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1、第3讲酶和ATP一、单项选择题1.(2019云南第一次模拟)下列有关酶的叙述,错误的是()A.酶的合成均需经过转录和翻译B.酶都是多聚体,合成过程都有水生成C.低温下酶的活性较低,但酶的空间结构稳定D.酶在细胞内外均能发挥作用答案A酶的化学本质是蛋白质或RNA,其中蛋白质的合成需经过转录和翻译,而RNA的合成只需经过转录,A错误;蛋白质或RNA都是多聚体,合成过程都有水生成,B正确;低温下酶的活性较低,但酶的空间结构稳定,C正确;只要条件适宜,酶在细胞内外均能发挥作用,D正确。2.(2019湖南益阳期末)如图是细胞中某种小分子化合物的结构模式图,代表化学键,和代表化学基团,已知该化合物可直接为
2、肌肉收缩供能,下列有关说法正确的是()A.中储存有大量的化学能,水解时可为放能反应提供能量B.代表的化学基团是H,是一种含氮的碱基C.该化合物可以在人体内成熟的红细胞中提取到D.细胞中需要能量的生命活动都是由该物质直接提供能量的答案C图中为高能磷酸键,为普通磷酸键,是OH,是腺嘌呤,高能磷酸键容易断裂,为吸能反应提供能量,A、B错误;人体成熟红细胞中没有线粒体,但可在细胞质中通过无氧呼吸产生ATP,C正确;细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的,直接能源物质还有磷酸肌酸等,D错误。3.(2019山东淄博三模)ATP合酶是一种结构复杂的蛋白质,位于生物膜上,能催化ATP的合成
3、。下列叙述错误的是()A.ATP和ATP合酶都含有核糖B.ATP合酶可催化高能磷酸键的合成C.真核细胞中ATP合酶分布于线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上D.ATP合酶在温和的条件下发挥作用答案A依题意,ATP合酶是蛋白质,故不含有核糖,A错误;ATP合酶能催化ATP的合成,即能催化高能磷酸键的合成,使ADP形成ATP,B正确;据题意,ATP合酶位于生物膜上并催化ATP的合成,又因为ATP在光合作用的光反应和细胞呼吸作用过程中合成,所以在真核细胞中ATP合成酶分布于线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上,C正确;酶可以在温和条件下催化化学反应,D正确。4.(2019山东枣庄月考)如图表示淀粉酶在不同实验条
4、件下催化淀粉水解反应时,淀粉的剩余量和反应时间的关系。关于此图的解读,正确的是()A.若a、b、c表示温度,则三者中b表示的为最适宜温度B.若a、b、c表示pH,则在c表示的pH条件下,酶已失活C.若a、b、c表示酶的浓度,则a表示的酶浓度最大D.若K+、Mg2+对淀粉酶的活性分别有促进、抑制作用,则c曲线对应的是加K+的实验答案C最适温度下酶的活性最高,酶促反应速率最快,三者中a表示的最接近最适宜温度,A错误;pH影响酶的活性,但a、b、c表示的pH条件下酶均有活性,B错误;若实验条件为不同的酶浓度,a条件下淀粉水解完所需时间最短,a表示的酶浓度最大,C正确;据题意可知,c曲线表示Mg2+对
5、淀粉酶的活性有抑制作用,则a、c曲线分别表示加入K+、Mg2+,D错误。5.(2019湖南怀化三模)核酶是具有催化功能的单链RNA分子,可降解特异的mRNA。下列关于核酶的叙述正确的是()A.ATP和核酶的元素组成相同,ATP中的“A”不能作为核酶的基本组成单位B.与无机催化剂不同的是核酶能够降低所催化反应的活化能C.核酶降解特异的mRNA时,破坏的是相邻碱基之间的氢键D.验证核酶的专一性时,可以用能够鉴定RNA的试剂来检测实验结果答案AATP中的A代表腺苷,核酶成分是RNA,两者的元素组成都是C、H、O、N、P,核酶的基本组成单位是核糖核苷酸,ATP中的“A”不能作为核酶的基本组成单位,A正
6、确;无机催化剂与核酶都能降低所催化反应的活化能,与无机催化剂不同的是核酶降低所催化反应的活化能的效果更显著,B错误;核酶降解mRNA时,破坏的是相邻核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;验证核酶的专一性时,可以用RNA和其他底物作对照,利用核酶只降解特异的mRNA,不能降解其他底物这一特性来验证实验结果,鉴定RNA的试剂能鉴别核酶的化学本质是不是RNA,D错误。6.(2019天津理综)下列过程需ATP水解提供能量的是()A.唾液淀粉酶水解淀粉B.生长素的极性运输C.光反应阶段中水在光下分解D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段答案B唾液淀粉酶可以在体外适宜条件下水解淀粉,但体外环境中无ATP存在,说明该反应不
7、需要ATP水解提供能量,A错误;生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程,即需要ATP水解提供能量,B正确;光反应阶段水的光解不需要ATP水解提供能量,C错误;乳酸菌无氧呼吸第二阶段不需要ATP水解提供能量,也不产生ATP,D错误。7.(2019山东济南期末)图为某种酶催化的化学反应在不同温度条件下反应底物浓度随时间变化的曲线。下列叙述正确的是()A.该酶的化学成分一定是RNAB.实验过程中pH的变化不会对该实验产生影响C.t2时将温度条件由45 变为25 ,反应底物浓度不变D.65 条件下,该酶降低活化能的作用比无机催化剂显著答案C本题通过对反应底物浓度随时间变化的曲线的分析,考查科学思维中
8、的演绎与推理能力。仅据图无法确定该酶的化学成分,其有可能是蛋白质,A错误;实验过程中pH的变化可能会导致酶活性的改变,因此会对该实验产生影响,B错误;t2时反应底物浓度已经为0,故将温度条件由45 变为25 后不再发生反应,反应底物浓度不变,C正确;65 条件下,该酶已经失去催化能力,D错误。8.(2019山东济宁期末)如图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图(M表示酶,Q表示能量,甲、乙表示化合物),下列叙述正确的是()A.吸能反应常伴随着甲的形成,能量由Q2提供B.两分子葡萄糖合成一分子蔗糖的过程中,物质甲的量增多C.物质乙由腺嘌呤和核糖组成,是构成RNA的基本单位之一D.Q1可以
9、来源于光能,Q2不能转化为光能,M1和M2不是同一种酶答案A本题通过对ATP及其相关物质和能量的转化示意图的分析考查科学思维中的演绎与推理能力。吸能反应常伴随着ATP的水解,故伴随着甲ADP的形成,能量由Q2提供,A正确。蔗糖是由葡萄糖与果糖缩合而成的,B错误。物质乙为AMP,一分子AMP由一分子腺苷和一分子磷酸基团组成,C错误。Q2即ATP水解释放的能量可以转化为光能,如萤火虫发光,D错误。9.(2019山东青岛一模)已知施加药物A能使蔗糖酶的活性丧失;施加药物B后蔗糖酶活性不变,但蔗糖和蔗糖酶结合的机会减少。如图为蔗糖酶在不同处理条件下(温度、pH均适宜)产物浓度与时间的关系,其中乙组使用
10、少量药物B处理。据图分析,下列叙述合理的是()A.甲组先使用药物B处理,在t1时可能适当提高了温度B.丙组先使用药物B处理,在t1时可能使用药物A处理C.在t1时间之后甲组蔗糖酶的活性高于乙组和丙组D.在t1时间之后丙组中蔗糖酶和蔗糖作用机会不变答案B甲、乙、丙组可能开始均用药物B处理,甲组原本就是最适温度,若提高温度,酶活性会下降,达到平衡点的时间会延长而不是缩短,A错误;丙组开始用药物B处理,t1后产物浓度不变,可能是药物A处理后酶失活导致的,B正确;t1后,丙组酶失活,甲、乙组酶活性不变,故甲、乙组酶活性高于丙组,C错误;t1后,蔗糖酶失活,酶与底物不能结合,D错误。二、不定项选择题10
11、.图中甲曲线表示在最适温度下某种酶的酶促反应速率与反应物浓度之间的关系,乙、丙两条曲线分别表示该酶促反应速率随温度或pH的变化趋势。下列相关叙述正确的是()A.图中的D点和G点酶的活性很低的原因是酶的空间结构遭到破坏B.酶分子在催化生物反应完成后立即被降解成氨基酸或核苷酸C.AB段限制反应速率的因素是反应物浓度,在B点适当增加酶浓度,反应速率将增大D.图中E点代表该酶的最适温度,短期保存该酶的适宜条件对应于图中的D、H两点答案CDD点(低温)酶的活性很低,但酶的空间结构并未遭到破坏,A错误;酶是生物催化剂,其化学本质是蛋白质或RNA,在发挥催化作用后不被降解,B错误;甲曲线是在最适温度下测定的
12、,AB段限制反应速率的因素是反应物浓度,B点限制反应速率的因素是酶浓度,故在B点适当增加酶的浓度,反应速率会增大,C正确;图中E点代表酶的最适温度,H点代表酶的最适pH,酶应该在最适pH(H点)、低温(D点)条件下保存,D正确。11.ACP是调节磷代谢的重要酶类,其最适pH为4.8。鱼被宰杀后,鱼体内的ATP会生成具有鲜味的肌苷酸,ACP会催化肌苷酸分解导致鱼肉鲜味下降。为了研究鱼类的保鲜方法,从草鱼、鱼和鳝鱼中分离得到ACP,并对该酶活性进行了系列研究,相关实验结果如表和图所示。下列相关叙述错误的是()金属离子对ACP活性的影响适宜浓度的金属离子溶液ACP相对活性(%)草鱼鱼鳝鱼Na+100
13、.83101.4796.03Zn2+112.38116.06158.13Ca2+65.2196.1888.18注:其余条件均适宜。A.进行实验研究时,各反应体系中均需加入等量的pH为4.8的缓冲液B.由表可知,在鱼肉中添加微量的Zn2+可抑制鱼肉鲜味的下降C.随着温度升高,不同鱼类的ACP相对活性逐渐升高D.将宰杀后的鱼放到37 左右的环境中一段时间能保持其鲜味答案BCD解答本题的关键是信息的获取:一是从题干中获取鱼肉保鲜的方法,即如何有效抑制ACP的活性;二是从表格中分析出从草鱼、鱼和鳝鱼中分离得到的ACP在不同种类的金属离子溶液中的活性不同,三种鱼的ACP活性在Ca2+溶液中都最低,在Zn
14、2+溶液中都最高;三是从曲线图中得出在最适温度之前,不同鱼类的ACP活性都会随着温度的上升而增强,但是超过最适温度后,ACP活性都会随着温度的上升而下降。由题干信息可知,ACP的最适pH为4.8,为遵循单一变量原则,各反应体系中均需加入等量的pH为4.8的缓冲液,A正确;由表可知,从草鱼中分离得到的ACP在适宜浓度的Zn2+溶液中活性较高,若在鱼肉中添加微量的Zn2+,其鲜味保持的时间会变短,B错误;由图可知,随着温度升高,不同鱼类的ACP相对活性先升高后降低,C错误;由图可知,将宰杀后的鱼放到37 左右环境中ACP活性最大,鲜味最难保持,D错误。12.据图判断,有关叙述错误的是()A.丙物质
15、含有的元素为C、H、O、NB.乙物质为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一C.酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有大量的能量释放D.细胞的无氧呼吸第二阶段产生了大量的ATP答案CD由题图可知,甲为ADP,乙为AMP(腺嘌呤核糖核苷酸),丙为腺苷,丁为磷酸。腺苷由一分子核糖(组成元素为C、H、O)、一分子腺嘌呤(组成元素为C、H、O、N)构成,A项正确;腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本组成单位之一,B项正确;酶1、酶2分别催化ATP、ADP的分解过程中有高能磷酸键的断裂,可以释放大量能量,酶3催化的反应无高能磷酸键的断裂,不能释放大量能量,C项错误;无氧呼吸只有在第一阶段葡萄糖分解生成丙酮酸的
16、过程中产生ATP,D项错误。13.(2019山东菏泽一模)某生物实验小组欲探究温度对淀粉酶活性的影响,已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应,会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖等,加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、棕黄色(碘液颜色)。下列相关说法错误的是()A.设置一系列温度梯度,确定淀粉酶活性较高的温度范围B.将淀粉酶溶液、淀粉溶液分别保温处理后再进行混合C.通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定淀粉酶活性的高低D.使用过的淀粉酶质量会减少答案D探究温度对酶活性的影响实验需设置一系列温度梯度,最终得到酶活性较高的温度范围,A正确;实验过程中需将淀粉酶溶液和淀粉溶液分别
17、保温,达到一定温度后再混合,B正确;通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的高低,C正确;淀粉酶只起催化作用,不参与化学反应,质量不会减少,D错误。三、非选择题14.(2019山东潍坊期中)ATP合酶是一种功能复杂的蛋白质,与生物膜结合后能催化ATP的合成,其作用机理如图所示。请据图回答:(1)生物膜结构的基本支架是,在真核细胞中,该酶主要分布于(填生物膜名称)。(2)分析此图可知H+跨越该膜的运输方式是,判断的依据是。(3)ATP在细胞内的作用:;推测好氧细菌细胞的上存在该酶,理由是。答案(1)磷脂双分子层线粒体内膜、类囊体薄膜(2)协助扩散顺浓度梯度,需载体协助,且不消耗能
18、量(3)生命活动的直接能源物质细胞膜因为该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成,而好氧细菌的膜结构只有细胞膜解析本题通过对ATP合酶的作用机理图示的分析,考查科学思维中的演绎与推理能力。(1)该酶与生物膜结合,且与ATP的合成有关,真核生物中能合成ATP的生物膜主要有线粒体内膜(有氧呼吸第三阶段)和类囊体薄膜(光反应)。(2)判断运输方式要从是否逆浓度梯度、是否需要载体等角度分析。(3)细菌的生物膜只有细胞膜。15.(2019湖南长沙月考)根据研究者对蛋白酶进行的一系列研究,回答下列问题:(1)已知一定量的蛋白质,用三种不同来源的蛋白酶来进行三组实验,各组实验条件均相同,每隔一段时间测定各组产物
19、氨基酸的量,据此计算单位时间氨基酸的产生量并进行比较。这一实验的目的是。请写出一项可以减少实验误差的措施:。(2)将获得的某蛋白酶提取液,以蛋白质和淀粉为底物进行研究,得到图1、2、3。从图1、2中可以看出酶与酸在作用上的不同点是;图3中加入蛋白酶与加酸相比,得到同样多的产物,加酶组所需的时间更短,其原因是酶降低。(3)研究者将蛋白酶通过酶工程改造后加入洗衣粉中,发现比普通洗衣粉有更强的去污能力。某同学为了洗去衣服上的油渍,洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶,该同学的做法(填“是”或“否”)合理,理由是。答案(1)探究不同来源蛋白酶的活性每组实验重复几次;记录的数据取平均值等(2)酶具有专
20、一性,而酸没有化学反应的活化能的效果更显著,因而催化效率更高(3)否蛋白酶会降解脂肪酶解析(1)根据题意,本实验的目的是探究不同来源蛋白酶的活性。自变量是三种不同来源的蛋白酶,因变量是各组产物氨基酸的量。为减少实验误差,每组实验必须重复几次,实验结果取记录的数据的平均值等。(2)据图1可知,加入蛋白酶使蛋白质底物剩余量减少,而淀粉底物剩余量没有发生变化,说明蛋白酶催化分解蛋白质而不分解淀粉。据图2可知,加入酸使蛋白质和淀粉底物剩余量都减少,说明酸催化分解蛋白质和淀粉。从图1、2中可以看出酶与酸在作用上的不同点是酶具有专一性,而酸没有;据图3可知,与加酸组相比,酶降低化学反应的活化能的效果更显著
21、,催化效率更高。(3)脂肪酶的本质是蛋白质,蛋白酶会降解脂肪酶。16.(2019云南曲靖质量检测)细胞在代谢过程中会产生H2O2,它对细胞有毒害作用,但细胞内有过氧化氢酶,能使其分解为无毒物质。据此回答有关问题:(1)过氧化氢酶能促进过氧化氢分解的作用机理是。(2)“生物体内绝大多数酶是蛋白质,少部分是RNA”。某同学为验证过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA,根据实验室提供的以下材料进行实验,请帮他补充完整:实验材料和试剂:新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液,过氧化氢酶溶液,蛋白酶,RNA水解酶。试管,量筒,滴管,试管架,试管夹等。实验步骤:取适量过氧化氢酶溶液均分为两份,处理,备用;
22、取三支试管,分别编号为A、B、C,分别加入;向A试管中滴加两滴过氧化氢酶溶液,B、C试管的处理是 ;观察三支试管中气泡产生的速率。预期实验结果,得出实验结论:实验结果: 。实验结论: 。答案(1)过氧化氢酶能降低过氧化氢分解的活化能(2)一份用适量蛋白酶处理,另一份用适量RNA水解酶等量的新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液B试管加入用蛋白酶处理过的过氧化氢酶溶液,C试管加入用RNA水解酶处理过的过氧化氢酶溶液A、C试管气泡产生速率快,B试管气泡产生速率慢或无气泡过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA解析(1)过氧化氢酶能够促进过氧化氢的分解,其作用机理是降低化学反应的活化能。(2)证明过氧化氢酶的化学本质是蛋白质,而不是RNA。实验的自变量是加入的水解酶的种类不同,检测过氧化氢酶是否被水解,用过氧化氢溶液。