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高中生物实战高考一轮复习第7讲酶和ATP试题含答案
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这是一份高中生物实战高考一轮复习第7讲酶和ATP试题含答案,共52页。试卷主要包含了4左右,8时反应产物比pH8,08,3% 、947,酶的特性等内容,欢迎下载使用。
1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。
考点一 酶的本质和作用
1.酶的本质和作用
(1)酶的基本概念图示
(2)酶本质的探索历程(连线)
(3)比较过氧化氢在不同条件下的分解
①实验过程:
②变量分析:
典型例题1 围绕酶的本质、作用及特性考查生命观念
1.下列关于酶的叙述,正确的是
A.同一种酶可存在于人体不同的细胞中
B.酶是细胞内产生的,只能在细胞内起作用
C.酶的合成场所只有核糖体
D.胰蛋白酶只能催化一种蛋白质
2.如图表示一种酶与其对应底物,以下叙述错误的是( )
A.高温导致该酶空间结构发生改变
B.高温下该酶失活是因其活性位点与底物不吻合
C.降低至最适温度时此酶的活性位点结构能恢复
D.酶的专一性是由酶和底物的空间结构决定的
3.下列有关酶的实验叙述,正确的是( )
A.在探究pH对酶活性的影响时,不宜选用过氧化氢酶,宜选用淀粉酶
B.若用淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度,可用斐林试剂来检测底物是否被分解
C.若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性,不可用碘液来检测底物是否被分解
D.在探究过氧化氢酶的具有催化作用时,可在过氧化氢溶液中加入FeCl3溶液作为对照组
4.在每千克普通饲料中添加200mg植酸酶,可配制成加酶饲料;将普通饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒,烘干后储存。挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼鱼苗随机分组饲养,密度为60尾/箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料,给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料。投喂8周后,检测鲈鱼肠道中消化酶样品的活性,结果如下表。下列叙述不正确的是( )
A.选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是成体生长缓慢,实验效果不明显
B.将配制好的饲料进行烘干需要特别高温,这样才能尽可能的杀菌
C.植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性,而对肠道中油脂和淀粉酶的活性影响较小
D.鲈鱼可能为肉食性,其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶
5.啤酒生产时麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量,因此制备麦芽过程中需降低其活性。如图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线,下列叙述错误的是
A.PPO的最适温度为80℃左右
B.PPO催化多酚类物质的生化反应
C.生产啤酒时应将反应条件控制在80℃、pH8.4左右
D.相同时间和温度下,pH7.8时反应产物比pH8.4的少
1.明辨酶的八个易错点
2.酶相关模型的构建与解读
(1)酶的高效性
①与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
(2)酶的专一性
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。
②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶A对此反应有催化作用。
(3)影响酶活性的因素
图甲曲线分析:
①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子的结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
图乙曲线分析:
纵坐标为反应物剩余量,剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;图示pH=7时,反应物剩余量最少,应为最适pH;反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
①图甲:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而加快,当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。
②图乙:在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
考点二 酶的特性和影响酶活性的因素
1.酶的三大特性
2.与酶的特性有关的曲线模型
(1)图1中酶参与的反应对应曲线,无机催化剂参与的反应对应曲线,未加催化剂时对应曲线,由此说明,与无机催化剂相比,酶的催化作用具有高效性。
(2)图2中加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用,而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶的催化作用具有专一性。
(3)①图3中b点表示最适温度,e点表示最适pH。
②温度在a点时,酶的活性较,但不会失活;温度≥c点,酶会失活。pH≤点、pH≥点,酶都会失活。
③由图3可知,酶的作用条件较温和,在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高。
3.探究温度和pH对酶活性的影响
(1)实验原理
①探究温度对酶活性的影响
反应原理
鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
②探究pH对酶活性的影响
反应原理:2H2O22H2O+O2。
鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。
(2)实验步骤和结果
①探究温度对酶活性的影响
②探究pH对酶活性的影响
典型例题1 教材基础
6.下列关于酶实验的叙述,错误的是( )
A.过氧化氢在高温下和酶的催化下分解都加快,其原理不同
B.在探究温度对酶活性影响时,应选择淀粉和淀粉酶,不宜选过氧化氢和过氧化氢酶作实验材料
C.若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来检验酶的专一性,则检测试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液
D.若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活力的实验中,操作合理的顺序应为:加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
7.下列关于探究酶特性的实验,叙述正确的是
A.若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,实验操作顺序不会影响实验结果
B.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
C.若用H2O2和过氧化氢酶来探究酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照
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
8.下列列出的材料供任意选用,实验用具充足。请回答有关问题(注:答案中溶液可不写浓度)。供选:(以下未说明的百分浓度均为质量分数浓度,各溶液均新配制)2%淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%FCl3溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、5%HCl、5%NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂,酸碱缓冲液。
(1)利用所供材料, (能、否)通过实验验证“酶具有高效性”。
(2)要证明pH对酶活性的影响,为避免酸碱对反应物本身水解的影响,选用的反应物最好是 。
(3)研究淀粉酶的专一性,选用的反应物最好是 ,最好用“加入 (试剂)观察颜色变化”的方法来捕获实验结果。
(4)要证明温度对酶活性的影响,选用的反应物最好是 。
1.探究影响酶活性实验的“四步曲”
(1)分组编号:将实验器具分组编号并装入相应的等量试剂。
(2)控制变量:控制影响酶活性的条件(如温度),即首先将底物、酶液分别处理到预设的温度。
(3)进行反应:让酶液与底物混合,在预设的条件(如温度、pH等)下反应,无关变量保持相同。
(4)结果检测:检测实验的因变量,观察并记录实验结果,推出结论。
2.酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”
(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂,“不宜”选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液,“不宜”选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
(3)在探究pH对酶活性影响时,“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触,“不宜”在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。
(4)在探究酶的适宜温度的实验中,“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温、常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。
3.用模型建构法分析影响酶促反应的因素
[典型图示]
[问题设计]
1.底物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系(图1、2)
(1)图1:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
(2)图2:在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度呈正相关。
2.温度和pH与酶促反应速率的关系(图3)
(1)图3:温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的;底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。
(2)图3:反应溶液pH的变化不影响(填“影响”或“不影响”)酶作用的最适温度;反应溶液温度的变化也不改变(填“改变”或“不改变”)酶作用的最适pH。
3.反应时间与酶促反应的关系(图4、5、6)
(1)图4、5、6的时间t0、t1和t2是一致的。
(2)随着反应的进行,反应物因被消耗而减少,生成物因积累而增多。
(3)t0~t1段,因反应物较充足,所以反应速率较高,反应物消耗较快,生成物生成速率较快。t1~t2段,因反应物含量较少,所以反应速率降低,反应物消耗较慢,生成物生成速率较慢。t2时,反应物被消耗完,生成物也不再增加,此时反应速率为0。
考点三 ATP的结构、功能和利用
1.ATP的结构概念图
2.ATP和ADP的相互转化
3.ATP功能原理
(1)ATP为主动运输供能
(2)ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,因而可以参与各种化学反应。
4.ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系:
(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
典型例题1 围绕ATP的结构与功能考查生命观念及科学思维
9.生物体从细胞到系统,在能量转换过程中维持其ATP含量相对稳定的现象称为ATP稳态。下列有关叙述错误的是( )
A.剧烈运动时,人体的ATP含量很多
B.ATP稳态是通过ATP与ADP的相互转化维持的
C.许多放能反应与ATP的合成反应相联系
D.呼吸作用是人体维持ATP稳态的重要途径
10.下图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图。据下图判断,下列有关叙述正确的是( )
A.物质丙是构成RNA的基本组成物质之一
B.催化丙→乙→甲过程的酶与酶3、酶2相同
C.酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有能量释放,且乙→丙释放的能量最少
D.甲为ADP,大肠杆菌体内ATP→甲过程发生在线粒体中
11.研究证实ATP既是“能量通货”,也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答:
(1)神经细胞中的ATP主要来自 (生理过程),该过程的场所是 。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、ATP的浓度仅为2~10 mml/L。为满足能量需要,解决这一矛盾的合理途径是 。
(2)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是 。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型的神经递质,还能释放ATP,两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析,科学家当初推测ATP作为神经细胞间传递信息的信号分子的证据之一是科学家寻找到靶细胞膜上有 。
(4)ATP的含量可作为细胞活性的指标,为了研究不同浓度的X物质对动物细胞活性的影响,以细胞内ATP浓度为观测指标,请根据以下提供的实验材料和用具,设计实验思路,并预测实验结果。
材料和用具:肝细胞悬浮液、细胞培养液、培养瓶等。
(要求:答题时ATP含量的检测不做具体要求)
①实验思路: 。
②预测实验结果: 。
1.明晰ATP与ADP相互转化的三个易错点
(1)动态平衡:细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。由于ADP、Pi等可重复利用,只要提供能量(光能或化学能),生物体就可不断合成ATP,满足生物体的需要。
(2)不是可逆过程:ATP与ADP的相互转化过程中,物质可重复利用,但能量不可循环利用,它们不是可逆反应。
(3)ATP≠能量:ATP是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将二者等同起来。
2.ATP产生与O2间关系的模型构建与解读
3.明辨不同化合物中”A”的含义
12.照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
13.某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃,最适pH9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
14.洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染
15.为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能,研究性学习小组进行了相关实验,结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是( )
A.碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
B.不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C.碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
D.加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
16.下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述,正确的是( )
A.都可通过体液运输到全身
B.都在细胞内发挥作用
C.发挥作用后都立即被灭活
D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
17.很久以前,勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术,这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.麦芽含有淀粉酶,不含麦芽糖
B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C.55~60℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
18.下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
19.ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C、H、O、N、PB.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化D.可直接为细胞提供能量
20.某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递
C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
21.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
一、选择题:每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
22.下列有关酶的叙述,正确的是
A.组成酶的单体是氨基酸或脱氧核苷酸
B.冬季,人体内酶的活性随环境温度的下降而降低
C.底物充足,其他条件适宜,酶促反应速率与酶的浓度成正比
D.酶通过提供能量或降低活化能来提高反应速率
23.下图纵轴为生成物量,横轴为反应时间,其中能正确表示酶浓度增加,而其他条件不变时,生成物量变化的曲线图是(图中虚线表示酶浓度增加后的变化曲线) ( )
A.B.
C. D.
24.反应底物从常态转变为活跃状态所需的能量称为活化能。如图为无催化剂、H+、酶催化下蔗糖水解反应能量变化的示意图,下列相关分析正确的是( )
A.酶具有催化作用,是因为能为化学反应提供能量
B.E2和E3表示H+和酶为化学反应提供的活化能
C.H+降低的化学反应的活化能是E2
D.酶具有高效性,其实质是在于E1-E3> E1-E2
25.血红蛋白由珠蛋白和4个血红素组成,珠蛋白部分是由两对不同的珠蛋白链(α链和β链)组成的四聚体。每条多肽链与一个血红素连接,构成血红蛋白的一个单位,即亚基。下列说法正确的是( )
A.人体内缺Fe时无法合成血红素
B.高温不会改变血红蛋白的空间结构
C.血红蛋白运输氧气的功能与它的空间结构关系不大
D.若构成血红蛋白的氨基酸发生替换,不会影响其功能
26.下列有关酶的实验的叙述错误的是( )
A.探究pH对酶活性的影响时,一般不用淀粉作为底物
B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时,不能用碘液检测实验结果
C.用H2O2作底物验证酶的高效性时,通过测定氧气释放的总量可达到目的
D.探究淀粉酶的最适温度的实验时,应先用设定的温度分别处理底物和酶液后再混合
27.某农科所通过实验研究了温度对其饲养的某种经济动物肠道内各种消化酶活力的影响,得到下图实验结果。下列对实验过程及结果的分析错误的是( )
A.该动物可能为植食性动物,在生态系统中属于初级消费者
B.若三种消化酶进入该动物的胃中,它们的活力不会改变
C.与50℃相比,在20℃环境下保存提取到的各种消化酶效果更好
D.实验时应先将各种消化酶液和底物在对应温度环境中放置5min后再混合
28.下图所示为同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果,据图分析,下列说法不正确的是( )
A.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
B.pH为13的试管调到PH为7后,淀粉含量基本不变
C.应先将各组试管淀粉酶溶液pH分别调到设定数值,再与淀粉混合
D.淀粉酶降低淀粉分解反应活化能的作用比酸更显著
29.图甲是在最适温度下,H2O2酶促反应速率受pH影响的曲线;图乙表示在相同温度下pH=b时,H2O2分解产生的O2量随时间变化的曲线。下列叙述错误的是( )
A.温度降低时,d点右移
B.H2O2量增加时,d点不移
C.pH=a时,e点不移
D.pH=c时,e点不为0
30.萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶,在荧光素酶的作用下,荧光素接受ATP提供的能量后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。下列叙述正确的是( )
A.萤火虫只在细胞质基质合成ATP
B.荧光素激活的过程发生了ATP水解
C.荧光素酶为荧光素的氧化提供能量
D.荧光素释放的光能用于合成ATP
31.下列关于细胞呼吸与线粒体有关的叙述,不正确的是( )
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以催化[H]和氧反应形成水的过程
C.丙酮酸分解成CO2和[H]的过程不需要O2的直接参与
D.人体剧烈运动时,肌肉细胞线粒体可产生乳酸释放能量
32.由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a构成了化合物b,如图所示,则下列叙述不正确的是( )
A.组成化合物b的元素有C、H、O、N、P五种
B.a属于不能水解的糖,是构成生物体的重要成分
C.若a为核糖,则由b组成的核酸主要分布在细胞质
D.大肠杆菌体内含化合物m共四种
33.ATP合成是细胞重要的化学反应。在有机物氧化分解和光反应过程中,膜两侧浓度差推动跨膜运输时,结合在膜上的ATP合成酶催化合成ATP,如图所示,寡霉素与该酶的F0部位结合后可抑制的运输,下列叙述正确的是( )
A.该酶广泛分布于线粒体内膜和叶绿体内膜上
B.能合成ATP的细胞都能合成该酶
C.跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散
D.寡霉素可影响心肌细胞的无氧呼吸
34.下列关于酶和ATP的叙述中,正确的是( )
A.酶和ATP的组成元素一定不相同
B.人体成熟红细胞中不能合成酶和ATP
C.ATP的合成与水解都需要酶的催化
D.酶催化细胞内的化学反应,都伴随ATP的水解
35.下列关于ATP的叙述,错误的是( )
A.人成熟的红细胞也能合成ATP
B.ATP中的能量可来源于光能,也可转化为光能
C.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
D.若ATP的高能磷酸键全部断裂,其产物可作为合成DNA的单体
36.蛋白质磷酸化反应是指ATP末端的磷酸转移到底物蛋白质的特定氨基上所进行的化学反应。磷酸化的蛋白质活性改变而做功,从而参与细胞代谢,如下图所示。下列说法错误的是( )
A.ATP末端磷酸基团脱落时伴随能量的转移
B.磷酸化的蛋白质活性改变但并未变性
C.ATP推动的细胞做功过程属于吸能反应
D.蛋白质的磷酸化过程伴随ATP的水解,水解产物参与RNA的合成
37.ATP是生物体内最直接的能量来源,如图是ATP的分子结构,相关叙述正确的是( )
A.ATP水解供能时①、②、③之间的高能磷酸键都将断裂
B.当水解①和②之间的高能磷酸键后的产物之一可作为RNA分子的合成原料
C.ATP的结构简式可表示为A-T~P~P
D.ATP在细胞中能与ADP相互转化实现储能和放能,从而实现能量的循环利用
二、选择题:每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
38.下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小,某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测,结果如图2所示,各组加入的PPO的量相同。下列说法不正确的是( )
A.由图1模型推测,可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B.非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温对酶活性抑制的机理相似
C.该实验的自变量是温度和酶的种类
D.图2中,相同温度条件下酶A的活性更高
39.研究发现:酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验:
下列相关说法正确的是( )
A.①②③过程中,蛋白质的空间结构不变
B.蛋清中的蛋白质分子比蛋白块a中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解
C.处理相同时间,蛋白块b明显小于蛋白块c,可证明与无机催化剂相比,酶具有高效性
D.将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合,可直接测定蛋白酶在此pH下的催化效果
40.下列关于酶的相关实验,叙述正确的是( )
A.验证酶具有高效性时,可以一组加酶,另一组加等量的蒸馏水
B.当用蔗糖和淀粉作为底物验证淀粉酶的专一性时,一般不使用碘液进行鉴定,
C.探究pH对酶活性的影响时,可使用淀粉酶进行实验
D.探究温度对酶活性的影响时,可使用过氧化氢酶进行实验
41.腺苷三磷酸二钠片或注射液主要用于心功能不全、进行性肌萎缩、脑出血等后遗症的辅助治疗。其药理是腺苷三磷酸作为一种辅酶不仅能改善机体代谢而且还参与体内脂肪、蛋白质、糖、核酸以及核苷酸的代谢。下列说法错误的是( )
A.腺苷三磷酸可通过参与载体蛋白的磷酸化过程从而改善机体代谢
B.进行性肌萎缩患者口服腺苷三磷酸二钠片可明显改善运动能力
C.ATP、GTP、CTP、UTP去掉所有磷酸基团后,均为RNA的基本组成单位
D.生物体内腺苷三磷酸与腺苷二磷酸的相互转化体现了生物界的统一性
42.酶与底物结合完成催化反应后结构会发生相应的变化。枯草杆菌蛋白酶(S酶)可催化两种结构不同的底物CTH和CU,且与两者结合的活性中心位置相同。研究人员利用S酶进行的四组实验(SCTH表示催化CTH反应后的S酶,SCU表示催化CU反应后的S酶),结果如图所示。对实验结果分析不正确的是( )
A.S酶可催化CTH和CU反应,但体现其具有专一性
B.CTH能诱导SCU产生相应的互补结构进行高效反应
C.SCU和CTH反应后还能催化CU进行高效反应
D.S酶与底物结合后,提供了底物转化为产物所需要的活化能
43.下列关于细胞与能量的说法,正确的是( )
A.ATP中的能量是吸能反应所产生的能量
B.ATP中的高能磷酸键水解时释放的能量比连接在糖分子上的磷酸键要多
C.协助扩散和主动运输都需要ATP提供能量
D.人体在剧烈活动过程中所需的能量是乳酸分解提供的
44.睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。图1为腺苷合成及转运示意图,ATP运到胞外后,可被膜上的核酸磷酸酶分解。研究发现,腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合,可促进K+通道开放,腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。图2为测定基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化的一种腺苷传感器。下列相关叙述错误的是( )
A.利用AK活性抑制剂或利用A2激动剂可改善失眠症患者睡眠
B.由图1可知,储存在囊泡中的ATP通过自由扩散的方式转运至胞外
C.由图2可知,可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺苷浓度
D.ATP转运至胞外后,可被膜上的核酸磷酸酶分解,脱去2个磷酸产生腺苷
三、非选择题
45.木瓜蛋白酶是从番木瓜中提取的一种蛋白水解酶,为探究pH对木瓜蛋白酶活性的影响,在适宜温度条件下,研究人员以蛋白块为底物进行相关实验,实验过程及其结果如下表所示,请回答下列问题:
(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的 ,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,酶的主要合成场所是 。与无机催化剂相比,酶的催化效率更高,原因是 。
(2)酶促反应速率通常用单位时间内反应物的减少量(或生成物的增加量)来表示。本实验的自变量是 ;因变量是蛋白块的水解速率,可用 作为观察指标,无关变量有温度、 等(答出2点即可)。
(3)本实验结果尚不能确定木瓜蛋白酶的最适pH,请你在该实验的基础上,设计一个简单实验来探究木瓜蛋白酶的最适pH。(写出实验思路即可) 。
46.生物体内的化学反应一般都需要酶的参与。下图(一)示意酶抑制剂的作用原理:竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而抑制酶活性;非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性。图(二)示意谷氨酸脱羧酶的催化反应速度。请据图回答下列问题:
(1)大多数酶的化学本质是 ,所用的鉴定试剂与斐林试剂使用方法有何不同? 。(答两点即可)。
(2)某抑制剂的化学结构与细菌合成细胞壁的底物无任何相似,但仍能抑制细菌合成细胞壁相关的酶的活性,其原因可能 。
(3)若某抑制剂对酶的抑制作用随着底物浓度升高,抑制效力变得越来越小,则此抑制剂是 (竞争性/非竞争性)抑制剂,原因是 。
(4)动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶,能专一催化谷氨酸分解(1 ml谷氨酸分解为1 ml氨基丁酸和1 ml CO2)。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后,在谷氨酸起始浓度为10 ml/L、最适温度、最适pH值的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果如图(二)。
①若图(二)表示产物氨基丁酸浓度随时间变化的曲线,则本实验中pH属于 变量。
②在图(二)中画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线 。
③若利用该酶的催化反应来研究温度对酶活性的影响,现已设计了实验步骤,将步骤中的问题补充完整(仪器、试剂等满足需求,限设三组实验)。
Ⅰ、取三只相同的试管编号A、B、C,各加入2 mL 10 ml/L的谷氨酸,取三瓶等浓度的谷氨酸脱羧酶溶液编号a、b、c
Ⅱ、将A、a放在0℃的环境中, 放在37 ℃环境中, 放在80℃(其他能使该酶变性的高温也可)环境中,放置一段时间
Ⅲ、从a、b、c中取 ,对应滴加到A、B、C试管中,仍放在原温度环境中
Ⅳ、适宜时间后,用仪器分别测定并记录溶液中 的浓度或记录 释放的时间,分析实验结果
47.细菌紫膜质是一种膜蛋白,ATP 合成酶能将 H+势能转化为 ATP 中的化学能。科学家分别将细菌紫膜质和 ATP 合成酶重组到脂质体(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上, 在光照条件下,观察到如下图所示的结果:
请回答:
(1)H+以主动运输方式通过细菌紫膜质进入脂质体内部,该过程消耗的能量来自于 (填“光能”或“ATP”),从脂质体内部转移到外部则是以 方式通过 ATP 合成酶完成的。
(2)从上图可知,ATP 合成酶是 分子(填“亲水性”或“亲脂性”或“两性”),具有 的功能。H﹢跨过膜的过程中,ATP 合成酶的构象会发生改变。这种改变是 (填“可逆”或“不可逆”)的。
(3)ADP 和 Pi 接受 H+通过人工膜所释放的势能形成 ATP。ATP是驱动细胞生命活动的 能源物质。人工膜能通过 H+的跨膜转运形成 ATP 的条件是脂质体 。
(4)2,4—二硝基苯酚是一种能随意进出脂质体的弱电解质。在 H+浓度高的溶液中会结合H+以分子态形式存在,在 H+浓度低的溶液中则电离出 H+以离子态形式存在。若将丙图所示结构转移至含2,4—二硝基苯酚的溶液中,ATP的合成速率将 。
48.研究证实ATP既是“能量通货”,也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答:
(1)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、ATP的浓度仅为2~10mml/L,为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是 。
(2)ATP可在有关酶的作用下,将其磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的部分含有的元素有 。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP作为神经细胞间信息传递中的信号分子,其释放的两类物质均能引起受体细胞的膜电位变化。证明ATP也可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是 。
(4)食品卫生检验人员可通过测定食品样品中细菌的ATP总含量来推测细菌数量,从而判断食品污染程度。做出上述判断的理由是每个细菌细胞中ATP的含量 。
蛋白酶活性(U/mg)
脂肪酶活性(U/mg)
淀粉酶活性(U/mg)
对照组
1.09
0.08
0.12
实验组
1.71
0.10
0.13
项目
正确说法
错误说法
产生场所
活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)
具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质
有机物(大多数为蛋白质,少数为RNA)
蛋白质
作用场所
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
只在细胞内起催化作用
温度影响
低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活
低温和高温均使酶变性失活
作用
酶只起催化作用
酶具有调节、催化等多种功能
来源
生物体内合成
有的可来源于食物等
合成原料
氨基酸、核糖核苷酸
只有氨基酸
合成场所
核糖体、细胞核等
只有核糖体
试管编号
试管1
试管1′
试管2
试管2′
试管3
试管3′
实
验
步
骤
一
1 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
1 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
1 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
二
放入0 ℃冰水中约5 min
放入60 ℃热水中约5 min
放入100 ℃热水中约5 min
三
将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min
将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min
将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四
取出试管各加入两滴碘液,振荡
实验现象
实验结论
淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解,在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度,温度过高或过低都会影响酶的活性
试管编号
试管1
试管2
试管3
实
验
步
骤
一
2滴过氧化氢酶溶液
二
1 mL蒸馏水
1 mL物质的量浓度为0.01 ml/L的盐酸溶液
1 mL物质的量浓度为0.01 ml/L的
NaOH溶液
三
2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
实验结论
pH会影响酶的活性,酶的活性有适宜的pH范围
化合物
结构简式
“A”含义
共同点
ATP
腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸
腺嘌呤
反应部位
(1)
叶绿体的类囊体膜
线粒体
反应物
葡萄糖
丙酮酸等
反应名称
(2)
光合作用的光反应
有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源
化学能
(3)
化学能
终产物(除ATP外)
乙醇、CO2
(4)
(5)
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
试管编号
①
②
③
④
⑤
木瓜蛋白酶溶液/mL
10
10
10
10
10
pH
3
5
7
9
11
等体积的蛋白块数量/个
1
1
1
1
1
蛋白块完全水解的时间/min
15
7
5
8
20
《第7讲 酶和ATP》参考答案:
1.A
【分析】1、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数为RNA。
2、酶的特性
(1)高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107~ 1013倍,这说明酶具有高效性的特点。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应,这说明酶的催化作用具有专一性的特点,酶的专一性的解释常用“锁和钥匙学说”。
(3)作用条件温和:高温、高压、强酸、强碱都能使蛋白质其他化学键的断裂永久失活。
【详解】同一种酶可存在于人体不同的细胞中,如呼吸酶,A正确;酶是活细胞产生的,在细胞内、细胞外、体外适宜条件下都可以发挥作用,B错误;绝大多数酶是蛋白质,少数为RNA,蛋白质在核糖体合成,RNA主要在细胞核内转录合成,C错误;胰蛋白酶能把多肽链中赖氨酸和精氨酸残基中的羧基侧切断,不只催化一种蛋白质的水解,D错误。
【点睛】判断本题的D选项正确与否,要明确胰蛋白酶能把多肽链中赖氨酸和精氨酸残基中的羧基侧切断,故它不只催化一种蛋白质的水解,否则会误判D是正确的
2.C
【分析】酶的活性受温度(pH)影响,在最适温度(pH)时,酶的活性最强,低于或高于最适温度(PH),酶的活性降低。高温、过酸、过碱会使酶变性失活。
【详解】A、由图可知高温导致该酶空间结构发生了改变,A正确;
B、高温使酶的结构发生了改变,其活性位点与底物不吻合,导致酶失活,不能催化底物分解,B正确;
C、高温使酶的结构发生的改变是不可逆的,即使降低至最适温度,酶的结构也不能恢复,C错误;
D、酶的专一性是由酶和底物的空间结构决定的,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,酶才可催化底物发生变化,D正确。
故选C。
3.C
【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH,pH过高或过低以及温度过高都能使酶变性失活,但温度过低时,酶不会失活.过氧化氢的分解受温度影响,斐林试剂使用时需要水浴加热,因此它们都不适用于探究温度对酶活性影响的实验.酶能降低化学反应的活化能,从而加快化学反应速率。
【详解】A、淀粉在酸性条件下会水解,因此用淀粉酶探究pH对酶活性的影响不合适,A错误;
B、斐林试剂使用时需要水浴加热,因此在研究温度影响淀粉酶活性实验中,不宜用斐林试剂检测实验结果,应该用碘液检测实验结果,B错误;
C、若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性,若用碘液检测底物是否被分解,不能判断蔗糖是否被水解,C正确;
D、在探究过氧化氢酶的具有催化作用时,对照组应该加入等量蒸馏水,加入FeCl3溶液组是探究过氧化氢酶具有高效性,D错误。
故选C。
4.ACD
【详解】(1)由于本察颜观色要探究植酸酶对鲈鱼生长的影响,鱼苗生长较快,利于在实验过程中较为明显地观察其效果,而成体生长缓慢,实验效果不明显;由于实验需要在网箱中进行较长有时间(题中介绍要8周),所以得在开展实验前让鲈鱼适应实验养殖环境,否则有可能因为鲈鱼不适合新的环境,而严重影响实验的科学性和结果的可靠性。
(2)实验目标是“探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响”,其中实验变量为“植酸酶的有无”,实验组的饲料中已添加了植酸酶,因此在包袱烘培过程中要特别注意温度不能过高,否则会因高温处理使植酸酶变性而失去活性,若如此的话,两组实验结果将没有区别了。这一小题前后两问密切关联,需在审题时细细分析,查找变量,切中要害,不然,若前一空注意要点有误,那就完了,你想通了吗?答对了吗?
(3)这是实验分析题的基本问题,通过研究实验课题,确认实验变量、因变量,当然还要关注无关变量——实验步骤③中哪些因素得以控制?有“体格健壮、大小一致的鲈鱼”、“随机分组”、“规格相同的浮式海水网箱”、“放养密度为60尾/箱”、“投喂等量加酶饲料”,等等。除此之外,还有水温、盐度和溶解氧等
(4)实验结论的归纳需从实验结果和表中实验数据入手。“结果显示,对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3% 、947. 2%。”——添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长;表中实验组蛋白酶活性明显较对照组高,而脂肪酶和淀粉酶活性则相近,所以归纳得出:植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性,而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小。
(5)鱼的食性有植食性、肉食性和杂食性,根据题干信息显示,鲈鱼消化道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶,说明其食物中含较为丰富的蛋白质,所以可判定为肉食性。所以ACD选项正确。
5.C
【分析】本题以坐标曲线为情境,考查学生对影响酶活性的因素的相关知识的识记和理解能力,以及获取信息、分析问题的能力。
【详解】曲线图显示:80℃时的PPO活性高于70℃与90℃,据此可推知:PPO的最适温度为80℃左右,A正确;酶具有专一性,PPO能催化多酚类物质的生化反应,B正确;生产啤酒时,若将反应条件控制在80℃、pH8.4左右,此时PPO活性最强,会降低啤酒质量,因此,制备麦芽过程中需降低其活性,C错误;相同时间和温度下,pH7.8时酶的活性比pH8.4时酶的活性低,因此pH7.8时反应产物比pH8.4时的少,D正确。
【点睛】由曲线可知:该实验的自变量是温度和pH,因变量是PPO的活性;同一温度条件下酶活性有最适pH,pH过高或过低都会降低酶的活性;不同温度条件下的最适宜pH相同;同一pH条件下,温度不同,酶活性不同。在此基础上,以题意信息 “啤酒生产时麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量”为切入点,分析判断各选项。
6.D
【分析】验证酶的专一性实验中,可以用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂来进行,因淀粉、蔗糖为非还原性糖,而其水解产物为还原性糖。
【详解】A、酶促反应的原理是降低化学反应的活化能,但是高温不是,A正确;
B、过氧化氢在高温下会分解,因此不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,B正确;
C、若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,则检测试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液,因为碘液不能检测蔗糖是否被水解,C正确;
D、定酶活性实验操作中,体积最大的物质一般最先加入;对反应条件最敏感的试剂一般最后加入。故先加入缓冲液,再加入底物,最后加入酶,然后立即混匀保温,并开始计时,D错误。
故选D。
7.C
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活),据此分析解答。
【详解】若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,自变量是PH值,因变量是酶活性,若让过氧化氢底物与过氧化氢酶先混合则会干扰实验结果的真实性,A错误;斐林试剂检测还原糖需要水浴加热,会改变反应的温度,因此如果探究温度对淀粉酶活性的影响,选择碘液检测实验结果,B错误;酶的高效性是和无机催化剂相对而言的,因此如果探究过氧化氢酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照,C正确;由于蔗糖是否发生水解,都不与碘液反应,因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不能用碘液检测实验结果,D错误。
【点睛】建议:探究温度对酶活性的影响,底物用淀粉,检测试剂用碘液;探究pH对酶活性的影响。底物用过氧化氢,且都要注意实验的操作顺序。
8.(1)能
(2)过氧化氢溶液
(3) 淀粉溶液和蔗糖溶液 斐林试剂
(4)淀粉溶液
【分析】试题分析:根据提供信息分析,提供的反应物有:3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、3%的过氧化氢溶液;提供的催化剂有:2%淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%Fecl3溶液;提供的可以影响反应条件的物质有:5%HCl、5%NaOH、热水、蒸馏水、冰块;检验的试剂有:碘液、斐林试剂。
【详解】(1)可以利用3%的过氧化氢溶液作为反应物,20%肝脏研磨液、3%Fecl3溶液分别作为生物催化剂和无机催化剂,验证酶具有高效性。
(2)酸碱度会影响淀粉和蔗糖自身的水解,所以要证明pH对酶活性的影响,选用的反应物最好是过氧化氢溶液。
(3)淀粉酶具有专一性,只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,所以研究淀粉酶的专一性,选用的反应物最好是淀粉溶液和蔗糖溶液;淀粉水解的产物是还原糖,可以用斐林试剂进行检测,在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀。
(4)温度会影响过氧化氢的自身分解,而蔗糖的分解产物鉴定麻烦,所以要证明温度对酶活性的影响,选用的反应物最好是淀粉溶液,可以通过加入碘液观察蓝色褪去的程度检验实验的进行程度。
9.A
【分析】1、ATP直接给细胞的生命活动提供能量。
2、在生物体内ATP与ADP的相互转化是时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。
【详解】A、ATP在细胞内的含量很少,但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速,可以为生命活动提供能量,A错误;
B、在生物体内ATP与ADP的相互转化是时刻不停的发生并且处于动态平衡之中,从而维持ATP稳态,B正确;
C、放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系,C正确;
D、有氧呼吸和无氧呼吸是机体产生ATP的主要途径,是维持ATP稳态的重要途径,D正确。
故选A。
10.C
【分析】题图分析,图中甲为ADP,乙为AMP,丙为腺苷,丁为磷酸。
【详解】A、物质丙是腺苷,不是构成RNA的基本组成物质之一,A错误;
B、酶具有专一性,催化丙→乙→甲过程的酶与酶3、酶2不同,B错误;
C、酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有能量释放,且乙→丙释放的能量最少,因为该过程中断裂的化学键是普通化学键,C正确;
D、大肠杆菌体为原核生物,其细胞中没有线粒体,D错误。
故选C。
11. 需氧呼吸(或细胞呼吸) 细胞质基质和线粒体 ATP—ADP循环迅速(或ATP与ADP相互迅速转化) 腺苷 ATP的受体 将等量的肝细胞悬浮液分别培养于添加了不同浓度的X物质的细胞培养液和不含X物质的细胞培养液中(或者以不添加X物质的细胞培养液为对照),一定时间后检测各组细胞中的ATP的含量 若添加不同浓度X物质的细胞中ATP含量与对照组相似,则X物质对细胞活性没影响;若随着X物质浓度的增加细胞中ATP的含量逐渐增加,则X物质能促进细胞活性;若随着X物质浓度的增加细胞中ATP的含量逐渐减少, 则X物质能抑制细胞活性
【试题分析】本题以ATP为素材,结合信号分子作用机理图和探究实验,考查ATP和细胞间信息传递的相关内容,意在考查学生的识图能力、实验设计能力和实验探究能力。由题干和图可知,细胞膜上存在着P2X、P2Y和P1受体,而ATP与P2X和P2Y受体特异性结合,直接引起神经纤维发生电位变化,则ATP可以在神经细胞之间传递信息。细胞中ATP和ADP的含量不多,其不断地相互转化,维持动态平衡;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。可据此答题。
(1)神经细胞中的ATP主要来自有氧呼吸(或细胞呼吸);有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体;为了满足ATP的需要,机体内ATP和ADP之间进行着相互迅速转化。
(2)每个ATP分子中有一分子腺苷和三分子磷酸基团,因此磷酸基团逐渐脱离下来后,剩下的是腺苷。
(3)据图分析,科学家当初推测ATP作为神经细胞间传递信息的信号分子的证据之一是科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体。
(4)实验自变量为X物质的浓度,因变量为动物细胞活性的大小(以细胞内ATP浓度为观测指标)。因此,①实验思路是:将等量的肝细胞悬浮液分别培养于添加了不同浓度的X物质的细胞培养液和不含X物质的细胞培养液中(或者以不添加X物质的细胞培养液为对照),一定时间后检测各组细胞中的ATP的含量。
②实验预测结果:若添加不同浓度X物质的细胞中ATP含量与对照组相似,则X物质对细胞活性没影响;若随着X物质浓度的增加细胞中ATP的含量逐渐增加,则X物质能促进细胞活性;若随着X物质浓度的增加细胞中ATP的含量逐渐减少,则X物质能抑制细胞活性。
12. 细胞质基质 无氧呼吸 光能 O2、NADPH H2O、CO2
【分析】1、无氧呼吸:场所:细胞质基质;反应式C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
2、有氧呼吸三个阶段的反应:
第一阶段:反应场所:细胞质基质;反应式C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段:反应场所:线粒体基质;反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量
第三阶段:反应场所:线粒体内膜;反应式:24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)
3、光反应和暗反应比较:
【详解】(1)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸,反应场所为细胞质基质。
(2)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸。
(3)由分析可知,光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能,储存在ATP中。
(4)由分析可知,光合作用的光反应的产物为O2和NADPH。
(5)由分析可知,线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2,第三阶段产物为H2O。
【点睛】本题通过ATP的合成过程中能量的来源,考查有氧呼吸、无氧呼吸以及光合作用的场所、反应物、产物和能量转化的知识,考查内容较基础。
13.C
【分析】分析表格信息可知,降解率越高说明酶活性越高,故②组酶的活性最高,此时pH为9,需要添加CaCl2,温度为70℃。
【详解】A、分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;
B、分析①②变量可知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分别为90℃、70℃,故自变量为温度,B正确;
C、②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70℃,但由于温度梯度、pH梯度较大,不能说明最适温度为70℃,最适pH为9,C错误;
D、该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验,D正确。
故选C。
14.B
【分析】碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物,都会在碱性蛋白酶的作用下,结构松弛、膨胀解体,起到去污的效果。
【详解】A、由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知,碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活,A正确;
B、由图可知,加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠,部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态,因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的 ,B错误;
C、碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,而且加热也能使碱性蛋白酶失活,会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果,添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果,C正确;
D、酶具有高效性,碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸,具有很强的分解蛋白质的能力,可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍,添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染,D正确。
故选B。
15.A
【分析】实验的自变量是污布类型、洗衣粉的类型及是否加酶,因变量是去污力。
【详解】A、对污布类型2、3而言,都是Y型洗衣粉,30%的酶用量,但去污力不同,说明碱性纤维素酶对污布类型2、3 的去污力不同,A正确;
B、由于污布类型不同,不能探究不同类型的洗衣粉对碱性蛋白酶的去污力的影响,B错误;
C、20 U/L的碱性纤维素酶处理对污布类型1,去污力为60%,30 U/L的碱性纤维素酶处理污布类型2,去污力约为80%,则单位碱性纤维素酶对污布类型1去污力最强,C错误;
D、该实验没有针对同一类型的洗衣粉加大酶用量的探究,则不能判断加大酶用量是否提高洗衣粉的去污力,D错误。
故选A。
【点睛】
16.D
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的催化具有高效性、专一性、作用条件较温和的特点;酶在催化反应前后性质不发生改变。
激素是由内分泌器官或细胞分泌的对生物体生命活动具有调节作用的化学物质;激素调节的特点是微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞;胰岛素属于蛋白质类激素,具有降低血糖的作用。
【详解】A、胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶,通过导管运输至消化道内发挥作用,而胰岛素由胰岛B细胞分泌,可通过血液运输至全身,A错误;
B、胰蛋白酶在消化道内发挥作用,而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合,进而调节靶细胞的代谢活动,二者均不在细胞内发挥作用,B错误;
C、胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变,胰岛素发挥作用后会被灭活,C错误;
D、胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质,都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应,D正确。
故选D。
17.C
【分析】糖类包括:单糖、二糖、多糖。单糖中包括五碳糖和六碳糖,其中五碳糖中的核糖是RNA的组成部分,脱氧核糖是DNA的组成部分,而六碳糖中的葡萄糖被形容为“生命的燃料”,而核糖、脱氧核糖和葡萄糖是动物细胞共有的糖;二糖包括麦芽糖、蔗糖和乳糖,其中麦芽糖和蔗糖是植物细胞中特有的,乳糖是动物体内特有的;多糖包括淀粉、纤维素和糖原,其中淀粉和纤维素是植物细胞特有的,糖原是动物细胞特有的。
【详解】A、麦芽糖属于植物细胞特有的二糖,在麦芽中存在麦芽糖,A错误;
B、麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合而成的,B错误;
C、细菌的生长需要适宜温度,据图可知,该过程中需要在55-60℃条件下保温6小时左右,目的是抑制细菌的生长,避免杂菌污染,C正确;
D、一般而言,植物体内酶的最适温度高于动物,故麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高,D错误。
故选C。
18.D
【分析】ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。ATP分子的结构 式可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,ATP分子中大量的能量就储存在特殊的化学键中。ATP可以水解,这实际上是指ATP分子中特殊的化学键水解。
【详解】A、1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成,A错误;
B、ATP分子的结构式可以简写成A—P~P~P,磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键,B错误;
C、ATP在水解酶的作用下水解,在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP,C错误;
D、吸能反应一般与ATP的分解相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP,D正确。
故选D。
19.B
【分析】A代表腺苷,P代表磷酸基团,ATP中有1个腺苷,3个磷酸基团,2个高能磷酸键,结构简式为A-P~P~P。
【详解】A、ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团,故元素组成为C、H、O、N、P,A正确;
B、在无氧条件下,无氧呼吸过程中也能合成ATP,B错误;
C、ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化,C正确;
D、ATP是生物体的直接能源物质,可直接为细胞提供能量,D正确。
故选B。
20.B
【分析】分析图形,在信号的刺激下,蛋白激酶催化ATP将蛋白质磷酸化,形成ADP和磷酸化的蛋白质,使蛋白质的空间结构发生改变;而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落,形成去磷酸化的蛋白质,从而使蛋白质空间结构的恢复。
【详解】A、通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构,进而来实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与功能相适应的观点,A正确;
B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,将会使该位点无法磷酸化,进而影响细胞信号的传递,B错误;
C、根据题干信息:进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用,而ATP为其提供了磷酸基团和能量,从而参与细胞信号传递,C正确;
D、温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应,D正确。
故选B。
21.B
【分析】本题主要考查细胞中生理活动的相关知识。细胞中蛋白质、淀粉和多糖在酶的作用下水解,无需消耗能量;生长素在幼嫩组织中从形态学上端向形态学下端运输属于极性运输,其方式为主动运输,需要消耗能量;光合作用的光反应阶段,水在光下分解,不需要消耗ATP;无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸分解成酒精和CO2或乳酸,都不消耗能量。
【详解】唾液淀粉酶水解淀粉,形成麦芽糖,不消耗能量,A错误;生长素的极性运输是以主动运输的方式,在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端,需要ATP提供能量,B正确;光反应阶段中水在光下分解,需要光能,不需要ATP供能,C错误;乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸,不需要ATP供能,D错误。因此,本题答案选B。
【点睛】解答本题关键要熟悉细胞中不同的生理活动的具体过程,来判断是否需要ATP功能。
22.C
【详解】试题分析:组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸,A错误;人是恒温动物,体内酶的活性不随环境温度的下降而改变,B错误;底物充足,其他条件适宜,酶促反应速率与酶的浓度成正比,C正确;酶通过降低活化能来提高反应速率,D错误。
考点:本题主要考查影响酶活性的因素;酶的概念;酶促反应的原理。
23.C
【详解】试题分析:在一定时间范围内,随着时间的推移,生成物的量增加,由于底物的数量是有限的,到达一定时间后,生成物的量不再增加;酶浓度增加后,可加快化学反应的速率,即缩短到达化学反应平衡点所需要的时间,但并不改变化学反应的平衡点,故C正确。ABD不正确。
故选C。
24.D
【分析】据图分析,从上至下,曲线分别代表无催化剂、H+、酶催化时的化学反应。
【详解】A、酶具有催化作用,是因为降低化学反应的活化能,A错误;
B、E2和E3表示H+和酶催化的化学反应所需要的活化能,B错误;
C、无催化剂时需要的活化能是E1,H+参与下的化学反应需要的活化能是E2,H+降低的化学反应的活化能=E1-E2,C错误;
D、与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,即E1-E3> E1-E2,D正确。
故选D。
25.A
【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸,蛋白质多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关,蛋白质的结构层次由小到大的顺序是:C、H、O、N等元素→氨基酸→肽链→蛋白质。
【详解】A、Fe是构成血红素的元素,因此,人体内缺Fe时无法合成血红素,A正确;
B、高温会导致蛋白质空间结构改变,因而会改变血红蛋白的空间结构,B错误;
C、蛋白质的空间结构与其功能有关,即血红蛋白运输O2的能力与其空间结构有关,C错误;
D、若构成血红蛋白的氨基酸发生替换,则会影响其空间结构,进而会影响其功能,D错误。
故选A。
26.C
【解析】1、酶的特性:
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107∼1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
2、影响酶活性的因素:温度、pH、酶的抑制剂等。
【详解】A、酸会导致淀粉的水解,淀粉不适用于探究pH影响酶活性的反应底物,A正确;
B、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时,使用碘液无法检测蔗糖是否被分解,应使用斐林试剂检测实验结果,B正确;
C、用H2O2作底物验证酶的高效性时,通过测定气泡或者氧气释放的速率可达到目的,由于底物量一定,最终实验组和对照组气泡或者氧气释放的总量应该相同,C错误;
D、探究淀粉酶的最适温度的实验时,应先用设定的温度分别处理底物和酶液后再混合,以保证能观察到不同温度下的酶的催化效率,D正确。
故选C。
27.B
【分析】分析题干和曲线图可知,该实验是探究温度对其饲养的某种经济动物肠道内各种消化酶的活力的影响,其自变量是温度和消化酶的种类,因变量是酶的活力,pH、各种消化酶的量等无关变量相同且适宜。淀粉在淀粉酶的作用下会水解,若淀粉酶活力降低,则淀粉分解量减少。
【详解】A、该动物肠道内淀粉酶的活力很高,可能为植食性动物,在生态系统中属于初级消费者,A正确;
B、酶的活性受pH的影响,若三种消化酶进入该动物的胃中,pH降低影响酶的活性,B错误;
C、酶需要在低温环境下保存,与50℃相比,在20℃环境下保存提取到的各种消化酶效果更好,C正确;
D、探究温度对酶活性的影响时,应将酶与底物分别保温后再混合,防止两者未达到预设温度就开始反应,D正确。
故选B。
28.A
【分析】分析柱形图:图示为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果,由图可知pH为7时,淀粉酶的活性最高;pH在3~7时,随着pH的升高,酶活性逐渐增强;pH在7~9时,随着pH的升高,酶活性逐渐降低;pH达到11时,酶已经变性失活。
【详解】A、酶的活性易受pH的影响,且淀粉在酸性环境中可以水解,所以pH为3和9的两只试管中的淀粉酶的活性不相同,A错误;
B、pH为13时,酶已经变性失活,因此再将pH调为7时,反应速率不变,即淀粉含量基本不变,B正确;
C、酶具有高效性,因此不能先将淀粉溶液和淀粉酶先混合,而应该先将各组试管中相应的淀粉溶液和淀粉酶溶液的pH分别调到设定数值再混合,C正确;
D、淀粉酶的催化原理是降低淀粉分解反应活化能,降低的效果比酸更显著,D正确。
故选A。
29.B
【分析】H2O2在常温下分解非常缓慢,在生物体内H2O2酶能将其快速分解,从而避免对细胞造成伤害。
曲线图分析:图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线,pH=b时,该酶的活性最强;pH=a时,H2O2活性减弱性。图乙表示在最适温度下,pH=b时,H2O2分解产生的O2量随时间的变化。e点表示化学反应的平衡点,d点表示到达平衡点所需的时间,能代表化学反应的速率。
【详解】A、图乙表示在最适温度下,H2O2分解产生的O2量随时间的变化。温度降低时,酶的活性下降,酶促反应速率减慢,但化学反应的平衡点不变,所以e点不变,d点右移,A正确;
B、底物(H2O2量)增加时,化学反应的平衡点升高,到达化学反应平衡点所需的时间延长,即e点上移,d点右移,B错误;
C、pH=a时,酶的活性减弱,酶促反应速减慢,但化学反应的平衡点不变,所以e点不变,C正确;
D、pH=c时,酶变性失活,但H2O2在常温下也能缓慢分解,所以e点不为0,D正确。
故选B。
30.B
【分析】ATP又叫三磷酸腺苷,简称为ATP,其结构简式是A-P~P~P。A表示腺苷、T表示三个、P表示磷酸基团、“~”表示高能磷酸键。
ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物,它的大量化学能就储存在高能磷酸键中。ATP水解释放能量断裂的是末端的高能磷酸键。
ATP是生命活动的直接能源物质,在体内含量并不高,但转化速度快。
AT的主要来源于光合作用和呼吸作用。
【详解】A、萤火虫通过呼吸作用产生ATP,呼吸作用的场所有细胞质基质和线粒体,二者都能合成ATP,A错误;
B、荧光素激活时接受ATP提供的能量,需要荧光素酶催化ATP水解,B正确;
C、荧光素酶具有催化作用,不能为荧光素的氧化提供能量,C错误;
D、荧光素释放的光能不能被细胞所利用,D错误。
故选B。
31.D
【分析】有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段在细胞质基质中,葡萄糖分解形成丙酮酸,产生少量还原氢和少量能量;第二阶段在线粒体基质中进行,丙酮酸和水分解产生二氧化碳,产生大量还原氢和少量能量;第三阶段在线粒体内膜上进行,还原氢和氧气反应生成水,释放大量能量。
【详解】A、有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,在上述场所都能产生ATP,A正确;
B、有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上,在此阶段线粒体内膜上的相应酶催化[H]和氧反应产生水,并释放大量能量,B正确;
C、线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要H2O的直接参与,不需要O2的参与,C正确;
D、人体剧烈运动时,肌肉细胞细胞质基质可产生乳酸释放能量,D错误。
故选D。
32.D
【详解】图示化合物b是核苷酸,组成元素是C、H、O、N、P,A正确;1分子核苷酸由1分子磷酸、1分子碱基和1分子五碳糖组成,则a是五碳糖,属于单糖,不能水解,是生物体的重要组成成分,B正确;若a是核糖,则b是核糖核苷酸,由b组成的核酸是核糖核酸,主要分布在细胞质,C正确;细菌体内既有DNA,也含有RNA,碱基m共有5种:A、G、C、T、U,D错误。
33.C
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。
自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量,比如水、气体、脂类(因为细胞膜的主要成分是脂质,如磷脂)都属于自由扩散;
协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体,比如葡萄糖进入红细胞;
主动运输从高浓度到低浓度,需要载体,需要能量,比如几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、因为结合在膜上的ATP合成酶催化合成ATP,所以该酶广泛分布于线粒体内膜,但是叶绿体内膜不合成ATP,所以在其上不存在,A错误;
B、能合成ATP的细胞例如成熟哺乳动物的红细胞不含核糖体,不能合成该酶,B错误;
C、由图可知H+从高浓度流向低浓度,则其 跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散,C正确;
D、无氧呼吸发生在细胞质基质,而ATP合成酶是生物膜上的蛋白质,故寡霉素不影响细胞无氧呼吸,D错误。
故选C。
34.C
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值。
2、ATP分子的中文名称叫三磷酸腺苷,其结构简式为A−P∼P∼P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,∼代表特殊的化学键。ATP分子不稳定,水解时远离A的磷酸键容易断裂,并释放大量的能量,供给各项生命活动。
【详解】A、酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,而RNA和ATP的组成元素完全相同,A错误;
B、人体成熟的红细胞没有细胞核和细胞器,不能合成酶,但是其可以通过无氧呼吸合成ATP,B错误;
C、ATP的合成与水解都需要酶的催化,C正确;
D、酶催化的细胞内的化学反应可能伴随这ATP的合成或水解,D错误。
故选C。
35.D
【分析】ATP的结构式及各组分的含义: ATP的结构式可简写成A-P~P~P,式中A代表腺苷,T代表3个,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。通常断裂和合成的是远离A的高能磷酸键。一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键。ATP的一个高能磷酸键水解,形成ADP(二磷酸腺苷),两个高能磷酸键水解,形成AMP(一磷酸腺苷)。
【详解】A、人的成熟红细胞的细胞质基质可以通过无氧呼吸合成ATP,A正确;
B、ATP中的能量可来源于光能(光合作用),也可转化为光能(萤火虫发光),B正确;
C、细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,C正确;
D、若ATP的高能磷酸键全部断裂,则是腺嘌呤核糖核苷酸,是合成RNA的单体,D错误。
故选D。
【点睛】
36.D
【分析】ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,ATP分子的结构式可以简写成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,ATP将蛋白质磷酸化,形成ADP和磷酸化的蛋白质,同时蛋白质的空间结构发生改变,当磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落时会发生形状改变做功。
【详解】A、ATP中特殊化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,容易脱离,具有较高的转移势能。因此,ATP末端磷酸基团脱落时伴随能量的转移,A正确;
B、蛋白质发生磷酸化,使蛋白质的空间结构改变,从而使蛋白质的活性发生变化,但并没有变性,B正确;
C、ATP推动蛋白质做功的过程中有ATP的水解,ATP的水解与吸能反应有关,C正确;
D、看图可知:蛋白质的磷酸化过程伴随ATP的水解,形成的产物之一是ADP,ADP还需要在脱掉一个磷酸基团才能参与RNA的合成,D错误。
故选D。
37.B
【分析】1、如图为ATP的结构式,其中①②③分别为3个磷酸基,ATP 的结构简式是 A-P~P~P,其中 A 代表腺苷,T 是三的意思,P 代表磷酸基团。
2、ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同:ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同:ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体,叶绿体,细胞质基质。
【详解】A、ATP水解供能时只有②、③之间的高能磷酸键都将断裂,A错误;
B、水解①和②之间的高能磷酸键后的产物之一为腺嘌呤核糖核苷酸,可作为RNA分子的合成原料,B正确;
C、ATP 的结构简式是 A-P~P~P,C错误;
D、能量不能循环利用,ATP中的能量利用后将会转变成热能散失,D错误。
故选B。
38.D
【分析】1、竞争性抑制作用:抑制剂与底物竞争与酶的同一活性中心结合,从而干扰了酶与底物的结合,使酶的催化活性降低的作用。
2、非竞争性抑制作用:抑制剂不仅可以与游离酶结合,也可与非竞争性抑制剂结合并阻止产物生成,使酶的催化活性降低。
【详解】A、竞争性抑制剂与底物竞争酶与底物的结合位点,使底物无法与酶结合形成酶——底物复合物,进而影响酶促反应速率,因此增加反应体系中底物的浓度,可减弱竞争性抑制剂对酶活性的抑制,A正确;
B、非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制,高温会使酶的空间结构破坏使酶的活性受到抑制,作用机理相似,B正确;
C、本实验是探究不同温度条件下两种PPO活性的大小,本实验的自变量有温度和酶的种类,C正确;
从图2所示的温度条件下,酶A催化酚分解的剩余量比酶B多,说明相同温度条件下酶B的活性更高,D错误。
故选D。
39.C
【详解】A、高温、强酸、酶都会破坏蛋白质分子的空间结构,从而使蛋白质变性,因此①②③过程中,蛋白质的空间结构会发生改变,A错误;
B、蛋白快a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解,B错误;
C、酶的高效性是通过和无机催化剂对比体现出来的,处理相同时间,由蛋白酶催化形成的蛋白快b明显小于由盐酸催化产生的蛋白快c,因此可证明与无机催化剂相比,酶具有高效性,C正确;
D、强酸可导致蛋白酶变性失活,所以将盐酸与蛋白酶、蛋白快混合,不能测定蛋白酶在此PH下的催化效果,D错误。
故选C。
40.B
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA。
2、酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
【详解】A、验证酶具有高效性时,可以一组加酶,另一组加等量的无机催化剂,A错误;
B、若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性,淀粉酶可以催化淀粉水解为葡萄糖,加碘液后不变蓝,蔗糖无论水解与否都不与碘液发生颜色反应,都不变蓝,B正确;
C、在探究pH对酶活性的影响时,选用试剂为过氧化氢与过氧化氢酶,因淀粉在酸性条件下也会水解,C错误;
D、过氧化氢的分解受温度影响,斐林试剂使用时需要水浴加热,因此过氧化氢酶不适用于探究温度对酶活性影响的实验,D错误。
故选B。
41.C
【分析】ATP的结构简式是A-P~P~P,其中A代表腺苷,T是三的意思,P代表磷酸基团。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同:ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同:ATP水解在细胞的各处;ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。
【详解】A、腺苷三磷酸可通过参与载体蛋白的磷酸化过程改变蛋白质的空间结构,从而改变相应的物质运输,进而改善机体的代谢,A正确;
B、腺苷三磷酸二钠片能为机体提供能量,进行性肌萎缩患者口服腺苷三磷酸二钠片可明显改善运动能力,B正确;
C、ATP、GTP、CTP、UTP去掉两个磷酸基团后,均可成为RNA的基本组成单位,C错误;
D、生物体内腺苷三磷酸与腺苷二磷酸的相互转化满足生物体能量需要体现了生物界的统一性,D正确。
故选C。
【点睛】
42.CD
【分析】1、酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
2、“诱导契合”学说是指酶与底物结合时,(酶的)空间结构会发生相应改变。由实验可知,S酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU,说明S酶的空间结构可以在不同底物的诱导下发生相应改变,进而与不同底物结合,该实验结果更加支持“诱导契合”学说。
【详解】A、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,S酶催化CTH和CU两种底物的结合中心位置相同,说明S酶具有专一性,A正确;
B、识图分析可知,图中③曲线说明SCU仍能催化CTH底物的反应,说明S酶的空间结构可以在CTH的诱导下发生相应改变,使得SCU产生与CTH结合的互补结构进行高效反应,B正确;
C、识图分析可知,图中④曲线说明S酶催化CTH反应后不能再催化CU的反应,因此SCU和CTH反应后不能催化CU进行高效反应,C错误;
D、酶的作用机理是降低化学反应所需的化学能,而非提供化学能,D错误。
故选CD。
43.B
【分析】ATP的结构简式是A-P~P~P,其中A代表腺苷,T代表三个,P代表磷酸,又叫三磷酸腺苷,ATP在细胞内的含量很少,但是细胞对于ATP的需要量很大,ATP与ADP在细胞内不停地转化,保证了细胞对于ATP的大量需求,ATP合成的生理过程由光合作用和呼吸作用,光合作用合成ATP需要的能量来自光能,呼吸作用合成ATP的能量来自化学能。
【详解】A、ATP中的能量是放能反应所产生的能量,A错误;
B、ATP又叫三磷酸腺苷,为高能磷酸化合物,其高能磷酸键水解时释放的能量比连接在糖分子上的磷酸键要多,B正确;
C、协助扩散不需要ATP提供能量,C错误;
D、人体在剧烈运动时所需要的能量由葡萄糖分解提供,此时肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,而乳酸不能再分解供能,将会与碳酸氢钠生成乳酸钠排出体外,D错误。
故选B。
44.BD
【分析】题图分析:图1表示腺苷合成及转运示意图,囊泡中的ATP 通过胞吐出来被利用,转化为腺苷,而腺苷又通过核苷转运体进入囊泡转化为ATP。
图2表示腺苷传感器,当腺苷与受体结合,导致受体一侧的绿色荧光蛋白构象改变并发出荧光。
【详解】A、通过图1可知,利用AK活性抑制剂可抑制腺苷转化为AMP,有利于睡眠;同时题干信息可知,腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠,故使用A2激动剂也可改善失眠症患者睡眠,A正确;
B、由图1可知,储存在囊泡中的ATP通过胞吐的方式转运至胞外,B错误;
C、由图2可知,可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺苷浓度,C正确;
D、ATP转运至胞外后,可被膜上的核酸磷酸酶分解,脱去3个磷酸产生腺苷,D错误。
故选BD。
45.(1) 有机物 核糖体 酶能显著降低化学反应的活化能
(2) pH 蛋白块完全水解的时间 木瓜蛋白酶溶液的浓度(和体积)、蛋白块的体积(和数量)、试管的大小(和干净程度)
(3)在pH为5~9的范围内,设置一系列pH梯度重复上述实验,蛋白块完全水解时间最短的一组对应的pH即为木瓜蛋白酶的最适pH
【分析】1.酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA;
2.酶的特性。①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
题意分析,本实验的实验目的为“研究pH对木瓜蛋白酶活性的影响”,因此实验的自变量为pH,因变量为消化蛋白质所用时间,时间越短,酶活性越强。
【详解】(1)结合分析可知,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,因此酶的主要合成场所是核糖体,因为核糖体是蛋白质的合成车间。与无机催化剂相比,因为酶能更显著地降低化学反应的活化能,因此酶的催化效率更高。
(2)酶促反应速率通常用单位时间内反应物的减少量(或生成物的增加量)来表示,本实验的自变量是pH的不同;因变量是蛋白块的水解速率,结合题意可知,这里用蛋白块完全水解的时间作为观察指标,无关变量有温度、蛋白块的体积(和数量)、试管的大小等(无关变量的处理要求相同且适宜。
(3)本实验结果尚不能确定木瓜蛋白酶的最适pH,为了更准确确定该酶的最适pH,根据题中的实验数据可确定在pH为5~9的范围内,设置一系列更小的pH梯度重复上述实验,蛋白块完全水解时间最短的一组对应的pH即为木瓜蛋白酶的最适pH。
【点睛】熟知酶的概念、化学本质和相关的特性是解答本题的关键,正确分析实验设计的基本原则是解答本题的另一关键,能根据实验目的明确实验的自变量、因变量和无关变量是解答本题的必备能力。
46. 蛋白质 前者两种成分先后使用,后者混匀后使用;后者使用时需水浴加热,前者不需要 此抑制剂为非竞争性抑制剂,与酶活性位点以外的其他位点结合后,改变了酶活性部位的结构,使细菌合成细胞壁的底物无法与酶活性位点结合 竞争性 底物浓度越高,底物与酶活性位点结合机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小 无关 B、b C、c 取等量的酶溶液 氨基丁酸 气泡(CO2)
【分析】酶的化学本质是蛋白质,蛋白质可与双缩脲试剂(5%的氢氧化钠和1%的硫酸铜),产生紫色反应。
酶的特性主要四点:
1、酶具有高效率的催化能力;其效率是一般无机催化剂的107~~1013;
2、酶具有专一性;(每一种酶只能催化一种或一类化学反应)
3、酶在生物体内参与每一次反应后,它本身的性质和数量都不会发生改变(与催化剂相似);
4、酶的作用条件较温和。
【详解】(1)大多数酶的化学本质是蛋白质;鉴定蛋白质的试剂是双缩脲试剂,它与斐林试剂使用方法有所不同:双缩脲试剂两种成分先后使用,斐林试剂两种成分混匀后使用,且使用时需水浴加热,而双缩脲试剂不需要水浴加热。
(2)由于此抑制剂为非竞争性抑制剂,与酶活性位点以外的其他位点结合后,改变了酶活性部位的结构,使细菌合成细胞壁的底物无法与酶活性位点结合。
(3)底物浓度越高,底物与酶活性位点结合机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小。
(4)①验证酶的专一性实验组中,pH属于无关变量。
②随着反应的进行,谷氨酸逐渐被谷氨酸脱羧酶催化分解,其物质浓度不断下降,题干图示信息表示反应30分钟反应平衡,如图:
。
③Ⅱ、将A、a放在0℃的环境中,B、b放在37℃环境中,C、c放在80℃(其他能使该酶变性的高温也可)环境中,放置一段时间
Ⅲ、从a、b、c中取等量的酶溶液,对应滴加到A、B、C试管中,仍放在原温度环境中。
Ⅳ、适宜时间后,用仪器分别测定并记录溶液中氨基丁酸的浓度或记录气泡(CO2)释放的时间,分析实验结果。
【点睛】本题结合材料,考察酶的本质、抑制机制的相关知识,意在考查考生分析题干、获取有效信息的能力;能理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力。
47.(1) 光能 协助扩散
(2) 两性 催化ATP合成和运载H+ 可逆
(3) 直接 在光照条件下嵌入了细菌紫膜质和ATP合成酶
(4)(显著)下降
【分析】据图示可知,甲图中在光照条件下,H+能逆浓度跨膜运输,则跨膜运输的方式是主动运输,ATP合成酶能将H+势能转化为ATP中的化学能,ATP合成酶既具有催化作用也具有运输作用,若破坏跨膜H+浓度梯度会抑制ATP的合成。
【详解】(1)H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度进入脂质体内部,此方式是主动运输,在光能的作用下进行,不需要消耗ATP,而H+从脂质体内部转移到外部则是顺浓度梯度,且在ATP合成酶的作用下完成,因此此方式为协助扩散(易化扩散)。
(2)脂双层的中间是疏水的,两侧是亲水的,判断ATP合成酶既具有亲水性,也具有亲脂性(疏水性),ATP合成酶具有催化作用,还可转运H+,说明某些膜蛋白具有催化和控制物质运输的功能,H﹢跨过膜的过程中,ATP 合成酶的形状发生改变,该过程是可逆的。
(3)ADP 和Pi接受H+通过人工膜所释放的势能形成ATP的反应,需要吸收能量,因此属于吸能反应,含ATP合成酶和细菌紫膜质的人工膜能通过H+的跨膜转运形成ATP的前提是脂双层不允许H+随意出入,才可以将H+势能转化为 ATP 中的化学能。
(4)2,4-二硝基苯酚是一种能随意进出脂双层的弱电解质,在H+浓度高的溶液中以分子形式存在,在H+浓度低的溶液中则电离出H+以离子形式存在,若将丙图所示人工膜转移至含2,4-二硝基苯酚的溶液中,由于人工膜外H+浓度较低,2,4-二硝基苯酚会电离出H+,使得膜内外的H+浓度差减少,H+运到膜外产生的势能降低,最终造成ATP的合成速度显著下降。
48. ATP与ADP相互迅速转化 C、H、O、N ①阻断典型神经递质在这些神经细胞间的信息传递给予适宜刺激后测定受体细胞是否发生膜电位变化;②寻找靶细胞膜上是否存在能引起膜电位变化的ATP的受体 大致相同(且相对稳定)
【分析】由题干和图可知,细胞膜上存在着P2X、P2Y和P1受体,而ATP与P2X和P2Y受体特异性结合,直接引起神经纤维发生电位变化,则ATP可以在神经细胞之间传递信息。ATP全名叫做三磷酸腺苷,结构简式A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键;细胞中ATP和ADP的含量不多,是不断的相互转化,维持动态平衡的;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。
【详解】(1)动物细胞中的ATP来自细胞呼吸,ATP在生物体内含量很少,但在细胞内ATP与ADP相互迅速转化。
(2)ATP可在有关酶的作用下,将其磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的部分是腺嘌呤和核糖,含有的元素有C、H、O、N。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP作为神经细胞信息传递中的信号分子,其释放的两类物质均能引起受体细胞的膜电位变化。证明ATP也可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是:①阻断典型神经递质在这些神经细胞间的信息传递,给予适宜刺激后测定受体细胞是否发生膜电位变化;②寻找靶细胞膜上是否存在能引起膜电位变化的ATP受体。
(4)食品卫生检验人员可通过测定食品样品中细菌的ATP总含量来推测细菌数量,从而判断食品污染程度。做出上述判断的理由是每个细菌细胞中ATP的含量大致相同且相对稳定。
【点睛】本题以ATP为素材,结合信号分子作用机理图,考查ATP和探究实验的内容,意在考查考生的识图能力和实验探究能力。
比较项目
光反应
暗反应
场所
基粒类囊体膜上
叶绿体的基质
条件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物
[H]、O2、ATP
有机物、ADP、Pi、水
物质变化
水的光解:2H2O4[H]+O2
ATP的生成:ADP+PiATP
CO2的固定:CO2+C52C3
C3的还原:2C3(CH2O)+C5+H2O
能量变化
光能→电能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质
光能转变为化学能,水光解产生O2和[H]
同化CO2形成(CH2O)
联系
①光反应为暗反应提供[H](以NADPH形式存在)和ATP;
②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料;
③没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成
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