1、第三单元细胞的能量供应和利用第8讲酶与ATP课时跟踪训练测控导航表知识点题号1.酶的作用和本质1,4,102.酶的特性及影响因素2,3,9,11,133.ATP的结构、功能及利用5,6,7,8,124.综合考查14基础过关1.下列关于酶的叙述正确的是(B)A.酶的基本组成单位是氨基酸B.产生酶的细胞不都是分泌细胞C.酶一旦发挥作用即被灭活D.酶是催化剂,不能作为反应物解析:酶大部分是蛋白质,有的是RNA,故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸;酶是由活细胞合成的,其中包括分泌细胞;酶可以被反复利用;酶也能被分解为小分子,故可以作为反应物。2.下列操作中,不可能导致淀粉酶活性发生变化的是(C)A
2、.淀粉酶溶液中加入强酸B.淀粉酶溶液中加入蛋白酶C.淀粉酶溶液中加入淀粉溶液D.淀粉酶经高温烘干制成粉剂解析:强酸、高温可以使酶的空间结构改变,导致其活性丧失;淀粉酶的化学本质是蛋白质,因此加入蛋白酶后,淀粉酶会被水解失去活性;淀粉酶溶液中加入淀粉溶液,淀粉会被淀粉酶水解,而淀粉酶作为催化剂活性不会受影响。3.下图表示一个酶促反应,它所能反映出的酶的一个特性和A、B、C最可能的物质依次是(A)A.专一性淀粉酶淀粉麦芽糖B.专一性麦芽糖酶麦芽糖葡萄糖C.高效性蛋白酶蛋白质多肽D.高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸解析:物质A在反应前后不变,说明A是酶,而该过程体现了A与B恰好在结构上能结合,这反映了酶
3、作用的专一性;B被催化后生成物C是二聚体,与淀粉分解生成麦芽糖相符。4.(2016湖南娄底联考)如图表示酶降低化学反应活化能的图解。表示没有酶催化,表示有酶催化。下列相关叙述正确的是(C)A.若改用无机催化剂,则其曲线在上方B.E2代表有酶催化时所降低的活化能C.其他条件不变,E1越大,则酶的催化效率越高D.增加反应体系中的酶量,反应速率是不变的解析:酶与无机催化剂相比,降低化学反应活化能的效果更显著,故使用无机催化剂时曲线在与之间;活化能是指分子从常态转变为活跃状态所需要的能量。图中没有酶催化时,活化能为E3;有酶催化时活化能为E2,故酶降低的活化能是(E3-E2)=E1;其他条件不变,E1
4、越大,说明酶降低的活化能越多,则酶的催化效率越高;增加反应体系中的酶量,由于酶与底物结合机会增大,所以反应速率增大。5.图甲为ATP的结构简图,图乙为ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法正确的是(C)A.图甲中五碳糖为核糖,A代表腺苷B.图乙中反应向右进行时,图甲中的b、c键断裂C.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D.图乙反应为可逆反应,酶1和酶2在同一场所发挥作用解析:图甲中五碳糖为核糖,A代表腺嘌呤;图乙中反应向右进行时,图甲中的c键断裂并释放能量,但是b键不断裂;由于酶催化作用具有高效性,所以ATP与ADP的转化非常快速;图乙反应的场所和酶均不同,故不是可逆反应。6.
5、下列有关ATP的叙述中,正确的是(D)A.甘油进入小肠绒毛上皮细胞,细胞消耗ATP的量增加B.葡萄糖与果糖合成蔗糖的反应与ATP合成相联系C.若细胞代谢强度增加一倍,则细胞内ATP含量也将增加一倍D.ATP中全部高能磷酸键断裂后,形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸解析:脂肪酸分子进入小肠绒毛上皮细胞是自由扩散,细胞不消耗ATP;葡萄糖与果糖合成蔗糖的反应是吸能反应,与ATP水解反应相联系;由于ADP、Pi可重复利用,细胞代谢强度增加,细胞合成ATP增多,但ATP与ADP的转化是时刻不停的,并且处于动态平衡之中。7.ATP是生命活动的直接能源物质,据图判断有关叙述错误的是(D)A.黑藻叶肉细胞内
6、甲ATP的过程不仅发生在细胞质基质B.乙中不含高能磷酸键,是RNA基本组成单位之一C.丙中包括腺嘌呤和核糖,丁可用于某些脂质的合成D.ATP为生命活动提供能量需要经过图示的整个过程解析:据图分析,甲、乙、丙、丁分别为ADP、腺嘌呤核糖核苷酸、腺苷、磷酸基团。黑藻叶肉细胞内可以通过呼吸作用和光合作用合成ATP,故不仅发生在细胞质基质;ATP脱掉两个高能磷酸键成为乙,故乙中不含高能磷酸键,是RNA基本组成单位之一;丙是腺苷,由腺嘌呤和核糖结合而成,磷酸基团可参与磷脂的合成;ATP远离腺苷的那个高能磷酸键断裂释放的能量为生命活动提供能量,即图中由ATP到甲即可。能力达标8.(2017山西联考)下列有
7、关细胞中生命活动所需能量的叙述,错误的是(B)A.消耗能量的运输方式不一定是主动运输B.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通C.人体细胞无氧呼吸生成少量ATP,与乳酸中存留能量有关D.兴奋在神经纤维上的传导和在突触间的传递均消耗能量解析:主动运输和胞吞、胞吐都需要消耗能量;能量不能循环利用;人体细胞中,葡萄糖进行无氧呼吸时,不彻底氧化分解产生乳酸,释放少量能量并生成少量ATP;兴奋在神经纤维上的传导过程中,Na+从细胞进入组织液,K+从组织液进入细胞,都需要消耗能量;兴奋在突触间传递需要借助神经递质,神经递质的释放以胞吐的方式完成需要消耗能量。9. (2017安徽师大附中月考)如
8、图所示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线,下列有关叙述错误的是(D)A.影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度B.影响BC段反应速率的主要限制因子可能是酶量C.温度导致了曲线和的反应速率不同D.曲线显示,该酶促反应的最适温度为37 解析:AB段随着底物浓度的增大,反应速率逐渐增大,影响AB段的主要因素是底物浓度;BC段底物浓度不断增加,但是反应速率不变,此时限制因素可能是酶的数量有限;曲线和曲线的温度不同,反应速率不同,故曲线和的反应速率不同主要是因为温度的影响;测定最适温度还需要在37 左右设置一系列温度梯度来进行检测,最适温度不一定是37 。10.(2016山东潍坊月考)种子的萌发过程需要
9、大量酶参与,研究发现酶的来源有两条途径,一是由干种子中的酶活化而来,二是萌发时重新合成。新的RNA在吸水后12 h开始合成,而蛋白质合成在种子吸水后1520 min便可开始。下列叙述正确的是(A)A.有些RNA、酶可以在干种子中长期保存B.新的RNA、酶的合成过程需要水作为反应物C.干种子含自由水很少,因而酶都没有活性D.吸水12 h内,种子合成新蛋白无RNA参与解析:由题干“研究发现酶的来源有两条途径,一是由干种子中的酶活化而来,二是萌发时重新合成”和“新的RNA在吸水后12 h开始合成”,可知有些酶、RNA可以在干种子中长期保存;酶的本质为蛋白质或RNA,其基本单位分别是氨基酸或核糖核苷酸
10、,氨基酸形成蛋白质的过程中会产生水,核糖核苷酸形成RNA的过程中也会产生水,即新的RNA及酶的合成过程中均产生水,但均不需要水的参与;干种子中含自由水很少,新陈代谢弱,酶的活性较低,并不是酶都没有活性;蛋白质是翻译过程中合成的,而翻译过程需要mRNA为模板,需要tRNA转运氨基酸。11.将牛奶和姜汁混合,待牛奶凝固便成为一种富有广东特色的甜品姜撞奶。为了掌握牛奶凝固所需的条件,某同学将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,看其是否会凝固,结果如下表:温度()20406080100结果15 min后仍未有凝固迹象14 min内完全凝固1 min内完全凝固1 min内完全凝
11、固15 min后仍未有凝固迹象注:用曾煮沸的姜汁重复这项实验,牛奶在任何温度下均不能凝固。 根据以上姜汁使牛奶凝固的结果,下列表述不正确的是(B)A.可证明新鲜姜汁含有一种酶,该酶能将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不溶状态B.20 和100 时酶的活性低,是因为酶的分子结构遭到破坏而失去活性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.60 和80 不一定是酶的最适温度,缩小温度范围,增加温度梯度才可得到最适温度解析:用曾煮沸的姜汁重复这项实验,牛奶在任何温度下均不能凝固,说明这种物质在高温作用下失去作用,据此信息判断新鲜姜汁中含有能将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不
12、溶状态的酶;低温只是使酶的活性降低,不能破坏酶的空间结构,高温破坏酶的空间结构;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有利于保证温度的恒定,60 和80 在1 min内都完全凝固,但无法确定6080 的情况,所以60 和80 不一定是酶的最适温度。12.请回答下列有关ATP的问题。(1)人的骨骼肌细胞中,ATP含量仅够剧烈运动时3 s以内的能量供给。运动员参加短跑比赛过程中,肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如图所示。图中AB的变化过程,说明ATP被水解,释放的能量用于;BC过程中,ATP含量增加说明加强,释放更多,供ADP形成ATP,以补充细胞中ATP含量的不足;从整个曲线来看
13、,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明 。(2)纯净的ATP呈白色粉末状,能够溶于水,作为一种药物常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。ATP片剂可以口服,注射液可供肌肉注射或静脉滴注。据此,你认为在人体消化道中(填“存在”或“不存在”)ATP水解酶;ATP的药用效果是;生物体内合成ATP的生理过程有、等。(3)某同学进行一项实验,目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象,说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。实验中,必须待离体肌肉自身的 消耗之后,才能进行实验。在程序上,采取自身前后对照的方法:先滴加 (填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”),观察
14、与否以后,再滴加(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。如果将上述顺序颠倒一下,实验结果是否可靠? 。原因是 。解析:(1)由题图知,03 s内ATP相对含量下降是由于短跑过程中肌肉收缩等生命活动过程消耗ATP,而BC过程中,ATP含量增加是由于细胞呼吸产生的能量一部分形成ATP。生物体内ATP的含量很少,但能通过和ADP的相互转化维持含量的动态平衡,所以肌细胞中ATP的含量不会降为零。(2)由题干“ATP片剂可以口服”可知,消化道内没有使ATP水解的酶。由题干ATP可以治疗的相关疾病判断,ATP的药效是直接为生命活动提供能量。生物体内合成ATP的生理过程包括光合作用、细胞呼吸。(3)在实验操作
15、过程中为避免肌肉本身的ATP对实验结果造成影响,在实验前应等肌肉本身的ATP消耗完毕再开始实验;应先滴加葡萄糖溶液,观察肌肉是否收缩后再滴加ATP溶液,如果滴加顺序颠倒,则在滴加葡萄糖后可能由于先加的ATP溶液未消耗完而出现肌肉收缩的现象。答案:(1)肌肉收缩等生命活动细胞呼吸能量ATP的生成和分解是同时进行的(2)不存在直接为生命活动提供能量光合作用细胞呼吸(3)ATP葡萄糖溶液肌肉收缩ATP溶液否如果外源ATP尚未耗尽,会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象,造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象13.(2017河北定州月考)实验室现有半透膜、最适温度为 45 的蔗糖酶、最适温度为37 的唾液
16、淀粉酶及质量分数均为5%的麦芽糖溶液、蔗糖溶液及淀粉溶液等若干。某课题小组成员欲利用上述实验材料及下图实验装置进行“验证酶具有专一性”的实验。实验步骤如下:实验步骤A端B端A端加入20 mL质量分数为5%的麦芽糖溶液?预设好水浴缸中的温度A、B两端加入等量适量的某种酶溶液预测实验结果:A侧液面下降,B侧液面上升请回答以下问题:(1)步骤中为了使U形管的A、B两端初始液面平齐,B端应该加入 ;此时半透膜处(填“存在”或“不存在”)渗透现象,原因是 。(2)步骤应该控制的温度为,步骤中的某种酶为。(3)请对步骤中的实验结果做出合理的解释: 。(4)步骤中,适当时间后若分别取U形管A、B侧的溶液,加
17、入斐林试剂并且水浴加热,则实验现象是;该结果(填“能”或“不能”)验证酶具有专一性。解析:(1)步骤为了使U形管的A、B两端初始液面平齐,B端应该加入等浓度的溶液,结合题意,应加入20 mL质量分数为5%的蔗糖溶液。由于膜两侧浓度相同,没有浓度差,故此时半透膜不存在渗透现象。(2)由于蔗糖酶的最适温度为45 ,故步骤应该控制的温度为45 ,步骤中的某种酶为蔗糖酶。(3)蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖,而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解,导致B侧溶液溶质分子数量增大,而A侧溶液溶质分子数量不变,因此一段时间后B侧液面会升高,A侧液面下降。(4)实验步骤中,一段时间后分别取U形管A、B侧溶液,加入
18、斐林试剂加热,麦芽糖和葡萄糖都是还原糖,A侧和B侧溶液都呈砖红色,故该结果不能验证酶具有专一性。答案:(1)20 mL质量分数为5%的蔗糖溶液不存在膜两侧的溶液没有浓度差(膜两侧溶液的渗透压相同)(2)45蔗糖酶(3)蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖,而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解,导致B侧溶液溶质分子数量增大(渗透压增大),而A侧溶液溶质分子数量不变(渗透压不变),因此一段时间后B侧液面会升高,A侧液面下降(4)A、B两端的溶液均出现砖红色沉淀不能拓展提升14.某研究性学习小组利用荧光素荧光素酶生物发光法,测定人参愈伤组织中ATP的含量,以研究人参细胞能量代谢的特点。实验原理:荧光素在荧光
19、素酶、ATP等物质参与下,进行反应发出荧光;用分光光度计可测定发光强度;当荧光素和荧光素酶都足量时,在一定范围时,ATP的含量与发光强度成正比。实验步骤:步骤一:ATP的提取:称取一定量的人参愈伤组织,研磨后沸水浴10 min,冷却至室温,离心,取上清液。步骤二:ATP的测定:吸取一定量的上清液,放入分光光度计反应室内,并注入适量的所需物质,在有氧等适宜条件下进行反应,记录发光强度并计算ATP含量。请回答下面的问题:(1)步骤一中的沸水浴处理,使酶的被破坏而失活。(2)步骤二注入的物质中,属于反应物的是;分光光度计反应室内能量的转换形式是 。(3)荧光素酶价格昂贵,为能准确测定出ATP的含量,
20、又能节省酶的用量,学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”,实验结果如图所示。学习小组配制了110-8 mol/L的ATP标准液、70 mg/L的荧光素溶液(过量)和 溶液进行实验。结果表明:图中 点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。E、F、G点所对应的荧光素酶浓度不同,但发光强度相同,这是因为 。解析:(1)沸水浴处理能使酶变性失活,其原理是高温破坏了酶的空间结构。(2)根据实验原理,荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下,进行反应发出荧光。步骤二中加入的反应物是荧光素,分光光度计反应室内能量的转换形式是化学能转化为光能(和热能)。(3)从实验结果图可知,学习小组配制的荧光素酶浓
21、度分别为0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L;实验结果表明随着荧光素酶浓度的提高,发光强度逐渐增强,当浓度达到E点所对应的荧光素酶浓度时,发光强度达最大,说明E点浓度为最佳浓度。E、F、G点所对应的荧光素酶浓度不同,但发光强度相同,这是因为达到E点后,ATP已经全部水解,即使再增加荧光素酶浓度,发光强度也不再增强。答案:(1)空间结构(2)荧光素化学能转换为光能(和热能)(3)浓度分别为0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L的荧光素酶EATP全部水解(或ATP数量限制)【教师备用】 下图的阴影部分表示在四种不同反应条件下能够发生化学反应的活化过氧化氢分子,四种反应条件是37 、60 、37 下加入新鲜肝脏研磨液、37 下加入FeCl3。其中表示37 下加入新鲜肝脏研磨液的图像最可能是(D)解析:由题干信息可知,阴影面积越大处于活化状态的过氧化氢分子最多,即反应速率越快。而A、B、C、D四种条件下,37 下加入新鲜肝脏研磨液,既有酶的催化又温度适宜,故反应速率最快。