[教材]1-3-1 降低化学反应活化能的酶 细胞的能量“通货”——ATP

[教材]1-3-1 降低化学反应活化能的酶 细胞的能量“通货”——ATP 一、选择题 1(2010年6月，北京师范大学贾宗超教授、郑积敏博士，在研究中发现了在同一蛋白的同一活性中心上行使相反功能的新机制，其研究成果首先公布在顶级专业期刊《Nature》上。下列有关说法错误的是 ( ) A(“活性中心”指的是酶的识别位点 B(“同一蛋白”指的是酶 C(每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，所以活性中心与反应物是一一对应关系 D(要较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下 解析 本题主要考查考生获取信息的能力。由题干信息可知～新的科技发现证明同一种酶也可以起相反的两种作用～所以C项是错误的,低温有利于酶的保存。 C 2(下列关于酶与ATP的叙述正确的是 ( ) A(人体成熟的红细胞既能产生酶又能产生ATP B(酶的形成需要消耗ATP，ATP的形成需要酶的催化 C(酶与ATP均具有高效性与专一性 D(ATP含有核糖，而所有的酶均不含核糖 解析 哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器～所以不能产生酶～但能进行无氧呼吸产生少量的ATP,ATP没有专一性,绝大多数酶属于蛋白质～不含核糖～少数酶属于RNA～含有核糖。 答案 B 3(下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是( ) A(? B(? C(? D(? 解析 从图中可以看出图形?参与酶催化的反应～并在反应后能保持结构和性质不变～故图形?应为酶。 答案 A 4(某同学欲通过下图所示的装置进行探究影响酶促反应速率因素的实验，下列分析错误的是 ( ) A(滤纸上需附有过氧化氢酶 B(酶促反应速率可用滤纸片从烧杯底部到浮出液面的时间(即t3,t2)来表示 C(可通过设置不同pH的过氧化氢溶液来探究pH对酶活性的影响 D(为了提高实验的准确性，每个烧杯中需放多个滤纸片 解析 由图可以看出～该实验是通过过氧化氢来探究影响酶促反应速率的因素～所以滤纸片上需附有过氧化氢酶,从滤纸片进入过氧化氢溶液(即t1时)酶促反应已经开始～所以应从t1算起,该图示中只有一片滤纸片～为了提高实验的准确性～应增加滤纸片的数量～测出时间后取其平均值。 答案 B 5(如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下，反应物浓度对酶催化反应速率的影响，据图分析，下列说法正确的是 ( ) A(如果在A点时，温度再提高5 ?，则反应速率上升 B(在其他条件不变的情况下，在B点时，往反应物中加入少量同样的酶，反应速率不变 C(在A点时，限制反应速率的因素是反应物的浓度 D(在C点时，限制反应速率的因素是反应物的浓度和酶的浓度 解析 在A点时～随着反应物浓度的增加～反应速率也增加～表明限制反应速率的因素是反应物的浓度。 答案 C 6(某一不可逆化学反应(S?P，W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是 ( ) A(甲 B(乙 C(丙 D(丁 解析 酶能降低化学反应的活化能～提高反应速率～缩短反应时间～但不改变反应结果。甲曲线反应速率减慢～不正确,乙曲线同样未能体现酶的高效性～不正确,丙曲线反应物浓度不可能迅速下降后又上升～不正确,丁曲线反应物浓度迅速下降且达到一定浓度后保持平衡状态～正确。 答案 D 7(ATP是细胞内直接的能源物质，可通过多种途径产生，如图所示。以下说法正确的是 ( ) A(a过程和b过程都有[H]的生成 B(a过程和b过程都要在细胞器中进行 C(O由红细胞进入肝脏细胞的线粒体使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降2 D(?、?在物质和能量上都可成为互逆反应 解析 在动物、植物和人细胞的呼吸过程中～都有[H]的生成,光合作用的光反应阶段产生[H]～A正确。动物、植物和人的无氧呼吸过程在细胞质基质中进行～B错误。细胞内ADP和ATP含量不多～它们之间相互转化并保持动态平衡～C错误。ATP形成过程中的能量来自光合作用和呼吸作用～而ATP分解释放的能量用于生物体的各项生命活动～故在能量上～?、?之间不可逆～D错误。 答案 A 8(下列过程能使细胞中ADP含量增加的是 ( ) A(甘油通过细胞膜进入细胞 B(线粒体中[H]与O结合生成水 2 C(叶绿体基质中C合成葡萄糖 3 D(细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸 解析 由于ATP水解才能产生ADP～所以如果细胞中ADP的含量增加～说明细胞中发生了耗能反应。甘油通过细胞膜进入细胞属于自由扩散～不消耗能量,线粒体中[H]与O结合生成水～细胞质基质中的葡萄糖分解成丙酮酸则均属于放能2 反应～由ADP和Pi合成ATP。 答案 C 9(如图是含有淀粉琼脂的实验装置。将该装置经表中的方法处理后，放在37 ?下培养24 h后，再用碘液冲洗圆点。琼脂块各圆点的处理方法和结果如下，依 ( )据实验下列说法中正确的是 圆点 处理方法 实验结果 A 滴加淀粉酶溶液 红棕色 B 接种面包霉 红棕色 C 滴加煮沸的淀粉酶溶液 蓝黑色 D 滴加蔗糖酶溶液 , 滴加淀粉酶溶液，并加适量盐 E 蓝黑色 酸 A. 面包霉能分泌淀粉酶，酶可在细胞外发挥作用 B(酶的活性受温度影响，并随温度的升高其催化活性逐渐增强 C(圆点E实验可说明酶具有高效性和专一性的特点 D(酶的催化需适宜的温度，据此可推断表中“,”处应是蓝黑色 解析 由A圆点和C圆点的变化比较知～酶的活性受温度影响～高温使酶失去 活性～B错误,由A圆点和E圆点的变化比较知～酶的催化需适宜的pH～不能说明酶具有高效性和专一性的特点～C错误,酶的催化具有专一性～蔗糖酶不能催化淀粉水解～D错误,由A圆点和B圆点变化比较知～面包霉能分泌淀粉酶～酶可在细胞外发挥作用～A正确。 答案 A 10(如图为不同因素与酶促反应速率的关系图，A―?B代表酶促反应速率坐标(0,100%)，A―?C代表温度坐标(0,70 ?)，C―?B代表溶液酸碱度坐标(pH,0.1,14)，下列叙述中不正确的是 ( ) (各线段含义提示:例如EH线段表示温度为E时，该酶的酶促反应速率为H) A(GH线段所代表的酶其最适温度在DE范围内 B(FI线段可用来体现胃蛋白酶的作用特点 C(据图可说明影响某酶酶促反应速率的因素还可能有酶的数量和底物浓度 D(GH、GI线段所代表的某酶酶促反应速率差异的关键影响因素是温度 解析 GH线段表示当pH为G时～该酶的酶促反应速率为H～而温度为D和E时～该酶的酶促反应速率均为H～说明该酶的最适温度在DE段内～A正确,FI线段表示pH较低时～该酶的酶促反应速率较高～胃蛋白酶的最适pH为1.5～B正确,温度为D、pH为G时～该酶的酶促反应速率在HI段～可见限制该酶的酶促反应速率的因素可能有酶的数量和底物的浓度等～C正确、D错误。 答案 D 二、非选择题 11(下面两个图是某研究小组探究HO分解的条件而获得的实验结果。回答下22 列有关问题。 (1)图1、图2所代表的实验中，实验自变量依次为________、________。 (2)根据图1可以得出的实验结论是酶的催化作用具有________。 (3)图2曲线AB段产生的最可能原因是_________________________________。 (4)若图2实验过程中增加HO酶的含量，请在图2中，利用虚线绘出可能的曲22 线变化情况。 ，3解析 (1)图1实验研究过氧化氢酶和Fe对HO分解的影响～故实验的自变量22 ，3为催化剂的种类。(2)图1中通过比较过氧化氢酶和Fe对HO的催化效率～说22明酶具有高效性。(3)图2中限制曲线AB段的原因是过氧化氢酶的数量有限。(4)当增加HO酶的含量时～反应速率加快～所获得的曲线如答案图所示。解题时～22 需要注意的是纵坐标表示的是O产生速率～而不是O的释放量。22 答案 (1)催化剂种类 HO浓度 (2)高效性 (3)过氧化氢酶数量(浓度)有限 22 (4)如图 12(研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答: (1)神经细胞中的ATP主要来自________(生理过程)，其结构简式是____________。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2,10mmol/L，为满足能量需要，人体解 决这一矛盾的合理途径是____________ (2)由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是______________________________________。 (3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是_____________________________________________ ____________________________________________________________________。 解析 (1)细胞的能量通货是ATP～其结构简式是A—P，P，P。ATP的主要来源是细胞呼吸。ATP和ADP可以相互转化是实现机体能量持续供应的前提。 (2)ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。其中A代表腺苷～P代表磷酸基团～，代表一种特殊的化学键～叫做高能磷酸键～因此～磷酸基团逐个脱离下来～最后剩下的是腺苷。 (3)推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的思路为:一是阻断典型神经递质的传递?刺激甲?测量乙的膜电位变化,二是寻找靶细胞膜上是否有ATP受体。 答案 (1)细胞呼吸 A,P,P,P ATP与ADP相互迅速转化 (2)腺苷 (3)?科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现受体细胞仍能接受到部分神经信号;?科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体 13(加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题。 (1)由下图推知，该实验的目的是________________________________________。 50 ?时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是________%。 (2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验，请据表回答问题: 水量洗净所需时间洗涤温度脸盆编号 洗涤物 洗衣粉 Lmin? (等量) (等量) 1 45 2 4 油污布 加酶 2 45 2 7 油污布 普通 3 5 2 9 油污布 加酶 4 5 2 8 油污布 普通 ?该实验体现了________________原则。 ?若实验组1号洗净所需时间接近7 min，最可能的原因是 ___________________________________________________________________。 (3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有________。 ?棉织品 ?毛织品 ?腈纶织品 ?蚕丝织品 (4)根据以上实验结果，写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施:___________________________________________________________________。 解析 由题图可知～实验中存在两个变量:温度与碱性蛋白酶含量～即实验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。在50 ?时～洗衣粉的去污力在碱性蛋白酶含量为0.6%时达到最大。由表中数据可知～1、3号为实验组～2、4号为对照组～1、2号与3、4号中只有是否加酶一个变量～该实验过程体现了对照原则和单一变量原则。若实验组1号加酶后洗净时间接近7 min～很可能的原因是酶已经失活。蛋白酶可分解蛋白质～故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。用温水浸泡(提高酶的活性)、延长浸泡时间(增加酶的催化时间)、增加酶的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。 答案 (1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6 (2)?对照、单一变量 ?酶失活 (3)?、? (4)用温水浸泡;延长浸泡时间;增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可)