2014届高考生物 解题高效训练 第3单元 第1讲 酶和ATP（含解析）新人教版必修1

第三单元细胞的能量供应和利用第一讲酶和ATP课堂考点集训考点一ATP的结构和功能1(2012北京高考)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：选C有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，释放大量能量；在光合作用的光反应阶段，叶绿体将光能转化为ATP中活跃的化学能，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜；内质网不能合成ATP；蓝藻(蓝细菌)进行光反应能产生ATP。2(2013长春模拟)下图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是()Ab键断裂后形成ADP和PiB图中的3表示ATP中的字母AC由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位Da键断裂释放的能量可以直接用于生命活动解析：选D选项A，a键断裂后形成ADP和Pi。选项B，ATP中的字母A表示腺苷，而图中的3表示腺嘌呤。选项C，由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是组成RNA的基本单位。选项D，ATP是生命活动所需能量的直接来源，a键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动。考点二酶的本质和作用3(2012海南高考)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：选C温度、pH都会影响酶活性；淀粉酶的化学本质为蛋白质，蛋白酶会将其水解，从而使其活性发生改变；淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后，淀粉被水解，但是淀粉酶在反应前后结构和活性不变。4.右图表示木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是()A胃蛋白酶能使抗体失活B抗体的化学本质是蛋白质C木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质D胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶解析：选C比较两种蛋白酶对抗体的影响可以发现，胃蛋白酶和木瓜蛋白酶分解抗体产生的结果不同，前者分解抗体产生的产物更多，说明了胃蛋白酶催化断裂了更多的肽键，也说明了抗体的化学本质是蛋白质。该实验的结果无法证明两种蛋白酶的化学本质是蛋白质。5.右图曲线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()A42B32C24 D34解析：选A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；向反应液中增加少量同样的酶，最大反应速率提高，曲线2符合。考点三有关酶的实验设计6(2013镇江模拟)请回答下列有关酶的实验探究的问题：(1)为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验：试管编号AB实验步骤1加入2 mL 5%H2O2溶液加入2 mL 5% H2O2溶液25滴2%H2O2酶溶液5滴2%H2O2酶溶液30.5 mL 5%NaOH溶液0.5 mL 5%HCl溶液4观察气泡的产生速率观察气泡的产生速率上述实验设计中有两处不妥之处，请指出：_；_。(2)一般情况下，不能用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响，原因是_。你认为我们应该怎样设置实验来证明温度能影响H2O2酶的活性(简单写出设计思路，也可用示意图表示)：_。查阅资料发现：H2O2受热和日光照射时分解速率加快，在温度为30以下时比较稳定，在70以上时，分解速率更快。你认为设计上述实验时，应特别注意的事项是_。解析：验证酶的活性受pH的影响时，除了设置酸性条件、碱性条件的实验组外，还需要设置pH7的对照组。探究pH、温度对酶活性的影响时，应先将酶置于相应的条件(pH、温度)下处理一小段时间，然后再将酶与底物混合。一般情况下，不用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响，是由于在不同温度下，H2O2分解速率不同，因此没法进行不同温度下的对比。我们可以采取每一温度下设置两支试管，一支试管中加入过氧化氢酶，另一组不加，比较同一温度下这两支试管中气泡的产生速率。但是要注意温度不宜太高，因为在较高温度下保温时，H2O2分解速率较快，可能会出现不加酶，而H2O2已全部分解的情况。答案：(1)缺少pH7的对照组加入NaOH和HCl的时间顺序不合理，应在加入H2O2酶前改变溶液的pH(2)H2O2不稳定易分解，温度会影响H2O2的分解速率将盛有H2O2酶的试管保温于一系列不同温度下一段时间，然后与同温度的H2O2溶液混合，观察同温度下加H2O2酶和不加H2O2酶的两组试管中气泡的产生速率将温度控制在70以下课下综合检测一、选择题1肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，对RNA酶敏感，对蛋白酶不敏感。下列叙述错误的是()A肽酰转移酶催化氨基酸脱水缩合B肽酰转移酶存在于核糖体中C肽酰转移酶对高温和酸碱不敏感D肽酰转移酶是具有催化活性的RNA解析：选C氨基酸在核糖体上经过脱水缩合才能形成肽键，因此肽酰转移酶存在于核糖体中，并能够催化氨基酸脱水缩合。由于该酶对蛋白酶不敏感而对RNA酶敏感，因此该酶的本质不是蛋白质，而是RNA。2在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上，结果产生()A一分子AMP和一分子ADPB两分子ADPC一分子ATP和一分子ADPD一分子ADP解析：选BATP是三磷酸腺苷的英文缩写。腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上，结果使一分子ATP分子脱下一个磷酸基团而成为ADP，而一分子的腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)结合上一个磷酸基团后，就成为一分子的ADP。综上，该过程共产生两分子ADP。3(2013合肥一检)当你品尝各种美味佳肴时，你可能不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是()AATP与能量供应相关B作为信息分子的ATP不能提供能量CATP也可作为信息传递分子D神经细胞膜外表面可能有ATP的受体解析：选BATP能把食物的味道信息传递给大脑，说明ATP也可作为信息传递分子，在神经细胞膜外表面可能有ATP的受体。但由题中信息不能确定作为信息分子的ATP是否能提供能量。4(2013潍坊模拟)利用植物酯酶法快速检测农药残留比传统仪器分析更快捷、方便，而且准确度高，更适合现场检测。下图1、图2分别是测得的三种大豆酯酶的最适温度和最适pH，下列叙述不正确的是()A温度达60时酶1的空间结构已被破坏B三种酶相比，酶1对温度的变化最敏感C由图2可知，酶1、酶3的最适pH相同D温度为30，pH为6.0时酶2的活性最强解析：选B由图1可以看出，温度达60时，酶1的活性完全丧失，高温使酶的空间结构遭到破坏，A正确；由图1可以看出，酶2的酶活力随温度的升高比较平稳地下降，而酶3则迅速下降，且酶1、酶2的温度耐受范围都比酶3广，酶3在40时就完全失活了，所以酶3对温度的变化最敏感，B错误；由图2可知，酶1、酶3的最适pH均为6.5，C正确；30是酶2的最适温度，6.0是酶2的最适pH，故温度为30、pH为6.0时酶2的活性最强，D正确。5.右图表示温度或pH对酶活性的影响，据图分析，相关选项中错误的是()A据a可知，以植物蛋白酶制剂为主要成分的松肉粉不宜与醋同用B制作黄桃罐头时需进行蒸煮处理，其依据的原理如c所示C如a、c所示，低温、高温导致酶活性下降的原理是相同的D唾液淀粉酶随食糜入胃后，其活性会随着pH的改变而出现ba的变化解析：选C植物体内的酶最适pH大多在4.56.5之间，因此松肉粉不宜与醋同用；制作罐头时加热可使酶失活，利于糖类等物质的保存；胃内的pH为1.02.2，会导致唾液淀粉酶活性降低；高温破坏酶分子的结构，低温仅抑制酶的活性，而酶结构保持稳定。6ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是()A在主动运输过程中，乙的含量会明显增加B甲乙和乙丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同C丙中不含磷酸键，是RNA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：选D生物体内ATP与ADP的含量比较少，但处于动态平衡；甲乙，乙丙是不同的酶促反应，酶的种类不同，空间结构也不同；丙中含有一个普通磷酸键；ATP合成要消耗磷酸基团(戊)。7(2013广州模拟)某同学在试管中加入了反应底物和相对应的酶，环境及其试管中物质的温度都保持相同，对试管进行缓慢地加热，使温度缓慢地上升。根据此实验该同学画出了下面四个曲线图，其中错误的是()解析：选C在实验过程中随着温度的升高，酶的活性先升高再下降，最后失活；反应速率与酶活性的变化基本相同；生成物的积累量会逐渐增加，当酶失活时达到最大值；反应底物的剩余量的变化与生成物积累量相反，故C项错误。8.右图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应物的量和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是()Aa、b、c表示温度，则一定是abcBa、b、c表示酶的浓度，则abcCa、b、c表示底物的浓度，则abcDa、b、c表示温度，则不可能是abc解析：选B若a、b、c表示温度时，在同一反应时间内，a反应物的量最低，说明a最接近最适温度，但不一定是最高温度；若a、b、c表示底物的浓度，反应物的量不应该相同，不符合图中信息。9.ATP是细胞内直接的能源物质，可通过多种途径产生，如图所示。以下说法正确的是()A.a过程和b过程都有H的生成Ba过程和b过程都要在细胞器中进行CO2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体内使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降D在物质和能量上都可成为互逆反应解析：选A在动物、植物和人细胞的呼吸过程中都有H的生成，光合作用的光反应阶段产生H。动物、植物和人的无氧呼吸过程在细胞质基质中进行。细胞内ADP和ATP含量不多，但它们之间可相互转化并保持动态平衡。ATP形成过程中的能量来自光能和化学能，而ATP分解释放的能量用于生物体的各项生命活动，故在能量上，之间不可逆；ATP的合成需要合成酶的催化，ATP的分解需要水解酶的催化，故在物质上，之间也不可逆。10.将2 mL新鲜的唾液与5 mL 5%的淀粉溶液混合，保温于37恒温箱中，测得产物生成速率变化趋势如右图所示。下列有关说法正确的是()A05 min，底物足量，若增加唾液的量，麦芽糖的生成速率可能还会提高B1015 min，麦芽糖生成速率降低的原因是酶活性降低C15 min时，即使加入淀粉溶液，也不会有麦芽糖生成D15 min后，向试管中滴加斐林试剂，在常温下溶液会出现砖红色沉淀解析：选A1015 min，麦芽糖生成速率降低的原因是底物的量不足。15 min时，麦芽糖生成速率为0，说明反应已经完成，若补充底物，仍会有麦芽糖生成。用斐林试剂检测还原糖，需水浴加热才能出现砖红色沉淀。11.右图中曲线、分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是()Aad段表示在无催化剂的条件下，物质A生成物质P需要的活化能B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C若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变D若曲线为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，b在纵轴上将向上移动解析：选D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，在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能应用ac段表示；一般而言，无机催化剂的催化效果比酶的催化效果差，降低活化能的效果没有酶的显著，b在纵轴上应向上移动；增加反应物A的量，反应所需的活化能不变，图中曲线的形状不发生改变；改变酶促条件后，酶的活性降低，降低活化能的效果变差，反应所需的活化能增加，b在纵轴上将向上移动。12图甲表示细胞中某条生物反应链，图中a、b、c代表不同的酶，A、B、C代表不同的化合物；图乙表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()若a催化的反应被抑制，则A消耗速度加快若B大量堆积，则很可能是b和c催化的反应被抑制所致当图乙反应温度由t1调到最适温度时，酶的活性上升酶活性在t1时比t2时低，表明t1时酶的空间结构被破坏得更严重A BC D解析：选B由图甲可知，a是催化A生成B的酶，若a催化的反应被抑制，则A消耗速度减慢，错误；b催化B生成C，c催化B生成A，所以当b和c催化的反应受抑制时，可能导致B的积累，正确；酶活性与温度有关，温度由t1调到最适温度时，酶的活性上升，正确；当温度超过最适温度后，随温度的升高，酶逐渐变性失活，而在温度低于最适温度时，随温度的降低，酶的活性减弱，但酶的分子结构并没有被破坏，错误。二、非选择题13鱼被宰杀后，鱼肉中的三磷酸腺苷(ATP)经过降解生成对鱼肉鲜味贡献最大的物质肌苷酸(IMP)，但是在酸性磷酸酶(ACP)作用下该物质会被进一步降解，导致鱼肉鲜味下降，风味变差。为了研究鱼类的保鲜方法，研究者从常见淡水鱼(草鱼、鱼和鳝鱼)的肌肉中分离纯化得到ACP。并对该酶活性进行了一系列研究。相关实验结果如下，分析回答问题：ACP在不同浓度金属离子中的相对活性金属离子浓度(mmol/L)相对活性(%)草鱼鱼鳝鱼Na30100.83101.4796.03Zn21112.38116.06158.13Ca2565.2196.1888.18(1)鱼肉保鲜的思路为在IMP被降解前采取一定措施有效_ACP的活性。据图1可知，草鱼ACP活性的最适pH为_左右。(2)据图2可知，3种鱼的ACP的最适反应温度最低的是_；反应温度超过60与pH低于3.8，对鳝鱼肌肉ACP活性影响的机理_(填“相同”或“不同”)，其中pH低于3.8会破坏ACP的_。(3)由表可知，对ACP活性有激活作用的元素是_，可以通过在鱼肉中添加微量的_来抑制鱼肉鲜味的下降。解析：(1)由题目所给信息酸性磷酸酶能导致鱼肉鲜味下降、风味变差可推知，鱼肉保鲜的思路为在IMP被降解前采取有效措施抑制ACP的活性。由图1可以直接看出草鱼ACP的最适pH为5.0左右。(3)由表可知，Na对ACP的活性基本不产生影响，Zn2可以使ACP活性增强，Ca2可以使ACP活性降低。答案：(1)抑制5.0(2)鱼相同分子结构(3)Zn2Ca214萌发的禾谷类种子中淀粉酶活性较强，主要有淀粉酶和淀粉酶。淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活，而淀粉酶不耐热，在70条件下15 min后失活。实验材料：萌发3天的小麦种子(芽长约1 cm)。主要试剂及仪器：麦芽糖标准液、5%淀粉溶液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅等。实验步骤：步骤一：制作麦芽糖梯度液。取7支干净的具塞刻度试管，编号，按下表加入试剂，再将试管置于60水浴中加热2 min，取出后按试管号顺序排列。试剂试管号1234567麦芽糖标准液(mL)00.20.61.01.41.62.0蒸馏水(mL)2.01.81.41.0XYZ斐林试剂(mL)2.02.02.02.02.02.02.0步骤二：利用萌发3天的小麦种子制备淀粉酶溶液。步骤三：将装有淀粉酶溶液的试管置于70水浴中15 min，取出后迅速冷却。步骤四：另取四支试管，编号A、B、C、D，向A、B试管中各加5 mL 5%淀粉溶液，向C、D试管中分别加入2 mL已经处理的酶溶液(忽略其中含有的少量麦芽糖)和蒸馏水，将四支试管置于40恒温水浴中保温10 min，然后将C、D试管中的溶液分别加入到A、B试管中，摇匀后继续在40恒温水浴中保温10 min。步骤五：取A、B试管中反应溶液各2 mL分别加入到E、F试管中，然后向E、F试管中分别加入_，_后，观察颜色变化。结果分析：将E试管中颜色与步骤一中获得的麦芽糖标准液进行比较，获得该试管中麦芽糖浓度，并计算出淀粉酶催化效率。请分析回答：(1)本实验的目的是测定_。(2)步骤一的57试管中加入蒸馏水的量(X、Y、Z)分别是_(单位mL)。(3)实验中B试管所起的具体作用是_。(4)请补全步骤五的做法_，_。(5)若要测定另一种淀粉酶的活性，则需在步骤_进行改变。解析：(1)将装有淀粉酶溶液的试管置于70水浴中15 min，取出后迅速冷却，淀粉酶不耐热，在70条件下15 min后失活，因此，本实验的目的是测定小麦种子中淀粉酶的催化效率。(2)根据探究实验中一定要遵循对照原则和单一变量原则，各个试管中液体的总量要相等，所以步骤一的57试管中加入蒸馏水的量(X、Y、Z)分别是0.6、0.4、0(单位mL)。(3)实验中B试管起对照作用，具体作用是检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖。(4)斐林试剂可鉴定还原糖的存在，必要条件是水浴加热，所以步骤五的做法中要补上2 mL斐林试剂，60水浴加热2 min。(5)淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6 以下迅速失活，要测定淀粉酶活性，则需在步骤三进行改变。答案：(1)小麦种子中淀粉酶催化效率(2)0.6、0.4、0(3)检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖(4)2 mL斐林试剂60水浴加热2 min(5)三教师备选题库1(2011天津高考)下列有关酶的叙述正确的是()A酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸B酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率C在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞DDNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸解析：选C酶的化学本质是蛋白质和RNA，其基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸是DNA的基本组成单位；酶只能通过降低反应物的活化能来提高化学反应速率，不能为反应物提供能量；胰蛋白酶可以促进细胞之间的粘连物质水解，使细胞分散开；DNA连接酶可以催化脱氧核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键。2.(2010上海高考)右图表示细胞中某条生化反应链，图中E1E5代表不同的酶，AE代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是()A若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快B若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平C若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多D若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多解析：选C若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度变慢；因E2催化的反应并没有被抑制，所以B不一定会积累到较高水平；因B还会被E2催化反应，故E1的催化速度比E5快时，B的产量也不一定比A多。3.(2009宁夏高考)右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重解析：选B由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增强，t1属于此区间；超过适宜温度后，随温度升高而下降，t2属于此区间。在高温没有使酶失活的范围内，可随温度的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。酶更适合在较低温度下保存。4(2008广东高考)关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是()A无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源B有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATPC线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体解析：选B无氧条件下，通过无氧呼吸可以产生ATP。在有氧条件下，叶肉细胞进行有氧呼吸，细胞质基质、线粒体可以合成ATP。在有光的条件下，叶绿体内在光反应阶段可以合成ATP。叶绿体内合成ATP不需要氧。细胞质中消耗的ATP来源于细胞质基质、线粒体和叶绿体。5.(2012广东高考)食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据上图可知，_更适宜作为食品添加剂，理由是_，蛋白酶的活力可用_的量来表示。(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验，结果显示，酶保护剂浓度在0.020.06 mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.08.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。解析：(1)由图可知，在一定范围内木瓜蛋白酶的活力不受pH的影响，适宜作为食品添加剂。蛋白酶的活力可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。(2)由题意可知，为了进一步确定酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH，可以在题干提供的范围内缩小梯度差，进一步进行实验。答案：(1)木瓜蛋白酶在pH 49范围内，木瓜蛋白酶的活力高且稳定单位时间内产物增加(单位时间内反应底物减少)(2)课题：探究酶保护剂的最佳浓度和提取液的最适pH实验结果记录表提取液的pH底物的减少量(或产物的产生量)酶保护剂浓度(mol /L)6.06.57.07.58.00.020.030.040.050.066(2011全国卷)某同学从温度为5565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：根据酶具有专一性的特点可知，脂肪酶只能催化脂肪的水解，因此测定其活性时，应选择脂肪作为底物；为维持反应液的酸碱度稳定，一般应加入缓冲溶液。蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。要探究酶催化作用的最适温度，应设置一系列温度梯度，分别测定酶活性。催化活性最高时的温度即为最适温度，由于该细菌生活的温度范围为5565，因此，设置温度梯度范围时应将其包含在内。答案：(1)脂肪缓冲(2)蛋白质(3)在一定温度范围(包括5565)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，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。