【创新设计】2014届高考生物一轮复习 3-1 降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货” ATP课时训练 新人教版必修1

1 创新设计创新设计 2014 2014 届高考生物一轮复习届高考生物一轮复习 3 13 1 降低化学反应活化能降低化学反应活化能 的酶的酶 细胞的能量细胞的能量 通货通货 ATPATP 课时训练课时训练 新人教版必修新人教版必修 1 1 酶在代谢中的作用 ATP 在能量代谢中的作用 实验 探究影响酶活性的因素 知识点一 酶的作用和本质 1 酶的作用 1 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 统称为 细胞代谢是 细胞 的基础 2 活化能 分子从 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量 催化 剂 酶及无机催化剂 的作用机理是 3 实验 通过 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 证明酶具有 能力 而且酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著 具有 4 作用意义 细胞代谢能在 条件下快速进行 是由于酶的催化作用 2 酶本质的探索过程 1 1857 年 法国微生物学家巴斯德认为 没有 的参与 糖类是不可能变成酒 精的 2 德国化学家李比希认为 引起发酵的物质是 并裂解后释放出来的 10 3 毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的物质叫 4 1926 年 美国的萨姆纳第一个提取出 并证明了脲酶是 其作 用是分解 5 20 世纪 80 年代 美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也具有生物催化功能 3 酶的本质 归纳 酶是 产生的具有催化作用的有机物 其中绝大多数酶是 少数酶为 RNA 知识点二 酶的特性 1 酶催化效率大约是无机催化剂的 107 1013倍 2 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 3 酶的作用条件 酶在 的温度和 pH 条件下 其活性最高 温度和 21 pH 偏高或偏低 酶的活性都 22 议一议 加酶洗衣粉为何用温水浸泡 这种洗衣粉能否用于毛料 丝织品的洗涤 知识点三 ATP 的结构 功能 利用和转化 2 1 ATP 的结构 功能和利用 1 结构 ATP 的结构简式是 一个 ATP 分子中含有一个腺苷 两个 23 三个 24 25 2 功能 是一种高能磷酸化合物 直接给细胞的生命活动 26 3 利用 ATP 可用于 生物发电和发光 大脑思考及各种吸能反 27 28 应 2 ATP 与 ADP 的相互转化 1 ATP 水解 在有关酶的催化作用下 ATP 分子中 的高能磷酸键很容易水解 29 并释放出大量的能量 2 ATP 形成 在有关酶的催化作用下 ADP 可以接受能量 同时与 结合 重新 30 形成 ATP 3 ATP 形成的能量来源 对于动物 人 真菌和大多数细菌来说 均来自 对于绿色植物来说 则来 31 自于 32 细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制 是生物界的 33 看一看 ATP 中末端的高能磷酸键有何特点 诱导契合模型 酶与反应物的契合关系在某种程度上像锁与钥匙的关系 酶改变形状 使反应物与酶的活 性部位相契合 称为诱导契合 这种结合使反应更快地进行 3 实验变量分析与对照实验设置 1 自变量 是指人为改变的变量 如氯化铁和肝脏研磨液 2 因变量 是指随着自变量的变化而变化的变量 如 H2O2的分解速率或酶活性 3 无关变量 是指除自变量外 其他对实验结果能造成影响的可变因素 如 H2O2浓度 肝脏研磨液新鲜程度等 4 对照实验 除了一个因素以外 其余因素都保持不变的实验叫做对照实验 它一般要设 置对照组和实验组 巧记 能源物质的三个 一 与一个 二 根本能源 太阳光能 主要能源物质 糖类 直接能源物质 ATP Error 储备能源 物质 自我校对 细胞代谢 生命活动 常态 活跃状态 降低化学反应的活化能 催化 高效性 温和 酵母活细胞 酵母细胞死亡 酿酶 脲酶 蛋白质 尿 素 RNA 活细胞 蛋白质 高效性 专一性 较温和 最适宜 明 21 22 显降低 A P P P 高能磷酸键 磷酸基团 提供能量 细胞的主动运输 肌肉收 23 24 25 26 27 28 缩 远离腺苷 一个游离的磷酸 Pi 29 30 细胞呼吸 细胞呼吸和光合作用 共性 31 32 33 议一议 温水为酶发挥洗涤作用提供最适温度 冷水抑制酶活性 热水则使酶丧失活性 不能 看一看 ATP 中末端的高能磷酸键易断裂和再生成 断裂时释放出大量的自由能 是一般 化学键放出能量的 2 倍以上 例如 每摩尔的高能磷酸键放出的能量约是 30 54 kJ 而一 般的 P O 键只放出能量 8 37 20 92 kJ 4 酶的本质 生理功能及其实验验证 Error 高考地位 5年13考 1 酶的本质及生理功能 活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 来源及化学本质 绝大多数酶是蛋白质少数酶是 RNA 合成场所核糖体细胞核 真核生物 生理功能催化作用 生物催化剂 作用原理降低化学反应的活化能 与无机催化剂对比Error 2 酶是蛋白质的验证实验 利用双缩脲试剂 Error 实验设 计思路 实验结果分析 通过对照 实验组若出现紫色 证明待测酶的化学本质是蛋白质 不出现 紫色 则该酶液的化学本质不是蛋白质 3 酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析 Error 实验设 计思路 实验结果分析 根据底物性质利用相应试剂检测 若底物被分解 则证明酶具有催化作用 否则不具有催化作用 4 酶的高效性 比较过氧化氢在不同条件下的分解 1 实验过程中的理论分析 2 酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能 缩短反应达到平衡点的时间 并 5 使细胞代谢在温和条件下快速进行 本考点高考命题多以选择题形式出现 命题时往往联系不同章节涉及的具体酶促反 应 或者给以文字 图表曲线信息考查学生分析问题和解决问题的能力 典例 1 下列有关酶的叙述 正确的是 是有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得 有的从体内转化而来 凡是活细 胞都能产生酶 绝大多数酶是蛋白质 有的酶是蛋白质 有的酶是固醇 酶在代谢 中有多种功能 在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用 酶只在 细胞内发挥作用 酶在体内不能更新 酶制剂通常在低温下保存 A B C D 解析 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 酶大多数是蛋白质 少数为 RNA 酶只 有催化功能 在个体发育中起调控作用的是激素 答案 C 酶知识的正误辨析 正确说法错误说法 来源生物体内合成有的来源于食物 产生场所 凡是活细胞都能产生 不考虑人的成熟红细 胞 具有分泌功能的细胞才能产生 化学本质有机物 或多数是蛋白质 少数为 RNA 蛋白质 作用场所 既可在细胞内 也可在细胞外 体外发挥作 用 只在细胞内起催化作用 作用条件 酶的作用条件较温和 当酶处于高温 低温 过酸 过碱环境时 酶的催化效 率可能会低于无机催化剂 作用酶只起催化作用酶具有调节 催化等多种功能 训练 1 2013 黄冈联考 下列有关酶的叙述 正确的是 A 酶提供使反应开始所必需的活化能 B 在叶绿体类囊体薄膜上存在 ATP 合成酶 C 低温下酶的活性降低是因为酶的空间结构被破坏 D 酶的催化效率总是高于无机催化剂 解析 酶能够降低反应的活化能 而不是提供活化能 在叶绿体内 ATP 的合成是在光反应 阶段发生的 叶绿体的类囊体薄膜上存在有 ATP 合成酶 低温只是暂时抑制酶的活性 其 6 空间结构并没有被破坏 酶的作用条件较温和 当酶处于高温 低温 过酸 过碱环境时 酶的催化效率可能会低于无机催化剂 答案 B 与酶相关的曲线解读 Error 1 表示酶高效性的曲线 1 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 2 酶只能缩短达到化学平衡所需时间 不改变化学反应的平衡点 3 酶只能催化自然条件下能发生的化学反应 2 表示酶专一性的曲线 加入酶 B 的反应速率与无酶 A 或空白对照条件下的反应速率相同 而加入酶 A 的反应速率 随反应物浓度增大明显加快 说明酶 B 对此反应无催化作用 进而说明酶具有专一性 3 影响酶活性的曲线 1 甲 乙曲线表明 在一定温度 pH 范围内 随温度 pH 的升高 酶的催化作用增强 超过这一范围 酶的 催化作用逐渐减弱 过酸 过碱 高温都会使酶失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子结构未被破坏 温 度升高可恢复活性 2 从丙图可以看出 反应溶液 pH 的变化不影响酶作用的最适温度 4 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 7 1 在其他条件适宜 酶量一定的条件下 酶促反应速率随底物浓度增加而加快 但当底物 达到一定浓度后 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 2 在底物充足 其他条件适宜的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 以曲线图表形式综合考查考生对酶的特性的理解能力及探究影响酶活性的因素 温度 pH 等 是命题专家最常用的命题手段 应重视 典例 2 如图甲是过氧化氢酶活性受 pH 影响的示意图 图乙表示在最适温度下 pH b 时 H2O2分 解产生 O2的量随时间的变化情况 若该酶促反应过程中某一个条件发生变化 下列说法正 确的是 A pH a时 E点下移 D点左移 B pH c时 E点为 0 C 温度降低时 E点不变 D点右移 D H2O2的量增加时 E点下移 D点左移 破题关键 解析 O2的最大释放量只与 H2O2的量有关 与酶的活性无关 与 pH b 时相比 pH a 时 酶的活性下降 E点不变 D点右移 A 错误 H2O2不稳定 在过氧化氢酶失活时 H2O2仍 能分解 B 错误 温度降低时酶的活性降低 E点不变 但 H2O2完全分解所用的时间延长 D点右移 C 正确 增加 H2O2量 E点上移 D点右移 D 错误 答案 C 酶促反应只改变反应速率 缩短达到平衡的时间 不改变平衡点 本题中 O2的 最大释放量只与 H2O2的量有关 与酶的活性无关 8 训练 2 请针对下列酶的有关曲线回答问题 1 图一表示人体内某种酶在适宜的温度和 pH 条件下 作用于一定量的底物时 生成物量 与反应时间的关系 在 140 min 后 曲线变成水平 这是因为 若其他条件不变 将该酶的浓度增加一倍 请在原图上画出生成物的量变化曲线 2 图二表示该酶促反应速率与底物浓度的关系 若酶量增加一倍 曲线应如何变化 请在 图中画出 3 图三可以表示人体 在 37 条件下酶促反应速率与 pH 的关系 A 唾液淀粉酶 B 胃蛋白酶 C 胰脂肪酶 D 呼吸氧化酶 解析 本题考查底物浓度 pH 对酶活性的影响 正确分析坐标曲线的变化原因 自变量与 因变量是解题的关键 1 在温度和 pH 适宜的条件下 140 min 后 生成物量不再增加可 能是因为底物已消耗完毕 若在其他条件不变的情况下 将酶的量增加一倍 则反应会加 快 达到平衡的时间会提前 但生成物量与未增加前的最大值一致 2 在其他条件保持适 宜时 酶量增加一倍 反应速率会加快 达到最大反应速率时的底物浓度高于增加酶量前 3 由曲线可知 该种酶达到最大反应速率时 pH 约为 2 故该种酶为胃蛋白酶 答案 1 底物量一定 底物已经被消耗尽 如图一所示 2 如图二所示 3 B 图析 ATP 的结构与作用 Error 1 ATP 的结构简析 1 组成元素 C H O N P 2 简称 三磷酸腺苷 9 3 各字母代表的含义 A 腺苷 腺嘌呤 核糖 P 磷酸基团 高能磷酸键 4 结构简式 A P P P 远离腺苷 A 的那个高能磷酸键容易断裂 也容易形成 2 ATP 的形成途径 3 ATP 与 ADP 的相互转化 注意 酶 1 酶 2 不同 酶 1 合成酶 酶 2 水解酶 转化式 ADP Pi 能量ATP 酶1 酶2 1 ATP 在生物体内含量少 但转化十分迅速 从而使细胞中的 ATP 总是处于一种动态平衡 中 2 ATP 与 ADP 的相互转化不是可逆反应 因为转化过程中的所需酶 能量的来源和去路和 反应场所都不完全相同 但是物质是可循环利用的 3 ATP 的形成需要满足 4 个条件 2 种原料 ADP 和 Pi 能量和酶 另外合成 ATP 的过程 中有水生成 本考点近年命题频率较低 已有命题多与其他相关知识点融合起来考查 复习时注意 ATP 与其他知识的综合 典例 3 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 下列说法不正确的是 A 图 1 中的 A 代表腺苷 b c 为高能磷酸键 B 图 2 中进行 过程时 图 1 中的 c 键断裂并释放能量 C ATP 与 ADP 快速转化依赖于酶催化作用具有高效性 D 夜间有 O2存在时 图 2 中过程 主要发生在线粒体 破题关键 10 解析 A 项中 A 代表的是腺嘌呤 A 错误 ATP 水解一般是远离 A 的高能磷酸键断裂 也就 是 c 键 所以 B 项正确 ATP 水解产生的能量来自 ATP 的高能磷酸键的水解 合成 ATP 的 能量来自细胞呼吸和光合作用 酶的催化作用具有高效性 夜间有 O2存在时 ATP 合成的 主要场所是线粒体 答案 A 训练 3 请分析下列关于 ATP 的有关数据和实验 并回答下面的问题 1 经测定一个成年人静止状态下 24 h 将有 40 kg 的 ATP 发生转化 而细胞内 ADP ATP 等 仅有 2 10 mg 为满足能量的需要 生物体内解决这一矛盾的合理途径是 2 用 32P 标记的磷酸加入细胞培养液 短时间内快速分离出细胞内的 ATP 结果 ATP 浓度 变化不大 但部分 ATP 的末端磷酸基团却已带上了放射性标记 这一事实证明 你得出结论的依据是 解析 ATP 在活细胞内的含量较少 但与 ADP 之间的转化速度却很快 维持在一定水平 处于动态平衡状态 答案 1 ADP 与 ATP 之间可以快速相互转变 2 ATP 在细胞内的含量处于动态平衡状态 细胞内 ATP 浓度变化不大 部分 ATP 末端磷酸基团带上了放射性标记 说明这是重新合成 的 同时也说明原有 ATP 部分被分解了 探究影响酶活性的条件及酶的专一性 Error 一 温度对酶活性的影响 1 原理解读 温度影响酶的活性 从而影响淀粉的水解 滴加碘液 根据是否出现蓝色及蓝色的深浅 来判断酶的活性 11 2 实验设计思路 3 实验设计程序 本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解 因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加 热的条件下分解也会加快 归纳 不同温度对酶的活性和结构的影响 低温 0 升温 最适温 再升温 高温 活性受抑制 活性增高 活性最高 活性降低 无活性 未变性 未变性 未变性 渐变性 已变性 二 pH 对酶活性的影响 1 原理解读 1 2H2O22H2O O2 过氧化氢酶 2 pH 影响酶的活性 从而影响 O2的生成量 可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检 验 O2生成量的多少 2 实验设计思路 Error O2的产生速率 检测 归纳 不同酸碱度对酶的活性和结构的影响 过酸酸性增强最适酸碱度 碱性增强 过碱 无活性活性降低活性最高 活性降低 无活性 变性渐变性未变性 渐变性 变性 三 酶的专一性 该实验探究中的自变量可以是不同反应物 也可以是不同酶溶液 因变量是反应物是否 12 被分解 1 方案一 用同一种酶催化两种不同物质 解读 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后 再用斐林试剂鉴定 根据是否有砖红色沉淀生 成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用 从而探究酶的专一性 2 方案二 用两种不同酶催化同一种物质 Error 再用斐林试剂鉴定 从而探究酶的专一性 近几年高考对酶相关实验的考查力度有加大的趋势 尤其全国卷 命题多通过实验 描述及给出的图表信息考查学生对实验的分析评价能力或探究能力 综合性强 考生易丢 分 应高度重视 典例 2012 福建理综 26 大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类 研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性 进行研究 1 查询资料得知 18 时 在不同 pH 条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图 1 由 图可知 在各自最适 pH 下 三种蛋白酶催化效率最高的是 2 资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在 15 18 之间 学习小组假设 大菱鲆蛋白酶的 最适温度在 15 18 间 他们设置 15 16 17 18 的实验温度 探究三种 酶的最适温度 探究实验中以干酪素为底物 干酪素的化学本质是 可用 试剂鉴定 胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的 pH 应分别控制在 为了控制实验温度 装有酶和底物的试管应置于 中以保持恒温 单位时间内 13 可以表示蛋白酶催化效率的高低 实验结果如图 2 据此能否确认该假设成立 理由是 3 研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少 活性低 所以人工养殖投放的饲料成 分中要注意降低 的比例 以减少对海洋的污染 解析 1 分析图可知 在各自最适 pH 下 幽门盲囊蛋白酶活性最高 故其催化效率最高 2 酶具有专一性 蛋白酶的作用底物只能是蛋白质 由图 1 可知胃蛋白酶最适 pH 为 2 幽门盲囊蛋白酶最适 pH 为 8 实验中为了控制温度常用水浴保持恒温 酶催化效率的高低 常用单位时间内底物消耗量或产物生成量来表示 图 2 显示随着温度的提高 酶的活性逐 渐升高 酶活性峰值并未出现 故学习小组作出的 大菱鲆蛋白酶的最适温度在 15 18 间 的假设不成立 3 大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少 活性低 故应减少饲料 中淀粉和脂肪的比例 答案 1 幽门盲囊蛋白酶 2 蛋白质 双缩脲 2 和 8 水浴 底物消耗量 或产 物生成量 不能 据图可知随着温度提高酶活性逐步升高 酶活性峰值未出现 3 淀粉 脂肪 训练 2012 襄阳调研 某同学将马铃薯磨碎 过滤得到提取液进行以下实验 在 30 的条件下 取等量提取液分别加到 4 支盛有等量过氧化氢溶液 pH 分别为 3 5 7 9 的试管中 结果发现每支试管都产生气体 请回答下列问题 1 该实验的课题是 2 该实验中的自变量是 3 各实验组均在 30 下进行的原因是 14 将加入 4 支试管中的马铃薯提取液的量减半 重复实验 分别测定实验 中过氧 化氢的含量在相同时间内的变化 绘制成如图所示曲线 请回答下列问题 4 曲线a是实验 填 或 的结果 5 曲线a和b中 过氧化氢含量的最低点基本位于横坐标同一位置的原因是 解析 根据题干可知 该实验的自变量是 pH 因变量是酶的活性 故该实验的研究课 题是探究不同 pH 对酶活性的影响 除了 pH 外 其他影响酶活性的因素是该实验的无关变 量 如温度 在实验过程中 各实验组的无关变量应保持一致且适宜 故均在 30 下进 行 马铃薯提取液的量减半 导致过氧化氢酶的量减半 酶促反应速率减慢 则在相同 pH 下 剩余的过氧化氢量较多 故曲线 a 是实验 的结果 两实验中 过氧化氢酶的最适 pH 是一样的 答案 1 探究不同 pH 对过氧化氢酶活性的影响 2 pH 3 30 是过氧化氢酶的适宜温度 排除温度变化 无关变量 对实验结果的影响 4 5 同一种酶的最适 pH 是一定的 酶的本质及作用 1 2012 海南单科 4 下列操作中 不可能导致淀粉酶活性发生变化的是 A 淀粉酶溶液中加入强酸 B 淀粉酶溶液中加入蛋白酶 C 淀粉酶溶液中加入淀粉溶液 D 淀粉酶经高温烘干制成粉剂 解析 本题考查了酶及其特性的相关知识 酶是有催化作用的有机物 大多数酶是蛋白质 遇高温 强酸 强碱 重金属会发生变性 故 A D 可能发生 淀粉酶是蛋白质 淀粉酶溶 液中加入蛋白酶会使淀粉酶水解失活 故 B 能发生 淀粉酶能把淀粉水解成麦芽糖 且反 应前后酶活性不变 C 选项符合题意 答案 C 2 2012 天津理综 7 生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究 以下实例 为体外处理 蛋白质 DNA 复合体 获得 DNA 片段信息的过程图 15 据图回答下列问题 1 过程 酶作用的部位是 键 此过程只发生在非结合区 DNA 过程 酶作用的部 位是 键 2 两过程利用了酶的 特性 3 若将得到的 DNA 片段用于构建重组质粒 需要将过程 的测序结果与 酶的识别 序列进行比对 以确定选用何种酶 4 如果复合体中的蛋白质为 RNA 聚合酶 则其识别 结合的 DNA 序列区为基因的 5 以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有 多选 A 分离得到核糖体 用蛋白酶酶解后提取 rRNA B 用无水乙醇处理菠菜叶片 提取叶绿体基粒膜上的光合色素 C 通过分子杂交手段 用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位 D 将抑制成熟基因导入番茄 其 mRNA 与催化成熟酶基因的 mRNA 互补结合 终止后者翻译 延迟果实成熟 解析 本题主要考查酶的专一性及相关物质间特异性结合的知识 1 分析题图 过程 所 利用的酶是 DNA 酶 其作用部位是磷酸二酯键 过程 所利用的酶是蛋白酶 其作用部位 是肽键 2 两过程利用了酶的专一性 3 因不同的限制酶识别的核苷酸序列不同 故需对 DNA 分子的特殊片段进行测序 以确定选用的限制酶种类 4 RNA 聚合酶识别的 DNA 位点是转录起始区 即启动子部位 5 蛋白酶可与蛋白质分子特异性结合 催化蛋白 质水解 故 A 符合题意 选项 B 利用的是物质的相似相溶原理 故 B 不符合题意 C D 选 项均利用了碱基分子间的互补配对原则 故 C D 符合题意 答案 1 磷酸二酯 肽 2 专一性 3 限制性核酸内切 4 启动子 转录起始区 5 ACD 影响酶活性的因素与探究 3 2011 海南单科 5 某一不可逆化学反应 S P W 在无酶和有酶催化时均可以进行 当该反应在无酶条件下进行到时间t时 向反应液中加入催化该反应的酶 图中能正确表 示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是 16 A 甲 B 乙 C 丙 D 丁 解析 酶能降低化学反应活化能 增大反应速率 故加入酶后 反应物浓度迅速下降 直 至反应结束 答案 D 4 2012 全国大纲卷 33 某同学为了探究 pH 对人唾液淀粉酶活性的影响 设计了如下 实验步骤 在 A B C D E 5 支试管中分别加入 pH 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 的适宜浓度缓冲液 5 mL 再分别加入质量分数为 1 的淀粉液 1 mL 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液 1 mL 摇匀 将 5 支试管放入 70 恒温水浴中 保温时间相同且合适 取出各试管 分别加入斐林试剂 2 mL 摇匀 观察各试管溶液的颜色 通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适 pH 上述实验步骤中有 2 处错误 请更正并说明更正的理由 不考虑试剂的浓度和加入量 pH 梯度以及实验重复次数 以便实验能得到正确的预期结果 1 2 解析 1 唾液淀粉酶的最适温度为 37 70 环境中该酶将失活 2 斐林试剂与还原糖在 50 65 水浴加热条件下 才产生砖红色沉淀 答案 1 中 70 应改为 37 因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为 37 2 在观 察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在 50 65 水浴中一段时间 因为在高温条件 下斐林试剂与还原糖反应显色 ATP 相关知识的考查 5 2012 北京理综 1 细胞中不能合成 ATP 的部位是 A 线粒体的内膜 B 叶绿体中进行光反应的膜结构 C 内质网的膜 D 蓝藻 蓝细菌 中进行光反应的膜结构 解析 本题主要考查细胞代谢过程中 ATP 合成的相关知识 细胞代谢产生 ATP 的生理过程 主要是细胞呼吸和光合作用的光反应 所以 A B D 三个选项中所涉及的部位均可合成 17 ATP 而内质网的膜上不能产生 ATP 故 C 项符合题意 答案 C 时间 45 分钟 A 级 基础演练 1 2013 豫南四校调研 如图中 表示有酶催化的反应曲线 表示没有酶催化的反应 曲线 E 表示酶降低的活化能 正确的图解是 解析 酶可以有效降低化学反应活化能 使细胞代谢在温和条件下快速进行 答案 B 2 2013 苏锡常镇四市一调 地沟油是废弃的动植物油脂 利用生物酶技术可以将地沟油 转化为生物柴油 最适用于该过程的酶是 A 蛋白酶 B 淀粉酶 C 脂肪酶 D 解旋酶 解析 地沟油的主要成分是动植物油脂 故最适用于题中所述过程的酶是脂肪酶 答案 C 3 原创题 北京师范大学贾宗超教授 郑积敏博士 在研究中发现了在同一蛋白的同一活 性中心上行使相反功能的新机制 其研究成果首先公布在顶级专业期刊 Nature 上 下 列有关说法错误的是 A 活性中心 指的是酶的识别位点 B 同一蛋白 指的是酶 C 每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应 所以活性中心与反应物是一一对应关系 D 要较长时间保持酶活性 各种酶制剂都应保存在低温的条件下 解析 本题主要考查考生获取信息的能力 由题干信息可知 新的科技发现证明同一种酶 也可以起相反的两种作用 所以 C 项是错误的 低温有利于酶的保存 答案 C 4 2013 辽宁沈阳 大连第二次联考 1 下列有关酶的叙述正确的是 18 A 都能被蛋白酶水解而失去其活性 B 都只能催化一种物质的化学反应 C 高温和低温对酶空间结构的影响相同 D 都能降低反应的活化能且具有高效性 解析 大多数酶是蛋白质类酶 少数是 RNA 酶 A 错误 酶能催化一种或一类物质的化学 反应 B 错误 高温能破坏酶的空间结构 使酶永久失活 低温仅仅抑制酶的活性 不破 坏酶的空间结构 C 错误 酶通过降低反应的活化能来提高化学反应速率 D 正确 答案 D 5 2013 衡阳六校联考 ATP 是细胞内流通的能量 通货 下列关于 ATP 的说法中 错 误的是 参与 ATP 形成的元素包括 C H O N P 在叶绿体中 ATP 的移动方向是由叶绿体的 囊状结构到叶绿体基质 洋葱表皮细胞中能形成 ATP 的细胞器有线粒体和叶绿体 ATP 是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物 是细胞内唯一的直接能源物质 A B C D 解析 ATP 是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物 是细胞内主要的直接能源物 质 而不是细胞内唯一的直接能源物质 洋葱表皮细胞不能进行光合作用 产生 ATP 的细 胞器只有线粒体 答案 B 6 2013 安徽名校第三次联考 6 下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结 果 试管 纤维素悬液 mL 222 纤维素酶液 mL 111 反应温度 304050 斐林试剂 mL 222 砖红色深浅 注 的多少 代表颜色深浅 根据以上实验设计及结果 以下说法不正确的是 A 该实验的自变量为温度 B 该实验检测的因变量是还原糖的生成量 C 纤维素被水解成了还原糖 D 该纤维素酶的最适温度为 40 解析 由表格数据可看出 温度设置只有 3 个不同温度 无法判断该纤维素酶的最适温度 要想判断该纤维素酶的最适温度 还需增加温度梯度来进行实验 19 答案 D 7 2013 南通一调 生物体内能量代谢中 ATP 的合成和利用过程如图所示 以下说法错误 的是 A a 过程和 b 过程都有 H 的生成和消耗 B 过程和 过程的酶和场所不相同 C c 表示吸收的能量 d 表示释放的能量 两者数值相等 形式相同 D ATP 在活细胞中的含量很少 但转化速度很快 解析 由图示可知 a 过程表示动物和人及绿色植物的呼吸作用 b 过程表示绿色植物的 光合作用 这两个过程都有 H 的生成和消耗 过程表示 ATP 的合成 过程表示 ATP 的 分解 细胞进行这两个过程需要的酶和场所不相同 c 表示合成 ATP 的能量来源 d 表示 ATP 水解释放的能量 两者数值和形式不一定相同 ATP 是细胞中普遍使用的能量载体 含 量不多 但在细胞中易于再生 转化速度很快 答案 C 8 2012 济南一模 7 下列生理过程中 不消耗 ATP 的一组是 A 蛋白质的合成和加工 B 染色体的复制和运动 C CO2还原和胰岛素分泌 D 质壁分离和复原 解析 氨基酸合成蛋白质 染色体运动 胰岛素的分泌需要消耗能量 CO2的还原需要消耗 光反应产生的 ATP 质壁分离与复原是水分通过渗透作用进出液泡而导致的 该过程不消 耗 ATP 答案 D 9 经典题 请你解读与酶有关的图示 曲线 1 图 1 和图 2 是与酶的特性相关的图示 请回答下列问题 图 1 和图 2 分别表示了酶具有 洗衣粉中加入的 A 之所以能够耐酸碱 忍受表面活性剂和较高温度 是因为它是通过 精心设计改造生产出来的 控制其 合成的直接模板主要分布在细胞的 中 20 2 图 3 是与酶活性影响因素相关的曲线 请分析回答有关问题 当 pH 从 5 上升到 7 酶活性的变化过程是 从图示曲线我们还可以得出 的结论是 3 图 4 和图 5 是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线 请分析回答问题 图 4 中A点后酶促反应的速率不再增加 其限制性因素主要是 从图 5 可以得出的结论是 在底物足量条件下 解析 洗衣粉中的 A 指酶 是蛋白质工程的产物 除了 pH 以外 温度等其他因素也能影响 酶的活性 答案 1 高效性和专一性 特异性 蛋白质工程 细胞质 2 先上升后下降 随着 pH 的 变化酶的最适温度不变 温度影响酶活性 3 酶的浓度 数量 和活性 酶促反应速率与酶 浓度呈正相关 B 级 智能提升 10 将 1 mL 体积分数为 5 的胃液稀释液倒入装有 10 mL 蛋白质胶体的试管内 置于 25 的温水中水浴 研究其对蛋白质的消化情况 下列各方法中能提高酶活性的是 A 把实验温度提高到 37 B 在试管内再加入 1 mL 体积分数为 5 的胃液稀释液 C 将 pH 由 2 调为 7 D 在试管内加入 1 mL 唾液 解析 温度为 37 比 25 时更适于胃蛋白酶催化作用的发挥 B 项虽然能够提高反应速 率 但没有改变酶的活性 胃蛋白酶的最适 pH 为 1 5 2 2 故 C 项中将 pH 由 2 调为 7 时 酶可能变性失活 D 项加入 1 mL 唾液 因唾液中无蛋白酶 故唾液作为溶剂 反而会使溶 液的 pH 变大 酶活性下降 答案 A 21 11 2012 合肥质检 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 A 4 2 B 3 2 C 2 4 D 3 4 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 致使达到 的最大反应速率 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 A 12 创新题 如图 ATP 甲 是生命活动的直接能源物质 下列叙述正确的是 A 在主动运输过程中 乙的含量会显著增加 B 甲 乙和丙 乙过程 起催化作用的酶空间结构相同 C 丙中不含磷酸键 是 RNA 的基本组成单位之一 D 丁由腺嘌呤和核糖组成 而戊可用于甲的合成 解析 本题考查 ATP 的逐级水解过程 意在考查考生对 ATP 结构与功能及酶的特性的理解 生物体内 ATP 与 ADP 的含量比较少 且处于动态平衡 A 项错误 甲 乙过程是水解酶起 作用 而丙 乙过程是合成酶起作用 酶的种类不同 空间结构不相同 B 项错误 丙中 含有一个普通磷酸键 C 项错误 ATP 合成时要消耗磷酸 戊 D 项正确 答案 D 13 提升题 竹纤维是一种新型的织物纤维 具有抗菌等功能 在竹纤维织物工艺流程中 需要除去淀粉浆料 下表表示在 60 pH 7 等适宜的情况下 枯草杆菌淀粉酶浓度对退 浆效果 失重率 的影响 下列有关说法不正确的是 淀粉酶浓度对退浆效果的影响 60 min 酶的浓度 g L 1 123456 处理前试试 样重 g 1 6621 6591 6721 6771 6691 666 22 处理后试样 重 g 1 5941 5541 5501 5501 5401 536 失重率 4 106 337 307 577 737 80 A 枯草杆菌淀粉酶耐热性强 其化学本质不是蛋白质 B 在生产上淀粉酶质量浓度为 3 g L 时可以达到较好的退浆效果 C 延长淀粉酶质量浓度为 1 g L 一组的退浆时间 可进一步提高失重率 D 淀粉酶质量浓度超过 3 g L 时 底物已与酶充分结合 所以退浆效果增加不明显 解析 本题考查酶活性的影响因素 意在考查考生的分析能力及运用所学知识解释实验结 果的能力 枯草杆菌淀粉酶的化学本质是蛋白质 虽然可适应一定的高温条件 但温度过 高 也会变性失活 答案 A 14 2013 武汉 5 月 29 下面是某同学所做的有关过氧化氢在不同条件下分解的验证性 实验 一 实验材料和用具 新鲜的质量分数为 20 的肝脏研磨液 体积分数为 3 的过氧化氢溶 液 质量分数为 3 5 的 FeCl3溶液 新鲜的马铃薯泥 蒸馏水 酒精灯 温度计等 二 实验步骤 试管编号 步骤 abcde 加入试剂 3 H2O22 mL 3 H2O22 mL 3 H2O2 2 mL 3 H2O22 mL 2 mL H2O 常温常温常温 0 常温 设置反应条 件蒸馏水 FeCl3溶 液 肝脏 研磨 液 煮熟的 肝脏研 磨液 肝脏 研磨 液 剂量2 滴2 滴2 滴2 滴2 滴 观察气泡产 生 请根据该实验回答下列问题 1 在上述实验中 产生气泡最多的试管是 号 原因是 2 如果仅将上述实验条件由常温改为 90 水浴 重复实验 气泡产生最多的试管是 号 3 假如 b c 两试管的实验现象均不明显 从所给的实验材料分析 原因可能是 该同学设计 e 组的实验目的是 23 4 假若 a d 号的实验都是为了验证酶的某项特性而设置的对照 那么 实验组设置的不 科学的是 号 主要违背了 原则 应如何改进 5 假若要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶 你的实验设计思路是 解析 1 由于酶在适