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第5講 細(xì)胞與能量、酶 (時(shí)間：30分鐘) 【學(xué)考題組】 1.(2016臺(tái)州市臨海六中高三期中)ATP是直接為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量的有機(jī)物，關(guān)于ATP的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.酒精發(fā)酵過(guò)程中有ATP生成 B.ATP可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量 C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成 解析　ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，D錯(cuò)誤。 答案　D 2.(2016紹興嵊州中學(xué)第一次質(zhì)檢)有關(guān)ATP的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.巨噬細(xì)胞吞噬病原體過(guò)程需要ATP提供能量 B.藍(lán)細(xì)菌光合膜上光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP是其各項(xiàng)生命活動(dòng)直接的能源物質(zhì) C.黑暗條件下植物細(xì)胞溶膠可以產(chǎn)生ATP D.ATP水解的放能反應(yīng)往往與某些吸能反應(yīng)相關(guān)聯(lián) 解析　藍(lán)細(xì)菌光合膜上光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于碳反應(yīng)，B錯(cuò)誤。 答案　B 3.(2016衢州市江山質(zhì)檢)關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)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.低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) C.酶通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速度 D.酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物 解析　導(dǎo)致酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞變形的因素有：過(guò)酸、過(guò)堿、高溫等，低溫只能抑制酶的活性，不會(huì)破壞結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤。 答案　B 4.(2015寧波市慈溪市期末)關(guān)于ATP的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.其中的A代表腺苷 B.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P C.ATP的水解反應(yīng)釋放能量 D.與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng) 解析　ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P，其中A代表腺苷，A正確、B正確；ATP分子不穩(wěn)定，水解時(shí)遠(yuǎn)離A的磷酸鍵容易斷裂，并釋放大量的能量，C正確；ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化條件和能量是不同的，是不可逆反應(yīng)，D錯(cuò)誤。 答案　D 5.(2015杭州市蕭山區(qū)五校聯(lián)考)洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞中，能合成ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是(　　) A.只有線粒體 B.葉綠體和細(xì)胞溶膠 C.線粒體和細(xì)胞溶膠 D.葉綠體、線粒體和細(xì)胞溶膠 解析　洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞中，能合成ATP的場(chǎng)所除線粒體外，還含有細(xì)胞溶膠，A錯(cuò)誤、C正確；洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞中不含葉綠體，B、D錯(cuò)誤。 答案　C 6.(2016紹興一中月考)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　　) A.酶具有催化作用并都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色 B.酶適宜于在最適溫度下長(zhǎng)期保存以保持最高活性 C.細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行主要由酶的高效性決定 D.酶能夠提高化學(xué)反應(yīng)速率而不改變化學(xué)平衡 解析　酶大部分是蛋白質(zhì)、少量是RNA，蛋白質(zhì)類的酶能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，RNA類的酶不能，A錯(cuò)誤；酶適宜在低溫條件下才可能長(zhǎng)期保存，B錯(cuò)誤；酶具有專一性，每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，在生物體內(nèi)，酶的專一性使各種化學(xué)反應(yīng)能夠有條不紊地進(jìn)行，另外生物膜的存在也使得細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)有條不紊地進(jìn)行，C錯(cuò)誤；酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能而加快反應(yīng)進(jìn)行，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，D正確。 答案　D 7.(2016杭州市余杭區(qū)期末)淀粉酶能使淀粉在很短的時(shí)間內(nèi)水解成麥芽糖，而對(duì)麥芽糖的水解卻不起作用。這種現(xiàn)象說(shuō)明酶具有(　　) A.高效性和多樣性 B.高效性和專一性 C.專一性和多樣性 D.穩(wěn)定性和高效性 解析　由題意可知，淀粉酶在很短的時(shí)間內(nèi)催化淀粉水解成麥芽糖，而不能催化麥芽糖水解，說(shuō)明酶的催化作用具有高效性和專一性。B正確。 答案　B 8.(2016杭州市蕭山區(qū)期末聯(lián)考)下列有關(guān)細(xì)胞生命活動(dòng)中，一定需要ATP供能的是(　　) A.氧氣進(jìn)入細(xì)胞 B.卡爾文循環(huán) C.載體蛋白的形狀改變 D.酶－底物復(fù)合物的形狀改變 解析　氧氣進(jìn)入細(xì)胞是簡(jiǎn)單擴(kuò)散，不消耗ATP，A錯(cuò)誤；卡爾文循環(huán)是碳反應(yīng)過(guò)程，需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP，B正確；載體蛋白質(zhì)的形狀改變運(yùn)輸物質(zhì)的方式可能是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，也可能是易化擴(kuò)散，易化擴(kuò)散不消耗ATP，C錯(cuò)誤；酶－底物復(fù)合物的形狀改變，可能是吸能反應(yīng)，也可能是放能反應(yīng)，放能反應(yīng)不消耗ATP，產(chǎn)生ATP，D錯(cuò)誤。 答案　B 9.(2015寧波市余姚中學(xué)等九校聯(lián)考)酶是生物催化劑，能促使底物發(fā)生化學(xué)變化，下列關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.不同酶的最適溫度可能相同 B.同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中 C.酶活性最高時(shí)的溫度一般不適合該酶的保存 D.低溫時(shí)酶活性降低是酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞的結(jié)果 解析　酶的催化需要適宜的溫度，不同的酶的最適溫度可能是一樣的，A正確；同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中，例如呼吸酶，B正確；低溫條件下酶比較穩(wěn)定，低溫有利于酶的保存，C正確；低溫時(shí)酶活性降低，但是酶的空間結(jié)構(gòu)沒(méi)有被破壞，溫度適宜時(shí)酶活性可以恢復(fù)，D錯(cuò)誤。 答案　D 10.(2016衢州市江山實(shí)驗(yàn)學(xué)考模擬)下列有關(guān)ATP和ADP的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.每個(gè)ATP分子中含有兩個(gè)高能磷酸鍵 B.線粒體合成的ATP不可以用于細(xì)胞核中的一些耗能反應(yīng) C.有機(jī)物的合成往往是個(gè)吸能反應(yīng)，有機(jī)物的氧化分解往往是個(gè)放能反應(yīng) D.葉綠體中ADP由葉綠體基質(zhì)向類囊體運(yùn)動(dòng)，ATP則向相反方向運(yùn)動(dòng) 解析　ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P～P～P，ATP分子中含有兩個(gè)高能磷酸鍵，A正確；線粒體合成的ATP可用于各種生命活動(dòng)，可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用，B錯(cuò)誤；有機(jī)物的合成往往是個(gè)吸能反應(yīng)，有機(jī)物的氧化分解往往是個(gè)放能反應(yīng)，C正確；葉綠體的光反應(yīng)合成ATP，碳反應(yīng)消耗ATP，故葉綠體中ADP由葉綠體基質(zhì)向類囊體運(yùn)動(dòng)，ATP則向相反方向運(yùn)動(dòng)，D正確。 答案　B 11.(2015杭州市夏衍中學(xué)高二期末)以下有關(guān)酶的敘述，正確的是(　　) A.胃蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解時(shí)需要適宜的溫度、pH和ATP供能 B.在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成的酶只能在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)發(fā)揮作用 C.高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去生物活性 D.酶分子有一定的形狀，能與底物結(jié)合，并適時(shí)改變構(gòu)象以形成酶－底物復(fù)合體 答案　D 【選考題組】 12.(2015杭州市七縣市聯(lián)考)如圖是研究物質(zhì)A和物質(zhì)B對(duì)某種酶活性影響的變化曲線，下列敘述正確的是(　　) A.物質(zhì)A能提高該化學(xué)反應(yīng)的活化能 B.物質(zhì)B能提高該種酶的催化活性 C.減小底物濃度可以消除物質(zhì)A對(duì)該種酶的影響 D.增大底物濃度可以消除物質(zhì)B對(duì)該種酶的影響 解析　由圖可知物質(zhì)A能加快化學(xué)反應(yīng)速率，可見(jiàn)物質(zhì)A能降低該化學(xué)反應(yīng)的活化能，A錯(cuò)誤；由圖可知物質(zhì)B能降低該種酶的活性，B錯(cuò)誤；底物濃度較低時(shí)，三條曲線彼此不重疊，說(shuō)明減小底物濃度不能消除物質(zhì)A對(duì)該種酶的影響，C錯(cuò)誤；增大底物濃度后，只加酶的曲線與加酶和物質(zhì)B的曲線彼此重疊，說(shuō)明增大底物濃度可以消除物質(zhì)B對(duì)該種酶的影響，D正確。 答案　D 13.(2016紹興市新昌月考)取經(jīng)過(guò)編號(hào)的5支試管，分別加入2 mL 0.5 mol/L的H2O2溶液，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)下表)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是(　　) 試管編號(hào) 1 2 3 4 5 加入物質(zhì) 適量唾液 銹鐵釘 生土豆塊 熟土豆塊 生土豆塊稀鹽酸、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 幾乎無(wú)氣泡 少量氣泡 大量氣泡 幾乎無(wú)氣泡 幾乎無(wú)氣泡 A.3號(hào)和4號(hào)對(duì)照說(shuō)明酶具有高效性 B.1號(hào)和3號(hào)對(duì)照能說(shuō)明酶有專一性 C.3號(hào)和5號(hào)對(duì)照可以說(shuō)明酶的活性受pH的影響 D.該實(shí)驗(yàn)中能體現(xiàn)酶的活性與溫度之間的關(guān)系 解析　說(shuō)明酶具有高效性的是3號(hào)和2號(hào)實(shí)驗(yàn)，生物催化劑與無(wú)機(jī)催化劑比具有高效性，A不正確。 答案　A 14.(2016杭州市蕭山中學(xué)段考)乳糖酶能催化乳糖水解。有兩項(xiàng)與此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)條件均設(shè)置為最適條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：以下分析正確的是(　　) 實(shí)驗(yàn)一 (乳糖濃度為10%) 酶濃度 0% 1% 2% 4% 5% 相對(duì)反應(yīng)速率 0 25 50 100 200 實(shí)驗(yàn)二 (酶濃度為2%) 乳糖濃度 0% 5% 10% 20% 30% 相對(duì)反應(yīng)速率 0 25 50 65 65 A.實(shí)驗(yàn)一如果繼續(xù)增加酶濃度，相對(duì)反應(yīng)速率不再加大 B.實(shí)驗(yàn)一增加乳糖濃度，相對(duì)反應(yīng)速率將降低 C.實(shí)驗(yàn)二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對(duì)反應(yīng)速率不再加大 D.實(shí)驗(yàn)二若提高反應(yīng)溫度條件5 ℃，相對(duì)反應(yīng)速率將增大 解析　在酶濃度為2%時(shí)，乳糖濃度20%與30%情況下，相對(duì)反應(yīng)速率相等，所以在實(shí)驗(yàn)二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對(duì)反應(yīng)速率將不再加大，C正確。 答案　C 15.某同學(xué)從微生物中提取出一種淀粉酶，利用該酶做了一系列實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答： (1)由圖甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該實(shí)驗(yàn)的研究課題是____________。 (2)適宜條件下，取一支試管加入淀粉酶和蛋白酶溶液并搖勻，一段時(shí)間后加入淀粉，幾分鐘后加入本尼迪特試劑并沸水浴加熱，結(jié)果試管中沒(méi)有產(chǎn)生紅黃色沉淀，原因是____________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)曲線A表示其它條件適宜、淀粉酶濃度一定時(shí)，初始酶促反應(yīng)速率與淀粉濃度關(guān)系曲線，曲線B表示加入物質(zhì)X后其它條件適宜、淀粉酶濃度與A實(shí)驗(yàn)相同時(shí)，初始酶促反應(yīng)速率與淀粉濃度關(guān)系部分曲線，說(shuō)明物質(zhì)X對(duì)酶活性有________作用。為進(jìn)一步研究加入物質(zhì)X后初始酶促反應(yīng)速率與淀粉濃度關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)思路，請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ①實(shí)驗(yàn)思路：第一步，取淀粉酶溶液均分為若干等份(量與前面實(shí)驗(yàn)相同)，分別加入等量的物質(zhì)X，配置成混合液；取相同的試管若干，編號(hào)為甲、乙、丙…，第二步，在溫度為_(kāi)_______、其它條件適宜的環(huán)境中，往試管甲、乙、丙…中分別加入____________________。第三步，測(cè)量并記錄各試管初始反應(yīng)速率，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 ②預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(在圖乙中繪制B曲線接下去的變化情況)。 解析　(1)由圖甲坐標(biāo)圖可知，在不同的溫度時(shí)，酶的活性不同，可推知，該實(shí)驗(yàn)的研究課題是研究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響。(2)適宜條件下，取一支試管加入淀粉酶和蛋白酶溶液并搖勻，淀粉酶被蛋白酶分解，一段時(shí)間后加入淀粉，沒(méi)有淀粉酶催化淀粉分解，沒(méi)有還原性糖的產(chǎn)生，沒(méi)有產(chǎn)生紅黃色沉淀。(3)曲線B比曲線A多加了物質(zhì)X，其他條件一樣，曲線B初始酶促反應(yīng)速率比曲線A低，說(shuō)明物質(zhì)X對(duì)酶活性有抑制作用。為進(jìn)一步研究加入物質(zhì)X后初始酶促反應(yīng)速率與淀粉濃度關(guān)系，自變量是淀粉濃度，因變量是酶促反應(yīng)速率不同。因此各試管分別加入等量的淀粉酶混合液，再分別加入等量的相對(duì)濃度為15、20、25…的淀粉溶液。對(duì)照實(shí)驗(yàn)遵循單一變量原則，其他的無(wú)關(guān)變量要都相同，并在適宜條件下進(jìn)行。據(jù)圖甲可知，50 ℃是該酶的最適溫度。因此將各試管放在50 ℃條件下，以防溫度影響酶促反應(yīng)速率。因?yàn)槲镔|(zhì)X對(duì)酶活性有抑制作用，將會(huì)降低酶的活性，使曲線B將下降。 答案　(1)研究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響 (2)淀粉酶被蛋白酶分解 (3)抑制　50 ℃　等量的淀粉酶混合液，再分別加入等量的相對(duì)濃度為15、20、25…的淀粉溶液　因?yàn)槲镔|(zhì)X對(duì)酶活性有抑制作用，將會(huì)降低酶的活性，使曲線B將下降。 16.(2016浙江名校選考模擬)為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。回答下列問(wèn)題： (1)三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是________組。 (2)在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)________。 (3)如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時(shí)，C組產(chǎn)物總量________，原因是__________________________ __________________________________________________________________。 (4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是________，其特性有_________________________ (答出兩點(diǎn)即可)。 解析　(1)曲線圖顯示：在反應(yīng)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，40 ℃時(shí)產(chǎn)物濃度增加最快，說(shuō)明酶的活性最高，而B(niǎo)組控制的溫度是40 ℃。(2)A組控制的溫度是20 ℃，在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，因酶的活性增強(qiáng)，則A組酶催化反應(yīng)速度會(huì)加快。(3)對(duì)比分析圖示中的3條曲線可推知，在時(shí)間t2時(shí)，C組的酶的60 ℃條件下已經(jīng)失活，所以如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，在t3時(shí)，C組產(chǎn)物的總量不變。(4)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性、專一性，酶的作用條件較溫和。 答案　(1)B　(2)加快 (3)不變　60 ℃條件下，t2時(shí)酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)底物總量也不會(huì)增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性、專一性 17.(2016浙江選考模擬)某興趣小組用某品種的大麥種子進(jìn)行“不同濃度赤霉素對(duì)誘導(dǎo)α—淀粉酶合成的影響”的預(yù)實(shí)驗(yàn).其基本步驟如下： ①用刀片將大麥種子切成有胚、無(wú)胚兩半，消毒后在無(wú)菌條件下浸泡48 h。 ②按表在培養(yǎng)瓶中加入相應(yīng)的試劑和材料，在30 ℃下振蕩培養(yǎng)12 h。 瓶號(hào) 赤霉素溶液 實(shí)驗(yàn)材料 有胚種 子/個(gè) 無(wú)胚種子/個(gè) 1 2 0 10 2 2 0 10 3 1 210－8 1 10 4 1 210－7 1 10 5 1 210－6 1 10 6 1 210﹣5 1 10 ③取6支試管，編號(hào)并各加入1 mL0.1%淀粉溶液，再?gòu)纳鲜雠囵B(yǎng)瓶中各吸取 0.2 mL溶液加入對(duì)應(yīng)編號(hào)試管并搖勻，將試管置于30 ℃恒溫水浴保溫10 min，然后在各試管中立即加入2 mL碘—碘化鉀溶液，振蕩后觀察顏色變化并記錄。 請(qǐng)回答： (1)大麥種子去胚的原因是____________________________。根據(jù)1號(hào)瓶對(duì)照所得結(jié)果可做出________________的推測(cè)。 (2)步驟②中，30 ℃下振蕩培養(yǎng)12 h的目的是_________________________。 (3)步驟③中，若6號(hào)瓶藍(lán)色最淺，但不能判定該赤霉素濃度是誘導(dǎo)α淀粉酶合成的最適濃度.欲判定其最適濃度，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)是____________________。 (4)若不用碘—碘化鉀溶液顯色方法來(lái)判定α—淀粉酶的活性，還可用檢測(cè)________的方法來(lái)判定。這兩種方法的主要差異在于前者測(cè)定的是__________。 解析　(1)大麥種子去胚的原因是排除胚產(chǎn)生的赤霉素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，試管1和試管2相比，它們的自變量為是否有胚(或有無(wú)α淀粉酶存在)，因變量是試管中淀粉的含量。1號(hào)瓶作為對(duì)照的目的是證明胚可以產(chǎn)生赤霉素。(2)步驟②中，30 ℃下振蕩培養(yǎng)12 h的目的是讓赤霉素誘導(dǎo)α淀粉酶的形成。(3)步驟③中，若6號(hào)瓶藍(lán)色最淺，但不能判定該赤霉素濃度是誘導(dǎo)α淀粉酶合成的最適濃度.欲判定其最適濃度，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)是增設(shè)高于6號(hào)瓶的赤霉素濃度梯度實(shí)驗(yàn)。 (4)若不用碘—碘化鉀溶液顯色方法來(lái)判定α淀粉酶的活性，還可用檢測(cè)還原糖的方法來(lái)判定，這兩種方法的主要差異在于前者測(cè)定的是淀粉(底物)消耗量，后者測(cè)定的是還原糖(產(chǎn)物)生成量。 答案　(1)排除胚產(chǎn)生的赤霉素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾　胚可產(chǎn)生赤霉素 (2)赤霉素誘導(dǎo)α淀粉酶的合成 (3)增設(shè)高于6號(hào)瓶的赤霉素濃度梯度的實(shí)驗(yàn) (4)還原糖　淀粉消耗量(底物消耗量)