專題二細胞代謝[高考命題熱點二]酶的相關實驗1．剖析酶的實驗題[高考命題熱點二]酶的相關實驗2．解讀實驗設計步驟第一步：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，同時排除無關變量。表述時注意怎樣控制自變量，怎樣排除無關變量。第三步：檢測因變量。注意檢測因變量的方法應科學、準確。[高考命題熱點二]酶的相關實驗(2023·浙江卷)為探究酶的催化效率，某同學采用如圖所示裝置進行實驗，實驗分組、處理及結果如下表所示。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[高考命題熱點二]酶的相關實驗下列敘述錯誤的是(

)A．H2O2分解生成O2導致壓強改變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組反應已結束而Ⅱ組仍在進行D．實驗結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)生的相對壓強應相同，據(jù)表可知，250s之前(200s)Ⅰ組反應已結束，但Ⅱ組和Ⅲ組壓強仍未達到Ⅰ組的終止壓強10.0，故250s時Ⅱ組和Ⅲ組反應[高考命題熱點二]酶的相關實驗仍在進行，C項錯誤；酶的高效性是指與無機催化劑相比，酶降低化學反應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：C[高考命題熱點二]酶的相關實驗1．(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行了實驗，棉花初始質量為5g，每組在各自溫度下保溫20min后測量棉花減重，結果如下表所示。下列相關敘述錯誤的是(

)組別123456棉花減重/g00.120.160.220.230.15溫度/℃253545556575[高考命題熱點二]酶的相關實驗A．該實驗應保證每組的α-淀粉酶濃度、體積及棉花的初始質量完全相同B．每組應先將α-淀粉酶與棉花混合，再進行保溫C．實驗結果表明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量等屬于無關變量，應保證相同且適宜，A項正確；每組應先將α-淀粉酶和棉花分別預熱到設置溫度，再進行混合，B項錯誤；結合實驗結果可推測，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，進而可說明酶具有專一性，D項正確。答案：B[高考命題熱點二]酶的相關實驗2．(2023·廣東統(tǒng)考二模)細胞進入有絲分裂期后，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運蛋白(MCU)參與，由內(nèi)膜兩側的H＋濃度梯度提供動力。細胞能量不足時，能量感受器(AMPK)被激活，使MCU磷酸化而活化，促進Ca2＋快速轉運。Ca2＋可以促進有氧呼吸相關酶的活性，線粒體基質Ca2＋濃度過高會導致細胞死亡。下列說法錯誤的是(

)A．MCU減少可能會導致染色體分離延遲B．AMPK被激活會導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”會導致線粒體內(nèi)Ca2＋持續(xù)增加[高考命題熱點二]酶的相關實驗解析：MCU減少會導致Ca2＋轉運速率下降，有氧呼吸相關酶的活性較低，有氧呼吸速率減慢，能量供應不足，可能會導致染色體分離延遲，A項正確；AMPK被激活會導致MCU磷酸化而活化，促進Ca2＋快速轉運，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”會導致線粒體內(nèi)Ca2＋突然增加，線粒體基質Ca2＋濃度過高會導致細胞死亡，所以線粒體內(nèi)Ca2＋不能持續(xù)增加，D項錯誤。答案：D[高考命題熱點二]酶的相關實驗3．(2023·德州二模)促黑激素(α-MSH)能夠促進黑色素合成，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?？蒲腥藛T研究了α-MSH、煙酰胺以及茶多酚對酪氨酸酶活性的影響，相關實驗結果如圖所示。下列說法正確的是(

)[高考命題熱點二]酶的相關實驗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；[高考命題熱點二]酶的相關實驗據(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：D[高考命題熱點二]酶的相關實驗4．(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(一種化學物質)可降低線粒體內(nèi)[H]的含量。下列相關說法錯誤的是(

)[高考命題熱點二]酶的相關實驗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缺一個就不能進行反應，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缺一個就不能進行反應，說明x是丙酮酸；DNP(一種化學物質)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，[高考命題熱點二]酶的相關實驗說明圖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：B[高考命題熱點二]酶的相關實驗5．(2023·廣東模擬預測)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行修復。當鎘在龍葵體內(nèi)積累到一定量時，會限制其對土壤的修復能力，科研人員對此展開研究。(1)鎘進入龍葵細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行相關實驗，實驗結果如下圖。[高考命題熱點二]酶的相關實驗注：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－1[高考命題熱點二]酶的相關實驗①實驗中對照組是__________。②實驗結果表明_______________________________________________________________________________________________________________________。(3)為進一步確定氮對光合作用暗反應的影響，對各組龍葵單株有機物量、氣孔導度、胞間CO2濃度進行了測定，結果如下表。檢測指標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：氣孔導度越大，氣孔開放程度越大[高考命題熱點二]酶的相關實驗①對比A、B組實驗結果判斷，氣孔導度低________(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加快，導致單株有機物含量高。(4)綜合上述實驗結果或所學知識，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作用，請闡明理由__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[高考命題熱點二]酶的相關實驗解析：(1)葉綠素在光反應階段能吸收、傳遞和轉換光能，鎘導致葉綠體合成的葉綠素減少，限制了光合作用的光反應階段；氮元素是蛋白質的組成元素之一，氮含量下降，導致催化氨基酸合成的相關酶的含量下降，最終影響蛋白質的合成，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是暗反應階段的原[高考命題熱點二]酶的相關實驗料；對比A、B組實驗結果可知，B組氣孔導度小于A組，但胞間CO2濃度大于A組，說明氣孔導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