2024版高考生物一轮复习教材基础练第三章细胞的能量供应和利用第1节酶与ATP教学课件

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知识点18　酶的作用和本质
1 下列有关酶的叙述,正确的是A.酶都在细胞内发挥作用B.酶能给反应物提供活化所需的能量,加速反应的进程C.酶都是由含氮的单体连接成的多聚体D.与细胞代谢有关的酶都在核糖体上合成
1.C　只要条件适宜,酶在细胞内和细胞外都能发挥作用,A错误。酶能降低化学反应所需要的活化能,从而加速反应的进程,但是不能为反应提供能量,B错误。酶的化学本质是蛋白质或RNA,蛋白质类酶的单体是氨基酸,RNA酶的单体是核糖核苷酸,氨基酸和核苷酸均含氮,故酶都是由含氮的单体连接成的多聚体,C正确。酶的化学本质是蛋白质或RNA,其中蛋白质在核糖体上合成,而RNA的合成场所是细胞核,D错误。
2 下列关于酶的发现史的叙述,错误的是A.巴斯德通过显微镜观察提出,没有酵母菌细胞的参与,糖类不可能变成酒精B.李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞死亡并裂解后释放的物质C.毕希纳从细胞中获得了含有酶的提取液,并对酶的化学本质进行了鉴定D.切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能
2.C　法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察,提出酿酒中的发酵与酵母菌细胞有关,没有活细胞的参与,糖类不可能变成酒精,A正确。德国化学家李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用,B正确。德国化学家毕希纳从细胞中获得了含酶的提取液,但提取液中还含有其他化学物质,未证明酶的化学本质,C错误。切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能,D正确。
3 核酶是一类单链RNA分子,可催化特定RNA序列的水解。下列叙述正确的是A.核酶含C、H、O、N、P、S六种大量元素,基本单位是核糖核苷酸B.向含有核酶的溶液中滴加双缩脲试剂,可以发生紫色反应C.核酶在细胞内和细胞外都能发挥作用,低温下其活性会减弱D.核酶与RNA聚合酶的作用相反,但是催化的底物却相同
3.C　核酶是RNA分子,组成元素为C、H、O、N、P,基本单位是核糖核苷酸,A错误。核酶的本质为RNA,而双缩脲试剂可用于鉴定蛋白质,不能用于鉴定RNA,B错误。酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,其在细胞内产生,但既可以在细胞内发挥作用,也可以在细胞外发挥作用,生物大分子如蛋白质、核酸一般都有空间结构,而空间结构易受温度等外界因素影响,再结合题干信息“核酶是一类单链RNA分子”,可知核酶的活性可能受温度的影响,低温下其活性会减弱,C正确。核酶可催化特定RNA序列的水解,即催化的底物为RNA,而RNA聚合酶是催化DNA形成RNA,即催化的底物为DNA,D错误。
4 如图曲线分别表示某化学反应在使用无机催化剂和酶催化条件下的能量变化过程。下列分析错误的是A.曲线①表示在无机催化剂条件下的能量变化B.对比反应前后,此化学反应为放能反应C.a与b的差值为酶所降低的该反应的活化能D.此过程揭示了酶的催化作用具有高效性的原因
4.C　与无机催化剂相比,酶降低反应活化能的作用更显著,因此①表示在无机催化剂条件下的能量变化,A正确。分析曲线,反应初态的能量高于终态,因此该化学反应为放能反应,B正确。a与c的差值表示在无机催化剂催化的条件下化学反应需要的活化能,b与c的差值表示在酶催化的条件下化学反应需要的活化能,因此图中纵坐标a与b的差值为与无机催化剂相比酶所降低的活化能的值,C错误。根据曲线可以看出,与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,因此该过程揭示了酶的催化作用具有高效性的原因,D正确。
无机催化剂和酶的催化机理都是降低反应的活化能,酶降低反应活化能的作用更显著,即与无机催化剂相比,酶具有高效性。
教材实验4　比较过氧化氢在不同条件下的分解
1 分析下表实验,相关叙述错误的是A.该实验中pH为无关变量B.3号和4号对照说明过氧化氢酶具有高效性C.1号和4号对照说明过氧化氢酶是该反应的催化剂D.2号和3号加快H2O2分解的作用原理相同
1.D　分析题表可知,该实验的目的是比较不同条件下H2O2的分解速率,自变量是不同条件(常温、水浴加热、滴加FeCl3溶液、滴加新鲜肝脏研磨液),pH等为无关变量,应保持相同且适宜,A正确。3号的处理是加入无机催化剂FeCl3溶液,4号的处理是加入生物催化剂过氧化氢酶,二者对照可说明过氧化氢酶具有高效性,B正确。1号为常温条件(未处理),4号的处理是加入生物催化剂过氧化氢酶(新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶),二者对照可说明过氧化氢酶是该反应的催化剂,C正确。2号的处理是水浴加热,其加快H2O2分解的原理是为化学反应提供能量,3号的处理是加入无机催化剂FeCl3溶液,其加快H2O2分解的原理是降低化学反应的活化能,二者作用原理不同,D错误。
2 取三支试管并编号为甲、乙、丙,分别向三支试管中加入2 mL过氧化氢溶液,将试管甲和乙均置于37 ℃水浴锅中,将试管丙置于90 ℃水浴锅中。然后向试管甲中加入2滴FeCl3溶液,向试管乙和丙中分别加入2滴新鲜肝脏研磨液。将三支点燃的卫生香分别放到三支试管口的上方,观察卫生香的燃烧情况。下列叙述正确的是A.本实验的自变量是试管中加入催化剂的种类B.试管丙中卫生香的燃烧程度比试管乙中的更剧烈C.试管甲与乙比较可说明FeCl3的催化效率比过氧化氢酶低D.试管丙所处温度过高使过氧化氢酶变性失活,因此丙中无气泡产生
2.C　根据各组实验处理情况可知,本实验的自变量是温度和催化剂的种类,A错误。试管乙的处理是37 ℃+酶,试管丙的处理是90 ℃+酶,在90 ℃下酶变性失活,虽然高温也能使过氧化氢分解产生气泡,但分解速度没有加酶组快,故试管乙中卫生香的燃烧程度比试管丙中的更剧烈,B、D错误。比较试管甲和乙中气泡的产生、卫生香的复燃等实验结果,可说明FeCl3的催化效率比过氧化氢酶低,C正确。
3 如甲图所示,某同学将浸过肝脏研磨液的相同大小的滤纸片放入15 mL的体积分数为3%的H2O2溶液中,每隔2分钟观察一次红色液滴的移动距离,然后根据数据绘制出乙图中曲线。下列叙述错误的是 A.若甲图中改为清水浸泡过的滤纸片,可改变温度使红色液滴移动B.若另设一组实验,仅将甲图中的滤纸片改为氯化铁溶液浸泡过的滤纸片,可验证酶具有高效性C.若要使乙图a点上移,可增加H2O2的体积或增加滤纸片的数量D.若要使乙图b点右移,可增加H2O2的体积或减少滤纸片的数量
3.C　甲图中浸过肝脏研磨液的滤纸片含有过氧化氢酶,由于过氧化氢不稳定,在高温下易分解,故若改为清水浸泡过的滤纸片,可改变温度使红色液滴移动,A正确。与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的效果更显著,即酶具有高效性,若另设一组实验,仅将甲图中的滤纸片改为氯化铁溶液浸泡过的滤纸片,可验证酶具有高效性,B正确。乙图中a点对应氧气的总产量,其只与底物的量有关,增加滤纸片的数量不能使a点上移,C错误。乙图中b点对应反应结束需要的时间,若要使b点右移,可增加H2O2的体积(底物增加,反应时间延长)或减少滤纸片的数量(酶的量减少,酶促反应达到平衡点的时间变长),D正确。
1 酶为生活添姿彩,下列有关酶的说法错误的是A.果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶,提高果汁产量,使果汁变得清亮B.相同温度下加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污能力强C.利用脂肪酶处理废油脂,有利于保护生态环境D.溶菌酶在过酸、过碱、高温条件下,空间结构会遭到破坏
1.B　果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶,瓦解细胞壁和胞间层,使榨取果汁变得更容易,从而提高果汁产量,使果汁变得清亮,A正确。酶的作用条件较温和,在适宜的环境条件下加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污能力强,温度较高或较低条件下,加酶洗衣粉不一定比普通洗衣粉去污能力强,B错误。利用脂肪酶处理废油脂,可制造生物柴油,既保护了环境又使其得到合理利用,C正确。 酶在过酸、过碱、高温条件下,空间结构会遭到破坏,使酶失去活性, D正确。
2 如图是人体内某化学反应的图解,其中英文字母代表物质,数字表示反应前、中、后的过程,以下说法正确的是A.催化人体内该反应的酶是D,判断的依据是B、C、D中只有D的分子结构能与A相吻合B.图1和图2可以反映出酶具有专一性,判断的依据是B、C、D同时存在,只有D能起催化作用C.D可以代表蔗糖酶,则A是蔗糖D.如果把催化该化学反应的酶保存在4 ℃的环境中,A与D也能相互结合
2.D　据图可知,A与D结合,随之D被分解成E和F,而A在化学反应前后没有发生改变,说明A是酶,催化底物是D,A、C错误。当底物B、C、D同时存在时,酶A与底物D特异性结合,将D分解成E和F,反映出酶具有专一性,B错误。低温并不改变酶的分子结构,只是抑制了酶的活性,故如果把催化该化学反应的酶保存在4 ℃的环境中,A仍可以与D结合,D正确。
3 如表是某学生设计的有关实验方案。据表分析,下列说法正确的是A.②④⑥三组实验可说明温度能影响酶活性B.①②两组实验可用于验证酶的专一性C.α-淀粉酶溶液的用量是无关变量D.①组的作用是空白对照
3.C　α-淀粉酶不能催化蔗糖水解,故②④⑥三组实验不能说明温度能影响酶活性,A错误。①②两组实验的区别是底物不同,但温度不是适宜温度,此温度下酶不能正常发挥作用,所以不能用于验证酶的专一性,B错误。分析表格可知,该实验的自变量是温度和底物的种类,实验中α-淀粉酶溶液的用量、淀粉溶液的量等都是无关变量,C正确。设置①组的作用是与②或③、⑤形成对照,不是空白对照,D错误。
注:表中“-”表示没有添加。
4如图表示某种酶(其化学本质为蛋白质)活性与温度的关系。下列叙述正确的是A.化学本质为RNA的酶,其活性不受温度的影响B.当温度为t2时,该反应所需的活化能最高C.t1和t3时酶活性一样,此时酶的空间结构也一样D.当反应物浓度提高时,t2时所对应的反应速率可能增加
4.D　所有酶的活性均受温度的影响,A错误。当温度为t2时,酶活性最高,降低的活化能最大,该反应所需的活化能最低,B错误。t1和t3时酶活性一样,但t3时酶的空间结构已被破坏,C错误。反应速率受反应底物浓度的影响,当反应物浓度提高时,t2时所对应的反应速率可能增加,D正确。
5 某兴趣小组探究温度对某种酶活性的影响的实验结果如图。下列叙述正确的是A.A组和C组为对照组,B组为实验组B.若将A组温度提高10 ℃并重复实验,则化学反应速率会加快C.该结果说明40 ℃是长期保存该酶的适宜温度D.若在t1时向C组反应体系中增加2倍量的底物,则在t2时产物浓度增加
5.B　本实验的自变量为温度,A、B、C 3组均为实验组,A错误。由曲线可知,该酶在40 ℃的活性(用产物浓度表示)高于20 ℃时的,故将A组温度(20 ℃)提高10 ℃并重复实验,化学反应速率会升高,B正确。应在低温条件下保存酶,C错误。C组酶已变性失活,故t1时增加底物含量,产物浓度不再增加,D错误。
6 脲酶是一种能使尿素分解成NH3和CO2的蛋白酶。如图表示pH对两种脲酶的酶活性(相对值)的影响。下列叙述错误的是A.酶活性可用单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量来表示B.该实验中有两个自变量,一个因变量C.该实验中,在植物刀豆脲酶和海洋细菌脲酶的最适pH条件下,两种酶的相对酶活性均最高D.若将pH从13下降到8,推测海洋细菌脲酶的活性先下降后升高
6.D　酶活性可用单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量来表示,A正确。该实验中的自变量为pH和脲酶种类,因变量为酶活性,B正确。该实验中,在最适pH条件下,两种酶的相对酶活性均最高,C正确。pH为13时,海洋细菌脲酶的空间结构已遭到破坏,酶已变性失活,若将pH从13下降到8,其酶活性不变(失活),D错误。
7 图甲表示pH对H2O2酶催化的化学反应速率的影响,图乙表示在最适温度下,pH为b时H2O2酶催化H2O2分解产生的O2量随时间的变化。下列说法正确的是A.底物浓度、温度和pH均能通过影响酶的活性影响酶促反应速率B.将H2O2酶溶液的pH由a升高到b或由c降低到b时,均能使酶促反应速率增大C.若将图乙温度升高到使酶变性失活的温度,则会使e对应的数值降低到0D.若增加图乙实验中H2O2溶液的浓度,则e点上移,d点右移
8 (多选)多酶片是帮助消化的一类复方制剂,其说明书部分内容如下。下列相关叙述错误的是A.双层包衣设计能保障不同酶在不同部位发挥作用B.多酶片中含有多种消化酶的原因是酶具有专一性C.胃蛋白酶通过为底物提供活化能而发挥催化作用D.胰酶均可与双缩脲试剂在加热条件下产生紫色反应
8.CD　酶具有专一性,多酶片中含有多种消化酶能够保证对多种物质的水解,B正确;酶能降低化学反应的活化能,不能为底物提供活化能,C错误;双缩脲试剂可与蛋白质发生作用,产生紫色反应,该反应过程不需要加热,D错误。
教材实验5　影响酶活性的条件
1 下列为探究温度对酶活性影响实验的步骤,最合理的操作顺序是①取3支试管,编号,各注入2 mL淀粉溶液;另取3支试管,编号,各注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液　②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液试管中,维持各自的温度一段时间③向各试管中滴两滴碘液　④将6支试管分成三组,每组各有一份淀粉溶液和一份淀粉酶溶液,分别放在温水、沸水和冰水中一段时间　⑤观察实验现象A.①②④③⑤　　　 　B.①③②④⑤C.①③④②⑤ D.①④②③⑤
1.D　本实验的目的是探究温度对酶活性的影响,温度为自变量,故设计实验时,除温度不同外,其他条件都要相同且适宜;操作时要注意先将底物和酶分别在所控制的温度下保温一段时间,然后混合,继续在相应温度下保温一段时间,反应后再加碘液。故最合理的操作顺序应为:①→④→②→③→⑤。D符合题意。
2 某研究所通过实验研究了温度对其饲养的某种经济动物肠道内三种消化酶活力的影响,得到如图实验结果。下列对实验过程及结果的分析,正确的是A.该实验的自变量是温度,但pH、消化酶量等均可影响实验结果B.实验前应在50 ℃下保存提取到的消化酶C.该动物的最佳饲养条件为:温度控制在40~55 ℃、多饲喂淀粉类饲料D.实验中应先将消化酶液和底物混合,再于相应温度环境中放置一段时间
2.C 从题图中可以看出,该实验的自变量为温度和消化酶的种类,因变量为脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶的活力,pH、消化酶量等属于无关变量,无关变量也会影响实验结果,A项错误。酶应保存在低温条件下,B项错误。由图可知,在温度为40~55 ℃时三种消化酶的活力均较高,且三种酶中淀粉酶的活力最高,故最佳饲养条件为温度控制在40~55 ℃、多饲喂淀粉类饲料,C项正确。在探究温度对酶活性的影响中,应将酶与底物分别在相应温度下保温一段时间后再混合,防止两者未达到预设温度就开始反应了,D项错误。
3 如图是某课外活动小组探究pH对唾液淀粉酶活性影响时绘制的实验结果图(用盐酸创设酸性条件,盐酸能催化淀粉水解)。下列叙述正确的是A.将淀粉与唾液淀粉酶溶液混合后再调节各组混合液的pHB.pH为3和9的两支试管中的唾液淀粉酶的活性相同C.将pH为13的试管调到pH为7后继续反应,淀粉剩余量将明显下降D.根据上述实验结果无法推测出唾液淀粉酶的最适pH为7
3.D　该实验中需要先分别调节淀粉溶液与唾液淀粉酶溶液的pH,再将pH相等的淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液混合,然后进行相应因变量的检测,A错误。分析柱形图可知,pH为3时和pH为9时1 h后淀粉剩余量基本相等,而由于盐酸能催化淀粉水解,因此pH为3时的唾液淀粉酶活性应小于pH为9时的,B错误。分析题图可知,唾液淀粉酶在pH为13时已经失活,将pH由13调为7,淀粉剩余量不会明显下降,C错误。根据题述实验结果无法确定唾液淀粉酶的最适pH,D正确。
知识点20　细胞的能量“货币”ATP
1 如图为ATP的结构示意图,①、③表示组成ATP 的物质或基团,②、④表示化学键。下列叙述错误的是A.①为腺苷,即ATP中的“A”B.化学键②易水解,其水解过程总是与吸能反应相联系C.在ATP—ADP循环中③可重复利用D.ATP在生物体内储存量少
1.A 解题必备：ATP的结构简式为A—P~P~P,其中A代表腺苷(腺嘌呤+核糖),P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。题图中①表示腺嘌呤,②、④表示特殊化学键,③表示磷酸基团。由“解题必备”可知,A错误。化学键②是远离腺苷的特殊化学键,易水解,释放的能量用于吸能反应,B正确。③是磷酸基团,在ATP—ADP循环中可重复利用,C正确。ATP在生物体内储存量很少,可通过ATP和ADP之间快速转化来满足机体对能量的需求,D正确。
2 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,如图是ATP—ADP循环示意图,其中①和②表示相应过程。下列叙述正确的是A.①过程的能量全部来自化学能B.②过程的完成需要有水参与C.植物叶肉细胞中发生过程①的结构是线粒体和叶绿体D.ADP再脱离一个磷酸基团后,可以作为合成DNA的原料
2.B　分析题图,①过程表示ATP的合成过程,光反应合成ATP所需能量来自光能,细胞呼吸合成ATP所需能量来自化学能,A错误。②过程表示ATP的水解过程,该过程有水的消耗,同时释放能量供给各项耗能的生命过程,B正确。①过程表示ATP的合成过程,植物叶肉细胞中发生过程①的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体,C错误。ADP再脱离一个磷酸基团后,成为腺嘌呤核糖核苷酸,可以作为合成RNA的原料,D错误。
3 荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的催化下,荧光素与氧发生化学反应发出荧光。利用上述原理,ATP荧光检测仪可通过测定荧光的强度来估测样品中细菌的含量。叙述错误的是A.ATP水解为荧光素提供能量时,其中远离腺苷的特殊化学键易断裂B.荧光检测仪中含有细菌裂解剂,能释放细菌细胞的ATPC.荧光素氧化发出荧光的过程涉及化学能到光能的能量转换D.一般情况下,样品中细菌越多,测得的荧光强度越低
3.D　ATP水解时,远离腺苷的特殊化学键易断裂,释放能量,为荧光素提供能量,A正确。正常情况下ATP存在于细胞中,不能为荧光素提供能量,因此荧光检测仪中应含有细菌裂解剂,裂解细菌然后释放细菌细胞的ATP,B正确。荧光素氧化发出荧光的过程涉及ATP水解,此时,ATP中活跃的化学能转换为光能,C正确。生物活细胞中ATP的含量是相对稳定的,荧光的强度反映出细菌的数量,样品中细菌越多,测得的荧光强度越高,D错误。