2012届湖南二轮复习生物知能达标测评：1-3酶和ATP
1．(2011济宁育才中学模拟)下列有关人体处于不同状态下细胞内ATP变化的叙述中，正确的是( )
A．在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的速率下降
B．在紧张或愤怒状态下，细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP的速率
C．在剧烈运动中，通过神经和体液调节，细胞产生ATP的速率迅速增加
D．在饥饿时，细胞内产生ADP的速率大大超过产生ATP的速率
解析 C 在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，促使细胞代谢加强，产生ATP的速率升高，A项错误；无论何种状态下，细胞内产生ATP的速率基本等于产生ADP的速率，B、D项错误。
2. ATP是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法正确的是( )
A．图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B．图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
C．ATP与ADP快速转化依赖于酶具有高效性，酶具有高效性是因为它能降低活化能
D．图2中酶2催化的反应与细胞中的吸能反应相联系
解析 B 图1中A表示腺嘌呤，b、c表示高能磷酸键，方框内表示腺嘌呤核糖核苷酸。ATP水解时远离腺苷的高能磷酸键断裂。酶具有高效性是因为与无机催化剂相比，它能显著降低活化能。酶(无机催化剂)具有催化作用是因为能降低反应的活化能。吸能反应与ATP的水解相联系，肌肉收缩、暗反应、氨基酸合成蛋白质等都需要ATP水解提供能量，都属于吸能反应。酶2催化的反应是ATP的合成反应，与细胞中放能反应相联系，丙酮酸氧化分解等属于放能反应。ATP合成、ATP水解既不看作放能反应，也不看作吸能反应。
3．(2011河南洛阳模拟)酶能显著降低化学反应的活化能，适合在细胞内催化化学反应。有关叙述正确的是 ( )
A．细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的
B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C．酶具有高效性主要是因为酶一旦生成可以多次发挥作用
D．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用
解析 A 少数酶是RNA，无需核糖体合成；原核生物没有内质网、高尔基体，其酶的合成只需核糖体直接参与；真核生物的蛋白质类胞内酶一般也不需经过高尔基体的加工。酶具有高效性主要是因为酶能显著降低反应的活化能。人体中的酶可以在细胞内、内环境、外环境(如消化道)发挥作用。只要条件适宜，甚至还可完全脱离人体起作用(如在试管中催化化学反应)。
4．(2011湖北武汉模拟)下图表示人体内的某种生化反应，有关叙述正确的是( )
A．甲和乙都是反应的底物
B．丙、丁的分子量之和小于乙
C．该反应过程一定发生于细胞外
D．甲、乙、丙可能都不是蛋白质
解析 D 酶在反应前后理化性质保持不变。通过反应前后对比可知，甲没有变化，可以断定甲为酶，乙为底物。乙被分解成了丙和丁，该反应有可能是水解反应，若是水解反应，丙和丁的分子量之和比乙分子量大。酶的作用场所也可以在细胞内，如呼吸作用所需要的酶。大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，若图中甲为后者，则甲、乙、丙有可能都不是蛋白质。
5．(2011广州模拟)在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如下图Ⅰ所示。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如下图Ⅱ、Ⅲ所示。癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。下列图示与此机制相符的是( )
A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅲ D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
解析 C 竞争性抑制剂的作用原理是同底物竞争与酶的结合位点；非竞争性抑制剂是通过改变酶活性部位的结构，从而影响底物与酶的结合。癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用，其作用机制应与图Ⅲ相符。
6. 如图曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化剂催化和有酶催化条件下的能量变化过程。下列相关叙述正确的是( )
A．ab段表示在有酶催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能
B．ab段表示在无催化剂催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能
C．若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动
D．若改变反应的温度或pH而其他条件不变，则图中的曲线原有形状会发生改变
解析 D 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称为活化能。催化剂可以降低反应的活化能。bc段表示有酶存在的条件下物质A生成物质P反应需要的活化能；ac段表示在无催化剂催化条件下，使物质A生成物质P反应所需要的活化能；若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动；若改变反应的温度或pH而其他条件不变，则酶的活性会发生改变，故图中的曲线原有形状会发生改变。
7. 如图表示在适宜条件下，等量的过氧化氢经不同处理后生成物的量与时间的关系曲线(①加入2滴过氧化氢酶，②加入2滴Fe3＋，③加入2滴蒸馏水)，请分析判断下列结论正确的是 ( )
A．据图分析可知，①～③反应速率从慢到快依次是①、②、③
B．①与②相比，得出的结论是酶具有催化作用
C．①与③相比，得出的结论是酶具有高效性
D．酶和无机催化剂只能缩短化学反应达到平衡的时间，不改变平衡点
解析 D 据图分析可知，①～③反应速率为③＜②＜①；结合教材实验的设计思路和曲线的含义，很容易得出B、C两项的结论是错误的，二者的结论颠倒了。
8．(2010北京海淀模拟)将采自加州和阿拉斯加的肾叶山蓼种子在相同环境中培养4个月，任其萌发和生长。然后分成三组分别在不同温度条件下培养，研究驯化温度对不同地区肾叶山蓼光合作用最适温度的影响。生长5～6个月后，测定光合作用最适温度，实验结果见下表。有关推测不能成立的是( )
驯化温度
光合作用最适温度/℃种
群原生长地
高温(昼32 ℃/夜21 ℃)
中温(昼21 ℃/夜10 ℃)
低温(昼12 ℃/夜4 ℃)
加州(高山)
28
21.5
17
阿拉斯加(北极)
21
20.5
20
A.驯化植物光合作用的最适温度发生了变化
B．不同地区的肾叶山蓼具有不同的驯化潜能
C．光合作用的最适温度是本实验的自变量
D．植物体内的酶系统可能发生适应性改变
解析 C 由表可知，不同温度驯化后，植物光合作用的最适温度不同，说明驯化植物光合作用的最适温度发生了变化。不同温度驯化后，高山肾叶山蓼的最适温度为28 ℃、21.5 ℃、17 ℃，北极肾叶山蓼的最适温度为21 ℃、20.5 ℃、20 ℃，说明不同地区的肾叶山蓼具有不同的驯化潜能，加州肾叶山蓼的驯化潜能更大。本实验的自变量是驯化温度和驯化对象(来自不同地区的肾叶山蓼)，因变量是光合作用的最适温度。光合作用最适温度的改变，有可能是植物体内的酶系统发生适应性改变的结果。
9. (2011上海模拟)王明同学提出了“低温会使酶的活性降低”的假设并设计实验进行验证。他在1、2、3号试管中依次分别加入了体积分数为3%H2O2溶液5 mL和蒸馏水0.5 mL，体积分数为3%H2O2溶液5 mL和常温的新鲜猪肝匀浆0.5 mL，体积分数为3%H2O2溶液5 mL和冷藏的猪肝匀浆0.5 mL，观察到的实验现象是1号试管没有气泡产生，2号和3号试管中都产生了大量气泡。下列说法正确的是( )
A．小王的假设不成立
B．应该把1号试管中的体积分数为3%H2O2溶液换成清水
C．应该把2号试管中的新鲜猪肝匀浆换成煮熟的猪肝匀浆
D．应该把3号试管中体积分数为3%H2O2溶液换成冷藏的体积分数为3%H2O2溶液且应控制在冷藏温度下反应
解析 D 研究温度对酶活性影响的实验中，应同时改变底物和酶的温度。该同学的3号试管中体积分数为3%H2O2溶液不是在低温状态下，与冷藏的猪肝匀浆混合后会引起反应液温度升高。所以应该把3号试管中体积分数为3%H2O2溶液换成冷藏的体积分数为3%H2O2溶液且应控制在冷藏温度下反应。
10．(2011大纲版全国理综，31)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。回答下列问题。
(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 本题考查了酶的化学本质、专一性和影响酶活性的因素，以及实验设计能力。(1)根据酶的专一性，测定脂肪酶活性应选择脂肪作为该酶作用的底物，反应液中应加入缓冲溶液以维持其酸碱度稳定。(2)能与双缩脲试剂反应呈紫色，说明该酶的化学本质为蛋白质。(3)测定该酶催化作用最适温度的实验的自变量为温度，设置好温度梯度是做好实验的关键。明确要求写出的是 “实验思路”而不是实验步骤。
答案 (1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质 (3)在一定温度范围内(包括55～65 ℃)设置一系列温度梯度，分别测量酶活性。若所测数据内出现峰值，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
11．(2011江苏苏北四市质检)从猪的唾液、胰液和新鲜肝脏细胞中分别提取到酶E1、E2、E3，它们与三种物质混合后情况如表1，且S3与E3混合后产生较多气泡，产生的气体能使带火星的卫生香复燃。表2为有关的颜色反应实验。据表回答(表中“＋”表示有反应，“－”表示无反应)：
表1
酶物质
E1
E2
E3
S1
＋
－
－
S2
－
＋
－
S3
－
－
＋
表2
试管
物质
碘液
斐林试剂
双缩脲试剂
1
S1
＋
－
－
2
S2
－
－
＋
3
S3
－
－
－
4
S1＋E1
－
＋
＋
5
S2＋E2
－
－
＋
6
S3＋E3
－
－
＋
(1)依据表中的信息，可以说明酶具有的特性是________，E2是________酶。
(2)在酶E1、E2、E3中，不能用于探究温度对酶活性影响的是________，理由是________________________________________________________________________。
(3)表2试管4、5、6中液体均能与双缩脲试剂反应的原因是________________________________________________________________________。
解析 (1) 由表1可知三种酶只能催化特定的反应，说明酶具有专一性(特异性)。由表2可知S2能与双缩脲试剂反应，说明S2为蛋白质，E2能催化S2，所以E2是蛋白酶。(2)S3与E3混合后产生较多气泡，产生的气体能使带火星的卫生香复燃，这是过氧化氢酶催化过氧化氢分解的结果。因为温度会影响过氧化氢的分解(无酶时高温下分解也很快)，不能分清过氧化氢分解速率的变化是由温度变化直接引起的，还是由温度影响酶的活性间接引起的，所以不能用于探究温度对酶活性的影响。(3) 酶E1、E2、E3都是蛋白质，而酶在反应前后质量和化学性质均不变，所以表2试管4、5、6中液体均能与双缩脲试剂发生紫色反应。
答案 (1)专一性(特异性) 蛋白(胰蛋白) (2)酶E3 温度会影响过氧化氢的分解，对实验结果产生干扰(温度会影响过氧化氢的分解，不能分清过氧化氢分解速率的变化是由温度变化直接引起的，还是由温度影响酶的活性间接引起的) (3)酶E1、E2、E3均为蛋白质
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