【名师一号】高考生物一轮复习 （基础回扣+考点整合+命题研析+课内外训练） 39 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量“通货” ATP专讲专练（含详解）新人教版必修1.doc

课后限时练(九)降低化学反应活化能的酶和细胞的能量“通货”atp1(2012福建龙岩一模)神经细胞在兴奋时，下列几种酶中最活跃的是()arna聚合酶bdna解旋酶c蛋白酶、脂肪酶d与atp和adp相互转化有关的酶解析神经细胞在兴奋时，na内流产生神经冲动，消耗能量，与atp和adp相互转化有关的酶最活跃。答案d2关于酶与atp的叙述，正确的是()a人体成熟的红细胞既能产生酶又能产生atpb酶的形成需要消耗atp，atp的形成需要酶的催化c酶与atp均具有高效性与专一性datp含有核糖，而所有的酶均不含核糖解析人体成熟的红细胞无核糖体，不能产生酶，但红细胞能无氧呼吸产生atp。合成酶要消耗atp，atp的形成需要合成酶的催化。酶具有高效性与专一性，atp供各种生命活动利用，没有高效性与专一性。atp含有核糖，有的酶是rna，也含有核糖。答案b3如图所示在不同条件下，酶催化反应的速度(或生成物)变化，有关叙述不正确的是()a图虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度的关系b图虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量变化的示意曲线c若图中的实线表示fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率d图不能表示在反应开始后的一段时间内反应速度与时间的关系解析酶量增加一倍时，在底物浓度相同的情况下，反应速度加快，但是整个反应中，生成物的总量不变，因此图、图正确 。在其他条件一定的情况下，反应开始时，底物浓度高反应速度快，随着底物浓度的降低，反应速度逐渐减慢，因此图能表示在反应开始后的一段时间内反应速度与时间的关系。答案d4(2012潍坊、东营、淄博、滨州四市联考)研究化合物p对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是()a底物浓度可影响酶促反应速率b若反应温度不断升高，则a点持续上移cp对该酶的活性有抑制作用d曲线所代表的反应比曲线先达到反应平衡解析由图可知，底物浓度在一定范围内，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，a正确；酶促反应都有适宜的温度，超过这一温度时，酶的活性会降低，酶促反应速率下降，a点不会持续上移，b错误；与仅有酶的曲线相比，加入化合物p后酶促反应速率降低，说明p对该酶的活性有抑制作用，c正确；从坐标图可以看出，曲线条件下比条件下反应速率高，故达到反应平衡所需的时间要短，d正确。答案b5atp在生物体的生命活动中发挥着重要的作用，下列有关atp的叙述，不正确的有几项()人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成atp若细胞内na浓度偏高，为维持na浓度的稳定，细胞消耗atp的量增加atp中的“a”与构成dna、rna中的碱基“a”不是同一物质atp是生物体生命活动的直接供能物质，但在细胞内含量很少能进行有氧呼吸的细胞不一定含有线粒体，但一定含有相关的酶，可产生atpatp中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生atp的量增加a0项b1项c2项d3项解析人体成熟的红细胞中无线粒体，但可以通过无氧呼吸产生atp，蛙的红细胞、鸡的红细胞中均有线粒体，可以通过有氧呼吸产生atp，故正确。若细胞内na浓度偏高，通过消耗能量的主动运输方式排出na，可以维持na浓度的稳定，故正确。atp中的“a”表示腺苷，由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成，dna、rna中的碱基“a”表示腺嘌呤，故正确。人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，可以增强细胞代谢，使产热量和atp增多，以维持体温稳定，故正确。答案a6如图曲线1为最适温度下反应物浓度对酶促反应速率的影响，如果将反应温度略微升高或向反应混合物中再加入少量同样的酶，变化后的曲线最可能分别是()a42 b32 c24 d34解析最适温度下酶的活性最高，温度略微偏离最适温度，酶的活性就会下降，致使最大反应速率，要比最适温度下的最大反应速率小，曲线4符合；向反应混合物中加入少量同样的酶，最大反应速率提高，曲线2符合。答案a7取经过编号的5支试管分别加入2 ml 0.5 moll1的过氧化氢溶液，进行如下试验，根据实验内容，下列说法正确的是()a. 说明酶具有高效性的是3号和4号试管b1号和3号对照不能说明酶有专一性c3号和5号对照可以说明酶的活性受ph的影响d实验中不能体现酶的活性与温度之间的关系解析通过分析，2号和3号试管能说明酶具有高效性；1号和3号试管进行对照，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，而唾液淀粉酶不能催化该反应，说明了酶具有专一性；3号和4号试管对照说明了酶的活性与温度有关。答案c8如图(1)表示某酶促反应过程，图(2)表示图(1)的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线(物质a的起始浓度为10 mmoll1)。下列叙述错误的是()图(1)图(2)a物质a可能是麦芽糖但不可能是蔗糖b在该实验条件下物质a在2 min内可被完全分解c若曲线表示不同温度下酶促反应速率，则曲线温度一定低于曲线和d若曲线表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线酶浓度高于曲线和解析由图(1)看出，物质a被水解为2个c，可能是麦芽糖水解为2个葡萄糖，蔗糖水解为1个果糖和1个葡萄糖，所以不可能是蔗糖。由图(2)看出，2 min后物质a完全被分解。由曲线看出，的反应速率快于，可能是酶的浓度大，也可能是温度较更适宜，但不一定比低。答案c9(2013安徽省级示范校联考)某同学为了验证水稻发芽过程中产生了淀粉酶，于是研磨发芽的水稻种子，过滤得到提取液并加入淀粉溶液，对照组向等量的蒸馏水中加入淀粉溶液，并都置于40 下水浴一段时间，然后用碘液检验，发现实验组溶液不变蓝而对照组溶液变蓝，该实验设计的主要不足是()a没有做未发芽种子的对照实验b没有去除研磨液中水稻种子原有的淀粉c没有用斐林试剂检测淀粉分解的产物是否是还原糖d没有做重复实验，实验结果不可靠解析因为没有做未发芽种子的对照实验，不能确定淀粉酶是发芽过程中产生的还是未发芽就已存在。答案a10(2012福建莆田模拟)如图表示温度对淀粉酶活性的影响；图是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度(时间)变化的情况，下列说法中错误的是()at0表示淀粉酶催化反应的最适温度b图中，ta、tb时淀粉酶催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别c图中ta到tc的曲线表明随温度的升高，麦芽糖积累量不再上升，酶的活性已达到最大d图中a点对应的温度为t0解析图中tb到tc的曲线表明随温度的升高，麦芽糖积累量不再上升，因为温度过高，酶已失活，反应停止。答案c11猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了甲、乙两组实验，如图所示。经35 水浴保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4不加任何试剂，下列实验能达到目的的是()a实验甲 b实验乙c实验甲、实验乙都能 d实验甲、实验乙都不能解析本题考查实验分析，中等题。实验甲中由于蛋白酶本身也属于蛋白质，即使猪笼草分泌液中有蛋白酶，能将蛋白液分解了，但是在双缩脲的检测下，溶液中还是有蛋白质，这样结果不准确，而实验乙是通过观察组织块的消失速度来做出判断，b对。答案b12.在一块含有淀粉的琼脂块上的四个圆点位置，分别用不同的方法处理，如下图所示。将上述实验装置放入37 恒温箱中，保温处理24 h后，将碘液滴在琼脂块上，可见其上面呈蓝色的斑块个数是()a1 b2 c3 d4解析酶的活性需要一定的温度和酸碱度，过高或过低，都会导致其活性的丧失。唾液与酸混合导致唾液淀粉酶的活性丧失，煮沸唾液时高温使唾液淀粉酶变性，蔗糖酶不能催化淀粉水解。答案c13(2012衡阳六校联考)下列对有关实验的变量的叙述，正确的是()a在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和ph是自变量b在探究氯化钠浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，氯化钠浓度是因变量c探究光照强度对植物光合作用速率影响的实验中，co2浓度、温度、植物种类等是无关变量d在探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，温度可以随便控制解析在探究温度对酶活性影响的实验中，自变量为温度，ph为无关变量；在探究氯化钠浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，氯化钠浓度是自变量；在探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，温度应相同且适宜，而不是随便控制；在探究光照强度对植物光合作用速率影响的实验中，自变量为光照强度，co2浓度、温度、植物种类等会影响光合作用速率，属于无关变量。答案c14请回答下列问题。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d分钟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_d分钟。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，其场所为叶绿体囊状结构薄膜。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)叶绿体囊状结构薄膜(2)(3)底物已完全被消耗尽如图虚线所示(4)降低化学反应的活化能大于(长于)教 师 备 用 资 源一、酶的结构下面的模型是核糖核酸酶s，能够分解rna分子。它是一种典型的酶，是一种由几百个原子构成的球状蛋白质。黑色阴影区域称为活性部位，反应物就结合在这个部位。二、酶如何发挥作用上个世纪初提出的锁与钥匙模型认为，反应物与酶的活性部位相嵌合。后来更多的研究揭示出这个过程很可能与诱导契合有关，酶或反应物略微改变形状，使二者能够结合在一起，这种结合可以使反应更快地进行。试一试你能概括出“锁与钥匙模型”、“诱导契合模型”各自的特点吗？提示酶与反应物结合时，反应物的结构与酶的活性部位的结构十分吻合，就好像一把钥匙配一把锁一样。酶的这种互补的形状，使酶只能与对应的化合物契合，从而排斥了那些形状、大小不适合的化合物。酶并不是事先就以一种与反应物互补的形状存在，而是在受到诱导之后才形成互补的形状。反应物一旦结合上去，就能诱导酶蛋白的空间结构发生相应的变化，从而使酶与反应物契合。酶的存在只是使反应更容易发生。催化剂发挥作用的本质是降低化学反应所需的活化能。三、酶的辅助因子与抑制剂酶的活性常常受到其他物质的影响，其中一些物质可以提高酶的活性，称为辅助因子。它们是酶的非蛋白成分，可以是有机分子，也可以是无机离子(如ca2，zn2)。可以使酶暂时失活或永久失活的化学物质，称为酶的抑制剂。酶的类型尽管已经证实有的rna具有酶的特性，但是几乎所有的酶都是由蛋白质构成的。有些酶仅由蛋白质构成，而有的酶需要添加额外的成分来完善其催化功能。这些辅助因子可以是称为辅基的永久性附加部分，也可以是称为辅酶的暂时性附加部分，反应后即分离，然后再与其他酶结合，参与其他反应。酶的抑制剂包括可逆性抑制剂和不可逆性抑制剂，可逆性抑制剂分为竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂和变构抑制剂等。可逆性抑制剂不可逆性抑制剂某些重金属与酶蛋白的巯基(sh)永久地紧密结合，破坏酶的催化功能，如镉、砷、铅、汞等。汞是竞争性抑制剂，它直接与木瓜蛋白酶活性部位上的sh结合，而其他绝大多数重金属是非竞争性抑制剂。重金属存留在生物体内，排出缓慢。四、生物体内代谢的复杂性与酶种类的多样性1酶种类多样性与机体代谢复杂性相适应从性质上看，新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化，即一系列酶促反应的总合。生物体发育过程中分化而成的不同组织细胞功能的差异，主要体现在新陈代谢的不同，即细胞内一系列化学反应的不同，因此酶的种类多种多样，服务于生物体复杂的代谢活动。2酶的种类酶种类很多，分类标准非常复杂，仅就教材中涉及到的几种进行简介：(1)(2)(3)按功能可分为水解酶、合成酶(聚合酶)、解旋酶、转氨酶等等，见下表。种类功能举例水解酶(分解酶)催化某些特殊的键(与水反应)的断裂，断裂的键的两端通常各自加一个羟基或氢原子淀粉酶、麦芽糖酶、脂肪酶、蛋白酶、肽酶、dna酶、纤维素酶、果胶酶、限制性核酸内切酶等合成酶(缩合酶)催化某些分子的基团之间通过缩去一些小分子，如h2o、h2等，连接在一起蛋白质合成酶、dna聚合酶、atp合成酶、逆转录酶、dna连接酶、rna聚合酶等其他类型的酶催化某些物质或基团发生特定反应转氨酶、pep羧化酶、解旋酶、固氮酶等教 师 备 用 资 源1.(2011新课标)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是()a甲酶能够抗该种蛋白酶降解b甲酶不可能是具有催化功能的rnac乙酶的化学本质是蛋白质d乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变解析由题图可知甲酶不被蛋白酶降解，可能是rna。乙酶能被蛋白酶降解，说明乙酶是蛋白质，蛋白酶降解乙酶是破坏了其空间结构。答案b2如图分别表示温度、ph与酶活性的关系，叙述不正确的是()a曲线a上的b点所对应的温度表示该酶的最适温度b人体内胃蛋白酶的活性与曲线b相似c曲线b、c说明不同的酶有不同的最适phd酶活性随温度的升高而增强解析在一定温度范围内酶活性随温度的升高而增强。答案d3.(2012启东中学模拟)atp是生物体内重要的能源物质，下列有关叙述不正确的是()a. amp可以作为合成atp及mrna的原料b甲过程中释放的能量可以用于c3还原或细胞分裂c丁过程中合成atp所需能量可以是光能、化学能、热能d催化乙过程和丙过程的酶肯定不是同一种酶解析本题考查atp、adp及amp相互转化及利用的知识。分析图示不难发现，atp、adp、amp三者在一定条件下可相互转化，其中amp是一磷酸腺苷，相当于腺嘌呤核糖核苷酸，是rna组成的基本单位之一；atp是细胞的直接能源，可参与c3的还原和细胞分裂，合成atp的能源可以是光能、电能和化学能，但不能是热能；乙过程是水解过程，丙过程是合成过程，两者所需的酶肯定不是同一种酶。答案c4下列关于影响酶反应速率(v)因素的研究中，条件控制和预期结果的关系合理的是()a有足够的底物，温度、ph等条件适宜且恒定v与酶浓度成正比b酶浓度恒定，温度、ph等条件适宜且恒定v与底物浓度成反比c酶浓度和底物一定，在ph适宜的条件下v与温度成反比d酶浓度和底物一定，在温度适宜的条件下v与ph成正比解析在一定范围内，v与底物浓度成正比。在低于最适温度范围内，v与温度成正比，在高于最适温度范围内，v与温度成反比。在低于最适ph范围内，v与ph成正比，在高于最适ph范围内，v与ph成反比。答案a5(2011山东青岛一模)图甲是h2o2酶活性受ph影响的曲线，图乙表示在最适温度下，phb时h2o2分解产生的o2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下叙述正确的是()a温度降低时，e点不移，d点右移bh2o2量增加时，e点不移，d点左移cphc时，e点为0dpha时，e点下移，d点左移解析温度降低时，酶活性下降，反应变慢，生成的氧气量不变，e点不移，达到平衡的时间变长，d点右移；h2o2量增加时，生成的氧气量增多，e点上移，反应时间变长，d点右移；phc时，酶失活，反应无酶催化仍能进行，e点不为0；pha时酶活性下降，e点不移，d点右移。答案a6(2011山东临沂一模)下列有关人体细胞内atp变化的正确叙述是()a在饥饿时，细胞内产生adp的速率大大超过产生atp的速率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，通过机体神经和体液调节，细胞产生atp的速率加快d在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生atp的速率下降解析无论什么情况下，细胞内产生adp的速率与产生atp的速率保持动态平衡。在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，代谢加快。细胞产生atp的速率加快。答案c7太阳光能转化成电鳗发出的电能，需要经过的主要生理过程的正确顺序是()a光合作用、呼吸作用、消化作用、主动运输、atp水解b光合作用、消化作用、主动运输、有氧呼吸、atp水解c呼吸作用、atp水解、光合作用、主动运输、消化作用d主动运输、消化作用、atp水解、有氧呼吸、光合作用解析太阳光能经光合作用固定到有机物(淀粉)中，植物被动物摄食，淀粉消化为葡萄糖，葡萄糖主动运输吸收到细胞中，电鳗有氧呼吸消耗葡萄糖生成atp，atp中活跃的化学能转化为电能。答案b8为验证ph对唾液淀粉酶活性的影响，某学生设计了下表中的实验方法步骤。在同学们提出的下列评价中，不合理的是()实验步骤项目试管1试管21加入可溶性淀粉溶液2 ml2 ml2加入新鲜唾液淀粉酶溶液1 ml1 ml3加入1 mol/l的盐酸溶液/1 ml加入1 mol/l的naoh溶液1 ml/4置于37 水浴中5 min5 min5滴入碘液2滴2滴a.缺少ph为6.8的对照组b都置于37 水浴中可排除温度对酶活性的影响c检验实验结果的试剂选择不恰当d操作步骤设计合理解析本题一方面考查了ph对酶活性的影响，另一方面考查考生的实验设计能力。根据该实验的要求，本实验缺少了一组对照实验，对照组可以是加入1 ml的蒸馏水，或ph为6.8的水溶液，因为唾液淀粉酶活性最适宜的ph为6.8。a选项合理；37 为唾液淀粉酶的最适温度，所以应将实验装置置于37 的恒温水浴中，可排除温度对酶活性的影响。b选项合理；本实验应选用斐林试剂作实验结果的检测剂，因为用碘液会导致碘与naoh发生反应，生成nai和naio3，从而影响实验结果，c选项正确；表中的实验步骤不合理，由于酶具有高效性，若按表中的实验步骤，在步骤3未操作时，淀粉便被酶催化发生反应，影响实验结果；所以正确的实验步骤是：13425或23415。d答案不合理。答案d9如图是人体内某种酶的活性曲线，这种酶可能催化下列哪一项化学反应()a葡萄糖合成糖原b氨基酸合成蛋白质c蛋白质分解成多肽d葡萄糖分解成二氧化碳和水解析由图可以得出该酶催化活性在ph1.7时活性最高，可推知该酶为胃蛋白酶。答案c10下列有关能量“通货”atp的说法正确的是()aatp失掉两个磷酸基后，可参与dna分子的合成b生物体内的生化反应均需atp做能源驱动c动物体内同化作用消耗的atp小于异化作用生成的atpd冬眠的动物在冬季来临之前需储备一定量的atp，用以抵抗低温时对身体的伤害解析atp失去两个磷酸基后成为腺嘌呤核糖核苷酸参与rna的合成。生物体内有些放能的生化反应不需要atp。动物主要以有机物为食物，经过消化吸收后经异化作用释放的能量部分用于包括消化吸收在内的其它同化反应，所以c项正确。d项中atp不能在体内大量储存，而是通过加速转化来满足能量需要的。答案c11甲醇本身对人体只有微毒，但进入肝脏后，在醇脱氢酶的催化下可转化成具有剧毒的甲醛。用乙醇治疗甲醇中毒的原理是让乙醇与甲醇竞争结合肝脏醇脱氢酶活性中心，从而减少甲醛产生。下列符合使用乙醇前(a)和使用后(b)醇脱氢酶反应速率变化规律的图是()说明：a未加入乙醇时，该酶的反应速率与底物甲醇浓度的关系；b加入乙醇后，该酶的反应速率与底物甲醇浓度的关系。vmax最大反应速率，s底物甲醇浓度。解析根据题中的信息，图中a为对照组，b为实验组。乙醇与甲醇竞争结合肝脏醇脱氢酶活性中心，从而减少了底物(甲醇)的分解，降低了醇脱氢酶催化反应的速率，故c项符合题意。答案c12为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为a、b，各注入2 ml体积分数为3%的h2o2溶液；再向a管滴入2滴3.5%fecl3溶液，向b管滴入2滴质量分数为20%的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。(1)本实验的主要目的是探索_ _。(2)如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是_ _。(3)过氧化氢酶能催化h2o2的分解，产生的o能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶，设计了如下实验。参照上图所给信息，回答下列问题：3号试管内加入的物质是_ _。设计2号试管作为对照的具体目的是_。如果2号试管未产生颜