3.酶和ATP　　　　　　　　　　　　　　　　　一、單項(xiàng)選擇題1.(2021湖南株洲統(tǒng)考)核酶是一類具有催化功能的單鏈RNA分子,可降解特定的mRNA序列。下列關(guān)于核酶的敘述,錯(cuò)誤的是(　　)A.核酶可在細(xì)胞外發(fā)生作用B.核酶通過轉(zhuǎn)錄翻譯而來C.核酶可降低化學(xué)反應(yīng)所需活化能D.核酶的含量與細(xì)胞代謝強(qiáng)度相關(guān)2.(2021山東煙臺(tái)模擬)下列關(guān)于酶和ATP的敘述,錯(cuò)誤的是(　　)A.一般活的細(xì)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脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后,形成的物質(zhì)是某些酶的基本組成單位之一D.酶和ATP都具有高效性與專一性3.(2021北京石景山區(qū)期末)在探究酶活性的實(shí)驗(yàn)中,如圖所示的一組實(shí)驗(yàn)(　　)A.能說明酶的專一性B.能說明酶的高效性C.會(huì)有氣泡產(chǎn)生D.發(fā)生了合成反應(yīng)4.(2021山東青島模擬)如圖表示胃蛋白酶活性與溫度、pH之間的關(guān)系。下列敘述正確的是(　　)A.隨著pH的升高,酶的活性逐漸升高B.據(jù)圖推斷胃蛋白酶的最適溫度在37℃左右C.隨著溫度的升高,酶的活性逐漸升高D.該胃蛋白酶的最適pH在3左右5.(2021河北滄州檢測(cè))熒光素酶可以催化熒光素氧化成氧化熒光素,在熒光素氧化的過程中會(huì)發(fā)出熒光。在熒光素足量的條件下,研究人員用不同條件處理熒光素酶后,測(cè)定酶濃度與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系如右上圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.A點(diǎn)限制因素不可能為熒光素或熒光素酶的濃度B.用Mg2+處理可使熒光素酶催化熒光素氧化時(shí)的活化能升高 C.用Mg2+處理熒光素酶可以減少其用量D.高溫和Hg2+處理可能使酶的空間結(jié)構(gòu)改變6.ATP酶復(fù)合體存在于生物膜上,其主要功能是將生物膜的一側(cè)的H+搬運(yùn)到另一側(cè),并催化ATP的生成。ATP酶復(fù)合體的結(jié)構(gòu)和主要功能如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.葉綠體中含有較多的ATP酶復(fù)合體,且分布在類囊體膜上B.ATP酶復(fù)合體在線粒體中參與有氧呼吸的第三階段C.H+由B側(cè)運(yùn)輸?shù)紸側(cè)的運(yùn)輸方式是協(xié)助擴(kuò)散D.若圖示中ATP酶復(fù)合體存在于線粒體,則H+只來源于H2O7.(2021江西上饒一模)淀粉酶是人體消化液中重要的消化酶,在代謝中起著重要作用。為了探究不同物質(zhì)對(duì)胰淀粉酶活性的影響,研究人員進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。下列選項(xiàng)正確的是(　　)A.甲是實(shí)驗(yàn)組,與其他組進(jìn)行對(duì)照,目的是測(cè)定胰淀粉酶在適宜條件下的活性B.乙和丙進(jìn)行對(duì)照,說明蘆筍丁可能強(qiáng)化了茶花粉提取液對(duì)胰淀粉酶的活性的抑制作用C.丙和丁進(jìn)行對(duì)照,說明維生素C可以緩解蘆筍丁對(duì)胰淀粉酶的活性的抑制作用D.甲和丁進(jìn)行對(duì)照,推測(cè)維生素C對(duì)胰淀粉酶活性有抑制作用二、不定項(xiàng)選擇題8.(2021江蘇鹽城期中)下圖為不同條件下石油降解酶對(duì)污泥中石油分解能力的實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.該實(shí)驗(yàn)的自變量是pH,因變量是酶活性B.污泥含水量對(duì)該酶的最適pH無明顯影響C.污泥含水量越高,該酶的催化能力越強(qiáng)D.污泥含水量過低會(huì)使該酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞三、非選擇題9.(2021山東青島模擬)生物體內(nèi)的新陳代謝與ATP、酶有密切關(guān)系。下面甲圖表示了細(xì)胞某些代謝過程與ATP的關(guān)系,乙圖表示酶在化學(xué)變化中的作用。請(qǐng)分析回答下列問題。 (1)甲圖中,若生物體為藍(lán)藻,細(xì)胞消耗ADP的主要場(chǎng)所是　　　　　　　　。而在玉米體內(nèi),葉肉細(xì)胞通過生理過程①產(chǎn)生ATP的具體部位是　　　　　　　　　　　　。?(2)從太陽光能轉(zhuǎn)變?yōu)楣趋兰∈湛s所需的能量,需要依次經(jīng)過甲圖中　　　　　　　　(填數(shù)字)過程。?(3)乙圖中,若曲線表示過氧化氫酶作用于一定量的H2O2(溫度和pH等條件都保持最適宜)時(shí)生成物的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系,在d時(shí)后曲線變成水平的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。若其他條件不變,將該酶的濃度增加一倍,請(qǐng)?jiān)趫D上畫出生成物量變化的曲線。?(4)過氧化氫酶之所以能夠加快化學(xué)反應(yīng)的速率是因?yàn)樗堋　　　　　　　?。Fe3+也能催化H2O2的分解,但與過氧化氫酶相比,要達(dá)到生成物的量的最大值,反應(yīng)時(shí)間一般　　　　d。?10.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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下。實(shí)驗(yàn)原理:溫度等條件可以影響酶的活性;相同質(zhì)量的淀粉分別在上述兩種淀粉酶的催化作用下產(chǎn)生麥芽糖的量相同;用分光光度計(jì)測(cè)量反應(yīng)體系的吸光度時(shí),淀粉含量越多,其吸光度越大,據(jù)此可推測(cè)出淀粉的相對(duì)含量。實(shí)驗(yàn)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(jì)等。實(shí)驗(yàn)過程如表所示。步　驟組　別12345678①設(shè)置水浴缸溫度/℃2030405020304050②取8支試管各加入淀粉溶液(單位:mL),分別保溫5min1010101010101010③另取8支試管各加入等量淀粉酶溶液,分別保溫5min酶A酶A酶A酶A酶B酶B酶B酶B④將同組兩個(gè)試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻,保溫5min實(shí)驗(yàn)結(jié)果:圖甲是40℃時(shí)測(cè)定酶A催化淀粉水解生成麥芽糖的量隨時(shí)間變化的曲線,圖乙是第④步保溫5分鐘后,用分光光度計(jì)對(duì)各組淀粉剩余含量進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果。(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是　　　　　　　　　　　　　　,因變量有　　　　　　　　　　　　　　　　　　,淀粉酶催化淀粉水解的原理是　　　　　　　　　　　　　　。? (2)若適當(dāng)降低溫度,在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得圖甲中P點(diǎn)將向　　　　(填“左”或“右”)移動(dòng)。?(3)1、6兩組　　　　(填“能”或“不能”)作為對(duì)照實(shí)驗(yàn),原因是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循　　　　　　　　　　　　　　　　原則。?11.(2021湖南長(zhǎng)沙期末)細(xì)胞的生命活動(dòng)離不開酶和ATP的參與。ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶,ATP合成酶的結(jié)構(gòu)如圖1所示;圖2表示在一塊含有淀粉的瓊脂塊的四個(gè)圓形位置,分別用不同方法處理。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題。(1)由圖1可知,ATP合成酶催化ATP合成的能量來自膜兩側(cè)　　　　　　　　　。從功能角度分析,ATP合成酶廣泛分布于真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)以及　　　　　　　　　　　　　　　　　(填膜結(jié)構(gòu))上。?(2)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與ATP相似的物質(zhì)GTP(三磷酸鳥苷)也能為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量,請(qǐng)從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度解釋GTP也可以供能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)將圖2所示方法處理后的含有淀粉的瓊脂塊,放入37℃恒溫箱中保溫處理24h后,用等量碘液滴在四個(gè)圓形位置,觀察到的現(xiàn)象是有　　　個(gè)藍(lán)色斑塊,該實(shí)驗(yàn)說明酶的特點(diǎn)有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(4)同無機(jī)催化劑相比酶具有高效性的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?參考答案3.酶和ATP1.B　解析酶可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用,也可在細(xì)胞外發(fā)揮作用,A項(xiàng)正確;核酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA,RNA一般是由DNA特定序列轉(zhuǎn)錄后形成的,形成RNA不需要翻譯的過程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;酶發(fā)揮作用的機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,C項(xiàng)正確;細(xì)胞代謝加快,各類蛋白質(zhì)大量合成,而指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的mRNA需要核酶的降解,所以核酶的含量與細(xì)胞代謝強(qiáng)度相關(guān),D項(xiàng)正確。2.D　解析一般活的細(xì)胞都可以進(jìn)行細(xì)胞代謝,需要酶的催化,需要直接能源物質(zhì)ATP提供能量,因此既能合成酶,也能合成ATP,A項(xiàng)正確;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項(xiàng)正確;ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)后,形成的是腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本組成單位之一,酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA,C項(xiàng)正確;細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)中,酶具有高效性與專一性,但ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),不具有高效性與專一性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.C　解析證明酶的專一性實(shí)驗(yàn)的自變量是酶的種類或者底物種類,與題圖不符,A 項(xiàng)錯(cuò)誤;要證明酶的高效性需要將酶與無機(jī)催化劑作對(duì)比,與題圖不符,B項(xiàng)錯(cuò)誤;過氧化氫在自然狀態(tài)下,或者在酶的作用下都會(huì)分解,故兩組實(shí)驗(yàn)都有氣泡產(chǎn)生,但是氣泡產(chǎn)生速率不同,C項(xiàng)正確;題圖中過氧化氫發(fā)生了分解反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.B　解析由題圖可知,在圖中所給的pH范圍內(nèi),隨著pH的升高,酶的活性先升高后降低,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在最適溫度條件下,酶的活性最大,據(jù)圖可知,三條曲線的最高點(diǎn)均在37℃左右,由此可推斷胃蛋白酶的最適溫度為37℃左右,在最適溫度前,隨著溫度的升高,酶的活性逐漸升高,在最適溫度之后,隨著溫度的升高,酶的活性逐漸降低,B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知,在溫度相同,pH分別為2.0、2.5、3.0的條件下,胃蛋白酶的催化反應(yīng)速率不同,其中在pH為2.5時(shí)酶的催化反應(yīng)速率最高,而pH在2.0或3.0時(shí)酶的催化反應(yīng)速率均低于pH在2.5時(shí)的催化反應(yīng)速率,說明胃蛋白酶的最適pH為2.5左右,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.B　解析由于實(shí)驗(yàn)過程中“熒光素足量”,其在A點(diǎn)隨著酶濃度的增加,熒光強(qiáng)度不變,因此A點(diǎn)限制因素不可能為熒光素或熒光素酶的濃度,A項(xiàng)正確;用Mg2+處理熒光素酶可增加熒光強(qiáng)度,使熒光素酶催化熒光素氧化時(shí)能更顯著降低活化能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg2+處理熒光素酶后,在較低熒光素酶濃度下就能達(dá)到較高的發(fā)光強(qiáng)度,因此用Mg2+處理熒光素酶可以減少其用量,C項(xiàng)正確;高溫組和Hg2+處理組隨著熒光素酶濃度的升高,發(fā)光強(qiáng)度基本不變或變化不大,說明高溫或重金屬離子可能使酶空間結(jié)構(gòu)破壞而變性失活,D項(xiàng)正確。6.D　解析葉綠體的類囊體膜是光反應(yīng)的發(fā)生場(chǎng)所,光反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生ATP,因此葉綠體的類嚢體膜上有較多的ATP酶復(fù)合體,A項(xiàng)正確;線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的有氧呼吸的第三階段會(huì)產(chǎn)生大量的ATP,因此有ATP酶復(fù)合體的參與,B項(xiàng)正確;由圖可知,H+由B側(cè)運(yùn)輸?shù)紸側(cè)是由高濃度向低濃度運(yùn)輸,且需要載體蛋白,其運(yùn)輸方式是協(xié)助擴(kuò)散,C項(xiàng)正確;有氧呼吸中的H+來自C6H12O6和H2O,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.B　解析甲是對(duì)照組,與其他組進(jìn)行對(duì)照,目的是探究茶花粉提取液、蘆筍丁溶液、維生素C溶液對(duì)胰淀粉酶活性的影響,A項(xiàng)錯(cuò)誤;甲、乙對(duì)照說明茶花粉提取液對(duì)胰淀粉酶的活性有抑制作用,乙、丙對(duì)照,加入蘆筍丁后胰淀粉酶的活性更低,說明蘆筍丁可能強(qiáng)化了茶花粉提取液對(duì)胰淀粉酶的活性的抑制作用,也可能是蘆筍丁本身能抑制胰淀粉酶的活性,同時(shí)加入茶花粉提取液和蘆筍丁后,二者在抑制胰淀粉酶活性上實(shí)現(xiàn)了效果疊加,使胰淀粉酶活性更低,B項(xiàng)正確;丙、丁之間不滿足單一變量原則,無法對(duì)照作推論,故不能說明維生素C可以緩解蘆筍丁對(duì)胰淀粉酶的活性的抑制作用,C項(xiàng)錯(cuò)誤;甲、丁之間不滿足單一變量原則,無法對(duì)照作推論,故不能推測(cè)維生素C對(duì)胰淀粉酶活性有抑制作用,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.BC　解析該實(shí)驗(yàn)的自變量是pH和污泥含水量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)題圖分析,污泥含水量對(duì)該酶的最適pH無明顯影響,最適pH都接近于7,B項(xiàng)正確;由曲線可知,污泥含水量越高,2d后每千克污泥中的石油含量越少,說明該酶的催化能力越強(qiáng),C項(xiàng)正確;含水量對(duì)酶的空間結(jié)構(gòu)沒有影響,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.答案(1)細(xì)胞質(zhì)　葉綠體類囊體薄膜　(2)①②③④　(3)底物已被完全消耗盡(4)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能　大于(長(zhǎng)于)解析(1)藍(lán)藻為原核生物,由原核細(xì)胞構(gòu)成,細(xì)胞代謝主要發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中,因而ADP的消耗主要發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。玉米的葉肉細(xì)胞能進(jìn)行光合作用,光合作用中形成 ATP的部位是葉綠體中的類囊體薄膜。(2)從太陽光能轉(zhuǎn)變?yōu)楣趋兰∈湛s所需的能量,轉(zhuǎn)移途徑為①→②→③→④。(3)由“乙圖中,若曲線表示過氧化氫酶作用于一定量的H2O2(溫度和pH等條件都保持最適宜)時(shí)生成物的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系”可知d時(shí)后曲線變成水平的原因是H2O2已被消耗完。若其他條件不變,將該酶的濃度增加一倍,酶促反應(yīng)速率提高,但由于底物量沒變,則生成物的量不變,但反應(yīng)時(shí)間縮短,故該曲線最高點(diǎn)不變,且位于原曲線的左側(cè)。(4)過氧化氫酶之所以能夠加快化學(xué)反應(yīng)的速率是因?yàn)樗芙档突瘜W(xué)反應(yīng)的活化能。由于酶具有高效性,所以在同樣條件下,底物完全被消耗達(dá)到生成物量的最大值,無機(jī)催化劑催化反應(yīng)所需時(shí)間長(zhǎng),酶催化的化學(xué)反應(yīng)所需時(shí)間短,故Fe3+催化H2O2分解的反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間大于d。10.答案(1)酶的種類、溫度　各組淀粉剩余含量和麥芽糖的生成量　降低反應(yīng)活化能　(2)右　(3)不能　單一變量解析(1)根據(jù)題意可知,本實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同溫度條件下A、B兩種淀粉酶的活性,因此實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)自變量,即酶的種類和溫度;無關(guān)變量有pH、反應(yīng)時(shí)間、溶液的量、淀粉的濃度、酶的濃度等。根據(jù)題意結(jié)合圖甲和圖乙可知,因變量為各組淀粉剩余含量和麥芽糖的生成量。酶的作用機(jī)理是降低反應(yīng)的活化能。(2)根據(jù)圖乙可知,酶A在50℃條件時(shí)活性較高。圖甲曲線中的P點(diǎn)表示的是生成物含量的最大值,此曲線表示的是在40℃時(shí)的反應(yīng),而降低溫度,會(huì)使酶的活性降低,酶促反應(yīng)的速率下降,則圖甲中P點(diǎn)將向右移動(dòng)。(3)表中1、6兩組溫度不同、酶種類也不同,二者對(duì)照不遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的單一變量原則,故二者不能構(gòu)成對(duì)照關(guān)系。11.答案(1)H+的濃度差　線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體薄膜　(2)含有兩個(gè)高能磷酸鍵,遠(yuǎn)離鳥苷的高能磷酸鍵容易水解斷裂,釋放能量　(3)3　專一性、需要適宜的溫度和pH　(4)酶降低活化能的作用更顯著解析(1)由題圖和題意可知,ATP合成需要的能量是由膜兩側(cè)H+的濃度差提供的。在真核細(xì)胞中合成ATP的場(chǎng)所有線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的有氧呼吸第三階段會(huì)產(chǎn)生大量ATP,在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行的光反應(yīng)能將光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能,故含有ATP合成酶的生物膜有線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體薄膜。(2)由于GTP(三磷酸鳥苷)含有兩個(gè)高能磷酸鍵,遠(yuǎn)離鳥苷的高能磷酸鍵容易水解斷裂,其化學(xué)結(jié)構(gòu)與ATP相似,故GTP也能為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量。(3)圖2中①處由于唾液淀粉酶在酸性條件下失活,淀粉不被分解,因此遇碘液變藍(lán);②處唾液淀粉酶在高溫條件下變性失活,淀粉不被分解,因此遇碘液變藍(lán);③處蔗糖酶不能水解淀粉,也會(huì)變藍(lán);④處唾液中的唾液淀粉酶會(huì)將淀粉水解,加碘液不變藍(lán),故共有3個(gè)藍(lán)色斑塊。據(jù)分析可知,該實(shí)驗(yàn)說明酶的特點(diǎn)有專一性、需要適宜的溫度和pH。(4)酶同無機(jī)催化劑相比具有高效性的原因是酶降低活化能的作用更顯著。