内容正文:
专题01 细胞的分子组成
4大高频考点概览
考点01 酶促反应的影响因素及实验
考点02 酶的作用和本质
考点03 酶的特性
考点04 ATP
地 城
考点01
酶促反应的影响因素及实验
一、单选题
1.(24-25高一上·山西运城·期末)下列有关酶的说法正确的是( )
A.保存酶制剂的适宜条件:低温,低pH
B.溶菌酶能够溶解真菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用
C.哺乳动物成熟的红细胞不能合成酶,但能合成ATP
D.在酶促反应中,当底物充足时,随着酶浓度的增加,酶活性逐渐增强
2.(24-25高一上·陕西渭南·期末)科研团队从某种微生物细胞中分离得到了一种酶X,为了探究温度对该酶活性的影响,进行了相关实验,实验进行10分钟后结果如图1所示。图2为酶X在40℃下催化一定量的底物时,生成物的量随时间变化的曲线。下列相关分析错误的是( )
A.酶X是由该微生物活细胞产生的具有催化作用的有机物
B.由图1可知,该种微生物更适宜在较高的温度环境中生存
C.图1中20℃时底物剩余量多是因为低温破坏了酶的空间结构,导致酶活性降低
D.图2实验中,在t2时限制反应速率的主要因素是底物浓度
3.(24-25高一上·山西九师联盟·期末)存在于人的胃液中的胃蛋白酶可催化分解食物中的蛋白质;在肝组织中葡糖-6-磷酸酶可水解葡糖-6-磷酸从而释放葡萄糖进入血液,以便在饥饿时补充血糖,维持血糖平衡。如图为pH对这两种酶的酶活性(可用纵坐标logV。来代表)的影响曲线。下列叙述正确的是( )
A.胃蛋白酶和葡糖-6-磷酸酶的最适pH不同
B.酶的作用都是催化大分子有机物分解为小分子物质
C.将胃蛋白酶由pH为6的环境中转移至pH为2的环境中,该酶活性升高
D.胃蛋白酶的催化反应最适温度和保存温度是37℃
4.(24-25高一上·山西太原·期末)某同学欲通过比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,了解过氧化氢酶的作用,设计了相关实验(如图),1~4号试管中各加入2mL的过氧化氢溶液。下列相关分析错误的是( )
A.1号试管不作处理,这样的对照组叫作空白对照
B.通过观察气泡冒出及卫生香复燃的情况,可比较过氧化氢分解的速率
C.2号试管气泡产生速率比1号试管快,是因为加热为过氧化氢提供了能量
D.4号试管气泡产生速率明显比1号试管快,说明过氧化氢酶具有高效性
5.(24-25高一上·陕西西安新城区·期末)如下图所示,甲、乙、丙三图分别表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。下列相关分析正确的是( )
A.甲图中,因反应液中酶已失活,当反应物达到一定浓度时,反应速率不再上升
B.乙图中,温度超过A点后反应速率急剧下降,其原因是高温条件下酶变性失活
C.乙图中,A点对应的温度称为最适温度,也是保存该酶的最适温度
D.丙图中,在反应过程中将pH从6逐渐上升到10,酶活性先增强后降低
6.(24-25高一上·陕西榆林八校联考·期末)如表为某科研单位以耐高温淀粉酶为对象进行的相关实验及结果。下列相关分析错误的是( )
组别
可溶性淀粉溶液(3%)
耐高温淀粉酶溶液(2%)
温度/℃
实验操作
结果
1
10mL
1mL
30
?
2
10mL
1mL
40
3
10mL
1mL
50
4
10mL
1mL
60
5
10mL
1mL
70
6
10mL
1mL
80
7
10mL
1mL
90
8
10mL
1mL
100
A.该实验的因变量为耐高温淀粉酶的活性
B.80℃不一定是该酶发挥催化作用的最适温度
C.表中“?”处操作应为淀粉与酶混合并置于对应温度中反应一段时间
D.第2组和第8组实验,酶活性相同,但酶的分子结构不一定完全相同
7.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,下列有关分析错误的是( )
A.该实验中自变量是H2O2分解的条件
B.2号与3号试管过氧化氢分解加快的原理不同
C.4号试管中过氧化氢分子所含能量最高
D.4支试管中H2O2的浓度和用量都应相同
二、实验题
8.(24-25高一上·陕西西安临潼区·期末)某校生物兴趣小组做了有关酶的探究实验:将新鲜的萝卜(细胞中含有过氧化氢酶)磨碎、过滤制得提取液,以等体积等浓度的过氧化氢作为底物,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究,得到如图所示的实验结果。回答下列问题:
(1)制备提取液时,先对萝卜进行研磨处理的目的是 。
实验一:自变量是 ,实验目的是 ;与加Fe3+相比,单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多,其原因是:与无机催化剂相比,酶 。
(2)实验二是在最适温度下测定相同时间内过氧化氢的剩余量,引起A、B曲线出现差异的原因最可能是 。
(3)过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解,而不能催化蛋白质水解,这表明酶具有 。酶制剂的保存,一般应选择 (填“低温”、“高温”或“最适温度”),原因是 。
(4)若测定新鲜的萝卜提取液中过氧化氢酶的最适温度,实验思路是,在一定温度范围内设置一系列具温度梯度的实验,且每一温度下再设置一组 的空白对照,并测定 ,即为该温度下酶的活性。若实验结果出现峰值,则峰值对应温度即为该酶的最适温度;否则需要扩大温度范围,继续进行实验直至出现峰值。
9.(24-25高一上·陕西西安某校·期末)1773年,意大利科学家斯帕兰札尼通过实验证明鸟类的胃液中存在着某种化学物质,可以消化瘦肉块,现在科学表明这种物质是一种酶。我学校学习兴趣小组做了探究影响酶活性因素的实验,他们设计了这样的一个实验方案,见下表(表中各组酶溶液浓度相同):
试管
底物和试剂
实验条件
1
1cm3瘦肉块+4mL蒸馏水
37℃水浴:pH=1.5
2
1cm3瘦肉块+4mL胃蛋白酶
①__________:pH=1.5
3
1cm3瘦肉块+4mL胃蛋白酶
0℃水浴:pH=1.5
4
1cm3瘦肉块+4mL胃蛋白酶
37℃水浴:pH=8
(1)请完成实验设计:①的处理应为 。此实验中的无关变量对实验结果 (填“有”或“没有”)影响。
(2)与1号试管相比,2号试管出现的现象是 。
(3)与无机催化剂相比,胃蛋白酶具有高效性、 性、 等特点;其中具有高效性的原因是 。
(4)如果将实验材料换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液,你认为是否可行 (填“是”或“否”)。
(5)如果2、3号试管为一组对照实验,请你为该组实验拟定个课题名称 。
10.(24-25高一上·山西九师联盟·期末)胆碱酯酶(AChE)可催化分解乙酰胆碱,而有机磷农药会抑制AChE的活性。科研人员测定了不同条件对取自家蝇的AChE酶活性的影响,得到如图1、图2所示曲线:回答下列问题:
(1)AChE可催化分解乙酰胆碱,其发挥作用的原理是 。
(2)图1对应实验的自变量是 。分析图1的实验结果可得出的结论是: (答一点)。
(3)图2中在25~35℃范围内,克百威对AChE的抑制率随温度的升高而 ,敌敌畏对AChE的抑制率随温度的升高而 ;图2结果表明两种农药对AChE的抑制反应的最佳温度不同,农药克百威对AChE的抑制反应的最佳反应温度处于 范围内。为找出敌敌畏抑制AChE酶活性的最佳温度,进一步实验的思路是: 。
11.(24-25高一上·宁夏石嘴山平罗县平罗中学·期末)不同种类的纤维素酶的结构和活性有很大差别,A酶和B酶分别是两种微生物分泌的纤维素酶。图甲是某课题组的实验结果示意图,图乙是与酶有关的曲线,请分析并回答下列问题:
(1)不同种类的纤维素酶的结构和活性有很大差别,但作用机理都是 。
(2)从结果分析,图甲实验研究的课题是探究 的影响。
(3)联系所学内容,分析图乙的曲线:
①对于曲线abc,若X轴表示pH,则曲线上b点对应的pH值表示 ,此时酶活性最高。
②对于曲线abd,若X轴表示反应物浓度,Y轴表示酶促反应速率。曲线bd不再增加的原因是 限制。
(4)若研究对象是胃蛋白酶。若胃蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH由10逐渐降低到2,则反应的速率将 (填“先增大后减小”或“不变”),原因是 。
12.(24-25高一上·陕西西安西咸新区·期末)某生物兴趣班进行了酶的有关实验。请回答下列问题:
(1)酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物,化学本质是 ,其催化作用的实质是 。
全班分为三个实验小组分别进行实验:
第一小组进行实验一:探究温度对酶活性的影响。
第二小组进行实验二:探究pH对酶活性的影响。
(2)若提供唾液淀粉酶和过氧化氢酶进行探究,第一小组应选择 酶。
(3)实验二的自变量是 ,实验一和实验二中共同的无关变量有 (列举两点)。
(4)下图分别为第一、二小组根据实验结果绘制的曲线图。从实验一设置的各温度梯度来看,该酶最适温度大概在 ℃,实验结果表明:高温、过酸、过碱条件下,酶活性几乎完全丧失。请推测其原因 。
(5)第三小组的实验流程和现象如下:
A组:淀粉溶液+唾液淀粉酶→加入斐林试剂,水浴加热,出现砖红色沉淀
B组:蔗糖溶液+唾液淀粉酶→加入斐林试剂,水浴加热,不出现砖红色沉淀
C组:蔗糖溶液+蔗糖酶→加入斐林试剂 (填“出现”或“不出现”)砖红色沉淀
(6)第三小组探究实验的目的是 。
三、解答题
13.(24-25高一上·山西晋中·期末)淀粉酶在大麦的发芽过程中起着很重要的作用,下图表示淀粉酶在不同温度反应体系中催化反应速率的变化趋势。请回答下列问题:
(1)大麦细胞中淀粉酶的作用机制是 。除温度外,影响酶促反应速率的因素还有 (答出2种)。
(2)若将100℃水浴处理过的适量的淀粉酶和淀粉混合液转移至50℃水浴中,淀粉水解速率有什么变化? ,原因是 。
(3)若t1时间向70℃的反应体系中添加少量的蔗糖酶溶液,曲线会发生什么变化? ,判断依据是 。
14.(24-25高一上·陕西汉中·期末)为了探究酶的催化作用及特性,某研究小组以淀粉为底物进行了以下实验,得到的实验结果如下图所示。请回答下列问题:
(1)实验过程:先分别在①②③三支试管中加入等量利用纯淀粉(不含杂质)配制的相同浓度淀粉溶液;再往试管①②中分别加入等量适量的 溶液、无机酸(一种无机催化剂)溶液,往试管③中加入等量的蒸馏水,每隔一段时间,用相应的方法检测产物含量。
(2)实验分析:实验的自变量为 。通过比较试管①②的实验结果,可得出的结论是 。
(3)为了检验产物中是否有还原糖,取适量试管①中反应后的液体,加入 试剂并进行水浴加热,若出现 现象,则说明含有还原糖;另取适量淀粉酶溶液,加入双缩脲试剂,若液体呈 色,则说明淀粉酶化学本质为蛋白质。
地 城
考点02
酶的作用和本质
1.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)酶在生产和生活上有非常广泛的应用,下列关于酶的叙述错误的是( )
A.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用
B.果胶酶可以提高果汁的产量,并使果汁变得清亮
C.多酶片含有多种消化酶,可用于治疗消化不良
D.酶制剂应在最适温度条件下保存
2.(24-25高一上·陕西西安·期末)酶是细胞合成的一类有机物。下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.合成场所是核糖体
B.在细胞外不能催化反应的进行
C.发挥最大催化效应需要适宜的条件
D.适合在最适温度和pH条件下保存
3.(24-25高一上·山西太原·期末)如图白色圈表示蛋白质,灰色圈表示酶。下列图示中能正确反映酶的化学本质与蛋白质之间关系的是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·陕西西安新城区·期末)中间复合物学说认为,在酶促反应过程中,酶(E)与反应底物(S)首先形成酶—底物复合物(ES),这个过程是可逆的,然后ES再生成产物P,这一过程是不可逆的。下列说法错误的是( )
E+S↔ES→P+E
A.E的本质可能是蛋白质,其发挥作用需要一定的温度条件
B.E上特异性的活性部位决定了E与S的结合具有专一性
C.ES→P+E所需要的能量比S直接分解为P时所需要的能量高
D.反应体系中加入能与E结合的其他物质可能会降低酶促反应的速率
5.(24-25高一上·陕西咸阳·期末)有些消化酶在细胞内合成时是无活性的前体,称为酶原。酶原需要在一定激活剂的作用下才能转化为有活性的酶。下表为2种酶原的激活情况,下列说法错误的是( )
激活作用
激活剂
胰蛋白酶原→胰蛋白酶+六肽
肠激酶、胰蛋白酶
胃蛋白酶原→胃蛋白酶+四十二肽
H+、胃蛋白酶
A.胰蛋白酶的作用原理是降低反应所需的活化能
B.胃蛋白酶随胃液进入小肠后可水解胰蛋白酶
C.激活产物又可作为激活剂,进一步促进酶原激活
D.消化酶原分泌后再被激活,可以避免细胞本身被消化酶破坏
6.(24-25高一上·山西吕梁·期末)当苹果被削皮或切开后,果肉中的多酚接触到氧气后在多酚氧化酶的作用下发生氧化反应,生成褐色的色素,也就是苹果切开后放置一段时间的颜色。下列说法正确的是( )
A.多酚氧化酶催化多酚氧化反应体现了酶的高效性
B.多酚氧化酶能够为多酚的氧化反应提供大量能量
C.变性后的多酚氧化酶遇双缩脲试剂会出现紫色反应
D.低温下切开的苹果变色时间会长些的原因是低温破坏了多酚氧化酶的空间结构
7.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)14C呼气试验是检测机体是否感染幽门螺杆菌的常用方法,被检测者先口服尿素[14C]胶囊,若胃部存在幽门螺杆菌,其产生的高活性的脲酶能水解尿素生成NH3和14CO2,通过检测呼出的气体中14CO2的相对含量即可诊断。下列说法错误的是( )
A.该检测方法利用了酶具有专一性的特性
B.幽门螺旋杆菌产生的脲酶在pH值小于7的条件下依然能发挥作用
C.幽门螺旋杆菌感染者吹出气体中的14CO2是其细胞有氧呼吸产生的
D.呼气试验检测幽门螺杆菌时最好保持空腹
二、解答题
8.(24-25高一上·山西太原·期末)加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉。某生物兴趣小组为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉平均分成三组并分别标记为甲、乙、丙。甲组不加酶制剂,在乙、丙两组的洗衣粉中加入等量的不同酶制剂(如含蛋白酶、脂肪酶等),其它实验条件均相同,在不同温度条件下清洗同种棉布上的血渍和油渍,结果见下表。请回答下列问题:
水温
20℃
30℃
40℃
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍时间(min)
83
52
51
77
36
34
78
11
12
清除油渍时间(min)
91
87
63
85
84
26
83
78
27
(1)据表分析,该实验中的自变量有 ,实验中因变量的检测指标是 。
(2)据表中数据推测,乙组中加入了含 的酶制剂;丙组中加入了含 的酶制剂。(填“蛋白酶”或“脂肪酶”或“蛋白酶和脂肪酶”)酶的作用机理是 。
(3)有些加酶洗衣粉不能洗涤羊毛、真丝等衣物,推测其原因是 。
9.(24-25高一上·山西吕梁·期末)淀粉酶是淀粉水解的关键酶。目前有研究发现没食子酸可以调节α-淀粉酶的活性,进而影响人体的血糖含量,为糖尿病的治疗开辟新的思路。为研究没食子酸对淀粉酶活性的影响机制,科研人员进行了相关研究。请分析回答下列问题。
(1)淀粉是最常见的多糖,其单体为 ,淀粉的功能是 。
(2)淀粉酶的化学本质是 ,淀粉酶只能催化淀粉的水解,体现了酶的 (特点)。
(3)科研人员在酶量一定、环境适宜的条件下,进行了“探究没食子酸对α-淀粉酶活性的影响”实验,结果如下图。
①本实验的自变量是 ,因变量是 。
②据图分析,没食子酸能够 (填“提高”或“降低”)α-淀粉酶的活性。
③酶制剂广泛应用于医药领域,如“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片,内层是肠溶衣(不易溶于胃液,可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶等,外层是糖衣(可溶于胃液)包裹的胃蛋白酶,多酶片可用于治疗消化不良。为充分发挥多酶片的作用,服用时应 (填“整片吞服”或“嚼碎服用”),理由是 。
地 城
考点03
酶的特性
一、单选题
1.(24-25高一上·山西太原·期末)乳糖酶能催化乳糖水解,而不能催化麦芽糖水解,其作用机理如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图示体现了乳糖酶具有专一性
B.乳糖酶催化乳糖水解后立即失去活性
C.1分子乳糖在乳糖酶的催化下水解产生2分子葡萄糖
D.乳糖酶不能催化麦芽糖水解与麦芽糖的结构无关
2.(24-25高一上·陕西西安·期末)若欲设计实验验证酶的催化具有专一性,则下列实验条件组合正确的是( )
①淀粉溶液+淀粉酶 ②淀粉溶液+蔗糖酶 ③蔗糖溶液+淀粉酶 ④蔗糖溶液+蔗糖酶 ⑤碘液检测 ⑥斐林试剂检测
A.①③⑥ B.②④⑤ C.①④⑥ D.②③⑤
3.(24-25高一上·山西运城·期末)下列关于“温度”叙述正确的是( )
A.“探究温度对胃蛋白酶活性的影响”实验中,各实验组的pH设置均相同,大约为1.5
B.探究温度对酶活性影响的实验常利用淀粉,淀粉酶和斐林试剂
C.由于水是极性分子,所以水的温度相对不容易改变,为细胞提供液体环境
D.储藏水果,粮食的仓库,往往要通过降低温度,提高含量等措施,来减弱水果,粮食的呼吸作用
4.(24-25高一上·陕西西安碑林区西北工业大学附属中学·期末)下列实验中涉及的实验操作与对应的实验目的不相符的是( )
选项
实验
操作
目的
A
探究环境因素对光合作用强度的影响
依次确定3只盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离
调节温度
B
检测生物组织中的脂肪
用苏丹Ⅲ染液染色后,50%的酒精溶液
洗去浮色
C
探究植物细胞的吸水和失水
从盖玻片一侧滴入蔗糖,另一侧用吸水纸引流
使细胞浸润在蔗糖溶液中
D
探究温度对酶活性的影响
将每一组实验的底物与相关酶分别置于相同温度下一定时间后再混合
避免酶催化反应在达到预设温度前发生,影响实验结果
A.A B.B C.C D.D
5.(24-25高一上·山西吕梁·期末)酶在人体中的作用至关重要,是生命存在必不可少的物质,没有酶就没有生命。下列有关酶的说法正确的是( )
A.催化有氧呼吸三个阶段的酶相同
B.验证酶活性受pH影响时,酶和底物均达到相应条件后再让二者相遇
C.探究温度对酶活性的影响可以用过氧化氢作为反应底物
D.唾液淀粉酶的合成和加工过程只需要内质网和高尔基体参与
二、实验题
6.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)下表是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤。已知α-淀粉酶作用的最适温度为60℃。据此回答下列问题:
探究温度对酶活性影响的实验(实验一)
实验步骤
分组
甲组
乙组
丙组
①新鲜α-淀粉酶溶液
1ml
1ml
1ml
②可溶性淀粉溶液
5ml
5ml
5ml
③控制温度
0℃
60℃
90℃
④将α-淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温
⑤测定单位时间内淀粉的_____________
(1)在实验中应该控制 等无关变量保持相同。
(2)该实验步骤 (填序号)中存在错误。
(3)实验的第⑤步最好选用 (填“碘液”或“斐林试剂”)测定单位时间内淀粉的 (填“反应量”或“剩余量”)。
(4)该实验不能用H2O2溶液作为底物的原因是 。
7.(24-25高一上·陕西渭南·期末)马铃薯块茎中富含淀粉,是我国继稻米、小麦和玉米之后的第四大主粮,同时也是生物学研究中“一材多用”的实验材料。某生物实验小组利用马铃薯开展了相关实验,请据图回答下列问题:
(1)图1为利用块茎进行繁殖时马铃薯的生长过程示意图。在进行绿叶中色素的提取和分离实验时,为得到现象明显的四条色素带,最好选择图1所示的 期马铃薯叶片作为实验材料。下列实验操作正确的有 。
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入氧化钙可以防止叶绿素被氧化破坏
C.画滤液细线时应连续画线2~3次以减少样液扩散
D.分离色素时应保持通风以减少实验者对层析液的吸入
(2)根尖成熟区细胞也可作为质壁分离和复原实验的材料,原因是 ,另外,植物细胞中由细胞膜、细胞质和液泡膜组成的 是一层选择透过性膜。将马铃薯根尖成熟区细胞置于加入胭脂红(一种水溶性食用色素)的0.3g/mL的红色蔗糖溶液中会发生 现象。而在0.3g/mL的KNO3溶液中,细胞则会发生 。
(3)某同学预研究马铃薯块茎的无氧呼吸产物,设计了如下实验:取新鲜马铃薯块茎,洗净,切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑,并向瓶中充入N2,装置示意图如图2,其中充入N2的目的是 ,而CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由 (填颜色变化情况),若实验结果未出现相应颜色变化,则说明马铃薯块茎无氧呼吸产物为乳酸。
(4)已知新鲜马铃薯块茎中还富含过氧化氢酶。实验小组以新鲜马铃薯块茎匀浆为材料,进行了如表实验:
实验步骤
试管A
试管B
试管C
Ⅰ
各加入2mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
Ⅱ
2滴马铃薯块茎匀浆
2滴蒸馏水
2滴质量分数为3.5%FeCl3溶液
Ⅲ
观察并记录实验结果
①该实验中试管B起 作用。为确保实验结果的可靠性,除自变量外,还需要将温度、pH等无关变量保持一致且在适宜范围。
②预测A、B、C三支试管内气泡产生速率由多到少依次为 试管。若实验现象与预测结果一致,则说明酶的作用具有 。
8.(24-25高一上·陕西咸阳·期末)某科研小组研究发现,冬小麦在生长过程中会经历春化和光照两大阶段。收获后的种子可以制作加工成各类食品,食品被人体消化吸收后通过一系列代谢来提供营养。具体途径如下图所示。请分析并回答问题:
(1)冬天来临前,冬小麦细胞内自由水/结合水的值会 (填“增大”或“减小”),其生理意义是 。
(2)某同学要减肥,制定了高淀粉低脂的减肥餐,请根据图示信息,评价该方案 (填“有效”或“无效”),理由是: 。
(3)与水稻种子相比,油菜种子中富含脂肪,播种时应适当浅播,原因是 。
(4)水稻种子萌发过程中,淀粉在酶的催化作用下水解,不同物种的酶差异很大,根本原因是,不同生物的DNA分子具有多样性,关于造成DNA分子多样性的原因,正确的是_________。
A.脱氧核苷酸的数目具有多样性
B.脱氧核苷酸的种类具有多样性
C.脱氧核苷酸的排列顺序具有多样性
D.DNA分子的空间结构具有多样性
(5)水稻种子萌发过程中,淀粉经一系列过程逐步水解为麦芽糖、葡萄糖。现有萌发1日、3日、5日、7日、9日的若干水稻种子,请设计实验,探究这些种子中的淀粉是否水解及水解程度。
实验材料:水稻种子、试管、滴管、斐林试剂、碘液、清水等。
实验思路:取等量的萌发1日、3日、5日、7日、9日的水稻种子分别制成匀浆,各取2mL置于甲、乙两组试管中,并编号甲1-5,乙1-5。接着向甲组试管中依次加入等量碘液并充分振荡,向乙组试管中依次加入等量的 并进行水浴加热,观察甲、乙两组试管中溶液的颜色变化。
预测实验结果及结论:对于两组同编号的试管而言,若 ,则说明淀粉未水解;若 ,则说明淀粉部分水解;若甲试管溶液不变蓝、乙试管溶液出现砖红色沉淀,则说明淀粉全部水解。
地 城
考点04
ATP
一、单选题
1.(24-25高一上·陕西西安临潼区·期末)生物体内各项生命活动都离不开能量的供应,ATP是细胞内的直接能源物质。下列相关叙述不正确的是( )
A.一分子ATP由一分子腺苷和三个磷酸基团构成
B.ATP和ADP的相互转化过程中物质可逆、能量不可逆
C.植物体内ATP合成过程中所需能量来源于光能和细胞呼吸所释放的能量、
D.ATP为RNA合成提供能量的同时也能直接为RNA合成提供原料
2.(24-25高一上·陕西咸阳·期末)下图为ATP的分子结构图,a、b、c表示相应的结构,①②表示化学键。下列相关叙述错误的是( )
A.a表示腺苷,b表示腺嘌呤核糖核苷酸
B.化学键①比化学键②更容易断开
C.化学键①②具有较高的转移势能
D.化学键②中能量的释放往往与吸能反应相关联
3.(24-25高一上·宁夏石嘴山平罗县平罗中学·期末)ATP 可为代谢提供能量,也参与RNA的合成,ATP 结构如图所示,图中~表示特殊的化学键,下列叙述错误的是( )
A.呼吸作用释放的能量可储存在 ATP 中
B.许多吸能反应与ATP水解的反应相联系
C.ATP脱掉β和γ位磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸
D.ATP去掉三个磷酸集团后与构成DNA、RNA中的碱基A是同一种物质
4.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)下列关于ATP的叙述错误的是( )
A.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系
B.活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解
C.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
D.ATP的中文名为腺苷三磷酸
5.(24-25高一上·陕西渭南·期末)ATP是细胞内流通的能量“货币”,其合成和水解与多种生理过程有关。下列关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP是生命活动的直接能源物质,脱去1个磷酸基团后形成腺苷
B.ATP的合成常与吸能反应相联系,且生物体合成ATP所需要的能量均来自细胞呼吸
C.代谢旺盛的细胞中含有大量ATP,且ATP与ADP能迅速相互转化
D.光合作用中光能可转化为ATP中的化学能,而有些生物体也可将ATP中的化学能转化为光能
6.(24-25高一上·陕西西安交通大学附属中学·期末)细胞代谢离不开酶和ATP,下列相关叙述错误的是( )
A.酶和ATP的化学组成元素中可能都有C、H、O、N、P
B.酶的合成需要ATP供能,ATP的合成需要酶的催化
C.细胞中的吸能反应均由ATP水解提供能量
D.温度和pH会影响酶的活性,也会影响ATP的合成和分解
7.(24-25高一上·陕西西安铁一中学·期末)研究人员将³²P标记的磷酸注入离体活细胞内,1~2min后迅速分离细胞内的ATP,发现ATP带有放射性。在本实验中下列分析正确的是( )
A.注入磷酸后,细胞内ATP的含量会大幅增加
B.细胞中吸能反应增强时,短时间内含的磷酸基团会增加
C.ATP脱掉三个磷酸基团后,可作为合成RNA的原料
D.ATP中紧邻腺苷的磷酸基团最先被检测到标记
8.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)下列关于酶与ATP的叙述,错误的是( )
A.ATP和某些酶的组成元素可能相同
B.酶的形成需要消耗ATP
C.ATP的形成不需要酶的催化
D.酶和ATP均可在生物体外发挥作用
9.(24-25高一上·陕西西安西咸新区·期末)典故“映雪囊萤”出自《晋书·车胤传》,记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读,将萤火虫聚集起来照明读书的故事。为萤火虫发光直接供能的物质是ATP,下列有关ATP的叙述正确的是( )
A.ATP的结构简式为A-P-P-P
B.ATP供能时3个磷酸基团全部脱离
C.ATP与ADP相互转化是完全的可逆反应
D.ATP中有两个特殊化学键,有较高的转移势能
10.(24-25高一上·青海西宁·期末)人体中某生命活动过程如图所示。下列说法错误的是( )
ATPADP+PiATP
A.过程①伴随着特殊化学键的断裂
B.过程②所需的能量可来自光合色素吸收的光能
C.图中的Pi为远离腺苷的磷酸基团
D.ATP与ADP的这种相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的
11.(24-25高一上·宁夏吴忠青铜峡第一中学·期末)下图是生物体内ATP和ADP相互转化表达式,下列相关叙述正确的是( )
A.反应需要的酶1和酶2是同一种酶 B.ATP与ADP相互转化处于动态平衡
C.该反应物质与能量变化都是可逆的 D.ATP释放的能量主要用于再合成ATP
12.(24-25高一上·山西太原·期末)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。下列关于ATP的叙述,错误的是( )
A.肌肉收缩需要ATP水解供能
B.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
C.ATP合成所需的能量由磷酸提供
D.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
13.(20-21高二下·陕西榆林米脂中学·期末)细胞内许多代谢活动需要消耗能量,这些能量多由ATP直接提供。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系
B.活细胞中的 ATP时刻不停地进行着合成和水解
C.ATP水解掉两个磷酸基团后可作为RNA的组成单位
D.萤火虫尾部发光的能量直接来自于ATP高能磷酸键的水解
14.(21-22高一上·青海西宁大通回族土族自治县·期末)下列关于细胞中ATP的合成和利用的叙述,错误的是( )
A.合成ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸
B.细胞内许多放能反应与ATP的合成相联系
C.ATP与ADP相互转化是可逆反应
D.ATP释放的能量的去向包括主动运输、大脑思考、电鳐发电等
试卷第1页,共3页
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专题01 细胞的分子组成
4大高频考点概览
考点01 酶促反应的影响因素及实验
考点02 酶的作用和本质
考点03 酶的特性
考点04 ATP
地 城
考点01
酶促反应的影响因素及实验
一、单选题
1.(24-25高一上·山西运城·期末)下列有关酶的说法正确的是( )
A.保存酶制剂的适宜条件:低温,低pH
B.溶菌酶能够溶解真菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用
C.哺乳动物成熟的红细胞不能合成酶,但能合成ATP
D.在酶促反应中,当底物充足时,随着酶浓度的增加,酶活性逐渐增强
【答案】C
【分析】酶具有高效性、专一性、作用条件较温和的特点。温度和pH都能影响酶的活性。
【详解】A、保存酶制剂的适宜条件:低温,最适pH,A错误;
B、溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,使细菌大量吸水涨破,因此具有抗菌消炎的效果,B错误;
C、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器,酶的合成场所是细胞核或核糖体,因此不能合成酶;但能进行无氧呼吸,所以能合成ATP,C正确;
D、酶浓度的大小会影响反应速率,但不影响酶活性,因此当底物充足时,随着酶浓度的增加,反应速率增加,但酶活性不变,D错误。
故选C。
2.(24-25高一上·陕西渭南·期末)科研团队从某种微生物细胞中分离得到了一种酶X,为了探究温度对该酶活性的影响,进行了相关实验,实验进行10分钟后结果如图1所示。图2为酶X在40℃下催化一定量的底物时,生成物的量随时间变化的曲线。下列相关分析错误的是( )
A.酶X是由该微生物活细胞产生的具有催化作用的有机物
B.由图1可知,该种微生物更适宜在较高的温度环境中生存
C.图1中20℃时底物剩余量多是因为低温破坏了酶的空间结构,导致酶活性降低
D.图2实验中,在t2时限制反应速率的主要因素是底物浓度
【答案】C
【详解】A、酶X是由该微生物活细胞产生的具有催化作用的有机物,A正确;
B、由图1可知,该种微生物在一定范围内随温度升高酶活性更高,更容易在较高的温度环境中生存,B正确;
C、低温不会破坏酶的空间结构,C错误;
D、由图2可知实验中t2之后生成物的量不再增加,是因为底物消耗殆尽,反应结束,此时限制反应速率的主要因素是底物浓度,D正确。
故选C。
3.(24-25高一上·山西九师联盟·期末)存在于人的胃液中的胃蛋白酶可催化分解食物中的蛋白质;在肝组织中葡糖-6-磷酸酶可水解葡糖-6-磷酸从而释放葡萄糖进入血液,以便在饥饿时补充血糖,维持血糖平衡。如图为pH对这两种酶的酶活性(可用纵坐标logV。来代表)的影响曲线。下列叙述正确的是( )
A.胃蛋白酶和葡糖-6-磷酸酶的最适pH不同
B.酶的作用都是催化大分子有机物分解为小分子物质
C.将胃蛋白酶由pH为6的环境中转移至pH为2的环境中,该酶活性升高
D.胃蛋白酶的催化反应最适温度和保存温度是37℃
【答案】A
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质的组成单位是氨基酸,RNA的组成单位是核糖核苷酸,因此组成酶的基本单位是氨基酸或核苷酸。酶催化化学反应的实质是降低化学反应的活化能。酶的活性受温度影响,高温使酶失活,但低温抑制酶活性,不会使酶失活,且低温条件下酶结构稳定,适于保存酶,过酸、过碱会使酶活性丧失,因此应在低温、最适pH条件下保存酶。
【详解】A、由图可知,胃蛋白酶的最适pH约为2,葡糖-6-磷酸酶的最适pH约为8,所以胃蛋白酶和葡糖-6-磷酸酶的最适pH不同,A正确;
B、酶的作用是催化化学反应,不仅仅是催化大分子有机物分解为小分子物质,例如一些酶可以催化小分子物质合成大分子物质等,B错误;
C、pH为6时胃蛋白酶已失活,将其转移至pH为2的环境中,酶活性也不会升高,C错误;
D、胃蛋白酶的催化反应最适温度约为37℃,但保存温度一般是低温,而不是37℃,D错误。
故选A。
4.(24-25高一上·山西太原·期末)某同学欲通过比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,了解过氧化氢酶的作用,设计了相关实验(如图),1~4号试管中各加入2mL的过氧化氢溶液。下列相关分析错误的是( )
A.1号试管不作处理,这样的对照组叫作空白对照
B.通过观察气泡冒出及卫生香复燃的情况,可比较过氧化氢分解的速率
C.2号试管气泡产生速率比1号试管快,是因为加热为过氧化氢提供了能量
D.4号试管气泡产生速率明显比1号试管快,说明过氧化氢酶具有高效性
【答案】D
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性,其具有高效性的原因是酶能显著降低化学反应的活化能。
3、影响酶促反应速率的因素主要有:温度、pH、底物浓度和酶浓度。高温、pH过高或过低都会使酶变性失活,但低温不会使酶变性失活。
【详解】A、1号试管未作处理,是空白对照组,其余均为实验组,A正确;
B、通过观察气泡冒出及卫生香复燃的情况,可比较过氧化氢分解的速率,因为产物之一是氧气,而氧气具有助燃的特性,B正确;
C、2号试管气泡产生速率比1号试管快,是因为加热为过氧化氢提供了能量,因而反应速度加快,C正确;
D、4号试管气泡产生速率明显比3号试管快,说明过氧化氢酶具有高效性,4号试管气泡产生速率明显比1号试管快,说明过氧化氢酶具有催化作用,D错误。
故选D。
5.(24-25高一上·陕西西安新城区·期末)如下图所示,甲、乙、丙三图分别表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。下列相关分析正确的是( )
A.甲图中,因反应液中酶已失活,当反应物达到一定浓度时,反应速率不再上升
B.乙图中,温度超过A点后反应速率急剧下降,其原因是高温条件下酶变性失活
C.乙图中,A点对应的温度称为最适温度,也是保存该酶的最适温度
D.丙图中,在反应过程中将pH从6逐渐上升到10,酶活性先增强后降低
【答案】B
【分析】影响酶促反应的因素:(1)温度对酶活性的影响:在一定的温度范围内反应速率随温度升高而加快;但当温度升高到一定限度时反应速率随温度的升高而下降.在一定的条件下,酶在最适温度时活性最大,高温使酶永久失活,而低温使酶活性降低,但能使酶的空间结构保持稳定,适宜温度下活性会恢复。(2)pH对酶促反应的影响:每种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性,过酸或过碱会使酶永久失活。(3)酶的浓度对酶促反应的影响:在底物充足,其他条件固定、适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。(4)底物浓度对酶促反应的影响:在底物浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加而急剧加快,反应速率与底物浓度成正比;在底物浓度较高时,底物浓度增加,反应速率也增加,但不显著;当底物浓度很大且达到一定限度时反应速率达到一个最大值,此时,再增加底物浓度反应速率不再增加。
【详解】A、甲图中,当反应物达到一定浓度时,反应速率不再上升,原因是酶的数量有限,而不是酶已失活。在一定范围内,随着反应物浓度增加,反应速率加快,当酶被底物饱和后,反应速率不再随反应物浓度增加而上升,A错误;
B、乙图中,温度超过A点后反应速率急剧下降,因为酶的作用条件较温和,高温会破坏酶的空间结构,使酶变性失活,从而导致反应速率下降,B正确;
C、乙图中,A点对应的温度是酶促反应的最适温度,但保存酶应在低温条件下,因为低温时酶的空间结构稳定,不会变性失活,且温度恢复时酶的活性可以恢复,所以最适温度不是保存该酶的最适温度,C错误;
D、丙图中,pH为6时酶已经变性失活,将pH从6逐渐上升到10,酶活性也不会恢复,更不会先增强后降低,D错误。
故选B。
6.(24-25高一上·陕西榆林八校联考·期末)如表为某科研单位以耐高温淀粉酶为对象进行的相关实验及结果。下列相关分析错误的是( )
组别
可溶性淀粉溶液(3%)
耐高温淀粉酶溶液(2%)
温度/℃
实验操作
结果
1
10mL
1mL
30
?
2
10mL
1mL
40
3
10mL
1mL
50
4
10mL
1mL
60
5
10mL
1mL
70
6
10mL
1mL
80
7
10mL
1mL
90
8
10mL
1mL
100
A.该实验的因变量为耐高温淀粉酶的活性
B.80℃不一定是该酶发挥催化作用的最适温度
C.表中“?”处操作应为淀粉与酶混合并置于对应温度中反应一段时间
D.第2组和第8组实验,酶活性相同,但酶的分子结构不一定完全相同
【答案】C
【分析】题意分析,本实验目的是探究温度对α-淀粉酶活性影响,温度是自变量,单位时间内淀粉的剩余量是因变量,pH和酶浓度以及可溶性淀粉的量都是无关变量。
【详解】A、由表中结果可看出,该实验因变量为酶活性,A正确;
B、从结果可看出,第6组80℃条件下酶活性最高,但因本实验中温度梯度差较大,所以,该温度不一定是该酶活性的最适温度,B正确;
C、在探究温度对酶活性影响实验中,在酶与底物混合前,需先将酶和底物分别在对应温度中保温一段时间,再将酶与底物混合,C错误;
D、第2组和第8组实验,酶活性相同,但高温会影响酶的分子结构,所以两温度条件下酶的分子结构不一定完全相同,D正确。
故选C。
7.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,下列有关分析错误的是( )
A.该实验中自变量是H2O2分解的条件
B.2号与3号试管过氧化氢分解加快的原理不同
C.4号试管中过氧化氢分子所含能量最高
D.4支试管中H2O2的浓度和用量都应相同
【答案】C
【分析】1、实验中的变量:实验过程中可以变化的因素称为变量;
2、本实验中,分组对照,自变量可以是温度(1和2)、催化剂的种类(3和4);因变量是过氧化氢的分解速度,以气泡产生的速率作为因变量的指标;无关变量有过氧化氢的量、反应的时间、酶的用量等。
【详解】A、该实验是比较过氧化氢在不同条件下的分解,自变量是过氧化氢分解的条件,包括温度(2号试管的90℃水浴)、无机催化剂(3号试管的FeCl3溶液)、生物催化剂(4号试管的肝脏研磨液),A正确;
B、2号试管过氧化氢分解加快是因为加热使过氧化氢分子获得能量,从常态转变为容易分解的活跃状态;3号试管过氧化氢分解加快是因为FeCl3溶液中的Fe3+能降低化学反应的活化能,二者原理不同,B正确;
C、4号试管中过氧化氢分解速率最快,但并不是过氧化氢分子所含能量最高,而是因为肝脏研磨液中的过氧化氢酶能更显著地降低化学反应的活化能,使反应更容易进行,C错误;
D、4支试管中过氧化氢的浓度和用量都应相同,这是为了保证实验的单一变量原则,D正确。
故选C。
二、实验题
8.(24-25高一上·陕西西安临潼区·期末)某校生物兴趣小组做了有关酶的探究实验:将新鲜的萝卜(细胞中含有过氧化氢酶)磨碎、过滤制得提取液,以等体积等浓度的过氧化氢作为底物,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究,得到如图所示的实验结果。回答下列问题:
(1)制备提取液时,先对萝卜进行研磨处理的目的是 。
实验一:自变量是 ,实验目的是 ;与加Fe3+相比,单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多,其原因是:与无机催化剂相比,酶 。
(2)实验二是在最适温度下测定相同时间内过氧化氢的剩余量,引起A、B曲线出现差异的原因最可能是 。
(3)过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解,而不能催化蛋白质水解,这表明酶具有 。酶制剂的保存,一般应选择 (填“低温”、“高温”或“最适温度”),原因是 。
(4)若测定新鲜的萝卜提取液中过氧化氢酶的最适温度,实验思路是,在一定温度范围内设置一系列具温度梯度的实验,且每一温度下再设置一组 的空白对照,并测定 ,即为该温度下酶的活性。若实验结果出现峰值,则峰值对应温度即为该酶的最适温度;否则需要扩大温度范围,继续进行实验直至出现峰值。
【答案】(1) 使细胞中的过氧化氢酶充分释放 催化剂的种类 探究酶作用的高效性 降低反应所需活化能的效果比无机催化剂更显著
(2)酶含量不同
(3) 专一性 低温 低温时酶的活性很低,但酶的空间结构稳定
(4) 不加萝卜提取液,加入等量的蒸馏水 O2释放速率
【分析】1、分析题图甲可知,该实验的自变量是催化剂的种类,一种是萝卜提取液中的过氧化氢酶,另一种是Fe3+,因变量是氧气的产生量,实验的原理是过氧化氢酶催化过氧化氢分解,由于酶降低化学反应活化能的效果更显著,因此与无机催化剂相比,加入萝卜提取液的实验先达到平衡点,说明酶具有高效性。
2、分析图2:该图是多因素对过氧化氢酶活性的影响,横轴表示pH,pH是一个自变量,实验2的两次实验温度均保持在最适温度,只是第二次实验时萝卜提取液的减少,则另一个自变量是酶的数量,因变量是酶促反应速率,剩余量越大,说明酶促反应速率越小。
【详解】(1)研磨萝卜的目的是使细胞中的过氧化氢酶充分释放。由图可知,实验一的自变量是催化剂的种类,因变量是氧气的产生量,因此该实验的目的是探究酶作用的高效性;与加Fe3+相比,单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多,其原因是酶降低活化能的效果比无机催化剂更显著。
(2)实验二是在最适温度下测定相同时间内H2O2的剩余量,只是第二次实验时萝卜提取液的使用量减少,其余实验操作都相同,A、B曲线在同样pH条件下,反应速率不同的原因是酶含量不同。
(3)过氧化氢酶只能催化H2O2分解,而不能催化淀粉水解,这表明酶具有专一性;由于酶在高温条件下容易发生变性,所以一般选择低温,低温时酶的活性很低,但酶的空间结构稳定。
(4)测定新鲜的萝卜提取液中过氧化氢酶的最适温度,在一定温度范围内设置一系列具温度梯度的实验,且每一温度下再设置一组不加萝卜提取液,加入等量的蒸馏水作为空白对照;并测定氧气释放速率;若实验结果出现峰值,则峰值对应温度即为该酶的最适温度;否则需要扩大温度范围,继续进行实验直至出现峰值。
9.(24-25高一上·陕西西安某校·期末)1773年,意大利科学家斯帕兰札尼通过实验证明鸟类的胃液中存在着某种化学物质,可以消化瘦肉块,现在科学表明这种物质是一种酶。我学校学习兴趣小组做了探究影响酶活性因素的实验,他们设计了这样的一个实验方案,见下表(表中各组酶溶液浓度相同):
试管
底物和试剂
实验条件
1
1cm3瘦肉块+4mL蒸馏水
37℃水浴:pH=1.5
2
1cm3瘦肉块+4mL胃蛋白酶
①__________:pH=1.5
3
1cm3瘦肉块+4mL胃蛋白酶
0℃水浴:pH=1.5
4
1cm3瘦肉块+4mL胃蛋白酶
37℃水浴:pH=8
(1)请完成实验设计:①的处理应为 。此实验中的无关变量对实验结果 (填“有”或“没有”)影响。
(2)与1号试管相比,2号试管出现的现象是 。
(3)与无机催化剂相比,胃蛋白酶具有高效性、 性、 等特点;其中具有高效性的原因是 。
(4)如果将实验材料换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液,你认为是否可行 (填“是”或“否”)。
(5)如果2、3号试管为一组对照实验,请你为该组实验拟定个课题名称 。
【答案】(1) 37℃水浴 有
(2)瘦肉块减小甚至消失
(3) 专一性 作用条件较温和 与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更加显著,催化效率更高
(4)否
(5)探究温度(低温)对胃蛋白酶活性的影响
【分析】影响酶活性因素有pH、温度、酶的抑制剂等。实验应该遵循的原则有对照原则、单一变量原则和平行重复原则。
【详解】(1)本实验探究影响酶活性因素,分析表格可知,该实验的自变量为酶的有无(试剂的种类)、pH和温度,故①应为37℃水浴,则试管2和试管4可以探究pH对酶活性的影响,试管2和试管3可以探究温度对酶活性的影响。本实验中胃蛋白酶的量、瘦肉块的体积,属于无关变量,对实验有影响。
(2)1号试管没有添加酶,2号试管添加了酶,则与1号试管相比,2号试管出现的现象是瘦肉块减小甚至消失。
(3)与无机催化剂相比,胃蛋白酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特点;与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更加显著,催化效率更高,因此胃蛋白酶与无机催化剂相比具有高效性。
(4)H2O2在加热的条件下会分解,故不能将实验的材料换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。
(5)试管2和试管3的自变量为温度,故如果2、3号试管为一组对照实验,则课题名称为探究温度(低温)对胃蛋白酶活性的影响。
10.(24-25高一上·山西九师联盟·期末)胆碱酯酶(AChE)可催化分解乙酰胆碱,而有机磷农药会抑制AChE的活性。科研人员测定了不同条件对取自家蝇的AChE酶活性的影响,得到如图1、图2所示曲线:回答下列问题:
(1)AChE可催化分解乙酰胆碱,其发挥作用的原理是 。
(2)图1对应实验的自变量是 。分析图1的实验结果可得出的结论是: (答一点)。
(3)图2中在25~35℃范围内,克百威对AChE的抑制率随温度的升高而 ,敌敌畏对AChE的抑制率随温度的升高而 ;图2结果表明两种农药对AChE的抑制反应的最佳温度不同,农药克百威对AChE的抑制反应的最佳反应温度处于 范围内。为找出敌敌畏抑制AChE酶活性的最佳温度,进一步实验的思路是: 。
【答案】(1)降低乙酰胆碱分解反应的活化能
(2) 抑制时间和农药种类 在一定时间范围内,随着控制时间的延长,敌敌畏和克百威对AChE的抑制率均逐渐升高(或在相同控制时间下,克百威对AChE的抑制率高于敌敌畏等)
(3) 降低 升高 20~30 在高于35℃范围内,设置一系列温度梯度,测定敌敌畏对AChE酶活性的抑制率,抑制率最高时对应的温度即为敌敌畏抑制AChE酶活性的最佳温度
【分析】酶:
(1)定义:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物;
(2)作用:催化作用;
(3)作用机理:降低化学反应的活化能;
(4)本质:大多数是蛋白质,少数是RNA;
(5)特性:高效性、专一性、作用条件较温和。
【详解】(1)酶催化反应的原理是降低化学反应的活化能,所以AChE可催化分解乙酰胆碱,其发挥作用的原理是降低乙酰胆碱分解反应的活化能;
(2)图1的横坐标是抑制时间,纵坐标是酶活性,且有敌敌畏和克百威两种农药,所以图1对应实验的自变量是抑制时间和农药种类;分析图1的实验结果可得出的结论有:在相同抑制时间下,<>克百威对AChE的抑制率高于敌敌畏等;在一定的时间范围内,随着抑制时间的延长,敌敌畏和克百威对AChE酶活性的抑制率逐渐升高等(答一点即可);
(3)由图2可知,在25~35℃范围内,克百威对AChE的抑制率随温度的升高而降低,敌敌畏对AChE的抑制率随温度的升高而升高;图2结果表明农药克百威对AChE的抑制反应的最佳反应温度处于20~30℃范围内;为找出敌敌畏抑制AChE酶活性的最佳温度,进一步实验的思路是:在高于35℃范围内,设置一系列温度梯度,测定敌敌畏对AChE酶活性的抑制率,抑制率最高时对应的温度即为敌敌畏抑制AChE酶活性的最佳温度。
11.(24-25高一上·宁夏石嘴山平罗县平罗中学·期末)不同种类的纤维素酶的结构和活性有很大差别,A酶和B酶分别是两种微生物分泌的纤维素酶。图甲是某课题组的实验结果示意图,图乙是与酶有关的曲线,请分析并回答下列问题:
(1)不同种类的纤维素酶的结构和活性有很大差别,但作用机理都是 。
(2)从结果分析,图甲实验研究的课题是探究 的影响。
(3)联系所学内容,分析图乙的曲线:
①对于曲线abc,若X轴表示pH,则曲线上b点对应的pH值表示 ,此时酶活性最高。
②对于曲线abd,若X轴表示反应物浓度,Y轴表示酶促反应速率。曲线bd不再增加的原因是 限制。
(4)若研究对象是胃蛋白酶。若胃蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH由10逐渐降低到2,则反应的速率将 (填“先增大后减小”或“不变”),原因是 。
【答案】(1)降低化学反应所需的活化能
(2)温度对A酶和B酶活性
(3) 最适pH 酶浓度(酶量)
(4) 不变 胃蛋白酶的最适pH在2左右,pH为10时胃蛋白酶已经失活,即使再降低pH,酶活性也不会恢复
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其催化作用的机理是降低化学反应所需的活化能。
(2)分析图甲,实验的自变量为温度和酶种类,因变量是酶活性,故该实验研究的课题是探究温度对酶A和酶B活性的影响。
(3)①酶的活性受pH影响,在最适宜的pH条件下酶的活性最高,pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低。因此对于曲线abc:若X轴表示pH,则曲线上b点表示的生物学意义是在最适pH下,酶的催化效率最高(反应速率最快或酶活性最强)。
②影响酶促反应速率的因素还有底物浓度,在一定浓度范围内,随着底物浓度的增加,酶促反应的速率在增加,当底物浓度达到一定值后,反应速率就不会增加,此时限制反应速率的因素是酶浓度。因此,对于曲线abd:若X轴表示反应物浓度,则Y轴可表示酶促反应速率,制约曲线bd增加的原因是酶浓度限制。
(4)酶的作用条件温和,由于胃蛋白酶的最适pH是2左右,所以pH为10时胃蛋白酶已经失活,即使再降低pH,酶活性也不会恢复,酶催化反应的速度不会改变。
12.(24-25高一上·陕西西安西咸新区·期末)某生物兴趣班进行了酶的有关实验。请回答下列问题:
(1)酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物,化学本质是 ,其催化作用的实质是 。
全班分为三个实验小组分别进行实验:
第一小组进行实验一:探究温度对酶活性的影响。
第二小组进行实验二:探究pH对酶活性的影响。
(2)若提供唾液淀粉酶和过氧化氢酶进行探究,第一小组应选择 酶。
(3)实验二的自变量是 ,实验一和实验二中共同的无关变量有 (列举两点)。
(4)下图分别为第一、二小组根据实验结果绘制的曲线图。从实验一设置的各温度梯度来看,该酶最适温度大概在 ℃,实验结果表明:高温、过酸、过碱条件下,酶活性几乎完全丧失。请推测其原因 。
(5)第三小组的实验流程和现象如下:
A组:淀粉溶液+唾液淀粉酶→加入斐林试剂,水浴加热,出现砖红色沉淀
B组:蔗糖溶液+唾液淀粉酶→加入斐林试剂,水浴加热,不出现砖红色沉淀
C组:蔗糖溶液+蔗糖酶→加入斐林试剂 (填“出现”或“不出现”)砖红色沉淀
(6)第三小组探究实验的目的是 。
【答案】(1) 蛋白质或RNA 降低化学反应所需的活化能
(2)唾液淀粉
(3) pH 酶浓度、底物浓度、反应时间等
(4) 30 高温、过酸、过碱条件下酶的空间结构遭到破坏而变性失活
(5)出现
(6)验证酶具有专一性
【分析】1、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
2、催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
3、酶只能缩短达到化学反应平衡点所需的时间,不会改变化学反应的平衡点。
【详解】(1)具有催化功能的酶绝大部分化学本质是蛋白质,少数是RNA,酶催化作用的实质是降低化学反应所需的活化能。
(2)过氧化氢受热会加快分解,不宜用于探究温度对酶活性的影响,若探究温度对酶活性的影响,应该选择的酶是唾液淀粉酶。
(3)实验二为探究pH对酶活性的影响,自变量是pH。实验一、二共同的无关变量是酶浓度、底物浓度、反应时间等。
(4)从实验一设置的各温度梯度来看,该酶最适温度大概在30℃,实验结果表明:高温、过酸、过碱条件下酶的空间结构遭到破坏,导致酶活性几乎完全丧失。
(5)蔗糖在蔗糖酶的作用下水解产生葡萄糖和果糖,葡萄糖和果糖属于还原糖,加入斐林试剂,在水浴加热条件下可出现砖红色沉淀。
(6)由实验三流程和现象可以看出,A、B两组比较不同底物在相同酶催化条件下的反应情况,因此实验三的实验目的是验证酶的专一性。
三、解答题
13.(24-25高一上·山西晋中·期末)淀粉酶在大麦的发芽过程中起着很重要的作用,下图表示淀粉酶在不同温度反应体系中催化反应速率的变化趋势。请回答下列问题:
(1)大麦细胞中淀粉酶的作用机制是 。除温度外,影响酶促反应速率的因素还有 (答出2种)。
(2)若将100℃水浴处理过的适量的淀粉酶和淀粉混合液转移至50℃水浴中,淀粉水解速率有什么变化? ,原因是 。
(3)若t1时间向70℃的反应体系中添加少量的蔗糖酶溶液,曲线会发生什么变化? ,判断依据是 。
【答案】(1) 降低淀粉水解所需的活化能 pH、底物浓度、酶浓度、酶的抑制剂等
(2) 淀粉水解速率没有变化 100℃水浴处理会导致淀粉酶空间结构遭到不可逆破坏而失活,转移至50℃水浴中酶活性不会恢复
(3) 曲线没有变化 酶具有专一性,蔗糖酶不能催化淀粉水解,因此反应速率不会发生变化
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性、作用条件温和。
3、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能,其自身的数量和化学性质在化学反应前后不发生改变。
【详解】(1)酶的作用机理是降低化学反应的活化能,大麦细胞中淀粉酶的作用机制是降低淀粉水解所需的活化能。影响酶促反应速率的因素有温度、pH、底物浓度、酶浓度、酶的抑制剂等。
(2)高温会破坏酶的空间结构,在100℃水浴条件下,淀粉酶空间结构遭到不可逆破坏而失活,即使转移至50℃水浴中酶活性也不会恢复,因此淀粉水解速率没有变化。
(3)酶具有专一性,蔗糖酶不能催化淀粉水解,因此若t1时间向70℃的反应体系中添加少量的蔗糖酶溶液,反应速率不会发生变化。
14.(24-25高一上·陕西汉中·期末)为了探究酶的催化作用及特性,某研究小组以淀粉为底物进行了以下实验,得到的实验结果如下图所示。请回答下列问题:
(1)实验过程:先分别在①②③三支试管中加入等量利用纯淀粉(不含杂质)配制的相同浓度淀粉溶液;再往试管①②中分别加入等量适量的 溶液、无机酸(一种无机催化剂)溶液,往试管③中加入等量的蒸馏水,每隔一段时间,用相应的方法检测产物含量。
(2)实验分析:实验的自变量为 。通过比较试管①②的实验结果,可得出的结论是 。
(3)为了检验产物中是否有还原糖,取适量试管①中反应后的液体,加入 试剂并进行水浴加热,若出现 现象,则说明含有还原糖;另取适量淀粉酶溶液,加入双缩脲试剂,若液体呈 色,则说明淀粉酶化学本质为蛋白质。
【答案】(1)淀粉酶
(2) 有无催化剂及催化剂的类型 淀粉酶的催化作用具有高效性
(3) 斐林 砖红色沉淀 紫
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
【详解】(1)实验过程:先分别在①②③三支试管中加入等量利用纯淀粉配制的相同浓度淀粉溶液;再往试管①②中分别加入等量适量的淀粉酶溶液、无机酸溶液,往试管③中加入等量的蒸馏水,每隔一段时间,用相应的方法检测产物含量,本实验的目的是要探究酶的高效性和酶的催化左右。
(2)结合实验设计可知,该实验的自变量为有无催化剂及催化剂的类型。通过比较试管①②的实验结果,可得出的结论是淀粉酶的催化作用具有高效性,即淀粉酶能更强烈地降低化学反应的活化能。
(3)为了检验产物中是否有还原糖,取适量试管①中反应后的液体,加入斐林试剂并进行水浴加热,若出现砖红色沉淀,则说明含有还原糖,说明淀粉在淀粉酶的催化下分解了;另取适量淀粉酶溶液,加入双缩脲试剂,若液体呈紫色,因为蛋白质能与双缩脲试剂发生颜色反应,因而能说明淀粉酶化学本质为蛋白质。
地 城
考点02
酶的作用和本质
1.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)酶在生产和生活上有非常广泛的应用,下列关于酶的叙述错误的是( )
A.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用
B.果胶酶可以提高果汁的产量,并使果汁变得清亮
C.多酶片含有多种消化酶,可用于治疗消化不良
D.酶制剂应在最适温度条件下保存
【答案】D
【分析】酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。酶具有专一性、高效性和作用条件温和的特性。
【详解】A、溶菌酶能破坏细菌细胞壁中的肽聚糖,使细菌细胞壁溶解,从而起到抗菌消炎的作用,A正确;
B、果胶酶可分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,还能使果汁变得澄清,进而提高果汁产量,B正确;
C、多酶片含有多种消化酶,可帮助人体对食物进行消化,能用于治疗消化不良,C正确;
D、酶制剂通常应在低温条件下保存,而不是最适温度条件下,因为在最适温度下酶的活性最高,但不利于长期保存,低温下酶的活性降低,但空间结构稳定,有利于保存,D错误。
故选D。
2.(24-25高一上·陕西西安·期末)酶是细胞合成的一类有机物。下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.合成场所是核糖体
B.在细胞外不能催化反应的进行
C.发挥最大催化效应需要适宜的条件
D.适合在最适温度和pH条件下保存
【答案】C
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、酶的本质是蛋白质或RNA,其中蛋白质类的酶合成部位是核糖体,A错误;
B、适宜条件下,酶在细胞内外都可催化反应的进行,B错误;
C、酶的作用条件温和,酶发挥最大催化效应需要适宜的条件,C正确;
D、低温可以抑制酶的活性但不会使其失活,酶适合在低温和最适pH条件下保存,D错误。
故选C。
3.(24-25高一上·山西太原·期末)如图白色圈表示蛋白质,灰色圈表示酶。下列图示中能正确反映酶的化学本质与蛋白质之间关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA;
2、酶的特性.①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
【详解】A、酶不都是蛋白质,因此蛋白质不能将酶全部包含,A错误;
B、绝大多数酶是蛋白质,少数的是RNA,同时蛋白质也不都是酶,因此图示可以表示酶和蛋白质的关系,B正确;
C、并不是所有的蛋白质都是酶,酶绝大多数为蛋白质,少数为RNA,图示不能表示蛋白质和酶的关系,C错误;
D、酶不都是蛋白质,因此图示不能表示蛋白质和酶的关系,D错误。
故选B。
4.(24-25高一上·陕西西安新城区·期末)中间复合物学说认为,在酶促反应过程中,酶(E)与反应底物(S)首先形成酶—底物复合物(ES),这个过程是可逆的,然后ES再生成产物P,这一过程是不可逆的。下列说法错误的是( )
E+S↔ES→P+E
A.E的本质可能是蛋白质,其发挥作用需要一定的温度条件
B.E上特异性的活性部位决定了E与S的结合具有专一性
C.ES→P+E所需要的能量比S直接分解为P时所需要的能量高
D.反应体系中加入能与E结合的其他物质可能会降低酶促反应的速率
【答案】C
【分析】酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA。酶的作用机理:降低化学反应所需要的活化能。酶在化学反应结束后,质和量不变。
【详解】A、酶的本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA 。酶发挥作用需要适宜的温度条件,温度过高或过低都会影响酶的活性,A正确;
B、酶具有专一性,酶上特异性的活性部位与底物特定的结构相契合,决定了酶与底物的结合具有专一性,B正确;
C、酶能降低化学反应的活化能,ES→P + E过程有酶的催化,比S直接分解为P时所需要的能量低,C错误;
D、反应体系中加入能与酶结合的其他物质,可能会使酶的活性部位被占据,从而影响底物与酶的结合,降低酶促反应的速率,D正确。
故选C。
5.(24-25高一上·陕西咸阳·期末)有些消化酶在细胞内合成时是无活性的前体,称为酶原。酶原需要在一定激活剂的作用下才能转化为有活性的酶。下表为2种酶原的激活情况,下列说法错误的是( )
激活作用
激活剂
胰蛋白酶原→胰蛋白酶+六肽
肠激酶、胰蛋白酶
胃蛋白酶原→胃蛋白酶+四十二肽
H+、胃蛋白酶
A.胰蛋白酶的作用原理是降低反应所需的活化能
B.胃蛋白酶随胃液进入小肠后可水解胰蛋白酶
C.激活产物又可作为激活剂,进一步促进酶原激活
D.消化酶原分泌后再被激活,可以避免细胞本身被消化酶破坏
【答案】B
【详解】A、酶通过降低化学反应的活化能发挥作用,胰蛋白酶作为酶,其作用原理正确,A正确;
B、胃蛋白酶的最适pH为1.5左右,而小肠内为弱碱性环境,胃蛋白酶进入小肠后会变性失活,无法水解胰蛋白酶,B错误;
C、胰蛋白酶和胃蛋白酶均可作为自身酶原的激活剂,形成正反馈调节(如胰蛋白酶激活更多胰蛋白酶原),C正确;
D、酶原在分泌后激活(如胰蛋白酶原在肠道被激活),可避免细胞内提前活化酶而损伤自身细胞结构,D正确。
故选B。
6.(24-25高一上·山西吕梁·期末)当苹果被削皮或切开后,果肉中的多酚接触到氧气后在多酚氧化酶的作用下发生氧化反应,生成褐色的色素,也就是苹果切开后放置一段时间的颜色。下列说法正确的是( )
A.多酚氧化酶催化多酚氧化反应体现了酶的高效性
B.多酚氧化酶能够为多酚的氧化反应提供大量能量
C.变性后的多酚氧化酶遇双缩脲试剂会出现紫色反应
D.低温下切开的苹果变色时间会长些的原因是低温破坏了多酚氧化酶的空间结构
【答案】C
【详解】A、多酚氧化酶催化特定反应(多酚氧化),体现酶的专一性,而非高效性(高效性需与其他催化剂比较),A错误;
B、酶的作用是降低反应活化能,不能提供能量,B错误;
C、变性导致酶空间结构破坏,但肽键未被破坏,仍可与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;
D、低温仅抑制酶活性,未破坏空间结构(高温才会破坏),D错误。
故选C。
7.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)14C呼气试验是检测机体是否感染幽门螺杆菌的常用方法,被检测者先口服尿素[14C]胶囊,若胃部存在幽门螺杆菌,其产生的高活性的脲酶能水解尿素生成NH3和14CO2,通过检测呼出的气体中14CO2的相对含量即可诊断。下列说法错误的是( )
A.该检测方法利用了酶具有专一性的特性
B.幽门螺旋杆菌产生的脲酶在pH值小于7的条件下依然能发挥作用
C.幽门螺旋杆菌感染者吹出气体中的14CO2是其细胞有氧呼吸产生的
D.呼气试验检测幽门螺杆菌时最好保持空腹
【答案】C
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA,酶的特性有高效性、专一性和作用条件较温和。
【详解】A、因为只有幽门螺杆菌产生的脲酶能特异性地水解尿素,其他酶不能,这体现了酶具有专一性,A正确;
B、胃部环境呈酸性,pH值小于7,而幽门螺杆菌能在胃部生存并产生脲酶发挥作用,说明其产生的脲酶在pH值小于7的条件下依然能发挥作用,B正确;
C、由题可知,呼出气体中的14CO2是幽门螺杆菌产生的脲酶水解尿素生成的,并非其细胞有氧呼吸产生的,C错误;
D、保持空腹时,胃中基本没有食物干扰,能使检测结果更准确,所以呼气试验检测幽门螺杆菌时最好保持空腹,D正确。
故选C。
二、解答题
8.(24-25高一上·山西太原·期末)加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉。某生物兴趣小组为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉平均分成三组并分别标记为甲、乙、丙。甲组不加酶制剂,在乙、丙两组的洗衣粉中加入等量的不同酶制剂(如含蛋白酶、脂肪酶等),其它实验条件均相同,在不同温度条件下清洗同种棉布上的血渍和油渍,结果见下表。请回答下列问题:
水温
20℃
30℃
40℃
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍时间(min)
83
52
51
77
36
34
78
11
12
清除油渍时间(min)
91
87
63
85
84
26
83
78
27
(1)据表分析,该实验中的自变量有 ,实验中因变量的检测指标是 。
(2)据表中数据推测,乙组中加入了含 的酶制剂;丙组中加入了含 的酶制剂。(填“蛋白酶”或“脂肪酶”或“蛋白酶和脂肪酶”)酶的作用机理是 。
(3)有些加酶洗衣粉不能洗涤羊毛、真丝等衣物,推测其原因是 。
【答案】(1) 水温、(洗衣粉中)是否加入酶制剂及加入酶制剂的种类 清洗血渍和油渍的时间
(2) 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 降低化学反应的活化能
(3)有些加酶洗衣粉中含有蛋白酶,蛋白酶会分解羊毛、真丝等衣物中的蛋白质,导致衣物损坏
【分析】在表中所示的3种温度下,甲组清除血渍和油渍的时间都是最长的,说明甲组为对照组。
【详解】(1)从题干可知,实验是探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将无酶洗衣粉分成三组,一组不加酶制剂,另外两组加入不同酶制剂,且在不同温度下进行实验,所以自变量有两个,一是(洗衣粉中)是否加入酶制剂及加入酶制剂的种类,二是水温,因变量是实验中要观察和测量的结果,本题中通过记录清除血渍和油渍的时间来衡量洗涤效果,所以因变量的检测指标是清除血渍和油渍的时间。
(2)观察表格数据,乙组在清除血渍方面效果较好,而血渍的主要成分是蛋白质,所以推测乙组中加入了含蛋白酶的酶制剂;丙组在清除油渍和血渍方面效果都较好,油渍的主要成分是脂肪,血渍的主要成分是蛋白质,所以推测丙组中加入了含蛋白酶和脂肪酶的酶制剂。 酶的作用机理是降低化学反应的活化能,从而加快反应速率,且酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)羊毛、真丝等衣物的主要成分是蛋白质,而有些加酶洗衣粉中含有蛋白酶,蛋白酶会分解羊毛、真丝等衣物中的蛋白质,导致衣物损坏,所以有些加酶洗衣粉不能洗涤羊毛、真丝等衣物。
9.(24-25高一上·山西吕梁·期末)淀粉酶是淀粉水解的关键酶。目前有研究发现没食子酸可以调节α-淀粉酶的活性,进而影响人体的血糖含量,为糖尿病的治疗开辟新的思路。为研究没食子酸对淀粉酶活性的影响机制,科研人员进行了相关研究。请分析回答下列问题。
(1)淀粉是最常见的多糖,其单体为 ,淀粉的功能是 。
(2)淀粉酶的化学本质是 ,淀粉酶只能催化淀粉的水解,体现了酶的 (特点)。
(3)科研人员在酶量一定、环境适宜的条件下,进行了“探究没食子酸对α-淀粉酶活性的影响”实验,结果如下图。
①本实验的自变量是 ,因变量是 。
②据图分析,没食子酸能够 (填“提高”或“降低”)α-淀粉酶的活性。
③酶制剂广泛应用于医药领域,如“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片,内层是肠溶衣(不易溶于胃液,可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶等,外层是糖衣(可溶于胃液)包裹的胃蛋白酶,多酶片可用于治疗消化不良。为充分发挥多酶片的作用,服用时应 (填“整片吞服”或“嚼碎服用”),理由是 。
【答案】(1) 葡萄糖 植物细胞内的储能物质
(2) 蛋白质 专一性
(3) 是否加入没食子酸以及淀粉的浓度 酶促反应速率 降低 整片吞服 其中的胰蛋白酶、胰脂肪酶酶在胃液中会失活,降低疗效
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多是蛋白质,少数是RNA。
【详解】(1)淀粉的单体是葡萄糖,淀粉是植物细胞内的储能物质。
(2)淀粉酶的化学本质是蛋白质,可以用双缩脲试剂进行鉴定,淀粉酶只能催化淀粉的水解,说明一种酶只能催化一种反应,体现了酶的专一性。
(3)①由图可知,自变量有是否加入没食子酸以及淀粉的浓度,因变量是酶促反应速率。
②加入没食子酸组酶促反应小于对照组,说明没食子酸能够降低α-淀粉酶的活性。
③由于多酶片中的胃蛋白酶发挥作用的场所在胃部,胰蛋白酶、胰脂肪酶等发挥作用的场所是小肠,如果嚼碎服用,其中的胰蛋白酶、胰脂肪酶在胃液中会失活,降低疗效,故应该整片吞服。
地 城
考点03
酶的特性
一、单选题
1.(24-25高一上·山西太原·期末)乳糖酶能催化乳糖水解,而不能催化麦芽糖水解,其作用机理如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图示体现了乳糖酶具有专一性
B.乳糖酶催化乳糖水解后立即失去活性
C.1分子乳糖在乳糖酶的催化下水解产生2分子葡萄糖
D.乳糖酶不能催化麦芽糖水解与麦芽糖的结构无关
【答案】A
【分析】酶通过与底物结合形成酶-底物复合物降低化学反应所需要的活化能从而促进反应的进行,每一种酶都有特定的结构,只能与特定的反应底物结合形成酶-底物复合物,与其他反应底物不能形成酶-底物复合物,因而酶的作用具有专一性。
【详解】A、图中显示乳糖可以和图示的酶结合并被分解,而麦芽糖不能与图示的酶结合而被分解,因此,该图显示了酶的专一性,A正确;
B、酶在发挥催化作用前后性质不变,因而可推测乳糖酶催化乳糖水解后不会失活,B错误;
C、1分子乳糖在乳糖酶的催化下水解产生2分子单糖,即一分子半乳糖和一分子葡萄糖,C错误;
D、由题图可知,乳糖酶的结构不能与麦芽糖结合形成酶-底物复合物,可见乳糖酶不能催化麦芽糖水解与麦芽糖的结构有关,D错误。
故选A。
2.(24-25高一上·陕西西安·期末)若欲设计实验验证酶的催化具有专一性,则下列实验条件组合正确的是( )
①淀粉溶液+淀粉酶 ②淀粉溶液+蔗糖酶 ③蔗糖溶液+淀粉酶 ④蔗糖溶液+蔗糖酶 ⑤碘液检测 ⑥斐林试剂检测
A.①③⑥ B.②④⑤ C.①④⑥ D.②③⑤
【答案】A
【分析】1、酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。
2、斐林试剂鉴定还原糖,在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀;碘液鉴定淀粉产生蓝色。
【详解】验证酶的催化具有专一性,可利用同一种酶,不同的底物进行验证,淀粉和蔗糖都不属于还原糖,而在酶的催化作用下水解后都会产生还原糖,还原糖可以用斐林试剂鉴定,因此利用斐林试剂可以鉴定淀粉酶的专一性,①③⑥符合题意,A正确。
故选A。
3.(24-25高一上·山西运城·期末)下列关于“温度”叙述正确的是( )
A.“探究温度对胃蛋白酶活性的影响”实验中,各实验组的pH设置均相同,大约为1.5
B.探究温度对酶活性影响的实验常利用淀粉,淀粉酶和斐林试剂
C.由于水是极性分子,所以水的温度相对不容易改变,为细胞提供液体环境
D.储藏水果,粮食的仓库,往往要通过降低温度,提高含量等措施,来减弱水果,粮食的呼吸作用
【答案】A
【分析】1、蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
2、细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。生活中,馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作,现代发酵工业生产青霉素、味精等产品,都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。在农业生产上,人们采取的很多措施也与调节呼吸作用的强度有关。例如,中耕松土、适时排水,就是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用,以利于作物的生长;在储藏果实、蔬菜时,往往需要采取降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用,以减少有机物的消耗。
【详解】A、“探究温度对胃蛋白酶活性的影响”实验中,温度作为自变量是要控制的变量,pH应该无关且适宜,由于胃蛋白酶的发挥作用时一半处于酸性条件,因此处于各实验组的pH设置均相同,大约为1.5,A正确;
B、探究温度对酶活性影响的实验不能用淀粉,淀粉酶和斐林试剂,因为斐林试剂使用时需要进行沸水浴,可能会影响实验的自变量即温度,B错误;
C、由于氢键的存在,而不是水是极性分子,水具有较高的比热容,这就意味着水的温度相对不容易发生改变,进而为细胞提供液体环境,C错误;
D、可通过降低温度、降低氧气含量等措施来减弱水果、粮食的呼吸作用,D错误。
故选A。
4.(24-25高一上·陕西西安碑林区西北工业大学附属中学·期末)下列实验中涉及的实验操作与对应的实验目的不相符的是( )
选项
实验
操作
目的
A
探究环境因素对光合作用强度的影响
依次确定3只盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离
调节温度
B
检测生物组织中的脂肪
用苏丹Ⅲ染液染色后,50%的酒精溶液
洗去浮色
C
探究植物细胞的吸水和失水
从盖玻片一侧滴入蔗糖,另一侧用吸水纸引流
使细胞浸润在蔗糖溶液中
D
探究温度对酶活性的影响
将每一组实验的底物与相关酶分别置于相同温度下一定时间后再混合
避免酶催化反应在达到预设温度前发生,影响实验结果
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【分析】1、取材→切片→染色→去浮色→制片→观察等步骤,在低倍镜下找到花生子叶的最薄处,移到视野中央,将物像调节清晰;换高倍镜观察,视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见;
2、植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离;
3、探究光照强度对光合作用强度的影响,依次确定3只盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离,从而来调节光照强度;
4、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多少是蛋白质,少数是RNA。酶的作用条件温和,在最适温度和最适pH下,酶的活性最高。因此温度会影响酶的活性。
【详解】A、依次确定3只盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离,从而来调节光照强度,用于探究光照强度对光合作用强度的影响,而不是调节温度,A错误;
B、用苏丹Ⅲ染色后,需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色,便于后续实验的观察,B正确;
C、从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流,这样重复几次,使洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在蔗糖溶液中。当细胞液的浓度小于蔗糖溶液浓度时,就会发生质壁分离。所以可以探究植物细胞的吸水和失水,C正确;
D、温度影响酶的活性,酶在最适温度下的活性最高。将每组实验的底物与相关酶先分别置于相同温度下一定时间后再混合,这样做避免酶催化反应已经发生,影响实验结果,D正确。
故选A。
5.(24-25高一上·山西吕梁·期末)酶在人体中的作用至关重要,是生命存在必不可少的物质,没有酶就没有生命。下列有关酶的说法正确的是( )
A.催化有氧呼吸三个阶段的酶相同
B.验证酶活性受pH影响时,酶和底物均达到相应条件后再让二者相遇
C.探究温度对酶活性的影响可以用过氧化氢作为反应底物
D.唾液淀粉酶的合成和加工过程只需要内质网和高尔基体参与
【答案】B
【详解】A、有氧呼吸的三个阶段分别在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜中进行,不同阶段的化学反应不同,所需的酶也不同,A错误;
B、验证pH对酶活性的影响时,需先分别将酶和底物调至预设pH后再混合,避免混合后pH变化干扰实验结果,B正确;
C、过氧化氢的分解速率会随温度升高而自发加快,无法区分温度对酶活性或底物自身分解的影响,因此不能作为该实验的底物,C错误;
D、唾液淀粉酶是分泌蛋白,其合成需要核糖体、内质网、高尔基体及细胞膜共同参与,还需线粒体提供能量,D错误。
故选B。
二、实验题
6.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)下表是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤。已知α-淀粉酶作用的最适温度为60℃。据此回答下列问题:
探究温度对酶活性影响的实验(实验一)
实验步骤
分组
甲组
乙组
丙组
①新鲜α-淀粉酶溶液
1ml
1ml
1ml
②可溶性淀粉溶液
5ml
5ml
5ml
③控制温度
0℃
60℃
90℃
④将α-淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温
⑤测定单位时间内淀粉的_____________
(1)在实验中应该控制 等无关变量保持相同。
(2)该实验步骤 (填序号)中存在错误。
(3)实验的第⑤步最好选用 (填“碘液”或“斐林试剂”)测定单位时间内淀粉的 (填“反应量”或“剩余量”)。
(4)该实验不能用H2O2溶液作为底物的原因是 。
【答案】(1)pH、酶的浓度、淀粉溶液的浓度、保温时间
(2)④
(3) 碘液 剩余量
(4)因为温度会直接影响H2O2的分解
【分析】分析表格:实验探究的是温度对酶活性的影响,该实验的自变量是温度,因变量是酶活性(通过测定淀粉的剩余量反映),实验中涉及影响实验结果的pH、淀粉溶液等属于无关变量。
【详解】(1)根据题意可知,在该实验中,自变量是温度,而pH、酶的浓度、淀粉溶液的浓度、保温时间等属于无关变量,在实验中应该保持相同。
(2)探究温度对酶活性影响的实验中,应该先设置好酶和淀粉的温度,然后再将相应温度下的酶和淀粉混合进行反应,否则不能看出温度对酶活性的影响,故实验步骤④为错误操作,正确的操作应该是将新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别在相应温度下处理后再混合。
(3)淀粉遇碘液变蓝,因此实验的第⑤步最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量,淀粉的剩余量越多,说明酶活性越低。
(4)因为温度会直接影响H2O2的分解,所以本实验不能用H2O2溶液作为底物。
7.(24-25高一上·陕西渭南·期末)马铃薯块茎中富含淀粉,是我国继稻米、小麦和玉米之后的第四大主粮,同时也是生物学研究中“一材多用”的实验材料。某生物实验小组利用马铃薯开展了相关实验,请据图回答下列问题:
(1)图1为利用块茎进行繁殖时马铃薯的生长过程示意图。在进行绿叶中色素的提取和分离实验时,为得到现象明显的四条色素带,最好选择图1所示的 期马铃薯叶片作为实验材料。下列实验操作正确的有 。
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入氧化钙可以防止叶绿素被氧化破坏
C.画滤液细线时应连续画线2~3次以减少样液扩散
D.分离色素时应保持通风以减少实验者对层析液的吸入
(2)根尖成熟区细胞也可作为质壁分离和复原实验的材料,原因是 ,另外,植物细胞中由细胞膜、细胞质和液泡膜组成的 是一层选择透过性膜。将马铃薯根尖成熟区细胞置于加入胭脂红(一种水溶性食用色素)的0.3g/mL的红色蔗糖溶液中会发生 现象。而在0.3g/mL的KNO3溶液中,细胞则会发生 。
(3)某同学预研究马铃薯块茎的无氧呼吸产物,设计了如下实验:取新鲜马铃薯块茎,洗净,切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑,并向瓶中充入N2,装置示意图如图2,其中充入N2的目的是 ,而CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由 (填颜色变化情况),若实验结果未出现相应颜色变化,则说明马铃薯块茎无氧呼吸产物为乳酸。
(4)已知新鲜马铃薯块茎中还富含过氧化氢酶。实验小组以新鲜马铃薯块茎匀浆为材料,进行了如表实验:
实验步骤
试管A
试管B
试管C
Ⅰ
各加入2mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
Ⅱ
2滴马铃薯块茎匀浆
2滴蒸馏水
2滴质量分数为3.5%FeCl3溶液
Ⅲ
观察并记录实验结果
①该实验中试管B起 作用。为确保实验结果的可靠性,除自变量外,还需要将温度、pH等无关变量保持一致且在适宜范围。
②预测A、B、C三支试管内气泡产生速率由多到少依次为 试管。若实验现象与预测结果一致,则说明酶的作用具有 。
【答案】(1) 结薯 AD
(2) 有大液泡(成熟细胞)且细胞保持活性 原生质层 质壁分离 质壁分离后自动复原
(3) 营造无氧环境 由蓝变绿再变黄
(4) 对照 A、C、B 高效性
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验需要叶片含有丰富的叶绿体色素。图 1 中马铃薯的生长阶段包括发芽期、块茎期、幼苗期、枯萎期。其中幼苗期的叶片为绿色且生长旺盛,叶绿体色素含量最高,能得到现象明显的四条色素带。
【详解】(1)在进行绿叶中色素的提取和分离实验时,为得到现象明显的四条色素带,最好选择图1所示的结薯期马铃薯叶片作为实验材料,因为此期的叶肉细胞为成熟细胞,色素含量比较稳定,以此为实验材料更有说服力。
A、因为叶绿体色素能够溶解到有机溶剂中,因此提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂,A正确;
B、研磨时加入碳酸钙能起到保护色素的作用,防止叶绿素被破坏,B错误;
C、画滤液细线时应待干燥后再划线,划线2~3次以增加滤液细线中的色素含量,C错误;
D、 分离色素时应保持通风且记得盖上培养皿盖,以减少实验者对层析液的吸入,因为层析液对人体有毒,D正确。
故选AD。
(2)质壁分离与复原实验的材料需满足有大液泡(成熟细胞)且细胞保持活性(能发生渗透作用)。根尖成熟区细胞具备大液泡,且是活细胞,因此可作为实验材料。植物细胞中,细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质共同构成原生质层,原生质层是一层选择透过性膜(相当于半透膜)。 胭脂红是水溶性色素,无法透过原生质层(原生质层具有选择透过性)。将细胞置于含胭脂红的蔗糖溶液中,细胞失水,发生质壁分离;此时细胞壁与原生质层之间充满胭脂红溶液(呈现红色)。KNO₃溶液中,K⁺和NO₃⁻可通过主动运输进入细胞,使细胞液浓度逐渐升高。细胞先因失水发生质壁分离,后因吸水导致质壁分离复原,即质壁分离后自动复原。
(3)研究无氧呼吸产物需创设无氧环境,充入N₂可排除装置内的O₂,防止马铃薯块茎进行有氧呼吸(避免有氧呼吸对无氧呼吸实验的干扰)。溴麝香草酚蓝溶液与CO₂反应的颜色变化为由蓝变绿再变黄。若实验未出现该颜色变化,说明无CO₂产生,即马铃薯块茎无氧呼吸产物为乳酸(乳酸发酵不产CO₂)。
(4)①实验中试管 A 加入过氧化氢酶(马铃薯匀浆),试管 C 加入无机催化剂(FeCl₃),试管 B 加入蒸馏水,起对照作用,排除无关变量干扰。
② 酶的催化效率远高于无机催化剂,无机催化剂效率高于无催化剂组。因此气泡产生速率由多到少依次为 A>C>B。 该结果说明与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,即酶的作用具有高效性。
8.(24-25高一上·陕西咸阳·期末)某科研小组研究发现,冬小麦在生长过程中会经历春化和光照两大阶段。收获后的种子可以制作加工成各类食品,食品被人体消化吸收后通过一系列代谢来提供营养。具体途径如下图所示。请分析并回答问题:
(1)冬天来临前,冬小麦细胞内自由水/结合水的值会 (填“增大”或“减小”),其生理意义是 。
(2)某同学要减肥,制定了高淀粉低脂的减肥餐,请根据图示信息,评价该方案 (填“有效”或“无效”),理由是: 。
(3)与水稻种子相比,油菜种子中富含脂肪,播种时应适当浅播,原因是 。
(4)水稻种子萌发过程中,淀粉在酶的催化作用下水解,不同物种的酶差异很大,根本原因是,不同生物的DNA分子具有多样性,关于造成DNA分子多样性的原因,正确的是_________。
A.脱氧核苷酸的数目具有多样性
B.脱氧核苷酸的种类具有多样性
C.脱氧核苷酸的排列顺序具有多样性
D.DNA分子的空间结构具有多样性
(5)水稻种子萌发过程中,淀粉经一系列过程逐步水解为麦芽糖、葡萄糖。现有萌发1日、3日、5日、7日、9日的若干水稻种子,请设计实验,探究这些种子中的淀粉是否水解及水解程度。
实验材料:水稻种子、试管、滴管、斐林试剂、碘液、清水等。
实验思路:取等量的萌发1日、3日、5日、7日、9日的水稻种子分别制成匀浆,各取2mL置于甲、乙两组试管中,并编号甲1-5,乙1-5。接着向甲组试管中依次加入等量碘液并充分振荡,向乙组试管中依次加入等量的 并进行水浴加热,观察甲、乙两组试管中溶液的颜色变化。
预测实验结果及结论:对于两组同编号的试管而言,若 ,则说明淀粉未水解;若 ,则说明淀粉部分水解;若甲试管溶液不变蓝、乙试管溶液出现砖红色沉淀,则说明淀粉全部水解。
【答案】(1) 减小 避免气温下降时,自由水过多导致结冰而损害自身
(2) 无效 淀粉被消化、吸收后,体内糖类供应充足,会大量转化成脂肪
(3)油菜种子中脂肪含量高,与糖类相比,脂肪中O元素的含量低而H元素的含量较高,氧化分解时消耗的O2更多,故应浅播
(4)AC
(5) 斐林试剂 甲试管溶液蓝色,乙试管溶液未出现砖红色沉淀 甲试管溶液蓝色,乙试管溶液出现砖红色沉淀
【分析】1、细胞中结合水和自由水比例不同,细胞的代谢和抗逆性不同,当细胞内结合水与自由水比例相对增高时,细胞的代谢减慢,抗性增强;反之代谢快,抗性差。2、细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外,多余的部分可以合成糖原储存起来;如果葡萄糖还有富余,就可以转变成脂肪和某些氨基酸。
【详解】(1) 当细胞内结合水与自由水比例相对增高时,细胞的代谢减慢,抗性增强,所以冬天来临前,冬小麦细胞内自由水和结合水的比值发生的变化是逐渐降低,其生理意义是避免气温下降时,自由水过多导致结冰而损害自身细胞结构。
(2) 该方案是无效的,因为食物中的高淀粉被分解为葡萄糖后,可以大量转化为脂肪,不利于该学生减肥。
(3)油菜种子中富含脂肪,播种时应适当浅播,其原因是油菜种子中脂肪含量高,与糖类相比,脂肪中O的含量低而H的含量较高,氧化分解时消耗的氧气更多,故应浅播。
(4)DNA分子由脱氧核苷酸组成,其多样性取决于脱氧核苷酸的数目、排列顺序的多样性,而脱氧核苷酸的种类为4种,DNA分子结构均为双螺旋结构,AC正确,BD错误。
故选AC。
(5)由题意可知,该实验的目的是探究这些种子中的淀粉是否水解及水解程度,又因为淀粉经一系列过程逐步水解为麦芽糖、葡萄糖,其中麦芽糖、葡萄糖为还原糖,所以应该甲组试管中依次加入等量碘液并充分震荡,向乙组试管中加入等量斐林试剂并进行50~65℃水浴加热。若淀粉未水解,则加入碘液(甲试管)呈蓝色,加入斐林试剂(乙试管)并水浴加热不会出现砖红色沉淀;若淀粉部分水解,则加入碘液(甲试管)呈蓝色,加入斐林试剂(乙试管)并水浴加热会出现砖红色沉淀。
地 城
考点04
ATP
一、单选题
1.(24-25高一上·陕西西安临潼区·期末)生物体内各项生命活动都离不开能量的供应,ATP是细胞内的直接能源物质。下列相关叙述不正确的是( )
A.一分子ATP由一分子腺苷和三个磷酸基团构成
B.ATP和ADP的相互转化过程中物质可逆、能量不可逆
C.植物体内ATP合成过程中所需能量来源于光能和细胞呼吸所释放的能量、
D.ATP为RNA合成提供能量的同时也能直接为RNA合成提供原料
【答案】D
【分析】ATP的中文名称叫三磷酸腺苷,其结构简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团。 ATP为直接能源物质,在体内含量不高,可与ADP在体内迅速转化。
【详解】A、一分子ATP由一分子腺苷和三个磷酸基团构成,其中文名称叫腺苷三磷酸,A正确;
B、ATP和ADP的相互转化过程中物质(Pi)可逆,但能量是不可逆的,因而不能叫做是可逆反应,B正确;
C、植物体通过光合作用(光反应)可以将太阳能转变为ATP、NADPH中的化学能,可以通过细胞呼吸产生ATP,即植物体内ATP合成过程中所需能量来源于光能和细胞呼吸所释放的能量,C正确;
D、ATP作为直接能源物质,可为RNA合成提供能量,但ATP脱去两个磷酸基团后才能为RNA合成提供原料,D错误。
故选D。
2.(24-25高一上·陕西咸阳·期末)下图为ATP的分子结构图,a、b、c表示相应的结构,①②表示化学键。下列相关叙述错误的是( )
A.a表示腺苷,b表示腺嘌呤核糖核苷酸
B.化学键①比化学键②更容易断开
C.化学键①②具有较高的转移势能
D.化学键②中能量的释放往往与吸能反应相关联
【答案】B
【详解】A、根据以上分析可知,图中a表示腺苷,b表示一磷酸腺苷,即腺嘌呤核糖核苷酸,A正确;
B、化学键①比化学键②的稳定性高,两者相比化学键②更容易断开,B错误;
C、化学键①②的形成所需的能量来自化学能或光能,易断裂,属于特殊磷酸化学键,具有较高的转移势能,C正确;
D、化学键②中能量的释放后用于各项需要能量的生命活动,因此往往与吸能反应相关联,D正确。
故选B。
3.(24-25高一上·宁夏石嘴山平罗县平罗中学·期末)ATP 可为代谢提供能量,也参与RNA的合成,ATP 结构如图所示,图中~表示特殊的化学键,下列叙述错误的是( )
A.呼吸作用释放的能量可储存在 ATP 中
B.许多吸能反应与ATP水解的反应相联系
C.ATP脱掉β和γ位磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸
D.ATP去掉三个磷酸集团后与构成DNA、RNA中的碱基A是同一种物质
【答案】D
【分析】ATP的结构可以简写成A—P~P~P,“A”代表由核糖和腺嘌呤组成的腺苷,“P”代表磷酸基团,“~”代表特殊的化学键。在ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量可以来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量,也可以来自光合作用中色素分子所吸收的光能。
【详解】A、在ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量可以来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量,即呼吸作用释放的能量可储存在 ATP 中,A正确;
B、吸能反应一般与ATP的水解反应相联系,B正确;
C、ATP脱掉β和γ位磷酸基团后,余下的部分是腺嘌呤核糖核苷酸,C正确;
D、ATP去掉三个磷酸集团后,余下的部分是由核糖和腺嘌呤组成的腺苷,构成DNA、RNA中的碱基A是腺嘌呤,D错误。
故选D。
4.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)下列关于ATP的叙述错误的是( )
A.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系
B.活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解
C.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
D.ATP的中文名为腺苷三磷酸
【答案】A
【分析】ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A- P~P~P,其中A代表腺苷(由核糖和腺嘌呤组成),P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。
【详解】A、细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,该选项说吸能反应与ATP合成相联系,A错误;
B、活细胞中的ATP含量很少,但时刻不停地进行着合成和水解,以满足细胞对能量的需求,B正确;
C、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,为细胞的各种生命活动直接供能,C正确;
D、ATP的中文名为腺苷三磷酸,这是其标准的中文名称,D正确。
故选A。
5.(24-25高一上·陕西渭南·期末)ATP是细胞内流通的能量“货币”,其合成和水解与多种生理过程有关。下列关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP是生命活动的直接能源物质,脱去1个磷酸基团后形成腺苷
B.ATP的合成常与吸能反应相联系,且生物体合成ATP所需要的能量均来自细胞呼吸
C.代谢旺盛的细胞中含有大量ATP,且ATP与ADP能迅速相互转化
D.光合作用中光能可转化为ATP中的化学能,而有些生物体也可将ATP中的化学能转化为光能
【答案】D
【详解】A、ATP脱去1个磷酸基团后形成ADP(腺苷二磷酸),腺苷是脱去两个磷酸基团后的产物,A错误;
B、ATP的合成与放能反应相联系,吸能反应常伴随ATP水解,且光合作用中光能也可用于合成ATP,并非全部来自细胞呼吸,B错误;
C、细胞中ATP含量少,但ATP与ADP能迅速相互转化,C错误;
D、光合作用光反应阶段将光能转化为ATP中的化学能,萤火虫发光等生命活动可将ATP中的化学能转化为光能,D正确。
故选D。
6.(24-25高一上·陕西西安交通大学附属中学·期末)细胞代谢离不开酶和ATP,下列相关叙述错误的是( )
A.酶和ATP的化学组成元素中可能都有C、H、O、N、P
B.酶的合成需要ATP供能,ATP的合成需要酶的催化
C.细胞中的吸能反应均由ATP水解提供能量
D.温度和pH会影响酶的活性,也会影响ATP的合成和分解
【答案】C
【分析】酶的化学本质不同于无机催化剂。一般来说,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。
【详解】A、绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA,蛋白质的组成元素主要是 C、H、O、N,RNA 的组成元素是 C、H、O、N、P;ATP 的组成元素是 C、H、O、N、P,因此酶和 ATP 的化学组成元素中可能都有 C、H、O、N、P,A正确;
B、酶的合成是一个耗能过程,需要ATP供能,ATP的合成需要ATP合成酶的催化,B正确;
C、细胞中绝大多数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量,但有些吸能反应不是直接由ATP水解提供能量的,C错误;
D、温度和pH会影响酶的活性,而ATP的合成和分解需要酶的催化,所以温度和pH也会影响ATP的合成和分解,D正确。
故选C。
7.(24-25高一上·陕西西安铁一中学·期末)研究人员将³²P标记的磷酸注入离体活细胞内,1~2min后迅速分离细胞内的ATP,发现ATP带有放射性。在本实验中下列分析正确的是( )
A.注入磷酸后,细胞内ATP的含量会大幅增加
B.细胞中吸能反应增强时,短时间内含的磷酸基团会增加
C.ATP脱掉三个磷酸基团后,可作为合成RNA的原料
D.ATP中紧邻腺苷的磷酸基团最先被检测到标记
【答案】B
【分析】ATP其结构式是:A-P~P~P,A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团,“~”表示特殊的化学键。
【详解】A、注入磷酸后,1~2min后,发现ATP带有放射性,说明此过程中ATP迅速发生着合成和分解反应,ATP的含量基本不变,A错误;
B、细胞中吸能反应与ATP的水解相关联,细胞中吸能反应增强时,ATP水解会加快,短时间内含32P的磷酸基团会增加,B正确;
C、ATP脱掉2个磷酸基团后,产物是腺嘌呤核糖核苷酸,可作为合成RNA的原料,C错误;
D、ATP中远离腺苷的特殊化学键很容易断裂,也很容易形成,因此ATP中远离腺苷的磷酸基团最先被检测到32P标记,D错误。
故选B。
8.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)下列关于酶与ATP的叙述,错误的是( )
A.ATP和某些酶的组成元素可能相同
B.酶的形成需要消耗ATP
C.ATP的形成不需要酶的催化
D.酶和ATP均可在生物体外发挥作用
【答案】C
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶的本质是蛋白质,还有少量RNA。ATP是细胞生命活动的直接能源物质。
【详解】A、ATP的组成元素是C、H、O、N、P,部分酶是RNA,RNA的组成元素也是C、H、O、N、P,所以ATP和某些酶的组成元素可能相同,A正确;
B、酶的化学本质是蛋白质或RNA,蛋白质和RNA的合成过程都需要消耗能量,即需要ATP供能,所以酶的形成需要消耗ATP,B正确;
C、ATP的形成需要ATP合成酶的催化,在ADP和Pi形成ATP过程中,该酶能降低反应的活化能,从而促进反应的进行,C错误;
D、只要条件适宜,酶在生物体外也能发挥催化作用,如唾液淀粉酶在体外适宜条件下能催化淀粉水解;ATP在生物体外也能为一些生化反应供能,比如为体外进行的某些细胞代谢相关的实验供能,D正确。
故选C。
9.(24-25高一上·陕西西安西咸新区·期末)典故“映雪囊萤”出自《晋书·车胤传》,记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读,将萤火虫聚集起来照明读书的故事。为萤火虫发光直接供能的物质是ATP,下列有关ATP的叙述正确的是( )
A.ATP的结构简式为A-P-P-P
B.ATP供能时3个磷酸基团全部脱离
C.ATP与ADP相互转化是完全的可逆反应
D.ATP中有两个特殊化学键,有较高的转移势能
【答案】D
【分析】ATP的结构简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团。水解时远离A的特殊化学键容易断裂,释放大量的能量,供给各项生命活动。
【详解】A、ATP的结构简式为A-P~P~P,A错误;
B、ATP供能时一般远离腺苷的磷酸基团脱离,B错误;
C、ATP与ADP的相互转化,物质可逆,能量不可逆,故两者不是可逆反应,C错误;
D、ATP末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能,D正确。
故选D。
10.(24-25高一上·青海西宁·期末)人体中某生命活动过程如图所示。下列说法错误的是( )
ATPADP+PiATP
A.过程①伴随着特殊化学键的断裂
B.过程②所需的能量可来自光合色素吸收的光能
C.图中的Pi为远离腺苷的磷酸基团
D.ATP与ADP的这种相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的
【答案】B
【分析】ATP是细胞中主要的直接能源物质,中文名称叫腺苷三磷酸,结构简式A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表特殊化学键。由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,这种化学键不稳定,ATP水解时末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,具有较高的转移是能,当在ATP水解酶作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。
【详解】A、据图可知,过程①为ATP的水解。ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得ATP中特殊化学不稳定,易断裂,远离腺苷的磷酸基团易离开ATP。因此,过程①伴随着特殊化学键的断裂,A正确;
B、人不含光合色素,不能进行光合作用吸收光能,B错误;
C、酶1只能催化ATP水解成ADP和Pi,图中的Pi为远离腺苷的磷酸基团,易断裂,C正确;
D、ATP与ADP的这种相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的,以满足机体对能量的需求,D正确。
故选B。
11.(24-25高一上·宁夏吴忠青铜峡第一中学·期末)下图是生物体内ATP和ADP相互转化表达式,下列相关叙述正确的是( )
A.反应需要的酶1和酶2是同一种酶 B.ATP与ADP相互转化处于动态平衡
C.该反应物质与能量变化都是可逆的 D.ATP释放的能量主要用于再合成ATP
【答案】B
【分析】分析题意,该反应为ATP与ADP的相互转化,反应向右进行,ATP水解,释放能量;反应向左进行,ADP转化为ATP,所需的能量对于动物和人来说,主要来自呼吸作用,对于绿色植物来说,除来自呼吸作用外,还来自光合作用。
【详解】A、酶具有专一性,据图可知,酶1是ATP水解酶,酶2是ATP合成酶,不属于同一种酶,A错误;
B、生物体内ATP与ADP可以相互转换,处于动态平衡,B正确;
C、能量不能循环利用,即该反应中能量变化是不可逆的,C错误;
D、ATP释放的能量直接用于其他生命活动,而ATP合成的能量来自于光能和有机物中的化学能,D错误。
故选B。
12.(24-25高一上·山西太原·期末)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。下列关于ATP的叙述,错误的是( )
A.肌肉收缩需要ATP水解供能
B.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
C.ATP合成所需的能量由磷酸提供
D.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
【答案】C
【分析】ATP的中文名称叫腺苷三磷酸,其结构简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,-代表普通磷酸键,~代表特殊化学键。ATP为直接能源物质,在体内含量不高,可与ADP在体内迅速转化。
【详解】A、肌肉收缩是一个耗能过程,这个过程需要ATP水解断裂高能磷酸键释放能量来供能,A正确;
B、细胞质中许多生命活动需要ATP供能,如细胞呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,会产生ATP,同时细胞质中的一些物质合成等生命活动也需要ATP,细胞核中DNA的复制、转录等过程也需要ATP供能,所以细胞质和细胞核中都有ATP分布,B正确;
C、ATP合成所需的能量主要来自细胞呼吸中有机物氧化分解释放的能量以及光合作用中光能的转化,而不是由磷酸提供,磷酸只是ATP的组成成分之一,C错误;
D、正常细胞中ATP与ADP时刻不停地发生相互转化,并且处于动态平衡之中,所以ATP与ADP的比值相对稳定,D正确。
故选C。
13.(20-21高二下·陕西榆林米脂中学·期末)细胞内许多代谢活动需要消耗能量,这些能量多由ATP直接提供。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系
B.活细胞中的 ATP时刻不停地进行着合成和水解
C.ATP水解掉两个磷酸基团后可作为RNA的组成单位
D.萤火虫尾部发光的能量直接来自于ATP高能磷酸键的水解
【答案】A
【分析】1、ATP的结构式为:A-P~P~P,其中A代表腺苷,T代表3个,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,通常易断裂和合成的是第二个高能磷酸键。
2、一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键。ATP的一个高能磷酸键水解,形成ADP(二磷酸腺苷),两个高能磷酸键水解,形成AMP(一磷酸腺苷)。
【详解】A、ATP的合成需要能量,细胞内的放能反应一般与ATP的合成相联系,A错误;
B、活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解,处于动态平衡中,以维持细胞正常代谢对能量的需求,B正确;
C、ATP水解掉两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸,可作为RNA的组成单位,C正确;
D、萤火虫尾部发光属于需能反映,ATP为直接能源物质,ATP高能磷酸键的水解可放出能量提供给萤火虫用来发光,D正确。
故选A。
14.(21-22高一上·青海西宁大通回族土族自治县·期末)下列关于细胞中ATP的合成和利用的叙述,错误的是( )
A.合成ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸
B.细胞内许多放能反应与ATP的合成相联系
C.ATP与ADP相互转化是可逆反应
D.ATP释放的能量的去向包括主动运输、大脑思考、电鳐发电等
【答案】C
【分析】ATP叫腺苷三磷酸,结构简式是A-P~P~P,其中A代表腺苷,T代表三个,P代表磷酸,ATP在细胞内的含量很少,但是细胞对于ATP的需要量很大,ATP与ADP在细胞内不停地转化,保证了细胞对于ATP的大量需求。
【详解】A、在植物细胞中,合成ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸,在动物细胞中,合成ATP的生理过程有细胞呼吸,A正确;
B、ATP的水解释放能量,吸能反应与ATP的水解相联系,ATP的合成消耗能量,放能反应与ATP的合成相联系,B正确;
C、ATP的水解与ATP的合成的场所不同,需要的条件也不同,故ATP和ADP的相互转化不是一个可逆反应,C错误;
D、ATP释放的能量可为各种生命活动直接供能,去向包括主动运输、大脑思考、电鳐发电等,D正确。
故选C。
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