高考生物大二輪專題復(fù)習(xí)與增分策略 專題3 細(xì)胞內(nèi)的酶與ATP

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專題3 細(xì)胞內(nèi)的酶與ATP [重溫考綱要求]　1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)。2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)。 1.有關(guān)酶的正誤判斷 (1)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸(　　) (2)水稻細(xì)胞內(nèi)合成的某物質(zhì)，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質(zhì)含有羧基(　√　) (3)滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率不涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”的原理(　　) (4)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活(　√　) (5)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般都是在比較溫和的條件下進(jìn)行的(　√　) (6)酶催化作用的實(shí)質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行(　√　) (7)探究溫度對酶活性的影響時，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不同溫度下保溫(　　) (8)發(fā)燒時，食欲減退是因?yàn)橥僖旱矸勖甘チ嘶钚?　　) 2.有關(guān)ATP的正誤判斷 (1)1個ATP分子中含有一個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)(　　) (2)在生物體的活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化只能單向進(jìn)行(　　) (3)ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供(　　) (4)細(xì)胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體(　　) (5)人在饑餓時，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡(　　) (6)人長時間劇烈運(yùn)動時，骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等(　　) 一、“循環(huán)利用”的酶 1.(2013新課標(biāo)全國Ⅱ，6)關(guān)于酶的敘述，錯誤的是(　　) A.同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中 B.低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) C.酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速度 D.酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物 答案　B 解析　低溫只能降低酶的活性，并沒有改變酶的空間結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度回到最適溫度時，酶的催化效率仍然可以達(dá)到最大；而高溫、過酸和過堿會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致酶活性的降低甚至喪失，所以B錯。 2.(2016全國乙，3)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，下列操作順序合理的是(　　) A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量 B.加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量 C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量 D.加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量 答案　C 解析　在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，需要保證pH和溫度均相同且適宜，故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入。 3.(2016全國甲，29)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個實(shí)驗(yàn)組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。回答下列問題： (1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。 (2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會________。 (3)如果在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產(chǎn)物總量________，原因是_________________________________________。 (4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是__________________，其特性有___________(答出兩點(diǎn)即可)。 答案　(1)B　(2)加快 (3)不變　60 ℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性、專一性 解析　(1)曲線圖顯示：在反應(yīng)開始的一段時間內(nèi)，40 ℃時產(chǎn)物濃度增加最快，說明酶的活性最高，而B組控制的溫度是40 ℃。(2)A組控制的溫度是20 ℃。在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，因酶的活性增強(qiáng)，則A組酶催化反應(yīng)速度會加快。(3)對比分析圖示中的3條曲線可推知，在時間t2時，C組的酶在60 ℃條件下已經(jīng)失活，所以如果在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，在t3時，C組產(chǎn)物的總量不變。(4)絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性、專一性，酶的作用條件較溫和。 4.(2012大綱全國，33)某同學(xué)為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)步驟： ①在A、B、C、D、E 5支試管中分別加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5 mL，再分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉液1 mL。 ②各試管中分別加入適當(dāng)濃度的唾液稀釋液1 mL，搖勻。 ③將5支試管加入70 ℃恒溫水浴中，保溫時間相同且合適。 ④取出各試管，分別加入斐林試劑2 mL，搖勻。 ⑤觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。 上述實(shí)驗(yàn)步驟中有2處錯誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)次數(shù))，以便實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫秸_的預(yù)期結(jié)果。 (1)________________________________________________________________________。 (2)________________________________________________________________________。 答案　(1)③中70 ℃應(yīng)改為37 ℃。因?yàn)槿送僖旱矸勖缸饔玫淖钸m溫度為37 ℃ (2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應(yīng)將各試管放在50～65 ℃熱水浴中一段時間。因?yàn)樵诟邷貤l件下斐林試劑與還原糖反應(yīng)顯色 解析　(1)唾液淀粉酶的最適溫度是37 ℃左右，70 ℃時酶會變性失活。(2)加入斐林試劑后，需要50～65 ℃水浴加熱才能看到磚紅色沉淀。 悟規(guī)律 分析全國課標(biāo)卷考題不難發(fā)現(xiàn)，對酶的考查側(cè)重于酶的本質(zhì)特性、影響酶活性的因素及相關(guān)曲線模型分析，尤其注重相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究，備考時應(yīng)特別關(guān)注單一變量設(shè)置與自變量、因變量的分析。 1.區(qū)分酶的3個不同點(diǎn)、5個相同點(diǎn) 化學(xué)本質(zhì) 絕大多數(shù)是蛋白質(zhì) 少數(shù)是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成場所 核糖體 細(xì)胞核(真核生物) 來源 一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶 作用場所 細(xì)胞內(nèi)外或生物體內(nèi)外均可 生理功能 催化作用 作用原理 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 與無機(jī)催化劑 相同的性質(zhì) ①提高反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)反應(yīng)的方向和平衡點(diǎn)； ②反應(yīng)前后，酶的性質(zhì)和數(shù)量不變 2.理清酶的作用機(jī)理、特性及影響因素的3類曲線 (1)酶的作用原理 ①由圖可知，酶的作用原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 ②若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供活化能。 (2)酶的特性的曲線 ①圖1中加酶的曲線和加無機(jī)催化劑的曲線比較表明：酶具有高效性。 ②圖2中兩曲線比較表明：酶具有專一性。 (3)各因素對酶促反應(yīng)速率的影響曲線 ①分析圖3和圖4：溫度或pH通過影響酶的活性來影響酶促反應(yīng)速率。 ②分析圖5：OP段的限制因素是底物濃度，P點(diǎn)以后的限制因素則是酶濃度。 題型一　酶的本質(zhì)、作用及特性的分析 1.下列有關(guān)酶的敘述，正確的是(　　) A.酶分子是在基因的指導(dǎo)下，在核糖體上合成的 B.一種酶催化化學(xué)反應(yīng)的種類與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān) C.經(jīng)高溫處理的酶，加入雙縮脲試劑后不會出現(xiàn)紫色 D.酶與無機(jī)催化劑都可通過提高化學(xué)反應(yīng)的活化能來起催化作用 答案　B 解析　大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在基因的指導(dǎo)下，在核糖體上合成，少數(shù)酶為RNA，不在核糖體上合成，A錯誤；酶的催化作用具有專一性，一種酶催化化學(xué)反應(yīng)的種類與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，B正確；經(jīng)高溫處理的酶，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，但沒有破壞肽鍵的結(jié)構(gòu)，所以加入雙縮脲試劑后仍然會出現(xiàn)紫色，C錯誤；酶和無機(jī)催化劑都可通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來起催化作用，D錯誤。 2.細(xì)胞代謝中某種酶與其底物、產(chǎn)物的關(guān)系如下圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A.酶1與產(chǎn)物B結(jié)合后失活，說明酶的功能由其空間結(jié)構(gòu)決定 B.酶1有兩種底物且能與產(chǎn)物B結(jié)合，因此酶1不具有專一性 C.酶1的變構(gòu)位點(diǎn)和活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)取決于特定的氨基酸序列 D.酶1與產(chǎn)物B的相互作用可以防止細(xì)胞產(chǎn)生過多的產(chǎn)物A 答案　B 解析　從題圖中進(jìn)行分析，酶1的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后活性喪失，說明酶的功能由空間結(jié)構(gòu)決定，A項(xiàng)正確。從圖中可以看出，酶1能與兩種底物特異性結(jié)合，且只能催化這兩種底物生成產(chǎn)物A；雖能與產(chǎn)物B結(jié)合，但沒有催化生成產(chǎn)物，因此酶1具有專一性，B項(xiàng)錯誤。酶1的變構(gòu)位點(diǎn)和活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)是由氨基酸的排列順序決定的，C項(xiàng)正確。產(chǎn)物A增多，生成的產(chǎn)物B增多，酶1與產(chǎn)物B結(jié)合后失去活性，產(chǎn)物A合成減少；當(dāng)產(chǎn)物A過少時，產(chǎn)物B濃度降低，酶1有活性，開始合成產(chǎn)物A，因此酶1與產(chǎn)物B的相互作用可以防止細(xì)胞產(chǎn)生過多的產(chǎn)物A，D項(xiàng)正確。 3.用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是(　　) A.蛋白酶 B.RNA聚合酶 C.RNA D.逆轉(zhuǎn)錄酶 答案　C 解析　A項(xiàng)，蛋白酶在蛋白質(zhì)水解成多肽的過程中起催化作用；B項(xiàng)，RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄的過程中起催化作用；C項(xiàng)，自然界中的酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。核糖體是由RNA和蛋白質(zhì)組成的，用蛋白酶將其蛋白質(zhì)除去后，處理后的核糖體仍可催化氨基酸發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，說明起催化作用的成分是RNA；D項(xiàng)，逆轉(zhuǎn)錄酶在逆轉(zhuǎn)錄(或反轉(zhuǎn)錄)過程中起催化作用。 4.下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　　) A.酶適于低溫下保存，因?yàn)榈蜏貢r雖然酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 B.Fe3＋和過氧化氫酶促使過氧化氫分解，是因?yàn)樗鼈兘档土嘶罨埽瑫r給過氧化氫提供能量 C.酶是由內(nèi)分泌腺細(xì)胞合成的具有催化作用的有機(jī)物 D.酶與激素一樣使用后立即被滅活，所以活細(xì)胞中需要源源不斷地合成酶 答案　A 解析　酶適于低溫下保存，因?yàn)榈蜏貢r雖然酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，A正確；Fe3＋和過氧化氫酶促使過氧化氫分解，是因?yàn)樗鼈兘档土嘶罨?，但是未給過氧化氫提供能量，B錯誤；酶是由活細(xì)胞合成的具有催化作用的有機(jī)物，C錯誤；激素使用后立即被滅活，但是酶使用后不被滅活，D錯誤。 易錯提醒 與酶有關(guān)的審答題的4個提醒 (1)只有在特殊背景或信息下才可認(rèn)定酶的化學(xué)本質(zhì)為RNA，否則一般認(rèn)定為蛋白質(zhì)(如各種消化酶、DNA聚合酶等)。 (2)酶只能由活細(xì)胞產(chǎn)生，不能來自食物，且?guī)缀跛谢罴?xì)胞(哺乳動物成熟紅細(xì)胞除外)均可產(chǎn)生酶(一般場所為核糖體)。 (3)催化(降低反應(yīng)分子活化能)是酶唯一的功能，它不具調(diào)節(jié)功能，也不作為能源(或組成)物質(zhì)，切不可額外夸大其功能。 (4)辨析酶、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、抗體 ①四者均具特異性(專一性)、高效性等特性。 ②激素、神經(jīng)遞質(zhì)、抗體都是由細(xì)胞分泌到內(nèi)環(huán)境中發(fā)揮作用，發(fā)揮作用后即被滅活，而酶既可在細(xì)胞內(nèi)，也可在細(xì)胞外發(fā)揮作用，且可以多次發(fā)揮作用。 ③活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶(哺乳動物的成熟紅細(xì)胞除外)，但只有少數(shù)特異性細(xì)胞能合成并分泌激素、神經(jīng)遞質(zhì)、抗體。 題型二　影響酶活性因素的圖、表、線分析 5.將牛奶和姜汁混合，能使牛奶凝固。某同學(xué)用煮沸的姜汁重復(fù)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，牛奶在任何溫度下均不能凝固。將不同溫度的等量牛奶中混入一些新鮮姜汁。觀察結(jié)果如下表： 溫度(℃) 20 40 60 80 100 結(jié)果 15 min后 仍未凝固 14 min內(nèi) 完全凝固 1 min內(nèi) 完全凝固 1 min內(nèi) 完全凝固 15 min后 仍未凝固 根據(jù)以上結(jié)果，下列表述中錯誤的是(　　) A.新鮮姜汁中含有能使可溶狀態(tài)的牛奶凝固的酶 B.進(jìn)一步測定最適溫度，可設(shè)置60 ℃、65 ℃、75 ℃、80 ℃四個溫度梯度 C.將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應(yīng)溫度的牛奶混合，能夠提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度 D.該實(shí)驗(yàn)說明酶需要適宜的溫度，100 ℃時未凝固，是因?yàn)槊傅幕钚砸呀?jīng)喪失 答案　B 解析　據(jù)題意知，煮沸的姜汁不能使牛奶凝固，而新鮮姜汁在適宜溫度下可以使牛奶凝固，說明新鮮姜汁中可能含有一種酶，該酶能將可溶狀態(tài)的牛奶轉(zhuǎn)化為不溶狀態(tài)，A正確；根據(jù)表格分析知，最適溫度位于40～100 ℃之間，測定最適溫度應(yīng)在40～100 ℃之間縮小溫度梯度，進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)，B錯誤；將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應(yīng)溫度的牛奶混合，能排除姜汁與牛奶混合時，溫度變化，提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度，C正確；根據(jù)題干知，煮沸的姜汁，降溫后，仍然不能凝固牛奶，說明酶已失活，D正確。 6.如圖表示改變某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解產(chǎn)生還原糖的結(jié)果，請據(jù)此分析，改變下列哪種因素才能獲得改變后的結(jié)果(　　) A.溫度 B.pH C.淀粉溶液量 D.唾液量 答案　C 解析　改變溫度或pH會影響酶的活性，從而影響化學(xué)反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，即產(chǎn)物的最終產(chǎn)量不變，圖中實(shí)驗(yàn)組的還原糖生成量明顯減少，A、B錯誤；改變底物的量，產(chǎn)物的量則會減少，圖中對照組的還原糖生成量一直多于實(shí)驗(yàn)組的還原糖生成量，故改變的是淀粉溶液量，即降低了淀粉溶液量，C正確；改變唾液量，即唾液淀粉酶的量，會影響化學(xué)反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，即產(chǎn)物的最終產(chǎn)量不變，圖中實(shí)驗(yàn)組的還原糖生成量明顯減少，D錯誤。 7.用新鮮蘿卜做如下實(shí)驗(yàn)：第一組將蘿卜磨碎，制得提取液后立即冷藏，取幾支試管，分別加入pH為3～9的過氧化氫溶液，30 ℃保溫，然后在每支試管中加入4滴冷藏的提取液；第二組重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，但把提取液的添加量減半；第三組重復(fù)第一組實(shí)驗(yàn)，但在滴加提取液之前先對其進(jìn)行80 ℃高溫處理。然后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪成下圖的曲線，表示一、二、三組結(jié)果的曲線分別是(　　) A.a、b、c B.a、c、b C.b、a、c D.c、b、a 答案　C 解析　第二組比第一組酶量減半，在其他條件均相同的情況下，反應(yīng)速率比第一組小，所以第一組對應(yīng)曲線b，第二組對應(yīng)曲線a。第三組滴加提取液之前先對其進(jìn)行80 ℃高溫處理，酶變性失活，過氧化氫不會被催化分解，對應(yīng)曲線c。 8.下圖中甲曲線表示在最適溫度下，某種酶促反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系。其余兩條曲線分別表示該酶促反應(yīng)速率隨pH或溫度的變化趨勢。下列相關(guān)分析，正確的是(　　) A.在A點(diǎn)適當(dāng)提高溫度或在B點(diǎn)適當(dāng)增加酶的濃度，反應(yīng)速率都將增大 B.圖中E點(diǎn)代表該酶的最適pH，H點(diǎn)代表該酶的最適溫度 C.短期保存該酶，適宜條件對應(yīng)于圖中的D、H兩點(diǎn) D.研究淀粉酶或過氧化氫酶參與的酶促反應(yīng)，均可得到上圖曲線 答案　C 解析　首先根據(jù)曲線變化判斷乙曲線代表溫度對酶促反應(yīng)速率的影響，丙曲線代表pH對酶促反應(yīng)速率的影響。甲曲線是在最適溫度下測定的，故在A點(diǎn)提高溫度，反應(yīng)速率將降低，故A錯；圖中E點(diǎn)代表酶的最適溫度，H點(diǎn)代表酶的最適pH，故B錯；酶應(yīng)該在最適pH、低溫下保存，故C對；過氧化氫受熱易分解，故當(dāng)用過氧化氫酶研究溫度對酶促反應(yīng)速率的影響時，高溫時反應(yīng)速率不會為零，故D錯。 9.某同學(xué)為研究化合物P對淀粉酶活性的影響，在最適溫度和最適酸堿度條件下，得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A.在一定范圍內(nèi)，底物濃度影響著酶促反應(yīng)速率 B.曲線①可作為實(shí)驗(yàn)對照 C.P對該酶的活性有抑制作用 D.若提高反應(yīng)溫度，則A點(diǎn)將上移 答案　D 解析　據(jù)圖可知，在底物濃度相對較低時，影響酶促反應(yīng)速率的因素是底物濃度，A正確；研究化合物P對淀粉酶活性的影響，需要建立對照實(shí)驗(yàn)，圖中①為對照組，②為實(shí)驗(yàn)組，B正確；加入化合物P后，酶促反應(yīng)速率下降，說明P對該酶的活性有抑制作用，C正確；圖示結(jié)果是在最適溫度和最適酸堿度條件下得到的，若提高反應(yīng)溫度，酶活性會降低，酶促反應(yīng)速率也會下降，因此A點(diǎn)將下移，D錯誤。 易錯警示 酶促反應(yīng)速率和酶活性的辨析 溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率的，而底物濃度和酶濃度是通過影響底物和酶的接觸機(jī)率來影響酶促反應(yīng)速率的，其并不影響酶活性。 二、“能量通貨”的ATP 1.(2014大綱全國，2)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述，錯誤的是(　　) A.線粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用 B.機(jī)體在運(yùn)動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATP C.在有氧與缺氧的條件下，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP D.植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來源于呼吸作用 答案　B 解析　A項(xiàng)，細(xì)胞核中無法進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生能量，它所需要的ATP主要由細(xì)胞質(zhì)中的線粒體提供。B項(xiàng)，ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，機(jī)體時刻都在消耗ATP。C項(xiàng)，有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，均有ATP形成。D項(xiàng)，根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子主要是通過主動運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行的，其消耗的能量來源于呼吸作用產(chǎn)生的ATP。 2.(2016全國乙，29節(jié)選)在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團(tuán)所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 答案　(1)γ　(2)α 解析　(1)ATP水解生成ADP的過程中，斷裂的是遠(yuǎn)離腺苷A的那個高能磷酸鍵，即β位和γ位之間的高能磷酸鍵，即γ位磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端。要將32P標(biāo)記到DNA上，帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在γ位上。(2)dATP脫去β位和γ位的磷酸基團(tuán)后為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，即DNA的基本組成單位之一，用dATP為原料合成DNA時，要將32P標(biāo)記到新合成的DNA上，則32P應(yīng)在α位。 悟規(guī)律 高考對本知識點(diǎn)的考查側(cè)重于ATP的結(jié)構(gòu)簡式，真核細(xì)胞中ATP的產(chǎn)生場所、過程及ATP的用途與轉(zhuǎn)化，題型多為選擇題，也可滲透于光合作用、細(xì)胞呼吸的非選擇題中考查。 1.從ATP結(jié)構(gòu)簡式理解其組成與功能 2.理清A的4種含義 ATP： A表示：腺苷 核苷酸： A表示：腺嘌呤 DNA： A表示：腺嘌呤脫氧核糖核苷酸 RNA： A表示：腺嘌呤核糖核苷酸 3.牢記與ATP產(chǎn)生和消耗有關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)及生理過程 轉(zhuǎn)化場所 常見的生理過程 細(xì)胞膜 消耗ATP：主動運(yùn)輸、胞吞、胞吐 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段 葉綠體 產(chǎn)生ATP：光反應(yīng) 消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等 線粒體 產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段 消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等 核糖體 消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成 細(xì)胞核 消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等 題型一　分析ATP的組成、來源和利用 1.ATP是一種高能磷酸化合物。下列關(guān)于ATP的敘述正確的是(　　) A.若細(xì)胞代謝強(qiáng)度增加一倍，則細(xì)胞內(nèi)ATP的含量也將增加一倍 B.ATP中全部高能磷酸鍵斷裂后，形成的產(chǎn)物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸 C.ATP水解釋放出的能量，用于各項(xiàng)生命活動，但不能轉(zhuǎn)化成熱能，用于維持體溫 D.有絲分裂后期，受紡錘絲牽引，著絲點(diǎn)斷裂，該過程需要ATP水解供能 答案　B 解析　細(xì)胞內(nèi)ATP的含量維持相對穩(wěn)定，A錯誤；ATP中全部高能磷酸鍵斷裂后，形成的產(chǎn)物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，B正確；ATP水解釋放出的能量，用于各項(xiàng)生命活動，能轉(zhuǎn)化成熱能，用于維持體溫，C錯誤；有絲分裂后期，著絲點(diǎn)斷裂不是受紡錘絲牽引的結(jié)果，D錯誤。 2.在下列化合物的化學(xué)組成中，“”中所對應(yīng)的含義最接近的是(　　) A.①② B.①③ C.③④ D.⑤⑥ 答案　D 解析　根據(jù)題意，“”中所對應(yīng)的含義分別為：①一磷酸腺苷AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，②腺嘌呤，③DNA分子上的腺嘌呤脫氧核苷酸，④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤腺苷，⑥腺苷。 易錯警示 (1)ATP中的“A”表示腺苷，并非“腺嘌呤”。ATP水解掉兩個高能磷酸鍵后，就成為“腺嘌呤核糖核苷酸”，是RNA的組成單位之一。 (2)ATP≠能量。ATP是一種含有能量的物質(zhì)，并不是能量。 題型二　ATP與ADP間的相互轉(zhuǎn)化與動態(tài)平衡 3.下圖為細(xì)胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A.在一個活細(xì)胞中，時刻進(jìn)行著過程①和② B.過程①和②也可以發(fā)生在同一個細(xì)胞器內(nèi) C.過程①中需要的能量不是過程②釋放的 D.維持人體體溫的熱能主要來自過程②中的能量 答案　D 解析　維持人體體溫的熱能主要來自體內(nèi)有機(jī)物分解釋放的熱能。 4.ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，是生命活動的直接能源物質(zhì)，如圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法不正確的是(　　) A.圖1中的A代表腺苷，b、c為高能磷酸鍵 B.圖2中進(jìn)行①過程時，圖1中的c鍵斷裂并釋放能量 C.ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性 D.夜間有O2存在時，圖2中過程②主要發(fā)生在線粒體 答案　A 解析　圖1中A代表的是腺嘌呤，A錯誤。ATP水解一般是遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵斷裂，也就是c鍵，B正確；細(xì)胞中ATP含量很少，ATP與ADP的快速轉(zhuǎn)化依賴于酶的催化作用具有高效性，C正確。夜間有O2存在時，ATP合成的主要場所是線粒體，D正確。 易錯警示 ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的3點(diǎn)提醒 (1)ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量來源、能量去路和反應(yīng)場所方面都不盡相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化并不是可逆反應(yīng)，但物質(zhì)可重復(fù)利用。 (2)ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”，這一過程需酶的催化，同時也需要消耗水。凡是大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。 (3)生命活動需要消耗大量能量，但細(xì)胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用，只要提供能量(光能或化學(xué)能)，生物體就可不斷合成ATP，滿足生物體的需要。 1.ATP是直接為細(xì)胞生命活動提供能量的有機(jī)物。關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是(　　) A.酒精發(fā)酵過程中有ATP生成 B.ATP可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量 C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成 答案　D 解析　酒精發(fā)酵是微生物的無氧呼吸，無氧呼吸在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP，A正確；ATP可以用于細(xì)胞的主動運(yùn)輸，如Ca2＋、Mg2＋通過主動運(yùn)輸進(jìn)入番茄細(xì)胞時需要消耗能量，直接由ATP提供，B正確；A－P～P～P中的高能磷酸鍵中儲存著大量能量，ATP水解時，高能磷酸鍵斷裂，大量的能量會釋放出來，C正確；ATP由腺嘌呤、核糖、磷酸組成，D錯誤。 2.如圖表示發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的tRNA與氨基酸的結(jié)合過程，下列說法正確的是(　　) A.不受溫度影響 B.必須由線粒體供能 C.必須有酶參與 D.只發(fā)生在核糖體上 答案　C 解析　ATP的水解需酶的催化，而酶的活性受溫度的影響，A錯誤；ATP可以在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中產(chǎn)生，B錯誤；圖示過程必須有酶的參與，C正確；tRNA與氨基酸的結(jié)合過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，氨基酸的脫水縮合發(fā)生在核糖體上，D錯誤。 3.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些蚜蟲能合成類胡蘿卜素，其體內(nèi)的類胡蘿卜素不僅能吸收光能，傳遞給負(fù)責(zé)能量生產(chǎn)的組織細(xì)胞，而且還決定蚜蟲的體色。陽光下蚜蟲的ATP生成量將會增加，黑暗時蚜蟲的ATP含量會下降。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A.正常情況下蚜蟲在黑暗中合成ATP時會伴隨著O2的消耗 B.蚜蟲合成ATP時所需能量僅僅來自呼吸作用 C.蚜蟲做同一強(qiáng)度的運(yùn)動時，陽光下和黑暗中的ATP消耗量不一樣 D.蚜蟲ATP含量在陽光下比黑暗時多，說明其體內(nèi)的ATP含量不穩(wěn)定 答案　A 解析　由題干信息可知，蚜蟲合成ATP所需能量還可來自于類胡蘿卜素吸收的光能；蚜蟲做同一強(qiáng)度的運(yùn)動消耗ATP的量是一樣的。 4.下列有關(guān)酶和ATP的說法，合理的是(　　) A.漿細(xì)胞的形成過程中酶的種類和數(shù)量會不斷發(fā)生變化 B.ATP分子中的兩個高能磷酸鍵所含的能量相同，穩(wěn)定性也相同 C.骨骼肌細(xì)胞吸收周圍組織液中氧氣的過程不消耗ATP，但需要酶 D.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用時，一般用碘液檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果 答案　A 解析　B細(xì)胞分化形成漿細(xì)胞的過程是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，產(chǎn)生了不同的mRNA和蛋白質(zhì)，A正確；ATP分子中的兩個高能磷酸鍵所含的能量相同，但是遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵更容易斷裂和重新形成，B錯誤；骨骼肌細(xì)胞吸收周圍組織液中氧氣的方式是自由擴(kuò)散，不需要載體、不消耗能量，也不需要酶，C錯誤；探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用時，一般用斐林試劑檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D錯誤。 5.下圖1表示細(xì)胞中ATP反應(yīng)鏈，圖中a、b、c代表酶，甲、乙、丙代表化合物；圖2表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述不正確的是(　　) A.圖1中的乙含有1個高能磷酸鍵，丙為腺嘌呤核糖核苷酸 B.神經(jīng)細(xì)胞吸收K＋時，a催化的反應(yīng)加速，c催化的反應(yīng)被抑制 C.研究淀粉酶活性與溫度關(guān)系時，不可以選擇斐林試劑作為檢測試劑 D.圖2中溫度為m時比n時酶活性低，所以m時比n時更有利于酶的保存 答案　B 解析　圖1中的乙是ADP，含有1個高能磷酸鍵，丙是AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸；神經(jīng)細(xì)胞吸收K＋是主動運(yùn)輸，消耗能量，能量來自ATP水解，所以a催化的反應(yīng)加速，但c催化的反應(yīng)不會被抑制；斐林試劑檢測還原糖時需進(jìn)行水浴加熱，而研究淀粉酶活性與溫度的關(guān)系，溫度是自變量，實(shí)驗(yàn)過程中需保持不變，所以不能選擇斐林試劑作為檢測試劑；低溫時酶的活性低，溫度為m時比n時更有利于酶的保存。 6.模型包括物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。而物理模型是指以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識對象的特征，如沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，就是物理模型。下圖為某同學(xué)所做的酶催化作用的模型。下列敘述正確的是(　　) A.該模型是物理模型，能很好地解釋酶的專一性 B.圖中的A一定是蛋白質(zhì)，因?yàn)锳是酶 C.若圖中的B表示氨基酸，A表示酶，則該生理過程表示脫水縮合 D.人成熟的紅細(xì)胞內(nèi)不能合成酶，也無上述模型表示的生理過程 答案　A 解析　該圖中A和B的結(jié)構(gòu)能反映出酶的專一性，故A正確；酶是催化劑，反應(yīng)前后酶的數(shù)量和性質(zhì)保持不變，故A是酶，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，故B錯誤；圖中化學(xué)反應(yīng)屬于物質(zhì)的分解，不可能是脫水縮合，故C錯誤；人成熟的紅細(xì)胞不能合成酶，但是含有許多酶，能催化多種化學(xué)反應(yīng)，故D錯誤。 7.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，某些免疫球蛋白具有催化功能，稱之為抗體酶。下圖表示某新型抗體酶的結(jié)構(gòu)，據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是(　　) A.抗體酶能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng) B.抗體酶能與各種抗原結(jié)合 C.抗體酶與底物結(jié)合后，能降低反應(yīng)的活化能 D.利用抗體酶特異性識別抗原和催化無活性藥物前體的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，可靶向治療癌癥 答案　B 解析　由題干信息可知，抗體酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)，功能上既具有抗體特異性識別抗原的功能，又具有酶的催化功能。 8.下面的曲線是同一反應(yīng)的酶促反應(yīng)和非酶促反應(yīng)曲線，相關(guān)敘述正確的是(　　) A.E1是酶促反應(yīng)的活化能，A和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 B.E2是酶促反應(yīng)的活化能，B和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 C.E3是酶促反應(yīng)的活化能，B和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 D.E2是酶促反應(yīng)的活化能，A和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 答案　D 解析　E2為有酶催化反應(yīng)所需的活化能，這是因?yàn)槊改芙档突瘜W(xué)反應(yīng)所需的活化能；酶具有高效性，因此A和C曲線是酶促反應(yīng)的曲線；E3是無酶催化反應(yīng)所需的活化能，B和D曲線是無酶催化反應(yīng)的曲線。 9.如圖表示不同溫度下酵母菌發(fā)酵時氣體產(chǎn)生速率與反應(yīng)時間的關(guān)系。據(jù)圖可知：①有多種酶參與；②最適pH是7；③40 ℃是酵母菌發(fā)酵的比較適宜的溫度；④50 ℃時酶逐漸失活；⑤0 ℃時酶逐漸失活。正確的是(　　) A.①③ B.②⑤ C.③④ D.④⑤ 答案　C 解析　溫度通過影響酶的活性而影響氣體產(chǎn)生速率。從圖中可以看出，40 ℃時氣體產(chǎn)生速率最大，是酵母菌發(fā)酵的比較適宜的溫度；高溫會破壞酶的分子結(jié)構(gòu)而使酶失去活性，50 ℃時氣體產(chǎn)生速率逐漸降低，說明酶逐漸失活；0 ℃時氣體產(chǎn)生速率低，是由于低溫抑制了酶的活性。 10.研究人員從木耳菜中提取過氧化物酶(POD)，分別與四種不同酚類物質(zhì)及H2O2進(jìn)行催化反應(yīng)，結(jié)果如下圖所示。相關(guān)說法正確的是(　　) A.圖1所示的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄坎煌宇愇镔|(zhì)的濃度對POD活性的影響 B.當(dāng)?shù)孜餄舛葹?.08 mmolL－1時，POD催化酚類2的反應(yīng)速率一定大于催化酚類3的 C.由圖2可知，H2O2濃度過高會抑制POD的活性，降低濃度后POD活性就會恢復(fù) D.H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響相同 答案　A 解析　由圖1可知，橫坐標(biāo)代表不同酚類物質(zhì)的濃度，縱坐標(biāo)代表POD的活性，隨著物質(zhì)濃度的變化，POD的活性發(fā)生改變；由于POD的活性除了與底物濃度有關(guān)外，還與溫度和pH有關(guān)，因此在不確定溫度和pH條件是否相同且適宜的情況下，無法判斷POD催化酚類2的反應(yīng)速率是否大于酚類3的；由圖2可知，H2O2濃度過高，POD的活性有下降的趨勢，但并不能從圖中讀出降低H2O2濃度后POD活性怎么變化；高溫、過酸、過堿均會使酶失活，由于不知H2O2濃度大于1.2%以后的情況，因而無法判斷H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響是否相同。 11.小麥種子萌發(fā)需要在一系列酶的催化作用下才能進(jìn)行，其中胚乳細(xì)胞合成的α淀粉酶必不可缺。研究表明啟動α淀粉酶合成的化學(xué)信使是胚產(chǎn)生的赤霉素。為證實(shí)這一結(jié)論，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)： 第一步：取飽滿健壯的小麥種子若干，用刀片將每粒種子橫切成半粒，隨機(jī)均分為四組，分別置于四支帶有等量緩沖液的試管中，其中三組作去胚處理。 第二步：向四支試管中加入濃度不等的赤霉素溶液，常溫下保溫24 h。 第三步：向各試管中滴加等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的淀粉溶液，保溫10分鐘。 第四步：向各試管中滴加等量的碘液，觀察顏色變化。結(jié)果如表所示。 編號 赤霉素溶液(單位：mM) 種子 結(jié)果(“＋”越多，顏色越深) 1 0 帶胚 ＋＋ 2 0 去胚 ＋＋＋＋ 3 0.2 去胚 ＋＋ 4 0.4 去胚 ＋ 回答下列問題： (1)第三步后試管2溶液中的淀粉量比試管1中的____________，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是________________________________________________________________________。 (2)綜合比較試管1、3和4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明胚在種子萌發(fā)過程中的作用是___________。 (3)綜合分析試管2、3和4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明____________________________________。 答案　(1)多　帶胚的種子能產(chǎn)生赤霉素促進(jìn)α淀粉酶的合成，進(jìn)而使淀粉水解 (2)產(chǎn)生赤霉素，誘導(dǎo)胚乳細(xì)胞合成α淀粉酶 (3)在一定濃度范圍內(nèi)，赤霉素濃度越高，對α淀粉酶的誘導(dǎo)效果越好 解析　(1)由于帶胚的種子能產(chǎn)生赤霉素促進(jìn)α淀粉酶的合成，進(jìn)而使淀粉水解，因此第三步后試管2溶液中的淀粉量比試管1中的多，這也反映在實(shí)驗(yàn)結(jié)果上，即加入碘液后，試管2溶液的顏色比試管1的深。(2)試管1與3結(jié)果相同，表明胚起到了和赤霉素相同的作用。從而證明胚能產(chǎn)生赤霉素；試管4顏色更淺，進(jìn)一步表明對去胚種子添加赤霉素確實(shí)能促進(jìn)α淀粉酶的合成。(3)試管2、3和4中赤霉素濃度逐漸升高，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示試管溶液顏色越來越淺，說明在一定濃度范圍內(nèi)，赤霉素濃度越高，對α淀粉酶的誘導(dǎo)效果越好。 12.某校生物研究性學(xué)習(xí)小組通過使用三種生物的淀粉酶提取液(提取液中酶濃度相同)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較這三種生物所產(chǎn)生的淀粉酶的活性大小。 實(shí)驗(yàn)步驟： 步驟 試管1 試管2 試管3 試管4 加蒸餾水 2 mL 2 mL 2 mL ① 加pH＝8的緩沖液 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 加淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 加酶 提取液 甲生物淀粉酶提取液 1 mL 乙生物淀粉酶提取液 1 mL 丙生物淀粉酶提取液 1 mL 37 ℃水浴保溫 30 min 30 min 30 min 30 min 滴加碘液 5滴 5滴 5滴 5滴 實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 編號 試管1 試管2 試管3 試管4 顏色深淺程度 ＋＋ － ＋ ② 注：“＋”顯色，“＋＋”顯深色，“－”不顯色。 請根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問題： (1)表中①處應(yīng)為________；②處顏色深淺程度應(yīng)表示為________(用“＋”或“－”表示)。 (2)該實(shí)驗(yàn)的自變量是______________，無關(guān)變量有_________________(至少寫出2種)。 (3)除用碘液檢驗(yàn)淀粉的剩余量來判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果外，還可以用________________來檢驗(yàn)生成物的量。若用該試劑檢驗(yàn)，顏色變化最深的試管是_________________________________。 (4)根據(jù)上述結(jié)果得出的結(jié)論是：不同生物的淀粉酶，雖然酶濃度相同，但活性不同。造成實(shí)驗(yàn)中三種酶活性不同的根本原因是________________________________________。 (5)該小組同學(xué)還做了反應(yīng)速率與底物濃度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。右圖所示的坐標(biāo)中已根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出了試管3中酶活性的曲線，請在坐標(biāo)中畫出試管2中酶活性的曲線。 答案　(1)3 mL?。?或多于＋＋＋) (2)不同生物的淀粉酶提取液　加入提取物的體積、溫度、pH、淀粉的體積和濃度、保溫時間 (3)斐林試劑　試管2 (4)決定這3種酶的DNA(或基因)不同 (5)如圖所示 解析　(1)根據(jù)生物實(shí)驗(yàn)的單一變量原則和等量原則，要確保四支試管中溶液的總體積相等，則①處應(yīng)為3 mL。由于試管4為空白對照組，沒有淀粉酶的存在，所以淀粉的剩余量最多，滴加碘液后顏色最深，因此“＋”的個數(shù)應(yīng)等于或大于3個。(2)對比三個實(shí)驗(yàn)組和空白對照組可知，不同生物的淀粉酶提取液為自變量，除自變量外，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的其他變量為無關(guān)變量，必須保證無關(guān)變量相同且適宜。(3)測定酶促反應(yīng)速率時，既可以底物的減少量或剩余量為檢測指標(biāo)，也可以產(chǎn)物的生成量為檢測指標(biāo)。由于試管2中淀粉已全部轉(zhuǎn)化為麥芽糖，所以用斐林試劑檢測時，試管2的磚紅色最深。(4)淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，由相應(yīng)基因指導(dǎo)合成。所以造成實(shí)驗(yàn)中三種酶活性不同的根本原因應(yīng)為決定酶的基因不同。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知試管2中的反應(yīng)速率大于試管3，因此可畫出試管2中相應(yīng)的酶活性曲線。