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专题3酶和ATP一、单项选择题(每小题4分，共24分)1．关于酶的叙述，正确的是()A．酶提供了反应过程所必需的活化能B．酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C．酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失[来源:Zxxk.Com]D．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸解析：选C酶降低了反应的活化能；酶活性与所处的环境改变有关；酶分子在催化反应的前后结构不变；酶结构改变可影响其活性或使之丧失活性。2．生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂。它不仅能改善养殖环境、畜禽品质和降低饲料成本，还能提高饲料营养成分的利用率，使质量较差的饲料能和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益，所以生态酶的研究及其应用前景大为广阔。下列有关生态酶或酶的叙述正确的是()A．组成酶的基本单位都是氨基酸B．低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活C．物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与D．酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著解析：选D组成酶的基本单位可以是氨基酸，也可以是核糖核苷酸；低温不会使生态酶失活；物质的被动运输不需要酶的参与。3．右图表示生物体内三种蛋白酶活性与pH的关系，据图分析正确的是()A．人体内的胃蛋白酶活性与pH的关系曲线最类似cB．如研究a酶的活性与pH的关系，最少要设计3组实验C．对c酶，如将处于pH＝14的含酶反应物溶液改变为pH＝7的溶液，反应速率将显著提高D．b酶在任何pH溶液中活性均不变解析：选B胃蛋白酶的最适pH为1.5，曲线a最符合；研究pH对酶活性的影响至少要设置较低pH、适宜pH和较高pH三组实验；对c酶，在pH＝14时活性已丧失，将含酶反应物溶液改变为pH＝7的溶液，反应速率将不会提高；任何一种酶活性都受pH影响，不会保持不变。4．某人通过实验研究化合物X对淀粉酶活性的影响，结果如右图所示。曲线Ⅰ为只在底物中加入淀粉酶，曲线Ⅱ为在底物中加入淀粉酶和化合物X。下列分析不．正确的是()A．化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度B．曲线Ⅰ作为实验对照C．化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活D．若底物溶液的pH升高，则曲线Ⅱ的顶点上移解析：选D由两曲线的最适温度相同可知，化合物X不影响酶活性的最适温度；曲线Ⅰ为对照；由图可知，化合物X对酶活性有抑制作用；在未知pH是否为最适pH的条件下，底物溶液的pH升高，不能判断曲线Ⅱ的顶点是否上移。5．下列有关酶的叙述中，正确的是()A．都是在模板的指导下经过核糖体的合成、内质网加工和高尔基体进一步加工等几个阶段形成的B．DNA解旋酶可使DNA的氢键断裂，DNA连接酶则可使DNA片段的黏性末端通过氢键连接起来C．在pH约为8.0时，用胰蛋白酶液处理剪碎的动物组织最容易获得单细胞悬浮液D．向任何酶溶液中加入双缩脲试剂，溶液都将呈现紫色解析：选C酶的本质是蛋白质或RNA，只有分泌蛋白类酶是在模板的指导下经过核糖体的合成、内质网加工和高尔基体进一步加工等几个阶段形成的；DNA连接酶可使DNA片段的黏性末端通过磷酸二酯键连接起来；只有在蛋白类的酶溶液中加入双缩脲试剂，溶液才出现紫色。6．(2012·佛山质检)下列关于细胞生命活动过程中ATP、ADP的说法不．正确的是()A．细胞内的蛋白质合成总与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的阶段需要氧气参与解析：选B蛋白质合成是一个需能过程，需要ATP水解释放的能量；ATP分子中含两个高能磷酸键，而不是三个高能磷酸键；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，氢与氧结合生成水，并产生大量的能量。二、双项选择题(每小题6分，共12分)7．植物细胞中存在“ADP＋Pi＋能量①②ATP”的反应，其中①和②分别表示ATP合成和水解的反应条件和过程。下列有关叙述正确的是()A．夜间有O2存在时①主要发生在线粒体中B．①和②互为可逆反应，由相同的酶催化C．①发生在光合作用的光反应和暗反应过程中D．突然停止CO2供应，叶绿体中ADP由基质向类囊体转移[来源:学+科+网]解析：选AD夜间有O2存在时，植物细胞会发生有氧呼吸，有氧呼吸的主要场所是线粒体，所以合成ATP的化学反应也主要发生在线粒体中；①和②并非可逆反应，由不同的酶催化；在光合作用中，①发生在光反应阶段，②发生在暗反应阶段，此外，①还可以发生在呼吸作用过程中，②还可发生在主动运输等生命活动中；叶绿体中ADP始终由基质向类囊体转移。8．下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是()A．验证酶的专一性时，自变量是酶的种类或底物的种类B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C．探究温度对酶活性影响时，自变量是温度D．探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组解析：选AC验证酶的专一性时，自变量是底物种类或酶的种类；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类；因酶的最适pH不一定是中性，故探究酶催化作用的最适pH时，应在由过酸到过碱之间，按一定的梯度设置多组实验进行对照。三、非选择题(共64分)9．(14分)(2011·全国卷)某同学从温度为55～65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：(1)测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为________。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。解析：根据酶具有专一性的特点可知，脂肪酶只能催化脂肪的水解，因此测定其活性时，应选择脂肪作为底物；为维持其酸碱度稳定，一般应加入缓冲溶液。蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。要探究酶催化作用的最适温度，应设置一系列温度梯度，分别测定酶活性，催化活性最高时的温度即为最适温度，由于该细菌生活的温度范围为55～65℃，因此，设置温度梯度范围时应将其包含在内。答案：(1)脂肪缓冲(2)蛋白质(3)在一定温度范围(包括55～65℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。10．(16分)请回答下列问题：[来源:学科网]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：(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)时生成物量与反应时间的关系，在dmin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，要达到生成物量的最大值，反应时间一般________dmin。[来源:学科网]解析：蓝藻为原核细胞，产生ATP的结构只有细胞质(基质)，而玉米为真核细胞，产生ATP的过程既有细胞的呼吸过程，也有其特有的光合作用过程①，其场所为叶绿体类囊体薄膜。从太阳光能转变为骨骼肌收缩所需的能量，需要依次经过光合作用将光能转化成ATP中活跃的化学能，经过暗反应，转化到有机物中，经细胞呼吸再将有机物中的化学能转化成ATP中活跃的化学能，然后ATP水解供给各项生命活动的需要。答案：(1)细胞质(基质)叶绿体类囊体薄膜(2)①②③④(3)底物已完全被消耗尽如右图虚线所示。(4)降低化学反应的活化能大于(长于)11．(18分)某研究性学习小组利用荧光素—荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光，用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围内，ATP的含量与发光强度成正比。实验步骤：一、ATP的提取：称取一定量人参愈伤组织，研磨后沸水浴10min，冷却至室温，离心，取上清液。二、ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。请回答：(1)步骤一中的沸水浴处理，使酶的________被破坏而失活。(2)步骤二注入的物质中，属于反应物的是______；分光光度计反应室内能量形式的转换是__________________。(3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如下图。①学习小组配制了1×10－8mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液(过量)和_________溶液进行实验。②结果表明：图中________点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，这是因为________________。(4)ATP测定对食品卫生监控有重要意义。食品卫生检验人员利用上述生物发光法测定某熟食品样品中细菌的ATP总含量，测算出了细菌的数量，从而判断食品污染程度。做出上述判断的理由是：每个细菌细胞中ATP的含量________。解析：(1)沸水浴处理时，高温能够使酶分子空间结构被破坏，使酶的活性永久丧失。(2)根据实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光。所以，步骤二注入的物质中，属于反应物的是荧光素，分光光度计反应室内能量形式的转换是化学能转换为光能和热能。(3)由图解的横坐标可知实验中荧光素酶溶液浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L，结果显示：图中e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，表明达到e点所对应的荧光素酶浓度时，ATP已经全部水解，即使继续增加酶浓度，由于受ATP数量限制，发光强度也不再增加，因此e点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。(4)每个细菌细胞中ATP的含量大致相同且相对稳定，可以根据样品中细菌的ATP总含量，测算出细菌的数量。答案：(1)空间结构(2)荧光素化学能转换为光能(和热能)(3)①浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L荧光素酶②eATP已经全部水解(或ATP数量限制)(4)大致相同(且相对稳定)12．(16分)(2012·烟台检测)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。[来源:学.科.网](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