Question

8．酶在生物体中的作用非常广泛．请回答下列有关酶的问题：
（1）酶是生物催化剂，其作用机理是降低化学反应的活化能．
（2）ATP合成酶由突出于膜外的F₁和嵌入膜内的F₀两部分组成．F₁负责ATP的合成或水解，F₀是一个疏水蛋白复合体，形成跨膜H⁺通道，当H⁺顺浓度梯度穿过ATP合成酶时，ADP与Pi 结合形成ATP．其过程如图1所示：

①ATP合成酶在核糖体上合成，据图推测，在真核细胞中含有该酶的生物膜有线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜（至少填出两种）．
②如果该图表示叶绿体内合成ATP的过程，若膜两侧的H⁺浓度梯度突然消失，其他条件不变，短时间内暗反应中的五碳化合物量会减少．
（3）酶可以影响细胞代谢过程，从而影响生物性状．图2表示豌豆种子圆粒性状的产生机制：
①若R基因中插入一段外源DNA序列，导致淀粉分支酶不能合成，则细胞内蔗糖的含量升高，这样的种子成熟时由于失水而显得皱缩．这种可遗传变异来源于基因突变．
②与皱粒种子相比，圆粒种子结合水（填“自由水”或“结合水”）多，因而种子圆圆胖胖．

Answer 1

分析 1．ATP合成酶属于蛋白质，合成蛋白质的场所是核糖体，组成元素包括C、H、O、N等；
2．ATP的组成元素有C、H、O、N、P；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，场所在线粒体、叶绿体、细胞质基质；
3．C₅的来源是二氧化碳固定，去路是C₃的还原；
4．豌豆的圆粒、皱粒是由一对等位基因控制的一对相对性状，体现了基因对性状控制的间接途径．

解答 解：（1）酶是生物催化剂，具有高效性，其作用机理是降低化学反应的活化能．
（2）①ATP合成酶属于蛋白质，合成蛋白质的场所是核糖体；在真核细胞中合成ATP的场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质，在线粒体内膜上进行的有氧呼吸第三阶段会产生大量ATP，在叶绿体类囊体薄膜上进行的光反应能将光能转变成ATP的活跃的化学能，故含有该酶的生物膜有线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜．
②如果该图表示叶绿体内合成ATP的过程，膜两侧的H ⁺浓度梯度突然消失，其他条件不变，则光反应减弱，暗反应中的二氧化碳固定是照常进行的，C₅去路正常，但是来源减少，因此短时间内暗反应中的C₅会减少．
（3）①若R基因中插入一段外源DNA序列，导致淀粉分支酶不能合成，则淀粉不能合成，则细胞中可溶性糖如蔗糖的含量会升高；这种可遗传变异是由于R基因中插入一段外源DNA序列导致的，则会使R基因的碱基排列顺序改变，突变成其等位基因，属于基因突变．
②晒干的种子中，水分主要以结合水存在，结合水与自由水的比值高，淀粉中的羟基较多，具有较高的亲水性，能结合大量结合水，故淀粉含量高圆粒种子的种子与皱粒种子相比，圆粒种子结合水多．
故答案为：
（1）降低化学反应的活化能
（2）①核糖体    线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜      
  ②减少
（3）①蔗糖    基因突变    
   ②结合水

点评 考查酶的相关知识，结合光合作用、呼吸作用的相关知识．并与遗传变异结合，综合性强，意在考查学生理解所学知识、把握知识间的内在联系的能力．