2016届一轮复习第三单元第1讲酶和ATP专题(适合全国)

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第三单元细胞的能量供应和利用

第1讲酶和ATP

(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)

一、选择题

1.下图表示生物体内发生的两个化学反应,请判断下列相关说法中正确的是()

A.ATP分子水解时,图中所示的化学键③④最易断裂

B.图中酶1和酶2的化学本质相同,但是二者的种类不同

C.细胞中的吸能反应一般与A TP的合成反应相联系

D.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内

解析:ATP是生命活动的直接能源物质,ATP水解时,远离A的高能磷酸键④最易断裂;图中酶1为ATP水解酶,图2为ATP合成酶,二者种类不同,但二者的化学本质均为蛋白质;细胞中吸能反应所需的能量由ATP水解提供,而释放能量的反应(放能反应)则与ATP的合成反应相联系;细胞内A TP与ADP间相互转化的能量供应机制是生物界的共性之一,也存在于原核细胞中。

答案: B

2.对化学本质为蛋白质的酶而言,下列符合其催化反应变化规律的曲线应是()

解析:解题时需要注意纵坐标与横坐标表示的含义。温度与反应速率的关系如选项A 曲线所示;过酸或过碱都会造成酶失活,从而影响反应速率;一般而言,当酶量加倍时,反应速率加快,但由于底物的量是一定的,最后产物量应相等。

答案: D

3.(2015·绵阳一诊)蔗糖酶能够催化蔗糖水解。下表是在同一温度下研究蔗糖酶和蔗糖含量(质量分数)对水解反应速率影响的系列实验结果。下列有关该实验说法,不正确的是

B.实验二中,蔗糖含量高于20%后限制反应速率的因素是酶含量

C.两组实验的自变量不同,无关变量有差异,因变量相同

D.如果系列实验条件温度升高5 ℃,相对反应速率可能降低

解析:实验一中自变量是蔗糖酶的含量,所以实验一的实验目的是探究蔗糖酶含量对酶促反应速率的影响,在蔗糖酶含量低于5%时,酶促反应速率较低,其限制因素是蔗糖酶含量,A错误;实验二中自变量是蔗糖含量,该实验的目的是探究蔗糖含量对酶促反应速率的影响,在蔗糖含量高于20%时,随蔗糖含量增大,酶促反应速率不再增加,其限制因素是蔗糖酶含量,B、C正确;温度影响酶的活性,温度升高5 ℃,酶活性可能降低,从而导致酶促反应速率降低,D正确。

答案: A

4.如图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的示意图,图乙表示在最适温度下,pH=b时

H2O2分解产生O2的量随时间的变化情况。若该酶促反应过程中某一条件发生变化,下列说法正确的是()

A.如果温度升高,图乙中O2的最大生成量要降低

B.图乙中经过一段时间后,O2的生成量不再增加的原因是H2O2已经全部被分解

C.如果pH过高,则图乙中O2生成量肯定为0

D.如果反应过程中,pH由c降为b,反应速率将逐渐加快

解析:题干中已经说明温度最适宜,所以如果温度升高,则酶的活性会降低,但由于O2的最大生成量取决于H2O2的量,故最大生成量不改变,A错误。图乙中经过一段时间后,O2的生成量不再增加的原因是H2O2已经全部被分解,B正确。即便酶失活,H2O2在一定温度下也会分解,所以O2的生成量不会是0,C错误。由于pH为c时酶已失活,再恢复到最适pH的过程中反应速率也不会逐渐加快,D错误。

答案: B

5.关于探究酶特性实验的叙述中,正确的是()

A.若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,可选择可溶性淀粉溶液为底物

B.若探究过氧化氢酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照

C.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择斐林试剂对实验结果进行检测

D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检测

解析:酶具有专一性,若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物;若探究温度对淀粉酶活性的影响,不能选择斐林试剂对实验结果进行检测。因为使用斐林试剂必须水浴加热,影响实验结果,一般选择碘液来检测实验结果;若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用斐林试剂对实验结果进行检测,碘液无法检测蔗糖。

答案: B

6.下面是某种酶催化某二糖的水解过程示意图。据图分析下列说法正确的是()

A.该过程可以表示麦芽糖的水解

B.反应前后酶的化学性质没有发生改变

C.该酶也可以催化其他二糖的水解

D.该反应过程中的酶只能利用一次

解析:由图可知,该二糖由两种不同的单糖构成,可能是蔗糖或乳糖。反应前后酶的化学性质没有发生改变,可以重复利用。酶具专一性,该酶一般不能催化其他二糖的水解。

答案: B

7.酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,两者作用特点如图甲所示,图乙表示相应的反应速率。下列有关叙述不正确的是()

A.曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果

B.曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制

C.曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低

D.非竞争性抑制剂与该酶结合后能改变其空间结构

解析:由图可知,酶的竞争性抑制剂结构与底物相似,与底物“争夺”酶的结合位点,当底物足够多时,反应速率仍然可以加快;非竞争性抑制剂改变了酶的结构,使酶的催化能力降低,即使增加底物,其反应速率仍然较低。

答案: C

8.()

A.

B.c酶的最适温度大于40 ℃

C.该实验中有两个自变量,因变量只有一个

D.三种酶中较适宜高温环境的最可能是c酶

解析:从表中信息可知,a酶和b酶在温度为30 ℃时相对活性较高,故这两种酶的最适温度为30 ℃左右;由表中数据不能得出c酶的最适温度,它可能大于40 ℃,也可能小于40 ℃;该实验中温度和酶的种类均为自变量,而酶的相对活性为因变量;40 ℃时,c酶相对活性为90%,高于a、b酶40 ℃时的活性,故三种酶中较适宜高温环境的最可能是c 酶。

答案: B

9.(2015·高三淮寿联考)下图①表示甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系,图②表示外界环境温度与某一哺乳动物体内酶活性的关系。下列叙述不正确的是()

A.①图中乙酶活性的改变可能是因为其分子结构的改变

B.①图中甲酶可能是核酸

C.②图表示的酶可以是人体细胞内的呼吸酶

D.②图表示酶的活性不随环境温度的变化而变化,说明酶已经失活

解析:②图的酶不随外界温度变化,因为是恒温动物体内的酶。

答案: D

10.(2015·山东烟台一模)A TP是细胞的能量“通货”,下列说法不正确的是()

A.ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一

B.ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解

C.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性

D.动物细胞中只有细胞质基质和线粒体可以产生ATP

解析:ATP中的A是腺嘌呤和核糖结合的产物,ATP脱去2个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,A正确;光合作用过程中可以利用光能合成ATP,不需要伴随有机物的氧化分解,B错误;A TP在生物体内含量不多,但可以借助酶的高效性与ADP快速转化,C正确;动物细胞中没有叶绿体,只有细胞质基质和线粒体中可以产生ATP,D正确。

答案: B

11.(2015·江苏南京三模)下表是其他条件均为最适情况下探究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验结果,以下分析正确的是()

B.实验二若继续增加乳糖浓度,相对反应速率会增大

C.实验二若将反应温度提高5 ℃,相对反应速率将增大

D.实验一的自变量是酶浓度,实验二的自变量是乳糖浓度

解析:在底物足够多的情况下,酶促反应速率会随酶浓度增加而加快;当所有的酶都参与反应时,反应速率将达到最大;本实验结果是在其他条件均为最适情况下获得的,故再提高温度,反应速率会下降。

答案: D

12.图一曲线a表示在最适温度、最适pH条件下时间与生成物量的关系,图二曲线b 表示在最适温度、最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是()

A.图一曲线a中,A点后,限制生成物量不再增加的因素是酶的数量不足

B.图二曲线,酶减少后,图示反应速率可用曲线f表示

C.分别在图二中取B、C点的速率值,对应图一中的曲线c和d

D.减小pH,重复该实验,图二曲线b应变为曲线f;增大pH,应变为曲线e

解析:图一曲线a中,A点后,生成物量不再增加是因为反应已达到最大限度,反应物浓度是限制因素。图二曲线b中酶减少最大反应速率会降低,可用曲线f表示,B正确。若取B、C两点速率值画在图一中,对应的曲线反应斜率不同,最高点相同,曲线c和d不合适。改变pH,就不再是最适pH,曲线都将下降。

答案: B

二、非选择题

13.某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素,做了三个实验。相应的实验结果如下图所示,请分析回答下列问题:

(1)实验1、2、3中的自变量分别为

________________________________________________________________________。

(2)实验1的目的是探究

________________________________________________________________________。

(3)实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响,该实验的结果显示________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)实验3的结果显示,过氧化氢酶的最适pH为________,实验还证实,当pH小于d 或大于f时,过氧化氢酶的活性将永久丧失,其原因是________________________________________________________________________。

答案:(1)催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH(2)酶的高效性(3)在过氧化氢酶量一定时,在一定浓度范围内,过氧化氢溶液的浓度越高,O2产生速率越快,而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后,O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大过氧化氢酶的量有限(4)e过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏

14.(2015·青岛模拟)研究证实ATP是细胞的“能量通货”。请分析回答:

(1)人体细胞中的A TP主要来自________(生理过程),其分子结构简式是________。研究发现,正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化,而细胞内ADP、A TP的浓度仅为2~10 mmol/L,为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是________________________________________________________________________。

(2)细胞间隙中的A TP在有关酶的作用下,3个磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是________。

(3)为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时,然后测量各组细胞内A TP的浓度和细胞死亡的百分率,经过多次实验后,所得数据

________________________________________________________________________。

②实验数据表明,该实验的因变量之间有何联系?

________________________________________________________________________。

③若用混有浓度为2 mg/mL的X物质的饲料饲喂大鼠,其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析:(1)动物细胞产生ATP的过程是呼吸作用;解决ATP含量少的问题的办法就是ATP与ADP相互迅速转化。(2)A TP脱掉一个磷酸基团成为ADP,再脱掉一个磷酸基团成为AMP,脱掉第三个磷酸基团成为腺苷。(3)细胞中A TP的浓度和细胞死亡的百分率随X物质的浓度而改变,因此,X物质的浓度是自变量,细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率是因变量;细胞内ATP浓度下降,细胞死亡率增加;用混有X物质的饲料饲喂大鼠,其小肠的消化和吸收功能受到抑制,原因是能量供应不足,阻碍消化酶的合成和分泌,影响消化,阻碍主动运输,影响营养物质的吸收。

答案:(1)细胞呼吸A—P~P~P A TP与ADP相互迅速转化(2)腺苷(3)①细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率②细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡率增加③供能减少,阻碍消化酶的合成和分泌,影响消化;妨碍主动运输,影响营养物质的吸收

15.下面是探究温度对酶活性影响的实验,请回答相关问题。

将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤,得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后,分为3组并分别调整到不同温度,如图所示,然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液,保持各组温度30 min后,继续进行实验(提取液中其他还原性物质忽略不计):

(1)若向A、C、E 3支试管中分别加入适量的斐林试剂,50~65 ℃水浴一段时间,观察该3支试管,其中试管内颜色呈砖红色的试管是________,砖红色较深的试管是________,颜色较深的原因是____________________________________________________________。不变色的试管是________,不变色的原因是

________________________________________________________________________。

(2)若向B、D、F 3支试管中分别加入等量的碘-碘化钾溶液,观察3支试管,发现液体的颜色都是蓝色,产生该颜色的原因是

________________________________________________________________________。

(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度,你怎样设计实验才能确定最适温度?(只要求写出设计思路)

解析:发芽的玉米子粒中有淀粉酶,在不同温度下,淀粉酶的活性不同,催化淀粉水解的能力也不相同。40 ℃酶的活性比20 ℃酶的活性更强,催化水解淀粉的速率更快,产生的还原糖更多,因此加入斐林试剂加热后颜色较深;100 ℃情况下,酶因高温而失活,所以E试管中不会产生颜色变化。遇碘-碘化钾溶液变蓝是淀粉的特性,3支试管中溶液都变蓝色说明3支试管中都有淀粉溶液存在。要确定酶的最适温度,需增加试管数量,并设置成温度梯度,重复上述实验。酶的最适温度应处在砖红色最深(或蓝色最浅)的两支试管所对应的两个温度之间,或者就是砖红色最深(或蓝色最浅)的试管所对应的温度。

答案:(1)A和C C淀粉酶在40 ℃时活性相对较高,淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖较多E高温导致酶失去活性

(2)未反应的淀粉遇碘-碘化钾溶液变蓝

(3)在20 ℃和100 ℃之间每隔一定温度设置一个实验组,其他实验条件保持一致,以反应液和上述试剂发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。

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