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第二單元 生命系統(tǒng)的代謝基礎 專題一 酶與ATP （時間：40分鐘　滿分：60分） B級必測 1．（2016揚州高三期末）下列有關酶和ATP的敘述，正確的是（　?。? A．組成酶的基本單位是氨基酸或脫氧核苷酸 B．不同生物體內(nèi)酶的種類可能不同，但ATP是一樣的 C．酶、ATP都與細胞代謝密切相關，但兩者的合成無直接關系 D．人成熟紅細胞既不能合成酶，也不能產(chǎn)生ATP 解析　酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA，所以組成酶的基本單位是氨基酸或核糖核苷酸，A錯誤；不同生物體內(nèi)酶的種類可能不同，但ATP是一樣的，B正確；酶是由單體聚合而成，在由單體聚合成大分子的過程中需要ATP水解供能，而ATP合成需要合成酶催化，C錯誤；人成熟的紅細胞中無細胞核和細胞器，所以不能合成酶，但可以通過無氧呼吸生成ATP，D錯誤。 答案　B 2．（2016蘇北四市一模）關于ATP的敘述，正確的是（　　） A．大腸桿菌細胞產(chǎn)生ATP的主要場所是線粒體 B．細胞連續(xù)分裂時，伴隨著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 C．T表示胸腺嘧啶，因而ATP的結(jié)構與核苷酸很相似 D．ATP分子由1個腺嘌呤和3個磷酸基組成 解析　大腸桿菌為原核細胞，無線粒體，A錯誤；連續(xù)分裂時，ATP和ADP可迅速轉(zhuǎn)化，B正確；ATP的結(jié)構中T是指3個磷酸基團，不含堿基T，C錯誤；ATP分子由1個腺苷和3個磷酸基團組成，D錯誤。 答案　B 3．（2016蘇錫常鎮(zhèn)一模）某興趣小組為了探究溫度對酶活性的影響，用打孔器獲取新鮮的厚度為5mm的三片土豆，進行了以下實驗。有關敘述錯誤的是（　?。? 實驗步驟 土豆片A 土豆片B 土豆片C ①處理 靜置 煮熟后冷卻 冰凍 ②滴加質(zhì)量分 數(shù)為3%H2O2 1滴 1滴 1滴 ③觀察實驗現(xiàn)象 產(chǎn)生大量氣泡 幾乎不產(chǎn)生氣泡 產(chǎn)生少量氣泡 A.土豆片的厚度大小是該實驗的自變量 B．新鮮土豆組織中含有過氧化氫酶 C．高溫和低溫都能影響過氧化氫酶活性 D．定性實驗無法確定過氧化氫酶的最適溫度 解析　由題意可知，該實驗是探究溫度對酶活性的影響，故自變量是溫度，A錯誤；新鮮土豆組織中含有過氧化氫酶，B正確；由題表可知，高溫和低溫都能影響過氧化氫酶活性，C正確；定性實驗無法確定過氧化氫酶的最適溫度，D正確。 答案　A 4．（2016如東中學質(zhì)檢）下列有關酶的敘述，正確的是（　?。? A．酶的合成一定需要核糖體，但不一定需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 B．酶既可以作為生物催化劑，也可以作為某些化學反應的底物 C．酶分子在最適宜溫度和pH下催化效率高，體現(xiàn)了酶的高效性 D．酶分子在催化反應完成后，立即被分解為氨基酸或核糖核苷酸 解析　少數(shù)RNA也具有生物催化作用，其合成部位不在核糖體，所以酶的合成不一定需要核糖體，A錯誤；酶既可以是生物催化劑，也可以作為某些化學反應的底物，如唾液淀粉酶進入胃中失活，可作為蛋白質(zhì)被蛋白酶水解，B正確；在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高，說明酶的作用條件較溫和，C錯誤；酶是生物催化劑，酶分子在催化反應的前后數(shù)量和化學性質(zhì)不發(fā)生改變，D錯誤。 答案　B 5．（2016南京三模）下表是探究淀粉酶對淀粉和蔗糖作用的實驗設計及結(jié)果，據(jù)其分析，以下結(jié)論正確的是（　?。? 試管編號 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 2mL質(zhì)量分數(shù)為3%淀粉溶液 ＋ ＋ ＋ － － － 2mL質(zhì)量分數(shù)為3%蔗糖溶液 － － － ＋ ＋ ＋ 1mL質(zhì)量分數(shù)為2%的新 鮮淀粉酶溶液 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 反應溫度/℃ 40 60 80 40 60 80 2mL斐林試劑 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 磚紅色深淺 ** *** * # # # 注：“＋”表示添加，“—”表示不加，“*”的多少代表顏色的深淺，“#”表示無顏色變化。 A．可用碘液代替斐林試劑檢測實驗結(jié)果 B．淀粉酶活性在40℃時比60℃時高 C．淀粉在淀粉酶的作用下被水解成還原糖 D．淀粉酶對蔗糖的水解具有專一性 解析　分析題意可知，該實驗的目的是驗證酶的專一性，不能用碘液代替斐林試劑檢測實驗結(jié)果，因為如果淀粉沒被完全水解，檢驗結(jié)果同樣會變藍，不能反映淀粉能不能被淀粉酶催化發(fā)生反應，A錯誤；根據(jù)表中結(jié)果可知，淀粉酶在60℃時的活性大于在40℃時的活性，B錯誤；淀粉不是還原糖，表中結(jié)果顯示，經(jīng)淀粉酶作用后，淀粉被水解成還原糖，C正確；表中結(jié)果顯示淀粉酶不能催化蔗糖水解，D錯誤。 答案　C 6．（2016鹽城三模）下列有關ATP的敘述，錯誤的是（　　） A．線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用 B．機體在運動時消耗ATP，睡眠時也消耗ATP C．在有氧與缺氧的條件下細胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP D．植物根細胞吸收離子所需的ATP來源于光合作用或呼吸作用 解析　線粒體內(nèi)通過有氧呼吸合成的ATP可用于各項生命活動，A正確；無論在運動狀態(tài)下還是在睡眠狀態(tài)下，機體都要進行正常的生命活動，都要消耗ATP，B正確；在有氧與缺氧條件下，細胞質(zhì)基質(zhì)都能將葡萄糖分解為丙酮酸，同時形成少量ATP，C正確；光合作用光反應階段合成的ATP，只能用于暗反應階段，不能用于為根細胞吸收離子供能，D錯誤。 答案　D 7．（2016連云港模擬）下列關于酶與ATP的敘述，正確的是（多選）（　?。? A．ATP中含有核糖，有些酶也可能含有核糖 B．活細胞內(nèi)的酶完成催化反應后立即被降解 C．ATP與ADP相互快速轉(zhuǎn)化依賴酶的高效性 D．酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要酶參與 解析　ATP含有核糖、腺嘌呤和磷酸基團，有些酶的本質(zhì)是RNA，含有核糖，A正確；酶是生物催化劑，在化學反應前后沒有發(fā)生改變，反應后不會立即被分解，可以反復使用，B錯誤；ATP與ADP相互快速轉(zhuǎn)化依賴酶的高效性，C正確；酶的合成需要ATP供能，ATP的合成也需要合成酶的參與，D正確。 答案　ACD 8．（2016南通三模）下圖為pH對作用于同一底物的兩種水解酶活性的影響，相關敘述正確的是（多選）（　　） A．在兩種不同的pH條件下，酶1活性可能相同 B．將酶2由pH＝9轉(zhuǎn)移到pH＝6的環(huán)境中，活性上升 C．與酶2相比較，酶1更耐受堿性環(huán)境 D．在任何溫度條件下，pH＝5時，酶1的活性高于酶2 解析　當pH＝9時，酶2失活，pH下降，活性不能恢復，B錯誤；酶充分發(fā)揮其活性除pH外，還受溫度影響，當溫度較低或較高時，酶1、酶2活性均被抑制或失活，D錯誤。 答案　AC 9．（2015淮安市一調(diào)）現(xiàn)有兩種淀粉酶A與B，某生物興趣小組為探究不同溫度條件下這兩種淀粉酶的活性，設計實驗如下：（　?。? 實驗原理：溫度等條件可以影響酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下產(chǎn)生麥芽糖；用分光光度計測量溶液的吸光度時，物質(zhì)含量越多，其吸光度越大，因此可測出物質(zhì)的相對含量。 實驗材料：一定濃度的淀粉溶液、相同濃度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、溫度計等。 實驗過程：如下表所示。 　　　組別 步驟　　　　　 1 2 3 4 5 6 7 8 Ⅰ、設置水浴缸溫度/℃ 20 30 40 50 20 30 40 50 Ⅱ、取8支試管各加入淀粉溶液（mL），分別保溫5 min 10 10 10 10 10 10 10 10 Ⅲ、另取8支試管各加入等量淀粉酶溶液，分別保溫5 min 酶A 酶A 酶A 酶A 酶B 酶B 酶B 酶B Ⅳ、將同組兩個試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻，保溫5 min。 　　實驗結(jié)果：用分光光度計對各組淀粉含量進行檢測，結(jié)果如下圖所示。 （1）該實驗的自變量是　　　　，無關變量有　　　　（至少寫出2種）。 （2）根據(jù)實驗結(jié)果分析，下列敘述正確的是　　　　 A．酶A在20oC條件時活性較高 B．酶A的活性小于酶B的活性 C．酶B在40oC條件時活性較高 D．大于50oC條件時，酶A部分失活 （3）此實驗用分光光度計檢測底物淀粉的剩余量來表示酶的活性，能不能用斐林試劑檢測生成物麥芽糖的含量來表示？　　　　，原因是__________________。 （4）若要進一步探究酶B的最適溫度，實驗設計的主要思路應是__________________________________________________________________。 解析?。?）自變量是在實驗過程中可以變化的量，根據(jù)表格可以看出本實驗有兩個自變量，即酶的種類和溫度。因變量是在實驗過程中隨自變量變化而變化的量。其他為無關變量。（2）用分光光度計測量溶液的吸光度時，物質(zhì)含量越多，其吸光度越大。酶A在20℃條件時淀粉含量較大，酶活性相對其他溫度時較低，A錯。由圖可知，在20～50℃范圍內(nèi)，酶A活性在增強，酶B活性先增強后減弱，B錯。酶B在40℃條件時測量相對值最低，活性較高，C正確。在20～50℃范圍內(nèi)，酶A活性在增強，不能判斷50℃以后的趨勢，D錯誤。（3）因為用斐林試劑需水浴加熱，不是單一變量了，也會對酶的活性產(chǎn)生影響，使試驗結(jié)果不可靠。（4）由圖的結(jié)果可知30～40℃范圍內(nèi)隨溫度的升高酶活性升高，40～50℃范圍內(nèi)隨溫度的升高酶活性降低，在預實驗的基礎上要進一步探究酶的最適溫度，可在30～50℃之間設置梯度進行研究。 答案?。?）溫度、酶的種類　溶液的量、反應時間、pH等 （2）C （3）不能　斐林試劑檢測時需水浴加熱，會導致反應體系溫度發(fā)生改變，影響實驗結(jié)果 （4）在30～50℃之間設立較小等溫度梯度的分組實驗，按上述步驟進行實驗，分析結(jié)果得出結(jié)論。 10．萌發(fā)的禾谷類種子中主要有α－淀粉酶和β－淀粉酶，α－淀粉酶不耐酸、較耐熱，在pH為3.6、0℃下可迅速失活，而β－淀粉酶耐酸、不耐熱，在70℃條件下15 min后失活，某實驗小組進行了“提取小麥種子中α－淀粉酶并測定α－淀粉酶催化淀粉水解的最適溫度”的實驗。 實驗步驟： 步驟一：制備含有α－淀粉酶和β－淀粉酶的酶溶液。 步驟二：獲得僅α－淀粉酶有活性而β－淀粉酶無活性的酶液。 步驟三：取12支干凈的、體積相同并具刻度的試管依次編號，按下表要求加入試劑，再觀察各試管內(nèi)的顏色變化注：“＋”表示碘液變藍色，“－”表示碘液不變色。 　　　　 試管編號 步驟 1 2 3 4 5 6 ①3%的可溶性淀粉溶液/mL 8 8 8 8 8 8 ②保持恒定溫度（℃）5 min 0 20 40 60 80 100 　　　　 試管編號 步驟 1 2 3 4 5 6 ③α－淀粉酶有活性、β－淀粉酶無活性的酶液（mL） 1 1 1 1 1 1 ④保持恒定溫度（℃）5 min 0 20 40 60 80 100 ⑤將②④步驟中相應試管溶液混合、震蕩后保持恒定溫度（℃）5 min 0 20 40 60 80 100 ⑥加入碘液，震蕩后觀察顏色變化 ＋＋＋ ＋＋ ＋ － ＋＋ ＋＋＋ 請回答下列問題： （1）該實驗中的實驗變量是_________________________________________。 （2）步驟二的具體操作方法是_______________________________________。 （3）該實驗不能說明α－淀粉酶的最適溫度是60℃，如要測得該酶的最適溫度，下一步的具體做法是___________________________________________。 解析?。?）分析表格信息和實驗目的可知該實驗的自變量是溫度。（2）由題意可知，β－淀粉酶在70℃條件下15 min后失活，要獲得僅α－淀粉酶有活性而β－淀粉酶無活性的酶液，具體操作方法是將酶液置于70℃水浴中15 min，取出后迅速冷卻。（3）表格信息顯示60℃條件下α－淀粉酶催化淀粉完全水解，說明該酶的最適溫度在60℃左右，要進一步確定最適溫度，需在40～80℃范圍內(nèi)設置一系列溫度梯度，比較該酶的活性。 答案　（1）溫度?。?）將酶液置于70℃水浴中15 min，取出后迅速冷卻　 （3）在40～80℃范圍內(nèi)設置一系列溫度梯度，比較不同溫度條件下該酶的活性 A級自悟 11．（2016常州期末）下列關于ATP的敘述，正確的是（　?。? A．ATP分子由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成 B．細胞缺氧時細胞質(zhì)基質(zhì)中不能合成ATP C．細胞代謝加快時ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化加快 D．細胞中需要能量的活動都是由ATP直接提供 解析　ATP分子中的A代表腺苷，是由核糖和腺嘌呤組成，P代表磷酸基團，T表示有3個磷酸基團，因此ATP是由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，A錯誤；細胞缺氧時，可通過無氧呼吸合成ATP，無氧呼吸在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，B錯誤；細胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中，細胞代謝加快時ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化也加快，C正確；細胞中需要能量的活動，絕大多數(shù)是由ATP直接提供，D錯誤。 答案　C 12．（2016蘇北四市一模）乳糖酶可催化乳糖水解。有兩項與此相關的實驗，實驗中無關變量相同且適宜，實驗結(jié)果如下表。相關敘述正確的是（　?。? 實驗一 （乳糖濃度為10%） 酶濃度 0 1% 2% 3% 4% 相對反應速率 0 25 50 100 200 實驗二 （酶濃度為2%） 乳糖濃度 0 5% 10% 15% 20% 相對反應速率 0 25 50 65 65 A.實驗一若繼續(xù)增加酶濃度，相對反應速率不再加大 B．實驗一若增加乳糖濃度，相對反應速率將降低 C．實驗二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對反應速率不再加大 D．實驗二若將反應溫度提高5℃，相對反應速率將增大 解析　在乳糖濃度為10%時，當酶濃度達到4%時，相對反應速率為200，所以實驗一如果繼續(xù)增加酶濃度，相對反應速率將可能繼續(xù)加大，A錯誤；在某一酶濃度時，增加底物濃度會使相對反應速率升高，因此，實驗一增加乳糖濃度，相對反應速率可能增大，B錯誤；在酶濃度為2%時，乳糖濃度15%與20%情況下，相對反應速率相等，所以在實驗二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對反應速率將不再加大，C正確；實驗條件均設置為最適條件，所以提高溫度，酶的活性反而下降，因此實驗二若提高反應溫度條件5℃，相對反應速率將減小，D錯誤。 答案　C 13．（2016蘇錫常鎮(zhèn)二模）分別量取一定濃度的大豆蛋白水溶液和堿性蛋白酶溶液，再將pH和溫度調(diào)至最適（酶的最適pH＝10.5），然后將兩者混勻后保溫一段時間，定時取樣測得大豆蛋白水解度如下圖所示。下列有關敘述正確的是（　?。? A．該實驗的自變量是堿性蛋白酶的活性 B．10 h時，適當升高溫度可提高堿性蛋白酶的活性 C．20 h后，反應液中不含有蛋白質(zhì) D．一定范圍內(nèi)延長反應時間可提高水解度 解析　該實驗的自變量是橫坐標反應時間，A錯誤；分析題意可知，實驗初始溫度為最適溫度，10h時提高溫度不但不能提高堿性蛋白酶的活性，反而會使之降低，B錯誤；分析圖中曲線可知，20h時，大豆蛋白的水解度為20%左右，反應液中仍有較多大豆蛋白，而且反應液中所含有的堿性蛋白酶本身也是蛋白質(zhì)，C錯誤；分析圖中曲線走勢可知，一定范圍內(nèi)延長反應時間可提高水解度，D正確。 答案　D 14．（2016南京、鹽城二模）下列有關酶的敘述，正確的是（多選）（　　） A．在線粒體的內(nèi)膜上存在ATP合成酶 B．所有酶的合成都包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程 C．溫度能改變酶的活性，不能改變酶的結(jié)構 D．酶促反應一般是在比較溫和的條件下進行 解析　有氧呼吸的第三階段是在線粒體內(nèi)膜上完成的，其過程是前兩個階段產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成H2O，并釋放大量的能量，產(chǎn)生大量的ATP，A正確；絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，蛋白質(zhì)的合成都包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，B錯誤；高溫會破壞酶的空間結(jié)構，使酶永久失活，C錯誤；酶具有作用條件較溫和的特性，因此酶促反應一般是在比較溫和的條件下進行，D正確。 答案　AD 15．（2016南通、揚州、泰州二模）谷物中淀粉酶活性是影響啤酒發(fā)酵產(chǎn)酒的重要因素。某科研小組為尋找啤酒發(fā)酵的優(yōu)良原料，比較了小麥、谷子、綠豆萌發(fā)前后淀粉酶活性，其實驗過程及結(jié)果如下。分析回答： ①谷物的萌發(fā)：稱取等量小麥、谷子、綠豆三種谷物的干種子，都均分為兩份，其中一份浸泡2.5 h，放入25 ℃恒溫培養(yǎng)箱，至長出芽體為止。 ②酶提取液的制備：將三種谷物的干種子和萌發(fā)種子分別置于研缽中，加入石英砂和等量蒸餾水研磨、離心，制備酶提取液。 ③反應進程的控制：分別?、谥苽涞拿柑崛∫? mL置于不同的試管中，加入1 mL1%的淀粉溶液，25 ℃保溫5 min后，立即將試管放入沸水浴中保溫5 min。 ④吸光度的測定：在試管中加入　　　　、搖勻、加熱，當溶液由藍色變?yōu)榇u紅色后，用分光光度計依次測定各試管的吸光度。 ⑤酶活性的計算：將測定值與標準麥芽糖溶液吸光度比對，計算出淀粉酶活性，結(jié)果如下： 名稱 小麥 谷子 綠豆 未萌發(fā)谷物的淀粉酶活性/（Ug－1） 0.0289 0.0094 0.0074 萌發(fā)谷物的淀粉酶活性/（Ug－1） 5 1.7645 0.0395 （1）本研究的自變量是　　　　、　　　　。 （2）步驟②中加入“石英砂”的目的是　　　　；步驟③中立即將試管在沸水浴中保溫5 min的作用是　　　　。避免因吸光度測定先后對實驗結(jié)果的影響：歩驟④“？”加入的試劑是　　　　。 （3）實驗結(jié)果表明，谷物萌發(fā)過程中淀粉酶活性　　　　，其意義是_________________________________________________________________。 （4）本實驗對生產(chǎn)實踐的指導意義是應優(yōu)先選擇　　　　作為啤酒發(fā)酵的原料。 解析　（1）本實驗研究的有小麥、谷子、綠豆三種谷物，比較了萌發(fā)的和未萌發(fā)的谷物的淀粉酶活性，自變量是谷物種類和谷物是否萌發(fā)。（2）加入石英砂可以使研磨更加充分，步驟③中立即將試管在沸水浴中保溫，利用高溫使酶失活，使反應同時終止。根據(jù)題目溶液由藍色變?yōu)榇u紅色，可推出試管中加入的是斐林試劑，斐林試劑可用來檢測還原糖。（3）通過檢測酶活性，萌發(fā)谷物的淀粉酶活性高于未萌發(fā)谷物，所以谷物萌發(fā)過程淀粉酶活性升高，酶活性提高有利于淀粉水解，為種子萌發(fā)提供物質(zhì)和能量。（4）從表中可以看出萌發(fā)的小麥種子淀粉酶活性最高，可以使淀粉迅速水解，應優(yōu)先選擇萌發(fā)的小麥種子作為啤酒發(fā)酵的原料。 答案　（1）谷物種類　谷物是否萌發(fā) （2）使研磨更加充分　使酶失活，使反應同時終止　斐林試劑 （3）升高　使淀粉水解，為種子萌發(fā)提供物質(zhì)和能量 （4）萌發(fā)的小麥種子