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第4講 酶和ATP 專題跟蹤訓(xùn)練(四) 一、單選題 1．(2018黑龍江省大慶市模擬)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　　) A．酶可以脫離生物體起作用 B．酶具有專一性，一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng) C．甲狀腺激素與呼吸酶不可能來自同一個細(xì)胞 D．所有酶用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測都可以呈現(xiàn)紫色反應(yīng) [解析]　酶可以在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外或者體外起催化作用，A正確；酶具有專一性，一種酶只能催化一種或者一類化學(xué)反應(yīng)，B錯誤；甲狀腺激素來自甲狀腺細(xì)胞，該細(xì)胞同樣有呼吸酶，C錯誤；蛋白質(zhì)類酶用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測都可以呈現(xiàn)紫色反應(yīng)，RNA類酶不能用雙縮脲試劑檢測，應(yīng)用吡啰紅試劑檢測，D錯誤，所以選A。 [答案]　A 2．(2018四川省蓉城名校聯(lián)盟高中聯(lián)考)下列有關(guān)酶與ATP的敘述，正確的是(　　) A．酶的作用原理與無機(jī)催化劑不同，酶是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能 B．隨著溫度的升高，酶的最適溫度一般呈先升高后降低的趨勢 C．細(xì)胞中吸能反應(yīng)往往需要消耗ATP，放能反應(yīng)往往產(chǎn)生ATP D．無氧呼吸產(chǎn)生的ATP少，是因為有機(jī)物的大部分能量以熱能的形式散失 [解析]　酶與無機(jī)催化劑都能加快化學(xué)反應(yīng)速率，二者的作用機(jī)理相同，都能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但酶降低的效果更為顯著，A錯誤；酶的最適宜溫度一般是不變的，隨著溫度的升高酶的活性先升高后降低，甚至失活，B錯誤；細(xì)胞中吸能反應(yīng)往往需要消耗ATP，放能反應(yīng)往往產(chǎn)生ATP，C正確；無氧呼吸產(chǎn)生的不徹底的氧化產(chǎn)物中含有大量的能量，所以其釋放的能量少，D錯誤。 [答案]　C 3．(2018安徽省宣城聯(lián)考)如圖為反應(yīng)物A生成產(chǎn)物P的化學(xué)反應(yīng)在無酶和有酶催化條件下的能量變化過程，假設(shè)酶所處的環(huán)境條件為最適條件。下列分析正確的是(　　) A．a(chǎn)d段表示無酶催化時該反應(yīng)的活化能 B．bc段表示酶為底物提供的活化能 C．若將酶改成無機(jī)催化劑，則圖中b點位置會下移 D．若將有酶催化的反應(yīng)溫度下降10 ℃，則ab段會縮短 [解析]　ac段表示在無酶催化條件下，使物質(zhì)A生成物質(zhì)P反應(yīng)發(fā)生需要的活化能，A錯誤；bc段表示在有酶催化條件下，使物質(zhì)A生成物質(zhì)P反應(yīng)發(fā)生需要的活化能，B錯誤；由于酶比無機(jī)催化劑降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著，所以若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則b點在縱軸上將向上移動，C錯誤；由于該酶所處的環(huán)境條件為最適條件，故將有酶催化的反應(yīng)溫度下降10 ℃，酶活性下降，導(dǎo)致降低化學(xué)反應(yīng)活化能的程度下降，b點上移，ab段會縮短，D正確。 [答案]　D 4．(2018天津市河北區(qū)質(zhì)量檢測)如圖為pH對作用于同一底物的兩種水解酶活性的影響，相關(guān)敘述正確的是(　　) A．在任何溫度條件下，pH＝5時，酶1的活性高于酶2 B．將酶2由pH＝9轉(zhuǎn)移到pH＝4的環(huán)境中，活性上升 C．在兩種不同的pH條件下，酶1活性可能相同 D．酶1和酶2能夠水解同一種底物是酶專一性的體現(xiàn) [解析]　高溫使酶變性失活，在高溫環(huán)境條件下，pH＝5時，酶1的活性等于酶2，A錯誤；過酸、過堿使酶變性失活，pH＝9的環(huán)境下，酶2的空間結(jié)構(gòu)被破壞，即使pH值恢復(fù)到最適，酶的活性也不能恢復(fù)，所以將酶2由pH＝9轉(zhuǎn)移到pH＝4的環(huán)境中，酶活性不變，B錯誤；由圖可知，在最適pH值的兩側(cè)，有兩種不同的pH條件下，酶1活性可能相同，C正確；酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類底物的特性，不是針對不同酶而言的，D錯誤。 [答案]　C 5．(2018陜西省西安市長安區(qū)質(zhì)量檢測)下面的曲線是同一反應(yīng)的酶促反應(yīng)和非酶促反應(yīng)曲線，相關(guān)敘述正確的是(　　) A．E1是酶促反應(yīng)的活化能，A和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 B．E2是酶促反應(yīng)的活化能，B和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 C．E3是酶促反應(yīng)的活化能，B和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 D．E2是酶促反應(yīng)的活化能，A和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 [解析]　分析曲線可知，E2和E3是化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能，由于酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，反應(yīng)速率高，轉(zhuǎn)化率也高，因此E2是酶促反應(yīng)所需要的活化能，對應(yīng)的A、C曲線是酶促反應(yīng)曲線；E3是非酶促反應(yīng)所需要的活化能，對應(yīng)的B、D曲線是非酶促反應(yīng)曲線，故選D。 [答案]　D 6．(2018陜西省西安市長安區(qū)質(zhì)量檢測)下列有關(guān)敘述，錯誤的是(　　) A．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物 B．需要載體蛋白協(xié)助，同時還需要消耗能量的跨膜運輸方式叫主動運輸 C．細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝 D．只有細(xì)胞膜具有選擇透過性，其他的生物膜沒有該特性 [解析]　酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，A正確。主動運輸是將物質(zhì)從低濃度運輸?shù)礁邼舛?，需要載體蛋白和能量，B正確。細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，這些統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝，C正確。生物膜都具有選擇透過性，D錯誤。 [答案]　D 7．(2018上海市青浦區(qū)二模)圖1為ATP的結(jié)構(gòu)，圖2為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式，以下說法正確的是(　　) A．圖1中的五碳糖為脫氧核糖 B．圖1中A代表腺苷，b、c為高能磷酸鍵 C．圖2中反應(yīng)向右進(jìn)行時，圖1中c鍵斷裂并釋放能量 D．圖2中反應(yīng)向左進(jìn)行時，能量只能來自呼吸作用 [解析]　圖1的A代表腺嘌呤，其五碳糖為核糖，b、c為高能磷酸鍵，A、B錯誤；圖2中反應(yīng)向右進(jìn)行時，表示ATP水解成ADP和Pi，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵斷開，即圖1中的c鍵斷裂并釋放能量，C正確；圖2中ADP轉(zhuǎn)化為ATP的能量可來自光合作用吸收的光能或呼吸作用釋放的有機(jī)物中的化學(xué)能，D錯誤；所以選C。 [答案]　C 8．(2018新課標(biāo)高三沖刺卷)能荷是指總的腺苷酸系統(tǒng)中(即ATP、ADP和AMP濃度之和)所負(fù)荷高能磷酸鍵的數(shù)量，即能量負(fù)荷，計算公式為能荷＝(ATP＋0.5ADP)/(ATP＋ADP＋AMP)，下列生理過程能使細(xì)胞內(nèi)的能荷增加的是(　　) A．[H]和O2在生物膜上結(jié)合產(chǎn)生H2O B．植物生長素由頂芽向側(cè)芽運輸 C．成熟的紅細(xì)胞通過滲透作用吸水 D．氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈 [解析]　根據(jù)題意分析，當(dāng)消耗ATP時，計算公式中的分子變小，而分母不變，則能荷變??；當(dāng)產(chǎn)生ATP時，計算公式中的分子變大，而分母不變，則能荷變大。[H]和O2在生物膜上結(jié)合產(chǎn)生H2O的過程產(chǎn)生ATP，能荷變大，A正確；植物生長素由頂芽向側(cè)芽運輸?shù)姆绞绞侵鲃舆\輸，需要消耗ATP，導(dǎo)致能荷變小，B錯誤；成熟的紅細(xì)胞通過滲透作用吸水，不消耗ATP，也不產(chǎn)生ATP，因此能荷不變，C錯誤；氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈的過程需要消耗ATP，導(dǎo)致能荷變小，D錯誤。 [答案]　A 9．(2018重慶市綦江區(qū)一診)下列關(guān)于細(xì)胞中物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的敘述，不正確的是(　　) A．ATP和ADP都是含高能磷酸鍵的化合物，都能在葉綠體和線粒體中形成 B．DNA、RNA分子中都可能含有一定數(shù)量的氫鍵 C．血紅蛋白、血漿蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)都在核糖體上合成，都是內(nèi)環(huán)境的重要組成成分 D．效應(yīng)器是反射弧的組成部分，由神經(jīng)元及肌肉細(xì)胞共同構(gòu)成 [解析]　ATP和ADP都是高能磷酸化合物，在葉綠體的類囊體薄膜上合成ATP，在葉綠體基質(zhì)中合成ADP，同時線粒體也存在ATP的合成，在線粒體自身DNA控制蛋白質(zhì)合成的過程中也有ADP的合成，A正確；DNA分子的堿基對以氫鍵相連，RNA中可能含有氫鍵，如tRNA中存在氫鍵連接形成的RNA雙鏈區(qū)，B正確；血紅蛋白存在于紅細(xì)胞中，不屬于內(nèi)環(huán)境；神經(jīng)遞質(zhì)不一定是蛋白質(zhì)，不一定在核糖體合成，例如乙酰膽堿，C錯誤；反射弧包括感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應(yīng)器，其中效應(yīng)器由傳出神經(jīng)元末梢及其支配的肌肉或腺體組成，D正確。 [答案]　C 10．(2018河南省南陽市期末)下列關(guān)于能量代謝和能源物質(zhì)的敘述，不正確的是(　　) A．有氧呼吸過程中，糖類中的大部分能量以熱能的形式散失 B．ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶的催化作用具有高效性 C．ATP轉(zhuǎn)化成ADP的過程需要水 D．組成淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪的單體，其結(jié)構(gòu)都具有多樣性 [解析]　有氧呼吸過程中，糖類中的大部分能量以熱能的形式散失，只有少部分用于合成ATP，A正確；酶的特性之一是具有高效性，ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶的催化作用具有高效性，B正確；ATP轉(zhuǎn)化成ADP的過程是ATP的水解過程，需要水的參與，C正確；脂肪由脂肪酸和甘油組成，脂肪不屬于生物大分子，也無單體；構(gòu)成蛋白質(zhì)的單體是氨基酸，其結(jié)構(gòu)具有多樣性；構(gòu)成淀粉的單體為葡萄糖，其結(jié)構(gòu)不具有多樣性，D錯誤。 [答案]　D 11．(2018遼寧省大連市測試)關(guān)于ATP分子的敘述，錯誤的是(　　) A．ATP的中文名稱是三磷酸腺苷，其結(jié)構(gòu)簡式是A－P～P～P B．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中 C．人體細(xì)胞形成ATP所利用的能量既可來自化學(xué)能又可來自光能 D．植物、動物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi)都以ATP作為能量的“通貨” [解析]　ATP的中文名稱是三磷酸腺苷，其結(jié)構(gòu)式為A－P～P～P，A正確；ATP的含量很少，但是轉(zhuǎn)化非常迅速，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中，B正確；人體細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，因此形成ATP所利用的能量只能來自化學(xué)能，C錯誤；ATP是直接能源物質(zhì)，植物、動物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi)都以ATP作為能量的“通貨”，D正確。 [答案]　C 12．(2018廣東省中山市統(tǒng)考)如圖表示在25 ℃、pH＝7條件下，向2 mL的H2O2溶液中加入兩滴肝臟研磨液，H2O2分解產(chǎn)生O2量隨時間的變化。若該酶促反應(yīng)過程中改變某一條件，以下分析正確的是(　　) A．以Fe3＋替代肝臟研磨液，a值減小，b值增大 B．滴加4滴肝臟研磨液，a值不變，b值增大 C．溫度為37 ℃時，a值不變，b值減小 D．H2O2量增加為4 mL時，a值增大，b值減小 [解析]　在生物化學(xué)反應(yīng)中，酶的催化效率比無機(jī)催化劑的要高，酶具有高效性，但是兩者的催化作用都不會改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點，所以a值不會減小，b值會增大，A錯誤。增加肝臟研磨液(即加大酶用量)，a值不變，b值減小，B錯誤。37 ℃接近人體正常體溫，是酶的最適溫度，催化效率是最高的，達(dá)到平衡時所用時間會減少，故b值減小，C正確。底物的量增加時，產(chǎn)物的量和所需時間都會有所增加，故a和b都增大，D錯誤。 [答案]　C 二、非選擇題 13．(2018山東濟(jì)南統(tǒng)考)請回答下列有關(guān)酶的實驗探究問題： (1)為證明過氧化氫酶的活性受pH的影響，同學(xué)甲做了如下實驗： 上述實驗設(shè)計中有兩處不妥之處，請指出： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (2)一般情況下，不能用H2O2酶為材料探究溫度對酶活性的影響，原因是_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________________。 你認(rèn)為應(yīng)該怎樣設(shè)計實驗來證明溫度能影響H2O2酶的活性(簡單寫出設(shè)計思路，也可用示意圖表示)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 查閱資料發(fā)現(xiàn)：H2O2受熱和受日光照射時分解速率加快，在溫度為30 ℃以下時比較穩(wěn)定，在70 ℃以上時，分解速率更快。你認(rèn)為設(shè)計上述實驗時，應(yīng)特別注意的事項是________________________________________________________________________。 [解析]　驗證酶的活性受pH的影響時，除了設(shè)置酸性條件、堿性條件的實驗組外，還需要設(shè)置pH＝7的對照組。一般情況下，不用H2O2酶為材料探究溫度對酶活性的影響，是由于在不同溫度下，H2O2分解速率不同。若設(shè)計實驗來證明溫度能影響H2O2酶的活性，我們可以采取每一溫度下設(shè)置兩組實驗，一組中加入H2O2酶，另一組不加，比較同一溫度下這兩組試管中氣泡的產(chǎn)生速率。 [答案]　(1)缺少pH＝7的對照組　加入NaOH和HCl的時間順序不合理，應(yīng)在加入H2O2酶前改變?nèi)芤旱膒H (2)H2O2不穩(wěn)定，易分解，溫度會影響H2O2的分解速率　將盛有H2O2酶的試管保溫于一系列不同溫度下一段時間，然后與同溫度的H2O2溶液混合，觀察同溫度下加H2O2酶和不加H2O2酶的兩組試管中氣泡的產(chǎn)生速率　將溫度控制在70 ℃以下 14．(2018北京四中模擬)ATP是直接為細(xì)胞生命活動提供能量的有機(jī)物。回答下列問題： (1)植物葉肉細(xì)胞內(nèi)能產(chǎn)生ATP的場所有________________________________________，而這些場所中產(chǎn)生的ATP用途較為單一的是____________。 (2)ATP中高能磷酸鍵全部斷裂后得到的產(chǎn)物有______________________，由此推測，催化高能磷酸鍵水解的酶的最適宜pH值應(yīng)偏________(填“酸性”或“堿性”)。 (3)與葡萄糖相比，每分子ATP中蘊含的能量較少，但兩者中只有ATP能為細(xì)胞的生命活動直接提供能量，原因是________________________________________________________。 (4)ATP在生物體內(nèi)含量較少，但生物體對ATP的需求量很大，生物體是如何解決該矛盾的__________________________________。 [解析]　ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)，由1分子核糖、1分子腺嘌呤堿基和3個磷酸組成，ATP脫去1分子磷酸形成ADP，脫去2分子磷酸形成的AMP是RNA的基本組成單位之一，脫去3個磷酸是腺苷；ATP中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵很容易斷裂，形成ADP，釋放出高能磷酸鍵中的能量，供細(xì)胞生命活動需要，ADP在酶的作用下吸收能量與磷酸形成ATP，是依賴于ATP與ADP的快速轉(zhuǎn)化，滿足細(xì)胞對能量的大量需求。(1)植物細(xì)胞可以通過光合作用和呼吸作用產(chǎn)生ATP，因此植物葉肉細(xì)胞內(nèi)能產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，其中葉綠體中發(fā)生的光合作用產(chǎn)生的ATP作用單一，只能用于暗反應(yīng)三碳化合物的還原。(2)ATP含有2個高能磷酸鍵，當(dāng)2個高能磷酸鍵全部斷裂后得到的產(chǎn)物為一磷酸腺苷和磷酸，因此推測催化高能磷酸鍵水解的酶的最適宜pH值應(yīng)偏酸性。(3)與葡萄糖相比，ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵易水解也易合成，因此ATP能為細(xì)胞的生命活動直接提供能量。(4)ATP在生物體內(nèi)含量較少，但是細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP之間轉(zhuǎn)化速率較快，因此能夠滿足生物體對ATP的需求量。 [答案]　(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體　葉綠體 (2)一磷酸腺苷(或腺嘌呤核糖核苷酸)和磷酸　酸性 (3)ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵易水解也易合成 (4)細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP之間轉(zhuǎn)化速率較快 15．(2018湖南長郡模考)經(jīng)研究證實ATP是細(xì)胞的能量“通貨”。請分析回答 ： (1)人體細(xì)胞中的ATP主要來自____________(填生理過程名稱)，其分子結(jié)構(gòu)簡式是____________________。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2～10 mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是______________________________________________________。 (2)細(xì)胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，3個磷酸基團(tuán)逐個脫離下來，最后剩下的是__________。 (3)為了研究X物質(zhì)對動物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞處理24小時，然后測量各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率，經(jīng)過多次實驗后，所得數(shù)據(jù)如表所示： 實驗 編號 X物質(zhì)濃度 (ngmL－1) 細(xì)胞內(nèi)ATP濃度 (nmolmL－1) 細(xì)胞死亡 百分率 A 0 80 1 B 2 70 3 C 4 50 10 D 8 20 25 E 16 5 70 ①結(jié)合表中數(shù)據(jù)，解釋因變量間的關(guān)系：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②若用混有濃度為2 mgmL－1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠，其小腸的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是阻礙消化酶的____________________，影響消化；阻礙______________________，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。 [解析]　(1)ATP可以有以下來源：細(xì)胞呼吸、光合作用和化能合成作用，在人體內(nèi)只有細(xì)胞呼吸這一種方式。ATP的結(jié)構(gòu)簡式為A—P～P～P。(2)ATP是由一個腺苷和三個磷酸基團(tuán)組成的。因此3個磷酸基團(tuán)逐個脫離下來，最后剩下的是腺苷。(3)分析表格中的數(shù)據(jù)可知，該實驗的自變量是X物質(zhì)濃度，因變量是細(xì)胞中ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率。細(xì)胞的生命活動離不開能量，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)及ATP的功能可推測，因變量之間的關(guān)系是細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加。小腸中營養(yǎng)物質(zhì)的消化需要酶來催化，酶屬于生物大分子，將其從細(xì)胞內(nèi)運輸?shù)较佬枰哪芰?；氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收屬于主動運輸，需要消耗能量，所以用混有濃度為2 mgmL－1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠，會使大鼠細(xì)胞中的ATP濃度下降，從而阻礙消化酶的合成和分泌，影響消化，同時阻礙主動運輸，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。 [答案]　(1)細(xì)胞呼吸　A—P～P～P　ATP與ADP相互迅速轉(zhuǎn)化 (2)腺苷 (3)細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加　合成或分泌　主動運輸