第三章 细胞中能量的转换和利用第一节 生命活动需要酶和能源物质必备知识基础练1.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶,是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的,如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,这一结果表明( )A.RNA具有生物催化作用B.酶是由RNA和蛋白质组成的C.酶的化学本质是蛋白质D.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA2.下列各项关于酶的叙述,其中正确的一项是( )①酶是由活细胞产生的 ②酶都有消化功能 ③酶都是蛋白质 ④酶都具有高效性 ⑤酶只能在细胞内发挥作用 ⑥麦芽糖酶能促进麦芽糖水解A.①②③B.②④⑤C.①②④⑥D.①④⑥3.下图表示“比较H2O2在不同条件下的分解实验”。相关分析合理的是( )A.本实验的因变量是不同的催化剂B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能4.下列说法符合下图所示含义的是( )A.随pH从5→7,酶的活性逐渐降低B.随pH从5→7,酶的最适温度不变C.温度从O→A变化过程中,酶的活性逐渐降低D.该酶的最适pH为65.(多选)下图表示ATP的结构,下列相关说法正确的是( )A.a键断裂后形成ADP和PiB.图中的3表示ATP中的“A”C.由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位之一D.a键断裂释放的能量可以直接用于大脑思考、生物发电等生命活动6.下图表示某反应“甲→乙”进行过程中,有酶参与和无酶参与时的能量变化,则下列叙述不正确的是( )
A.此反应不能说明酶的高效性B.E1为反应前后能量的变化C.E2表示在有酶参与下化学反应需要的活化能D.酶参与反应时,所降低的活化能为E47.ATP(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.丙中不含磷酸基团,是RNA基本组成单位之一C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成D.甲→乙和乙→丙过程中,起催化作用的酶空间结构相同8.某研究小组为探究影响H2O2分解的因素,做了三个实验,相应的实验结果如下图所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行,实验3其他条件适宜)。请分析回答下列问题。(1)实验1、2、3中的自变量分别为 、 、 。 (2)实验2结果反映,在B、C所对应的H2O2浓度范围内,H2O2溶液浓度会 (填“升高”“降低”或“不影响”)过氧化氢酶的活性,BC段O2产生速率不再增大的原因最可能是 。 (3)实验1若温度升高10℃,加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将 (填“增大”或“减小”),加Fe3+的催化反应曲线斜率将 (填“增大”或“减小”)。 (4)实验3的结果显示,H2O2酶的最适pH为 ,实验结果表明,当pH小于d或大于f时,H2O2酶的活性将永久丧失,其原因是 。
能力素养提升练9.(多选)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是( )A.离子泵既有运输功能又有催化功能B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率10.下列有关酶的叙述,错误的是( )A.合成酶的模板是生物大分子B.有些酶只能在细胞外发挥作用C.高温使酶变性是不可逆的D.酶都能与双缩脲试剂产生紫色反应11.从青霉菌中提取的淀粉酶在不同温度条件下分别催化淀粉反应1h和2h,其产物麦芽糖的相对含量如下图所示。下列分析正确的是( )A.第1h内,酶的最适温度在45~50℃B.第1h到第2h,45℃条件下淀粉酶活性提高C.第1h到第2h,50℃条件下酶的催化作用明显D.若只生产1h,45℃左右时麦芽糖产量相对较高12.下图表示ATP和ADP之间的转化,据图可以确定( )
A.A为ADP,B为ATPB.能量1和能量2来源相同C.酶1和酶2是同一种酶D.X1和X2是同一种物质13.(多选)下图为植物细胞中ATP与ADP相互转化示意图,下列相关叙述不正确的是( )A.过程①不需要酶的催化B.过程②发生磷酐键的断裂C.过程①所需能量只能来自化学能D.过程②放出的能量可以用于过程①14.(多选)下图表示在不同条件下,酶促反应速率的变化曲线,下列说法正确的是( )A.酶促反应的速率可用底物消失所需的时间表示B.Ⅱ和Ⅰ相比较,酶促反应速率不同,这是因为它们的酶浓度和温度不同C.AB段影响酶促反应速率的主要因素是底物浓度D.酶促反应的速率可用产物生成的速率表示
15.甲、乙两图依次表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度的关系。请据图回答下列问题。(1)图甲中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,其原因是 。(2)图乙中,A点所对应的温度称为酶促反应的 。 (3)图乙中,A点到B点曲线急剧下降的原因是 。 (4)将装有酶与反应物的①②两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中,20min后取出转入37℃的水浴锅中保温,两试管内反应分别应为:①试管中 ; ②试管中 。 16.下图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图,据图回答下列问题。(1)图中的a、b分别代表 、 。 (2)c指 。 (3)在动物肌细胞中,进行②反应时,能量来自 。 (4)①②反应进行时所需要的酶一样吗?为什么?
(5)进行①反应时能量用于 ,进行②反应时能量用于 ,由此可见能量是 ,物质是 。 答案：1.A 解析将RNaseP酶的蛋白质部分除去后,提高Mg2+浓度,其中的RNA仍具有与这种酶相同的催化活性,说明RNA也具有催化作用。2.D 解析酶是由活细胞产生的,①正确;酶具有催化功能,②错误;酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,③错误;酶具有专一性和高效性,④正确;⑤只要条件适宜,酶在细胞内、外都能发挥作用,⑤错误;根据酶的专一性,麦芽糖酶能促进麦芽糖水解,⑥正确。3.C 解析实验的因变量是气泡的产生速率,即H2O2的分解速率,A项不符合题意;1号和2号的自变量是温度,酶的用量是无关变量,B项不符合题意;1号与3号、1号与4号中只有一个实验变量不同,可分别构成对照实验,C项符合题意;2号在高温下出现气泡的原因是加热使H2O2分子得到能量,从基态转变为容易发生化学反应的过渡态,D项不符合题意。4.B 解析由题图可推断出:在pH从5→7的过程中,酶最适温度不变,但酶的活性受pH影响,先逐渐升高,然后又逐渐降低。温度从O→A的变化过程中,酶活性逐渐升高,超过A后又逐渐降低。与pH为5和pH为7相比,pH为6时该酶促反应速率最高,但该酶的最适pH不一定是6。5.AD 解析a、b表示磷酐键,a键断裂后形成ADP和Pi,A项正确;图中的3表示腺嘌呤,ATP中的“A”表示腺苷,B项错误;由1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位之一,C项错误;a键断裂释放的能量可以直接用于大脑思考、肌肉收缩、生物发电等生命活动,D项正确。6.B 解析由题图可知,该反应只能说明酶具有催化作用,不能说明酶具有高效性,A项正确;E1表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能,B项错误;酶可以降低化学反应的活化能,因此曲线Ⅱ表示有酶参与,E2表示在有酶参与下化学反应需要的活化能,C项正确;酶促反应的原理是降低化学反应的活化能,酶参与反应时,所降低的活化能为E4,D项正确。7.C 解析题图中甲为ATP,乙是ADP,生物体内的ATP和ADP含量非常少,但二者都处于动态平衡状态,所以主动运输过程中,乙的含量不会明显增加;
丙是腺嘌呤核糖核苷酸,含有一个磷酸基团;丁为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,而戊为磷酸基团,可用于甲的合成;催化甲→乙和乙→丙过程的酶不同。8.解析(1)实验1、2、3中的自变量分别为催化剂的种类、H2O2浓度、pH。(2)实验2曲线BC段,O2的产生速率不随H2O2浓度的变化而变化,可能是酶的数量有限。(3)已知实验1是在适宜条件下进行的,若温度升高,酶的活性将会降低,加Fe3+的催化反应曲线速率会变大。(4)由实验3曲线可知,H2O2酶的最适pH为e,但pH过高或过低,会破坏酶的空间结构。答案(1)催化剂的种类 H2O2浓度 pH (2)不影响 酶的数量有限 (3)减小 增大 (4)e 酶的空间结构被破坏9.AC 解析由“离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”说明离子泵既有运输功能又有催化功能,A项正确,B项错误;动物一氧化碳中毒会降低细胞呼吸,降低离子泵跨膜运输离子的速率,C项正确;蛋白质变性剂会破坏载体蛋白,降低运输速率,D项错误。10.D 解析蛋白质类酶合成的直接模板是mRNA,是生物大分子,RNA类酶合成的模板是DNA,也是生物大分子,A项正确;有些酶只能在细胞外发挥作用,如消化酶,B项正确;高温、强酸、强碱使酶变性是不可逆的,C项正确;蛋白质类酶能与双缩脲试剂产生紫色反应,但是RNA类酶不可以,D项错误。11.D 解析第1h内,酶的最适温度在40~50℃,A项错误;第1h到第2h,45℃条件下的淀粉酶活性并未提高,只是因为1h的时间并未将所有淀粉分解成麦芽糖,因此,麦芽糖会在1h的基础上有所增加,B项错误;第1h到第2h,50℃条件下,产物的量不变,说明酶的催化作用已经丧失,C项错误;由题图可知,若只生产1h,45℃左右时麦芽糖产量相对较高,D项正确。12.D 解析由题图中能量的方向可以看出:A为ATP,B为ADP。能量1来自ATP中磷酐键水解所释放的化学能。能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能;在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外,还可来自光合作用吸收的太阳能。酶1和酶2分别是ATP水解酶和ATP合成酶。X1和X2是同一种物质Pi。13.ACD 解析过程①是ATP的合成,需要ATP合成酶的催化,A项错误;过程①所需能量可以来自光合作用和细胞呼吸,即可来自光能和化学能,C项错误;过程②是ATP
的水解,远离A的磷酐键断裂,放出的能量用于各项生命活动,不能用于ATP的合成,B项正确,D项错误。14.ACD 解析与Ⅰ相比,Ⅱ的酶促反应速率较慢,这是由温度低而使酶活性降低导致的。15.解析(1)当酶浓度一定时,一定范围内酶促反应的速率随反应物浓度的上升而上升,反应物达到一定浓度后变化不明显是因为酶的数量有限。(2)在一定的温度范围内,酶的催化效率与温度呈正相关,从图乙中可以看出,A点对应的温度是酶催化作用的最适温度,低温和高温都会使酶活性降低,低温抑制酶的活性,高温会使酶变性失活。答案(1)受酶浓度的限制(2)最适温度(3)温度升高,酶活性下降甚至失活(4)反应速度加快 无催化反应16.解析(1)合成ATP的过程,能量来源是光合作用和细胞呼吸,其中动物体内只有细胞呼吸能合成ATP,所以a表示细胞呼吸,b表示光合作用。(2)ATP水解释放的能量用于细胞的各项生命活动。(3)ATP水解释放的能量来自ATP的磷酐键中储存的能量。(4)①②是两个不同的化学反应,酶具有专一性,因此两个化学反应的酶不同。(5)进行①时能量用于合成ATP,进行②时能量用于各项生命活动,因此能量是不可逆的,物质是可逆的。答案(1)细胞呼吸 光合作用 (2)各项生命活动 (3)储存在ATP中的磷酐键中的化学能 (4)不一样。因为①和②是两个不同的反应,而酶具有专一性 (5)合成ATP 各项生命活动 不可逆的 可逆的
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