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2019-2020年高考生物一輪復習 第3單元第1講 降低化學反應活化能的酶 細胞的能量“通貨” ATP 第1講　降低化學反應活化能的酶 細胞的能量“通貨”——ATP 1．如圖中，①表示有酶催化的反應曲線，②表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。正確的圖解是 (　　) 解析　酶可以有效降低化學反應活化能，使細胞代謝在溫和條件下快速進行。 答案　B 2．下列關于影響酶反應速率(v)因素的研究中，條件控制和預期結(jié)果的關系合理的是 (　　) A．有足夠的底物，溫度、pH等條件適宜且恒定——v與酶濃度成正比 B．酶濃度恒定，溫度、pH等條件適宜且恒定——v與底物濃度成反比 C．酶濃度和底物一定，在pH適宜的條件下——v與溫度成反比 D．酶濃度和底物一定，在溫度適宜的條件下——v與pH成正比 解析　B選項，在底物濃度較低的情況下，反應速率與底物濃度成正比，超過一定范圍，底物濃度增加，反應速率不變。C選項和D選項，在一定范圍內(nèi)，酶促反應速率隨溫度或pH的增大而增大，超過最適值后，隨溫度和pH的增大而減小。 答案　A 3．生命活動中，酶是不可缺少的生物催化劑，以下五種酶的作用對象分別是 (　　) ①肽酶　②解旋酶?、劾w維素酶?、蹵TP水解酶?、軩NA連接酶 A．堿基間氫鍵、肽鍵、植物細胞壁、磷酸基團、磷酸基團 B．肽鍵、堿基間氫鍵、植物細胞壁、高能磷酸鍵、磷酸二酯鍵 C．肽鍵、堿基間氫鍵、原生質(zhì)層、NADPH、氫鍵 D．R基、脫氧核苷酸、細胞膜、ATP、磷酸基 解析　肽酶破壞的是肽鍵，解旋酶破壞的是堿基間氫鍵，纖維素酶破壞植物細胞壁(植物細胞壁由纖維素和果膠組成)，ATP水解酶破壞高能磷酸鍵，高能磷酸鍵斷裂釋放化學能供給生命活動的需要；DNA連接酶連接被限制酶切開的核苷酸之間的磷酸二酯鍵，形成重組DNA分子。 答案　B 4．科學家證實：RNaseP酶由蛋白質(zhì)和RNA組成，將這種酶中的蛋白質(zhì)和RNA分開，在適宜條件下，RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性，而蛋白質(zhì)不具有。這一結(jié)果表明 （　?。? A．酶都是由蛋白質(zhì)和RNA組成的 B．RNA具有催化作用 C．酶的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸 D．絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA 解析　根據(jù)題意，RNaseP酶由蛋白質(zhì)和RNA組成，但這并不能說明酶都是由蛋白質(zhì)和RNA組成的；題干強調(diào)“RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性”，說明RNA具有催化作用；RNaseP酶的基本組成單位是核糖核苷酸和氨基酸；“絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA ”這一說法正確，但本題的實驗結(jié)果并不能說明這一結(jié)論。 答案　B 5． ATP是細胞內(nèi)流通的能量“通貨”。下列關于ATP的說法中，錯誤的是 (　　) ①參與ATP形成的元素包括C、H、O、N、P?、谠谌~綠體中，ATP的移動方向是由葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)到葉綠體基質(zhì)?、垩笫[表皮細胞中能形成ATP的細胞器有線粒體和葉綠體?、蹵TP是各種活細胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物，是細胞內(nèi)唯一的直接能源物質(zhì) A．①③ B．③④ C．②③ D．②④ 解析　ATP是各種活細胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物，是細胞內(nèi)主要的直接能源物質(zhì)，而不是細胞內(nèi)唯一的直接能源物質(zhì)；洋蔥表皮細胞不能進行光合作用，產(chǎn)生ATP的細胞器只有線粒體。 答案　B 6．下表是探究溫度對纖維素酶活性的影響實驗設計及結(jié)果 (　　) 試管 ① ② ③ 纖維素懸液/ mL 2 2 2 纖維素酶液/ mL 1 1 1 反應溫度/ ℃ 30 40 50 斐林試劑/ mL 2 2 2 磚紅色深淺 ＋＋ ＋＋＋ ＋ 注：“＋”的多少，代表顏色深淺。 根據(jù)以上實驗設計及結(jié)果，以下說法不正確的是 (　　) A．該實驗的自變量為溫度 B．該實驗檢測的因變量是還原糖的生成量 C．纖維素被水解成了還原糖 D．該纖維素酶的最適溫度為40 ℃ 解析　由表格數(shù)據(jù)可看出，溫度設置只有3個不同溫度，無法判斷該纖維素酶的最適溫度。要想判斷該纖維素酶的最適溫度，還需增加溫度梯度來進行實驗。 答案　D 7．ATP是細胞生命活動的直接能量來源，如圖ATP分子中哪個鍵的水解可以釋放大量可被利用的能量 (　　) A．a(chǎn) B．b C．c D．a(chǎn)和b 解析　ATP分子中有兩個高能磷酸鍵，高能磷酸鍵的水解能釋放大量的能量，a是高能磷酸鍵，b、c是普通的化學鍵。 答案　A 8．下列生理過程中，不消耗ATP的一組是 (　　) A．蛋白質(zhì)的合成和加工 B．染色體的復制和運動 C．CO2還原和胰島素分泌 D．質(zhì)壁分離和復原 解析　氨基酸合成蛋白質(zhì)、染色體運動、胰島素的分泌需要消耗能量，CO2的還原需要消耗光反應產(chǎn)生的ATP，質(zhì)壁分離與復原是水分通過滲透作用進出液泡而導致的，該過程不消耗ATP。 答案　D 9．將1 mL體積分數(shù)為5%的胃液稀釋液倒入裝有10 mL蛋白質(zhì)膠體的試管內(nèi)，置于25 ℃的溫水中水浴，研究其對蛋白質(zhì)的消化情況。下列各方法中能提高酶活性的是 (　　) A．把實驗溫度提高到37 ℃ B．在試管內(nèi)再加入1 mL體積分數(shù)為5%的胃液稀釋液 C．將pH由2調(diào)為7 D．在試管內(nèi)加入1 mL唾液 解析　溫度為37 ℃比25 ℃時更適于胃蛋白酶催化作用的發(fā)揮。B項雖然能夠提高反應速率，但沒有改變酶的活性。胃蛋白酶的最適pH為1.5～2.2，故C項中將pH由2調(diào)為7時，酶可能變性失活。D項加入1 mL唾液，因唾液中無蛋白酶，故唾液作為溶劑，反而會使溶液的pH變大，酶活性下降。 答案　A 10．如圖曲線1為最適溫度下反應物濃度對酶促反應速率的影響，如果將反應溫度略微升高或向反應混合物中再加入少量同樣的酶，變化后的曲線最可能分別是 (　　) A．4　2 B．3　2 C．2　4 D．3　4 解析　最適溫度下酶的活性最高，溫度略微偏離最適溫度，酶的活性就會下降，致使達到的最大反應速率，要比最適溫度下的最大反應速率小，曲線4符合；向反應混合物中加入少量同樣的酶，最大反應速率提高，曲線2符合。 答案　A 11．如圖ATP(甲)是生命活動的直接能源物質(zhì)，下列敘述正確的是 (　　) A．在主動運輸過程中，乙的含量會顯著增加 B．甲→乙和丙→乙過程，起催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)相同 C．丙中不含磷酸鍵，是RNA的基本組成單位之一 D．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成 解析　本題考查ATP的逐級水解過程，意在考查考生對ATP結(jié)構(gòu)與功能及酶的特性的理解。生物體內(nèi)ATP與ADP的含量比較少，且處于動態(tài)平衡，A項錯誤；甲→乙過程是水解酶起作用，而丙→乙過程是合成酶起作用，酶的種類不同，空間結(jié)構(gòu)不相同，B項錯誤；丙中含有一個普通磷酸鍵，C項錯誤；ATP合成時要消耗磷酸(戊)，D項正確。 答案　D 12．竹纖維是一種新型的織物纖維，具有抗菌等功能。在竹纖維織物工藝流程中需要除去淀粉漿料。下表表示在60 ℃、pH＝7等適宜的情況下，枯草桿菌淀粉酶濃度對退漿效果(失重率)的影響。下列有關說法不正確的是 (　　) 淀粉酶濃度對退漿效果的影響(60 min) 1 2 3 4 5 6 處理前試試樣重/g 1.662 1.659 1.672 1.677 1.669 1.666 處理后試樣重/g 1.594 1.554 1.550 1.550 1.540 1.536 失重率/% 4.10 6.33 7.30 7.57 7.73 7.80 A.枯草桿菌淀粉酶耐熱性強，其化學本質(zhì)不是蛋白質(zhì) B．在生產(chǎn)上淀粉酶質(zhì)量濃度為3 g/L時可以達到較好的退漿效果 C．延長淀粉酶質(zhì)量濃度為1 g/L一組的退漿時間，可進一步提高失重率 D．淀粉酶質(zhì)量濃度超過3 g/L時，底物已與酶充分結(jié)合，所以退漿效果增加不明顯 解析　本題考查酶活性的影響因素，意在考查考生的分析能力及運用所學知識解釋實驗結(jié)果的能力?？莶輻U菌淀粉酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，雖然可適應一定的高溫條件，但溫度過高，也會變性失活。 答案　A 13．下表是某小組為“探究過氧化氫酶的活性是否受pH影響”而設計的實驗操作步驟，據(jù)表回答下列問題。 操作步驟 操作方法 試管甲 試管乙 1 加體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液 2 mL 2 mL 2 加質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸 1 mL / 3 加質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液 / 1 mL 4 加質(zhì)量分數(shù)為20%的豬肝研磨液 2滴 2滴 5 觀察 ____ ____ (1)本實驗的因變量是__________________，可觀測的指標是_____________。 (2)上述操作步驟中存在明顯的缺陷，請寫出改進方案：_________________。 在完成改進方案后，預期實驗結(jié)果及得出結(jié)論： ①________________________________________________________________ ________________________________________________________________； ②_______________________________________________________________。 (3)為了將此多余的豬肝研磨液保留到下次使用，應對它進行________(填“高溫”或“冷藏”)處理。 (4)如果用出現(xiàn)同一結(jié)果所需要的時間來表示酶的活性，那么所需的時間越長，酶的活性越________。 解析　(1)由探究的課題可知，本實驗的自變量為pH，因變量為過氧化氫分解速率，具體的觀察指標可以是相同時間內(nèi)試管中氣泡產(chǎn)生的數(shù)量。(2)由已經(jīng)設計的實驗步驟可知，本實驗中缺少空白對照組，應該增設試管丙，試管丙中除了添加過氧化氫溶液和豬肝研磨液外，還應該加蒸餾水，其他處理不變。如果過氧化氫酶的活性不受pH的影響，則甲、乙、丙三支試管中氣泡的產(chǎn)生情況基本相同；如果過氧化氫酶的活性受pH的影響，則甲、乙、丙三支試管中產(chǎn)生的氣泡量不同。(3)絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，高溫會破壞其空間結(jié)構(gòu)，使酶失活，所以不應高溫而應冷藏處理。(4)出現(xiàn)同一結(jié)果時間越長，則表示催化效應越低，酶活性越低。 答案　(1)過氧化氫分解速率　相同時間內(nèi)氣泡的產(chǎn)生量　(2)增設丙組，加2 mL H2O2液和1 mL蒸餾水后加入2滴豬肝研磨液與甲、乙組對照，其他步驟不變　預期的實驗結(jié)果及結(jié)論：①甲、乙、丙三支試管中產(chǎn)生的氣泡量不同，則過氧化氫酶的活性受pH影響 ②甲、乙、丙三支試管中產(chǎn)生氣泡的情況基本一樣，則過氧化氫酶的活性不受pH影響　(3)冷藏　(4)低(或弱) 14．研究證實ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機理如圖所示。請分析回答： (1)神經(jīng)細胞中的ATP主要來自________(生理過程)，其結(jié)構(gòu)簡式是____________。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2～10 mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是____________。 (2)由圖可知，細胞間隙中的ATP在有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是____________。 (3)一些神經(jīng)細胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，科學家當初推測ATP可作為神經(jīng)細胞間傳遞信息的信號分子的實驗思路是_____________________________________ ______________________________________________________________。 解析　(1)細胞的能量通貨是ATP，其結(jié)構(gòu)簡式是A～P～P～P。ATP的主要來源是細胞呼吸。ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化是實現(xiàn)機體能量持續(xù)供應的前提。 (2)ATP是三磷酸腺苷的英文名稱縮寫。其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，～代表一種特殊的化學鍵，叫做高能磷酸鍵，因此，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是腺苷。 (3)推測ATP可作為神經(jīng)細胞間傳遞信息的信號分子的思路為：一是阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞→刺激甲→測量乙的膜電位變化；二是尋找靶細胞膜上是否有ATP受體。 答案　(1)細胞呼吸　A—P～P～P　ATP與ADP相互迅速轉(zhuǎn)化　(2)腺苷 (3)①科學家用化學物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)受體細胞仍能接受到部分神經(jīng)信號；②科學家尋找到靶細胞膜上有ATP的受體 15．某研究性學習小組利用熒光素－熒光素酶生物發(fā)光法，測定人參愈傷組織中ATP的含量，以研究人參細胞能量代謝的特點。 實驗原理：熒光素在熒光素酶、ATP等物質(zhì)參與下，進行反應發(fā)出熒光；用分光光度計可測定發(fā)光強度；當熒光素和熒光素酶都足量時，在一定范圍時，ATP的含量與發(fā)光強度成正比。 實驗步驟： 1．ATP的提?。悍Q取一定量的人參愈傷組織，研磨后沸水浴10 min，冷卻至室溫，離心，取上清液。 2．ATP的測定：吸取一定量的上清液，放入分光光度計反應室內(nèi)，并注入適量的所需物質(zhì)，在有氧等適宜條件下進行反應，記錄發(fā)光強度并計算ATP含量。 請回答下面的問題。 (1)步驟一中的沸水浴處理，使酶的________被破壞而失活。 (2)步驟二注入的物質(zhì)中，屬于反應物的是________；分光光度計反應室內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換形式是__________________。 (3)熒光素酶價格昂貴，為能準確測定出ATP的含量，又能節(jié)省酶的用量，學習小組探究了“測定ATP時所需熒光素酶溶液的最佳濃度”，實驗結(jié)果如圖。 ①學習小組配制了110－8mol/LATP標準液、70 mg/L熒光素溶液(過量)和___ 溶液進行實驗。 ②結(jié)果表明：圖中________點所對應的熒光素酶濃度為最佳濃度。E、F、G點所對應的熒光素酶濃度不同，但發(fā)光強度相同，這是因為______________。 (4)ATP測定對食品衛(wèi)生監(jiān)控有重要意義。食品衛(wèi)生檢驗人員利用上述生物發(fā)光法測定某熟食品樣品中細菌的ATP總含量，測算出了細菌的數(shù)量，從而判斷食品污染程度。做出上述判斷的理由是：每個細菌細胞中ATP的含量_____。 解析　(1)沸水浴處理時，高溫能夠使酶分子空間結(jié)構(gòu)被破壞，使酶的活性永久喪失。(2)根據(jù)實驗原理：熒光素在熒光素酶、ATP等物質(zhì)參與下，進行反應發(fā)出熒光。所以，步驟二注入的物質(zhì)中，屬于反應物的是熒光素，分光光度計反應室內(nèi)能量形式的轉(zhuǎn)換是化學能轉(zhuǎn)換為光能和熱能。(3)由圖解的橫坐標可知實驗中熒光素酶溶液濃度分別為0、10、20、30、40、50、60 mg/L，結(jié)果表明：圖中E、F、G點所對應的熒光素酶濃度不同，但發(fā)光強度相同，表明達到E點所對應的熒光素酶濃度時，ATP已經(jīng)全部水解，即使繼續(xù)增加酶濃度，由于受ATP數(shù)量限制，發(fā)光強度也不再增加，因此E點所對應的熒光素酶濃度為最佳濃度。(4)每個細菌細胞中ATP的含量大致相同且相對穩(wěn)定，可以根據(jù)樣品中細菌的ATP總含量，測算出細菌的數(shù)量。 答案　(1)空間結(jié)構(gòu) (2)熒光素　化學能轉(zhuǎn)換為光能(和熱能) (3)①濃度分別為0、10、20、30、40、50、60 mg/L熒光素酶 ②E　ATP全部水解(或ATP數(shù)量限制) (4)大致相同(且相對穩(wěn)定)