3.酶和ATP 一、单项选择题1.(2021湖南株洲统考)核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子,可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述,错误的是( )A.核酶可在细胞外发生作用B.核酶通过转录翻译而来C.核酶可降低化学反应所需活化能D.核酶的含量与细胞代谢强度相关2.(2021山东烟台模拟)下列关于酶和ATP的叙述,错误的是( )A.一般活的细胞都既能合成酶,也能合成ATPB.酶的合成需要ATP提供能量,ATP的合成也需要酶的催化C.ATP脱去两个磷酸基团后,形成的物质是某些酶的基本组成单位之一D.酶和ATP都具有高效性与专一性3.(2021北京石景山区期末)在探究酶活性的实验中,如图所示的一组实验( )A.能说明酶的专一性B.能说明酶的高效性C.会有气泡产生D.发生了合成反应4.(2021山东青岛模拟)如图表示胃蛋白酶活性与温度、pH之间的关系。下列叙述正确的是( )A.随着pH的升高,酶的活性逐渐升高B.据图推断胃蛋白酶的最适温度在37℃左右C.随着温度的升高,酶的活性逐渐升高D.该胃蛋白酶的最适pH在3左右5.(2021河北沧州检测)荧光素酶可以催化荧光素氧化成氧化荧光素,在荧光素氧化的过程中会发出荧光。在荧光素足量的条件下,研究人员用不同条件处理荧光素酶后,测定酶浓度与发光强度的关系如右上图所示。下列叙述错误的是( )A.A点限制因素不可能为荧光素或荧光素酶的浓度B.用Mg2+处理可使荧光素酶催化荧光素氧化时的活化能升高
C.用Mg2+处理荧光素酶可以减少其用量D.高温和Hg2+处理可能使酶的空间结构改变6.ATP酶复合体存在于生物膜上,其主要功能是将生物膜的一侧的H+搬运到另一侧,并催化ATP的生成。ATP酶复合体的结构和主要功能如图所示,下列叙述错误的是( )A.叶绿体中含有较多的ATP酶复合体,且分布在类囊体膜上B.ATP酶复合体在线粒体中参与有氧呼吸的第三阶段C.H+由B侧运输到A侧的运输方式是协助扩散D.若图示中ATP酶复合体存在于线粒体,则H+只来源于H2O7.(2021江西上饶一模)淀粉酶是人体消化液中重要的消化酶,在代谢中起着重要作用。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响,研究人员进行了如下实验。下列选项正确的是( )A.甲是实验组,与其他组进行对照,目的是测定胰淀粉酶在适宜条件下的活性B.乙和丙进行对照,说明芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶的活性的抑制作用C.丙和丁进行对照,说明维生素C可以缓解芦笋丁对胰淀粉酶的活性的抑制作用D.甲和丁进行对照,推测维生素C对胰淀粉酶活性有抑制作用二、不定项选择题8.(2021江苏盐城期中)下图为不同条件下石油降解酶对污泥中石油分解能力的实验测定结果。下列有关叙述正确的是( )A.该实验的自变量是pH,因变量是酶活性B.污泥含水量对该酶的最适pH无明显影响C.污泥含水量越高,该酶的催化能力越强D.污泥含水量过低会使该酶的空间结构遭到破坏三、非选择题9.(2021山东青岛模拟)生物体内的新陈代谢与ATP、酶有密切关系。下面甲图表示了细胞某些代谢过程与ATP的关系,乙图表示酶在化学变化中的作用。请分析回答下列问题。
(1)甲图中,若生物体为蓝藻,细胞消耗ADP的主要场所是 。而在玉米体内,叶肉细胞通过生理过程①产生ATP的具体部位是 。 (2)从太阳光能转变为骨骼肌收缩所需的能量,需要依次经过甲图中 (填数字)过程。 (3)乙图中,若曲线表示过氧化氢酶作用于一定量的H2O2(温度和pH等条件都保持最适宜)时生成物的量与反应时间的关系,在d时后曲线变成水平的主要原因是 。若其他条件不变,将该酶的浓度增加一倍,请在图上画出生成物量变化的曲线。 (4)过氧化氢酶之所以能够加快化学反应的速率是因为它能 。Fe3+也能催化H2O2的分解,但与过氧化氢酶相比,要达到生成物的量的最大值,反应时间一般 d。 10.现有两种淀粉酶A与B,某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性,设计实验如下。实验原理:温度等条件可以影响酶的活性;相同质量的淀粉分别在上述两种淀粉酶的催化作用下产生麦芽糖的量相同;用分光光度计测量反应体系的吸光度时,淀粉含量越多,其吸光度越大,据此可推测出淀粉的相对含量。实验材料:一定浓度的淀粉溶液、相同浓度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、温度计等。实验过程如表所示。步 骤组 别12345678①设置水浴缸温度/℃2030405020304050②取8支试管各加入淀粉溶液(单位:mL),分别保温5min1010101010101010③另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液,分别保温5min酶A酶A酶A酶A酶B酶B酶B酶B④将同组两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀,保温5min实验结果:图甲是40℃时测定酶A催化淀粉水解生成麦芽糖的量随时间变化的曲线,图乙是第④步保温5分钟后,用分光光度计对各组淀粉剩余含量进行检测的结果。(1)该实验的自变量是 ,因变量有 ,淀粉酶催化淀粉水解的原理是 。
(2)若适当降低温度,在相同时间内测得图甲中P点将向 (填“左”或“右”)移动。 (3)1、6两组 (填“能”或“不能”)作为对照实验,原因是实验设计要遵循 原则。 11.(2021湖南长沙期末)细胞的生命活动离不开酶和ATP的参与。ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶,ATP合成酶的结构如图1所示;图2表示在一块含有淀粉的琼脂块的四个圆形位置,分别用不同方法处理。请回答下列有关问题。(1)由图1可知,ATP合成酶催化ATP合成的能量来自膜两侧 。从功能角度分析,ATP合成酶广泛分布于真核细胞的细胞质基质以及 (填膜结构)上。 (2)科学家发现,一种化学结构与ATP相似的物质GTP(三磷酸鸟苷)也能为细胞的生命活动提供能量,请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因是 。 (3)将图2所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块,放入37℃恒温箱中保温处理24h后,用等量碘液滴在四个圆形位置,观察到的现象是有 个蓝色斑块,该实验说明酶的特点有 。 (4)同无机催化剂相比酶具有高效性的原因是 。 参考答案3.酶和ATP1.B 解析酶可以在细胞内发挥作用,也可在细胞外发挥作用,A项正确;核酶的化学本质是RNA,RNA一般是由DNA特定序列转录后形成的,形成RNA不需要翻译的过程,B项错误;酶发挥作用的机理是降低化学反应所需的活化能,C项正确;细胞代谢加快,各类蛋白质大量合成,而指导蛋白质合成的mRNA需要核酶的降解,所以核酶的含量与细胞代谢强度相关,D项正确。2.D 解析一般活的细胞都可以进行细胞代谢,需要酶的催化,需要直接能源物质ATP提供能量,因此既能合成酶,也能合成ATP,A项正确;酶的合成需要ATP水解提供的能量,ATP合成需要ATP合成酶的催化,B项正确;ATP脱去2个磷酸基团后,形成的是腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本组成单位之一,酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,C项正确;细胞内的化学反应中,酶具有高效性与专一性,但ATP是细胞生命活动的直接能源物质,不具有高效性与专一性,D项错误。3.C 解析证明酶的专一性实验的自变量是酶的种类或者底物种类,与题图不符,A
项错误;要证明酶的高效性需要将酶与无机催化剂作对比,与题图不符,B项错误;过氧化氢在自然状态下,或者在酶的作用下都会分解,故两组实验都有气泡产生,但是气泡产生速率不同,C项正确;题图中过氧化氢发生了分解反应,D项错误。4.B 解析由题图可知,在图中所给的pH范围内,随着pH的升高,酶的活性先升高后降低,A项错误;在最适温度条件下,酶的活性最大,据图可知,三条曲线的最高点均在37℃左右,由此可推断胃蛋白酶的最适温度为37℃左右,在最适温度前,随着温度的升高,酶的活性逐渐升高,在最适温度之后,随着温度的升高,酶的活性逐渐降低,B项正确,C项错误;由题图可知,在温度相同,pH分别为2.0、2.5、3.0的条件下,胃蛋白酶的催化反应速率不同,其中在pH为2.5时酶的催化反应速率最高,而pH在2.0或3.0时酶的催化反应速率均低于pH在2.5时的催化反应速率,说明胃蛋白酶的最适pH为2.5左右,D项错误。5.B 解析由于实验过程中“荧光素足量”,其在A点随着酶浓度的增加,荧光强度不变,因此A点限制因素不可能为荧光素或荧光素酶的浓度,A项正确;用Mg2+处理荧光素酶可增加荧光强度,使荧光素酶催化荧光素氧化时能更显著降低活化能,B项错误;Mg2+处理荧光素酶后,在较低荧光素酶浓度下就能达到较高的发光强度,因此用Mg2+处理荧光素酶可以减少其用量,C项正确;高温组和Hg2+处理组随着荧光素酶浓度的升高,发光强度基本不变或变化不大,说明高温或重金属离子可能使酶空间结构破坏而变性失活,D项正确。6.D 解析叶绿体的类囊体膜是光反应的发生场所,光反应会产生ATP,因此叶绿体的类嚢体膜上有较多的ATP酶复合体,A项正确;线粒体内膜上进行的有氧呼吸的第三阶段会产生大量的ATP,因此有ATP酶复合体的参与,B项正确;由图可知,H+由B侧运输到A侧是由高浓度向低浓度运输,且需要载体蛋白,其运输方式是协助扩散,C项正确;有氧呼吸中的H+来自C6H12O6和H2O,D项错误。7.B 解析甲是对照组,与其他组进行对照,目的是探究茶花粉提取液、芦笋丁溶液、维生素C溶液对胰淀粉酶活性的影响,A项错误;甲、乙对照说明茶花粉提取液对胰淀粉酶的活性有抑制作用,乙、丙对照,加入芦笋丁后胰淀粉酶的活性更低,说明芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶的活性的抑制作用,也可能是芦笋丁本身能抑制胰淀粉酶的活性,同时加入茶花粉提取液和芦笋丁后,二者在抑制胰淀粉酶活性上实现了效果叠加,使胰淀粉酶活性更低,B项正确;丙、丁之间不满足单一变量原则,无法对照作推论,故不能说明维生素C可以缓解芦笋丁对胰淀粉酶的活性的抑制作用,C项错误;甲、丁之间不满足单一变量原则,无法对照作推论,故不能推测维生素C对胰淀粉酶活性有抑制作用,D项错误。8.BC 解析该实验的自变量是pH和污泥含水量,A项错误;据题图分析,污泥含水量对该酶的最适pH无明显影响,最适pH都接近于7,B项正确;由曲线可知,污泥含水量越高,2d后每千克污泥中的石油含量越少,说明该酶的催化能力越强,C项正确;含水量对酶的空间结构没有影响,D项错误。9.答案(1)细胞质 叶绿体类囊体薄膜 (2)①②③④ (3)底物已被完全消耗尽(4)降低化学反应的活化能 大于(长于)解析(1)蓝藻为原核生物,由原核细胞构成,细胞代谢主要发生在细胞质中,因而ADP的消耗主要发生在细胞质中。玉米的叶肉细胞能进行光合作用,光合作用中形成
ATP的部位是叶绿体中的类囊体薄膜。(2)从太阳光能转变为骨骼肌收缩所需的能量,转移途径为①→②→③→④。(3)由“乙图中,若曲线表示过氧化氢酶作用于一定量的H2O2(温度和pH等条件都保持最适宜)时生成物的量与反应时间的关系”可知d时后曲线变成水平的原因是H2O2已被消耗完。若其他条件不变,将该酶的浓度增加一倍,酶促反应速率提高,但由于底物量没变,则生成物的量不变,但反应时间缩短,故该曲线最高点不变,且位于原曲线的左侧。(4)过氧化氢酶之所以能够加快化学反应的速率是因为它能降低化学反应的活化能。由于酶具有高效性,所以在同样条件下,底物完全被消耗达到生成物量的最大值,无机催化剂催化反应所需时间长,酶催化的化学反应所需时间短,故Fe3+催化H2O2分解的反应达到平衡所需时间大于d。10.答案(1)酶的种类、温度 各组淀粉剩余含量和麦芽糖的生成量 降低反应活化能 (2)右 (3)不能 单一变量解析(1)根据题意可知,本实验的目的是探究不同温度条件下A、B两种淀粉酶的活性,因此实验有两个自变量,即酶的种类和温度;无关变量有pH、反应时间、溶液的量、淀粉的浓度、酶的浓度等。根据题意结合图甲和图乙可知,因变量为各组淀粉剩余含量和麦芽糖的生成量。酶的作用机理是降低反应的活化能。(2)根据图乙可知,酶A在50℃条件时活性较高。图甲曲线中的P点表示的是生成物含量的最大值,此曲线表示的是在40℃时的反应,而降低温度,会使酶的活性降低,酶促反应的速率下降,则图甲中P点将向右移动。(3)表中1、6两组温度不同、酶种类也不同,二者对照不遵循实验设计中的单一变量原则,故二者不能构成对照关系。11.答案(1)H+的浓度差 线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜 (2)含有两个高能磷酸键,远离鸟苷的高能磷酸键容易水解断裂,释放能量 (3)3 专一性、需要适宜的温度和pH (4)酶降低活化能的作用更显著解析(1)由题图和题意可知,ATP合成需要的能量是由膜两侧H+的浓度差提供的。在真核细胞中合成ATP的场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质,在线粒体内膜上进行的有氧呼吸第三阶段会产生大量ATP,在叶绿体类囊体薄膜上进行的光反应能将光能转变成ATP中活跃的化学能,故含有ATP合成酶的生物膜有线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜。(2)由于GTP(三磷酸鸟苷)含有两个高能磷酸键,远离鸟苷的高能磷酸键容易水解断裂,其化学结构与ATP相似,故GTP也能为细胞的生命活动提供能量。(3)图2中①处由于唾液淀粉酶在酸性条件下失活,淀粉不被分解,因此遇碘液变蓝;②处唾液淀粉酶在高温条件下变性失活,淀粉不被分解,因此遇碘液变蓝;③处蔗糖酶不能水解淀粉,也会变蓝;④处唾液中的唾液淀粉酶会将淀粉水解,加碘液不变蓝,故共有3个蓝色斑块。据分析可知,该实验说明酶的特点有专一性、需要适宜的温度和pH。(4)酶同无机催化剂相比具有高效性的原因是酶降低活化能的作用更显著。
