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1、第3讲酶和ATP一、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肌
2、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,但可在细胞质基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
3、成。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.(2019四川成都二诊)物质甲作为抑制剂能与蔗糖
4、酶结合或分离,从而改变蔗糖酶的活性。在适宜温度、pH等条件下,某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液均分为若干份,分别加入不同浓度的等量蔗糖溶液中,检测发现,蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是()A.物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强B.物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性C.蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离D.反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度会改变酶活性答案C据题意,物质甲作为抑制剂,能通过与蔗糖酶的结合,抑制蔗糖酶的活性,而酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能,所以物质甲能使酶降低活化能的能力降低,A错误;物质甲与蔗糖酶的结合能降低
5、酶活性,从而改变酶的高效性,但不改变酶的专一性,B错误;依题意,蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大,可能的原因是蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离,从而使蔗糖酶活性升高,蔗糖的水解速率增大,C正确;蔗糖溶液的浓度不会改变酶活性,只是改变酶促反应速率,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
6、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
7、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
8、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.(2019四川达州一诊)某同学用附着有过氧化氢酶的滤纸片进行了相关的实验研究(如图所示,图中小圆圈为
9、氧气气泡),下列分析正确的是()A.酶促反应速率可用反应时间(t3-t1)的长短来表示B.用附着等量FeCl3的滤纸片做实验,反应时间(t3-t1)变短C.该装置可用于探究不同温度对过氧化氢酶活性的影响D.改变过氧化氢溶液的pH,滤纸片不会接触烧杯底部答案A附着有过氧化氢酶的滤纸片进入液面之时即开始了反应,故酶促反应速率可用反应时间(t3-t1)的长短来表示,A正确;酶具有高效性,其催化效率高于无机催化剂,因此用附着等量FeCl3的滤纸片做实验,反应时间(t3-t1)变长,B错误;因为过氧化氢不稳定,在高温下会自行分解,会对实验造成干扰,因而该装置不可用于探究温度对过氧化氢酶活性的影响,C错误
10、;若改变过氧化氢溶液的pH,酶的活性会改变,滤纸片接触到烧杯底部的时间也会改变,滤纸片可能会接触烧杯底部,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
11、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。10.(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
12、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。二、非选择题11.(2019河北唐山高三冲刺)某生物兴趣小组为探究“酶的特性和影响因素”进行了如下实验(注:“+”表示有加入,“-”表示没有加入)。请依据下述实验设计
13、,回答下列问题:试管编号1号2号3号4号5号2 mL H2O2溶液+2滴蒸馏水+-2滴FeCl3溶液-+-2滴新鲜肝脏研磨液-+质量分数为5%的盐酸-+-质量分数为5%的NaOH溶液-+观察气泡多少和产生速率(1)在制备新鲜肝脏研磨液时,加入SiO2的目的是以破坏肝脏细胞,释放出H2O2酶。(2)实验中1号与3号试管对比是为了验证,2号与3号试管对比是为了验证。若要研究pH对酶活性的影响,则应选用号试管进行对比。(3)在探究温度对酶活性的影响时,可选用淀粉和小麦种子中的-淀粉酶作为实验材料。该实验宜选用萌发的小麦种子提取-淀粉酶的主要理由是 。小麦种子发芽时,胚产生的赤霉素诱导淀粉酶的合成,其
14、主要机理是 。由此说明,植物的生长发育过程在根本上是 的结果。该实验中可以在反应后滴加,通过直接观察显色的深浅来检测实验结果。实验结果表明:55 和75 条件下,-淀粉酶具有相同的活性,从酶的特性分析其原因是。答案(1)有助于充分研磨(2)酶具有催化作用酶具有高效性3、4、5(3)小麦种子在萌发时会产生大量的-淀粉酶赤霉素能诱导-淀粉酶基因的表达(或转录和翻译)基因组在一定时间和空间上的程序性表达碘液在最适温度前后,酶可能有相同的催化效率解析(1)在制备新鲜肝脏研磨液时,加入SiO2的目的是有助于充分研磨以破坏肝脏细胞,释放出H2O2酶。(2)3号试管加入的新鲜肝脏研磨液中含有H2O2酶,1号
15、试管可作为对照,因此实验中1号与3号试管对比是为了验证酶具有催化作用,2号与3号试管对比是为了验证酶具有高效性。4、5号试管分别加入了质量分数为5%的盐酸、质量分数为5%的NaOH溶液,3号试管作为对照,因此若要研究pH对酶活性的影响,则应选用3、4、5号试管进行对比。(3)在探究温度对酶活性的影响时,可选用淀粉和小麦种子中的-淀粉酶作为实验材料。小麦种子中淀粉含量丰富,萌发时形成大量淀粉酶,所以该实验宜选用萌发的小麦种子提取-淀粉酶。小麦种子发芽时,胚产生的赤霉素诱导-淀粉酶的合成,其主要机理是赤霉素能诱导-淀粉酶基因的表达(或转录和翻译)。由此说明,植物的生长发育过程在根本上是基因组在一定
16、时间和空间上的程序性表达的结果。用碘液显色方法来判定-淀粉酶的活性,该实验中可以在反应后滴加碘液,通过直接观察显色的深浅来检测实验结果。实验结果表明:55 和75 条件下,-淀粉酶具有相同的活性,从酶的特性分析其原因是在最适温度前后,酶可能有相同的催化效率。12.(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
17、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
18、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,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。13.(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
19、细胞内有过氧化氢酶,能使其分解为无毒物质。据此回答下列问题:(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;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。