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專題3 細胞內的酶與ATP [重溫考綱要求]　1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)。2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)。 1.有關酶的正誤判斷 (1)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸(　　) (2)水稻細胞內合成的某物質，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質含有羧基(　√　) (3)滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率不涉及“降低化學反應活化能”的原理(　　) (4)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活(　√　) (5)酶所催化的化學反應一般都是在比較溫和的條件下進行的(　√　) (6)酶催化作用的實質是降低化學反應的活化能，使化學反應順利進行(　√　) (7)探究溫度對酶活性的影響時，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不同溫度下保溫(　　) (8)發(fā)燒時，食欲減退是因為唾液淀粉酶失去了活性(　　) 2.有關ATP的正誤判斷 (1)1個ATP分子中含有一個腺嘌呤和3個磷酸基團(　　) (2)在生物體的活細胞內ATP與ADP的轉化只能單向進行(　　) (3)ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供(　　) (4)細胞質中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體(　　) (5)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡(　　) (6)人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等(　　) 一、“循環(huán)利用”的酶 1.(2013新課標全國Ⅱ，6)關于酶的敘述，錯誤的是(　　) A.同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中 B.低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結構 C.酶通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速度 D.酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物 答案　B 解析　低溫只能降低酶的活性，并沒有改變酶的空間結構，當溫度回到最適溫度時，酶的催化效率仍然可以達到最大；而高溫、過酸和過堿會破壞酶的空間結構，從而導致酶活性的降低甚至喪失，所以B錯。 2.(2016全國乙，3)若除酶外所有試劑已預保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是(　　) A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量 B.加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量 C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量 D.加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量 答案　C 解析　在測定酶活力的實驗中，需要保證pH和溫度均相同且適宜，故緩沖液應在加入底物和酶之前加入。 3.(2016全國甲，29)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖?；卮鹣铝袉栴}： (1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。 (2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應的速度會________。 (3)如果在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產物總量________，原因是_________________________________________。 (4)生物體內酶的化學本質是__________________，其特性有___________(答出兩點即可)。 答案　(1)B　(2)加快 (3)不變　60 ℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應產物總量也不會增加 (4)蛋白質或RNA　高效性、專一性 解析　(1)曲線圖顯示：在反應開始的一段時間內，40 ℃時產物濃度增加最快，說明酶的活性最高，而B組控制的溫度是40 ℃。(2)A組控制的溫度是20 ℃。在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，因酶的活性增強，則A組酶催化反應速度會加快。(3)對比分析圖示中的3條曲線可推知，在時間t2時，C組的酶在60 ℃條件下已經失活，所以如果在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，在t3時，C組產物的總量不變。(4)絕大多數酶的化學本質是蛋白質，少數酶是RNA。酶具有高效性、專一性，酶的作用條件較溫和。 4.(2012大綱全國，33)某同學為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設計了如下實驗步驟： ①在A、B、C、D、E 5支試管中分別加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5 mL，再分別加入質量分數為1%的淀粉液1 mL。 ②各試管中分別加入適當濃度的唾液稀釋液1 mL，搖勻。 ③將5支試管加入70 ℃恒溫水浴中，保溫時間相同且合適。 ④取出各試管，分別加入斐林試劑2 mL，搖勻。 ⑤觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。 上述實驗步驟中有2處錯誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實驗重復次數)，以便實驗能得到正確的預期結果。 (1)________________________________________________________________________。 (2)________________________________________________________________________。 答案　(1)③中70 ℃應改為37 ℃。因為人唾液淀粉酶作用的最適溫度為37 ℃ (2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應將各試管放在50～65 ℃熱水浴中一段時間。因為在高溫條件下斐林試劑與還原糖反應顯色 解析　(1)唾液淀粉酶的最適溫度是37 ℃左右，70 ℃時酶會變性失活。(2)加入斐林試劑后，需要50～65 ℃水浴加熱才能看到磚紅色沉淀。 悟規(guī)律 分析全國課標卷考題不難發(fā)現(xiàn)，對酶的考查側重于酶的本質特性、影響酶活性的因素及相關曲線模型分析，尤其注重相關實驗探究，備考時應特別關注單一變量設置與自變量、因變量的分析。 1.區(qū)分酶的3個不同點、5個相同點 化學本質 絕大多數是蛋白質 少數是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成場所 核糖體 細胞核(真核生物) 來源 一般來說，活細胞都能產生酶 作用場所 細胞內外或生物體內外均可 生理功能 催化作用 作用原理 降低化學反應的活化能 與無機催化劑 相同的性質 ①提高反應速率，但不改變化學反應的方向和平衡點； ②反應前后，酶的性質和數量不變 2.理清酶的作用機理、特性及影響因素的3類曲線 (1)酶的作用原理 ①由圖可知，酶的作用原理是降低化學反應的活化能。 ②若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供活化能。 (2)酶的特性的曲線 ①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較表明：酶具有高效性。 ②圖2中兩曲線比較表明：酶具有專一性。 (3)各因素對酶促反應速率的影響曲線 ①分析圖3和圖4：溫度或pH通過影響酶的活性來影響酶促反應速率。 ②分析圖5：OP段的限制因素是底物濃度，P點以后的限制因素則是酶濃度。 題型一　酶的本質、作用及特性的分析 1.下列有關酶的敘述，正確的是(　　) A.酶分子是在基因的指導下，在核糖體上合成的 B.一種酶催化化學反應的種類與其空間結構有關 C.經高溫處理的酶，加入雙縮脲試劑后不會出現(xiàn)紫色 D.酶與無機催化劑都可通過提高化學反應的活化能來起催化作用 答案　B 解析　大多數酶的化學本質是蛋白質，在基因的指導下，在核糖體上合成，少數酶為RNA，不在核糖體上合成，A錯誤；酶的催化作用具有專一性，一種酶催化化學反應的種類與其空間結構有關，B正確；經高溫處理的酶，空間結構發(fā)生了改變，但沒有破壞肽鍵的結構，所以加入雙縮脲試劑后仍然會出現(xiàn)紫色，C錯誤；酶和無機催化劑都可通過降低化學反應的活化能來起催化作用，D錯誤。 2.細胞代謝中某種酶與其底物、產物的關系如下圖所示。下列有關敘述不正確的是(　　) A.酶1與產物B結合后失活，說明酶的功能由其空間結構決定 B.酶1有兩種底物且能與產物B結合，因此酶1不具有專一性 C.酶1的變構位點和活性位點的結構取決于特定的氨基酸序列 D.酶1與產物B的相互作用可以防止細胞產生過多的產物A 答案　B 解析　從題圖中進行分析，酶1的空間結構發(fā)生變化后活性喪失，說明酶的功能由空間結構決定，A項正確。從圖中可以看出，酶1能與兩種底物特異性結合，且只能催化這兩種底物生成產物A；雖能與產物B結合，但沒有催化生成產物，因此酶1具有專一性，B項錯誤。酶1的變構位點和活性位點的結構是由氨基酸的排列順序決定的，C項正確。產物A增多，生成的產物B增多，酶1與產物B結合后失去活性，產物A合成減少；當產物A過少時，產物B濃度降低，酶1有活性，開始合成產物A，因此酶1與產物B的相互作用可以防止細胞產生過多的產物A，D項正確。 3.用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應。由此可推測核糖體中能催化該反應的物質是(　　) A.蛋白酶 B.RNA聚合酶 C.RNA D.逆轉錄酶 答案　C 解析　A項，蛋白酶在蛋白質水解成多肽的過程中起催化作用；B項，RNA聚合酶在轉錄的過程中起催化作用；C項，自然界中的酶大多數是蛋白質，少數是RNA。核糖體是由RNA和蛋白質組成的，用蛋白酶將其蛋白質除去后，處理后的核糖體仍可催化氨基酸發(fā)生脫水縮合反應，說明起催化作用的成分是RNA；D項，逆轉錄酶在逆轉錄(或反轉錄)過程中起催化作用。 4.下列關于酶的敘述，正確的是(　　) A.酶適于低溫下保存，因為低溫時雖然酶的活性很低，但酶的空間結構穩(wěn)定 B.Fe3＋和過氧化氫酶促使過氧化氫分解，是因為它們降低了活化能，同時給過氧化氫提供能量 C.酶是由內分泌腺細胞合成的具有催化作用的有機物 D.酶與激素一樣使用后立即被滅活，所以活細胞中需要源源不斷地合成酶 答案　A 解析　酶適于低溫下保存，因為低溫時雖然酶的活性很低，但酶的空間結構穩(wěn)定，A正確；Fe3＋和過氧化氫酶促使過氧化氫分解，是因為它們降低了活化能，但是未給過氧化氫提供能量，B錯誤；酶是由活細胞合成的具有催化作用的有機物，C錯誤；激素使用后立即被滅活，但是酶使用后不被滅活，D錯誤。 易錯提醒 與酶有關的審答題的4個提醒 (1)只有在特殊背景或信息下才可認定酶的化學本質為RNA，否則一般認定為蛋白質(如各種消化酶、DNA聚合酶等)。 (2)酶只能由活細胞產生，不能來自食物，且?guī)缀跛谢罴毎?哺乳動物成熟紅細胞除外)均可產生酶(一般場所為核糖體)。 (3)催化(降低反應分子活化能)是酶唯一的功能，它不具調節(jié)功能，也不作為能源(或組成)物質，切不可額外夸大其功能。 (4)辨析酶、激素、神經遞質、抗體 ①四者均具特異性(專一性)、高效性等特性。 ②激素、神經遞質、抗體都是由細胞分泌到內環(huán)境中發(fā)揮作用，發(fā)揮作用后即被滅活，而酶既可在細胞內，也可在細胞外發(fā)揮作用，且可以多次發(fā)揮作用。 ③活細胞都能產生酶(哺乳動物的成熟紅細胞除外)，但只有少數特異性細胞能合成并分泌激素、神經遞質、抗體。 題型二　影響酶活性因素的圖、表、線分析 5.將牛奶和姜汁混合，能使牛奶凝固。某同學用煮沸的姜汁重復這項實驗，牛奶在任何溫度下均不能凝固。將不同溫度的等量牛奶中混入一些新鮮姜汁。觀察結果如下表： 溫度(℃) 20 40 60 80 100 結果 15 min后 仍未凝固 14 min內 完全凝固 1 min內 完全凝固 1 min內 完全凝固 15 min后 仍未凝固 根據以上結果，下列表述中錯誤的是(　　) A.新鮮姜汁中含有能使可溶狀態(tài)的牛奶凝固的酶 B.進一步測定最適溫度，可設置60 ℃、65 ℃、75 ℃、80 ℃四個溫度梯度 C.將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應溫度的牛奶混合，能夠提高實驗的準確度 D.該實驗說明酶需要適宜的溫度，100 ℃時未凝固，是因為酶的活性已經喪失 答案　B 解析　據題意知，煮沸的姜汁不能使牛奶凝固，而新鮮姜汁在適宜溫度下可以使牛奶凝固，說明新鮮姜汁中可能含有一種酶，該酶能將可溶狀態(tài)的牛奶轉化為不溶狀態(tài)，A正確；根據表格分析知，最適溫度位于40～100 ℃之間，測定最適溫度應在40～100 ℃之間縮小溫度梯度，進行多組實驗，B錯誤；將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應溫度的牛奶混合，能排除姜汁與牛奶混合時，溫度變化，提高實驗準確度，C正確；根據題干知，煮沸的姜汁，降溫后，仍然不能凝固牛奶，說明酶已失活，D正確。 6.如圖表示改變某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解產生還原糖的結果，請據此分析，改變下列哪種因素才能獲得改變后的結果(　　) A.溫度 B.pH C.淀粉溶液量 D.唾液量 答案　C 解析　改變溫度或pH會影響酶的活性，從而影響化學反應速率，但不改變化學反應的平衡點，即產物的最終產量不變，圖中實驗組的還原糖生成量明顯減少，A、B錯誤；改變底物的量，產物的量則會減少，圖中對照組的還原糖生成量一直多于實驗組的還原糖生成量，故改變的是淀粉溶液量，即降低了淀粉溶液量，C正確；改變唾液量，即唾液淀粉酶的量，會影響化學反應速率，但不改變化學反應的平衡點，即產物的最終產量不變，圖中實驗組的還原糖生成量明顯減少，D錯誤。 7.用新鮮蘿卜做如下實驗：第一組將蘿卜磨碎，制得提取液后立即冷藏，取幾支試管，分別加入pH為3～9的過氧化氫溶液，30 ℃保溫，然后在每支試管中加入4滴冷藏的提取液；第二組重復上述實驗，但把提取液的添加量減半；第三組重復第一組實驗，但在滴加提取液之前先對其進行80 ℃高溫處理。然后將實驗結果繪成下圖的曲線，表示一、二、三組結果的曲線分別是(　　) A.a、b、c B.a、c、b C.b、a、c D.c、b、a 答案　C 解析　第二組比第一組酶量減半，在其他條件均相同的情況下，反應速率比第一組小，所以第一組對應曲線b，第二組對應曲線a。第三組滴加提取液之前先對其進行80 ℃高溫處理，酶變性失活，過氧化氫不會被催化分解，對應曲線c。 8.下圖中甲曲線表示在最適溫度下，某種酶促反應速率與反應物濃度之間的關系。其余兩條曲線分別表示該酶促反應速率隨pH或溫度的變化趨勢。下列相關分析，正確的是(　　) A.在A點適當提高溫度或在B點適當增加酶的濃度，反應速率都將增大 B.圖中E點代表該酶的最適pH，H點代表該酶的最適溫度 C.短期保存該酶，適宜條件對應于圖中的D、H兩點 D.研究淀粉酶或過氧化氫酶參與的酶促反應，均可得到上圖曲線 答案　C 解析　首先根據曲線變化判斷乙曲線代表溫度對酶促反應速率的影響，丙曲線代表pH對酶促反應速率的影響。甲曲線是在最適溫度下測定的，故在A點提高溫度，反應速率將降低，故A錯；圖中E點代表酶的最適溫度，H點代表酶的最適pH，故B錯；酶應該在最適pH、低溫下保存，故C對；過氧化氫受熱易分解，故當用過氧化氫酶研究溫度對酶促反應速率的影響時，高溫時反應速率不會為零，故D錯。 9.某同學為研究化合物P對淀粉酶活性的影響，在最適溫度和最適酸堿度條件下，得到如圖所示的實驗結果。下列有關敘述錯誤的是(　　) A.在一定范圍內，底物濃度影響著酶促反應速率 B.曲線①可作為實驗對照 C.P對該酶的活性有抑制作用 D.若提高反應溫度，則A點將上移 答案　D 解析　據圖可知，在底物濃度相對較低時，影響酶促反應速率的因素是底物濃度，A正確；研究化合物P對淀粉酶活性的影響，需要建立對照實驗，圖中①為對照組，②為實驗組，B正確；加入化合物P后，酶促反應速率下降，說明P對該酶的活性有抑制作用，C正確；圖示結果是在最適溫度和最適酸堿度條件下得到的，若提高反應溫度，酶活性會降低，酶促反應速率也會下降，因此A點將下移，D錯誤。 易錯警示 酶促反應速率和酶活性的辨析 溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應速率的，而底物濃度和酶濃度是通過影響底物和酶的接觸機率來影響酶促反應速率的，其并不影響酶活性。 二、“能量通貨”的ATP 1.(2014大綱全國，2)ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關ATP的敘述，錯誤的是(　　) A.線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用 B.機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATP C.在有氧與缺氧的條件下，細胞質基質中都能形成ATP D.植物根細胞吸收礦質元素離子所需的ATP來源于呼吸作用 答案　B 解析　A項，細胞核中無法進行呼吸作用產生能量，它所需要的ATP主要由細胞質中的線粒體提供。B項，ATP是生命活動的直接能源物質，機體時刻都在消耗ATP。C項，有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段均在細胞質基質中進行，均有ATP形成。D項，根細胞吸收礦質元素離子主要是通過主動運輸的方式進行的，其消耗的能量來源于呼吸作用產生的ATP。 2.(2016全國乙，29節(jié)選)在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 答案　(1)γ　(2)α 解析　(1)ATP水解生成ADP的過程中，斷裂的是遠離腺苷A的那個高能磷酸鍵，即β位和γ位之間的高能磷酸鍵，即γ位磷酸基團轉移到DNA末端。要將32P標記到DNA上，帶有32P的磷酸基團應在γ位上。(2)dATP脫去β位和γ位的磷酸基團后為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，即DNA的基本組成單位之一，用dATP為原料合成DNA時，要將32P標記到新合成的DNA上，則32P應在α位。 悟規(guī)律 高考對本知識點的考查側重于ATP的結構簡式，真核細胞中ATP的產生場所、過程及ATP的用途與轉化，題型多為選擇題，也可滲透于光合作用、細胞呼吸的非選擇題中考查。 1.從ATP結構簡式理解其組成與功能 2.理清A的4種含義 ATP： A表示：腺苷 核苷酸： A表示：腺嘌呤 DNA： A表示：腺嘌呤脫氧核糖核苷酸 RNA： A表示：腺嘌呤核糖核苷酸 3.牢記與ATP產生和消耗有關的細胞結構及生理過程 轉化場所 常見的生理過程 細胞膜 消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐 細胞質基質 產生ATP：細胞呼吸第一階段 葉綠體 產生ATP：光反應 消耗ATP：暗反應和自身DNA復制、轉錄，蛋白質合成等 線粒體 產生ATP：有氧呼吸第二、三階段 消耗ATP：自身DNA復制、轉錄，蛋白質合成等 核糖體 消耗ATP：蛋白質的合成 細胞核 消耗ATP：DNA復制、轉錄等 題型一　分析ATP的組成、來源和利用 1.ATP是一種高能磷酸化合物。下列關于ATP的敘述正確的是(　　) A.若細胞代謝強度增加一倍，則細胞內ATP的含量也將增加一倍 B.ATP中全部高能磷酸鍵斷裂后，形成的產物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸 C.ATP水解釋放出的能量，用于各項生命活動，但不能轉化成熱能，用于維持體溫 D.有絲分裂后期，受紡錘絲牽引，著絲點斷裂，該過程需要ATP水解供能 答案　B 解析　細胞內ATP的含量維持相對穩(wěn)定，A錯誤；ATP中全部高能磷酸鍵斷裂后，形成的產物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，B正確；ATP水解釋放出的能量，用于各項生命活動，能轉化成熱能，用于維持體溫，C錯誤；有絲分裂后期，著絲點斷裂不是受紡錘絲牽引的結果，D錯誤。 2.在下列化合物的化學組成中，“”中所對應的含義最接近的是(　　) A.①② B.①③ C.③④ D.⑤⑥ 答案　D 解析　根據題意，“”中所對應的含義分別為：①一磷酸腺苷AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，②腺嘌呤，③DNA分子上的腺嘌呤脫氧核苷酸，④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤腺苷，⑥腺苷。 易錯警示 (1)ATP中的“A”表示腺苷，并非“腺嘌呤”。ATP水解掉兩個高能磷酸鍵后，就成為“腺嘌呤核糖核苷酸”，是RNA的組成單位之一。 (2)ATP≠能量。ATP是一種含有能量的物質，并不是能量。 題型二　ATP與ADP間的相互轉化與動態(tài)平衡 3.下圖為細胞中ATP與ADP相互轉化示意圖，有關敘述錯誤的是(　　) A.在一個活細胞中，時刻進行著過程①和② B.過程①和②也可以發(fā)生在同一個細胞器內 C.過程①中需要的能量不是過程②釋放的 D.維持人體體溫的熱能主要來自過程②中的能量 答案　D 解析　維持人體體溫的熱能主要來自體內有機物分解釋放的熱能。 4.ATP是細胞的能量“通貨”，是生命活動的直接能源物質，如圖為ATP的結構和ATP與ADP相互轉化的關系式。下列說法不正確的是(　　) A.圖1中的A代表腺苷，b、c為高能磷酸鍵 B.圖2中進行①過程時，圖1中的c鍵斷裂并釋放能量 C.ATP與ADP快速轉化依賴于酶催化作用具有高效性 D.夜間有O2存在時，圖2中過程②主要發(fā)生在線粒體 答案　A 解析　圖1中A代表的是腺嘌呤，A錯誤。ATP水解一般是遠離A的高能磷酸鍵斷裂，也就是c鍵，B正確；細胞中ATP含量很少，ATP與ADP的快速轉化依賴于酶的催化作用具有高效性，C正確。夜間有O2存在時，ATP合成的主要場所是線粒體，D正確。 易錯警示 ATP與ADP相互轉化的3點提醒 (1)ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量來源、能量去路和反應場所方面都不盡相同，因此ATP和ADP的相互轉化并不是可逆反應，但物質可重復利用。 (2)ATP轉化為ADP又稱“ATP的水解反應”，這一過程需酶的催化，同時也需要消耗水。凡是大分子有機物(如蛋白質、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。 (3)生命活動需要消耗大量能量，但細胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復利用，只要提供能量(光能或化學能)，生物體就可不斷合成ATP，滿足生物體的需要。 1.ATP是直接為細胞生命活動提供能量的有機物。關于ATP的敘述，錯誤的是(　　) A.酒精發(fā)酵過程中有ATP生成 B.ATP可為物質跨膜運輸提供能量 C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成 答案　D 解析　酒精發(fā)酵是微生物的無氧呼吸，無氧呼吸在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP，A正確；ATP可以用于細胞的主動運輸，如Ca2＋、Mg2＋通過主動運輸進入番茄細胞時需要消耗能量，直接由ATP提供，B正確；A－P～P～P中的高能磷酸鍵中儲存著大量能量，ATP水解時，高能磷酸鍵斷裂，大量的能量會釋放出來，C正確；ATP由腺嘌呤、核糖、磷酸組成，D錯誤。 2.如圖表示發(fā)生在細胞內的tRNA與氨基酸的結合過程，下列說法正確的是(　　) A.不受溫度影響 B.必須由線粒體供能 C.必須有酶參與 D.只發(fā)生在核糖體上 答案　C 解析　ATP的水解需酶的催化，而酶的活性受溫度的影響，A錯誤；ATP可以在細胞質基質和線粒體中產生，B錯誤；圖示過程必須有酶的參與，C正確；tRNA與氨基酸的結合過程發(fā)生在細胞質基質中，氨基酸的脫水縮合發(fā)生在核糖體上，D錯誤。 3.科學家發(fā)現(xiàn)某些蚜蟲能合成類胡蘿卜素，其體內的類胡蘿卜素不僅能吸收光能，傳遞給負責能量生產的組織細胞，而且還決定蚜蟲的體色。陽光下蚜蟲的ATP生成量將會增加，黑暗時蚜蟲的ATP含量會下降。下列有關敘述正確的是(　　) A.正常情況下蚜蟲在黑暗中合成ATP時會伴隨著O2的消耗 B.蚜蟲合成ATP時所需能量僅僅來自呼吸作用 C.蚜蟲做同一強度的運動時，陽光下和黑暗中的ATP消耗量不一樣 D.蚜蟲ATP含量在陽光下比黑暗時多，說明其體內的ATP含量不穩(wěn)定 答案　A 解析　由題干信息可知，蚜蟲合成ATP所需能量還可來自于類胡蘿卜素吸收的光能；蚜蟲做同一強度的運動消耗ATP的量是一樣的。 4.下列有關酶和ATP的說法，合理的是(　　) A.漿細胞的形成過程中酶的種類和數量會不斷發(fā)生變化 B.ATP分子中的兩個高能磷酸鍵所含的能量相同，穩(wěn)定性也相同 C.骨骼肌細胞吸收周圍組織液中氧氣的過程不消耗ATP，但需要酶 D.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用時，一般用碘液檢測實驗結果 答案　A 解析　B細胞分化形成漿細胞的過程是基因選擇性表達的結果，產生了不同的mRNA和蛋白質，A正確；ATP分子中的兩個高能磷酸鍵所含的能量相同，但是遠離A的高能磷酸鍵更容易斷裂和重新形成，B錯誤；骨骼肌細胞吸收周圍組織液中氧氣的方式是自由擴散，不需要載體、不消耗能量，也不需要酶，C錯誤；探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用時，一般用斐林試劑檢測實驗結果，D錯誤。 5.下圖1表示細胞中ATP反應鏈，圖中a、b、c代表酶，甲、乙、丙代表化合物；圖2表示酶活性與溫度的關系。下列敘述不正確的是(　　) A.圖1中的乙含有1個高能磷酸鍵，丙為腺嘌呤核糖核苷酸 B.神經細胞吸收K＋時，a催化的反應加速，c催化的反應被抑制 C.研究淀粉酶活性與溫度關系時，不可以選擇斐林試劑作為檢測試劑 D.圖2中溫度為m時比n時酶活性低，所以m時比n時更有利于酶的保存 答案　B 解析　圖1中的乙是ADP，含有1個高能磷酸鍵，丙是AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸；神經細胞吸收K＋是主動運輸，消耗能量，能量來自ATP水解，所以a催化的反應加速，但c催化的反應不會被抑制；斐林試劑檢測還原糖時需進行水浴加熱，而研究淀粉酶活性與溫度的關系，溫度是自變量，實驗過程中需保持不變，所以不能選擇斐林試劑作為檢測試劑；低溫時酶的活性低，溫度為m時比n時更有利于酶的保存。 6.模型包括物理模型、概念模型、數學模型等。而物理模型是指以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，如沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結構模型，就是物理模型。下圖為某同學所做的酶催化作用的模型。下列敘述正確的是(　　) A.該模型是物理模型，能很好地解釋酶的專一性 B.圖中的A一定是蛋白質，因為A是酶 C.若圖中的B表示氨基酸，A表示酶，則該生理過程表示脫水縮合 D.人成熟的紅細胞內不能合成酶，也無上述模型表示的生理過程 答案　A 解析　該圖中A和B的結構能反映出酶的專一性，故A正確；酶是催化劑，反應前后酶的數量和性質保持不變，故A是酶，其化學本質是蛋白質或RNA，故B錯誤；圖中化學反應屬于物質的分解，不可能是脫水縮合，故C錯誤；人成熟的紅細胞不能合成酶，但是含有許多酶，能催化多種化學反應，故D錯誤。 7.科學研究發(fā)現(xiàn)，某些免疫球蛋白具有催化功能，稱之為抗體酶。下圖表示某新型抗體酶的結構，據圖判斷下列敘述不正確的是(　　) A.抗體酶能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應 B.抗體酶能與各種抗原結合 C.抗體酶與底物結合后，能降低反應的活化能 D.利用抗體酶特異性識別抗原和催化無活性藥物前體的轉化反應，可靶向治療癌癥 答案　B 解析　由題干信息可知，抗體酶的化學成分是蛋白質，功能上既具有抗體特異性識別抗原的功能，又具有酶的催化功能。 8.下面的曲線是同一反應的酶促反應和非酶促反應曲線，相關敘述正確的是(　　) A.E1是酶促反應的活化能，A和C曲線是酶促反應曲線 B.E2是酶促反應的活化能，B和C曲線是酶促反應曲線 C.E3是酶促反應的活化能，B和C曲線是酶促反應曲線 D.E2是酶促反應的活化能，A和C曲線是酶促反應曲線 答案　D 解析　E2為有酶催化反應所需的活化能，這是因為酶能降低化學反應所需的活化能；酶具有高效性，因此A和C曲線是酶促反應的曲線；E3是無酶催化反應所需的活化能，B和D曲線是無酶催化反應的曲線。 9.如圖表示不同溫度下酵母菌發(fā)酵時氣體產生速率與反應時間的關系。據圖可知：①有多種酶參與；②最適pH是7；③40 ℃是酵母菌發(fā)酵的比較適宜的溫度；④50 ℃時酶逐漸失活；⑤0 ℃時酶逐漸失活。正確的是(　　) A.①③ B.②⑤ C.③④ D.④⑤ 答案　C 解析　溫度通過影響酶的活性而影響氣體產生速率。從圖中可以看出，40 ℃時氣體產生速率最大，是酵母菌發(fā)酵的比較適宜的溫度；高溫會破壞酶的分子結構而使酶失去活性，50 ℃時氣體產生速率逐漸降低，說明酶逐漸失活；0 ℃時氣體產生速率低，是由于低溫抑制了酶的活性。 10.研究人員從木耳菜中提取過氧化物酶(POD)，分別與四種不同酚類物質及H2O2進行催化反應，結果如下圖所示。相關說法正確的是(　　) A.圖1所示的實驗目的是探究不同酚類物質的濃度對POD活性的影響 B.當底物濃度為0.08 mmolL－1時，POD催化酚類2的反應速率一定大于催化酚類3的 C.由圖2可知，H2O2濃度過高會抑制POD的活性，降低濃度后POD活性就會恢復 D.H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響相同 答案　A 解析　由圖1可知，橫坐標代表不同酚類物質的濃度，縱坐標代表POD的活性，隨著物質濃度的變化，POD的活性發(fā)生改變；由于POD的活性除了與底物濃度有關外，還與溫度和pH有關，因此在不確定溫度和pH條件是否相同且適宜的情況下，無法判斷POD催化酚類2的反應速率是否大于酚類3的；由圖2可知，H2O2濃度過高，POD的活性有下降的趨勢，但并不能從圖中讀出降低H2O2濃度后POD活性怎么變化；高溫、過酸、過堿均會使酶失活，由于不知H2O2濃度大于1.2%以后的情況，因而無法判斷H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響是否相同。 11.小麥種子萌發(fā)需要在一系列酶的催化作用下才能進行，其中胚乳細胞合成的α淀粉酶必不可缺。研究表明啟動α淀粉酶合成的化學信使是胚產生的赤霉素。為證實這一結論，某同學做了如下實驗： 第一步：取飽滿健壯的小麥種子若干，用刀片將每粒種子橫切成半粒，隨機均分為四組，分別置于四支帶有等量緩沖液的試管中，其中三組作去胚處理。 第二步：向四支試管中加入濃度不等的赤霉素溶液，常溫下保溫24 h。 第三步：向各試管中滴加等量的質量分數為0.1%的淀粉溶液，保溫10分鐘。 第四步：向各試管中滴加等量的碘液，觀察顏色變化。結果如表所示。 編號 赤霉素溶液(單位：mM) 種子 結果(“＋”越多，顏色越深) 1 0 帶胚 ＋＋ 2 0 去胚 ＋＋＋＋ 3 0.2 去胚 ＋＋ 4 0.4 去胚 ＋ 回答下列問題： (1)第三步后試管2溶液中的淀粉量比試管1中的____________，產生這種現(xiàn)象的原因是________________________________________________________________________。 (2)綜合比較試管1、3和4的實驗結果，說明胚在種子萌發(fā)過程中的作用是___________。 (3)綜合分析試管2、3和4的實驗結果，說明____________________________________。 答案　(1)多　帶胚的種子能產生赤霉素促進α淀粉酶的合成，進而使淀粉水解 (2)產生赤霉素，誘導胚乳細胞合成α淀粉酶 (3)在一定濃度范圍內，赤霉素濃度越高，對α淀粉酶的誘導效果越好 解析　(1)由于帶胚的種子能產生赤霉素促進α淀粉酶的合成，進而使淀粉水解，因此第三步后試管2溶液中的淀粉量比試管1中的多，這也反映在實驗結果上，即加入碘液后，試管2溶液的顏色比試管1的深。(2)試管1與3結果相同，表明胚起到了和赤霉素相同的作用。從而證明胚能產生赤霉素；試管4顏色更淺，進一步表明對去胚種子添加赤霉素確實能促進α淀粉酶的合成。(3)試管2、3和4中赤霉素濃度逐漸升高，而實驗結果顯示試管溶液顏色越來越淺，說明在一定濃度范圍內，赤霉素濃度越高，對α淀粉酶的誘導效果越好。 12.某校生物研究性學習小組通過使用三種生物的淀粉酶提取液(提取液中酶濃度相同)進行實驗，比較這三種生物所產生的淀粉酶的活性大小。 實驗步驟： 步驟 試管1 試管2 試管3 試管4 加蒸餾水 2 mL 2 mL 2 mL ① 加pH＝8的緩沖液 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 加淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 加酶 提取液 甲生物淀粉酶提取液 1 mL 乙生物淀粉酶提取液 1 mL 丙生物淀粉酶提取液 1 mL 37 ℃水浴保溫 30 min 30 min 30 min 30 min 滴加碘液 5滴 5滴 5滴 5滴 實驗結果： 編號 試管1 試管2 試管3 試管4 顏色深淺程度 ＋＋ － ＋ ② 注：“＋”顯色，“＋＋”顯深色，“－”不顯色。 請根據實驗步驟和實驗結果回答下列問題： (1)表中①處應為________；②處顏色深淺程度應表示為________(用“＋”或“－”表示)。 (2)該實驗的自變量是______________，無關變量有_________________(至少寫出2種)。 (3)除用碘液檢驗淀粉的剩余量來判斷實驗結果外，還可以用________________來檢驗生成物的量。若用該試劑檢驗，顏色變化最深的試管是_________________________________。 (4)根據上述結果得出的結論是：不同生物的淀粉酶，雖然酶濃度相同，但活性不同。造成實驗中三種酶活性不同的根本原因是________________________________________。 (5)該小組同學還做了反應速率與底物濃度關系的實驗。右圖所示的坐標中已根據實驗結果畫出了試管3中酶活性的曲線，請在坐標中畫出試管2中酶活性的曲線。 答案　(1)3 mL　＋＋＋(或多于＋＋＋) (2)不同生物的淀粉酶提取液　加入提取物的體積、溫度、pH、淀粉的體積和濃度、保溫時間 (3)斐林試劑　試管2 (4)決定這3種酶的DNA(或基因)不同 (5)如圖所示 解析　(1)根據生物實驗的單一變量原則和等量原則，要確保四支試管中溶液的總體積相等，則①處應為3 mL。由于試管4為空白對照組，沒有淀粉酶的存在，所以淀粉的剩余量最多，滴加碘液后顏色最深，因此“＋”的個數應等于或大于3個。(2)對比三個實驗組和空白對照組可知，不同生物的淀粉酶提取液為自變量，除自變量外，對實驗結果造成影響的其他變量為無關變量，必須保證無關變量相同且適宜。(3)測定酶促反應速率時，既可以底物的減少量或剩余量為檢測指標，也可以產物的生成量為檢測指標。由于試管2中淀粉已全部轉化為麥芽糖，所以用斐林試劑檢測時，試管2的磚紅色最深。(4)淀粉酶的化學本質是蛋白質，由相應基因指導合成。所以造成實驗中三種酶活性不同的根本原因應為決定酶的基因不同。(5)根據實驗可知試管2中的反應速率大于試管3，因此可畫出試管2中相應的酶活性曲線。