專題二 細(xì)胞的代謝第1講酶與ATP

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1、 專題二 細(xì)胞的代謝 第1講 酶與ATP (時間：50分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(每小題5分，共60分) 1．(高考變式)成熟的神經(jīng)細(xì)胞在興奮時，下列選項中的酶最不活躍的是 (　　)。 A．ATP合成酶 B．DNA聚合酶 C．呼吸酶 D．RNA聚合酶 解析　成熟的神經(jīng)細(xì)胞已經(jīng)高度分化，失去分裂能力，不能進(jìn)行DNA的復(fù)制，因此不 需要DNA聚合酶。 答案　B 2．(創(chuàng)新預(yù)測)右圖表示木瓜蛋白酶和胃蛋白酶對抗體的消化作用，根據(jù)圖示實驗結(jié)果，不能得出的結(jié)論是 (　　)。 A．胃蛋白酶能使抗體

2、失活 B．抗體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) C．木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) D．胃蛋白酶催化抗體分解斷裂的肽鍵數(shù)目多于木瓜蛋白酶 解析　比較兩種蛋白酶對抗體的影響可以發(fā)現(xiàn)，胃蛋白酶和木瓜蛋白酶分解抗體產(chǎn)生的 結(jié)果不同，前者分解抗體產(chǎn)生的產(chǎn)物更多，說明了胃蛋白酶催化裂解了更多的肽鍵，也 說明了抗體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。該實驗結(jié)果無法證明兩種蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)， 所以選C。 答案　C 3．(創(chuàng)新預(yù)測)當(dāng)細(xì)胞內(nèi)某種RNA存在時，某一生化反應(yīng)能正常進(jìn)行，當(dāng)這種RNA被有關(guān)水解酶水解后，該化學(xué)反應(yīng)停止。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的可能原因是 (　　)。 A．該生化反應(yīng)的酶是RN

3、A水解酶 B．該種RNA上具有控制生物性狀的遺傳基因 C．該種RNA能調(diào)控細(xì)胞內(nèi)所有的生化反應(yīng) D．該種RNA在此生化反應(yīng)中能起催化作用 解析　據(jù)題意可知，細(xì)胞內(nèi)的某一生化反應(yīng)需要在RNA的存在下才能夠進(jìn)行，而極少 數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，所以這里的RNA應(yīng)該能起催化作用。 答案　D 4．(創(chuàng)新預(yù)測)為了驗證口腔的分泌液中有蛋白酶，某學(xué)生設(shè)計了兩組實驗(如下圖所示)。在37 ℃水浴中保溫一段時間后，1、2中加入適量雙縮脲試劑，3、4中不加任何試劑，下列實驗?zāi)苓_(dá)到目的的是 (　　)。 A．實驗② B．實驗① C

4、．實驗①、實驗②都能 D．實驗①、實驗②都不能 解析　要驗證口腔的分泌液中有蛋白酶，我們所用的檢測試劑不能是雙縮脲試劑，因為 即使口腔的分泌液中有蛋白酶，并且把實驗①中的蛋白質(zhì)全部分解成多肽，雙縮脲試劑 也會與反應(yīng)液發(fā)生顯色反應(yīng)。正確的做法應(yīng)該像實驗②一樣，用蛋白塊，直接用肉眼觀 察蛋白塊是否消失，若消失，則表明口腔的分泌液中有蛋白酶，若蛋白塊沒有變化，則 表明口腔的分泌液中沒有蛋白酶。 答案　A 5．(2011·廣東深圳第一次調(diào)研)下表是某同學(xué)為驗證酶的專一性而設(shè)計的實驗方案，a～d代表試管，①～⑦代表實驗步驟。對該實驗方案的有關(guān)評價，錯誤的是 (　　)。

5、 a b c d ① 淀粉溶 液2 mL 蔗糖溶 液2 mL 唾液淀 粉酶溶 液2 mL 唾液淀 粉酶溶 液2 mL ② 50～65 ℃ 溫水中水浴加熱10 min ③ 將c倒入a，將d倒入b ④ 50～65 ℃ 溫水中水浴加熱10 min ⑤ 加入現(xiàn)配的斐林試劑溶液2 mL ⑥ 37 ℃ 恒溫水浴 ⑦ 觀察并記錄顏色變化 A.淀粉酶的用量屬于自變量 B．②和④會影響酶的活性 C．②④和⑥的溫度設(shè)置錯誤 D．④和⑤的順序有誤 解析　本題考查酶專一性的實驗設(shè)計。驗證的方式是用同一種酶催化不同物質(zhì)的反應(yīng)， 因此淀粉酶的用量

6、在不同實驗組應(yīng)完全相同，不屬于自變量，故A錯誤；酶的催化活性 受溫度影響，故B正確；由于唾液淀粉酶的最適溫度是37 ℃ 左右，而斐林試劑與還原 糖發(fā)生反應(yīng)的最適溫度是50～65℃，因此②④和⑥的溫度設(shè)置錯誤，故C正確；加入現(xiàn) 配的斐林試劑溶液2 mL 后，需要在50～65 ℃溫水中水浴加熱10 min，故D正確。本 題難度較小。 答案　A 6．在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的實驗中，變量控制方法正確的是 (　　)。 A．實驗材料的污染程度屬于本研究的無關(guān)變量，實驗過程中不必考慮 B．若采用手洗法進(jìn)行去污操作，需盡可能保證各組洗滌

7、用力程度、時間等基本相同 C．水溫屬于本研究的變量，實驗過程中必須保證各組實驗溫度相同且恒定 D．水的用量和布料的大小是成正比的，實驗用的布料越大、水量越多實驗效果越好 解析　根據(jù)實驗的對照原則和單因子變量原則，水溫是本研究的變量，要有溫度梯度， 各組實驗溫度不能相同，其他的無關(guān)變量要保持適宜且相同。該實驗用的布料、水量要 適中，不是布料越大、水量越多實驗效果越好。 答案　B 7．如圖甲表示麥芽糖酶催化麥芽糖水解的模型，圖乙表示在最適溫度下，麥芽糖酶的催化速率與麥芽糖量的關(guān)系。下列敘述中錯誤的是 (　　)。 A．該模型能解釋酶的催化具有專一性，其中a代表

8、麥芽糖酶 B．限制F～G段上升的原因是酶的數(shù)量，故整個實驗中應(yīng)設(shè)置“麥芽糖酶的量一定” C．如果溫度升高或降低5 ℃，F(xiàn)點都將下移 D．可用斐林試劑鑒定麥芽糖酶是否完成對麥芽糖的催化分解 解析　本題綜合考查酶的特性及影響酶活性的因素。酶的空間結(jié)構(gòu)與反應(yīng)物相匹配，體 現(xiàn)了酶具有專一性；在反應(yīng)前后a的結(jié)構(gòu)不變，說明其為麥芽糖酶。曲線F～G段隨著 麥芽糖量的增加，催化速率不變，說明此時限制催化速率的因素最有可能是酶的數(shù)量， 故該實驗是在一定麥芽糖酶量的條件下進(jìn)行的。由于該實驗是在最適溫度下進(jìn)行的，故 不論升高還是降低溫度，酶的活性均會下降，F(xiàn)點都將下移。麥芽糖酶能將1分子麥芽 糖分

9、解成2分子葡萄糖，而麥芽糖和葡萄糖均屬于還原糖，故不能用斐林試劑鑒定麥芽 糖是否完全分解。 答案　D 8．(2011·遼寧本溪摸底)生態(tài)酶制劑是一種無毒、無殘留、無污染的微生物制劑。它不僅能改善養(yǎng)殖環(huán)境、畜禽品質(zhì)和降低飼料成本，還能提高飼料營養(yǎng)成分的利用率，使質(zhì)量較差的飼料能和優(yōu)質(zhì)飼料具有同樣的飼喂效果，從而提高飼料行業(yè)和養(yǎng)殖行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，所以生態(tài)酶的研究及其應(yīng)用前景大為廣闊。下列有關(guān)生態(tài)酶或酶的敘述正確的是(　　)。 A．組成酶的基本單位都是氨基酸 B．低溫、高溫、過酸、過堿都會使生態(tài)酶失活 C．物質(zhì)的跨膜運輸、CO2的固定和還原都需要酶的參與 D．酶催化效率高是因為其降

10、低活化能的作用更顯著 解析　組成酶的基本單位可以是氨基酸，也可以是核糖核苷酸；低溫不會使生態(tài)酶失活； 物質(zhì)的被動運輸不需要酶的參與。 答案　D 9．(2011·濟(jì)南4月)下圖1表示溫度對酶促反應(yīng)速率的影響示意圖，圖2的實線表示在溫度為a的情況下生成物量與時間的關(guān)系圖。則當(dāng)溫度增加一倍時生成物量與時間的關(guān)系是 (　　)。 A．曲線1 B．曲線2 C．曲線3 D．曲線4 解析　由圖1可以看出，溫度增加一倍時，酶促反應(yīng)速率增加，則生成物量達(dá)到最大值 所需要的時間減少。 答案　B 10．下列關(guān)于ATP的描述正確的是

11、 (　　)。 A．結(jié)構(gòu)簡式為A—P～P～P，其中A表示腺嘌呤 B．ATP中的高能磷酸鍵儲存的能量多且很穩(wěn)定 C．細(xì)胞中ATP含量很少，但總是處于動態(tài)平衡之中 D．是高能磷酸化合物，只在線粒體、葉綠體中合成 解析　ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，A項錯誤；ATP中遠(yuǎn)離A的那個高 能磷酸鍵在一定條件下，很容易發(fā)生水解，B項錯誤；ATP也可以在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成， D項錯誤；ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少，時刻與ADP之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，保證生物體內(nèi)穩(wěn)定 的供能環(huán)境。 答案　C 11．當(dāng)你在品嘗各種美味佳肴時，你不得不感謝三磷酸腺苷(ATP)這種化學(xué)物質(zhì)。

12、新的研究顯示，ATP這種傳統(tǒng)上與細(xì)胞能量供應(yīng)相關(guān)的物質(zhì)在把食物的味道信息傳遞給大腦的過程中起到了關(guān)鍵的作用。根據(jù)以上信息不能得出的結(jié)論是 (　　)。 A．ATP與能量供應(yīng)相關(guān) B．作為信息分子的ATP不能提供能量 C．ATP也可作為信息傳遞分子 D．神經(jīng)細(xì)胞膜外表面可能有ATP的受體 解析　由題干信息可知ATP也可作為信息傳遞分子，信息傳遞分子與受體結(jié)合可傳遞信 息。ATP與能量代謝有關(guān)。 答案　B 12．右圖表示的是ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化圖，下列相關(guān)敘述中，正確的是 (　　)。 A．A為ATP，B為ADP B．酶1和酶2是同一種酶 C．X1和

13、X2是同一種物質(zhì) D．能量1和能量2的來源相同 解析　從圖中看出B→A是ATP的水解，B為ATP，A為ADP，酶1為水解酶，X1為 Pi，能量1為高能磷酸鍵釋放的能量。A→B為ATP形成，酶2為合成酶，X2為Pi，能 量2為光反應(yīng)中的光能(或電能)及呼吸作用釋放的能量。正確選項為C。 答案　C 解題啟示：上述轉(zhuǎn)化式酶1與酶2不同，能量1與能量2的 來源也不同，因此，不是化 學(xué)上所說的可逆反應(yīng)。 二、非選擇題(共40分) 13．(11分)(2011·南京二模)請你解讀與酶有關(guān)的圖示、曲線。 (1)圖1和圖2是與酶的特性相關(guān)的圖示，請回答下列問題。 圖1和圖2分別表示了酶

14、具有________________。洗衣粉中加入的A之所以能夠耐酸堿、 忍受表面活性劑和較高溫度，是因為它是通過________精心設(shè)計改造生產(chǎn)出來的；控制 其合成的直接模板主要分布在細(xì)胞的________中。 (2)圖3是與酶活性影響因素相關(guān)的曲線，請分析回答。 圖3 當(dāng)pH從5上升到7，酶活性的變化過程是_______________________________________； 從圖示曲線我們還可以得出的結(jié)論是___________________________________________。 (3)圖4和圖5是底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響曲線，請分析回答

15、問題。 圖4中A點后酶促反應(yīng)的速率不再增加，其限制性因素主要是________________。從圖 5可以得出的結(jié)論是：在底物足量條件下，_______________________________________。 解析　洗衣粉中的A指酶，是基因工程或蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)物。除了pH以外，溫度等其 他因素也能影響酶的活性。 答案　(1)高效性和專一性　蛋白質(zhì)工程(或基因工程)　細(xì)胞質(zhì)　(2)先上升后下降　隨著 pH的變化，酶的最適溫度不變(溫度影響酶活性)　(3)酶的濃度(數(shù)量)和活性　酶促反應(yīng) 速率與酶濃度呈正相關(guān) 14．(20分)(2011·株洲模擬)研究證實ATP既是

16、“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機(jī)理如圖所示。請分析回答下面的問題。 (1)ATP結(jié)構(gòu)簡式是________，神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自________(細(xì)胞結(jié)構(gòu))。研究發(fā) 現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24 h有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅 為2～10 mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是________________。 (2)由圖可知，ATP在傳遞信號過程中，在細(xì)胞間隙中的有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個 脫離下來，最后剩下的是______________________。 (3)一些

17、神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，二者均能引起受體細(xì)胞的膜 電位變化。據(jù)圖分析，如果要研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，則圖中 的________屬于無關(guān)變量，應(yīng)予以排除。 (4)人體骨骼肌細(xì)胞中，ATP的含量僅夠劇烈運動時3 s內(nèi)的能量 供給。在校運動會上，某同學(xué)參加100 m跑過程中，其肌細(xì)胞中 ATP相對含量變化如圖所示，試回答下面的問題。 ①由A到B的變化過程中，說明ATP被水解，釋放的能量用于 ______________________________________________。 ②由整個曲線來看，肌細(xì)胞中ATP的含量不會降為零，說明

18、_________________________。 (5)某同學(xué)進(jìn)行一項實驗，目的是觀察ATP可使離體的、剛剛喪失收縮功能的新鮮骨骼肌 產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，說明ATP是肌肉收縮所需能量的直接來源。 ①必須待離體肌肉自身的________消耗之后，才能進(jìn)行實驗。 ②在程序上，采取自身前后對照的方法，先滴加________(“葡萄糖溶液”或“ATP溶 液”)，觀察________與否以后，再滴加________________(填“葡萄糖溶液”或“ATP 溶液”)。 解析　(1)神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自線粒體，為了滿足ATP的需要，機(jī)體內(nèi)ATP與ADP 之間進(jìn)行著相互迅速轉(zhuǎn)化。 (

19、2)每個ATP分子中有一分子腺苷和三分子磷酸基團(tuán)，因此磷酸基團(tuán)逐漸脫離下來后，剩 下的是腺苷。 (3)要研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，則ATP是自變量，神經(jīng)元的變 化是因變量，則圖中的典型神經(jīng)遞質(zhì)屬于無關(guān)變量，應(yīng)予以排除。 (4)ATP是直接能源物質(zhì)，在劇烈運動時會用于肌肉收縮等生命活動，ATP在細(xì)胞內(nèi)含量 少，但可與ADP之間快速轉(zhuǎn)化。 (5)由于實驗?zāi)康氖亲C明ATP是肌肉收縮所需能量的直接來源，所以實驗時應(yīng)以是否提供 ATP為自變量，但實驗前必須要耗盡肌肉自身原有的ATP。 答案　(1)A—P～P～P　線粒體　ATP與ADP相互迅速轉(zhuǎn)化　(2)腺苷　(3)典

20、型神經(jīng)遞質(zhì)　 (4)①肌肉收縮等生命活動　②ATP的生成和分解是同時進(jìn)行的　(5)①ATP ②葡萄糖溶液　肌肉收縮　ATP溶液 15．(9分)某同學(xué)用如下三組實驗探究溫度對酶活性的影響。 5 min后把酶溶液分別倒入同一水槽中的另一試管，搖勻后在原溫度下維持 5 min后， 各滴加1～2滴碘液。某學(xué)生按要求操作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)： (1)在0 ℃的試管中溶液顏色變藍(lán)，原因是________________________________________。 (2)在60 ℃的試管中溶液顏色不變藍(lán)，原因是_____________________________________。 (3

21、)在100 ℃的試管中反復(fù)滴加碘液，每一次溶液的顏色均由藍(lán)色變?yōu)闊o色。對該結(jié)果， 有的同學(xué)認(rèn)為，100℃高溫下酶可能仍有活性，有的同學(xué)認(rèn)為高溫下淀粉與碘的復(fù)合物不 穩(wěn)定?，F(xiàn)提供必要的器材和試劑(可根據(jù)你的實驗需要自行選擇)，請你設(shè)計實驗對兩種 不同的假設(shè)加以驗證。 實驗步驟： ①操作：重復(fù)實驗丙，5 min后，在試管的溶液中加入________，混勻后沸水浴2 min， 觀察實驗結(jié)果。 預(yù)測實驗結(jié)果與結(jié)論： 如果出現(xiàn)________，結(jié)論是____________________________________________________； 如果________，結(jié)論是_

22、_______________________________________________________。 ②操作：____________________________________________________________________。 預(yù)測實驗結(jié)果與結(jié)論：_______________________________________________________。 答案　(1)溫度太低，淀粉酶活性很低，淀粉幾乎未分解 (2)溫度適宜，淀粉酶催化淀粉徹底水解　(3)①斐林試劑　磚紅色沉淀　在100 ℃時淀粉 酶仍有活性　不出現(xiàn)磚紅色沉淀　高溫下淀粉酶已失去活性　②重復(fù)實驗丙，5 min后， 在100 ℃下加入碘液1～2滴，混勻，觀察實驗結(jié)果。如果先出現(xiàn)藍(lán)色，再變?yōu)闊o色，結(jié) 論是高溫下淀粉與碘的復(fù)合物不穩(wěn)定；如果出現(xiàn)藍(lán)色且不再褪色，結(jié)論是：高溫下淀粉 與碘的復(fù)合物穩(wěn)定