2019高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題二 細(xì)胞的代謝 第一講 代謝中的酶和ATP限時規(guī)范訓(xùn)練.doc

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第一講　代謝中的酶和ATP [限時規(guī)范訓(xùn)練]　　　　　　　　　　　　 　　　　練思維　練規(guī)范　練就考場滿分 一、選擇題 1．有關(guān)酶和ATP的敘述不正確的是(　　) A．ATP脫去兩個磷酸基團(tuán)后，形成的一磷酸腺苷是某些酶的基本組成單位之一 B．人體劇烈運(yùn)動時肌肉細(xì)胞中的ATP水解提供能量，此時肌肉細(xì)胞中ATP也在合成 C．同一生物體內(nèi)各種酶的催化條件都相同，其催化效率受溫度和pH的影響 D．不同生物都以ATP作為直接能源物質(zhì)，說明不同生物具有統(tǒng)一性 解析：酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，ATP脫去兩個磷酸基團(tuán)后，形成的一磷酸腺苷即腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本組成單位之一，A正確；人體劇烈運(yùn)動時肌肉細(xì)胞中的ATP水解提供能量，此時肌肉細(xì)胞通過細(xì)胞呼吸也在合成ATP，B正確；同一生物體內(nèi)各種酶的催化條件存在差異，如動物體內(nèi)的胃蛋白酶的最適pH為1.5，絕大多數(shù)酶的最適pH在6.5到8.0之間，C錯誤；不同生物都以ATP作為直接能源物質(zhì)，說明不同生物具有統(tǒng)一性，D正確。 答案：C 2．(2018湖南益陽模擬)下列關(guān)于酶與ATP的敘述，正確的是(　　) A．噬菌體、硝化細(xì)菌和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞內(nèi)都可以合成酶 B．用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響時，一般用斐林試劑進(jìn)行檢測 C．酶的合成需要消耗ATP，ATP的合成需要酶的催化 D．吸能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系 解析：噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，因此噬菌體和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞內(nèi)均不能合成酶，但硝化細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)可以合成酶，A項錯誤；用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響時，溫度是自變量，而用斐林試劑檢測淀粉的水解產(chǎn)物還原糖時需水浴加熱(50～65 ℃)，對實驗結(jié)果有干擾，因此一般用碘液進(jìn)行檢測，B項錯誤；絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，蛋白質(zhì)和RNA的合成均需要消耗ATP，ATP的合成需要酶的催化，C項正確；吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，D項錯誤。 答案：C 3．RNaseP(酶)由20%的蛋白質(zhì)和80%的RNA所組成，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)如果將該酶中的蛋白質(zhì)除去，留下來的RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性。這一結(jié)果表明(　　) A．酶都是由RNA和蛋白質(zhì)組成的 B．絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA C．某些RNA具有生物催化作用 D．酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) 解析：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)將該酶中的蛋白質(zhì)除去，留下來的RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性，說明該酶中起催化作用的物質(zhì)是RNA。 答案：C 4．(2018四川成都聯(lián)考)下列關(guān)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(xì)胞中 B．隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降 C．酶活性最高時的溫度不適合該酶的保存 D．所有活細(xì)胞都有與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶 解析：同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中，如呼吸氧化酶，A正確；低溫條件下酶的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，酶適于保存在低溫條件下，C正確；活細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用，所有活細(xì)胞都有與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶，D正確。 答案：B 5．下列有關(guān)酶的敘述正確的是(　　) A．在適宜的條件下，酶能夠讓更多底物分子達(dá)到容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài) B．細(xì)胞代謝能夠有序地進(jìn)行與酶的高效性相關(guān) C．90 ℃條件下由于部分肽鍵的結(jié)構(gòu)被破壞，唾液淀粉酶的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散 D．神經(jīng)元的軸突末梢經(jīng)過多次分支增大了膜面積，有利于酶的附著以提高代謝效率 解析：在適宜的條件下，酶能夠降低反應(yīng)所需要的活化能，所以可以使更多的底物分子達(dá)到活躍狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)，A項正確；細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)大多數(shù)是酶促反應(yīng)，酶的高效性和專一性保證了酶促反應(yīng)高效、有序地進(jìn)行，B項錯誤；唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，90 ℃條件下，不會破壞肽鍵，而是破壞連接肽鏈之間的化學(xué)鍵，如二硫鍵，從而破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，使其變得伸展、松散，C項錯誤；神經(jīng)元的軸突末梢經(jīng)過多次分支增大了膜面積，有利于接受神經(jīng)遞質(zhì)，并沒有酶的附著，D項錯誤。 答案：A 6．關(guān)于酶的相關(guān)實驗敘述，正確的是(　　) A．驗證酶的高效性時，自變量是酶的種類 B．探究溫度對酶活性的影響實驗中，可選用過氧化氫酶為研究對象 C．用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的專一性時，可用碘液進(jìn)行鑒定 D．在探究影響淀粉酶活性的因素時，溫度、酸堿度、實驗的次數(shù)等都是自變量 解析：酶的高效性是與無機(jī)催化劑相比較而言的，驗證酶的高效性時，自變量是酶和無機(jī)催化劑，A錯誤；由于過氧化氫的分解受溫度影響，探究溫度對酶活性的影響實驗不能選用過氧化氫酶為研究對象，B錯誤；用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的專一性時，可用碘液檢測反應(yīng)物是否被分解，C正確；在探究影響淀粉酶活性的因素時，實驗的次數(shù)等是無關(guān)變量，D錯誤。 答案：C 7．乳糖酶可催化乳糖水解。有兩項與此相關(guān)的實驗，實驗中無關(guān)變量相同且適宜，實驗結(jié)果如下表。相關(guān)敘述正確的是(　　) 實驗一(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的乳糖) 酶的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0 1% 2% 3% 4% 相對反應(yīng)速率 0 25 50 100 200 實驗二(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的乳糖酶) 乳糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0 5% 10% 15% 20% 相對反應(yīng)速率 0 25 50 65 65 A.實驗一若繼續(xù)增加酶濃度，相對反應(yīng)速率不再加大 B．實驗一若增加乳糖濃度，相對反應(yīng)速率將降低 C．實驗二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對反應(yīng)速率不再加大 D．實驗二若將反應(yīng)溫度提高5 ℃，相對反應(yīng)速率將增大 解析：由表格的數(shù)據(jù)分析可知，實驗一若繼續(xù)增加酶濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，相對反應(yīng)速率可能加大，A項錯誤；實驗一若增加乳糖濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，相對反應(yīng)速率升高或不變，B項錯誤；由表格的數(shù)據(jù)分析可知，實驗二乳糖濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))已經(jīng)不是反應(yīng)速率的制約因素，所以繼續(xù)增大乳糖濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，相對反應(yīng)速率不再加大，C項正確；實驗二中溫度為無關(guān)變量，且適宜，若將反應(yīng)溫度提高5 ℃，相對反應(yīng)速率可能減小，D項錯誤。 答案：C 8．下圖為用同一種酶進(jìn)行的不同實驗結(jié)果，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．本實驗研究的酶是淀粉酶 B．圖1曲線是研究該酶具有高效性的結(jié)果 C．實驗結(jié)果表明，該酶活性的最適溫度是30 ℃、最適pH是7 D．pH＝2與溫度為20 ℃條件下酶活性減弱的原因不同 解析：圖3顯示該酶能催化麥芽糖水解，對蔗糖沒有催化作用，說明本實驗研究的酶為麥芽糖酶，A錯誤；分析圖1可知：圖1曲線是研究溫度對該酶活性的影響，B錯誤；圖1顯示，在圖示的三種溫度條件下，30 ℃時酶的活性最高，說明該酶的最適溫度為30 ℃左右，但30 ℃不一定為該酶的最適溫度，圖2顯示該酶的最適pH為7，C錯誤；pH為2時，因過酸使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而變性失活，溫度為20 ℃條件下，酶活性減弱的原因是低溫抑制了酶的活性，但酶的空間結(jié)構(gòu)沒有遭到破壞，D正確。 答案：D 9．科學(xué)家研究了溫度對家蠶表皮細(xì)胞中酪氨酸酶和漆酶活性的影響，部分結(jié)果如表所示。下列分析錯誤的是(　　) 酶種類 溫度 酶活性 漆酶 X 82% 45 ℃ 90% 60 ℃ 92% 酪氨酸酶 28 ℃ 97% 40 ℃ 76% 60 ℃ 10% (注：最適溫度時的酶活性為100%) A．溫度X可能高于60 ℃ B．漆酶和酪氨酸酶的最適溫度可能相同 C．60 ℃時酪氨酸酶仍能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 D．隨環(huán)境溫度的改變家蠶表皮細(xì)胞中的代謝活動可能會發(fā)生改變 解析：表格未體現(xiàn)明顯的溫度梯度規(guī)律，酶在最適溫度條件下活性為100%，溫度X條件下漆酶的活性比60 ℃時要低，所以X可能高于60 ℃，A正確；由表中數(shù)據(jù)可以看出，一定范圍內(nèi)酪氨酸酶的活性隨著溫度的增高逐漸降低，漆酶的活性隨著溫度的升高而逐漸升高，兩者活性最高時的溫度可能不相同，B錯誤；酶是通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高酶促反應(yīng)速率的，60 ℃時酪氨酸酶仍有活性，仍能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，C正確；蠶是變溫動物，隨著溫度的改變，酶的活性會發(fā)生改變，因此隨環(huán)境溫度的改變家蠶表皮細(xì)胞中的代謝活動可能會發(fā)生改變，D正確。 答案：B 10．圖中甲曲線表示在最適溫度下某種酶的酶促反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系，乙、丙兩條曲線分別表示該酶促反應(yīng)速率隨溫度、pH的變化趨勢。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．圖中的D點和G點酶的活性很低的原因是酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞 B．酶分子在催化生物反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸或核苷酸 C．AB段限制反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度，在B點適當(dāng)增加酶濃度，反應(yīng)速率將增大 D．圖中E點代表該酶的最適pH，短期保存該酶的適宜條件對應(yīng)于圖中的D、H兩點 解析：D點(低溫)酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)并未遭到破壞，A錯誤；酶在發(fā)揮催化作用后不被降解，B錯誤；甲曲線是在最適溫度下測定的，AB段(不包括B點)限制反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度，B點限制反應(yīng)速率的因素是酶濃度，故在B點適當(dāng)增加酶的濃度，反應(yīng)速率會增大，C正確；圖中E點代表該酶的最適溫度，H點代表該酶的最適pH，D錯誤。 答案：C 二、非選擇題 11．某課外活動小組用淀粉酶探究pH對酶活性的影響，得到下圖所示的實驗結(jié)果。請回答相關(guān)問題： (1)酶活性是指___________________，該實驗的自變量是________，以________________作為檢測因變量的指標(biāo)。 (2)上圖所示的實驗結(jié)果與預(yù)期不符，于是活動小組又進(jìn)行________(填“對照”“對比”或“重復(fù)”)實驗，得到與上圖無顯著差異的結(jié)果。查閱資料后發(fā)現(xiàn)，鹽酸能催化淀粉水解。因此推測，該實驗中淀粉可能是在________和________的作用下分解的。pH為3條件下的酶活性________(填“小于”“等于”或“大于”)pH為9條件下的酶活性，原因是__________。 (3)在常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著，判斷依據(jù)是 _______________________________________________________________________。 解析：(1)酶活性是指酶對某化學(xué)反應(yīng)的催化效率。該實驗?zāi)康氖怯玫矸勖柑骄縫H對酶活性的影響，因此自變量為pH，可以通過檢測反應(yīng)后淀粉的剩余量來判斷不同pH下酶的活性。(2)題圖所示的實驗結(jié)果與預(yù)期不符，可以重復(fù)以上實驗，得到的實驗結(jié)果與題圖無顯著差異，說明操作沒有錯誤，淀粉可能是在淀粉酶和鹽酸的作用下分解了。由圖可知，pH為3和pH為9的條件下淀粉的剩余量相等，說明pH為3條件下的酶活性小于pH為9條件下的酶活性，原因是pH為3條件下，鹽酸可催化淀粉水解，干擾實驗結(jié)果。(3)由圖可知，1 h后，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉剩余量，說明常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著。 答案：(1)酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率　pH　單位時間(1 h)淀粉剩余量 (2)重復(fù)　淀粉酶　鹽酸　小于　pH為3條件下，鹽酸可催化淀粉水解，有干擾 (3)1 h后，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉剩余量 12．研究人員從一種野生植物的貯藏根中提取出一種化學(xué)物質(zhì)，有人認(rèn)為是一種能促使葡萄糖分解的酶，有人認(rèn)為是一種能促使蔗糖分解的酶。對此，研究人員設(shè)計并做了一些相關(guān)實驗。 (1)要鑒定此物質(zhì)化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)還是RNA，可分別選用________試劑和________染液。 (2)要確定此物質(zhì)是催化葡萄糖分解的酶還是催化蔗糖分解的酶，研究人員設(shè)計了如圖所示的實驗過程，請分析可能的實驗結(jié)果。在水浴加熱后，若兩支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明______________________，若兩支試管均不出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若以上實驗完成后，已經(jīng)確定其為催化葡萄糖分解的酶，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，需要確定其催化作用的最適溫度，設(shè)計實驗的基本思路是先確定______________________，再參照圖中甲試管的處理方法進(jìn)行實驗。實驗結(jié)束后，再選擇其中磚紅色沉淀________的兩支試管所對應(yīng)的溫度，設(shè)置________________，重復(fù)進(jìn)行實驗。 (4)若通過研究確認(rèn)該提取物還含有淀粉酶，某同學(xué)欲探究溫度對淀粉酶活性的影響進(jìn)行了如下實驗： ①取6支試管并編號為A、A1、B、B1、C、C1。在試管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液，在試管A1、B1、C1中都加入等量淀粉酶溶液。②將試管A、A1放入60 ℃水中，將試管B、B1放入100 ℃水中，將試管C、C1放入冰水中，維持5 min。③分別將等量的淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，搖勻后，在相應(yīng)溫度下維持5 min。④取出試管，用斐林試劑檢測實驗結(jié)果。請指出該同學(xué)實驗中存在的問題，并提出修正方案。 存在問題是________________________________________________________________。 修正方案__________________________________________________________________。 解析：(1)雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應(yīng)，RNA與吡羅紅反應(yīng)呈紅色，因此要鑒定此物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)還是RNA，可分別選用雙縮脲試劑和吡羅紅染液。(2)根據(jù)酶的專一性，葡萄糖酶只能催化葡萄糖水解，蔗糖酶只能催化蔗糖水解，甲、乙試管中分別加入葡萄糖和蔗糖溶液，若加入的是蔗糖酶，則能將蔗糖分解為葡萄糖和果糖，二者均為還原糖，都能與斐林試劑反應(yīng)，出現(xiàn)磚紅色沉淀。若加入的是葡萄糖酶，則可將葡萄糖分解，而不能分解蔗糖，葡萄糖被分解后失去還原性，不能與斐林試劑反應(yīng)，不會出現(xiàn)磚紅色沉淀，而蔗糖不能與斐林試劑反應(yīng)，也不會出現(xiàn)磚紅色沉淀。(3)要確定葡萄糖分解酶催化作用的最適溫度，設(shè)計實驗的基本思路是先確定系列等溫度梯度，再參照圖中甲試管的處理方法進(jìn)行實驗。在適宜的溫度下酶活性高，分解葡萄糖的量大，剩余葡萄糖的量小，因此實驗結(jié)束后，再選擇其中磚紅色沉淀最少的兩支試管所對應(yīng)的溫度，設(shè)置更小的溫度梯度，重復(fù)進(jìn)行實驗。(4)由題意知，在100 ℃的條件下，淀粉酶失活不能分解淀粉，冰水中因低溫抑制了酶的活性也不能分解淀粉，淀粉酶是蛋白質(zhì)，淀粉是多糖，二者均不與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)，故存在的問題是檢測結(jié)果的試劑不合適。由于碘與淀粉反應(yīng)變藍(lán)，故應(yīng)該是取出試管，各加入等量的碘液觀察顏色變化，顏色淺的試管所處的溫度是淀粉酶的適宜溫度。 答案：(1)雙縮脲　吡羅紅 (2)該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶　該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶 (3)系列等溫度梯度　最少　更小的溫度梯度 (4)檢測結(jié)果的試劑不合適　取出試管，各加入等量的碘液 13．某興趣小組圍繞酶的特性進(jìn)行如下兩個實驗： 實驗一：已知酚氧化酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能使無色的酚氧化生成褐色的物質(zhì)，比如酚氧化酶可引起果蔬酶促褐變，也是引起果汁褐變的最主要因素。將含有酚氧化酶的提取液分裝在甲、乙、丙三支試管內(nèi)，然后進(jìn)行以下操作： 第一步：甲試管不做處理，乙試管加入蛋白酶，丙試管滴加強(qiáng)酸物質(zhì)。 第二步：10分鐘后，向三支試管內(nèi)分別加入2 mL緩沖液。 第三步：再向每試管內(nèi)加入2 mL酚類物質(zhì)，并觀察三支試管內(nèi)溶液的顏色變化。 (1)預(yù)測實驗結(jié)果：甲、乙、丙三支試管內(nèi)的顏色分別為________、________、________。 (2)實驗分析：試管甲、丙對照，可得出的結(jié)論是__________________。 (3)知識拓展：酚氧化酶的合成是否需要酶的催化？________；是否需要ATP提供能量？________。 實驗二：驗證淀粉酶的專一性，設(shè)計以下三種方法方案。 各組試管的添加物質(zhì) 鑒定試劑 方案一 一組試管內(nèi)加淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加淀粉酶和蔗糖 碘液 方案二 一組試管內(nèi)加淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加淀粉酶和蔗糖 斐林試劑 方案三 一組試管內(nèi)加淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加蔗糖酶和淀粉 碘液 (4)方案一和方案三不可行的原因是什么？______________________________________ __________________________________________________________________________。 解析：實驗一：(1)已知酚氧化酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能使無色的酚氧化生成褐色的物質(zhì)，甲試管只含有酚氧化酶和酚類物質(zhì)，酚氧化酶能使無色的酚氧化生成褐色的物質(zhì)，因此試管中呈現(xiàn)褐色；乙試管含有酚氧化酶和蛋白酶，蛋白酶催化酚氧化酶分解，因此試管中只呈現(xiàn)酚類物質(zhì)的顏色，即無色；丙試管含有酚氧化酶，并滴加強(qiáng)酸物質(zhì)，強(qiáng)酸使酶失去活性，因此試管中只呈現(xiàn)酚類物質(zhì)的顏色。(2)實驗分析：試管甲、丙不同的量是丙試管中加了強(qiáng)酸，成對照實驗，丙試管中呈現(xiàn)無色，可得出的結(jié)論是強(qiáng)酸使酚氧化酶失去活性。(3)酚氧化酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其合成需要酶的催化，同時需要ATP提供能量。 實驗二：(4)方案一中用碘液能檢測出淀粉是否被分解，但碘液不能檢測蔗糖是否被分解，故本實驗可用斐林試劑檢測，而不可用碘液檢測。本實驗是驗證淀粉酶的專一性，因此不能用淀粉酶和蔗糖酶兩種酶來進(jìn)行實驗，方案三的設(shè)計只能驗證酶具有專一性，不能驗證淀粉酶具有專一性。 答案：(1)褐色　無色　無色 (2)強(qiáng)酸使酚氧化酶失去活性 (3)需要　需要 (4)方案一所用碘液不能檢測蔗糖是否被水解；方案三只能驗證酶的專一性