專題二 細胞的代謝第1講酶與ATP

專題二 細胞的代謝第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)細胞在興奮時，下列選項中的酶最不活躍的是()。AATP合成酶 BDNA聚合酶C呼吸酶 DRNA聚合酶解析成熟的神經(jīng)細胞已經(jīng)高度分化，失去分裂能力，不能進行DNA的復(fù)制，因此不需要DNA聚合酶。答案B2(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C3(創(chuàng)新預(yù)測)當細胞內(nèi)某種RNA存在時，某一生化反應(yīng)能正常進行，當這種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RNA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，細胞內(nèi)的某一生化反應(yīng)需要在RNA的存在下才能夠進行，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D4(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_到目的的是()。A實驗 B實驗C實驗、實驗都能 D實驗、實驗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A5(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，ad代表試管，代表實驗步驟。對該實驗方案的有關(guān)評價，錯誤的是()。ab c d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 mL5065 溫水中水浴加熱10 min將c倒入a，將d倒入b5065 溫水中水浴加熱10 min加入現(xiàn)配的斐林試劑溶液2 mL37 恒溫水浴觀察并記錄顏色變化A.淀粉酶的用量屬于自變量B和會影響酶的活性C和的溫度設(shè)置錯誤D和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5065，因此和的溫度設(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5065 溫水中水浴加熱10 min，故D正確。本題難度較小。答案A6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若采用手洗法進行去污操作，需盡可能保證各組洗滌用力程度、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B7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代表麥芽糖酶B限制FG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FG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行的。由于該實驗是在最適溫度下進行的，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D8(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D9(2011·濟南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，則生成物量達到最大值所需要的時間減少。答案B10下列關(guān)于ATP的描述正確的是 ()。A結(jié)構(gòu)簡式為APPP，其中A表示腺嘌呤BATP中的高能磷酸鍵儲存的能量多且很穩(wěn)定C細胞中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也可以在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成，D項錯誤；ATP在細胞內(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C11當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)。新的研究顯示，ATP這種傳統(tǒng)上與細胞能量供應(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 ()。AATP與能量供應(yīng)相關(guān)B作為信息分子的ATP不能提供能量CATP也可作為信息傳遞分子D神經(jīng)細胞膜外表面可能有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B12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 ()。AA為ATP，B為ADPB酶1和酶2是同一種酶CX1和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BA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。AB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“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細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)細胞中的ATP主要來自_(細胞結(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，而細胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為210 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，在細胞間隙中的有關(guān)酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是_。(3)一些神經(jīng)細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，其肌細胞中ATP相對含量變化如圖所示，試回答下面的問題。由A到B的變化過程中，說明ATP被水解，釋放的能量用于_。由整個曲線來看，肌細胞中ATP的含量不會降為零，說明_。(5)某同學(xué)進行一項實驗，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。必須待離體肌肉自身的_消耗之后，才能進行實驗。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)細胞中的ATP主要來自線粒體，為了滿足ATP的需要，機體內(nèi)ATP與ADP之間進行著相互迅速轉(zhuǎn)化。(2)每個ATP分子中有一分子腺苷和三分子磷酸基團，因此磷酸基團逐漸脫離下來后，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)APPP線粒體ATP與ADP相互迅速轉(zhuǎn)化(2)腺苷(3)典型神經(jīng)遞質(zhì)(4)肌肉收縮等生命活動ATP的生成和分解是同時進行的(5)ATP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12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，原因是_。(2)在60 的試管中溶液顏色不變藍，原因是_。(3)在100 的試管中反復(fù)滴加碘液，每一次溶液的顏色均由藍色變?yōu)闊o色。對該結(jié)果，有的同學(xué)認為，100高溫下酶可能仍有活性，有的同學(xué)認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：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_。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)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重復(fù)實驗丙，5 min后，在100 下加入碘液12滴，混勻，觀察實驗結(jié)果。如果先出現(xiàn)藍色，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