《金版学案》2022届高考生物一轮复习课时作业9-降低化学反应活化能的酶-细胞的能量“通货”ATP-.docx

生物
必修1　分子与细胞

学案9　降低化学反应活化能的酶
　细胞的能量“通货”——ATP

题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
选项

一、单项选择题
1．下图表示物质S在酶E的催化下水解成P的反应图解，下列叙述正确的是(　　)

A．酶E可为该反应供应活化能
B．酶E水解的产物是H2O、CO2等物质
C．若S是麦芽糖，则可用斐林试剂来检测P的生成状况
D．若S代表二肽，则E、P可分别代表肽酶、氨基酸

解析：酶通过降低活化能提高反应速率。这里的酶E是蛋白质，水解后的产物应当是氨基酸。麦芽糖以及水解产物葡萄糖都是还原糖。若S代表二肽，则E代表肽酶、P代表2个氨基酸分子，D正确。
答案：D

2．用抗生素处理成纤维细胞后，能抑制内质网的糖基化功能，使细胞分泌的纤连蛋白(FN1)削减，且易被组织蛋白酶水解。下列有关说法不合理的是(　　)
A．纤连蛋白的形成离不开内质网
B．糖基化能维持纤连蛋白的稳定性
C．内质网能阻挡纤连蛋白的运输
D．组织蛋白酶催化作用具有专一性

解析：依据题中信息，抑制内质网的糖基化功能，使细胞分泌的纤连蛋白削减，易被组织蛋白酶水解，说明纤连蛋白的形成与内质网的糖基化功能亲热相关，糖基化功能与纤连蛋白的稳定性有关，A、B正确；抑制了内质网的糖基化功能，纤连蛋白的分泌量削减，说明内质网能促进纤连蛋白的运输，C错误；酶的作用具有专一性，组织蛋白酶也不例外，D正确。
答案：C

3．下列关于酶特性试验设计的叙述中，正确的是(　　)
A．验证酶的专一性时，自变量确定是酶的种类
B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C．探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度
D．探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组

解析：验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类或反应物的种类。验证酶的高效性，是指酶的降低活化能的作用显著高于无机催化剂。探究酶催化作用的最适pH时，过酸过碱都会使酶失活，应设置更多的pH梯度，分成更多的组。
答案：C

4．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是(　　)

A．酶1与产物B结合后失活，说明酶的功能由其空间结构打算
B．酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列
C．酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性
D．酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A

解析：由图中关系可知：酶1失活后与有活性时相比空间结构发生了转变，说明酶的功能由其空间结构打算，A正确。同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是由于氨基酸的序列不同，B正确。从图中可知，酶1只催化两种底物合成产物A的反应。具有专一性，C错误。酶1与产物B结合使酶1无活性，合成产物A的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物A，D正确。
答案：C

5．下列物质中，能够直接给细胞生命活动供应能量的是(　　)
A．脂肪 B．钙离子
C．糖 D．ATP

解析：脂肪是细胞内良好的储能物质；钙离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用；糖类是主要的能源物质；ATP是细胞生命活动的直接供能物质。
答案：D

6．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．植物细胞的质壁分别和复原

解析：蛋白质的合成和加工过程需要消耗能量(ATP)；在细胞分裂过程中，染色体的复制和运动需要消耗能量(ATP)；CO2还原过程要消耗光反应过程产生的[H]和ATP，分泌蛋白的分泌过程也要消耗能量(ATP)；植物细胞的质壁分别和复原过程，是水分子通过自由集中进出细胞的过程，不消耗能量。
答案：D

7．ATP是生命活动中直接能源物质，下列有关ATP的说法正确的是(　　)
A．物质跨膜运输时，细胞内进行旺盛的ATP和ADP的相互转化
B．光合作用暗反应合成有机物所需的能量主要由线粒体产生的ATP供应
C．肌肉细胞中大量线粒体组成肌质体，有利于储存大量ATP为运动供能
D．ATP中的化学能在一些细胞中可来自光能，在另一些细胞中可再转化为光能

解析：物质跨膜运输的主动运输需要消耗ATP，但帮忙集中和自由集中不需要消耗ATP，A错误。光合作用合成的有机物所需要的能量由光反应产生的ATP和[H]供应，B错误。ATP在细胞内的含量很少，但转化很快速，“储存大量ATP为运动供能”，C错误。在植物的叶肉细胞等处可利用光能转化为ATP中的化学能，在萤火虫的某些细胞中能将ATP中的化学能转化成光能，D正确。
答案：D

8．ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图推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．丙中不含磷酸键，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，其催化作用的酶空间结构相同

解析：对细胞的生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，故在主动运输过程中，乙的含量不会明显增加，A错误。腺嘌呤核糖核苷酸(丙)是RNA基本组成单位之一，丙中含有磷酸键，但不含高能磷酸键，B错误。腺苷(丁)由腺嘌呤和核糖组成，而磷酸(戊)可用于甲的合成，C正确。酶具有专一性，甲→乙和乙→丙过程中，其催化作用的酶不同，故酶的空间结构也不相同，D错误。
答案：C
9．据表分析，下列说法正确的是(　　)

组别
①
②
③
④
⑤
⑥
3%的淀粉溶液
2 mL
—
2 mL
—
2 mL
—
3%的蔗糖溶液
—
2 mL
—
2 mL
—
2 mL
2%的α－淀粉酶溶液
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
反应温度
0 ℃
0 ℃
60 ℃
60 ℃
100 ℃
100 ℃
碘液
2滴
2滴
2滴
2滴
2滴
2滴
注：表中“—”表示没有添加。
A．α－淀粉酶溶液的用量是自变量
B．①②两组试验可用于验证酶的专一性
C．②④⑥三组试验可说明温度能影响酶活性
D．设计上述试验目的是：验证酶的专一性和探究温度对酶活性的影响

解析：该试验中，反应温度是自变量，颜色变化是因变量，α－淀粉酶溶液的用量是无关变量，A错误。由于①②两组试验温度均为0 ℃，α－淀粉酶活性很低，不能用于验证酶的专一性，B错误。由于酶具有专一性，②④⑥三组试验均不会发生反应，不能说明温度对酶活性的影响，①③⑤三组试验可说明温度能影响酶活性，C错误。设计上述试验目的是：验证酶的专一性和探究温度对酶活性的影响，D正确。
答案：D

10．下图曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。下列相关叙述中正确的是(　　)

A．ab段表示在有酶催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能
B．ac段表示在无催化剂催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能
C．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
D．若只转变反应的温度或pH条件，则图中的曲线原有外形不会发生转变

解析：分子从常态转变为简洁发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。所以，在没有催化剂时，反应物A要达到活化态需要能量为ac，在有酶催化时需要活化能为bc。那么，ab段代表的含义是在有酶催化的条件下，使物质A生成物质P反应发生酶所降低的活化能，bc段表示在有酶催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能。A错误，B正确；由于酶比无机催化剂降低化学反应的活化能更显著，所以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动，C错误；若只转变反应的温度或pH条件，则酶的活性会发生转变，故图中的曲线原有外形可发生转变，D错误。
答案：B

11．下列有关ATP的叙述，正确的是(　　)
A．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，不能产生ATP
B．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，不能转化为光能和化学能
C．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP
D．ATP中的“A”与DNA中的碱基A含义相同

解析：人体内成熟的红细胞中没有线粒体，可进行无氧呼吸，也能产生ATP，A错误；ATP中化学能可以转化为光能和化学能等其他形式能，B错误；ATP中的A为腺苷，与DNA中的碱基A含义不同，D错误。
答案：C

二、非选择题
12．ATP既是神经元的“能量通货”，也可作为神经元之间信息传递的一种信号分子。一些神经细胞不仅能释放典型的神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。ATP作为信号分子的作用机理如图所示，请分析回答下列问题：

(1)人体细胞中的ATP主要来自________________(生理过程)，其分子结构简式是__________________________。争辩发觉，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一冲突的合理途径是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，3个磷酸基团逐个脱离下来，最终剩下的是________。
(3)为了争辩X物质对动物细胞的影响，某争辩小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次试验后，所得数据如下表所示：
试验组编号
X物质的浓度/(μg·mL－1)
细胞内ATP的浓度/(nmol·mL－1)
细胞死亡的百分率
A
0
80
1
B
2
70
2
C
4
50
10
D
8
20
25
E
16
5
70
F
32
1
95
①该试验的因变量是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②试验数据表明，该试验的因变量之间有何联系？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
③若用混有浓度为2 μg/mL的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸取功能受到抑制的主要缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：ATP是细胞内的“能量通货”，直接给细胞的生命活动供应能量。(1)ATP可以来自细胞呼吸、光合作用。在人体细胞内只有细胞呼吸。ATP结构简式为：A－P～P～P。(2)ATP是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的。因此3个磷酸基团逐个脱离下来，最终剩下的是腺苷。(3)①“为了争辩X物质对动物细胞的影响”，得出试验的自变量是X物质的浓度，因变量就是不同X物质浓度下细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。②细胞的生命活动离不开能量，因此细胞内ATP浓度下降，能量供应削减，细胞死亡率增加。③消化需要酶来催化，消化酶的合成和分泌需要消耗能量；氨基酸等养分物质的吸取属于主动运输，需要消耗能量。因此用混有浓度为2 μg·mL－1的X物质的饲料饲喂大鼠，将阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；阻碍主动运输，影响养分物质的吸取。
答案：(1)细胞呼吸　A－P～P～P　ATP与ADP相互快速转化　(2)腺苷　(3)①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率　②细胞内ATP浓度下降，能量供应削减，细胞死亡率增加　③阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；阻碍主动运输，影响养分物质的吸取

13．某争辩性学习小组设计了下图所示的试验装置(含反应室和注射器两部分)，用于测量过氧化氢酶催化过氧化氢反应放出的O2含量。他们提前制作了大小相同、干燥程度全都的圆形小滤纸片若干，然后开展了如下试验：

①制备新颖的质量分数为20%的动物肝脏研磨液。
②将8片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡后取出，并贴在反应室上侧的内壁上 (如图所示)。
③向反应室内加入新配制的10 mL 3% H2O2溶液(如图所示)；将装有2 mL清水的注射器内残留的空气排出后，用注射器针头扎透反应小室的橡皮塞，使反应小室与注射器相通，登记此时注射器上液面的刻度。
④将反应小室旋转180°，使圆形滤纸片与H2O2溶液混合。
⑤每隔30 s读取并记录注射器针筒液面的刻度一次，共进行2 min。
⑥将圆形小滤纸片的数量改成6片，重复②→⑤，进行其次组试验。
⑦将圆形小滤纸片的数量改成4片，重复②→⑤，进行第三组试验。
请回答下列问题：
(1)上述试验探究的问题是：酶促反应速率与________的关系。
(2)请你设计一个用于记录观看结果的表格。

(3)对步骤⑤得到的试验数据进行处理后，绘制出了如下曲线图。那么预期其次组试验的曲线大致应当是怎样的？请在图中添画该曲线。

(4)假如上述三组试验的结果均无明显差异，这可能与酶的什么特性有关？__________。需如何改进试验？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)假如利用上述试验材料和装置争辩温度对酶促反应速率的影响，应如何把握变量？
①________________；②________________________________________________________。

答案：(1)酶的浓度 (2)

(3)

(4)酶的高效性　削减圆形滤纸片的数量，或稀释肝脏研磨液，或增加反应室内H2O2溶液的量(答出任意一点即可)
(5)①设置温度梯度(创设自变量)　②圆形滤纸片的数量(或其他条件)保持全都(把握无关变量)