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 材料 试剂 现象 结论 实验组 待测酶溶液 对照组 已知蛋白液(等量) 分别加入等量的双缩脲试剂 是否呈现紫色 呈现紫色 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
①设计思路：验证酶高效性的方法是“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。
②设计方案： 项目 材料 试剂 现象 结论 (2)验证酶的专一性 ①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。
②设计方案： 项目 材料 方案一 实验组 底物相同(等量) 对照组 方案二 实验组 与酶相对应的底对照组 另外一种底实验组 等量的同一种底物 与底物相对应的酶溶液 反应速率很快；或反应用时短 等量的无机催化剂 反应速率缓慢；或反应用时长 对照组 酶具有高效性
物 试剂 现象 结论 与底物相对应的酶 发生反应 酶具有专一性 另外一种酶 不发生反应 物 同一种酶(等量) 发生反应 不发生反应 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 组别编号 实验材料 pH 温度 衡量指标 实验 a1 T1 1 2 等量的同种底物 a2 T2 … … an Tn … n 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 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、O2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、CO2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、CO2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。
图1
A 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，CO2表现为既不吸收也不释放，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】 C
2．某同学为验证pH值对酶活性的影响，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2
1 2 3 4 5 6 7 新鲜淀粉酶溶液 可溶性淀粉液 37 ℃水浴 1 mol/L盐酸 1 mol/L NaOH 碘液 结果预期 1 mL 2 mL 5 min 1 mL / 2滴 均不变蓝 1 mL 2 mL 5 min / 1 mL 2滴 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；实验结果可以用碘液检验；实验步骤的安排应在第2、3步加盐酸和NaOH。
【答案】 C
3．(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。
【答案】 C
4．(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( )
A．a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
C．bc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】 B
5．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
2016_2017学年高中生物第4章光合作用和细胞呼吸微专题突破苏教版必修
