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高中三年级生物

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首页 高中三年级生物知识 酶的本质与特性 光照强度 细胞周期 自交含义及其方法 试题正文
  • 多选题
    下列四种现象中，可以用下图表示的是

    [     ]

    A．在适宜条件下净光合作用强度随CO2浓度的变化
    B．条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化
    C．一个细胞周期中DNA含量随时间的变化
    D．基因型为Aa的个体自交n代，后代中纯合子所占的比例
    本题信息：2011年江苏模拟题生物多选题难度一般 来源:姚瑶
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本试题 “下列四种现象中，可以用下图表示的是[ ]A．在适宜条件下净光合作用强度随CO2浓度的变化B．条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化C．一个细胞周期中DNA含...” 主要考查您对

酶的本质与特性

光照强度

细胞周期

自交含义及其方法

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  • 酶的本质与特性
  • 光照强度
  • 细胞周期
  • 自交含义及其方法
酶的作用和本质：

1．酶的作用：降低活化能。
(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)作用机理：酶能降低化学反应所需的活化能，使一个原本在较温和条件下不能进行的反应可以高效快速地进行。
2．酶的本质及实验验证
(1)酶本质的探索
时间 发现者 实验过程及现象 实验结论
1773年 意大利科学家斯帕兰札尼 将装有肉块的小金属笼子让鹰吞下，一段时间后取出，发现笼内的肉块不见了 说明胃具有化学性消化的作用
1836年 德国科学家施旺 从胃液中提取出了消化蛋白质的物质 这就是胃蛋白酶
1926年 美国科学家萨姆纳 从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并进行了证明脲酶是蛋白质的化学实验 证明脲酶是一种蛋白质
20世纪30年代 许多科学家 提取多种酶的蛋白质结晶 酶是一类具有生物催化作用的蛋白质
20世纪 80年代 美国科学家切赫和奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能 少数的酶是RNA

(2)酶的本质
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核（真核生物）（主要）
来源 一般来说，活细胞都能产生酶

(3)酶化学本质的实验验证
①证明某种酶是蛋白质
实验组：待测酶液+双缩脲试剂一—是否出现紫色反应。
对照组：标准蛋白质溶液+双缩脲试剂——出现紫色反应。
②证明某种酶是RNA
实验组：待测酶液+吡罗红染液——是否呈现红色。
对照组：标准RNA溶液+吡罗红染液——出现红色。
酶的特性及应用：

1、酶的特性
(1)高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107~ 103倍，这说明酶具有高效性的特点。
(2)专一性：每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，这说明酶的催化作用具有专一性的特点，酶的专一性的解释常用“锁和钥匙学说”。
(3)温和性：绝高温都能使蛋白质其他化学键的断裂永久失活。但低温酶活性可以恢复。
2、酶的特性在生产生活中的应用
（1）人在发烧时，不想吃东西，其原因是温度过高导致消化酶的活性降低。
（2）唾液淀粉酶随食物进入胃内，不能继续将淀粉分解为麦芽糖。原因是唾液淀粉酶的最适pH在7左
（3）胰岛素制剂是治疗糖尿病的有效药物，只能注射，不能口服，其原因是胰岛素是一种蛋白质，若口服会被蛋白酶水解。

1、酶的作用和特性的实验探究：

1．酶的催化作用实验探究对照组：反应物+清水检测反应物不被分解；实验组：反应物+等量的相应酶溶液检测反应物被分解。
2．酶的专一性实验搽究此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。
(1)设计思路一：换反应物不换酶
实验组：反应物+相应酶溶液检测反应物被分解；
对照组：另一反应物+等量相同酶溶液检测反应物不被分解。
(2)设计思路二：换酶不换反应物
实验组：反应物+相应酶溶液检测反应物被分解；
对照组：相同反应物+等量另一种酶溶液检测反应物不被分解。
3．酶的高效性实验探究
对照组：反应物+无机催化剂检测底物分解速率；
实验组：反应物+等量酶溶液检测底物分解速率。
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。
4．酶作用的适宜条件的探究
(1)最适温度的探究实验原理
①淀粉+淀粉酶——麦芽糖；麦芽糖+斐林试剂—一产生砖红色沉淀；淀粉+碘——蓝色。
②温度影响淀粉酶活性，从而影响淀粉的分解，滴加碘液后，根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况，进而推断出酶活性变化。
(2)最适pH的探究实验原理
①2H202+过氧化氢酶——2H2O+O2
②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速度，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成速度的快慢。
(3)实验探究思路
①最适温度的探究思路

②最适pH的探究思路

2、易错点拨：

（1）在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶置于不同环境条件下（加清水、加氢氧化钠、加盐酸），然后再加入反应物。不能把酶加入反应物在酶的作用下先发生水解。
（2）在酶的最适温度探究实验中，酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，检测的试剂宜先用碘液，不应该选用斐林试剂。因选用斐林试剂需热水浴加热，而该实验中需严格控制温度。


知识拓展：

1、利用酶的专一性也可探究某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA：将某种酶用蛋白酶或核糖核酸酶处理，根据处理后的酶液是否还有催化作用予以判断。
2、一般情况下，加热也能加快化学反应速率，其作用机理是直接供能，使底物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态，其过程并不改变活化能的大小。
3、人体消化道各段消化酶的最适pH：
口腔：唾液淀粉酶，最适pH为6.8（中性）；
胃：胃蛋白酶，最适pH为1.5-2.2（酸性）；
小肠：肠液、胰液中的各种酶，最适pH为8.0～9.0（弱碱性）。
胃液的pH在2左右，唾液淀粉酶在胃中会使失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解
4、植物体内的酶最适pH大多在4.5-6.5之间。

例   下列有关酶的反应与作用叙述，正确的是 (  )
A．酶具有催化作用是因为酶可以提高反应的活化能
B．酶的合成原料是氨基酸或脱氧核苷酸
C．所有的酶都在核糖体上合成
D．所有的酶都是有机物
答案D

5、具有专一性的物质归纳

（1）酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
（2）载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
（3）激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
（4）tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
（5）抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
光照强度：

光照强度是光合作用过程中影响光合作用的条件之一。

光补偿点(b)：是指在此光强下光合作用合成的有机物的量正好=呼吸作用消耗的量，也就是：总光合作用-呼吸作用消耗=净光合作用=0。
光饱和点(c)：指光合作用达到最大值那一时刻的光强，也就是说此点之后，光合速率的曲线为一条稳定的平行与横轴的直线（没有特殊情况的条件下）。
呼吸速率点（a）：黑暗条件下的测得CO2的释放量，即呼吸速率。
a—b点表示呼吸速率>光合速率。
b点之后表示光合速率大于呼吸速率。
知识点拨：

c点之后光合速率不随光照的增加而增强主要是因为受其他条件的限制，例，色素、酶的数量、CO2的浓度等条件的限制。
知识拓展：

1、植物在光下实际合成有机物的速率为实际（总）光合速率；光照下测定的CO2吸收速率（或O2释放速率）则为净（表观）光合速率。
2、当净（表观）光合速率>0时，植物积累有机物而生长；当净光合速率=0时，植物不能生长；当净光合速率<0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。
细胞周期：

1、概念：一个细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次细胞分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止。只有连续分裂的细胞才有细胞周期。起、止点：从一次分裂完成时开始一下一次分裂完成时结束。 分为间期与分裂期两个阶段。
（1）细胞分裂分为：DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）与DNA合成后期（G2期）。分裂期（M期）。G1期、S期和G2期共同组成间期。细胞要连续经过G1→S→G2→M。在一个细胞周期内，间期和有丝分裂期所占的时间相差较大，间期大约占细胞周期的90%～95%，分裂期大约占细胞周期的5%～10%。细胞经过一个细胞周期需要的时间要视细胞的类型而定。例如，年幼的海胆细胞完成一个周期约需2h，洋葱根尖细胞约需12h，而人的肝细胞则需要22h。细胞周期每一阶段所需的时间也因细胞类型不同而不同。
（2）细胞周期的调控：
细胞分裂是一个有序的和受到调控的过程。细胞周期的准确调控对生物的生存、繁殖、发育和遗传均是十分重要的。对简单生物而言，调控细胞周期主要是适应自然环境的需要，一遍根据环境状况调节繁殖速度，保证物种的繁衍。复杂生物的细胞则需面对来自自然环境和其他细胞、组织的信号，并作出正确的应答，以保证组织、器官和个体的形成、生长以及创伤愈合等过程的正常进行，因而需要更为精细的细胞周期调控机制。
在细胞周期中，如果细胞没有先复制DNA就发生分裂或是在细胞分裂之间DNA发生了复制，都将是灾难性的。细胞周期失调与多种人类疾病相关，其中最重要的莫过于与肿瘤和癌症的关系。肿瘤和癌症发生的主要原因是细胞周期失调后导致细胞无限制增殖。所以，许多抗肿瘤药物就是阻断细胞周期的一个或多个环节而发挥作用的。
2、过程图解

(1)如图中细胞周期的起点应为末期结束，终点也是该点。
(2)在整个细胞周期中，间期所占的时间远比分裂期长，占细胞周期的90%～95%，所以观察有丝分裂实验中，视野内间期的细胞数目多。
3、主要变化：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
细胞周期的不同表示方法：

方法名称 表示方法 说明
扇形图 A—B—C—A为一个细胞周期
直线型 a+b或c+d为一个细胞周期
坐标图 a+b+c+d+e为一个细胞周期

知识拓展：

1、只有连续分裂的细胞才有细胞周期，减数分裂没有细胞周期。高度分化的细胞不再继续分裂，如神经细胞、精子和卵细胞等不具有细胞周期。
2、细胞的种类不同，一个细胞周期的时间也不同。
3、影响细胞周期长度的因素是温度，温度影响酶的活性。
自交含义及方法：

1、自交含义：植物中自花传粉和雌雄异花的同株传粉。广义上讲，基因型相同的个体间交配均可称为自交。
2、自交是获得纯合子的有效方法。
例：某种植物同时具有A、B基因时能开紫花，否则都开白花。把开紫花的植物进行测交，测交后代中有一半开紫花、一半开白花。若将测交后代中开紫花的植物自交，自交后代中开白花的比例是7/16。
3、自交图解：

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