3.酶和ATP　　　　　　　　　　　　　　　　　一、單項選擇題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)胞代謝強度相關(guān)2.(2021山東煙臺模擬)下列關(guān)于酶和ATP的敘述,錯誤的是(　　)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)在探究酶活性的實驗中,如圖所示的一組實驗(　　)A.能說明酶的專一性B.能說明酶的高效性C.會有氣泡產(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)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,測定酶濃度與發(fā)光強度的關(guān)系如右上圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)A.A點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)運輸?shù)紸側(cè)的運輸方式是協(xié)助擴散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)對胰淀粉酶活性的影響,研究人員進(jìn)行了如下實驗。下列選項正確的是(　　)A.甲是實驗組,與其他組進(jìn)行對照,目的是測定胰淀粉酶在適宜條件下的活性B.乙和丙進(jìn)行對照,說明蘆筍丁可能強化了茶花粉提取液對胰淀粉酶的活性的抑制作用C.丙和丁進(jìn)行對照,說明維生素C可以緩解蘆筍丁對胰淀粉酶的活性的抑制作用D.甲和丁進(jìn)行對照,推測維生素C對胰淀粉酶活性有抑制作用二、不定項選擇題8.(2021江蘇鹽城期中)下圖為不同條件下石油降解酶對污泥中石油分解能力的實驗測定結(jié)果。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.該實驗的自變量是pH,因變量是酶活性B.污泥含水量對該酶的最適pH無明顯影響C.污泥含水量越高,該酶的催化能力越強D.污泥含水量過低會使該酶的空間結(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)時生成物的量與反應(yīng)時間的關(guān)系,在d時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,請在圖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)的速率是因為它能　　　　　　　　。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)計實驗如下。實驗原理: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;用分光光度計測量反應(yīng)體系的吸光度時,淀粉含量越多,其吸光度越大,據(jù)此可推測出淀粉的相對含量。實驗材料: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、溫度計等。實驗過程如表所示。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將同組兩個試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻,保溫5min實驗結(jié)果:圖甲是40℃時測定酶A催化淀粉水解生成麥芽糖的量隨時間變化的曲線,圖乙是第④步保溫5分鐘后,用分光光度計對各組淀粉剩余含量進(jìn)行檢測的結(jié)果。(1)該實驗的自變量是　　　　　　　　　　　　　　,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,在相同時間內(nèi)測得圖甲中P點將向　　　　(填“左”或“右”)移動。?(3)1、6兩組　　　　(填“能”或“不能”)作為對照實驗,原因是實驗設(shè)計要遵循　　　　　　　　　　　　　　　　原則。?11.(2021湖南長沙期末)細(xì)胞的生命活動離不開酶和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圓形位置,分別用不同方法處理。請回答下列有關(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)胞的生命活動提供能量,請從化學(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圓形位置,觀察到的現(xiàn)象是有　　　個藍(lán)色斑塊,該實驗說明酶的特點有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(4)同無機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項錯誤;酶發(fā)揮作用的機理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,C項正確;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)胞代謝強度相關(guān),D項正確。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項正確;ATP脫去2個磷酸基團(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)胞生命活動的直接能源物質(zhì),不具有高效性與專一性,D項錯誤。3.C　解析證明酶的專一性實驗的自變量是酶的種類或者底物種類,與題圖不符,A 項錯誤;要證明酶的高效性需要將酶與無機催化劑作對比,與題圖不符,B項錯誤;過氧化氫在自然狀態(tài)下,或者在酶的作用下都會分解,故兩組實驗都有氣泡產(chǎn)生,但是氣泡產(chǎn)生速率不同,C項正確;題圖中過氧化氫發(fā)生了分解反應(yīng),D項錯誤。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項錯誤;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項正確,C項錯誤;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時酶的催化反應(yīng)速率最高,而pH在2.0或3.0時酶的催化反應(yīng)速率均低于pH在2.5時的催化反應(yīng)速率,說明胃蛋白酶的最適pH為2.5左右,D項錯誤。5.B　解析由于實驗過程中“熒光素足量”,其在A點隨著酶濃度的增加,熒光強度不變,因此A點限制因素不可能為熒光素或熒光素酶的濃度,A項正確;用Mg2+處理熒光素酶可增加熒光強度,使熒光素酶催化熒光素氧化時能更顯著降低活化能,B項錯誤;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)光強度,因此用Mg2+處理熒光素酶可以減少其用量,C項正確;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項正確。6.D　解析葉綠體的類囊體膜是光反應(yīng)的發(fā)生場所,光反應(yīng)會產(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項正確;線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的有氧呼吸的第三階段會產(chǎn)生大量的ATP,因此有ATP酶復(fù)合體的參與,B項正確;由圖可知,H+由B側(cè)運輸?shù)紸側(cè)是由高濃度向低濃度運輸,且需要載體蛋白,其運輸方式是協(xié)助擴散,C項正確;有氧呼吸中的H+來自C6H12O6和H2O,D項錯誤。7.B　解析甲是對照組,與其他組進(jìn)行對照,目的是探究茶花粉提取液、蘆筍丁溶液、維生素C溶液對胰淀粉酶活性的影響,A項錯誤;甲、乙對照說明茶花粉提取液對胰淀粉酶的活性有抑制作用,乙、丙對照,加入蘆筍丁后胰淀粉酶的活性更低,說明蘆筍丁可能強化了茶花粉提取液對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現(xiàn)了效果疊加,使胰淀粉酶活性更低,B項正確;丙、丁之間不滿足單一變量原則,無法對照作推論,故不能說明維生素C可以緩解蘆筍丁對胰淀粉酶的活性的抑制作用,C項錯誤;甲、丁之間不滿足單一變量原則,無法對照作推論,故不能推測維生素C對胰淀粉酶活性有抑制作用,D項錯誤。8.BC　解析該實驗的自變量是pH和污泥含水量,A項錯誤;據(jù)題圖分析,污泥含水量對該酶的最適pH無明顯影響,最適pH都接近于7,B項正確;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,C項正確;含水量對酶的空間結(jié)構(gòu)沒有影響,D項錯誤。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)時生成物的量與反應(yīng)時間的關(guān)系”可知d時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)時間縮短,故該曲線最高點不變,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)的速率是因為它能降低化學(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,無機催化劑催化反應(yīng)所需時間長,酶催化的化學(xué)反應(yīng)所需時間短,故Fe3+催化H2O2分解的反應(yīng)達(dá)到平衡所需時間大于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,本實驗的目的是探究不同溫度條件下A、B兩種淀粉酶的活性,因此實驗有兩個自變量,即酶的種類和溫度;無關(guān)變量有pH、反應(yīng)時間、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℃條件時活性較高。圖甲曲線中的P點表示的是生成物含量的最大值,此曲線表示的是在40℃時的反應(yīng),而降低溫度,會使酶的活性降低,酶促反應(yīng)的速率下降,則圖甲中P點將向右移動。(3)表中1、6兩組溫度不同、酶種類也不同,二者對照不遵循實驗設(shè)計中的單一變量原則,故二者不能構(gòu)成對照關(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,也會變藍(lán);④處唾液中的唾液淀粉酶會將淀粉水解,加碘液不變藍(lán),故共有3個藍(lán)色斑塊。據(jù)分析可知,該實驗說明酶的特點有專一性、需要適宜的溫度和pH。(4)酶同無機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。