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酶和ATP 一、選擇題 1、下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是（ ） A. ATP分子由1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成 B. ATP的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定 C. ATP的結(jié)構(gòu)簡式可表示為A—P?P?P D. ATP中靠近A的高能磷酸鍵易水解 【答案】C 【解析】ATP分子由1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成，A項(xiàng)錯誤；ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵容易斷裂，B項(xiàng)、D項(xiàng)錯誤；ATP含有兩個(gè)高能磷酸鍵，結(jié)構(gòu)簡式可表示為A—P?P?P，C項(xiàng)正確。 2、下列關(guān)于酶的敘述，正確的是（ ） A. 酶在生物體外也能催化相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng) B. 酶能降低反應(yīng)的活化能并為之提供能量 C. 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì) D. 溫度過高和過低對酶活性影響的原理相同 【答案】A 【解析】只要提供合適的反應(yīng)條件和底物，酶在生物體外和生物體內(nèi)均能催化相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，A正確；酶能降低反應(yīng)的活化能，但不會為反應(yīng)提供能量，B錯誤；酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物（蛋白質(zhì)或RNA），C錯誤；溫度過高會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶變性失活，而低溫僅降低酶的活性，不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，兩者對酶活性影響的原理不同，D錯誤。 3、在甲、乙、丙三支試管中加入下列物質(zhì)，保溫一段時(shí)間。下列有關(guān)分析不正確的是（ ） 編號 甲 乙 丙 步驟1 2ml可溶性淀粉溶液 2ml可溶性淀粉溶液 2ml可溶性淀粉溶液 步驟2 1ml淀粉酶溶液 1ml麥芽糖酶制劑 0.5ml淀粉酶溶液 0.5ml麥芽糖酶制劑 步驟3 相同溫度下保溫，直至反應(yīng)完成 A. 該實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證酶具有專一性 B. 溫度在本實(shí)驗(yàn)中屬于無關(guān)變量 C. 甲乙丙三支試管的最終產(chǎn)物分別是麥芽糖、葡萄糖和葡萄糖 D. 碘液或本尼迪特試劑均可作為本實(shí)驗(yàn)的檢測試劑 【答案】C 【解析】根據(jù)表格分析，本實(shí)驗(yàn)探究酶的專一性，溫度、pH等在本實(shí)驗(yàn)中均屬于無關(guān)變量，AB正確；丙中淀粉被分解產(chǎn)生麥芽糖，而乙中淀粉沒有分解，C錯誤；碘液或本尼迪特試劑均可作為本實(shí)驗(yàn)的檢測試劑，D正確。 4、如圖表示某種酶在不同處理?xiàng)l件(a、b、c)下催化某反應(yīng)物的量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，解讀此圖可獲得的信息是( ) A. a、b、c表示溫度，則一定是a＞b＞c B. a、b、c表示酶的濃度，則a＞b＞c C. a、b、c表示底物的濃度，則a＞b＞c D. a、b、c表示溫度，則不可能是a＞b＞c 【答案】B 5．下面的曲線是同一反應(yīng)的酶促反應(yīng)和非酶促反應(yīng)曲線，相關(guān)敘述正確的是( ) A. E1是酶促反應(yīng)的活化能，A和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 B. E2是酶促反應(yīng)的活化能，B和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 C. E3是酶促反應(yīng)的活化能，B和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 D. E2是酶促反應(yīng)的活化能，A和C曲線是酶促反應(yīng)曲線 【答案】D 【解析】分析曲線可知，E2和E3是化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能，由于酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，反應(yīng)速率高，轉(zhuǎn)化率也高，因此E2是酶促反應(yīng)所需要的活化能，對應(yīng)的A、C曲線是酶促反應(yīng)曲線；E3是非酶促反應(yīng)所需要的活化能，對應(yīng)的B、D曲線是非酶促反應(yīng)曲線，故選D。 6、如圖曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示物質(zhì)A在無催化條件和有酶催化條件下生成物質(zhì)P所需的能量變化過程．下列相關(guān)敘述不正確的是（ ） A、bc段表示在有酶催化條件下，使物質(zhì)A生成物質(zhì)P反應(yīng)發(fā)生需要的活化能 B、若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則b在縱軸上將向下移動 C、ac段表示在無催化劑條件下，物質(zhì)A生成物質(zhì)P需要的活化能 D、若曲線Ⅱ?yàn)樽钸m酶促條件下的曲線，改變酶促條件后，則b在縱軸上將向上移動 【答案】B 【解析】分析題圖可知，ca段表示在無催化劑的條件下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能，cb段表示在有酶催化的條件下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能，由此可以看出，酶促反應(yīng)的原理是降低化學(xué)反應(yīng)需要的活化能；與無機(jī)催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能更顯著，因此酶具有高效性；酶的活性受溫度、PH等的影響，最適宜條件下酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果最好，酶活性最高．解答： A、cb段表示在有酶催化的條件下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能，A正確； B、若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則b在縱軸上將向上移動，B錯誤； C、ca段表示在無催化劑的條件下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能，C正確； D、如果曲線Ⅱ?yàn)樽钸m酶促條件下的曲線，將化學(xué)反應(yīng)活化能的效果最顯著，改變酶促條件后，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果減弱，達(dá)到活化狀態(tài)需要的能力增加，b在縱軸上將向上移動，D正確． 二、非選擇題 7．如圖所示為pH對淀粉酶活性影響的曲線?；卮鹣铝袉栴}： （1）淀粉酶能催化淀粉水解為小分子的__________。本實(shí)驗(yàn)是以__________作為檢測因變量的指標(biāo)。 （2）已知鹽酸能催化淀粉水解，則pH為3時(shí)酶的活性__________（填“小于”、“等于”或“大于”）pH為9時(shí)酶的活性，判斷的依據(jù)是____________________。 （3）在常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著，請據(jù)圖說明原因__________。 【答案】（1）麥芽糖 lh后淀粉剩余量 （2）小于 兩種條件下，淀粉的剩余量相等，但pH為3時(shí)，有鹽酸催化淀粉水解 （3）lh后，pH為7時(shí)淀粉的剩余量小于pH為1時(shí)的剩余量 【解析】（1）根據(jù)以上分析已知，該實(shí)驗(yàn)的因變是lh后淀粉剩余量；淀粉酶可以將淀粉水解產(chǎn)生麥芽糖。 （2）據(jù)圖示可知pH為3和pH為9條件下淀粉剩余量相等，但是根據(jù)題干信息已知pH為3的條件下，有鹽酸催化淀粉分解干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此pH為3條件下的酶活性小于pH為9條件下的酶活性。 （3）比較pH為1和pH為7的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉的剩余量，說明與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著。 8、為探究溫度對過氧化氫酶活性的影響，科研人員以2%的酵母菌液作為酶源，進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn)： ①設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)組注射器A內(nèi)吸入1%的H2O2溶液5mL，注射器B內(nèi)吸入2%的酵母菌液2mL。對照組注射器A內(nèi)吸入1%的H2O2溶液5mL，注射器B內(nèi)吸入蒸餾水2mL。用乳膠管連接注射器A和B，在乳膠管上夾上止水夾。 ②設(shè)置溫度梯度:O℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，將實(shí)驗(yàn)組和對照組裝置在相應(yīng)溫度下保溫l0min。 ③打開止水夾，將注射器A中的液體勻速推至注射器B中，立即關(guān)閉止水夾，記錄注射器B中活塞的刻度。5min后再次記錄刻度，計(jì)算刻度變化量，重復(fù)3次。 ④將對照組和實(shí)驗(yàn)組在各溫度下獲得的3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理，繪制曲線如下圖。 請回答下列問題： （1）步驟①中設(shè)置對照組的目的是______________。步驟②中實(shí)驗(yàn)組和對照組裝置在相應(yīng)溫度下先保溫l0min的目的是_____________。步驟④中的“相應(yīng)處理”是指______________。 （2）有人認(rèn)為，本實(shí)驗(yàn)不宜采用H2O2溶液作為“探究溫度對酶活性的影響”的實(shí)驗(yàn)材料。你是否同意他的觀點(diǎn)？請簡要說明理由。__________________________________________。 （3）經(jīng)反復(fù)嘗試，步驟③中選擇體積分?jǐn)?shù)為1%的H2O2溶液較合理。若濃度過高，可能帶來的影響是______。 （4）有人認(rèn)為，以酵母菌液作為過氧化氫酶源不是很嚴(yán)謹(jǐn)，其依據(jù)是___________________。 【答案】 排除溫度等對過氧化氫溶液分解的影響 保證酵母菌液和H2O2溶液在混合前達(dá)到需控制的溫度 求3次數(shù)據(jù)的平均值 不同意，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明H2O2溶液在0～60℃之間未發(fā)生明顯的分解 產(chǎn)生氣體速度太快(或量太多），不利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察和記錄 酵母菌體內(nèi)的其他物質(zhì)也可能催化H202溶液的分解 （2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明H2O2溶液在0～60℃之間未發(fā)生明顯的分解，因此可以采用H202溶液作為“探究溫度對酶活性的影響”的實(shí)驗(yàn)材料。 （3）步驟③中選擇體積分?jǐn)?shù)為1%的H2O2溶液較合理，若濃度過高會導(dǎo)致產(chǎn)生氣體速度太快(或量太多），不利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察和記錄。 （4）由于酵母菌體內(nèi)的其他物質(zhì)也可能催化H2O2溶液的分解，因此該實(shí)驗(yàn)以酵母菌液作為過氧化氫酶源不是很嚴(yán)謹(jǐn)。 9、1833年，Payen和Personz從麥芽的水抽提物中，用酒精沉淀得到了一種對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)，它可以使淀粉水解為可溶性糖，后來知道這種物質(zhì)就是淀粉酶。淀粉酶有多種類型，如α-淀粉酶可使淀粉內(nèi)部隨機(jī)水解，β-淀粉酶則使淀粉從末端以兩個(gè)單糖為單位進(jìn)行水解。下圖為研究pH對兩種淀粉酶相對活性影響的研究結(jié)果。請據(jù)圖回答相關(guān)的問題： （1）與α-淀粉酶水解淀粉的終產(chǎn)物相比，β-淀粉酶水解淀粉的主要產(chǎn)物為_____________。從圖中可知，__________淀粉酶在人體胃液(pH=l.8左右）中的活性更高。 （2）在驗(yàn)證pH對淀粉酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，酶的相對活力的大小可以用___________來表示。某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種實(shí)驗(yàn)方案： ①先分別在試管中加底物，再加酶，然后一起放在相應(yīng)的pH條件下保溫，一段時(shí)間后檢測。 ②先分別在試管中加底物，再加在相應(yīng)的pH條件下保溫的酶，一段時(shí)間后檢測。 為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加可靠，應(yīng)選擇哪種方案，并說明理由:_______________________________________。 【答案】（1）麥芽糖 α （2）單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量(或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量） （3）方案②，因?yàn)槿绻负偷孜锵然旌希€沒放到對應(yīng)的pH條件下，化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行，會干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果 【解析】（1）根據(jù)前面的分析可知，β-淀粉酶則使淀粉從末端以兩個(gè)單糖為單位進(jìn)行水解，兩個(gè)單糖剛好構(gòu)成麥芽糖，所以該淀粉酶水解淀粉為麥芽糖。從圖中可知，在pH為1.8時(shí)，α-淀粉酶比β-淀粉酶活性更高。 （2）酶活性大小可用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量(或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量）表示，量越大，酶活性越高。對比兩種方案，方案1中酶和底物（淀粉）都沒有在每個(gè)特定的pH條件下處理，直接讓它們混合，這樣會導(dǎo)致每個(gè)實(shí)驗(yàn)組在沒有達(dá)到設(shè)定的pH時(shí)酶就開始催化底物了，導(dǎo)致得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是一定在所設(shè)定pH條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以選擇方案2更可靠。 10、研究證實(shí)ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)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(jī)理如圖所示。請分析回答： （1）神經(jīng)細(xì)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(shí)有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2~10 mmnol/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(xì)胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來，最后剩下的是_____。 （3）一些神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能作用于靶細(xì)胞膜上特異性的_____，從而引起細(xì)胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，科學(xué)家當(dāng)初推測ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號分子的實(shí)驗(yàn)思路是：用化學(xué)物質(zhì)阻斷神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)________________。 （4）為了研究X物質(zhì)對動物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞處理24h，然后測量各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)后，所得數(shù)據(jù)如下表所示： 實(shí)驗(yàn)組編號 X物質(zhì)的濃度（mg?mL-1） 細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度(mmol?mL-1） 細(xì)胞死亡的百分率 A 0 80 1 B 2 70 2 C 4 50 10 D 8 20 25 E 16 5 70 F 32 1 95 ①該實(shí)驗(yàn)的因變量是________。 ②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該實(shí)驗(yàn)的因變量之間有何聯(lián)系？_________。 【答案】（1）有氧呼吸 A-P~P~P ATP和ADP相互迅速轉(zhuǎn)化 （2）腺苷 （3）受體 受體細(xì)胞能接受到部分神經(jīng)信號（或受體細(xì)胞的膜電位發(fā)生變化） （4）細(xì)胞中ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率 細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加 【解析】（1）神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自于有氧呼吸，ATP的結(jié)構(gòu)簡式為A-P~P~P；根據(jù)題意分析，人體生命活動需要能量很多，而ATP的含量很低，說明人體內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化是非常迅速的。 （2）ATP是三磷酸腺苷的簡稱，將三個(gè)磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來后剩余部分為腺苷。 （4）①根據(jù)表格分析，該實(shí)驗(yàn)的自變量是X物質(zhì)的濃度，因變量是細(xì)胞中ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率。 ②ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，細(xì)胞內(nèi)ATP濃度越大，為生命活動提供能量越多，細(xì)胞死亡率越少；反之亦然。由表格可知，X物質(zhì)濃度越高，細(xì)胞產(chǎn)生ATP量越少，細(xì)胞死亡率越高。