[训练]降低化学反应活化能的酶 细胞的能量“通货”——atp

[训练]降低化学反应活化能的酶 细胞的能量“通货”——atp 第五章 细胞的能量供应和利用 (九)一、选择题(共10小题，每小题5分，共50分) 1.下列有关酶的叙述中，正确的是( ) A.合成ATP与分解ATP的酶相同 B.酶只能在细胞内起催化作用 C.高温和低温都会使酶永久失活 D.酶在4?左右时空间结构保持稳定 2.(2012?泉州模拟)下列有关酶的叙述错误的是( ) A.酶比无机催化剂更能显著降低化学反应的活化能 B.淀粉酶被水解的最终产物是氨基酸 C.光合作用所需的酶仅存在于叶绿体基质中 D.细胞核中有作用于DNA的解旋酶 3.(易错题)在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将( ) A.不断上升 B.没有变化 C.先升后降 D.先降后升 4.(2011?新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种 蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图，下列 分析错误的是( ) A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA C.乙酶的化学本质为蛋白质 D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 5.在生产中常用的普通淀粉酶活性的最适温度在40 ?,60 ?之间，而极端耐热淀粉酶在100 ?仍能保持较高的活性。某同学想设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响。判断下列与该同学实验设计的相关叙述，其中正确的是( ) A.设计实验时除自变量和因变量外，还应注意温度、pH等无关变量对实验的影响 B.极端耐热淀粉酶活性的最适温度为100 ? C.高温不会使极端耐热淀粉酶失去活性 D.该实验的因变量可用碘液检测 6.(2012?厦门模拟)如图表示人体内某种酶促反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是( ) A.在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大 B.在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大 C.在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大 D.该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征 7.(2012?莆田模拟)eATP是指存在于细胞外的三磷酸腺苷。研究发现，人体消化道中“某些细菌”释放的eATP 会驱使肠道T 细胞分化，防止传染因子进一步危害机体。下列相关叙述，正确的是( ) A(上述“某些细菌”生活于人体内环境，与人存在共生关系 B(eATP在免疫中发挥作用，与肠道T细胞的细胞膜有关 C(eATP是一种高能磷酸化合物，每个eATP分子含有3个高能磷酸键 D(eATP是生命活动的直接能源物质，其作用是为T细胞提供能量 8.图甲表示细胞中某条生物反应链，图中a、b、c代表不同的酶，A、B、C代表不同的化合物。图乙表示酶活性与温度的关系。下列叙述中正确的是( ) ?若a催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快 ?若B大量积累，则很可能是b和c催化的反应被抑制所致 ?当乙图反应温度由t调到最适温度时，酶活性上升 1 ?酶活性在t时比t时高，故此时更适合酶的保存 21 A.?? B.?? C.?? D.?? 9.(2012?福州模拟)下列有关ATP的叙述中，正确的是( ) A.把酵母菌的培养条件从有氧改为无氧时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡 B.甘油分子由小肠腔进入小肠绒毛上皮细胞的过程中，细胞消耗ATP的量增加 C.C还原的过程中，叶绿体基质内产生ADP的量增加 3 D.酒精发酵和乳酸发酵产生等量ATP时，细胞内生成的CO量相等 2 10.(预测题)下列有关酶与ATP的叙述，不正确的是( ) A.蓝藻和绿藻都能进行光合作用，形成 ATP，但形成的场所不同 B.酶之所以能加快化学反应的速率是因 为它们能降低化学反应的活化能 C.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温 度，检测时应选择斐林试剂 D.若人体静脉滴注ATP注射液来治疗心 肌炎，则ATP到达心肌细胞内要穿越3 层细胞膜 二、非选择题(共3小题，共50分) 11.(16分)(2012?聊城模拟)如图所示中的A、B、C三图依次表示酶的浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题: (1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是_________ ___________________。 (2)图B中，a点所对应的温度称___________________________。 (3)图B中，a点到b点曲线急剧下降，其原 因是________________________ ______________________________。 (4)将装有B图所示酶的甲、乙两试管分别 放入12?和75?水浴锅中，20分钟后取出与 分别放在相应温度下的反应物混合均匀后再 转入37?的水浴锅中保温，两试管内反应分别 为:甲; ________________________________________乙 ___________________________________________________。 (5)图C表示了_______________________催化反应的速率变化曲线。 A.唾液淀粉酶 B.胃蛋白酶 C.胰蛋白酶 D.植物淀粉酶 12.(14分)最新研究证实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)在下列生物体的生命活动中，不直接依赖于ATP水解的是( ) A.胃蛋白酶的合成 B.细胞的生长 C.骨骼肌的收缩 D.红细胞吸收葡萄糖 (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:______________________________________ ________________________________________________________________。 (4)为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如表所示: 实验组 X物质的浓度 细胞内ATP的浓度 细胞死亡 -1-1编号 (mg?mL) (m mol?mL)的百分率 A 0 80 1 B 2 70 3 C 4 50 10 D 8 20 25 E 16 5 70 F 32 1 95 ?该实验的因变量是________________。 ?实验数据表明，该实验的因变量之间有何联系, ___________________________________________________________。 13.(20分)(探究创新题)请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具: 适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，碘液，斐林试剂，试管，37 ?恒温水浴锅，60 ?恒温水浴锅。 (1) 若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。 溶液蔗糖 唾液淀粉 蔗糖溶液 淀粉溶液 试 管 酶溶液 酶溶液 甲 + - + - (2)实验步骤: ?按照表中的设计，取试管、加溶液。 ?_________________________________________________________________; ?_________________________________________________________________; ?_________________________________________________________________。(3)结果:________________________________________________________。 (4)结论:___________________________________________________________。 (5)在上述实验中，如果仅将37 ?恒温水浴锅的温度调到20 ?，而其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37 ?时的浅，其原因是 ________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 答案解析 1.【解析】选D。合成ATP和分解ATP的酶分别是ATP合成酶和ATP水解酶,酶在细胞内、外均可以发挥作用,高温会使酶变性永久失活～低温则不会,酶在4?左右时空间结构保持稳定。 2.【解析】选C。淀粉酶的化学本质是蛋白质～其被水解的最终产物是氨基酸,光合作用所需的酶不仅存在于叶绿体基质中～还存在于类囊体薄膜上,细胞核5中有DNA的复制和转录过程～因此有作用于DNA的解旋酶。 3.【解题指南】 1.题眼:胃蛋白酶活性。 2.解题关键:胃蛋白酶的最适pH为 1.5～在pH为10时～酶已丧失活性。 【解析】选B。由于胃蛋白酶的最适pH为 1.5～在pH为10时～酶已丧失活性～因此当pH由10降至2～胃蛋白酶都没有活性～没有什么变化。 4.【解析】选B。通过曲线可以看出甲酶活性没有变化～因此蛋白酶不能水解甲酶,由于甲酶不能被蛋白酶水解～因此甲酶不是蛋白质～可能是RNA,乙酶能被蛋白酶水解～因此乙酶是蛋白质,乙酶的活性降低～是因为蛋白酶分解破坏了乙酶的分子结构。 5.【解析】选D。温度是该实验的自变量。题干中只指出:“极端耐热淀粉酶在100 ?仍能保持较高的活性”～据此并不能确定极端耐热淀粉酶活性的最适温度为100 ?。温度影响酶活性～同样对极端耐热淀粉酶会有影响。淀粉遇碘液变蓝色～而淀粉在该实验中作为反应底物～可用碘液检测底物的存在。 6.【解析】选B。此图可以反映温度和pH对酶促反应速率的影响～但是影响反应速率的因素～不仅包括温度和pH～还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下～增大酶浓度～可以提高反应速率～所以A、C正确～B项错误。题图显示～该酶的最适pH为2左右～因此这种酶可能是胃蛋白酶～而不会是唾液淀粉酶～D项正确。 7.【解析】选B。人体的内环境是指细胞外液～不包括消化道,每个eATP分子含有2个高能磷酸键,eATP 会驱使肠道T 细胞分化～而不是为T细胞提供能量。 8.【解析】选B。由甲图知～a是催化A生成B的酶～若a催化的反应被抑制～则A的消耗速 生成C～c催化B生成A～所以当b和c催化的反应被抑制时～可能导致B度减慢。b催化B 的积累。酶活性与温度有关～当温度由t调到最适温度时～酶活性上升。t时的温度已高于12酶活性的最适温度～此时部分酶结构已被破坏～不适合酶的保存。 9.【解题指南】 1.考查实质:ATP与ADP的相互转化。 2.解题思路:ATP来源于光合作用和细胞呼吸～在耗能的生命活动中其水解释放能量～转化形成ADP。解答时首先要明确酵母菌细胞呼吸过程的实质、甘油的吸收方式、C还原的过程及3酒精发酵和乳酸发酵的实质。 【解析】选C。酵母菌是兼性厌氧型生物～将其培养条件从有氧改为无氧时～细胞中ATP与ADP的含量仍处于动态平衡。甘油分子通过自由扩散由小肠腔进入小肠绒毛上皮细胞～不产生也不消耗能量。C还原的过程中～消耗ATP～叶绿体基质内产生ADP的量增加。乳酸发酵不3 产生CO。 2 10.【解析】选C。蓝藻和绿藻都能进行光合作用～形成ATP～但蓝藻没有叶绿体～因此二者ATP形成的场所不同。探究酶的最适温度～不应选择斐林试剂来进行检测～因为实验中温度是自变量～但斐林试剂使用时需要加热。医药商店出售的ATP注射液可治心肌炎～ATP静脉 ATP进入组织细胞～需要通过毛细血管壁和心肌细胞的细胞膜～而注射直接注入毛细血管～ 毛细血管壁是由单层细胞构成的～故一共要穿越3层细胞膜。 【误区警示】在探究淀粉酶的最适温度的实验时～忽略了实验中温度是自变量和斐林试剂使用时需要加热～检测实验结果时～会改变实验的自变量。 11.【解析】本题要根据曲线对酶的性质作出判断～考查图文转化能力。 ,1,由于酶的浓度是一定的～酶的催化作用具有高效性～因此在A图中～当反应物在低浓度范围内增加时～反应速度迅速上升。当反应达到一定程度时～随着反应物浓度的增加～反应速度几乎不再增加。因为酶虽然具有高效性～但它的催化能力也是有一定限度的。当所有的酶都发挥了最高效能后～反应物浓度再增加～反应速度也不再增加～这是受酶浓度的影响。 ,2,温度影响酶的催化效率:在一定范围内～酶的催化效率与温度呈正相关～超过这个温度,最适温度,呈负相关。B图中～a点酶的催化效率最高～因此～它所对应的温度就是酶反应的最适温度。 ,3,从a点到b点曲线急剧下降～这是因为温度升高～酶的活性下降。 ,4,由于甲试管的温度较低～抑制了酶的活性～反应速度很慢～当转入37?,酶反应的最适温度,的水浴锅中保温后～其反应速度会迅速加快。乙试管在75?高温下～酶变性失活～当转入37?的水浴锅中保温时～酶的活性不能再恢复～仍无催化反应。 ,5,酸碱度对酶活性的影响同温度对酶活性的影响基本一样～见图C。不同的酶其催化作用的最适pH是不同的～如胃蛋白酶是1.5,唾液淀粉酶是7左右～而胰蛋白酶是8，9。 答案:,1,受反应液中酶浓度的限制 ,2,酶反应的最适温度 ,3,温度升高使酶活性下降 ,4,反应速度加快 无催化反应 ,5,C 12.【解题指南】 1.知识储备 ,1,ATP的A代表腺苷～包括腺嘌呤和核糖。 2,某些细胞具有接受ATP的受体。 , ,3,ATP是直接的能源物质～若细胞中含量过少会导致细胞死亡。 2.解题关键 ATP结构简式的写～ATP与ADP相互转化的特点～及设计探究实验对自变量的控制和因变量的确定。 【解析】,1,ATP是生物体进行各项生命活动的直接能源物质～各项生命活动如新物质,有机物,的合成、无机盐离子的吸收、细胞的生长和分裂及肌肉收缩等都需要ATP水解供能。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散～不需要消耗能量。 ,2,ATP中的高能磷酸键断裂时～会释放出大量的能量～ATP水解脱下两个磷酸基团后生成的AMP能参与形成的生物大分子是RNA～如果磷酸基团完全脱落～剩下的是腺苷。 ,3,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设法把ATP与典型神经递质分开～单独去研究其作用～即:?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。 ,4,?该实验的因变量就是实验结果所观察到的实验现象～即:细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。 ?实验数据表明～该实验的因变量之间的联系:细胞内ATP浓度下降～能量供应减少～细胞死亡的百分率增加。 答案:,1,D ,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 ,4,?细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率 ?细胞内ATP浓度下降～能量供应减少～细胞死亡的百分率增加 13.【解析】该实验为验证性实验。要验证酶的专一性～可根据底物相同酶不同或底物不同酶 相同时～还原糖是否产生来确定酶是否发挥催化作用。由于要求验证两种酶的专一性～故实验分为4组。另外～验证性实验的结果及结论均是确定的。酶的催化作用需要适宜的温度～低于最适温度时～酶活性降低～产生的还原糖减少～砖红色变浅。 答案: (1) 溶液蔗糖 唾液淀粉 蔗糖溶液 淀粉溶液 试 管 酶溶液 酶溶液 甲 + - + - 乙 - + - + 丙 + - - + 丁 - + + - (2)?混匀～37?恒温水浴一段时间 ?取出试管～分别加入适量的斐林试剂～混匀～60?水浴一段时间 ?观察实验现象并记录实验结果 (3)含有蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的试管～以及含淀粉溶液和淀粉酶溶液的试管中均出现砖红色沉淀～其他试管中不出现砖红色沉淀 (4)酶的催化作用具有专一性 (5)20?低于酶的最适温度～酶活性低～水解产生的还原糖少