高考生物一轮复习专题09降低化学反应活化能的酶ATP.docx
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高考生物一轮复习专题09降低化学反应活化能的酶ATP
专题09降低化学反应活化能的酶、ATP
一、选择题（10小题，共50分）
1．关于酶的叙述正确的是（）
A．激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢
B．酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色
C．酶的合成都包括转录和翻译两个过程
D．RNA聚合酶能催化转录过程，也能使DNA中的氢键断裂
【答案】D
2．将等量的α-淀粉酶（70℃下活性不受影响，100℃高温下失活）与β-淀粉酶（70℃处理15min即失活）加适量蒸馏水混合，分为甲、乙、丙三组后，分別按下表所示步骤进行实验。
下列说法正确的是（）
组别
步骤
甲
乙
丙
步骤一
25℃下处理
70℃水浴处理15min后取出
100℃下处理15min后取出
步骤二
在25℃条件下加入等量且足量的淀粉溶液
步骤三
—段时间后，分别测量三组淀粉剩余量
淀粉剩余量
a
b
c
A．上述两种酶存在差异的根本原因是氨基酸与肽链的空间结构不同
B．丙组按步骤一处理后冷却至70℃，其中α-淀粉酶有活性
C．a与b的差值可体现出α-淀粉酶的活性
D．a-b与b-c的大小可用于比较两种酶在25℃下的活性
【答案】D
【解析】上述两种酶存在差异的根本原因是决定酶的基因不同，A错误；由于α-淀粉酶在100℃高温下失活，而β-淀粉酶70℃处理15min即失活，因此丙组按步骤一处理后冷却至70℃，α-淀粉酶与β-淀粉酶均无活性，B错误；由于25℃下处理甲组，两种酶具有活性，70℃水浴处理15min后β-淀粉酶失活，因此a与b的差值可体现出β-淀粉酶的活性，C错误；70℃水浴处理15min后β-淀粉酶失活。
而100℃下处理15min后两种酶均失活，因此b-c的大小可体现出α-淀粉酶在25℃下的活性，结合C的分析可知a-b与b-c的大小可用于比较两种酶在25℃下的活性，D正确。
3．ATP是细胞的能量“通货”，下列有关说法正确的是（）
A．ATP的合成一定需要酶，酶的催化作用都需要ATP供能
B．ATP中的A代表的是“腺苷”，含有的五碳糖为核糖
C．消耗ATP的物质运输一定是主动转运
D．维持人体体温的热能主要来自细胞内ATP的水解
【答案】B
4．科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质，并且发现该物质（简称F）不仅在能量储存过程中起着重要作用，而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。
生化实验还证实，当某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。
下列相关叙述错误的是（）
A．物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与
B．物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性
C．线粒体中若缺少物质F，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP
D．线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解
【答案】D
【解析】某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸，A正确；F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，当某些物质存在时，F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸，故F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性，B正确；F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，线粒体中若缺少它，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP，C正确；线粒体中形成ATP所需要的能量来自丙酮酸的分解和[H]和氧气结合，D错误。
5．苏氨酸在苏氨酸脱氨酶等酶的作用下，通过5步反应合成异亮氨酸。
当细胞中异亮氨酸浓度足够高时，其与苏氨酸脱氨酶结合，抑制酶活性;当异亮氨酸的浓度下降到一定程度时，异亮氨酸脱离苏氨酸脱氨酶，使苏氨酸脱氨酶重新表现出活性，从而重新合成异亮氨酸。
反应过程如下图所示：
以下推测合理的是（）
A．亮氨酸的合成一定不需要ATP提供能量
B．细胞通过正反馈调节机制控制异亮氨酸的浓度
C．苏氨酸脱氨酶空间结构发生改变后可恢复正常
D．异亮氨酸的合成不需要其它酶催化其反应
【答案】C
6．如图是人体细胞代谢部分简图。
图中甲表示ATP，下列有关叙述错误的是（）
A．甲→乙→丙→丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同
B．丙是RNA的基本组成单位之一
C．丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成
D．在成熟红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加
【答案】D
【解析】甲→乙→丙→丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反应的酶都不同，故A正确；丙为AMP，A是腺苷，由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成，加上1分子磷酸，构成1分子腺嘌呤核糖核苷酸，故B正确；丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊表示磷酸，是ATP的组成成分，故C正确；成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，不需要消耗ATP，故乙（ADP）的含量不会增加，故D错误。
7．下列有关酶与ATP的叙述，正确的是（）
A．酶的作用原理与无机催化剂不同，酶是降低了化学反应的活化能
B．随着温度的升高，酶的最适温度一般呈先升高后降低的趋势
C．细胞中吸能反应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP
D．无氧呼吸产生的ATP少，是因为有机物的大部分能量以热能的形式散失
【答案】C
【解析】酶与无机催化剂都能加快化学反应速率，二者的作用机理相同，都能够降低化学反应的活化能，但酶降低的效果更为显著，A错误；酶的最适宜温度一般是不变的，随着温度的升高酶的活性先升高后降低，甚至失活，B错误；细胞中吸能反应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP，C正确；无氧呼吸产生的不彻底的氧化产物中含有大量的能量，所以其释放的能量少，D错误。
8．在最适温度和最适pH条件下，用人体胃蛋白酶溶液与一定量的稀释鸡蛋清溶液混合，测得生成物量与反应时间的关系如图中A曲线所示。
下列说法正确的是（）
A．A曲线70min后，生成物量不再增加的原因是酶的数量有限
B．探究胃蛋白酶的最适pH时应设置过酸、过碱和中性三组实验
C．将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验，结果与B曲线一致
D．形成B曲线的原因可能是将反应温度变为25℃，其他条件不变
【答案】D
9．下列有关细胞中能量代谢的某些过程，叙述正确的是（）
A．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖、磷酸基团构成
B．放能反应所释放的能量绝大多数用于①过程
C．腺苷二磷酸是细胞吸能反应和放能反应的纽带
D．光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应
【答案】D
【解析】ATP是由腺嘌呤、核糖和磷酸基团组成，A错误。
放能反应所释放的能量大多以热能形式散失，部分用于2过程，B错误。
腺苷三磷酸是细胞吸能反应和放能反应的纽带，C错误。
光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应，D正确。
10．能荷是指总的腺苷酸系统中（即ATP、ADP和AMP浓度之和）所负荷高能磷酸键的数量，即能量负荷，计算公式为能荷=（ATP+0．5ADP）/（ATP+ADP+AMP），下列生理过程能使细胞内的能荷增加的是（）
A．［H］和O2在生物膜上结合产生H2O
B．植物生长素由顶芽向侧芽运输
C．成熟的红细胞通过渗透作用吸水
D．氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链
【答案】A
二、非选择题（4小题，共50分）
11．研究温度对某种酶活性的影响实验，设置三个实验组：
A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。
回答下列问题：
（1）若除酶以外的所有试剂已预保温，在测定酶活力的实验中，请将下列操作按顺序排列：
___→⑤______→________→②
①加入酶②检测产物③保温并计时④加入pH缓冲液⑤加入底物
（2）已知酶的主要作用为降低反应的活化能，那么活化能的定义是___________________________。
（3）C组的产物浓度明显低于另外两组是因为在60℃环境下_____________，导致酶失活。
（4）若此酶为从动物体内提取的某种消化酶，则研究它在生物体内的合成和运输使用的科学方法为_____________，其分泌过程体现了细胞膜的__________________________。
【答案】
（1）④①③
（2）分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
（3）空间结构被破坏
（4）同位素标记法流动性
【解析】
（1）本实验的目的是测定酶活力，因此在该实验中，pH（缓冲物质）、温度均为无关变量，无关变量（缓冲物质）会影响酶促反应速率，因此在酶与底物混合之前应该加缓冲物质，酶和底物混合后，需要适宜的温度下保温一段时间，为酶促反应提供反应时间。
因此该实验操作的正确顺序为④→⑤→①→③→②。
（2）已知酶的主要作用为降低反应的活化能，那么活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
（3）反应结束时，C组产物浓度低于A、B组，原因是C组温度过高，破坏酶的空间结构，反应一段时间之后酶变性失活，无法催化反应进行，说明酶所催化的化学反应一般是在适宜温度的条件下进行的。
（4）若此酶为从动物体内提取的某种消化酶，则研究它在生物体内的合成和运输使用的科学方法为同位素标记法，其分泌过程体现了细胞膜的流动性。
12．重金属离子会导致蛋白质分子变性，为探究铜离子对唾液淀粉酶活性有抑制作用，某同学进行了实验，实验步骤如下（已知SO42-对实验结果没有影响）请回答：
（一）实验步骤
实验步骤
试管甲
试管乙
步骤1
加入1%CuSO4溶液和pH6．8缓冲液各1mL
加入X
步骤2
各加入1%淀粉酶溶液1mL，混匀后放置一段时间
步骤3
各加入1%淀粉溶液1mL，放入37℃恒温水浴保温一段时间
步骤4
取出试管，各加入1%碘溶液3滴，观察颜色变化
（二）讨论与分析
（1）实验中设置试管乙的目的是___________，“实验步骤”中X处应为___________；
（2）有同学提出由于___________，用上述步骤的检测方法可能会对实验结果产生干扰，并提出另外一种结果检测方法并预测实验结果。
①检测方法：
取出试管，各加入等量的___________，并在50℃-65℃温水浴2min，观察颜色变化。
②预测结果：
试管甲______________________；试管乙______________________。
【答案】
（1）对照蒸馏水和pH为6．8的缓冲液
（2）各1mLCuSO4溶液呈蓝色斐林试剂无砖红色（或呈蓝色）出现砖红色沉淀
（2）①由于CuSO4溶液呈蓝色，可能会对实验结果产生干扰，所以可以用斐林试剂代替碘液进行鉴定，即取出试管，各加入斐林试剂1mL，60℃恒温水浴2分钟，观察颜色变化。
②铜离子会破坏唾液淀粉酶的活性，所以甲试管淀粉不能被分解，而淀粉为非还原糖，所有甲试管无砖红色（或蓝色）；乙试管淀粉酶将淀粉水解成还原糖，与斐林试剂反应出现砖红色沉淀。
13．cAMP（环化一磷酸腺苷）是一种细胞内的信号分子。
研究表明，cAMP对初级卵母细胞完成减数第一次分裂有抑制作用，大致机理如下图所示。
（1）由图可知，被激活的酶A能催化ATP脱去两个_______基团并发生环化形成cAMP，cAMP能活化酶P。
（2）女性在胚胎时期卵原细胞就发育成为初级卵母细胞，但初级卵母细胞启动减数第一次分裂则需要等到进入青春期之后。
依据上图推测，进入青春期后女性的初级卵母细胞恢复分裂的信号途径是_________________，细胞内的cAMP浓度降低，活化的酶P减少，解除了对减数第一次分裂的抑制作用。
（3）初级卵母细胞的不均等分裂依赖于细胞膜内陷位置形成的缢缩环。
有人认为cAMP抑制减数第一次分裂是因为影响了缢缩环，为此搜集了小鼠的初级卵母细胞，在诱导恢复分裂后，用两种特异性药物（药物H和药物F）进行了实验，结果如下图所示。
①应从小鼠的_______（器官）中获取初级卵母细胞，然后转移到37℃、含5％CO2的恒温培养箱中培养。
②根据上述结果推测，药物F对酶A有________作用，cAMP抑制减数第一次分裂的原因除了阻止缢缩环的形成，还可能是______________。
【答案】
（1）磷酸
（2）信号分子2作用于S2蛋白，通过G2蛋白抑制酶A
（3）卵巢激活干扰缢缩环的定位
【解析】
（1）ATP含有三个磷酸基团，ATP脱去两个磷酸基团可环化形成cAMP。
（2）活化的酶P能抑制初级卵母细胞分裂，进入青春期后女性的初级卵母细胞恢复分裂，应是酶P活性被抑制，进而可知ATP形成cAMP的过程被抑制，据图可知其原因应是信号分子2作用于S2蛋白，通过G2蛋白抑制酶A，抑制ATP分解过程。
（3）①小鼠的减数分裂发生于卵巢中。
应从小鼠的卵巢中获取初级卵母细胞。
②药物F能降低正常完成减数第一次分裂的初级卵母细胞数量，应是提高了细胞中cAMP量，药物F对酶A有激活作用，以促进ATP形成cAMP。
药物F作用后，出现部分产生两个体积相近的细胞的初级卵母细胞，可推测cAMP可能是干扰缢缩环的定位，抑制减数第一次分裂。
14．不良环境能使植物体内酶活力下降，酶活力降低的程度可作为衡量植株耐受性的重要指标。
为探究不同植物叶片对汽车尾气的耐受能力，研究人员将两年生的香樟和杜鹃分别置于密闭气室中，用相同浓度的汽车尾气处理16h，取叶片研磨后获得叶片研磨液。
用如图装置进行实验，每组实验测定4次，每次向锥形瓶中加入2mL叶片研磨液后均测定5min内的气体收集量，结果如表（单位：
mL）。
请回答下列问题：
次数
植物
第1次
第2次
第3次
第4次
平均
香樟
对照组
2．1
2．0
2．2
2．1
2．1
实验组
1．6
1．45
1．5
1．35
1．48
杜鹃
对照组
3．0
2．8
2．9
2．9
2．9
实验组
1．8
1．9
2．0
1．9
1．9
（1）本实验中应设计的对照组，对照组的处理方式是：
将生理状况相似的香樟或杜鹃置于_______的密闭气室中放置16小时。
（2）本实验用气体产生量衡量酶活力的原因是______________。
（3）制备香樟和杜鹃的叶片研磨液时加入缓冲液，其目的是避免研磨过程中_________的变化对H2O2酶产生影响。
恒温水浴设定为32℃的原因是______________。
（4）统计气体收集量时，对每种实验材料均进行4次，并计算平均值，其目的是______________。
（5）实验表明：
对汽车尾气污染耐受力较强的植物是___________，判断的理由是__________。
【答案】
（1）不含汽车尾气
（2）酶活力越高，催化H2O2分解的速率越快，气体产生量越多
（3）pH32℃是过氧化氢酶催化的适宜温度
（4）保证实验数据的可靠性
（5）香樟相同浓度的汽车尾气处理后，香樟过氧化氢酶活力下降的相对幅度更小
（2）叶片研磨液中含有过氧化氢酶，酶活力越高，催化过氧化氢分解速率越快，气体产生量越多，所以本实验可用气体产生量衡量酶活力。
（3）实验要遵循单一变量原则，制备香樟和杜鹃的叶片研磨液时，加入缓冲液的目的是维持pH的相对稳定，避免研磨过程中pH的变化对过氧化氢酶产生影响；32℃是过氧化氢酶的适宜温度，故恒温水浴设定为32℃。
（4）统计气体收集量时，对每种实验材料均进行4次并计算平均值，其目的是：
重复试验计算平均值，保证实验数据的可靠性。
（5）根据表格数据可知：
相同浓度的汽车尾气处理后，香樟5min内的气体收集量变化幅度较小，说明香樟过氧化氢酶活力下降的相对幅度更小，故对汽车尾气污染耐受力较强的植物是香樟。
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