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1、第 1 页专题强化训练 3 酶与 ATP一、选择题1.(2019新疆一模)下列关于酶的叙述,正确的是( C )A.随着温度降低,酶促反应的活化能下降B.酶活性最低时最适合该酶的保存C.细胞中所有酶的合成都受基因控制D.胃蛋白酶不能催化小肠中蛋白质水解说明酶具有专一性解析:低温条件,酶的活性降低,其降低的活化能减少;酶一般在低温条件下保存,酶活性最低时其空间结构可能已破坏;大多数酶是蛋白质,少数是 RNA,蛋白质和 RNA 的合成都受到基因的控制;胃蛋白酶不能催化小肠中蛋白质水解,因为小肠中的 pH 不适宜胃蛋白酶发挥作用,不能说明酶具有专一性。2.磷酸化是指在某些物质分子上加入一个磷酸基团,如
2、三磷酸腺苷(ATP)就是由二磷酸腺苷(ADP)磷酸化而来。下列结构中不能发生ADP 磷酸化的是( B )A.细胞质基质 B.叶绿体基质C.叶绿体类囊体薄膜D.线粒体内膜解析:由题意可知,ADP 磷酸化就是 ATP 的合成。细胞质基质能进行有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸,能生成 ATP;叶绿体基质进行光合作用的暗反应,消耗 ATP;叶绿体类囊体薄膜进行光合作用的光反应,生成 ATP;线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段,生成 ATP。第 2 页3.(2019江苏镇江一模)下列有关过氧化氢酶和 ATP 的叙述,正确的是( B )A.两种物质共有的元素是 C、H、O、N、PB.两种物质均可在肝脏细胞中合成C.
3、两种物质的合成过程均需要模板D.过氧化氢酶的合成不需要消耗 ATP解析:过氧化氢酶的化学本质是蛋白质,基本组成元素为C、H、O、N,ATP 的组成元素是 C、H、O、N、P,两种物质共有的元素是 C、H、O、N;肝细胞可以合成过氧化氢酶和 ATP;过氧化氢酶是蛋白质,蛋白质的合成分为转录和翻译两个阶段,需要模板,而 ATP 的合成不需要模板;过氧化氢酶是蛋白质,蛋白质的合成需要 ATP。4.(2019天津一模)如图为 pH 对作用于同一底物的两种水解酶活性的影响,相关叙述正确的是( C )A.在任何温度条件下,pH=5 时,酶 1 的活性高于酶 2B.将酶 2 由 pH=9 转移到 pH=4
4、的环境中,活性上升C.在两种不同的 pH 条件下,酶 1 活性可能相同D.酶 1 和酶 2 能够水解同一种底物是酶专一性的体现解析:高温可使酶变性失活,故在高温环境条件下,pH=5 时,酶 1 的活性等于酶 2;过酸、过碱使酶变性失活,则 pH=9 时,酶因空间结构被破坏而永久性失活,即使 pH 恢复到最适,酶的活性也不能恢复;据图可知,在最适 pH 的两侧,有两种不同的 pH 条件,使酶 1 活性可能相同;酶1 和酶 2 能够水解同一种底物不是酶专一性的体现。第 3 页5.(2019陕西榆林一模)某人做酶的相关实验时,在试管中依次加入质量分数为 3%的可溶性淀粉溶液 2 mL、2%的新鲜淀粉
5、酶溶液 2 mL,放入适宜温度下,保温 5 min。然后加入质量浓度为 0.1 g/mL 的NaOH 溶液 1 mL,摇匀,再加入质量浓度为 0.01 g/mL 的 CuSO4溶液 4滴,摇匀,试管中液体的颜色是( D )A.砖红色 B.无色C.蓝色D.紫色解析:在试管中加入淀粉和淀粉酶,在适宜温度下,淀粉被分解,淀粉酶仍然存在,本质是蛋白质,质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液和质量浓度为 0.01 g/mL 的 CuSO4溶液因有先后滴加顺序则是双缩脲试剂,可用来检测蛋白质,故产生紫色反应。6.在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶腺苷酸激酶,它能将 ATP 分子末端的磷酸基团
6、转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有关推测不合理的是( B )A.腺苷酸激酶极有可能是一种 ATP 水解酶B.腺苷酸激酶的数量多少影响葡萄糖分子进入线粒体C.腺苷酸激酶与细胞内 ATP 与 ADP 的平衡维持有关D.腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成解析:腺苷酸激酶能将 ATP 分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成 ADP,即能促进 ATP 的水解,其可能是一种 ATP 水解酶;葡萄糖分子不能进入线粒体,因为有氧呼吸第一阶段的场所在细胞质基质,葡萄糖形成丙酮酸后进入线粒体;腺苷酸激酶能促进ATP 的水解,故腺苷酸激酶与细胞内 ATP 与 A
7、DP 的平衡维持有关;腺第 4 页苷酸激酶能将 ATP 分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成 ADP,故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成。7.(2019广西南宁高三月考)ATP 是生物体内重要的化合物,下列有关说法正确的是( B )A.叶肉细胞吸收 Mg2+时所需的 ATP 由光反应提供B.呼吸作用是所有细胞生物产生 ATP 的重要途径C.无氧时酵母菌产生 ATP 的主要场所是线粒体内膜D.剧烈运动时骨骼肌细胞内 ATP 的积累量迅速增加解析:叶肉细胞吸收 Mg2+通过主动运输的方式进行,所需的 ATP 由细胞呼吸提供;对于动物与人来说,在 ADP 转化成
8、 ATP 的过程中,所需能量均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量,对于绿色植物来说,除了依赖呼吸作用所释放的能量外,在叶绿体内进行光合作用时,ADP 转化为 ATP 还利用了光能,故呼吸作用是所有细胞生物产生 ATP 的重要途径;酵母菌无氧呼吸产生 ATP 的场所是细胞质基质;剧烈运动时,骨骼肌细胞内 ATP 的含量保持相对稳定,不会迅速增加。8.(2019吉林延边一模)下列关于 ATP 的叙述,正确的是( B )A.葡萄糖的跨膜运输一定消耗 ATPB.ATP 组成成分中有糖类C.叶绿体内 ATP 的运输方向是基质基粒D.线粒体基质和叶绿体基质内都可以产生 ATP第 5 页解析:葡萄
9、糖的跨膜运输有主动运输也有协助扩散,其中协助扩散不消耗能量;ATP 中的 A 代表腺苷,由腺嘌呤+核糖组成;叶绿体内 ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上生成的,需要参与暗反应,叶绿体内 ATP的运输方向是基粒基质;线粒体基质可以产生 ATP,叶绿体基质消耗光反应产生的 ATP。9.磷酸肌酸主要储存于动物和人的肌细胞中,是一种高能磷酸化合物。ATP 和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化。下列相关叙述错误的是( A )磷酸肌酸(CP)+ADPATP+肌酸(C)A.磷酸肌酸是能量的一种储存形式,是细胞内的直接能源物质B.磷酸肌酸和肌酸的相互转化与 ATP 和 ADP 的相互转化相偶联C.肌肉收缩时,在磷酸肌
10、酸的作用下能使 ATP 的含量保持相对稳定D.可推测生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物,如 GTP、CTP 等解析:由题意可知,磷酸肌酸中的能量转移给 ADP 合成 ATP,由 ATP 为细胞直接提供能量;据题干可知,磷酸肌酸(CP)+ADPATP+肌酸(C),故磷酸肌酸和肌酸的相互转化与 ATP 和 ADP 的相互转化相偶联;肌肉收缩时,磷酸肌酸可转化为 ATP,故可使 ATP 的含量保持相对稳定;生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物,如 GTP、CTP 等。10.(2019河北衡水金卷)下列是研究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验,实验条件均为最适,实验结果如下:实验一(乳糖浓度为 10%)实
11、验二(酶浓度为 2%)酶浓度相对反应速率乳糖浓度相对反应速率第 6 页00001%255%252%5010%504%10020%655%20030%65以下分析正确的是( C )A.实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率不再加大B.实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将降低C.实验二若继续增大乳糖浓度,相对反应速率不再加大D.实验二若将反应温度提高 5 ,相对反应速率将增大解析:酶浓度能影响酶促反应速率,由图表信息可知若继续增加酶浓度,相对反应速率可能继续加大;实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将加大;由于受到酶浓度限制,实验二若继续增大乳糖浓度,其相对反应速率不再加大;该实验是在最适温度下进行的
12、,此时酶活性最高,若再将反应温度提高 5 ,相对反应速率将减慢。11.(2019山东泰安一模)ATP 合成酶是亚基 F1和 F0的复合体,其中F1位于某些细胞器的膜外基质中,具有酶活性;F0嵌在膜的磷脂双分子层中,为 H+通道,当膜外高浓度的 H+冲入膜内时能为 ATP 的合成提供能量。下列叙述错误的是( A )A.F0为 ATP 合成酶的疏水部位,能催化 ATP 的合成B.ATP 合成酶可存在于线粒体内膜和叶绿体类囊体的薄膜上C.ATP 合成酶的化学本质是蛋白质,在生物体能量代谢中起重要作用第 7 页D.高温使 F1和 F0分离后,F1不能催化 ATP 的合成解析:磷脂分子的头部,具有亲水性
13、,尾部疏水性,F0嵌在膜的磷脂双分子层中,具有一定的疏水性,F0为 H+通道,不能催化 ATP 合成;线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,类囊体薄膜是光合作用光反应的场所,二者均能产生 ATP,故 ATP 合成酶可存在于线粒体内膜和叶绿体的类囊体薄膜上;ATP 合成酶的化学本质是蛋白质,具有催化合成ATP 的作用,在生物体能量代谢中起重要作用;高温使 F1和 F0分离后,破坏了 ATP 合成酶的结构,ATP 合成酶失活。12.(2019广东佛山模拟)某同学进行了下列有关酶的实验:甲组:淀粉溶液+新鲜唾液+斐林试剂有砖红色沉淀乙组:蔗糖溶液+新鲜唾液+斐林试剂无砖红色沉淀丙组:蔗糖溶液+蔗糖酶溶
14、液+斐林试剂?下列叙述正确的是( C )A.丙组的实验结果是“无砖红色沉淀”B.加入斐林试剂后通常还应沸水浴加热C.该同学的实验目的是验证酶的专一性D.为省去水浴加热步骤,可用碘液代替斐林试剂解析:丙组中,蔗糖酶可以把蔗糖水解为葡萄糖与果糖,二者均为还原糖,其在水浴加热条件下与斐林试剂反应会产生砖红色沉淀;加入斐林试剂后通常还应水浴加热,水浴加热的温度在 5065 之间,实验中淀粉酶能分解淀粉,不能分解蔗糖,而蔗糖只能被蔗糖酶分解,证明酶具有专一性;碘液只能检测淀粉是否水解,而不能检测蔗糖是否第 8 页水解。二、非选择题13.(2019山东潍坊二模)“万物生长靠太阳”,生命活动消耗的能量归根结
15、底几乎都来自太阳能。下图表示能量转化和利用过程。请据图回答:(1)真核细胞中 a 过程发生的场所是 ,伴随 b 过程发生的物质变化是 。 (2)生态系统中能量的输入和散失分别主要是通过图中的 和 (填字母)过程实现的;c 所示的生理过程在碳循环中的作用是 (3)在生长旺盛的生产者体内,经 a、c 过程合成的 ATP 的总能量 (填“前者”或“后者”)多,原因是 解析:(1)由图可知,a 过程为光反应,真核细胞中光反应的场所是类囊体薄膜;b 过程为暗反应,发生的物质变化为三碳化合物被还原为有机物。(2)生态系统中能量的输入通过光合作用即图中 a 和 b 过程实现,而能量散失主要通过细胞呼吸,即
16、c 过程实现。(3)a 过程合成的 ATP 转化为有机物中稳定的化学能,而通过 c 过程,有机物氧化分解时,大部分能量以热能散失,少部分转化为 ATP 中,故前者总能量多于后者。答案:(1)类囊体薄膜 三碳化合物(C3)的还原(C3C5+有机物)第 9 页(2)a、b c 将生物体内有机物中的碳以 CO2的形式释放到无机环境中(3)前者 前者转化为图中有机物中的能量,后者只来自于这些有机物中一部分的氧化分解,而且在此过程中大部分能量还以热能形式散失14.如图所示为 pH 对淀粉酶活性影响的柱形图。回答下列问题:(1)淀粉酶能催化淀粉水解为小分子的 。 本实验是以 作为检测因变量的指标。 (2)
17、已知盐酸能催化淀粉水解,则 pH 为 3 时酶的活性 (填“小于”“等于”或“大于”)pH 为 9 时酶的活性,判断的依据是。 (3)在常温、常压下,与盐酸相比,淀粉酶降低反应活化能的作用更显著,请据图说明原因: 解析:(1)淀粉酶能催化淀粉水解为小分子麦芽糖,本实验以 pH 为自变量,1 h 后淀粉剩余量作为检测因变量的指标。(2)pH 为 3 时淀粉剩余量和 pH 为 9 时相等,已知盐酸能催化淀粉水解,则 pH 为 3 时酶的活性小于 pH 为 9 时酶的活性。第 10 页(3)由图可知,1 h 后 pH 为 7 时淀粉的剩余量小于 pH 为 1 时的剩余量,即与盐酸相比淀粉酶催化效率更
18、高,即降低反应活化能的作用更显著。答案:(1)麦芽糖 1 h 后淀粉剩余量(2)小于 两种条件下,淀粉的剩余量相等,但 pH 为 3 时,有盐酸催化淀粉水解(3)1 h 后,pH 为 7 时淀粉的剩余量小于 pH 为 1 时的剩余量15.(2019山东潍坊一模)酶是活细胞产生的一类有机物,在细胞代谢中发挥重要的作用。请回答与酶有关的问题:(1)真核细胞内酶的合成场所有 , 细胞内酶的合成 (填“能”或“不能”)影响生物的性状。 (2)酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为 10%淀粉溶液、质量分数为 10%蔗糖溶液、质量分数为 10%麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水;半透膜(只允许水分子通过)
19、;长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的 U 形管各一个。请根据渗透作用的原理、选用一套装置设计实验,实验现象能支持酶的催化作用具有专一性,要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。解析:(1)绝大多数酶是蛋白质,少数是 RNA,蛋白质的合成场所是核糖体,RNA 酶的合成场所是细胞核。细胞内酶的合成能影响生物的代谢过程,进而影响生物的性状。第 11 页(2)本实验要证实酶具有专一性,可以用麦芽糖和蔗糖做底物,蔗糖酶能催化蔗糖水解,不能催化麦芽糖水解。麦芽糖和蔗糖水解后,物质的量浓度增大,渗透装置中液面会升高,由此设计实验即可。答案:(1)细胞核、核糖体 能(2)实验思路:在底部中央放置半透膜的 U 形管两侧分别加入等量的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,再在两侧各加等量的蔗糖酶溶液,适宜温度下一段时间后,观察两侧液面的变化。实验预期:蔗糖溶液一侧液面明显升高,则支持酶的催化作用具有专一性(或:麦芽糖溶液一侧液面明显降低,则支持酶的催化作用具有专一性)