高考生物一轮复习必修1第3单元第1讲 降低化学反应活化能的酶 细胞的能量通货ATP.docx
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高考生物一轮复习必修1第3单元第1讲降低化学反应活化能的酶细胞的能量通货ATP
第三单元 细胞的能量供应和利用
第1讲 降低化学反应活化能的酶
细胞的能量“通货”——ATP
1．如图中，①表示有酶催化的反应曲线，②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．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 B选项，在底物浓度较低的情况下，反应速率与底物浓度成正比，超过一定范围，底物浓度增加，反应速率不变。
C选项和D选项，在一定范围内，酶促反应速率随温度或pH的增大而增大，超过最适值后，随温度和pH的增大而减小。
答案 A
3．生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下五种酶的作用对象分别是
（ ）
①肽酶 ②解旋酶 ③纤维素酶 ④ATP水解酶 ⑤DNA连接酶
A．碱基间氢键、肽键、植物细胞壁、磷酸基团、磷酸基团
B．肽键、碱基间氢键、植物细胞壁、高能磷酸键、磷酸二酯键
C．肽键、碱基间氢键、原生质层、NADPH、氢键
D．R基、脱氧核苷酸、细胞膜、ATP、磷酸基
解析 肽酶破坏的是肽键，解旋酶破坏的是碱基间氢键，纤维素酶破坏植物细胞壁（植物细胞壁由纤维素和果胶组成），ATP水解酶破坏高能磷酸键，高能磷酸键断裂释放化学能供给生命活动的需要；DNA连接酶连接被限制酶切开的核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。
答案 B
4．科学家证实：
RNaseP酶由蛋白质和RNA组成，将这种酶中的蛋白质和RNA分开，在适宜条件下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，而蛋白质不具有。
这一结果表明（ ）
A．酶都是由蛋白质和RNA组成的
B．RNA具有催化作用
C．酶的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸
D．绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
解析 根据题意，RNaseP酶由蛋白质和RNA组成，但这并不能说明酶都是由蛋白质和RNA组成的；题干强调“RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性”，说明RNA具有催化作用；RNaseP酶的基本组成单位是核糖核苷酸和氨基酸；“绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA”这一说法正确，但本题的实验结果并不能说明这一结论。
答案 B
5．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
（ ）
①参与ATP形成的元素包括C、H、O、N、P ②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 ③洋葱表皮细胞中能形成ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 ④ATP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．①③B．③④C．②③D．②④
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．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
①
②
③
纤维素悬液/mL
2
2
2
纤维素酶液/mL
1
1
1
反应温度/℃
30
40
50
斐林试剂/mL
2
2
2
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。
答案 D
7．ATP是细胞生命活动的直接能量来源，如图ATP分子中哪个键的水解可以释放大量可被利用的能量（ ）
A．aB．b
C．cD．a和b
解析 ATP分子中有两个高能磷酸键，高能磷酸键的水解能释放大量的能量，a是高能磷酸键，b、c是普通的化学键。
答案 A
8．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．将1mL体积分数为5%的胃液稀释液倒入装有10mL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1mL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1mL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1mL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
10．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 2B．3 2C．2 4D．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
11．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
12．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（60min）
1
2
3
4
5
6
处理前试试样重/g
1.662
1.659
1.672
1.677
1.669
1.666
处理后试样重/g
1.594
1.554
1.550
1.550
1.540
1.536
失重率/%
4.10
6.33
7.30
7.57
7.73
7.80
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3g/L时可以达到较好的退浆效果
C．延长淀粉酶质量浓度为1g/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3g/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
13．下表是某小组为“探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响”而设计的实验操作步骤，据表回答下列问题。
操作步骤
操作方法
试管甲
试管乙
1
加体积分数为3%的过氧化氢溶液
2mL
2mL
2
加质量分数为5%的盐酸
1mL
/
3
加质量分数为5%的氢氧化钠溶液
/
1mL
4
加质量分数为20%的猪肝研磨液
2滴
2滴
5
观察
____
____
（1）本实验的因变量是__________________，可观测的指标是_____________。
（2）上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：
_________________。
在完成改进方案后，预期实验结果及得出结论：
①________________________________________________________________
________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________。
（3）为了将此多余的猪肝研磨液保留到下次使用，应对它进行________（填“高温”或“冷藏”）处理。
（4）如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越________。
解析
（1）由探究的课题可知，本实验的自变量为pH，因变量为过氧化氢分解速率，具体的观察指标可以是相同时间内试管中气泡产生的数量。
（2）由已经设计的实验步骤可知，本实验中缺少空白对照组，应该增设试管丙，试管丙中除了添加过氧化氢溶液和猪肝研磨液外，还应该加蒸馏水，其他处理不变。
如果过氧化氢酶的活性不受pH的影响，则甲、乙、丙三支试管中气泡的产生情况基本相同；如果过氧化氢酶的活性受pH的影响，则甲、乙、丙三支试管中产生的气泡量不同。
（3）绝大多数酶的化学本质是蛋白质，高温会破坏其空间结构，使酶失活，所以不应高温而应冷藏处理。
（4）出现同一结果时间越长，则表示催化效应越低，酶活性越低。
答案
（1）过氧化氢分解速率 相同时间内气泡的产生量
（2）增设丙组，加2mLH2O2液和1mL蒸馏水后加入2滴猪肝研磨液与甲、乙组对照，其他步骤不变 预期的实验结果及结论：
①甲、乙、丙三支试管中产生的气泡量不同，则过氧化氢酶的活性受pH影响
②甲、乙、丙三支试管中产生气泡的情况基本一样，则过氧化氢酶的活性不受pH影响 （3）冷藏 （4）低（或弱）
14．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。
请分析回答：
（1）神经细胞中的ATP主要来自________（生理过程），其结构简式是____________。
研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是____________。
（2）由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是____________。
（3）一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。
据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是___________________________________________________________________________________________________。
解析
（1）细胞的能量通货是ATP，其结构简式是A～P～P～P。
ATP的主要来源是细胞呼吸。
ATP和ADP可以相互转化是实现机体能量持续供应的前提。
（2）ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。
其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，因此，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。
（3）推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的思路为：
一是阻断典型神经递质的传递→刺激甲→测量乙的膜电位变化；二是寻找靶细胞膜上是否有ATP受体。
答案
（1）细胞呼吸 A—P～P～P ATP与ADP相互迅速转化
（2）腺苷
（3）①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现受体细胞仍能接受到部分神经信号；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体
15．某研究性学习小组利用荧光素－荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。
实验原理：
荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围时，ATP的含量与发光强度成正比。
实验步骤：
1．ATP的提取：
称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10min，冷却至室温，离心，取上清液。
2．ATP的测定：
吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。
请回答下面的问题。
（1）步骤一中的沸水浴处理，使酶的________被破坏而失活。
（2）步骤二注入的物质中，属于反应物的是________；分光光度计反应室内能量的转换形式是__________________。
（3）荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。
①学习小组配制了1×10－8mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液（过量）和___
溶液进行实验。
②结果表明：
图中________点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
E、F、G点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，这是因为______________。
（4）ATP测定对食品卫生监控有重要意义。
食品卫生检验人员利用上述生物发光法测定某熟食品样品中细菌的ATP总含量，测算出了细菌的数量，从而判断食品污染程度。
做出上述判断的理由是：
每个细菌细胞中ATP的含量_____。
解析
（1）沸水浴处理时，高温能够使酶分子空间结构被破坏，使酶的活性永久丧失。
（2）根据实验原理：
荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光。
所以，步骤二注入的物质中，属于反应物的是荧光素，分光光度计反应室内能量形式的转换是化学能转换为光能和热能。
（3）由图解的横坐标可知实验中荧光素酶溶液浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L，结果表明：
图中E、F、G点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，表明达到E点所对应的荧光素酶浓度时，ATP已经全部水解，即使继续增加酶浓度，由于受ATP数量限制，发光强度也不再增加，因此E点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
（4）每个细菌细胞中ATP的含量大致相同且相对稳定，可以根据样品中细菌的ATP总含量，测算出细菌的数量。
答案
（1）空间结构
（2）荧光素 化学能转换为光能（和热能）
（3）①浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L荧光素酶
②E ATP全部水解（或ATP数量限制）
（4）大致相同（且相对稳定）
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