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- 2021-05-13 发布
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专题二 细胞代谢
第1讲 代谢中的酶与ATP
一、单项选择题
1.人体中某一过程如图所示,如果温度增加到42 ℃,引起酶的活性部位改变,会引起( )
A.蛋白质被消化得更快
B.蛋白质被消化得较慢或不能被消化
C.氨基酸缩合速率加快
D.氨基酸缩合速率减慢或不能发生缩合
答案 B
解析 人的正常体温是37 ℃左右,温度升高到42 ℃会使酶的活性降低,蛋白质的消化和分解速率下降;图中过程是蛋白质的分解,并非氨基酸的缩合,所以C、D项错误。
2.低等植物细胞中心体移向两极时,下列几种酶最活跃的是( )
A.RNA聚合酶和DNA聚合酶
B.解旋酶和淀粉合成酶
C.纤维素酶和果胶酶
D.ATP水解酶和ATP合成酶
答案 D
解析 低等植物细胞中心体移向两极,表明细胞处于有丝分裂前期,中心体的移动会消耗能量,此时ATP水解酶和ATP合成酶很活跃,D正确;分裂前期,DNA高度螺旋,不能解旋,因此不能进行DNA复制、转录,RNA聚合酶和DNA聚合酶、解旋酶的活性都不会很高,A错误;淀粉合成酶主要存在于光合作用很旺盛的细胞中,而这些细胞一般不进行分裂,B错误;纤维素酶和果胶酶主要用于细胞壁的分解,C错误。
3.(2014·海南,10)下列物质中,能够直接给细胞生命活动提供能量的是( )
A.脂肪 B.钙离子 C.糖 D.ATP
答案 D
解析 ATP是细胞生命活动的直接供能物质,故选D。
4.下列与酶相关实验的叙述中,正确的是( )
A.探究酶的高效性时,自变量可以是酶的种类
B.探究酶的专一性时,自变量一定是酶的种类
C.探究pH对酶活性的影响时,自变量不止一种
D.探究温度对酶活性的影响时,因变量不止一种
答案 D
解析 A选项中,自变量应为酶与无机催化剂;B选项可以是酶相同,反应底物不同;C选项自变量就是不同的pH。
5.下列关于酶和ATP的叙述,正确的是( )
A.酶和ATP在细胞代谢中的作用相同
B.所有的细胞代谢都需要酶和ATP的共同参与
C.酶和ATP在细胞内合成的场所相同
D.细胞的能量供应和利用需要多种酶和ATP
答案 D
解析 酶起到生物催化剂的作用,可以加快反应速率,ATP是生命活动的直接能源物质,故A错。有的细胞代谢需要ATP参与,有的不需要,还会生成ATP,故B错。大多数酶为蛋白质,在核糖体上合成,少数为RNA,在细胞核中形成;ATP在细胞质基质、线粒体、叶绿体中生成,故C错。细胞的能量供应和利用如细胞呼吸和光合作用,需要多种酶和ATP的参与,故D正确。
6.人的胃蛋白酶、肠蛋白酶和胰蛋白酶分别是由胃腺细胞、肠腺细胞和胰腺细胞合成并分泌的。有关这三种蛋白酶的叙述,错误的是( )
A.都在细胞外发挥催化作用
B.最适pH和最适温度都相同
C.由不同的基因控制合成
D.可以催化同一种蛋白质的水解
答案 B
解析 三种消化酶均在消化道中发挥作用,A正确。胃液表现为酸性,而胰液和肠液表现为弱碱性;胃蛋白酶的最适pH小于7,肠蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH大于7,B错误。不同的蛋白酶由不同的基因控制合成,C正确。一种蛋白质分子可以被不同的蛋白酶水解,D正确。
7.如图表示在最适温度下,反应物浓度对酶促反应速率的影响,据图分析,错误的是( )
A.在A点时,随着反应底物浓度的增加,反应速率加快
B.在B点时,反应底物浓度限制了酶促反应速率的提高
C.如果在C点时加入少量的酶,会使反应速率加快
D.如果在A点时温度升高10 ℃,曲线上升的幅度会变小
答案 B
解析 在B点时,酶浓度及数量限制了酶促反应速率的提高;由题可知,图像是在最适温度下绘成的,酶促反应速率达到最大值,因此升高温度,酶的活性将降低,曲线上升的幅度会变小。
8.下面的曲线是同一反应的酶促反应和非酶促反应曲线,相关叙述正确的是( )
A.E1是酶促反应的活化能,A和C曲线是酶促反应曲线
B.E2是酶促反应的活化能,B和C曲线是酶促反应曲线
C.E3是酶促反应的活化能,B和C曲线是酶促反应曲线
D.E2是酶促反应的活化能,A和C曲线是酶促反应曲线
答案 D
解析 E2为有酶催化反应所需的活化能,这是因为酶能降低酶促反应的活化能;酶具有高效性,因此A和C曲线是酶促反应的曲线;则E3是无酶催化反应所需的活化能,B和D曲线是无酶催化反应的曲线。
9.用植物纤维纺织衣物时,需除去织物纤维上的淀粉浆(称为退浆)。传统工艺是用烧碱进行退浆,但是对环境造成的污染很严重。现在常用的淀粉酶是从细菌体内提取的,在使用过程中常加入NaCl作为酶的激活剂。随自变量的变化,酶的活性没有发生变化的是( )
A.酶浓度对退浆效果的影响
B.温度对退浆效果的影响
C.pH对退浆效果的影响
D.NaCl浓度对退浆效果的影响
答案 A
解析 温度和pH均能影响酶的活性,因此B、C
两个选项中退浆率的变化是由酶活性的变化引起的。由题目信息可知,NaCl是酶的激活剂,因此D选项中退浆率的变化也是由酶活性的变化引起的。A选项中,退浆率的变化是由酶的浓度引起的,酶的活性是相同的。
二、双项选择题
10.图1为ATP的结构示意图,图2为ATP与ADP相互转化的反应式,下列有关叙述正确的是( )
A.图1中的a是构成RNA的基本单位之一,A代表腺嘌呤
B.图1中ATP可以水解成a和两个磷酸,其合成所需要的能量由磷酸提供
C.图2所示反应向右进行时,反应式中的能量来源于图1中b和c两处
D.图2所示ATP与ADP相互转化过程中的物质是可逆的,但能量不可逆
答案 AD
解析 图1中的a是构成RNA的基本单位之一,A代表腺嘌呤,A正确;ATP合成的能量是由呼吸作用和光合作用提供的,B错误;图2所示反应向右时,反应式中的能量来源于图1中的c,C错误;ATP与ADP相互转化过程中的物质是可逆的,但能量不可逆,D正确。
11.如图表示在最适温度下,麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系,下列有关叙述正确的是( )
A.a、b两点麦芽糖酶的利用率相同
B.若温度上升5 ℃,b点向下方移动
C.减少麦芽糖量,c点的催化速率一定下降
D.不可用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况
答案 BD
解析 a点时由于底物麦芽糖量较低,所以酶利用率较b点低,A错误;图示为最适温度下的曲线图,所以再升高温度麦芽糖酶的活性将降低,b点向下方移动,B正确;一定范围内减少麦芽糖量,c点的催化速率可以不变,C错误;麦芽糖分解的产物是葡萄糖,二者都是还原糖,不能用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况,D正确。
12.乳糖酶能催化乳糖水解。有两项与此相关的实验,其实验条件均设置为最适条件。实验结果如下表所示,以下分析正确的是( )
实验一
酶浓度
0%
1%
2%
4%
5%
(乳糖浓度为10%)
相对反应速率
0
25
50
100
200
实验二
乳糖浓度
0%
5%
10%
20%
30%
(酶浓度为2%)
相对反应速率
0
25
50
65
65
A.实验一如果继续增加酶浓度,相对反应速率不再加大
B.实验一增加乳糖浓度,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.实验二中若反应温度提高5 ℃,相对反应速率将降低
答案 CD
解析 实验一中,底物的量是一定的,如果继续增加酶浓度,相对反应速率应先增加后保持基本不变,故A错误。实验一中,增加底物浓度,其化学反应速率不变,因为酶的数量不足,故B错误。分析实验二表中数据可知:乳糖浓度大于20%时,相对反应速率不再加大,故C正确。根据题干信息“实验条件均设置为最适条件”可知:实验温度为最适温度,此时酶的活性最强,若再提高或降低反应温度,相对反应速率均会降低,故D正确。
三、非选择题
13.某生物兴趣小组进行了如下实验:
实验目的:比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性。
实验原理:略。
实验材料:三种微生物淀粉酶提取液(设提取液中酶浓度相同)等。
实验步骤:a.取四支试管,分别编号;
b.按下表内容要求进行操作(单位:mL):
试管1
试管2
试管3
试管4
蒸馏水
2
2
2
A
pH=8的缓冲液
0.5
0.5
0.5
0.5
淀粉溶液
1
1
1
1
甲生物提取液
0.3
乙生物提取液
0.3
丙生物提取液
0.3
总体积
3.8
3.8
3.8
B
c.将上述四支试管放入37 ℃水浴锅中,保温1 h;
d.在上述四支试管冷却后滴入碘液;
e.观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。
实验结果:(注:“+”表示显色程度,“-”表示不显色)。
试管1
试管2
试管3
试管4
颜色深浅程度
++
-
+
C
请分析回答下列问题:
(1)表中A的数值为________,C处的颜色深浅程度最可能为________(用一定数量的“+”或“-”表示)。
(2)该实验的自变量是__________________________,无关变量有________________
(写出2种即可)。
(3)除了用碘液检验淀粉的剩余量来判断实验结果外,还可以用________来检测生成物的量。若用该试剂检验,结果颜色最深的试管是________。
(4)根据上述结果得出的结论是:不同来源的淀粉酶,虽然酶浓度相同,但活性不同。造成实验中三种酶活性差异的根本原因是__________________________________________。
(5)兴趣小组还做了反应速率与底物浓度关系的实验。下图坐标已根据实验结果画出3号试管中酶活性的曲线,请你在坐标中画出2号试管中酶活性的曲线。
答案 (1)2.3 +++(或多于+++) (2)不同微生物的淀粉酶提取液 各组间pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等(写出2种即可) (3)斐林试剂 试管2 (4)控制这3种酶合成的基因不同 (5)如图所示
解析 (1)在实验设计时要遵循单一变量原则和等量原则,本实验最终要保证对照组的溶液总体积和实验组相同,故A的数值应为2.3;本实验甲、乙、丙三种微生物都能产生淀粉酶,试管4为对照组,无淀粉酶,所以加入淀粉溶液不被分解,加入碘液后颜色最深。(2)本实验的单一变量为甲、乙、丙三种微生物的提取液,其余均为无关变量,如各组间pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等。(3)淀粉被淀粉酶水解后的产物是麦芽糖,属于还原性糖,所以可以用斐林试剂来检测生成物的量,若用该试剂来检测,颜色最深的应是淀粉水解最多的(或用碘液检测颜色最浅的)即试管2。(4)淀粉酶的化学本质是蛋白质,是由基因控制合成的,所以造成这三种酶活性差异的根本原因是控制这3种酶合成的基因不同。(5)根据题意,2号试管中淀粉酶的活性比3号试管高,除此之外,反应速率与底物浓度关系的变化曲线一致,结果参见答案。
14.鲫鱼是我国南方地区常见的一种杂食性淡水鱼。若鲫鱼生活的水体被金属离子严重污染,会严重危害其生长和繁殖。科研人员从鲫鱼内脏中分离纯化得到一种叫酸性磷酸酶(简称ACP)的化学物质,它是生物体内调控磷代谢的重要酶类。为了研究不同金属离子对该酶活性的影响,科研人员开展了下列探究实验,所有处理均设置3次重复,实验持续6个月,
其间测定酸性磷酸酶(ACP)的活力。请回答下列问题:
(1)选取健康且大小、生长发育状况等一致的鲫鱼,从其内脏中分离、纯化得到ACP,并将其置于____________溶液中保存备用。
(2)取相同试管若干,并________,向每一支试管中均加入等量的pH为4.8的缓冲液,其目的是____________________________、________________________。
(3)分别向不同试管中加入不同浓度的Pb2+、Cd2+、Mg2+、Ca2+以及等量的ACP,另取一支试管应该加入________________________作为对照。
(4)在最适温度下保温一段时间后测定该酶的活力。得到如图1、图2所示的曲线:
①图1、2曲线中可以得出的结论分别是_____________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
②从酶的本质分析,铅(Pb2+)、镉(Cd2+)处理后酶的活性降低是重金属盐影响了酶的____________所致。
答案 (1)适宜pH的缓冲(或酸性缓冲) (2)分组编号 保证各试管pH相同 保证酶处于最适pH (3)等量的缓冲液及ACP (4)①随着铅(Pb2+)、镉(Cd2+)浓度的增高,酶的活性逐渐下降 随着钙(Ca2+)、镁(Mg2+)浓度的增高,酶的活性逐渐升高 ②空间结构
解析 (1)ACP为酸性磷酸酶,故应置于酸性缓冲溶液中保存备用。(2)实验目的为研究不同金属离子对该酶活性的影响,故自变量为不同浓度的金属离子,围绕自变量要分组对照。无关变量为加入试剂的量、pH等条件,要等量控制,避免影响实验结果。(3)自变量为不同浓度的金属离子,实验组要加入不同浓度的Pb2+、Cd2+、Mg2+、Ca2+以及等量的ACP,对照组要加入等量的缓冲液及ACP。(4)①据图分析,图1曲线表明:随着铅(Pb2+)、镉(Cd2+
)浓度的增高,酶活性逐渐下降;图2曲线表明:随着钙(Ca2+)、镁(Mg2+)浓度的增高,酶的活性逐渐升高。②铅(Pb2+)、镉(Cd2+)都是重金属,会破坏酶的空间结构,降低酶的活性。