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单元二细胞代谢课时考点6酶和ATP
单元二 细胞代谢课时考点6 酶和ATP
1.(2016·全国课标卷Ⅰ,3)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的试验中,下列操作顺序合理的是( )
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
2.(2014·全国卷)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。
下列有关ATP的叙述,错误的是( )
A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B.机体在运动时消耗ATP,睡眠时则不消耗ATP
C.在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP
D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用
3.(2013·新课标全国卷Ⅱ)关于酶的叙述,错误的是( )
A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率
D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物
4.(2016·全国课标卷Ⅱ,29)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:
A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。
回答下列问题:
(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是________组。
(2)在时间t1之前,如果A组温度提高10℃,那么A组酶催化反应的速度会________。
(3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量________,原因是______________________________
______________________________________________________________________。
(4)生物体内酶的化学本质是________,其特性有_________________________(答出两点即可)。
5.(2016·江苏卷,8)过氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性没食子酸呈橙红色。
为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,设计实验如下表。
下列相关叙述正确的是( )
管号
1%焦性没食子酸/mL
2%H2O2
/mL
缓冲液/mL
过氧化物酶溶液/mL
白菜梗提取液/mL
煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL
1
2
2
2
-
-
-
2
2
2
-
2
-
-
3
2
2
-
-
2
-
4
2
2
-
-
-
2
A.1号管为对照组,其余不都是实验组
B.2号管为对照组,其余都为实验组
C.若3号管显橙红色,无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D.若4号管不显橙红色,表明白菜梗中无氧化物酶
6.(2016·海南卷,3)下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述,错误的是( )
A.植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质
B.植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同
C.光合作用中,催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上
D.呼吸作用中,催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上
7.(2015·海南卷,T4)关于生物体产生的酶的叙述,错误的是( )
A.酶的化学本质是蛋白质或RNAB.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2
C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁
8.(2015·海南卷,T3)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。
关于ATP的叙述,错误的是( )
A.酒精发酵过程中有ATP生成B.ATP可为物质跨膜运输提供能量
C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
9.(2014·高考福建卷,T1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。
由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( )
A.蛋白酶B.RNA聚合酶C.RNAD.逆转录酶
10.(2014·四川卷,1)在生物体内,下列生理活动只能单向进行的是( )
A.质壁分离过程中水分子的扩散B.生长素在胚芽鞘中的极性运输
C.肝细胞中糖原与葡萄糖的转化D.活细胞内ATP与ADP的转化
11.(2013·安徽卷,2)细胞代谢受酶的调节和控制。
下列叙述正确的是( )
A.激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢
B.代谢的终产物可反馈调节相关酶活性,进而调节代谢速率
C.同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同
D.对于一个细胞来说,酶的种类和数量不会发生变化
12.(2013·四川卷,4)下列实验所采取的措施,不涉及“降低化学反应活化能”原理的是( )
A.利用果胶酶提高水果的出汁率B.滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解
C.滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速D.利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率
13.(2013·海南卷,3)关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是( )
A.不同酶的最适温度可能相同B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降
C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果
14.(2013·海南卷,4)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述,错误的是( )
A.DNA复制需要消耗能量C.物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP
B.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量D.细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生
15.(2015·重庆卷)小麦的穗发芽影响其产量和品质。
某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。
为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。
(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验。
实验分组、步骤及结果如下:
分组
步骤
红粒管
白粒管
对照管
①
加样
0.5mL提取液
0.5mL提取液
C
②
加缓冲液/mL
1
1
1
③
加淀粉溶液/mL
1
1
1
④
37℃保温适当时间,终止酶促反应,冷却至常温,加适量碘液显色
显色结果
+++
+
+++++
注:
“+”数目越多表示蓝色越深
步骤①中加入的C是________,步骤2中加缓冲液的目的是________。
显色结果表明:
淀粉酶活性较低的品种是________;据此推测:
淀粉酶活性越低,穗发芽率越________。
若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应________。
(2)小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实验方案:
X处理的作用是使______________。
若Ⅰ中两管显色结果无明显差异,且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著______________白粒管(填“深于”或“浅于”),则表明α-淀粉酶活性是引起这两处小麦穗发芽率差异的主要原因。
16.(2015·西安质检)请回答下列有关ATP的问题。
(1)人的骨骼肌细胞中,ATP含量仅够剧烈运动时3s以内的能量供给。
运动员参加短跑比赛过程中,肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如下图所示。
图中A→B的变化过程,说明ATP被水解,释放的能量用于________________;B→C过程中,ATP含量增加说明________加强,释放更多________,供ADP形成ATP,以补充细胞中ATP含量的不足;从整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明________________________。
(2)纯净的ATP呈白色粉末状,能够溶于水,作为一种药物常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。
ATP片剂可以口服,注射液可供肌肉注射或静脉滴注。
据此,你认为在人体消化道中________(填“存在”或“不存在”)ATP水解酶;ATP的药用效果是________________;生物体内合成ATP的生理过程有________、________等。
(3)某同学进行一项实验,目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象,说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①实验中,必须待离体肌肉自身的________消耗之后,才能进行实验。
②在程序上,采取自身前后对照的方法:
先滴加________(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”),观察________与否以后,再滴加________(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。
③如果将上述顺序颠倒一下,实验结果是否可靠?
原因是________。
单元二 细胞代谢
课时考点6 酶和ATP
【三年高考真题演练】
全国课标题
1.C [测定酶活力影响因素时,在改变被探究因素之前,务必防止酶与底物混合,故只有C选项所述操作顺序正确。
]
2.B [细胞核无法进行细胞呼吸,细胞核需要的ATP主要由线粒体提供,A正确;ATP是生命活动的直接能源物质,机体无时无刻不在消耗ATP,睡眠时生命活动并没有停止,也需要消耗能量,B错误;有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中进行,都有ATP形成,C正确;植物根细胞吸收矿质元素离子主要通过主动运输的形式,其消耗的能量来源主要是由细胞呼吸所提供的ATP,D正确。
]
3.B [本题考查酶的结构、功能、分布和作用原理等内容,意在考查考生的理解能力和应用能力。
同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中,如催化有氧呼吸的酶,A正确;低温未破坏酶的空间结构,低温处理后再升高温度,酶活性可恢复,高温可破坏酶的空间结构,B错误;酶可以降低化学反应的活化能,从而提高化学反应速率,C正确;酶可以催化化学反应,也可以作为另一个反应的底物,如唾液淀粉酶可以催化淀粉的分解,又可以被胃蛋白酶水解,D正确。
]
4.解析
(1)曲线图显示:
在反应开始的一段时间内,40℃时产物浓度增加最快,说明酶的活性最高,而B组控制的温度是40℃。
(2)A组控制的温度是20℃。
在时间t1之前,如果A组温度提高10℃,因酶的活性增强,则A组酶催化反应速度会加快。
(3)对比分析图示中的3条曲线可推知,在时间t2时,C组的酶在60℃条件下已经失活,所以如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,在t3时,C组产物的总量不变。
(4)绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
酶具有高效性、专一性,酶的作用条件较温和。
答案
(1)B
(2)加快 (3)不变 60℃条件下,t2时酶已失活,即使增加底物,反应产物总量也不会增加 (4)蛋白质或RNA 高效性、专一性
地方精选题
5.A [该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,自变量是各试管中加入的不同物质,则1号和2号是对照组,3号和4号是实验组,3号与1、2号对照,3号管显橙红色,证明白菜梗中存在过氧化物酶,C错误;若4号管不显橙红色,与3号对照,说明高温使过氧化物酶变性失活,D错误。
]
6.D [植物根细胞通过主动运输吸收离子,存在载体蛋白,A项正确;液泡膜与类囊体膜功能不同,其上的蛋白质不同,B项正确;类囊体上发生光反应,存在催化ATP合成的酶,C项正确;细胞呼吸第一阶段可以产生ATP,发生在细胞质基质上,D项错误。
]
7.D [植物细胞细胞壁由纤维素和果胶组成,细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成,而酶具有专一性,纤维素酶只能催化水解纤维素,D错误。
]
8.D [酒精发酵是微生物的无氧呼吸,无氧呼吸在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP,A正确;ATP可以用于细胞的主动运输,如:
Ca2+、Mg2+通过主动运输进入番茄细胞时要消耗能量,直接由ATP提供,B正确;A-P~P~P中的“~”高能磷酸键中储存着大量能量,ATP水解时,高能磷酸键断裂,大量的能量会释放出来,C正确;ATP的结构简式由腺嘌呤、核糖、三个磷酸组成,所以D错误。
]
9.C [核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒,主要由RNA和蛋白质构成,其功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成多肽链;当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后,余下的物质主要是RNA,且到目前为止,人们发现在生物体内具有催化作用的大多数是蛋白质,其次是RNA。
]
10.B [本题综合考查生物生命活动的相关知识。
质壁分离过程中原生质层两侧水分子的扩散是双向的,A错;生长素在胚芽鞘中的极性运输只能由形态学上端运向形态学下端,为单方向运输,B正确。
肝细胞中,血糖浓度高时,葡萄糖转化成糖原,反之,糖原分解成葡萄糖,糖原和葡萄糖可双向转化,C错;活细胞内ATP与ADP双向转化,D错。
]
11.B [本题考查酶和激素的作用,意在考查考生的理解能力。
激素既可以通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢,也可以通过影响靶细胞内酶基因的表达来调节酶的数量从而调节细胞代谢,A错误;细胞代谢的终产物可通过提高或降低酶的活性来调节代谢速率,B正确;同一个体不同功能的细胞内酶的种类不同,C错误;一个细胞在不同时期,其功能可能会发生相应变化,因而酶的种类和数量可能会随之改变,D错误。
]
12.D [本题考查催化剂的作用原理和酶的相关知识,意在考查考生的理解能力。
催化剂加快反应速率的原理是其降低了反应的活化能,酶属于生物催化剂;A、B两选项描述的现象涉及酶的催化作用,C选项描述的现象涉及无机催化剂的催化作用。
提高温度可以加快胡萝卜素在萃取液中的溶解速率,但该过程没有涉及催化剂的作用,也没有涉及降低化学反应活化能原理,D错误。
]
13.B [本题考查温度对酶活性的影响。
不同酶的最适温度可能相同,也可能不同,A正确;在一定的范围内随着温度的降低,酶的活性下降,而酶促反应的活化能是不会降低的,B错误;低温时,酶的活性降低,但酶的空间结构稳定,因此,酶制剂适于在低温(0~4℃)下保存,C正确;高温、强酸、强碱都会破坏酶的空间结构,从而使酶失活,D正确。
]
14.C [本题考查细胞的能量代谢,意在考查考生的分析问题的能力。
物质通过协助扩散进出细胞不消耗能量。
]
15.解析
(1)对照组C应加入等量的0.5mL蒸馏水,缓冲液具有维持pH相对稳定的作用,所以步骤②中加入缓冲液的目的是控制pH,保证无关变量相同且适宜。
根据显色效果,红粒管中显色结果深于白粒管,说明红粒小麦的淀粉酶活性低于白粒小麦,可推测淀粉酶活性越低,穗发芽率越低。
若淀粉溶液浓度适当减小,而酶的量不变,为保持结果不变,则保温时间应缩短。
(2)小麦淀粉酶有两种:
α淀粉酶和β淀粉酶,为研究其中一种酶的活性,则在实验不同组别中应使另一种酶失活,则X处理的作用是使β淀粉酶失活。
由于红粒小麦种子的穗发芽率低于白粒种子,若α淀粉酶活性是引起红粒和白粒小麦穗发芽率差异的主要原因,则Ⅰ中两管显色结果无明显差异,Ⅱ中红粒管颜色明显深于白粒管。
答案
(1)0.5mL蒸馏水 控制pH 红粒小麦 低 缩短
(2)β淀粉酶失活 深于
【两年模拟试题精练】
1.C [斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内,然后让鹰吞下去,一段时间后,笼内肉块消失了,这个实验说明了胃具有化学性消化的作用,A错误;在“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”实验中,若先用滴管滴加氯化铁溶液后,再用此滴管滴加肝脏研磨液,会影响实验结果,B错误;淀粉在淀粉酶的作用下可生成还原糖,而蔗糖不是还原糖,故在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中,可通过检测是否有还原糖产生来说明酶的作用具有专一性,C正确;在“探究温度对酶活性的影响”实验中,关键步骤是先将淀粉液和酶溶液在不同温度条件下各自保温5分钟,然后将相同保温温度下的酶溶液和淀粉溶液混合,D错误。
]
2.A [酶是活细胞产生的有机物,其本质是蛋白质或RNA;酶活性容易受温度和pH的影响;只有酶的分子结构与它所作用的底物的结构相适应时,酶才能发挥作用,决定了其作用的专一性;酶可以成为酶促反应的底物,如脂肪酶可以被蛋白酶水解。
]
3.A [a和d对照,只能说明酶能促进化学反应的进行,要证明酶具有高效性,需要将酶和无机催化剂进行比较;c和d都是实验组,二者形成对比,自变量是催化剂的种类;a和c对照,说明无机催化剂能促进化学反应的进行,即具有催化作用;实验中只有过氧化氢一种底物和过氧化氢酶一种酶,因而a、c、d不能说明酶的催化具有专一性。
]
4.C [图示表示最适温度下,某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。
根据在最适宜的温度下酶的活性最高,温度偏高或偏低,酶的活性都会明显降低,在A点适当提高反应温度,反应速率降低,A错误;在B点增加酶的浓度,反应速率加快,B错误;从图示看出在A点提高反应物浓度,反应速率将加快,C正确;从图示看出在C点提高反应物浓度,反应速率不再加快,但产物的量将增加,D错误。
]
5.C [根据曲线变化判断乙曲线代表温度对酶促反应的影响,丙曲线代表pH对酶促反应的影响。
甲曲线是在最适温度下测定的,故在A点提高温度,反应速率将降低,A错误;图中E点代表酶的最适温度,H点代表酶的最适pH,B错误;酶的保存应该在最适pH、低温下保存,C正确;过氧化氢受热易分解,故当用过氧化氢酶研究温度对酶促反应速率影响时,高温时反应速率不会为0,D错误。
]
6.B [曲线①在最短时间内生成物的量达到最大值,说明①的温度比②、③更接近最适温度,但不能说明哪条曲线代表的温度更高,A错误;在底物一定的情况下,在一定范围内,酶浓度越大反应速度越快,B正确;曲线①在最短时间内生成物的量达到最大值,说明①的pH比②、③更接近最适pH,但不能说明哪条曲线代表的pH更大,C错误;由于最终生成物的量相同,说明三条曲线表示的底物量相等,浓度与体积有关,由图中信息无法判断哪个浓度更高。
]
7.D [同一种酶可以存在于分化程度不同的细胞中,如呼吸酶,A错误;低温降低酶的活性,但不能破坏酶的空间结构,B错误;对于一个细胞来说,不同的分化阶段,酶的种类和数量会发生变化,C错误;酶的作用机理是降低化学反应活化能,D正确。
]
8.C [人是恒温动物,正常情况下人体内酶的活性不受环境温度影响,A错误;酶通过降低化学反应活化能促进化学反应的进行,而不是为化学反应提供活化能,B错误;绝大多数酶的本质是蛋白质,少数酶的本质是RNA,它们的合成都受基因控制,C正确;胃蛋白酶不能催化小肠中蛋白质水解,说明酶的活性受环境pH的影响,D错误。
]
9.C [由图可以分析出,抑制剂1与底物竞争相同的结合位点,抑制剂2是与酶结合后改变了酶的结构使得底物无法与酶结合。
结果抑制剂1和抑制剂2都能抑制酶的活性,A、B、D正确。
抑制剂1与底物的结合位点相同,所以可以通过增加底物浓度的方法来减弱抑制剂1的抑制作用,C错误。
]
10.C [根据题意和图示分析可知:
化合物X的加入使酶促反应速率下降,但最高点对应的温度与未加时一致,所以化合物X未影响淀粉酶的最适温度,A正确;曲线Ⅰ为对照组,曲线Ⅱ为实验组,B正确;化合物X能降低酶促反应的速率,淀粉酶能降低水解反应的活化能,C错误;化合物X的加入使酶促反应速率下降,说明化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用,但未使酶完全失活,D正确。
]
11.C [ATP中的“A”指腺苷,DNA中的碱基“A”指腺嘌呤,两者不是同一种物质,A正确;有氧呼吸的第一、二阶段和无氧呼吸的第一阶段都能产生还原氢,细胞呼吸释放的能量少部分用于合成ATP,大部分以热能形式散失,B正确;叶绿体内C3化合物的还原所需的ATP来自叶绿体光反应产生的ATP,C错误;人体剧烈运动时,耗能快,ATP与ADP的转化速率加快,D正确。
]
12.B [ATP中A代表腺苷(腺嘌呤和核糖),P代表磷酸基团,T代表三个,因此ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成,A正确;淀粉水解成葡萄糖不需要消耗能量,B错误;ATP水解就是高能磷酸键断裂并释放能量,C正确;酒精发酵的第一阶段有能量释放,一部分转移至ATP,其余以热能形式散失,D正确。
]
13.B [适宜条件下,酶可以在生物体外发挥作用,如过氧化氢酶,A错误;少数酶的本质为RNA,RNA与ATP都由C、H、O、N、P元素组成,B正确;叶肉细胞中光反应产生的ATP只能用于暗反应,而呼吸作用产生的ATP可以用于其他各种生命活动,C错误。
人在剧烈运动时消耗能量较多,此时ATP和ADP的相互转化速率很快,并不是ATP的合成速度大于分解速度,D错误。
]
14.C [酶的本质是蛋白质或RNA,蛋白质和RNA的合成都需要消耗能量;ATP的分解需要ATP水解酶的参与;酶催化的化学反应不一定消耗ATP,如消化道中蛋白水解酶催化蛋白质分解;合成ATP需要ATP合成酶的参与。
]
15.解析
(1)自变量是在实验过程中可以人为改变的变量,根据表格可以看出本实验有两个自变量,即酶的种类和温度;在实验中存在的一些除自变量以外的对实验结果造成影响的可变因素称为无关变量。
本实验的无关变量有溶液的量、反应时间、pH等。
(2)根据实验结果分析可知,酶A在50℃条件时淀粉含量最少,酶活性相对其他温度时较高。
(3)用斐林试剂检测时需水浴加热,会导致温度发生改变,影响实验结果,所以不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性。
(4)根据实验结果可知,在30~40℃范围内随温度的升高酶B活性升高,40~50℃范围内随温度的升高酶B活性降低,因此在预实验的基础上要进一步探究酶B的最适温度,可在30~50℃之间设置较小温度梯度进行研究。
答案
(1)温度、酶的种类 溶液的量、反应时间、pH等
(2)50 (3)斐林试剂检测时需水浴加热,会导致温度发生改变,影响实验结果 (4)30~50
16.解析 由题图知,0~3s内ATP含量下降是由于短跑过程中肌肉收缩等生命活动过程消耗ATP,而b→c过程中,ATP含量增加是由于细胞呼吸产生的能量一部分形成ATP。
生物体内ATP的含量很少,但能通过和ADP的相互转化维持含量的动态平衡,所以肌细胞中ATP的含量不会降为零。
(2)由题干“ATP片剂可以口服”可知,消化道内没有使ATP水解的酶。
由题干ATP可以治疗的相关疾病判断,ATP的药效是直接为生命活动提供能量。
生物体内合成ATP的生理过程包括光合作用、呼吸作用。
(3)在实验操作过程中为避免肌肉本身的ATP对实验结果造成影响,在实验前应等肌肉本身的ATP消耗完毕再开始实验;应先滴加葡萄糖溶液,观察肌肉是否收缩后再滴加ATP溶液,如果滴加顺序颠倒,则在滴加葡萄糖后可能由于先加的ATP溶液未消耗完而出现肌肉收缩的现象。
答案
(1)肌肉收缩等生命活动 呼吸作用 能量 ATP的生成和分解是同时进行的
(2)不存在 直接为生命活动提供能量 光合作用 呼吸作用
(3)①ATP ②葡萄糖溶液 肌肉收缩 ATP溶液 ③结果不可靠,如果外源ATP尚未耗尽,会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象,造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象
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