适考素能特训2-2-1酶与ATP(对应学生用书P111)(时间：45分钟，满分：90分)一、选择题(每小题3分，共45分)1.下列有关酶和ATP的叙述，正确的有几项( )①酶在强酸、强碱和高温条件下均变性失活 ②酶是在细胞内的核糖体上合成，在细胞外或细胞内起催化作用的物质 ③酶的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和 ④自然界中的光能、热能、机械能、电能和化学能都可以转化为细胞中的ATP ⑤一个ATP分子彻底水解需要消耗4个水分子 ⑥人的心肌细胞中，ATP的合成速度远远大于分解速度，从而保证心肌细胞有充足的能量A．一项 B．二项C．三项D．四项答案：C解析：有些酶的化学本质是RNA，其不在核糖体上合成，②错误。热能和机械能不能转化成ATP，但ATP中的化学能能转化成热能和机械能，④错误。心肌细胞中，ATP的合成速度和分解速度基本相等，⑥错误。2.如图表示pH对植物淀粉酶和人的唾液淀粉酶活性的影响，下列叙述正确的是( )A.pH为6时，植物淀粉酶的活性最高B.pH由低到高时，淀粉酶活性逐渐升高C.不同物种淀粉酶的最适pH有差异D.人的唾液淀粉酶活性比植物淀粉酶活性高答案：C解析：分析图可知，pH为5.5左右时，植物淀粉酶的活性最高；在一定范围内，淀粉酶的活性随pH的升高而升高，超过一定范围后，pH升高淀粉酶的活性开始降低；人与植物淀粉酶的最适pH有差异；在图中曲线交点对应的pH之前的pH范围内，植物淀粉酶的活性比人的唾液淀粉酶活性高，在此之后，人的唾液淀粉酶活性比植物的淀粉酶活性高。-15-\n3.甲图表示的是pH对植物和人的淀粉酶活性的影响；乙图表示的是3种脱氢酶(A、B、C)的活性受温度影响的情况。下列叙述正确的是( )A．从甲图可以知道pH＝6时植物淀粉酶的活性最高B．从乙图无法知道酶C的最适温度C．从甲图可以知道若pH由酸性变成碱性时淀粉酶的活性逐渐升高D．从乙图可以知道活性温度的范围最广的酶是B答案：B解析：由甲图可知pH≈5.5时植物淀粉酶的活性最高，pH≈7.2时人淀粉酶的活性最高；由乙图可知，酶A活性的最适温度约为33℃，酶B的最适温度约为28℃，而酶C没有最适温度，它还有上升的趋势，不知道最高点在哪儿，也就不知道它的活性温度范围；最适pH时，酶的活性最高，pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低，据图可知，pH由酸性变成碱性时，酶的活性会降低；从乙图可以看出，活性温度的范围最广的酶是C。4.下列关于细胞生命活动过程中ATP、ADP的说法不正确的是( )A.细胞内蛋白质的合成总与ATP的水解反应相关联B.ATP是高能化合物，其分子中有三个高能磷酸键C.细胞内有机物氧化分解时总是伴随有ATP的合成D.细胞呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要O2参与答案：B解析：蛋白质的合成是一个需能过程，需要ATP水解提供能量；ATP分子中含有两个高能磷酸键；细胞内有机物氧化分解时释放能量，伴随ATP的合成；在有氧呼吸的第三阶段[H]与O2结合生成水，产生大量的能量。5.ATP是生命活动的直接能源物质，下列有关说法正确的是( )A.在代谢旺盛的细胞中ATP与ADP相互转化的速度快B.ATP合成酶只存在于细胞质基质、线粒体基质和叶绿体中C.有氧条件下，线粒体、叶绿体、细胞质基质都能产生ATPD.无氧条件下，叶绿体的光合作用是细胞中ATP的唯一来源答案：A-15-\n解析：ATP合成酶除存在于细胞质基质、线粒体基质和叶绿体中外，还存在于线粒体内膜上，B错误；叶绿体产生ATP时必须要有光照，C错误；无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸合成ATP，D错误。6.如图为植物细胞中的某种代谢过程示意图，以下有关该代谢过程的说法不准确的是( )A．代谢在细胞质基质中进行B．后面ATP的能量来自前面的ATPC．代谢产物可进入线粒体中D．该代谢过程也存在于乳酸菌细胞中答案：B解析：该过程为有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸的过程，发生在细胞质基质，A正确；产生的丙酮酸可进入线粒体继续进行有氧呼吸的第二、三阶段，C正确；乳酸菌细胞无氧呼吸也可进行此过程，D正确；代谢每一阶段合成的ATP中的能量都来源于有机物的分解，B错误。7.生物体的新陈代谢能在常温常压下迅速有序地进行，主要是由于酶的催化作用。下列有关酶的叙述，错误的是( )A．酶比无机催化剂和加热降低活化能的作用更显著B．探究pH对酶活性的影响时应保持温度适宜且相同C．人体内各种酶作用所需的最适条件是不完全一致的D．酶是所有活细胞都含有的具有催化作用的有机物答案：A解析：加热不能降低反应的活化能，而是为分子提供反应所需的活化能，A错误；探究pH对酶活性的影响时，应保持温度适宜且相同，B正确；酶是所有活细胞所必需的，D正确。8.研究化合物P对淀粉酶活性的影响得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是( )-15-\nA．底物浓度可影响酶促反应速率B．若反应温度不断升高，则A点持续上移C．P对该酶的活性有抑制作用D．曲线①比曲线②先达到反应平衡答案：B解析：由图可知，在一定范围内，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，A正确；酶促反应都有适宜的温度，超过这一温度时，酶的活性会降低，酶促反应速率下降，A点不会持续上移，B错；与仅有酶的曲线相比，加入化合物P后的酶促反应速率降低，说明P对该酶的活性有抑制作用，C正确；从坐标图可以看出，曲线①条件下比②条件下反应速率高，故达到反应平衡的时间要短，D正确。9.下列关于酶的叙述中，正确的是( )A．RNA聚合酶催化的底物是RNAB．能将淀粉酶水解的酶是唾液淀粉酶C．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸D．酶通过提高化学反应的活化能来提高反应速率答案：C解析：RNA聚合酶催化的底物是核糖核苷酸。酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，唾液淀粉酶的底物是淀粉。酶催化作用的本质是降低化学反应的活化能。10.下列有关植物光合作用和有氧呼吸过程中ATP、ADP的说法，正确的是( )A．一株植物在一段较长时间内，有氧呼吸产生的ATP多于光反应产生的ATPB．植物有氧呼吸过程中产生大量ATP的阶段既消耗水，又产生水C．光合作用和有氧呼吸过程中都有ATP与ADP的转化D．光照增强，叶绿体基质中ADP含量升高答案：C-15-\n解析：有氧呼吸只消耗部分有机物，所以一株植物在一段较长时间内，有氧呼吸产生的ATP少于光反应产生的ATP；植物有氧呼吸第三阶段产生大量ATP，该阶段不消耗水；光照增强，光反应加快，叶绿体基质中ADP含量降低；生命活动中都有ATP与ADP的转化。11.如图1表示某酶促反应过程，图2表示图1的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线(物质a的起始浓度为10mmol/L)。下列叙述中，不正确的是( )A．物质a可以是麦芽糖但不可以是乳糖B．曲线④表示在某实验条件下物质a在2min时间内完全分解C．若曲线①②③表示不同温度下的酶促反应速率，则曲线①温度一定低于曲线②和③D．若曲线①②③表示不同酶浓度下的酶促反应速率，则曲线①酶浓度高于曲线②和③答案：C解析：物质a含有两个单体，且这两个单体相同，而乳糖由半乳糖和葡萄糖脱水而成，故物质a不可以为乳糖。若曲线①②③表示不同温度下的酶促反应速率，则曲线①对应的酶的活性最高，即相应的温度为酶的最适温度，但与曲线②和③对应的温度的大小关系无法确定。12.以下关于ATP和酶的说法正确的是( )A.人体成熟的红细胞既能产生酶又能产生ATPB.ATP含有核糖，酶一定不含核糖C.叶绿体基质中CO2合成葡萄糖的过程需要酶并消耗ATPD.酶与ATP均具有高效性与专一性答案：C-15-\n解析：人体成熟的红细胞无细胞器，不能产生酶，但可以通过无氧呼吸产生ATP；少数酶的化学本质是RNA，其中含有核糖；酶具有高效性和专一性，ATP不具有。13.关于探究酶特性实验的叙述中，正确的是( )A．若探究pH对酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物B．若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测D．若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测答案：B解析：酶具有专一性，若探究pH对唾液淀粉酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物；若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照；若探究温度对淀粉酶活性的影响，不能选择斐林试剂对实验结果进行检测，因为斐林试剂必须水浴加热，一般选择碘液进行检测；若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用斐林试剂对实验结果进行检测。14.下列图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是( )答案：C解析：酶的作用机理是降低化学反应的活化能，即酶促反应所需能量比没有酶时要低，二者的差值正是酶降低的活化能。15.下图表示在适宜条件下，等量的过氧化氢经不同处理后生成物的量与时间的关系曲线(①加入2滴过氧化氢酶，②加入2滴Fe3＋，③-15-\n加入2滴蒸馏水)，请分析判断下列结论正确的是( )A.据图分析可知，①～③反应速度从慢到快依次是①<②<③B.①与②相比，得出的结论是酶具有催化作用C.①与③相比，得出的结论是酶具有高效性D.如果仅将实验温度改为80℃，重做上述实验，则反应速度最快的是②答案：D解析：据图分析可知，①～③反应速度为：③<②<①；结合教材实验的设计思路和曲线的含义，很容易得出B、C项的结论是错误的，二者的结论颠倒了；当实验温度改为80℃后，过氧化氢酶因高温而失活，会失去催化作用，所以反应速度最快的是②。二、简答题(共45分)16.(6分)下表是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计和结果。回答以下问题：试管①②③纤维素悬液(mL)222纤维素酶溶液(mL)111反应温度(℃)304050斐林试剂(mL)222砖红色深浅＋＋＋＋＋＋注：“＋”的多少代表颜色深浅。(1)该实验的自变量是________，检测指标是________。(2)该实验________(能/不能)说明纤维素酶的最适温度为40℃，原因是________________________________________________________________________________________________。-15-\n(3)酶的催化作用具有专一性。请你用所给的实验材料和用具，设计实验验证哺乳动物的纤维素酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的纤维素酶、唾液淀粉酶、纤维素、淀粉4种溶液，斐林试剂，试管，37℃恒温水浴锅，50～65℃水浴锅。若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计(把答案填在下面的表格中)。试管纤维素溶液淀粉溶液纤维素酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－实验步骤：①按照上表中的设计，取试管、加溶液。②_______________________________________________。③_______________________________________________。④______________________________________________。结果预测：___________________。实验结论：_______________________________。实验拓展：在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色沉淀的试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是______________________________________________________________________________________________________。答案：(1)温度 还原糖的生成量 (2)不能 温度梯度较大(3)试管纤维素溶液淀粉溶液纤维素酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙－＋－＋丙＋－－＋-15-\n丁－＋＋－实验步骤：②混匀，37℃恒温水浴一段时间 ③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，50～65℃水浴一段时间 ④观察实验现象并记录实验结果 结果预测：含有纤维素和纤维素酶溶液的试管(甲)，以及含有淀粉和淀粉酶溶液的试管(乙)中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀 实验结论：(哺乳动物的纤维素酶和淀粉)酶的催化作用具有专一性 实验拓展：20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少解析：(1)自变量是指在实验过程中能够人为改变的变量，从表中条件看，本实验的自变量是温度。因变量是指在实验过程中随着自变量的改变而改变的变量，本实验的因变量是纤维素酶的活性，可通过检测还原糖的生成量予以说明。(2)由于本实验温度梯度较大，不能说明40℃是该酶的最适温度。(3)依据实验目的和对照实验的思想，应该设计两组对照实验：一组用纤维素作为底物，分别在两支试管中加入等量的纤维素溶液，并分别向这两支试管中滴加等量且适量的纤维素酶溶液和唾液淀粉酶溶液；另一组用淀粉作为底物，分别在两支试管中加入等量的淀粉溶液，并分别向这两支试管中滴加等量且适量的纤维素酶溶液和唾液淀粉酶溶液。承接表格补充实验步骤时，要注意底物和酶在适宜的条件下，充分反应后再向各试管中加入斐林试剂检测其中是否有还原糖生成，还应注意斐林试剂的使用，最后观察现象并记录。对于验证性实验的结果预测，实际上是对已知实验结果的预期过程，正常操作情况下，一定会出现已知的结果，不然就是实验操作有误所致。针对验证性实验的结论，对应实验目的作出肯定的回答即可。根据酶的特性，这两种酶的最适温度是37℃，而20℃时酶的活性较低，由反应物生成的还原糖较少，因而砖红色会浅些。17.(12分)猪笼草以其分泌物消化所捕食的昆虫。为检测此分泌物的性质，有个同学做了如下实验：取甲、乙两支洁净的试管，分别加入1cm3瘦肉块，向甲试管中注入2mL新鲜的分泌物，向乙试管中注入2mL清水。振荡两支试管，然后将两试管下半部浸入35℃左右的温水中，2小时后观察发现，甲试管内瘦肉块明显变小，乙试管内肉块无明显变化。请回答下列问题：(1)该分泌物中可能含有________酶。(2)甲、乙两试管中，________为对照组。(3)若要验证温度对分泌物活性的影响，可再取丙、丁两支洁净的试管，两试管内均应加________________，并将两试管分别放入________中，2小时后观察试管内瘦肉块的变化。(4)若要验证pH对分泌物活性的影响，可再取戊、己两支洁净的试管，两试管所加入的成分与丙、丁试管相同，向戊、己两试管中分别加入________________溶液，然后将两试管下半部放入________的温水中，2小时后观察两试管瘦肉块的变化。(5)该同学为鉴定该分泌物含蛋白质，向试管中加入1mL双缩脲试剂A液和4滴双缩脲试剂B液，振荡均匀，然后加入2mL新鲜的分泌物，在水浴中加热到60°以上，观察溶液的颜色。请指出其中两处错误：①____________________；②________。-15-\n答案：(1)蛋白(2)乙试管(3)1cm3瘦肉块＋2mL新鲜的分泌物(只写瘦肉块＋新鲜的分泌物不给分，与甲试管成分相同也给分) 沸水和冰水(只答一点不给分)(4)适量且等量的NaOH和HCl 35℃左右(5)不应把双缩脲试剂A液和2mL双缩脲试剂B液先混合 不用加热解析：(1)瘦肉的主要成分是蛋白质，瘦肉块变小说明瘦肉被蛋白质酶分解，因此该分泌物中可能含有蛋白酶。(2)实验目的是探究分泌物内所含的酶，故加分泌物的甲组是实验组，不加分泌物的乙组为对照组。(3)若要验证温度对分泌物活性的影响，变量是温度，因此两支试管里加入的物质以及物质的量应相同，即都加入1cm3瘦肉块＋2mL新鲜的分泌物。甲试管为适宜温度条件，因此另外两支试管放入沸水和冰水中，以探究温度对酶活性的影响。(4)若要验证pH对分泌物活性的影响，则变量是pH，因此戊、己试管内需分别加入适量且等量的NaOH和HCl，营造不同的pH环境。为防止温度对酶活性的影响，需将试管都放入适宜的温度(35℃)环境中进行实验。(5)使用双缩脲试剂时，需先加A液，振荡后滴加B液。双缩脲试剂在常温下使用，不需要加热。18.(10分)在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如图甲Ⅰ所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶的活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如图甲Ⅱ、Ⅲ所示。图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时，底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题：-15-\n(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时，酶才能与底物结合，这说明酶的催化作用具有________。(2)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，故能抑制细菌合成细胞壁相关的酶的活性，其原因是_______________________________________________________________________。(3)据图乙分析，随着底物浓度升高，抑制效力变得越来越小的是________抑制剂，原因是_________________________________________________________________________________。(4)唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙。若将温度提高5℃，请在图丙中绘出相应变化曲线。答案：(1)专一性 (2)青霉素能与这些酶的活性位点结合(或酶的活性位点被封闭)，使细菌合成细胞壁的底物与酶的活性位点结合的机会减少 (3)竞争性 底物浓度越高，底物与酶活性位点结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小(4)见下图解析：(1)当底物与酶-15-\n活性位点具有互补的结构时，酶才能与底物结合，这说明酶的催化作用具有专一性。(2)中已经明确说明：青霉素的结构与底物相似，由此判断青霉素是与底物竞争酶的活性位点。(3)根据图像判定：随底物浓度增加，竞争性抑制剂对酶的抑制效力小于非竞争性抑制剂。(4)主要依据两点作答：一是在最适温度下，温度提高5℃，酶的活性会降低，因而画成的曲线应是低于最适温度下的曲线；二是在温度提高5℃的恒定温度下，一般认为酶是处于一个较适宜的环境中，酶的活性不会先升高后降低，因而不能将曲线画成抛物线形状。19.(8分)研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答：(1)神经细胞中的ATP主要来自________(生理过程)，其结构简式是________。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是______________。(2)由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是________。(4)为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如下表所示：-15-\n①该实验的因变量是_____________________________。②实验数据表明，该实验的因变量之间有何联系？__________________________________________________________________________________________________。③若用混有浓度为2ng·mL－1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是________________________________________________________________________________________________。答案：(1)细胞呼吸 A－P～P～P ATP与ADP相互迅速转化 (2)腺苷(3)①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现受体细胞仍能接受到部分神经信号；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体(4)①细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率 ②细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加 ③阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；妨碍主动运输，影响营养物质的吸收-15-\n解析：(1)细胞的能量通货是ATP，其结构简式是A—P～P～P。ATP的主要来源是细胞呼吸。ATP和ADP可以相互转化是实现机体能量持续供应的前提。(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，因此，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。(3)推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的思路为：一是阻断典型神经递质的传递→刺激甲→测量乙的膜电位变化；二是寻找靶细胞膜上是否有ATP受体。(4)人为改变的变量是自变量，题中“不同浓度的X物质”是自变量，随着自变量的变化而变化的变量叫做因变量，故该实验的因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。从表中数据分析可知，随着细胞内ATP的浓度下降，细胞死亡的百分率增加。ATP是生物体内各项生命活动的直接能源物质，故当用混有浓度为2ng·mL－1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制。20.(9分)有人做了下面的实验以研究pH对酶活性的影响：准备5支盛有等量胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25℃室温条件下，各试管蛋白块消失的时间记录于下表：酶溶液的pH12345蛋白块消失的时间(min)139114560(1)请根据表中数据，在下面的坐标图中画出pH与酶活性的关系曲线。(2)提供两种使实验能在更短时间内完成的方法：____________________________________________________________________________________________________。(3)如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用，还应补充怎样的对照实验？________________________________________________________________________________________________。(4)除了本实验外，请另外设计一种简便易行的方案来测定pH对酶活性的影响：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)如下图-15-\n(2)适当提高温度以增加酶的催化活性；提高酶的浓度(或将蛋白块切小些，以增加蛋白酶和蛋白质的接触面积等)(答对两点即可，其他答案合理亦可)(3)将胃蛋白酶溶液加热，使酶失去活性后再加入试管。(或将胃蛋白酶溶液改为“清水”或“蒸馏水”等)(4)用过氧化氢酶催化H2O2分解，改变pH，检测氧生成量的变化(其他答案符合题意即可)解析：蛋白块消失的时间越短，对应酶的活性越大。酶的活性除了受pH影响之外，还受温度的影响，蛋白块消失的时间也与酶和反应物的接触面积大小有关。设置对照实验是为了排除酶之外的其他因素的作用，则对照组除不加入酶或先使酶失活之外，其余条件都应相同。-15-
