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第5講 細胞與能量、酶 (時間：30分鐘) 【學考題組】 1.(2016臺州市臨海六中高三期中)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 解析　ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，D錯誤。 答案　D 2.(2016紹興嵊州中學第一次質檢)有關ATP的敘述錯誤的是(　　) A.巨噬細胞吞噬病原體過程需要ATP提供能量 B.藍細菌光合膜上光反應產(chǎn)生的ATP是其各項生命活動直接的能源物質 C.黑暗條件下植物細胞溶膠可以產(chǎn)生ATP D.ATP水解的放能反應往往與某些吸能反應相關聯(lián) 解析　藍細菌光合膜上光反應產(chǎn)生的ATP只用于碳反應，B錯誤。 答案　B 3.(2016衢州市江山質檢)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 解析　導致酶空間結構發(fā)生破壞變形的因素有：過酸、過堿、高溫等，低溫只能抑制酶的活性，不會破壞結構，B錯誤。 答案　B 4.(2015寧波市慈溪市期末)關于ATP的敘述，錯誤的是(　　) A.其中的A代表腺苷 B.結構簡式為A—P～P～P C.ATP的水解反應釋放能量 D.與ADP的相互轉化是可逆反應 解析　ATP的結構簡式為A—P～P～P，其中A代表腺苷，A正確、B正確；ATP分子不穩(wěn)定，水解時遠離A的磷酸鍵容易斷裂，并釋放大量的能量，C正確；ATP與ADP的相互轉化條件和能量是不同的，是不可逆反應，D錯誤。 答案　D 5.(2015杭州市蕭山區(qū)五校聯(lián)考)洋蔥根尖分生區(qū)的細胞中，能合成ATP的細胞結構是(　　) A.只有線粒體 B.葉綠體和細胞溶膠 C.線粒體和細胞溶膠 D.葉綠體、線粒體和細胞溶膠 解析　洋蔥根尖分生區(qū)的細胞中，能合成ATP的場所除線粒體外，還含有細胞溶膠，A錯誤、C正確；洋蔥根尖分生區(qū)的細胞中不含葉綠體，B、D錯誤。 答案　C 6.(2016紹興一中月考)下列關于酶的敘述，正確的是(　　) A.酶具有催化作用并都能與雙縮脲試劑反應呈紫色 B.酶適宜于在最適溫度下長期保存以保持最高活性 C.細胞代謝能夠有條不紊地進行主要由酶的高效性決定 D.酶能夠提高化學反應速率而不改變化學平衡 解析　酶大部分是蛋白質、少量是RNA，蛋白質類的酶能與雙縮脲試劑反應呈紫色，RNA類的酶不能，A錯誤；酶適宜在低溫條件下才可能長期保存，B錯誤；酶具有專一性，每一種酶只能催化一種或一類化學反應，在生物體內，酶的專一性使各種化學反應能夠有條不紊地進行，另外生物膜的存在也使得細胞內各種化學反應有條不紊地進行，C錯誤；酶能夠降低化學反應的活化能而加快反應進行，但不改變化學反應的平衡點，D正確。 答案　D 7.(2016杭州市余杭區(qū)期末)淀粉酶能使淀粉在很短的時間內水解成麥芽糖，而對麥芽糖的水解卻不起作用。這種現(xiàn)象說明酶具有(　　) A.高效性和多樣性 B.高效性和專一性 C.專一性和多樣性 D.穩(wěn)定性和高效性 解析　由題意可知，淀粉酶在很短的時間內催化淀粉水解成麥芽糖，而不能催化麥芽糖水解，說明酶的催化作用具有高效性和專一性。B正確。 答案　B 8.(2016杭州市蕭山區(qū)期末聯(lián)考)下列有關細胞生命活動中，一定需要ATP供能的是(　　) A.氧氣進入細胞 B.卡爾文循環(huán) C.載體蛋白的形狀改變 D.酶－底物復合物的形狀改變 解析　氧氣進入細胞是簡單擴散，不消耗ATP，A錯誤；卡爾文循環(huán)是碳反應過程，需要消耗光反應產(chǎn)生的ATP，B正確；載體蛋白質的形狀改變運輸物質的方式可能是主動轉運，也可能是易化擴散，易化擴散不消耗ATP，C錯誤；酶－底物復合物的形狀改變，可能是吸能反應，也可能是放能反應，放能反應不消耗ATP，產(chǎn)生ATP，D錯誤。 答案　B 9.(2015寧波市余姚中學等九校聯(lián)考)酶是生物催化劑，能促使底物發(fā)生化學變化，下列關于酶的敘述，錯誤的是(　　) A.不同酶的最適溫度可能相同 B.同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中 C.酶活性最高時的溫度一般不適合該酶的保存 D.低溫時酶活性降低是酶的空間結構被破壞的結果 解析　酶的催化需要適宜的溫度，不同的酶的最適溫度可能是一樣的，A正確；同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中，例如呼吸酶，B正確；低溫條件下酶比較穩(wěn)定，低溫有利于酶的保存，C正確；低溫時酶活性降低，但是酶的空間結構沒有被破壞，溫度適宜時酶活性可以恢復，D錯誤。 答案　D 10.(2016衢州市江山實驗學考模擬)下列有關ATP和ADP的敘述錯誤的是(　　) A.每個ATP分子中含有兩個高能磷酸鍵 B.線粒體合成的ATP不可以用于細胞核中的一些耗能反應 C.有機物的合成往往是個吸能反應，有機物的氧化分解往往是個放能反應 D.葉綠體中ADP由葉綠體基質向類囊體運動，ATP則向相反方向運動 解析　ATP的結構簡式是A—P～P～P，ATP分子中含有兩個高能磷酸鍵，A正確；線粒體合成的ATP可用于各種生命活動，可在細胞核中發(fā)揮作用，B錯誤；有機物的合成往往是個吸能反應，有機物的氧化分解往往是個放能反應，C正確；葉綠體的光反應合成ATP，碳反應消耗ATP，故葉綠體中ADP由葉綠體基質向類囊體運動，ATP則向相反方向運動，D正確。 答案　B 11.(2015杭州市夏衍中學高二期末)以下有關酶的敘述，正確的是(　　) A.胃蛋白酶催化蛋白質水解時需要適宜的溫度、pH和ATP供能 B.在細胞質內合成的酶只能在細胞質內發(fā)揮作用 C.高溫和低溫均能破壞酶的結構使其失去生物活性 D.酶分子有一定的形狀，能與底物結合，并適時改變構象以形成酶－底物復合體 答案　D 【選考題組】 12.(2015杭州市七縣市聯(lián)考)如圖是研究物質A和物質B對某種酶活性影響的變化曲線，下列敘述正確的是(　　) A.物質A能提高該化學反應的活化能 B.物質B能提高該種酶的催化活性 C.減小底物濃度可以消除物質A對該種酶的影響 D.增大底物濃度可以消除物質B對該種酶的影響 解析　由圖可知物質A能加快化學反應速率，可見物質A能降低該化學反應的活化能，A錯誤；由圖可知物質B能降低該種酶的活性，B錯誤；底物濃度較低時，三條曲線彼此不重疊，說明減小底物濃度不能消除物質A對該種酶的影響，C錯誤；增大底物濃度后，只加酶的曲線與加酶和物質B的曲線彼此重疊，說明增大底物濃度可以消除物質B對該種酶的影響，D正確。 答案　D 13.(2016紹興市新昌月考)取經(jīng)過編號的5支試管，分別加入2 mL 0.5 mol/L的H2O2溶液，進行如下實驗(見下表)，根據(jù)實驗，下列說法不正確的是(　　) 試管編號 1 2 3 4 5 加入物質 適量唾液 銹鐵釘 生土豆塊 熟土豆塊 生土豆塊稀鹽酸、 實驗結果 幾乎無氣泡 少量氣泡 大量氣泡 幾乎無氣泡 幾乎無氣泡 A.3號和4號對照說明酶具有高效性 B.1號和3號對照能說明酶有專一性 C.3號和5號對照可以說明酶的活性受pH的影響 D.該實驗中能體現(xiàn)酶的活性與溫度之間的關系 解析　說明酶具有高效性的是3號和2號實驗，生物催化劑與無機催化劑比具有高效性，A不正確。 答案　A 14.(2016杭州市蕭山中學段考)乳糖酶能催化乳糖水解。有兩項與此相關的實驗，其實驗條件均設置為最適條件。實驗結果如下：以下分析正確的是(　　) 實驗一 (乳糖濃度為10%) 酶濃度 0% 1% 2% 4% 5% 相對反應速率 0 25 50 100 200 實驗二 (酶濃度為2%) 乳糖濃度 0% 5% 10% 20% 30% 相對反應速率 0 25 50 65 65 A.實驗一如果繼續(xù)增加酶濃度，相對反應速率不再加大 B.實驗一增加乳糖濃度，相對反應速率將降低 C.實驗二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對反應速率不再加大 D.實驗二若提高反應溫度條件5 ℃，相對反應速率將增大 解析　在酶濃度為2%時，乳糖濃度20%與30%情況下，相對反應速率相等，所以在實驗二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對反應速率將不再加大，C正確。 答案　C 15.某同學從微生物中提取出一種淀粉酶，利用該酶做了一系列實驗。請回答： (1)由圖甲的實驗結果可知，該實驗的研究課題是____________。 (2)適宜條件下，取一支試管加入淀粉酶和蛋白酶溶液并搖勻，一段時間后加入淀粉，幾分鐘后加入本尼迪特試劑并沸水浴加熱，結果試管中沒有產(chǎn)生紅黃色沉淀，原因是____________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)曲線A表示其它條件適宜、淀粉酶濃度一定時，初始酶促反應速率與淀粉濃度關系曲線，曲線B表示加入物質X后其它條件適宜、淀粉酶濃度與A實驗相同時，初始酶促反應速率與淀粉濃度關系部分曲線，說明物質X對酶活性有________作用。為進一步研究加入物質X后初始酶促反應速率與淀粉濃度關系，某同學設計了如下實驗思路，請完善實驗思路并預測實驗結果。 ①實驗思路：第一步，取淀粉酶溶液均分為若干等份(量與前面實驗相同)，分別加入等量的物質X，配置成混合液；取相同的試管若干，編號為甲、乙、丙…，第二步，在溫度為________、其它條件適宜的環(huán)境中，往試管甲、乙、丙…中分別加入____________________。第三步，測量并記錄各試管初始反應速率，進行統(tǒng)計分析。 ②預測實驗結果：(在圖乙中繪制B曲線接下去的變化情況)。 解析　(1)由圖甲坐標圖可知，在不同的溫度時，酶的活性不同，可推知，該實驗的研究課題是研究溫度對淀粉酶活性的影響。(2)適宜條件下，取一支試管加入淀粉酶和蛋白酶溶液并搖勻，淀粉酶被蛋白酶分解，一段時間后加入淀粉，沒有淀粉酶催化淀粉分解，沒有還原性糖的產(chǎn)生，沒有產(chǎn)生紅黃色沉淀。(3)曲線B比曲線A多加了物質X，其他條件一樣，曲線B初始酶促反應速率比曲線A低，說明物質X對酶活性有抑制作用。為進一步研究加入物質X后初始酶促反應速率與淀粉濃度關系，自變量是淀粉濃度，因變量是酶促反應速率不同。因此各試管分別加入等量的淀粉酶混合液，再分別加入等量的相對濃度為15、20、25…的淀粉溶液。對照實驗遵循單一變量原則，其他的無關變量要都相同，并在適宜條件下進行。據(jù)圖甲可知，50 ℃是該酶的最適溫度。因此將各試管放在50 ℃條件下，以防溫度影響酶促反應速率。因為物質X對酶活性有抑制作用，將會降低酶的活性，使曲線B將下降。 答案　(1)研究溫度對淀粉酶活性的影響 (2)淀粉酶被蛋白酶分解 (3)抑制　50 ℃　等量的淀粉酶混合液，再分別加入等量的相對濃度為15、20、25…的淀粉溶液　因為物質X對酶活性有抑制作用，將會降低酶的活性，使曲線B將下降。 16.(2016浙江名校選考模擬)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(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結果如圖。回答下列問題： (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(chǎn)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)。 解析　(1)曲線圖顯示：在反應開始的一段時間內，40 ℃時產(chǎn)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組的酶的60 ℃條件下已經(jīng)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(chǎn)物的總量不變。(4)絕大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性、專一性，酶的作用條件較溫和。 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，反應底物總量也不會增加 (4)蛋白質或RNA　高效性、專一性 17.(2016浙江選考模擬)某興趣小組用某品種的大麥種子進行“不同濃度赤霉素對誘導α—淀粉酶合成的影響”的預實驗.其基本步驟如下： ①用刀片將大麥種子切成有胚、無胚兩半，消毒后在無菌條件下浸泡48 h。 ②按表在培養(yǎng)瓶中加入相應的試劑和材料，在30 ℃下振蕩培養(yǎng)12 h。 瓶號 赤霉素溶液 實驗材料 有胚種 子/個 無胚種子/個 1 2 0 10 2 2 0 10 3 1 210－8 1 10 4 1 210－7 1 10 5 1 210－6 1 10 6 1 210﹣5 1 10 ③取6支試管，編號并各加入1 mL0.1%淀粉溶液，再從上述培養(yǎng)瓶中各吸取 0.2 mL溶液加入對應編號試管并搖勻，將試管置于30 ℃恒溫水浴保溫10 min，然后在各試管中立即加入2 mL碘—碘化鉀溶液，振蕩后觀察顏色變化并記錄。 請回答： (1)大麥種子去胚的原因是____________________________。根據(jù)1號瓶對照所得結果可做出________________的推測。 (2)步驟②中，30 ℃下振蕩培養(yǎng)12 h的目的是_________________________。 (3)步驟③中，若6號瓶藍色最淺，但不能判定該赤霉素濃度是誘導α淀粉酶合成的最適濃度.欲判定其最適濃度，進一步的實驗是____________________。 (4)若不用碘—碘化鉀溶液顯色方法來判定α—淀粉酶的活性，還可用檢測________的方法來判定。這兩種方法的主要差異在于前者測定的是__________。 解析　(1)大麥種子去胚的原因是排除胚產(chǎn)生的赤霉素對實驗結果的干擾，試管1和試管2相比，它們的自變量為是否有胚(或有無α淀粉酶存在)，因變量是試管中淀粉的含量。1號瓶作為對照的目的是證明胚可以產(chǎn)生赤霉素。(2)步驟②中，30 ℃下振蕩培養(yǎng)12 h的目的是讓赤霉素誘導α淀粉酶的形成。(3)步驟③中，若6號瓶藍色最淺，但不能判定該赤霉素濃度是誘導α淀粉酶合成的最適濃度.欲判定其最適濃度，進一步的實驗是增設高于6號瓶的赤霉素濃度梯度實驗。 (4)若不用碘—碘化鉀溶液顯色方法來判定α淀粉酶的活性，還可用檢測還原糖的方法來判定，這兩種方法的主要差異在于前者測定的是淀粉(底物)消耗量，后者測定的是還原糖(產(chǎn)物)生成量。 答案　(1)排除胚產(chǎn)生的赤霉素對實驗的干擾　胚可產(chǎn)生赤霉素 (2)赤霉素誘導α淀粉酶的合成 (3)增設高于6號瓶的赤霉素濃度梯度的實驗 (4)還原糖　淀粉消耗量(底物消耗量)