2018届高三生物二轮复习专题_专题细胞内的酶与ATP专题能力提升练.pdf

1 专题课件 专题 2 细胞内的酶与 ATP (30 分钟100 分) 一、单项选择题( 共 10 个小题 , 每小题 6分 , 共 60 分) 1.(2017 ·天津高考 ) 将 A、B 两种物质混合,T1时加入酶C。下图为最适温度下A、B 浓度的 变化曲线。叙述错误的是世纪金榜导学号73414120( ) A.酶 C降低了 A生成 B这一反应的活化能 B.该体系中酶促反应速率先快后慢 C.T2后 B增加缓慢是酶活性降低导致的 D.适当降低反应温度,T2值增大 【解析】 选 C。题图中加入酶C 后 ,A 浓度下降 ,B 浓度上升 , 推测 A 经过反应生成了B, 酶 C 降低了 A生成 B这一反应的活化能,A 项正确 ; 该体系中在 T1T2段曲线变化幅度较大,T2以后曲 线趋于平缓 , 反映出酶促反应速率先快后慢,B 项正确 ;T2后 B 增加缓慢是作为反应物的A 过 少造成的 ,酶的活性变化不明显,C 项错误 ; 图示为最适温度下A、 B 浓度的变化曲线,适当降 低反应温度 , 反应速率减慢,T2值增大 ,D 项正确。 2.(2017 ·内江二诊) 为验证酶的高效性, 有人进行了如图所示的实验。下列叙述正确的是 ( ) A.加入氯化铁的试管必须加热处理 B.两支试管加入催化剂的分子数相同 C.两支试管中过氧化氢的分解速率相同 2 D.反应完成后 , 两支试管中的生成物总量相同 【解析】 选 D。图示实验的自变量为催化剂的种类, 两支试管都是在常温下, 加氯化铁的试管 不能加热处理 ,A 错误 ; 两支试管加入催化剂的分子数不相同, 氯化铁的数量远远多于酶的分 子数量 ,B 错误 ; 两支试管中过氧化氢的分解速率不同, 加过氧化氢酶的分解速率大于加氯化 铁的分解速率,C 错误 ; 因加入的过氧化氢量( 无关变量 ) 相等 , 反应完成后 , 两支试管中生成 物总量相同 ,D 正确。 3.(2017 ·长春四模 ) 下列关于酶和ATP的说法中 , 正确的是( ) A.保存人唾液淀粉酶的最适温度是37 B.酶、遗传物质和抗体都属于生物大分子 C.细胞中的吸能反应必然伴随ATP的合成 D.一个 ATP分子中含有的化学能比一个葡萄糖分子含有的化学能多 【解析】 选 B。37是唾液淀粉酶催化反应的最适温度, 唾液淀粉酶应该低温保存,A 错误 ; 生物大分子是构成生命的基础物质, 包括蛋白质、核酸、多糖等, 因此酶、 遗传物质、 抗体都 属于生物大分子,B 正确 ; 细胞中各种生化反应所需能量的直接来源是ATP水解释放的能量, 所以吸能反应必然伴随着ATP的水解 ,C 错误 ; 一分子葡萄糖在细胞内氧化分解可以产生大量 ATP,因此一个 ATP分子中含有的化学能比一个葡萄糖分子含有的化学能少,D 错误。 4.( 新题预测 ) 在比赛时不能使用激素, 但可服用ATP,关于 ATP,以下说法合理的是( ) 世纪金榜导学号73414121 A.自然界中的光能、热能都可以转化为ATP中的能量 B.在肌细胞吸收K +的过程中 ,ATP 的含量会明显降低 C.电鳐产生生物电过程中, 可由 ATP直接供能 D.由于 ATP具有特异性 , 可以定向进入肌细胞, 治疗肌肉萎缩 【解析】 选 C。热能不能转化为ATP中的能量 ,A 项错误 ; 肌细胞吸收K +属于主动运输 ,需消耗 ATP,但由于存在 ADP和 ATP的相互转化 ,ATP 的含量不会明显降低,B 项错误 ;ATP是直接能源 , 可为电鳐发电提供能量,C 项正确 ;ATP 无特异性 ,D 项错误。 【加固训练】 (2017 ·厦门三模 ) 下列关于人体内ATP的叙述 , 错误的是( ) A.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的 B.线粒体中大量产生ATP时, 一定伴随着氧气的消耗 C.在生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多 3 D.一分子 ATP脱去两个磷酸基团可形成一分子腺嘌呤核糖核苷酸 【解题指导】 解答本题需明确: (1) 并非一切需能的活动都是由ATP直接供能 ,如 UTP 参与半乳糖代谢、 GTP参与三羧酸循环、 CTP参与某种多糖合成等。 (2) 并非线粒体中产生ATP的过程都消耗氧气, 细胞质基质和线粒体基质中产生ATP时不需要 氧参与。 【解析】 选 C。ATP是直接的能源物质, 细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接 提供的 ,A 正确 ; 线粒体是有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸的第三阶段产生的ATP最多 ,该过程 消耗氧气 ,B 正确 ;ATP在生命活动旺盛的细胞内含量也是很少, 但 ATP与 ADP可以快速转化,C 错误 ;ATP 由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸组成, 因此一分子ATP脱去两个磷酸基 团可形成一分子腺嘌呤核糖核苷酸,D 正确。 5.(2017 ·渭南二模 ) 下列关于细胞代谢的叙述, 正确的是( ) A.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 B.细胞质基质中不能产生ATP C.人和植物细胞内都会发生葡萄糖转化为乙醇的过程 D.用O研究细胞的有氧呼吸, 则 18O的转移途径是 OC 18O 2 【解析】 选 D。低温能降低酶活性的原因是暂时抑制酶活性,没有破坏酶的空间结构, 高温、 强酸、强碱会破坏酶的空间结构,A 错误 ; 细胞质基质中进行细胞呼吸第一阶段, 产生ATP,B 错误 ; 人和少部分植物细胞( 如马铃薯块茎) 内都不会发生葡萄糖转化为乙醇的过程,C 错误 ; 用O 研究细胞的有氧呼吸,H2O 参与有氧呼吸第二阶段, 所以O 中 18O 的转移途径是 OC 18O 2,D 正确。 6.(2017 ·连云港三模 ) 如图是淀粉酶催化淀粉水解的相关曲线。下列叙述正确的是( ) A.若增加酶浓度, 则曲线可由b a B.若增加底物浓度,则曲线可由cb C.若该图为在不同pH条件下的水解曲线, 则 a 对应的 pH为最适 4 D.若该图为在不同温度条件下的水解曲线, 则 c 对应的反应温度低于a 【解析】选 A。 若增加酶浓度 , 则反应加快 , 达到平衡所需的时间缩短, 曲线可由ba,A 正确 ; 若增加底物浓度, 则反应达到平衡后, 生成物的量会增多,B 错误 ; 根据题图无法确定a 对应的 pH为最适 pH,要确定最适pH,还需围绕a 缩小梯度进一步设计并完成相关实验,C 错误 ; 由于 温度过高或过低均影响酶活性,c 对应的反应温度也可能高于a,D 错误。 【加固训练】 下图中甲曲线表示在最适温度下, 某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲 线分别表示该酶促反应速率随pH或温度的变化趋势。下列相关分析, 正确的是( ) A.在 A点适当提高温度或在B点适当增加酶的浓度, 反应速率都将增大 B.图中 E点代表该酶的最适pH,H 点代表该酶的最适温度 C.短期保存该酶, 适宜条件对应于图中的D、H两点 D.研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应, 均可得到上图曲线 【解析】 选 C。首先根据曲线变化判断乙曲线代表温度对酶促反应的影响, 丙曲线代表pH对 酶促反应的影响。甲曲线是在最适温度下测定的, 在 A点提高温度 , 反应速率将降低, 故 A项 错误 ; 图中 E 点代表酶的最适温度,H 点代表酶的最适pH,故 B项错误 ; 酶应该在最适pH、低 温下保存 ,故 C项正确 ; 过氧化氢受热易分解, 故当用过氧化氢酶研究温度对酶促反应速率的 影响时 , 高温时反应速率不会为零, 故 D项错误。 7.( 新题预测 ) 下图是某课外活动小组探究酶活性影响因素的实验结果( 实验中用盐酸创设酸 性条件 , 盐酸能催化淀粉水解) 。下列有关叙述正确的是( ) 世纪金榜导学号73414122 A.实验的自变量是1 h 后淀粉剩余量, 因变量是pH 5 B.pH 为 1 时有淀粉水解, 则过酸条件下酶没有失活 C.pH 为 3 时酶的活性小于pH为 9 时酶的活性 D.与盐酸相比 , 淀粉酶降低反应活化能的作用要弱 【解析】 选 C。实验的自变量是pH,因变量是酶的活性或淀粉的分解速率,A 错误 ;pH 为 1 时 属于过酸条件 , 酶失活 , 有淀粉水解是因为盐酸使淀粉水解,B 错误 ;pH 为 3 和 pH为 9 的条件 下淀粉剩余量相等, 但 pH为 3 条件下的酶活性小于pH为 9 条件下的酶活性, 原因是 pH为 3 的条件下 ,盐酸可使淀粉水解,C 正确 ; 比较 pH为 1 和 pH为 7 的实验结果可知,pH 为 7 的条件 下淀粉的剩余量小于pH为 1 的条件下淀粉的剩余量, 故说明与盐酸相比, 淀粉酶降低反应活 化能的作用更显著,D 错误。 8.(2017 · 南京三模 ) 现从萤火虫体内分离得到荧光素和荧光素酶的混合溶液,在有氧条件下, 只要向溶液中加入一定量的ATP,荧光素就能氧化而发出荧光。下列叙述错误的是( ) A.使生物发光的直接能源物质是ATP B.ATP含有 3 个高能磷酸键, 其中 A代表腺苷 C.荧光素酶会降低荧光素发光反应所需的活化能 D.一定范围内荧光素的发光强度可反映ATP含量的多少 【解析】选 B 。 ATP是绝大多数生命活动的直接能源物质, 使生物发光的直接能源物质是ATP,A 正确 ;ATP 含有 2 个高能磷酸键,B 错误 ; 酶的作用是降低反应所需的活化能, 荧光素酶会降低 荧光素发光反应所需的活化能,C 正确 ; 荧光素发光需要ATP提供能量 , 一定范围内 , 荧光素的 发光强度可反映ATP含量的多少 ,D 正确。 【加固训练】 下列有关ATP的叙述 , 正确的是( ) A.维持人体体温的能量主要来自ATP的水解 B.植物细胞产生的ATP,均可用于一切生命活动 C.ATP分子中的两个高能磷酸键稳定性不同 D.ATP与绝大多数酶的组成元素不存在差异 【解析】 选 C。维持人体体温的能量主要来自细胞呼吸产生的热能,A 项错误 ; 植物细胞光合 作用过程中光反应产生的ATP,只能用于暗反应,B 项错误 ;ATP 分子中的两个高能磷酸键稳定 性不同 , 远离腺苷的高能磷酸键更易断裂,C 项正确 ; 绝大多数酶的本质是蛋白质, 组成元素 为 C、H、O 、N,ATP的组成元素是C、H 、 O 、N、P,因此组成元素存在差异,D 项错误。 9.(2017 ·太原三模 ) 下列关于叶肉细胞内ATP的描述 , 正确的是( ) 6 A.ATP的结构决定了其在叶肉细胞中不能大量储存 B.光合作用产生的ATP可以为 Mg 2+进入叶肉细胞直接提供能量 C.ATP与 ADP的相互转化中, 物质和能量都可循环利用 D.葡萄糖分子在线粒体内彻底氧化分解,可以产生大量ATP 【解析】 选 A。ATP中远离 A的高能磷酸键容易断裂, 决定了其在细胞内的含量很少,A 正确 ; 植物叶肉细胞吸收Mg 2+的方式是主动运输 , 需要细胞呼吸产生的ATP提供能量 ,B 错误 ;ATP 与 ADP的相互转化中 , 物质可循环利用, 而能量不能循环利用,C 错误 ;葡萄糖水解为丙酮酸发生 在细胞质基质中,D 错误。 10.(2017 ·武汉三模 )ATP 是生物体内最直接的能量来源, 如图是ATP的分子结构简式, 相关 叙述正确的是( ) A.ATP水解供能时之间的高能磷酸键都将断裂 B.水解和之间的高能磷酸键后的产物之一可作为RNA分子的合成原料 C.和之间的高能磷酸键断裂后所释放的能量主要以热能形式散失 D.ATP在细胞中能与ADP相互转化实现吸能和放能, 从而实现能量的循环利用 【解析】 选 B。ATP水解供能时只有之间的高能磷酸键断裂,A 错误 ; 水解和之间的 高能磷酸键后的产物之一为腺嘌呤核糖核苷酸, 可作为 RNA分子的合成原料,B 正确 ;和 之间的高能磷酸键断裂后所释放的能量用于各项生命活动,C 错误 ; 能量是不能循环利用 的,D 错误。 二、非选择题 ( 共 2 个小题 , 共 40 分) 11.(20分)(2017 ·合肥三模 ) 临床上大手术后患者常会发生术后疲劳综合征(POFS), 表现为 肌肉无力、 疲劳感增加等症状。为探明 POFS与肌肉细胞能量代谢的关系, 研究人员将若干生 理状态相同的健康成年雄性大鼠随机均分为对照组和模型组, 其中对模型组大鼠进行开腹后 切除 70% 中段小肠的处理。 定期检测术后肌肉中ATP 、ADP 、AMP的含量 (mg/kg), 结果如下表。 回答下列问题 : 7 组别被分析物术后第 1 d 术后第 3 d 术后第 7 d 对照组 ATP 880.3 1 003.2 1 833.6 ADP 640.7 739.7 866.6 AMP 209.2 274.3 511.8 模型组 ATP 819.5 936.1 1 822.4 ADP 641.5 746.7 934.0 AMP 210.3 275.2 547.7 注:AMP为 ADP水解掉一个磷酸基团后的产物。 (1) 肌肉细胞中产生ATP的部位是 _。 AMP由一分子磷酸、一分子核糖和 一分子腺嘌呤组成,与腺嘌呤脱氧核苷酸的区别是 _ 。 (2) 对照组大鼠应做_处理。 (3) 根据实验结果推测,POFS可能的病因是 _ 。 (4) 实验大鼠神经细胞吸收K +的过程 _( 填“需要”或“不需要” )ATP。 【解析】 (1) 肌肉细胞中细胞呼吸过程产生ATP,部位是细胞质基质和线粒体。AMP与腺嘌呤 脱氧核苷酸的区别是AMP中的五碳糖为核糖, 而腺嘌呤脱氧核苷酸中的五碳糖为脱氧核糖。 (2) 因模型组大鼠进行开腹后切除70% 中段小肠的处理, 则对照组大鼠应做仅开腹但不切除 70% 中段小肠的处理。 (3) 分析表格中数据,POFS可能的病因是术后肌肉细胞中ATP含量降低 ,ADP、 AMP的含量有所 升高 , 导致肌肉细胞中能量供应不足。 (4) 细胞外 K +浓度低于细胞内 K +浓度 , 故实验大鼠神经细胞吸收 K +的方式是主动运输 ,需要消 耗 ATP 。 答案 : (1) 细胞质基质和线粒体AMP中的五碳糖为核糖, 而腺嘌呤脱氧核苷酸中的五碳糖 为脱氧核糖(2) 仅开腹但不切除70% 中段小肠(3) 术后肌肉细胞中ATP含量降低 ,ADP、 AMP 积累 , 造成了肌肉细胞能量供应不足(4) 需要 12.(20分)( 能力挑战题 )(2017 ·福州三模 ) 耐热脂肪酶在工业上具有广泛应用, 科研人员从 小笼包蒸笼的垫布中分离到脂肪酶高产菌株, 大量培养后提取获得脂肪酶液, 以橄榄油为底 物设置系列实验以研究该酶特性。回答下列问题: 世纪金榜导学号73414123 8 (1) 脂肪酶能水解橄榄油但不能水解淀粉, 说明酶具有 _。 (2) 实验 : 每组试管中加入等量的酶和底物, 分别置于30、 35、 40、 45、 50、 55、 60水浴环境中,20分钟后 , 测量底物量的变化, 该实验的目的 是_ _ 。 (3) 实验 : 因工业上需要在不同温度条件下应用该酶, 若要测定酶液分别在 40、 50、 60条件下保存2小时后的酶活性变化, 实验思路是_ _ 。 (4) 实验 : 研究一定浓度的Mg 2+(10-4 mol/L) 对酶活性的影响, 已知该酶的最适pH 范围为 7.0 8.0, 实验结果如下。结果说明:_ 。 pH组别 酶相对活性 7.0 7.5 8.0 对照组20.54 20.67 20.62 实验组24.89 25.78 26.67 【解析】 (1) 脂肪酶能水解橄榄油但不能水解淀粉, 说明酶具有专一性。(2) 该实验的自变量 是温度 , 因变量是脂肪酶的活性, 观察指标是底物量的变化, 故该实验的目的是确定脂肪酶的 最适温度。 (3) 因工业上需要在不同温度条件下应用该酶, 若要测定酶液分别在40、50、 60条件下保存2 小时后的酶活性变化, 实验思路是设置三组实验, 每组加入等量脂肪( 橄榄 油), 分别加入等量在40、50、 60条件下保存2 小时后的脂肪酶, 在适宜条件下进行反 应, 一定时间后测量各组脂肪量的变化。(4) 实验组与对照组实验结果对比,说明 pH在 7.0 8.0 范围内时 , 一定浓度的Mg 2+能提高该脂肪酶的活性。 答案 : (1) 专一性 (2) 确定脂肪酶的最适温度 (3) 设置三组实验, 每组加入等量脂肪( 橄榄油 ), 分别加入等量在40、 50、 60条件下保存2 小时后的脂肪酶, 在适宜条件下进行反应, 一定时间后测量各组脂肪量的 变化 (4)pH 在 7.0 8.0 范围内时 , 一定浓度的Mg 2+能提高该脂肪酶的活性