(通用版)高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第8讲酶与ATP

第三单元 细胞的能量供应和利用

第8讲 酶与ATP

(限时:40分钟)

测控导航表 题号及难易度 1,6(中) 5(中),8(中),10(中) 3,4,11(中) 2,7,9(中),12(中),13(难) 知识点 1.酶的概念、作用机理、特性 2.影响酶活性的因素、酶 相关实验的设计及分析 3.ATP的结构、功能和利用 4.综合考查

1.(2016山东滨州期末)下列关于酶的叙述,错误的是( B ) A.酶通过降低化学反应活化能来提高化学反应速率 B.超过酶的最适温度,酶因肽键被破坏而逐渐失活 C.酶在代谢中作为催化剂,其本身的合成也需要酶催化

D.探究温度影响酶活性的实验中,酶与底物应分别保温后再混合

解析:酶的作用机理是降低化学反应的活化能,从而提高化学反应速率;超过酶的最适温度时,高温会逐渐破坏酶的空间结构而使酶逐渐失活;大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,蛋白质和RNA的合成过程也需要酶的催化;为保证化学反应是在设定温度下进行的,酶与底物分别保温后再混合。 2.(2015江西南昌模拟)下列有关酶与ATP的说法正确的是( A ) A.正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行 B.酶和ATP不能脱离生物体起作用,酶的催化都需要ATP提供能量 C.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系 D.ATP与酶的元素组成不可能完全相同

解析:由于酶的催化作用原理是降低反应所需的活化能,所以细胞代谢在温和条件下能进行;酶和ATP两者既能在生物体内起作用,也能在生物体外起作用;细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系;少数酶为RNA,它与ATP的组成元素都是C、H、O、N、P。

3.(2015河南信阳一模)磷酸化是指在某些物质分子上加入一个磷酸基团,如三磷酸腺苷(ATP)就是由二磷酸腺苷(ADP)磷酸化而来。下列结构中不能发生ADP磷酸化的是( B ) A.细胞质基质 B.叶绿体基质 C.叶绿体类囊体薄膜 D.线粒体内膜

解析:细胞质基质能进行有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸,能生成ATP;叶绿体基质是光合作用暗反应的场所,要消耗ATP;叶绿体类囊体薄膜是光合作用的光反应场所,能生成ATP;线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的反应场所,能生成ATP。

4.(2016湖北黄冈月考)如图所示,ATP是生物体内重要的能源物质,下列有关叙述中,不正确的是( D )

A.AMP可以作为合成ADP及mRNA的原料

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B.甲过程中释放的能量可以用于C3还原或细胞分裂 C.丁过程中合成ATP所需能量可以是光能 D.催化乙和丙过程的酶应该是同一种酶

解析:AMP是ADP脱掉一个磷酸基团形成的,称为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,同时其加上磷酸基团也可以合成ADP。ATP释放的能量可以用于各项生命活动,如C3还原和细胞分裂。合成ATP所需能量可以是光能,也可以是化学能。乙和丙过程是两个相反的过程,由于酶具有专一性,因此催化它们的酶不同。 5.(2015江西赣州月考)图甲表示温度对淀粉酶活性的影响,图乙是将一定量的淀

粉酶和足量的淀粉混合后,麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中错误的是( C )

A.图甲中T0表示淀粉酶催化反应的最适温度 B.图甲中Ta和Tb对酶活性的影响有区别 C.图乙中温度超过Tb时,酶的活性达到最大 D.图乙中A点可能对应图甲中的温度为T0

解析:图甲中温度为T0时,酶的活性最高,所以图甲中T0表示淀粉酶催化反应的最适温度;Ta时,低温抑制了酶活性,Tb时高温可能已破坏了酶结构;图乙中温度超过Tb时,麦芽糖不再积累,因此酶的活性不会是最大;图乙中A点时,麦芽糖的积累速度最快,因此可能对应图甲中的温度为T0。

6.(2016山西太原月考)如图所示的水槽中间有一小孔,在小孔处用半透膜(葡萄糖不能通过)将两槽完全隔开,左槽中装有麦芽糖溶液,右槽中装有蔗糖溶液,两侧的液面等高。蔗糖溶液和麦芽糖溶液的物质的量相等,然后在左右槽中各加入等量的麦芽糖酶液。下面是一些关于这个实验的叙述,其中正确的一组是( C )

①左槽液面上升 ②右槽液面上升 ③利用了酶的专一性

④利用了酶的高效性 ⑤利用了酶的催化特性 ⑥利用了酶是蛋白质的特性 A.①②⑥ B.②④⑤ C.①③⑤ D.①④⑥

解析:酶具有专一性,麦芽糖酶能催化麦芽糖反应形成葡萄糖;故左侧的物质的量浓度会上升,水分子向左侧扩散加快,左侧水面上升。

7.(2016吉林通化月考)有关如图的叙述,不正确的是( D )

A.ADP被释放后,蛋白质还能结合ATP

B.与图中蛋白质具有相同功能的物质,有些不能与双缩脲试剂发生紫色反应 C.图中的能量可用于细胞内的需要能量的生命活动 D.该蛋白质也可结合ADP和Pi合成ATP

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解析:据图分析,该过程为ATP的水解,需要的蛋白质为水解酶,化学反应前后其数量和化学性质不变即还能用于ATP的水解。有些酶的本质是RNA,RNA不能与双缩脲试剂发生紫色反应;图中的“能量”来自ATP中远离腺苷的高能磷酸键,能量释放出来用于各项生命活动;由于酶具有专一性,ADP和Pi合成ATP需要合成酶。 8.(2015甘肃天水一模)下列有关酶的实验设计思路正确的是( C ) A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性

C.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性

D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响

解析:过氧化氢的分解受温度的影响,所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,A错误;碘液无法检测蔗糖是否被水解,所以利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时,不可采用碘液检测,应该选用斐林试剂,B错误;酶的高效性是相对无机催化剂而言的,所以研究酶的高效性时,应用酶和无机催化剂对比,C正确;胃蛋白酶的适宜pH是1.5,所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时,pH应设置成低于1.5、1.5、高于1.5,D错误。

9.(2015辽宁沈阳一模)如图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型,图乙表示在最适温度下,麦芽糖酶的催化速率(酶促反应速率)与麦芽糖量的关系。下列相关叙述错误的是( D )

A.该模型能解释酶的催化具有专一性,其中a代表麦芽糖酶

B.限制f～g上升的原因是酶的数量,故整个实验中应设置“麦芽糖酶的量一定” C.如果温度升高或降低5 ℃,g点都将下移

D.可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解

解析:图甲中的模型具有严格的一一对应关系,能解释一种酶只能催化一种或一类化学反应,酶在化学反应前后不发生改变,所以图中a表示酶;图乙中f～g,随着麦芽糖量的增加,酶促反应速率不变,说明限制f～g的因素不是麦芽糖量,可能是实验中酶的数量是一定的;温度高于或低于最适温度,酶活性都会下降,酶促反应速率都会下降,因此温度升高或降低5 ℃,图乙中g点都将下移;麦芽糖本身就是还原糖,无法通过鉴定还原糖来鉴定麦芽糖是否分解完全。

10.(2015江西新余三模)用某种酶进行有关实验的结果如图所示,下列有关说法错误的是( C )

A.该酶的最适催化温度不确定

B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶 C.由图4实验结果可知酶具有高效性 D.由实验结果可知酶具有专一性

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解析:分析题图1只能说明在这三个温度中,30 ℃比较适宜,由于温度梯度大,不能确定最适宜温度;分析题图2曲线知酶的最适pH为7,而胃蛋白酶的最适宜pH是1.5,因此该酶不是胃蛋白酶;由图4知,酶具有专一性。 11.(2016河南周口月考)在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,其分子结构式如下:

(1)从ATP的分子结构式可知,去掉两个磷酸基团后剩余部分是 。

(2)人体骨骼肌细胞中,ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。在校运动会上,某同学参加100 m短跑过程中,其肌细胞中ATP相对含量变化如图2所示,试回答:

①由A到B的变化过程中,说明ATP被水解,释放的能量用于 。 ②由整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明 。

(3)某同学进行一项实验,目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象,说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。

①必须待离体肌肉自身的 消耗之后,才能进行实验。

②在程序上,采取自身前后对照的方法,先滴加 (填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”),观察 与否以后,再滴加 (填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。

③如果将上述顺序颠倒一下,实验结果是否可靠? ,原因是 。 解析:(1)从ATP的分子结构式可知,去掉两个磷酸基团后剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸。 (2)①ATP被水解,释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。

②肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明ATP的生成和分解是同时进行的。

(3)①必须待离体肌肉自身的ATP消耗之后,才能进行实验,排除原有ATP对实验结果的影响。②在程序上,采取自身前后对照的方法,先滴加葡萄糖溶液,观察肌肉收缩与否以后,再滴加ATP溶液。③如果将上述顺序颠倒一下,实验结果不可靠,因为外源ATP未耗尽时,会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象,造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象。

答案:(1)腺嘌呤核糖核苷酸 (2)①肌肉收缩等生命活动

②ATP的生成和分解是同时进行的 (3)①ATP

②葡萄糖溶液 肌肉收缩 ATP溶液

③不可靠 如果外源ATP尚未耗尽,会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象,造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象

12.(2015山东潍坊一模)如图1中甲曲线表示在最适温度下,某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。乙、丙分别表示该酶促反应速率随温度或pH的变化趋势;图2是ATP与ADP相互转化的关系式。请据图回答:

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