的主要因素是光照强度。【答案】 D章末综合测评(三)(时间：45 分钟，分值：100 分)一、选择题(共 12 个小题，每小题 6 分，共 72 分)1肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，对 RNA 酶敏感，对蛋白酶不敏感。下列叙述错误的是( )A肽酰转移酶催化氨基酸脱水缩合B肽酰转移酶存在于核糖体中C肽酰转移酶对高温不敏感D肽酰转移酶是具有催化活性的 RNA【解析】 氨基酸在核糖体上经过脱水缩合才能形成肽键，因此肽酰转移酶存在于核糖体中，并能够催化氨基酸脱水缩合。由于该酶对蛋白酶不敏感，因此该酶的化学本质不是蛋白质，而是 RNA。【答案】 C2ATP 是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关
14、ATP 的叙述，错误的是( )A线粒体合成的 ATP 可在细胞核中发挥作用B机体在运动时消耗 ATP，睡眠时则不消耗 ATPC在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成 ATPD植物根细胞吸收矿质元素离子所需的 ATP 来源于呼吸作用【解析】 细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的 ATP 主要由线粒体提供，A 项正确；ATP 是生命活动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗 ATP，睡眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，故 B 项错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中有ATP 形成，C 项正确；根细胞吸收矿质元素离子主要通过主动运输的形式，其消耗的能量主要是由细胞呼吸所提供的 ATP，
15、故 D 项正确。【答案】 B3在其他条件不变而酶浓度增加时，下图中能正确表示生成物量变化的是(图中虚线7为酶浓度增加后的变化曲线) ( )【答案】 C4(2014江苏高考)下列生命活动中不需要 ATP 提供能量的是( )A叶肉细胞合成的糖运输到果实B吞噬细胞吞噬病原体的过程C淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D细胞中由氨基酸合成新的肽链【解析】 主动运输、胞吞、蛋白质的合成都需要消耗 ATP 提供的能量，淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要消耗 ATP 提供的能量。【答案】 C5下列关于酶的叙述，正确的是( )A人体中酶的活性受温度、pH 的影响，并只能在人体的内起作用B酶的形成都要经过核糖体的合成、内质
16、网和高尔基体的加工等几个阶段C与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中D酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性【解析】 酶发挥作用的场所可以在体内或体外适宜环境；若在细胞内发挥作用，如呼吸酶则不需要内质网和高尔基体加工，有些酶是 RNA，其合成不需要核糖体的加工；活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都可产生酶，故 A、B、D 都不对。【答案】 C6酵母菌有氧时进行有氧呼吸，无氧时能进行酒精发酵。若酵母菌的代谢过程中产生了 CO2，则对该 CO2来源的说法不准确的是( )A可能来自有氧呼吸B可能来自无氧呼吸C一定来自有氧呼吸D可能来自酒精发酵【解析】 酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸都能产生二
17、氧化碳，所以能否产生二氧化碳不8是有氧呼吸和无氧呼吸的区别。【答案】 C7某生物兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是( )A滴管中冒出的气泡是反应产生 CO2的结果D试管中加水的主要目的是制造无氧环境C若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至 ATP，其余的存留在酒精中【解析】 酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和 CO2，研究其过程的实验中，首先要控制无氧的条件，其次其他无关变量要适宜，所以 A 选项是正确的，冒出的气泡表明进行了细胞呼吸；放出的气体是 CO2，加水的目的是制造无氧的环境，所以 B 选项是正确的；C 选项中把适宜温
18、度的水换成冷水，影响酶的活性使其活性降低，所以是正确的；D 选项中葡萄糖氧化分解释放出来的能量一部分以热能形式散失，一部分可转移的能量形成 ATP，未释放出来的能量储存在酒精中，所以 D 选项错误。【答案】 D8(2016青岛高一检测)如图为叶绿体结构与功能的示意图，下列说法错误的是( )A结构 A 中的能量变化是光能转变为 ATP 中的化学能B供给“ 14CO2”，放射性出现的顺序为 C3C 5甲C结构 A 释放的氧气可进入线粒体中D结构 A 释放的氧气来自于水【解析】 结构 A 为类囊体，于此发生光反应即水的光解，ATP 的合成， 14CO2中 14C的放射性出现顺序的 14CO2 14C
19、3甲。【答案】 B9(2014天津高考)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是( )(CH2O)O 2 CO2H 2O能量A过程只在线粒体中进行，过程只在叶绿体中进行9B过程产生的能量全部储存在 ATP 中C过程产生的(CH 2O)中的氧全部来自 H2OD过程和中均能产生H，二者还原的物质不同【解析】 过程为有氧呼吸过程，反应场所是细胞质基质和线粒体，过程为光合作用，真核生物在叶绿体中进行，原核生物在细胞质基质中进行，A 错误；有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在 ATP 中，B 错误；光合作用所产生的糖类中的氧来自 CO2，C 错误；过程和都能产生H，前者主
20、要与氧结合产生水并释放大量能量，后者主要用于 C3还原，D 正确。【答案】 D10(2016青岛模拟)下图中表示植物体叶肉细胞中H的来源和去向相关的生理过程，依次发生在细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的是( )A BC D【解析】 过程分别是呼吸作用的第一阶段、有氧呼吸的第二阶段、有氧呼吸的第三阶段、光反应、暗反应，依次发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜、叶绿体基质。【答案】 A11不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用的方式不同。下列对生物细胞呼吸作用方式的判断，错误的是( )A若只释放 CO2，不消耗 O2，则细胞只进行无氧呼吸B若 CO2的释放量多于 O2的吸收
21、量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸C若 CO2的释放量等于 O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸D若既不吸收 O2也不释放 CO2，则说明该细胞已经死亡【解析】 对于动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收 O2也不释放 CO2。【答案】 D12如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是( )10At 1t 2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O 2释放增多Bt 2t 3，暗反应限制光合作用。若在 t2时刻增加光照，光合速率将再提高Ct 3t 4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结
22、果Dt 4后短暂时间内，叶绿体中 ADP 和 Pi 含量升高，C 3化合物还原后的直接产物含量降低【解析】 水的光解、O 2释放发生在叶绿体的类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A 项错误；t 2t 3，限制光合速率的因素为 CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B 项错误；t 3t 4，暗反应增强，一定程度上加快 ATP 和 ADP 的转化，同时促进了光反应过程，C 项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP 合成受阻，ATP 含量减少，ADP 和 Pi 含量升高，被还原的 C3化合物减少，直接产物含量降低，D 项正确。【答案】 D二、非选择题(共 2 题，共 28 分)13(14 分)绿色植物的光合作用与有氧呼吸之间有着密切的联系。下面物质代谢简图表示了两者之间的关系，请根据图分析回答：(1)过程是在_上进行的，所需要的外界条件是_，发生的能量变化是_。(2)、表示_过程。在这一过程中，所需要的外部条件主要有_和_。(3)上述过程中，能产生 ATP 的过程是_。(填序号)(4)请分析下列实验，并在横线处填写序号。将一盆在阳光下正常生长的植物迅速移入暗室，立刻停止的过程是_，稍后_过程也随着停止。一段时间后，将这一盆植物迅速移到阳光下，上述两个过程先开始进行的是_。在这一实验中，始终不会停止的过程是_(填序号)。
