2014年《步步高》高考生物大一輪復習學案+作業(yè)第三單元 細胞的能量供應和利用

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1、 第三單元　細胞的能量供應和利用 學案10　降低化學反應活化能的酶 考綱要求　1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)。2.探究影響酶活性的因素。 一、酶的作用和本質(zhì) 1．酶在細胞代謝中的作用 (1)細胞代謝：細胞中每時每刻進行著的________的統(tǒng)稱，是細胞生命活動的基礎。 (2)活化能：分子從________轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的________所需要的能量。 (3)酶的作用機理：降低化學反應的________，且與無機催化劑相比，酶________________的作用更顯著，催化效率更高。 2．酶的本質(zhì)：酶是________產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是

2、________，少數(shù)是________。 知道嗎　酶在化學反應中，能不能增加生成物的量？ 　 3．關于實驗變量 (1)變量：實驗過程中可以變化的因素。 (2)自變量：人為改變的變量。 (3)因變量：隨著自變量的變化而變化的變量。 (4)無關變量：除________外，其他對實驗結(jié)果能造成影響的可變因素。 4．對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都________的實驗。它一般要設置________和________。 二、酶的特性 1．高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。 2．專一性：每一種酶只能催化__________化學反應。 3．作用條件較

3、溫和 (1)最適pH和溫度下，酶活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯________。 (2)過酸、過堿或高溫下，酶________。 思考　胃蛋白酶在腸道內(nèi)還會有作用嗎？ 　 探究點一　酶的本質(zhì)和作用 1．完成下表并理解酶的本質(zhì)及生理作用。 化學本質(zhì) 絕大多數(shù)是______ 少數(shù)是______ 合成原料 ______ __________ 合成場所 ______ ______ 生理作用 ____________ 來源 一般來說，______都能產(chǎn)生酶 作用場所 ____內(nèi)、外或______外均可 2.分析下列示意圖，探討以下幾個問題：

4、 (1)活化能指什么？ 　 (2)酶催化作用的本質(zhì)是什么？ 　 (3)酶與無機催化劑相比有哪些相同之處？ 　 　 思維拓展 1．證明酶是蛋白質(zhì)的其他證據(jù) (1)酶經(jīng)酸、堿水解后的最終產(chǎn)物是氨基酸。 (2)酶是具有一定空間結(jié)構的生物大分子，凡是能使蛋白質(zhì)變性的因素都可使酶變性失活。 (3)酶和蛋白質(zhì)一樣，具有不能通過半透膜的膠體性質(zhì)。 (4)酶也有蛋白質(zhì)所具有的化學呈色反應。 (5)與蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量相似、結(jié)構相似。 (6)在物理、化學因素的作用下，也可變性沉淀。 2．證明酶是RNA的其他證據(jù) 將某種酶液用核糖核酸酶處理，根據(jù)酶液是否被水解予以判斷

5、。 探究示例1 (2010·上海卷，17)下列有關人體中酶和激素的敘述正確的是(　　) A．酶和激素都是蛋白質(zhì) B．酶和激素都與物質(zhì)和能量代謝有關 C．酶和激素都由內(nèi)分泌細胞分泌 D．酶和激素都要釋放到血液中才能發(fā)揮作用 聽課記錄：　 　 探究點二　酶的催化特性及影響酶促反應的因素 1．酶的高效性的實驗驗證 (1)實驗原理 ①________________________________________________________________________。 ②H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3＋等不同條件下氣泡產(chǎn)生的________或衛(wèi)生香燃

6、燒的________不同。 (2)實驗過程 (3)實驗結(jié)論 酶具有________，與無機催化劑相比，酶的催化效率________。 2．酶的專一性的驗證實驗 (1)實驗原理 ①還原糖＋斐林試劑―→________________ ②用________分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀來判定淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而驗證酶的________。 (2)實驗程序 序號 項目 試管 1 2 1 注入可溶性淀粉 2 mL ____ 2 注入蔗糖溶液 ____ ____ 3 注入新鮮______溶液 2 mL振蕩

7、2 mL振蕩 4 50℃溫水保溫 5 min 5 min 5 加斐林試劑 1 mL振蕩 1 mL振蕩 6 將試管下部放入____熱水中 2 min 2 min 7 觀察實驗結(jié)果 ______ ______ 結(jié)論 ______只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 思維拓展　(1)選擇好檢測反應物的試劑。如驗證酶的專一性，反應物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶溶液，檢測反應物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑，不能選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。 (2)保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好本實驗的關鍵。 3．觀察下列變化曲線，回答下列問題： (1)在低于

8、最適溫度(pH)的條件下，隨著溫度(pH)升高，酶促反應速率________，表明酶的活性________。超過最適溫度(pH)，隨著溫度(pH)升高，酶促反應速率________，表明酶的活性________。溫度過高(pH過低或過高)，酶的活性________。 (2)溫度過低，酶的活性________(低，喪失)；而pH值過低，酶的活性________。 (3)兩條酶促變化速率變化曲線表明，酶所催化的化學反應一般是在____________條件進行的。 思維拓展　底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響 (1)圖甲中OP段的限制因素是底物濃度，而P點之后的主要限制因素是酶濃度和酶數(shù)量

9、。 (2)在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。 探究示例2 下圖一表示溫度對酶促反應速率的影響示意圖，圖二的實線表示在溫度為a的情況下生成物量與時間的關系圖，則當溫度增加一倍時生成物量與時間的關系是(　　) A．曲線1 B．曲線2 C．曲線3 D．曲線4 聽課記錄：　 　 實驗探究　影響酶活性的條件 1．溫度對酶活性的影響 (1)實驗原理 ②溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解程度。滴加碘液，根據(jù)________________________來判斷酶的活性。 (2)設計思路 (3

10、)實驗設計程序 2．pH對酶活性的影響 (1)實驗原理 ①2H2O2________ ②pH可影響酶活性，從而影響O2的產(chǎn)生情況，可根據(jù)__________ ______________________________________來判斷pH對酶活性的影響。 (2)實驗設計思路 → (3)實驗設計程序 取n支試管→分別加入等量的質(zhì)量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液→用________________調(diào)整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)→分別滴加等量的同種新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的____________→用點燃但無火焰的衛(wèi)生香來檢測氧

11、氣的生成情況。 思維拓展　操作時必須先將酶置于不同環(huán)境條件下(加蒸餾水、加氫氧化鈉、加鹽酸)，然后再加入反應物(如可溶 性淀粉液)。不能在加入酶后，先加入反應物，再加入鹽酸或氫氧化鈉，這樣容易使反應物在酶的作用下水解，無法證實環(huán)境過酸和過堿對酶活性的影響。 探究示例3 取3支試管分別加入等量的淀粉酶溶液，分為A、B、C 3組，并分別調(diào)整到0℃、25℃、100℃，然后在每支試管中加入溫度分別為0℃、25℃、100℃的等量淀粉溶液，保持各組溫度30 min后，繼續(xù)進行實驗。下列關于該實驗的說法，合理的是(　　) A．若向3支試管中各加入等量的碘液，試管內(nèi)液體顏色都可能出現(xiàn)藍色 B．若向3

12、支試管中各加入等量的斐林試劑，水浴加熱一段時間，試管都不出現(xiàn)磚紅色沉淀 C．該實驗的對照組是A組，實驗組是B、C兩組 D．只要在0℃和100℃之間每隔10℃設置一個實驗組，就可確定該反應的最適溫度 聽課記錄：　 　 題組一　酶的本質(zhì)及作用 1．(2011·鹽城月考)下列關于酶的敘述，正確的是(多選)(　　) A．酶提供反應開始時所必需的能量 B．酶是由活細胞產(chǎn)生的，在生物體內(nèi)外都能發(fā)揮作用 C．酶的化學本質(zhì)并非都是蛋白質(zhì) D．一個酶分子只起一次作用，然后就被破壞了 2．(2009·重慶理綜，1)下

13、列有關酶的敘述，正確的是(　　) A．高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構使其失去活性 B．酶是活細胞產(chǎn)生并具有催化作用的蛋白質(zhì) C．細胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解的酶 D．細胞質(zhì)中沒有作用于DNA的解旋酶 3．(2010·上海生物，22)如圖表示細胞中某條生化反應鏈，圖中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是(　　) A．若E1催化的反應被抑制，則A的消耗速率加快 B．若E5催化的反應被抑制，則B積累到較高水平 C．若E3的催化速率比E4快，則D的產(chǎn)量比E多 D．若E1的催化速率比E5快，則B的產(chǎn)量比A多 4．通常正常動物細胞中不具有的酶是(　

14、　) A．復制DNA所需的酶 B．轉(zhuǎn)錄合成RNA所需的酶 C．翻譯合成蛋白質(zhì)所需的酶 D．逆轉(zhuǎn)錄合成DNA所需的酶 5．下列各圖中，①表示有酶催化的反應曲線，②表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。正確的圖解是(　　) 題組二　酶的特性及影響酶促反應的因素 6．(2011·宿遷模擬)如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應的反應速率受溫度和pH的影響情況，下列解釋正確的是(多選)(　　) A．在a點，將酶的濃度增大一倍，反應速率可能增大 B．在b點，將酶的濃度增大一倍，反應速率不可能增大 C．在c點，將酶的濃度增大一倍，反應速率可能增大 D．該圖不能反映唾液淀粉酶

15、催化能力的變化特征 7．(2010·南通模擬)如圖中的曲線是用過氧化氫作實驗材料，根據(jù)有關實驗結(jié)果繪制的。其中能說明酶具有高效性的是(　　) 題組三　應用提升 8．將剛采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。這是因為加熱會(　　) A．提高淀粉酶活性 B．改變可溶性糖分子結(jié)構 C．防止玉米粒發(fā)芽 D．破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶活性 題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 答 案 9.某洗衣粉的包裝袋上印有如下說明： 成分：含堿性蛋白酶等。 用法：洗滌前先將衣物浸于含洗衣粉的水內(nèi)數(shù)分鐘，使用溫水效果更佳。

16、注意：切勿用于絲織及羊毛衣料，用后徹底洗手。 請回答下列問題： (1)質(zhì)檢局針對該洗衣粉設計了如下實驗： 　組別 處理 　 A組 B組 1 加入一定濃度的該洗衣粉溶液 加入經(jīng)煮沸并冷卻的相同濃度的該洗衣粉溶液(與A組等量) 2 加入相同的涂有蛋白膜的膠片 3 置于適宜且相同的溫度條件下 質(zhì)檢局做該實驗的目的是________________________，可通過觀察_________ _________________予以確認。 (2)某中學生為探究該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，參考上表中的材料及方法進行了有關實驗，并把實驗結(jié)果以曲線圖A、B的形式表示了出來

17、。 ①由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適溫度約為____，溶化洗衣粉的水溫應低于________。 ②在0℃和75℃時，酶的催化效率基本降為零，用語言描述0℃～45℃時酶催化效率的變化趨勢：____________________。 ③請在B圖中畫出75℃至45℃的催化效率變化曲線。這樣畫的理由是________________________________。 ④該學生在實驗過程中可通過直接測定不同溫度下________________________來表示酶催化效率的高低。 (3)該加酶洗衣粉用后要徹底洗手，其主要原因是_____________________________

18、。 (4)推廣使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉的意義主要在于__________________。 10．(2009·全國卷Ⅰ，32)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通過觀察反應過程中O2的生成速率(即氣泡從溶液中釋放的速率)來判斷H2O2分解反應的速率。請用所給的實驗材料和用具設計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實驗步驟、預測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。 實驗材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液、蒸餾水、3.5%的FeCl3溶液、0.01%的過氧化氫酶溶液、恒溫水浴鍋、試管。 (1)實驗步驟 ①__________________________

19、______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③__________________________

20、______________________________________________。 (2)實驗結(jié)果預測及結(jié)論 整個實驗中，不同處理的試管中O2的釋放速率從快到慢依次是______________________________________。由此可得出的結(jié)論是_____________________。 (3)如果僅將實驗中的恒溫水浴改為80℃，重做上述實驗，O2的釋放速率最快的是______________________，原因是 _____________________________________________ _________________________

21、__。 學案10　降低化學反應活化能的酶 課前準備區(qū) 一、1.(1)化學反應　(2)常態(tài)　活躍狀態(tài)　(3)活化能　降低活化能 2．活細胞　蛋白質(zhì)　RNA 知道嗎　不能。酶只是降低活化能，加快反應速率，縮短達到平衡的時間，但不會使生成物的量增加。 3．(4)自變量 4．保持不變　對照組　實驗組 二、2.一種或一類 3．(1)降低　(2)失活 思考　不會。人體內(nèi)胃蛋白酶的最適pH在2.0左右，但它流入腸道后會自動喪失其功能，因為腸內(nèi)的 pH為堿性。 課堂活動區(qū) 探究點一 1．蛋白質(zhì)　RNA　氨基酸　核糖核苷酸　核糖體　細胞核　生物催化作用　活細胞　細胞　生物體 2．(1

22、)分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。 (2)降低化學反應的活化能。 (3)①在反應前后，本身的化學性質(zhì)和數(shù)量都保持不變；②降低化學反應的活化能，加快化學反應速率；③縮短達到平衡的時間，但不改變反應的平衡點。 探究示例1　B　[本題考查酶和激素的區(qū)別。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少量是RNA，激素有的是蛋白質(zhì)(多肽)，有的是脂質(zhì)(固醇)；酶能催化有關生理反應，參與能量代謝，激素可以調(diào)節(jié)能量代謝；絕大多數(shù)酶在細胞內(nèi)發(fā)揮作用，只有少部分分泌到細胞外發(fā)揮作用，激素都分泌到細胞外發(fā)揮作用；絕大多數(shù)酶在細胞內(nèi)起作用，不進入血液，激素則通過體液運輸?shù)竭_靶細胞發(fā)揮作用。] 探究點二

23、 1．(1)①2H2O22H2O＋O2↑?、诙嗌佟×页潭取?2)大而多　迅速劇烈　小而少　不劇烈 (3)高效性　更高 2．(1)①磚紅色Cu2O↓?、诘矸勖浮Ｒ恍? (2)無　無　2 mL　淀粉酶　60℃　有磚紅色沉淀　無磚紅色沉淀　淀粉酶 3．(1)升高　升高　降低　降低　喪失 (2)低　喪失 (3)比較溫和的 探究示例2　B　[本題考查溫度對酶活性的影響。酶不改變化學反應的平衡點，故A、D錯誤。從圖一中可以看到，溫度為2a時的酶促反應速率比a時要高，所以溫度為2a時的曲線比圖二中的a曲線先達到最大值，根據(jù)圖二可以看出只有曲線2符合。] 實驗探究 1．(1)①藍色　無

24、藍色出現(xiàn)?、谑欠癯霈F(xiàn)藍色及藍色的深淺　(2)是否出現(xiàn)藍色及藍色深淺　(3)相應溫度　碘液 2．(1)①2H2O＋O2　②點燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗氧氣生成量的多少　(2)pH1　pH2　pHn　檢測O2產(chǎn)生的多少和速率或衛(wèi)生香燃燒情況　(3)鹽酸或NaOH溶液　肝臟研磨液 探究示例3　A　[本題考查溫度對酶活性影響的實驗。若向3支試管中加入碘液，A試管由于酶活性較低、C試管由于酶活性喪失，有淀粉存在會出現(xiàn)藍色，B試管也有可能因淀粉沒有完全水解而出現(xiàn)藍色；加入斐林試劑水浴加熱后，A、B兩試管出現(xiàn)磚紅色沉淀；本實驗中的3組實驗相互對照，每一組都是實驗組，又是另兩組的對照組。]

25、構建知識網(wǎng)絡 ①蛋白質(zhì)　②RNA?、鄞呋饔谩、芙档突罨堋、莞咝?、專一性作用條件較溫和?、逌囟?、pH、酶濃度、底物濃度等 課后練習區(qū) 1．BC　逐項分析如下： 選項 內(nèi)容指向·聯(lián)系分析 A 酶在細胞代謝中的作用是降低化學反應的活化能，而不是提供能量 B 酶是活細胞產(chǎn)生的，只要條件適宜，不管在體內(nèi)還是體外均可發(fā)揮作用 C 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA D 酶是一種生物催化劑，起催化作用時，反應前后其性質(zhì)和數(shù)量保持不變，可反復利用 2.C　[只有在高溫下，酶的結(jié)構被破壞失去活性時不可恢復，而在低溫下酶只是活性降低；根據(jù)酶的概念，酶可以是蛋白質(zhì)，也可以是RNA；細

26、胞質(zhì)基質(zhì)中可完成有氧呼吸和無氧呼吸共有的第一階段，即有分解葡萄糖為丙酮酸的酶；細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中有DNA，DNA復制和轉(zhuǎn)錄的時候，有作用于DNA的解旋酶。此題為容易題，識記類。] 3．C　[據(jù)題干信息可以看出：若E1催化的反應被抑制，則A轉(zhuǎn)化為B的速率將會減慢，故A選項錯誤；雖E5催化的反應被抑制，但由于B還能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為C，故B的積累并沒有達到較高水平，所以B選項錯誤；若E3催化速率比E4快，則C更多地轉(zhuǎn)化為D，D的產(chǎn)量比E多，故C選項正確；若E1催化速率比E5快，則A更多地轉(zhuǎn)化為B，但又由于B還會轉(zhuǎn)化成C，故B的產(chǎn)量不一定比A多，所以D選項錯誤。] 4．D　[正常的細胞可以完成D

27、NA的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等生理過程，所以，細胞中含有復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯所需要的酶。而逆轉(zhuǎn)錄酶是一些特殊的RNA病毒所具有的，只有當這類病毒浸染到動物細胞后，細胞才會具有，正常的動物細胞不具有逆轉(zhuǎn)錄酶。] 5．C　[活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。酶可以降低活化能，使反應更容易進行。] 6．ACD　[此圖可以反映溫度和pH對酶促反應速率的影響，但是影響反應速率的因素，不僅包括溫度和pH，還有酶濃度等。在反應底物充足的條件下，增大酶濃度，可以提高反應 速率，所以A、C正確，B項錯誤。題圖顯示，該酶的最適pH為2左右，因此這種酶可能是胃蛋白酶，而不會是唾液淀粉酶，

28、D項正確。] 規(guī)律方法　溫度和pH對酶的影響不同，如圖所示： 　溫度引起的酶活性變化曲線是不對稱的，因為只有高溫會引導起酶變性，使酶失去活性。pH引起的酶活性變化曲線是對稱的，因為pH過高或過低都會引起酶失活。 7．A 實驗鏈接　(1)變量：實驗過程中可以變化的因素。 (2)因變量：隨自變量的變化而變化的變量。 (4)無關變量：不是要研究的因素，但對實驗結(jié)果會造成影響，這樣的變量稱為無關變量。 (5)實驗原則：實驗設計時，除自變量外，其余因素都保持不變的設計為對照實驗，對照實驗貫徹了三大原則：單因子變量原則；等量原則。 (6)實驗組與對照組：接受自變量處理的實驗為實驗組；沒

29、接受自變量處理的實驗為對照組。 8．D　[剛采摘的甜玉米內(nèi)含有大量將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶，這些酶可將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉使其失去甜味，經(jīng)沸水高溫處理后酶失活，可保持甜味。] 9．(1)檢查該洗衣粉中是否含有蛋白酶　一段時間內(nèi)A組中膠片上蛋白膜消失情況 (2)①45℃　75℃?、谠?℃～45℃內(nèi)，隨溫度的升高，酶的催化效率逐漸增強?、勐?與橫坐標相重疊)　酶的結(jié)構已被破壞(或酶的活性已喪失，不能恢復)?、苣z片上蛋白膜完全消失所需時間的長短 (3)以防加酶洗衣粉中的蛋白酶損傷皮膚 (4)減少對環(huán)境的污染 解析　由于酶需要在適宜的溫度條件下發(fā)揮催化作用，因此可設置常溫和高溫條件作為對照來

30、檢測洗衣粉中是否含有蛋白酶。蛋白酶能催化蛋白質(zhì)的水解，因此洗衣粉中的蛋白酶會損傷皮膚的角質(zhì)層。減少含磷洗衣粉的使用，可以減少對環(huán)境的污染。 10．(1)①取3支試管，各加入等量且適量的H2O2溶液，放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當時間 ②分別向上述3支試管中加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液 ③觀察各試管中釋放氣泡的快慢 (2)加過氧化氫酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管　酶具有催化作用且具有高效性 (3)加FeCl3溶液的試管　在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性 解析　該題要同時驗證酶具有催化作用和高效性，因

31、此應遵循對照原則、科學性原則和單一變量原則。由實驗目的可分析得知本實驗中自變量為蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液，因變量為氣泡產(chǎn)生的快慢，而實驗原理，題干中已經(jīng)有所描述。在具體步驟的設計中要注意：①編號；②注意等量原則；③適宜溫度(37℃)。整個實驗中，不同處理的試管中O2釋放最快的是加酶溶液的試管，其次是加FeCl3溶液的試管，再次是加蒸餾水的試管，由此可得出的結(jié)論是酶具有催化作用和高效性。若將恒溫水浴改為80℃，重做實驗，則必然會導致過氧化氫酶因高溫變性而失去活性，因此釋放O2最快的是加FeCl3溶液的試管。 實驗鏈接　設計實驗的一般思路，首先找出并分析實驗目的，獲取實驗變量和實驗類型，然后設計實驗步驟，在步驟設計中遵循基本實驗原則，最后預期實驗結(jié)果。驗證性實驗只有一種預期結(jié)果，而探究性實驗則需要做各種可能的結(jié)果分析。一切實驗都要在可行性的條件下進行，如用碘液檢測蔗糖是否水解是不可行的。