2024屆高考生物二輪專題復(fù)習(xí)與測試專題二細(xì)胞代謝高考命題熱點二酶的相關(guān)實驗

[高考命題熱點二]酶的相關(guān)實驗1．剖析酶的實驗題2．解讀實驗設(shè)計步驟第一步：根據(jù)實驗的自變量確定實驗分幾組，然后分組編號。第二步：控制自變量，同時排除無關(guān)變量。表述時注意怎樣控制自變量，怎樣排除無關(guān)變量。第三步：檢測因變量。注意檢測因變量的方法應(yīng)科學(xué)、準(zhǔn)確。(2023·浙江卷)為探究酶的催化效率，某同學(xué)采用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，實驗分組、處理及結(jié)果如下表所示。組別甲中溶液(0.2mL)乙中溶液(2mL)不同時間測定的相對壓強(kPa)0s50s100s150s200s250sⅠ肝臟提取液H2O2溶液09.09.69.810.010.0ⅡFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9Ⅲ蒸餾水H2O2溶液00000.10.1下列敘述錯誤的是()A．H2O2分解生成O2導(dǎo)致壓強改變B．從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時C．250s時Ⅰ組和Ⅲ組反應(yīng)已結(jié)束而Ⅱ組仍在進(jìn)行D．實驗結(jié)果說明酶的催化作用具有高效性解析：H2O2分解產(chǎn)物是H2O和O2，其中O2屬于氣體，會導(dǎo)致壓強改變，A項正確；據(jù)表分析可知，甲中溶液酶或無機催化劑等，乙中是底物，應(yīng)從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時，B項正確；三組中的H2O2溶液均為2mL，則最終產(chǎn)生的相對壓強應(yīng)相同，據(jù)表可知，250s之前(200s)Ⅰ組反應(yīng)已結(jié)束，但Ⅱ組和Ⅲ組壓強仍未達(dá)到Ⅰ組的終止壓強10.0，故250s時Ⅱ組和Ⅲ組反應(yīng)仍在進(jìn)行，C項錯誤；酶的高效性是指與無機催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著，對比Ⅰ、Ⅱ組可知，在相同時間內(nèi)Ⅰ組(含過氧化氫酶)相對壓強變化更快，說明酶的催化作用具有高效性，D項正確。答案：C1．(2023·廣東一模)紡織廠常用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的α-淀粉酶除去織物中的淀粉。為探究α-淀粉酶的最適溫度，某科研小組在適宜條件下進(jìn)行了實驗，棉花初始質(zhì)量為5g，每組在各自溫度下保溫20min后測量棉花減重，結(jié)果如下表所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是()組別123456棉花減重/g00.120.160.220.230.15溫度/℃253545556575A．該實驗應(yīng)保證每組的α-淀粉酶濃度、體積及棉花的初始質(zhì)量完全相同B．每組應(yīng)先將α-淀粉酶與棉花混合，再進(jìn)行保溫C．實驗結(jié)果表明α-淀粉酶的最適溫度范圍為55℃～75℃D．若驗證α-淀粉酶具有專一性，可讓其處理脂肪，用蘇丹Ⅲ染液檢驗脂肪分解情況解析：該實驗中加入的α-淀粉酶的濃度、體積及棉花的初始質(zhì)量等屬于無關(guān)變量，應(yīng)保證相同且適宜，A項正確；每組應(yīng)先將α-淀粉酶和棉花分別預(yù)熱到設(shè)置溫度，再進(jìn)行混合，B項錯誤；結(jié)合實驗結(jié)果可推測，α-淀粉酶的最適溫度范圍為55℃～75℃，C項正確；若驗證α-淀粉酶具有專一性，可讓其處理脂肪，用蘇丹Ⅲ染液檢驗分解情況，進(jìn)而可說明酶具有專一性，D項正確。答案：B2．(2023·廣東統(tǒng)考二模)細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂期后，會出現(xiàn)“線粒體鈣閃”現(xiàn)象，即線粒體中Ca2＋濃度突然快速增加，該過程需要線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運蛋白(MCU)參與，由內(nèi)膜兩側(cè)的H＋濃度梯度提供動力。細(xì)胞能量不足時，能量感受器(AMPK)被激活，使MCU磷酸化而活化，促進(jìn)Ca2＋快速轉(zhuǎn)運。Ca2＋可以促進(jìn)有氧呼吸相關(guān)酶的活性，線粒體基質(zhì)Ca2＋濃度過高會導(dǎo)致細(xì)胞死亡。下列說法錯誤的是()A．MCU減少可能會導(dǎo)致染色體分離延遲B．AMPK被激活會導(dǎo)致葡萄糖的消耗速率增加C．磷酸化的MCU運輸Ca2＋的方式為主動運輸D．“線粒體鈣閃”會導(dǎo)致線粒體內(nèi)Ca2＋持續(xù)增加解析：MCU減少會導(dǎo)致Ca2＋轉(zhuǎn)運速率下降，有氧呼吸相關(guān)酶的活性較低，有氧呼吸速率減慢，能量供應(yīng)不足，可能會導(dǎo)致染色體分離延遲，A項正確；AMPK被激活會導(dǎo)致MCU磷酸化而活化，促進(jìn)Ca2＋快速轉(zhuǎn)運，從而加強有氧呼吸，使葡萄糖的消耗速率增加，B項正確；磷酸化的MCU作為轉(zhuǎn)運蛋白運輸Ca2＋，該過程需要能量所以方式為主動運輸，C項正確；“線粒體鈣閃”會導(dǎo)致線粒體內(nèi)Ca2＋突然增加，線粒體基質(zhì)Ca2＋濃度過高會導(dǎo)致細(xì)胞死亡，所以線粒體內(nèi)Ca2＋不能持續(xù)增加，D項錯誤。答案：D3．(2023·德州二模)促黑激素(α-MSH)能夠促進(jìn)黑色素合成，使皮膚及毛發(fā)顏色加深；煙酰胺和茶多酚是化妝品中常見的成分，具有美白等作用。科研人員研究了α-MSH、煙酰胺以及茶多酚對酪氨酸酶活性的影響，相關(guān)實驗結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是()A．人體中酪氨酸酶積累過多會引起雀斑以及少白頭等問題B．茶多酚和煙酰胺通過抑制α-MSH的作用使酪氨酸酶活性降低C．實驗結(jié)果表明煙酰胺在低濃度時能提高酪氨酸酶活性，高濃度時降低其活性D．實驗結(jié)果表明煙酰胺和茶多酚均能在一定程度上降低酪氨酸酶的活性解析：人體中酪氨酸酶積累過多會引起雀斑和黑色素沉積等皮膚病，而頭發(fā)變白是因為酪氨酸酶的活性降低，A項錯誤；分析實驗結(jié)果可知，與對照組相比，添加α-MSH后酪氨酸酶活性升高，而與M組相比，施加煙酰胺或茶多酚后酪氨酸酶活性有所降低，結(jié)果表明煙酰胺和茶多酚均能在一定程度上降低酪氨酸酶的活性，但其與α-MSH的作用機制無法得知，B項錯誤，D項正確；據(jù)圖可知，煙酰胺濃度與酪氨酸酶活性之間無明顯的相關(guān)性，如在不添加茶多酚的條件下，2g/L的煙酰胺降低酪氨酸酶活性的效果低于5g/L時，C項錯誤。答案：D4．(2023·山東棗莊統(tǒng)考二模)將完整的離體線粒體分為兩組放在緩沖液中，按圖1，圖2所示，分別加入物質(zhì)x、y、z，并測定О2消耗量和ATP合成量。已知寡霉素可以抑制ATP合成酶的作用，丙酮酸可以被氧化分解，DNP(一種化學(xué)物質(zhì))可降低線粒體內(nèi)[H]的含量。下列相關(guān)說法錯誤的是()A．圖1中②階段可表示有氧呼吸的第二、三階段B．圖中x、y、z分別表示DNP、丙酮酸、寡霉素C．圖2中①階段兩曲線沒有上升的原因是缺少ADP＋PiD．加入z后線粒體內(nèi)產(chǎn)水量將明顯多于加入y后解析：按圖1、圖2信息：ADP＋Pi和x缺一個就不能進(jìn)行反應(yīng)，說明圖1中②階段可表示有氧呼吸的第二、三階段，A項正確；丙酮酸可以被氧化分解，按圖1、圖2信息：ADP＋Pi和x缺一個就不能進(jìn)行反應(yīng)，說明x是丙酮酸；DNP(一種化學(xué)物質(zhì))可降低線粒體內(nèi)[H]的含量，圖1中加入y后O2消耗量不再增加，說明y是DNP；寡霉素可以抑制ATP合成酶的作用，根據(jù)圖2，加入z后ATP合成量不變，說明z是寡霉素，B項錯誤；圖2中①階段加入ADP＋Pi兩曲線上升，說明圖2中①階段兩曲線沒有上升的原因是缺少ADP＋Pi，C項正確；寡霉素可以抑制ATP合成酶的作用，根據(jù)圖2，加入z后氧氣消耗但是ATP合成量不變，說明z是寡霉素，加入z后線粒體內(nèi)產(chǎn)水量比圖1加y將明增加多，D項正確。答案：B5．(2023·廣東模擬預(yù)測)龍葵對重金屬鎘有很強的吸收能力，能對土壤中的鎘污染進(jìn)行修復(fù)。當(dāng)鎘在龍葵體內(nèi)積累到一定量時，會限制其對土壤的修復(fù)能力，科研人員對此展開研究。(1)鎘進(jìn)入龍葵細(xì)胞會抑制硝酸還原酶的活性，使得植物體內(nèi)氮含量下降。一方面導(dǎo)致葉綠體合成的葉綠素減少，限制了光合作用的__________階段；另一方面使得氨基酸合成的__________減少，最終導(dǎo)致龍葵在富含鎘的土壤中生長緩慢。(2)為研究施氮對鎘污染環(huán)境下龍葵光合速率的影響，研究人員使用尿素作為氮肥進(jìn)行相關(guān)實驗，實驗結(jié)果如下圖。注：A組：無添加B組：鎘20mg·kg－1、尿素0mg·kg－1C組：鎘20mg·kg－1、尿素150mg·kg－1D組：鎘20mg·kg－1、尿素300mg·kg－1E組：鎘20mg·kg－1、尿素450mg·kg－1①實驗中對照組是__________。②實驗結(jié)果表明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為進(jìn)一步確定氮對光合作用暗反應(yīng)的影響，對各組龍葵單株有機物量、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度進(jìn)行了測定，結(jié)果如下表。檢測指標(biāo)A組B組C組D組E組單株有機物量(g·株－1)5.403.778.4310.7312.20氣孔導(dǎo)度(mol·m－2·s－1)0.290.180.430.560.65胞間CO2濃度(μmol·mol－1)293307309305281注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越大①對比A、B組實驗結(jié)果判斷，氣孔導(dǎo)度低________(填“是”或“不是”)鎘污染條件下龍葵光合效率低的主要原因。②在含鎘的環(huán)境中，隨氮濃度的升高，依據(jù)__________________________推測光合作用暗反應(yīng)加快，導(dǎo)致單株有機物含量高。(4)綜合上述實驗結(jié)果或所學(xué)知識，推測施氮濃度大于450mg·kg－1時，是否會對鎘環(huán)境下龍葵生長具有更好的促進(jìn)作用，請闡明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)葉綠素在光反應(yīng)階段能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能，鎘導(dǎo)致葉綠體合成的葉綠素減少，限制了光合作用的光反應(yīng)階段；氮元素是蛋白質(zhì)的組成元素之一，氮含量下降，導(dǎo)致催化氨基酸合成的相關(guān)酶的含量下降，最終影響蛋白質(zhì)的合成，龍葵生長緩慢。(2)實驗中需遵循單一變量原則，A組作為對照組不添加鎘和尿素，只需用等量蒸餾水處理即可；本實驗研究不同濃度的尿素對鎘脅迫下龍葵生長的影響，與A組相比，B組添加了鎘，龍葵光合速率下降，說明鎘能抑制龍葵的生長；與B組相比，C、D、E三組添加不同濃度的尿素后，龍葵光合速率均有所提高，其中C組結(jié)果與A組接近，D、E組光合速率高于A組，說明加入的氮肥可以緩解鎘對龍葵生長的抑制作用。(3)氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越大，從外界吸收的CO2就越多，CO2是暗反應(yīng)階段的原料；對比A、B組實驗結(jié)果可知，B組氣孔導(dǎo)度小于A組，但胞間CO2濃度大于A組，說明氣孔導(dǎo)度低不是鎘污染條件下龍葵光合效率低的主要原因，而是其他非氣孔因素，例如固定二氧化碳的能力；在含鎘的環(huán)境中，隨氮濃度的升高，氣孔導(dǎo)度不斷增大，而胞間CO2濃度變小，據(jù)此可推測氮肥濃度越大，增大氣孔導(dǎo)度的能力越大，同時利用CO2的能力越強，從而提高了暗反應(yīng)速率，進(jìn)而提高龍葵葉肉細(xì)胞的凈光合作用速率，導(dǎo)致單株有機物含量高。(4)表格數(shù)據(jù)顯示，施氮濃度為450mg·kg－1時龍葵單株有機物量最大，說明氮肥最適濃度可能大于450mg·kg－1，因此若施氮濃度大于450mg·kg－1，可能出現(xiàn)三種情況：若氮肥最適濃度大于450mg·kg－1，則當(dāng)施氮濃度大于450mg·kg－1時，氮肥對鎘環(huán)境下龍葵生長可能具有更好的促進(jìn)作用，或促進(jìn)作用與施氮濃度為450mg·kg－1時接近