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課時訓(xùn)練5　細胞中的能量和酶 一、選擇題 1.下圖是細胞中ATP合成與分解示意圖,下列敘述錯誤的是 (　　) A.能量1可來自蔗糖的水解 B.能量2可用于其他的吸能反應(yīng) C.能量2可用于三碳酸的還原 D.圖中的兩個過程均可發(fā)生在細胞溶膠中 答案A 解析能量1為合成ATP的能量,來自細胞呼吸或光合作用,而蔗糖的水解需要消耗能量,A項錯誤;能量2是ATP水解釋放的能量,可以用于各種需能的生命活動,因此可以用于吸能反應(yīng),B項正確;三碳酸的還原需要ATP水解供能,C項正確;ATP的水解與合成都可以發(fā)生在細胞溶膠中,D項正確。 2.ATP是細胞中的“能量通貨”,下列敘述正確的是(　　) A.ATP由1個腺嘌呤、3個磷酸基團組成 B.ATP的3個磷酸基團通過高能磷酸鍵相連接 C.吸能反應(yīng)總是與ATP的合成直接聯(lián)系 D.細胞中的ATP易于生成,難于水解 答案B 解析ATP由1個腺嘌呤、3個磷酸基團和一個核糖組成,A項錯誤。ATP的磷酸基團之間均通過高能磷酸鍵相連接,B項正確。吸能反應(yīng)與ATP的水解直接聯(lián)系,C項錯誤。細胞中的ATP易于生成和水解,D項錯誤。 3.科學(xué)家薩母納爾為“探索酶的本質(zhì)”做出了很大的貢獻,下列哪項不是他的成就?(　　) A.從刀豆種子中提取出脲酶 B.證明了酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì) C.證明了酶具有催化作用 D.少數(shù)RNA也具催化功能 答案D 解析薩母納爾首次從刀豆中分離出脲酶,并證明了脲酶的催化功能和本質(zhì),但是發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA具有催化功能是20世紀(jì)80年代切赫等科學(xué)家的成就,D項錯誤。 4.酶A、B、C是大腸桿菌的三種酶,每種酶只能催化下列反應(yīng)鏈中的一個步驟,其中任意一種酶的缺失均能導(dǎo)致該菌因缺少化合物丁而不能在基本培養(yǎng)基上生長。 化合物甲化合物乙化合物丙化合物丁 現(xiàn)有三種營養(yǎng)缺陷型突變體,在添加不同化合物的基本培養(yǎng)基上的生長情況如下表: 　　　突變體 添加物　　　 突變體a (酶A缺陷) 突變體b (酶B缺陷) 突變體c (酶C缺陷) 化合物乙 不生長 不生長 生長 化合物丙 不生長 生長 生長 由上可知,酶A、B、C在該反應(yīng)鏈中的作用順序依次是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.酶A、酶B、酶C B.酶A、酶C、酶B C.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A 答案D 解析分析題表可知,酶A缺陷后,不管加入化合物乙還是丙,大腸桿菌都不能生長,說明酶A催化反應(yīng)鏈中化合物丙到丁;酶B缺陷后,加入化合物乙大腸桿菌不生長,而加入化合物丙卻生長,說明酶B催化反應(yīng)鏈中化合物乙到丙;酶C缺陷后,不管加入化合物乙還是丙,大腸桿菌都能生長,說明酶C催化反應(yīng)鏈中化合物甲到乙,綜合分析,酶A、B、C在該反應(yīng)鏈中的作用順序依次是酶C、酶B、酶A。 5.如圖為細胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖,正確相關(guān)敘述中正確的是(　　) A.過程①不能發(fā)生在線粒體中 B.過程②不能發(fā)生在葉綠體中 C.過程①所需的能量一定是來自有機物分解 D.過程②釋放的能量來自高能磷酸鍵 答案D 解析過程①為ATP的合成,可以發(fā)生在線粒體和細胞溶膠中,也可以發(fā)生在葉綠體中,A項錯誤。過程②表示ATP水解釋放能量,可以發(fā)生在光合作用碳反應(yīng)過程中,場所為葉綠體基質(zhì),B項錯誤。過程①所需要的能量可以來自光能,C項錯誤。過程②釋放的能量來自ATP中的高能磷酸鍵,D項正確。 6.下圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法錯誤的是(　　) A.圖1中的A代表腺苷,b、c為高能磷酸鍵 B.圖2中反應(yīng)向右進行時,圖1中的c鍵斷裂并釋放能量 C.ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性 D.圖1方框部分a 內(nèi)的元素組成有C、H、O、N、P 答案A 解析圖1中的A代表腺嘌呤,b、c為高能磷酸鍵,A項錯誤。圖2中反應(yīng)向右進行時,ATP水解,圖1中的c鍵斷裂釋放能量,B項正確。ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性,C項正確。圖1方框部分a 內(nèi)的元素組成有C、H、O、N、P,D項正確。 7.(2018浙江名校新高考聯(lián)盟第一次聯(lián)考)下列關(guān)于吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的敘述,正確的是(　　) A.所有細胞中最重要的放能反應(yīng)是糖的氧化 B.吸能反應(yīng)所需要的能量全部來自放能反應(yīng) C.在肌肉收縮過程中,肌肉做功,失去能量,恢復(fù)原狀,是吸能反應(yīng) D.因為ATP所含能量較多,所以能作為細胞中普遍使用的能量載體 答案A 解析最重要的放能反應(yīng)是細胞呼吸,糖的氧化分解,A項正確;吸能反應(yīng)所需要的能量一般來自放能反應(yīng),B項錯誤;肌肉收縮過程中需消耗能量,屬于吸能反應(yīng),肌肉做功,失去能量,恢復(fù)原狀,屬于放能反應(yīng),C項錯誤;ATP在細胞中易于再生,ATP所含能量較少,D項錯誤。 8.(2018浙江選考十校聯(lián)盟3月適應(yīng)性考試)下列關(guān)于酶的敘述,正確的是(　　) A.一種酶只能催化一種底物的反應(yīng),這體現(xiàn)了酶的專一性 B.蔗糖酶的活性大小可用該酶在1 min內(nèi)使多少克蔗糖水解表示 C.酶促反應(yīng)都有一個最適溫度 D.酶催化的反應(yīng)需要在水溶液中進行,所以酶均分布在細胞溶膠中 答案C 解析酶的專一性是一種酶只能催化一種或一類底物,A項錯誤。蔗糖酶的活性大小可以用1 g蔗糖酶在1 min內(nèi)使多少蔗糖水解表示,B項錯誤。酶促反應(yīng)每種酶的最適溫度不同,但都有一個最適溫度,C項正確。酶催化的反應(yīng)需要在一定的體系中進行,但酶可以分布在消化道中,D項錯誤。 9.(2018浙江名校協(xié)作體高三下學(xué)期3月考試)下面的實驗過程錯誤的是(　　) A.油脂檢測實驗中3次使用吸水紙,后兩次吸取的物質(zhì)相同 B.觀察葉綠體實驗中可觀察到葉綠體分布在黑藻葉肉細胞的邊緣 C.質(zhì)壁分離觀察過程:撕取洋蔥鱗片葉外表皮→制片→觀察→滴加蔗糖溶液→觀察 D.酶專一性實驗中加淀粉溶液與蔗糖酶溶液的試管出現(xiàn)陽性反應(yīng)可能是淀粉中有雜質(zhì) 答案A 解析油脂檢測實驗中3次使用吸水紙,三次吸取的物質(zhì)分別是蒸餾水、染液和酒精,A項錯誤;觀察葉綠體實驗中可觀察到葉綠體分布在黑藻葉肉細胞的邊緣,B項正確;質(zhì)壁分離觀察過程是:撕取洋蔥鱗片葉外表皮→制片→觀察→滴加蔗糖溶液→觀察,C項正確;酶專一性實驗中,加淀粉溶液與蔗糖酶溶液的試管出現(xiàn)陽性反應(yīng)可能是淀粉中有雜質(zhì),D項正確。 10.(2018浙江溫州普通高中8月選考適應(yīng)性測試)不同的變量設(shè)置可用于驗證酶的不同特性,相關(guān)實驗記錄如下表所示。 試　管 1 2 3 4 5 6 本尼迪特試劑 + + + - - - 1%淀粉溶液 + + + - - - 2%H2O2溶液 - - - + + + 少許MnO2 - - - - - + 新鮮唾液 - + - - - - 少許雞肝勻漿 實驗結(jié)果 注“+”為添加,“-”為不添加。 下列相關(guān)特性驗證實驗對應(yīng)的組合選擇或變量設(shè)置中,錯誤的是(　　) A.酶的催化性:1、2號對照 B.酶的專一性:1、2、3號對照 C.酶的高效性:4、5、6號對照 D.溫度影響酶活性:5號逐漸變溫前后對照 答案D 解析1、2號自變量是酶的有無,可以驗證酶的催化性。1、2、3號自變量是酶的不同,可以驗證酶的專一性。4、5、6號自變量是催化劑的種類,可以驗證酶的高效性。溫度可以通過影響酶活性影響反應(yīng)速率,也可直接影響反應(yīng)速率,不能通過5號逐漸變溫前后對照說明溫度影響酶活性。 11.(2018浙江杭州學(xué)軍中學(xué)高三3月選考模擬)探究某種酶特性的實驗結(jié)果如圖所示,下列分析正確的是(　　) A.本實驗是探究蔗糖酶的特性 B.圖1實驗的自變量是溫度,該實驗證明了酶具有高效性 C.圖1和圖2中可知,該酶在20 ℃、pH=7時活性最高 D.圖3所示的實驗結(jié)果說明酶具有專一性 答案D 解析據(jù)圖示3可知,該酶是麥芽糖酶,本實驗是探究麥芽糖酶的特性,A項錯誤;圖1和圖2證明酶需要適宜的溫度和pH,證明酶作用條件的溫和性,B項錯誤;據(jù)圖1可知,該酶在溫度為30 ℃、pH=7時活性最高,C項錯誤;圖3所示的實驗結(jié)果說明麥芽糖酶能水解麥芽糖,不能水解蔗糖,故說明酶具有專一性,D項正確。 二、非選擇題 12.骨骼肌的生理活性隨離體時間延長逐漸減弱。研究者為了確定離體骨骼肌再植的合理條件,采用生物熒光法測定離體后每間隔1 h骨骼肌中ATP的含量,以判斷骨骼肌的生理活性狀況。 實驗材料與用具:室溫下(18~20 ℃)保存的兔前肢的骨骼肌、熒光素酶緩沖液、熒光素酶—熒光素粉劑、不同離體時間后的骨骼肌樣本、生物發(fā)光計。 (說明:①在有氧氣和ATP的條件下,熒光素酶能催化熒光素氧化而發(fā)出熒光;②生物熒光法測定ATP含量的具體方法不作要求) 請回答下列問題。 (1)實驗思路 ①繪制ATP標(biāo)準(zhǔn)熒光發(fā)光曲線(見圖): ②測定骨骼肌樣本液中ATP隨時間下降百分比值:將在適宜的氧濃度條件下,離體后15 min骨骼肌中ATP熒光發(fā)光量作為對照組。每隔1 h測定適宜氧濃度和缺氧下,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。再分別與對照組相比,得其比值。 ③統(tǒng)計、分析所得數(shù)據(jù)。 (2)預(yù)測實驗結(jié)果(設(shè)計一個坐標(biāo)系,并繪制缺氧和適氧條件下,預(yù)測的ATP比值變化曲線) (3)分析與討論 ①該實驗中可以用ATP熒光發(fā)光量代表ATP含量的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②隨著缺血、缺氧時間的延長,需氧呼吸經(jīng)　　　　　　循環(huán)和電子傳遞鏈釋放的能量減少,ATP生成減少,質(zhì)膜上載體參與的　　　　　　　　過程受阻,引起細胞壞死。 答案(1)不同離體時間骨骼肌樣本的ATP發(fā)光量 (2) (3)①從圖1可知,ATP含量與熒光發(fā)光量是正比關(guān)系?、跈幟仕帷≈鲃愚D(zhuǎn)運 解析(1)②是測定骨骼肌樣本液中ATP隨時間下降百分比值,因此每隔1 h測定適宜氧濃度和缺氧下,不同離體時間骨骼肌樣本的ATP發(fā)光量。(2)由于骨骼肌樣本是一定的,故細胞中ATP隨培養(yǎng)時間的延長一直減少,具體圖示見答案。(3)①據(jù)ATP標(biāo)準(zhǔn)熒光發(fā)光曲線圖分析可知,ATP含量與熒光發(fā)光量是正比關(guān)系,因此該實驗中可以用ATP熒光發(fā)光量代表ATP含量。②隨著缺血、缺氧時間的延長,需氧呼吸經(jīng)檸檬酸循環(huán)和電子傳遞鏈釋放的能量減少,ATP生成減少。主動轉(zhuǎn)運需要消耗能量,能量減少,質(zhì)膜上載體參與的主動轉(zhuǎn)運過程受阻,引起細胞壞死。 13. 硫酸化酶RaxST(胞外酶)是當(dāng)前研究的熱點,現(xiàn)將該酶的基因通過基因工程的方式導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)。已知大腸桿菌在表達蛋白質(zhì)時,與培養(yǎng)時IPTG誘導(dǎo)劑濃度有關(guān)。為研究培養(yǎng)時誘導(dǎo)劑濃度對硫酸化酶表達量的影響,請根據(jù)以下提供的實驗材料寫出實驗思路。 實驗材料:若干培養(yǎng)瓶,培養(yǎng)液,轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌,IPTG粉末等。 (要求與說明:①實驗儀器、試劑、用具及操作方式不作要求;②實驗條件適宜) 請回答下列問題。 (1)本實驗的實驗?zāi)康氖? 　。 (2)實驗思路: 實驗結(jié)果:實驗后發(fā)現(xiàn),三組中,IPTG誘導(dǎo)濃度為中的這組,誘導(dǎo)后所得硫酸化酶濃度高于IPTG濃度為高的和低的這兩組。 (3)根據(jù)(2)的思路和結(jié)果,請用曲線圖來體現(xiàn)隨時間變化各組硫酸化酶濃度的變化。 答案(1)研究誘導(dǎo)劑濃度對轉(zhuǎn)基因大腸桿菌中硫酸化酶表達量的影響　(2)實驗思路:①取等量培養(yǎng)液放置于三個培養(yǎng)瓶中,編號A、B、C;②分別在A、B、C三個瓶中加入較少量、中量和較多量的IPTG粉末,振蕩搖勻;③將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌菌液稀釋后,分別等量接種于A、B、C三個瓶中,于適宜條件下培養(yǎng);④每隔相同的時間測定三組中的硫酸化酶濃度。 (3) IPTG誘導(dǎo)劑濃度對硫酸化酶表達量影響曲線圖