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计时双基练(九) 降低化学反应活化能的酶
细胞的能量“通货”——ATP
(计时：45分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．下列有关ATP的叙述中，正确的是( )
A．ATP释放能量往往与某些放能反应相关联
B．能为暗反应供应能量的光反应产物不只有ATP
C．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D．植物根尖细胞生成ATP的细胞器是线粒体、细胞质基质
解析 本题考查ATP的相关学问，属于考纲识记推断层次，难度中等。选项A，ATP释放能量往往与某些需能反应相关联；选项B，光反应的产物[H]也能为暗反应供应能量；选项C，ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成；选项D，细胞质基质不属于细胞器。
答案 B
2．关于酶和ATP的叙述，正确的是( )
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．随着温度降低，酶促反应的活化能下降
C．代谢旺盛的细胞中ATP的含量高
D．ATP和核酸都肯定含有腺苷
解析 本题考查了酶和ATP的有关学问，意在考查考生对相关概念的理解与运用力量，难度适中。不同的细胞中都存在与呼吸有关的酶，A正确。酶的作用是降低反应的活化能，而温度不影响酶促反应的活化能。细胞中ATP含量都很少，代谢旺盛的细胞中ATP与ADP的转化快。核酸中不肯定含有腺苷。
答案 A
3．如图表示生物体内发生的两个化学反应，请推断下列相关说法中正确的是( )
A．ATP分子水解时，图中所示的化学键③④最易断裂
B．图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同
C．细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系
D．ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内
解析 本题主要考查ATP的结构与功能的相关学问，意在考查考生猎取信息的力量及运用学问的力量。ATP是生命活动的直接能源物质，ATP水解时，远离A的高能磷酸键④最易断裂；图中酶1为ATP水解酶，酶2为ATP合成酶，二者种类不同，但二者的化学本质均为蛋白质；细胞中吸能反应所需的能量由ATP水解供应，而释放能量的反应(放能反应)则与ATP的合成反应相联系；细胞内ATP与ADP间相互转化的能量供应机制是生物界的共性之一，也存在于原核细胞中。
答案 B
4．争辩证明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，如图所示。下列相关说法正确的是( )
A．该细胞产生ATP的场全部线粒体、叶绿体、细胞质基质
B．ATP是直接能源物质，在细胞中含量很多
C．典型神经递质和ATP都能引起受体细胞的膜电位变化
D．作为信息分子的ATP不能为细胞供应能量
解析 本题考查ATP、神经传导相关学问，意在考查考生猎取信息、分析推断的力量。该细胞为神经细胞，不含叶绿体；ATP在细胞中含量极少，与ADP转化快速；依据图形及题干信息，受体细胞膜上含有ATP的受体，与典型神经递质一样都会引起膜电位变化；依据图形，ATP能够水解产生ADP及AMP，在水解过程中高能磷酸键断裂，释放出能量，因此能为细胞供应能量。
答案 C
5．ATP在生物体的生命活动中发挥着重要的作用，下列有关ATP的叙述，不正确的有几项( )
①人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP ②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加
③ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质 ④ATP是生物体生命活动的直接供能物质，但在细胞内含量很少 ⑤能进行有氧呼吸的细胞不肯定含有线粒体，但肯定含有相关的酶，可产生ATP ⑥ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能 ⑦人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加
A．0项 B．1项
C．2项 D．3项
解析 人体成熟的红细胞中无线粒体，但可以通过无氧呼吸产生ATP，蛙的红细胞、鸡的红细胞中均有线粒体，可以通过有氧呼吸产生ATP，故①正确。若细胞内Na＋浓度偏高，通过消耗能量的主动运输方式排出Na＋，可以维持Na＋浓度的稳定，故②正确。ATP中的“A”表示腺苷，由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成，DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤，故③正确。人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，可以增加细胞代谢，使产热量和ATP增多，以维持体温稳定，故⑦正确。
答案 A
6．下列关于探究酶的特性的试验的叙述，正确的是( )
A．若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物
B．若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对比
C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对试验结果进行检测
D．若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对试验结果进行检测
解析 酶具有专一性，若探究pH对唾液淀粉酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物；若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对比；若探究温度对淀粉酶活性的影响，不能选择斐林试剂对试验结果进行检测，由于使用斐林试剂必需水浴加热，一般选择碘液来检测试验结果；若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用斐林试剂对试验结果进行检测。
答案 B
7．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 图中产物A转化成的产物B，在高浓度时使酶1空间结构发生可逆性转变，抑制细胞中产物A的生成，有利于细胞的生命活动，酶空间结构的形成与氨基酸序列有关。酶的专一性不仅体现在对一种反应的催化，对一类反应的催化也是专一性的体现，和酶本身有多少结合位点无关。
答案 C
8．ATP是生命活动的直接能源物质，据图推断有关叙述错误的是( )
A．黑藻细胞内甲→ATP的过程不仅发生在细胞质基质
B．乙中不含高能磷酸键，是RNA基本组成单位之一
C．丙中包括腺嘌呤和核糖，丁可用于某些脂质的合成
D．ATP为生命活动供应能量需要经过图示的整个过程
解析 图中甲为ADP，乙为AMP，丙为腺苷，丁为磷酸，故甲→ATP的过程可以发生在细胞质基质，也可发生在叶绿体、线粒体。ATP为生命活动供应能量不肯定需要图示的整个过程，只是“ATP→ADP”即可。
答案 D
9．如图所示在不同条件下，酶催化反应的速度(或生成物)变化，有关叙述不正确的是( )
A．图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度的关系
B．图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量变化的示意曲线
C．若图②中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D．图③不能表示在反应开头后的一段时间内反应速度与时间的关系
解析 酶量增加一倍时，在底物浓度相同的状况下，反应速度加快，但是整个反应中，生成物的总量不变，因此图①、图②正确。在其他条件肯定的状况下，反应开头时，底物浓度高反应速度快，随着底物浓度的降低，反应速度渐渐减慢，因此图③能表示在反应开头后的一段时间内反应速度与时间的关系。
答案 D
10．如图1表示某酶促反应过程，图2表示图1的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线(物质a的起始浓度为10 mmol·L－1)。下列叙述错误的是( )
图1
图2
A．物质a可能是麦芽糖但不行能是蔗糖
B．在该试验条件下物质a在2 min内可被完全分解
C．若曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率，则曲线①温度肯定低于曲线②和③
D．若曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线①酶浓度高于曲线②和③
解析 由图(1)看出，物质a被水解为2个c，可能是麦芽糖水解为2个葡萄糖，蔗糖水解为1个果糖和1个葡萄糖，所以不行能是蔗糖。由图(2)看出，2 min后物质a完全被分解。由曲线①②③看出，①的反应速率快于②③，可能是酶的浓度大，也可能是温度较②③更适宜，但不肯定比②③低。
答案 C
11．猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某同学设计了甲、乙两组试验，如图所示。经35 ℃水浴保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4不加任何试剂，下列试验能达到目的的是( )
A．试验甲
B．试验乙
C．试验甲、试验乙都能
D．试验甲、试验乙都不能
解析 本题考查试验分析，中等题。试验甲中由于蛋白酶本身也属于蛋白质，即使猪笼草分泌液中有蛋白酶，能将蛋白液分解了，但是在双缩脲的检测下，溶液中还是有蛋白质，这样结果不精确 ，而试验乙可通过观看组织块的消逝速度来做出推断，B项对。
答案 B
12．下列是利用某种酶进行试验绘制的曲线，相关叙述不正确的是( )
A．图①曲线对应的试验无关变量有pH、底物的量等，酶的最适温度为30 ℃左右
B．图②虚线可表示其他条件不变而增加酶浓度，底物浓度与反应速率的关系
C．图③曲线可以推断Cl－对酶的催化作用具有促进作用
D．图④曲线的获得可以用同一试管通过转变溶液的pH进行试验获得
解析 本题考查与酶相关的曲线分析，意在考查考生分析图形及试验的力量。图①自变量为温度，其他相关量为无关变量，从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为30 ℃左右；图②中，在底物充分时，酶量增加，反应速率也增加；图③中添加Cl－一组的曲线反应速率要高于只有酶的曲线，说明该离子对酶的催化作用具有促进作用；酶在过酸或过碱的条件下失活，因此图④曲线的绘制是在一系列不同pH梯度下进行多组试验得出的结果。
答案 D
二、非选择题(共40分)
13．(20分)为争辩人参细胞的能量代谢的特点，某高中学校生物争辩性学习小组的同学利用荧光素—荧光素酶生物发光法，测定人参的愈伤组织中ATP的含量。
试验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质的参与下，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，在肯定范围内，ATP的含量与发光强度成正比。
试验步骤：
Ⅰ.ATP的提取：称取肯定量的人参的愈伤组织，研磨后沸水浴10 min，冷却至室温，离心，取上清液。
Ⅱ.ATP的测定：吸取肯定量的上清液，放入分光光度计的反应室内，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。
请回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中的沸水浴处理，使酶的________被破坏而失活。
(2)步骤Ⅱ注入的物质中，属于反应物的是________；分光光度计的反应室内，能量形式的转换是________。
(3)学习小组的同学探究“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”的试验，结果如图。
①学习小组配制了1×10－1 mol/L的ATP的标准液和70 mg/L荧光素酶溶液(过量)以及________________________________溶液进行试验。
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，这是由于__________________________________________________。
(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病菌的ATP总含量，可测算出病菌的数量，从而推断食品被污染的程度。做出上述推断的理由是：每个病菌细胞中ATP的含量________。
答案 (1)空间结构
(2)荧光素 化学能转换为光能
(3)①浓度分别为0、10、20、30、40、50、60 mg/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)
14．(20分)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。为了争辩鱼类的保鲜方法，争辩者从常见淡水鱼(草鱼、鱼和鳝鱼)的肌肉中分别纯化得到ACP，并对该酶活性进行了一系列争辩。相关试验结果如下，分析回答问题。
ACP在不同浓度金属离子中的相对活性
(1)鱼肉保鲜的思路为在IMP被降解前实行肯定措施有效________ACP的活性。据图1可知，草鱼肌肉中的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，对鳝鱼肌肉中的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 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被降解前实行有效措施抑制ACP的活性。由图1可以直接看出草鱼肌肉中的ACP的最适pH为5.0左右。由表可知，Na＋对ACP的活性基本不产生影响，Zn2＋可以使ACP的活性增加，Ca2＋可以使ACP的活性降低。
答案 (1)抑制 5.0
(2)鱼 相同 分子结构
(3)Zn2＋ Ca2＋
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