1、ATP和酶(30分钟100分)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2021成都模拟)下列关于生物体中ATP的叙述,正确的是()A.温度变化会影响ATP与ADP相互转化的速率B.在淀粉水解成葡萄糖时一定有ADP生成C.葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞时会使细胞内ADP的含量大大增加D.一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成噬菌体遗传物质的单体【解析】选A。 温度变化会影响酶的活性从而影响ATP与ADP相互转化的速率,A正确;在淀粉水解成葡萄糖时不需要ATP水解供能,不会有ADP生成,B错误;葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式是主动运输,需要ATP水解提供能
2、量,则ADP含量增加,但ATP与ADP可以快速转化,二者的含量会保持动态平衡,故细胞内ADP的含量不会大大增加,C错误;一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成腺嘌呤核糖核苷酸,而噬菌体的遗传物质是DNA,其单体为脱氧核苷酸,D错误。2.在线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶(AK),它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上而形成ADP。该过程需要有M的参与。下列有关叙述错误的是()A.AMP在细胞中可作为合成RNA的原料B.无机盐对维持细胞的生命活动有重要作用C.AK发挥作用时有“PP”特殊化学键的形成D.线粒体中ATP合成的速率取决于AK的活性【解析】选D。AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸,是组成
3、RNA的基本单位之一,A正确;无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,B正确;AK发挥作用时,AMP形成ADP过程中形成了一个“PP”特殊化学键,C正确;线粒体中ATP水解的速率取决于AK的活性,D错误。3.下列生理过程伴随着形状改变,其中不一定需要ATP供能的是()A.在胰岛素分泌过程中细胞膜的形状发生改变B.在篮球比赛等运动过程中骨骼肌发生收缩C.载体蛋白协助运输葡萄糖过程中形状发生改变D.植物细胞在KNO3溶液中发生质壁分离后自动复原【解析】选C。胰岛素分泌到细胞外的过程属于胞吐,需要ATP供能,A不符合题意。在篮球比赛等运动过程中,骨骼肌的收缩需要消耗ATP,B不符合题意。载体蛋
4、白运输葡萄糖时可能不需要ATP,如葡萄糖通过协助扩散进入哺乳动物成熟的红细胞;也可能需要ATP,如葡萄糖通过主动运输进入小肠上皮细胞,C符合题意。植物细胞在KNO3溶液中发生质壁分离后,会通过主动运输吸收钾离子和硝酸根离子,细胞液浓度增大后,会吸水而自动复原,D不符合题意。4.(2021太原模拟)如图为酶与底物结合的诱导契合学说示意图。下列相关叙述错误的是()A.酶的结构变化不利于生化反应的进行B.酶促反应结束后,酶的结构恢复到原状C.该学说能体现出酶的专一性D.高温和低温都可能会影响活性中心结构【解析】选A。当酶分子与底物分子接近时,酶的结构发生改变有利于与底物结合,因此有利于生化反应的进行
5、,A错误;酶促反应结束后,酶的结构恢复到原状,B正确;酶分子有一定的形状,其正好能和底物分子结合,体现了酶具有专一性,C正确;高温和低温都可能会影响活性中心结构,进而影响酶的活性,D正确。5.(2021桂林模拟)关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是()A.不同酶的最适温度可能相同B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D.高温下酶失活是酶空间结构被破坏的结果【解析】选B。不同酶的最适温度可能相同,A正确;随着温度降低,酶的活性降低,酶促反应的活化能可能升高,B错误;在高温下,酶的空间结构易被破坏而失活,最适温度是酶活性最强的温度,但不是保存酶的最适温度,一般
6、是适当的低温保存,C、D正确。6.酶是细胞内生命活动不可或缺的物质。下列有关叙述正确的是()A.酶都能与双缩脲试剂反应呈现紫色B.酶为化学反应提供活化能从而促进化学反应的进行C.经强酸处理后,再给予最适pH条件,酶的活性可恢复至最大D.离开细胞后,酶依然能保持生物活性【解析】选D。绝大多数酶是蛋白质,可以与双缩脲试剂反应呈现紫色,但少数酶是RNA,不能与双缩脲试剂出现紫色反应,A错误;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,B错误;高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,酶的活性不可恢复,C错误;酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,离开细胞后,酶仍具有生物活性,D正确。7.(2021郑州模拟
7、)通过实验研究温度对a、b、c三种酶活性的影响,结果如图所示。下列说法正确的是()A.c酶的最适温度为36 左右B.当温度为任一固定值时,酶的用量都会影响实验结果C.该实验中有两个自变量,因变量只有一个D.若溶液的pH升高,则曲线b的顶点上移【解析】选C。图中c酶随着温度的升高活性增加,c酶活性未出现最高点,A项错误;当温度过高时,酶变性失活后,酶的用量不再继续影响实验结果,B项错误;该实验的自变量是温度和酶的种类,因变量是酶的活性,C项正确;此题中,溶液的pH升高,酶的活性变化未知,D项错误。【易错警示】两个及以上实验变量的分析提醒(1)一般情况下,研究其中一个变量所引起的因变量变化时,其余
8、的变量要保持不变,或者固定一个恰当的数值。(2)对于酶来说,要考虑固定变量情况下是否仍具有酶活性。8.(创新性HCl的催化作用)生物兴趣小组在四组试管中加入的物质如表,保温一段时间后,用斐林试剂进行检测,发现1、2、3组均出现了砖红色沉淀。下列有关叙述错误的是()添加的物质1组2组3组4组5%的HCl-+-3%的可溶性淀粉溶液+2%的新鲜淀粉酶溶液+-蒸馏水+-+注:“+”代表添加对应的物质,“-”代表未添加对应的物质A.由检测结果可以推断,3%的可溶性淀粉溶液中混有还原糖B. HCl具有降低淀粉水解所需活化能的作用C.根据实验结果可判断,酸性条件下淀粉酶是否具有活性D.该实验不能证明酶具有专
9、一性【解析】选A。HCl具有催化淀粉水解的作用,因此不能根据实验结果断定3%的可溶性淀粉溶液中混有还原糖,A项错误,B项正确;如果2、3组实验结果相同,说明酶已经失活,如果第2组颜色较深,说明淀粉酶还具有活性,C项正确;没有用不同底物或不同的酶进行实验研究,不能证明酶具有专一性,D项正确。9.(综合性酶和ATP)(2021昆明模拟)下列有关酶和ATP的叙述,正确的是()A.双缩脲试剂与酶均会发生紫色反应B.酶通过供能和降低化学反应活化能来提高化学反应速率C.人体剧烈运动时细胞中的ATP含量会急剧下降D.光能可转变为ATP中的化学能,ATP中的化学能也能转化为光能【解析】选D。少数酶是RNA,不
10、能与双缩脲试剂发生反应,A错误;酶通过降低化学反应活化能来提高化学反应速率,但不能为反应供能,B错误;人体剧烈运动时消耗ATP,但可以由ADP迅速转化成ATP来供能,所以细胞中ATP含量不会急剧下降,C错误;光合作用的光反应阶段,光能可转变为ATP中的化学能,呼吸作用产生的ATP中的化学能可转化为光能,D正确。10.如图所示ATP为主动运输供能的过程。参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活。相关叙述不正确的是()A.载体蛋白的基本组成元素为C、H、O、NB.载体蛋白运输Ca2+的过程与磷酸基团密切相关C.载体蛋白运输Ca
11、2+时其空间结构发生了改变D.加入蛋白质变性剂会提高Ca2+跨膜运输的速率【解析】选D。载体蛋白是一种蛋白质,其基本组成元素是C、H、O、N,A正确;ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白磷酸化,所以载体蛋白运输Ca2+的过程与磷酸基团密切相关,B正确;ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白磷酸化,从而使其空间结构发生变化,C正确;加入蛋白质变性剂会降低Ca2+跨膜运输的速率,D错误。11.(2021蚌埠模拟)某生物兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时,根据实验结果绘制如下曲线图。下列相关叙述正确的是()A.在30 条件下竞争能力最强的一定是微生物丙B.对温度适应范围最广的
12、最可能是微生物乙中的酶C.降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶D.若将温度改为pH,则所得实验结果曲线与图示结果相同【解析】选B。在30 条件下,乙的底物剩余量最少,酶活性最大,所以在30 条件下竞争能力最强的应该是微生物乙,A错误;由图可知,对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶,B正确;三种微生物的酶在最适温度条件下,降低化学反应活化能效率均高,C错误;低温影响酶活性的作用机理和强酸、强碱以及高温不同,因此若将温度改为pH,则所得实验结果曲线与图示结果不相同,D错误。12.(创新性牛奶中混入新鲜姜汁)某同学向不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁,观察混合物15 min,看其是否
13、会凝固,结果如表所示。根据以下结果分析,下列表述不正确的是()温度/20406080100结果15 min后仍未有凝固现象14 min内完全凝固1 min内完全凝固1 min内完全凝固15 min后仍未有凝固现象注:用煮沸后冷却的姜汁重复这项实验,牛奶在任何温度下均不能凝固。A.该实验可证明新鲜姜汁含有一种酶,该酶能促使牛奶凝固B.60 不一定是酶的最适温度,需增加温度梯度才可确定最适温度C.将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合,能够提高实验的准确度D.20 和100 时酶的活性低,是因为酶的分子结构遭到破坏,酶失去活性【解析】选D。 分析题表信息可知,向不同温度的等量牛奶中混入
14、一些新鲜姜汁,随温度不同牛奶凝固时间不同,又由注解可知,用煮沸后冷却的姜汁重复这项实验,牛奶在任何温度下均不能凝固,这说明新鲜姜汁含有一种酶,该酶能促使牛奶凝固,A正确;60 时酶的活性较高,但不一定是酶的最适温度,题干中温度梯度太大,需缩小温度范围,增加温度梯度才可得到最适温度,B正确;将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合,能保证反应起始就是在预设的温度下进行的,能够提高实验的准确度,C正确;20 时酶的活性较低,酶的分子结构没有遭到破坏,当温度升高后酶的活性会恢复,D错误。二、非选择题:本题共2小题,共40分。13.(18分)ATP作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动直接提
15、供能量。为了研究ATP合成过程中的能量转换机制,科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白()和牛细胞中的ATP合成酶()构建了ATP体外合成体系,如图所示。请回答问题:(1)ATP在供能时,远离A的_断裂,将能量释放出来。(2)科学家利用人工体系模拟了ATP合成时的能量转换过程。在叶绿体中此过程发生的场所为_。(3)科学家利用人工体系进行了相关实验,如表所示。组别人工体系H+通过的转运H+通过的转运ATP大豆磷脂构成的囊泡1+有有产生2+-+无无不产生3+-有无不产生注:“+”、“-”分别表示人工体系中组分的“有”、“无”。比较第1组和第2组的结果可知,可以转运H+进入囊泡。进一步研究发现,第
16、1组囊泡内pH比囊泡外低1.8,说明囊泡内的H+浓度_囊泡外。比较第1组和第3组的结果可知,伴随图中的_的过程,ADP和Pi合成ATP。(4)结合图与实验分析,说明人工体系产生ATP的能量转换过程是光能_ATP中的化学能。【解析】分析题图,H+进入囊泡通过过程,需要光,说明该囊泡模拟的是叶绿体的类囊体薄膜;H+通过过程运出囊泡,合成ATP,说明模拟的是线粒体内膜。(1)ATP中远离A的高能磷酸键断裂,释放能量,供给各项耗能的生命活动。(2)叶绿体中合成ATP的场所是类囊体薄膜。(3)第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8,说明囊泡内的H+浓度高,大于囊泡外的H+浓度。比较第1组和第3组的结果可知,伴
17、随H+通过向囊泡外转运的过程,ADP和Pi合成ATP。(4)由上述实验数据分析可知,人工体系产生ATP的能量转换过程是光能H+电化学势能ATP中的化学能。答案:(1)高能磷酸键(2)类囊体薄膜(囊状结构薄膜)(3)高于(大于)H+通过向囊泡外转运(4)H+电化学势能(H+浓度梯度势能)14.(22分)(创新性影响酶活性因素的应用)酶的抑制剂能降低酶的活性,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,对实验的结果进行分析并绘图,请回答:(1)该实验的自变量是_,实验中对无关变量应进行控制,该实验的无关变量有_。(答出两个即可)(2)据图分析,随
18、着底物浓度的升高,抑制剂_的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析,推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因:_。(3)某同学认为该实验小组的实验过程应如下:a.将某消化酶溶液等分为三组,将每组等分为若干份;b.在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合;c.在中加入一定量的蒸馏水,中加入等量的抑制剂,中加入等量的抑制剂;d.定时取样检测各反应中底物的量或产物的量,记录实验结果并绘图。你认为该实验操作是否正确?_,如果不正确,请进行改正:_。【解析】(1)由题图可知,该实验的自变量有两个,分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。(
19、2)由题图可知,随着底物浓度的升高,曲线的酶促反应速率逐渐与曲线无抑制剂时相同,即抑制剂的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶的活性,酶能降低化学反应的活化能。(3)若对酶处理前先将酶与底物混合,则酶会先与底物发生反应,故应先对酶溶液进行不同的处理,然后将处理后的酶溶液与底物混合。答案:(1)抑制剂种类和底物浓度温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等(2)在抑制剂的作用下,酶的活性(催化效率)降低,其降低化学反应活化能的能力下降(3)不正确步骤c应与步骤b互换,即先对酶溶液进行处理再加入底物【方法技巧】关于酶特性、影响酶活性的因素实验题的解题方法(1)认真审题,准确找出自变量,围绕变量设置对照。探究酶作用的专一性时,应围绕底物或酶设置变量;探究酶作用的高效性时,应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。(2)设置实验步骤时,应注意以下四点:根据试题要求,确定单一变量,依据实验变量进行合理分组;根据实验材料,结合实验原理,确定实验现象的观测手段;除自变量外,确保其他实验条件相同且适宜;合理确定操作程序,确保程序合理。