課時訓(xùn)練5細(xì)胞中的能量和酶一、選擇題1.下圖是細(xì)胞中ATP合成與分解示意圖,下列敘述錯誤的是()A.能量1可來自蔗糖的水解B.能量2可用于其他的吸能反應(yīng)C.能量2可用于三碳酸的還原D.圖中的兩個過程均可發(fā)生在細(xì)胞溶膠中答案A解析能量1為合成ATP的能量,來自細(xì)胞呼吸或光合作用,而蔗糖的水解需要消耗能量,A項錯誤;能量2是ATP水解釋放的能量,可以用于各種需能的生命活動,因此可以用于吸能反應(yīng),B項正確;三碳酸的還原需要ATP水解供能,C項正確;ATP的水解與合成都可以發(fā)生在細(xì)胞溶膠中,D項正確。2.ATP是細(xì)胞中的“能量通貨”,下列敘述正確的是()A.ATP由1個腺嘌呤、3個磷酸基團組成B.ATP的3個磷酸基團通過高能磷酸鍵相連接C.吸能反應(yīng)總是與ATP的合成直接聯(lián)系D.細(xì)胞中的ATP易于生成,難于水解答案B解析ATP由1個腺嘌呤、3個磷酸基團和一個核糖組成,A項錯誤。ATP的磷酸基團之間均通過高能磷酸鍵相連接,B項正確。吸能反應(yīng)與ATP的水解直接聯(lián)系,C項錯誤。細(xì)胞中的ATP易于生成和水解,D項錯誤。3.科學(xué)家薩母納爾為“探索酶的本質(zhì)”做出了很大的貢獻(xiàn),下列哪項不是他的成就?()A.從刀豆種子中提取出脲酶B.證明了酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)C.證明了酶具有催化作用D.少數(shù)RNA也具催化功能答案D解析薩母納爾首次從刀豆中分離出脲酶,并證明了脲酶的催化功能和本質(zhì),但是發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA具有催化功能是20世紀(jì)80年代切赫等科學(xué)家的成就,D項錯誤。4.酶A、B、C是大腸桿菌的三種酶,每種酶只能催化下列反應(yīng)鏈中的一個步驟,其中任意一種酶的缺失均能導(dǎo)致該菌因缺少化合物丁而不能在基本培養(yǎng)基上生長。化合物甲化合物乙化合物丙化合物丁現(xiàn)有三種營養(yǎng)缺陷型突變體,在添加不同化合物的基本培養(yǎng)基上的生長情況如下表:突變體添加物突變體a(酶A缺陷)突變體b(酶B缺陷)突變體c(酶C缺陷)化合物乙不生長不生長生長化合物丙不生長生長生長由上可知,酶A、B、C在該反應(yīng)鏈中的作用順序依次是()A.酶A、酶B、酶CB.酶A、酶C、酶BC.酶B、酶C、酶AD.酶C、酶B、酶A答案D解析分析題表可知,酶A缺陷后,不管加入化合物乙還是丙,大腸桿菌都不能生長,說明酶A催化反應(yīng)鏈中化合物丙到丁;酶B缺陷后,加入化合物乙大腸桿菌不生長,而加入化合物丙卻生長,說明酶B催化反應(yīng)鏈中化合物乙到丙;酶C缺陷后,不管加入化合物乙還是丙,大腸桿菌都能生長,說明酶C催化反應(yīng)鏈中化合物甲到乙,綜合分析,酶A、B、C在該反應(yīng)鏈中的作用順序依次是酶C、酶B、酶A。5.如圖為細(xì)胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖,正確相關(guān)敘述中正確的是()A.過程不能發(fā)生在線粒體中B.過程不能發(fā)生在葉綠體中C.過程所需的能量一定是來自有機物分解D.過程釋放的能量來自高能磷酸鍵答案D解析過程為ATP的合成,可以發(fā)生在線粒體和細(xì)胞溶膠中,也可以發(fā)生在葉綠體中,A項錯誤。過程表示ATP水解釋放能量,可以發(fā)生在光合作用碳反應(yīng)過程中,場所為葉綠體基質(zhì),B項錯誤。過程所需要的能量可以來自光能,C項錯誤。過程釋放的能量來自ATP中的高能磷酸鍵,D項正確。6.下圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法錯誤的是()A.圖1中的A代表腺苷,b、c為高能磷酸鍵B.圖2中反應(yīng)向右進(jìn)行時,圖1中的c鍵斷裂并釋放能量C.ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性D.圖1方框部分a 內(nèi)的元素組成有C、H、O、N、P答案A解析圖1中的A代表腺嘌呤,b、c為高能磷酸鍵,A項錯誤。圖2中反應(yīng)向右進(jìn)行時,ATP水解,圖1中的c鍵斷裂釋放能量,B項正確。ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性,C項正確。圖1方框部分a 內(nèi)的元素組成有C、H、O、N、P,D項正確。7.(2018浙江名校新高考聯(lián)盟第一次聯(lián)考)下列關(guān)于吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的敘述,正確的是()A.所有細(xì)胞中最重要的放能反應(yīng)是糖的氧化B.吸能反應(yīng)所需要的能量全部來自放能反應(yīng)C.在肌肉收縮過程中,肌肉做功,失去能量,恢復(fù)原狀,是吸能反應(yīng)D.因為ATP所含能量較多,所以能作為細(xì)胞中普遍使用的能量載體答案A解析最重要的放能反應(yīng)是細(xì)胞呼吸,糖的氧化分解,A項正確;吸能反應(yīng)所需要的能量一般來自放能反應(yīng),B項錯誤;肌肉收縮過程中需消耗能量,屬于吸能反應(yīng),肌肉做功,失去能量,恢復(fù)原狀,屬于放能反應(yīng),C項錯誤;ATP在細(xì)胞中易于再生,ATP所含能量較少,D項錯誤。8.(2018浙江選考十校聯(lián)盟3月適應(yīng)性考試)下列關(guān)于酶的敘述,正確的是()A.一種酶只能催化一種底物的反應(yīng),這體現(xiàn)了酶的專一性B.蔗糖酶的活性大小可用該酶在1 min內(nèi)使多少克蔗糖水解表示C.酶促反應(yīng)都有一個最適溫度D.酶催化的反應(yīng)需要在水溶液中進(jìn)行,所以酶均分布在細(xì)胞溶膠中答案C解析酶的專一性是一種酶只能催化一種或一類底物,A項錯誤。蔗糖酶的活性大小可以用1 g蔗糖酶在1 min內(nèi)使多少蔗糖水解表示,B項錯誤。酶促反應(yīng)每種酶的最適溫度不同,但都有一個最適溫度,C項正確。酶催化的反應(yīng)需要在一定的體系中進(jìn)行,但酶可以分布在消化道中,D項錯誤。9.(2018浙江名校協(xié)作體高三下學(xué)期3月考試)下面的實驗過程錯誤的是()A.油脂檢測實驗中3次使用吸水紙,后兩次吸取的物質(zhì)相同B.觀察葉綠體實驗中可觀察到葉綠體分布在黑藻葉肉細(xì)胞的邊緣C.質(zhì)壁分離觀察過程:撕取洋蔥鱗片葉外表皮制片觀察滴加蔗糖溶液觀察D.酶專一性實驗中加淀粉溶液與蔗糖酶溶液的試管出現(xiàn)陽性反應(yīng)可能是淀粉中有雜質(zhì)答案A解析油脂檢測實驗中3次使用吸水紙,三次吸取的物質(zhì)分別是蒸餾水、染液和酒精,A項錯誤;觀察葉綠體實驗中可觀察到葉綠體分布在黑藻葉肉細(xì)胞的邊緣,B項正確;質(zhì)壁分離觀察過程是:撕取洋蔥鱗片葉外表皮制片觀察滴加蔗糖溶液觀察,C項正確;酶專一性實驗中,加淀粉溶液與蔗糖酶溶液的試管出現(xiàn)陽性反應(yīng)可能是淀粉中有雜質(zhì),D項正確。10.(2018浙江溫州普通高中8月選考適應(yīng)性測試)不同的變量設(shè)置可用于驗證酶的不同特性,相關(guān)實驗記錄如下表所示。試管123456本尼迪特試劑+-1%淀粉溶液+-2%H2O2溶液-+少許MnO2-+新鮮唾液-+-少許雞肝勻漿實驗結(jié)果注“+”為添加,“-”為不添加。下列相關(guān)特性驗證實驗對應(yīng)的組合選擇或變量設(shè)置中,錯誤的是()A.酶的催化性:1、2號對照B.酶的專一性:1、2、3號對照C.酶的高效性:4、5、6號對照D.溫度影響酶活性:5號逐漸變溫前后對照答案D解析1、2號自變量是酶的有無,可以驗證酶的催化性。1、2、3號自變量是酶的不同,可以驗證酶的專一性。4、5、6號自變量是催化劑的種類,可以驗證酶的高效性。溫度可以通過影響酶活性影響反應(yīng)速率,也可直接影響反應(yīng)速率,不能通過5號逐漸變溫前后對照說明溫度影響酶活性。11.(2018浙江杭州學(xué)軍中學(xué)高三3月選考模擬)探究某種酶特性的實驗結(jié)果如圖所示,下列分析正確的是()A.本實驗是探究蔗糖酶的特性B.圖1實驗的自變量是溫度,該實驗證明了酶具有高效性C.圖1和圖2中可知,該酶在20 、pH=7時活性最高D.圖3所示的實驗結(jié)果說明酶具有專一性答案D解析據(jù)圖示3可知,該酶是麥芽糖酶,本實驗是探究麥芽糖酶的特性,A項錯誤;圖1和圖2證明酶需要適宜的溫度和pH,證明酶作用條件的溫和性,B項錯誤;據(jù)圖1可知,該酶在溫度為30 、pH=7時活性最高,C項錯誤;圖3所示的實驗結(jié)果說明麥芽糖酶能水解麥芽糖,不能水解蔗糖,故說明酶具有專一性,D項正確。二、非選擇題12.骨骼肌的生理活性隨離體時間延長逐漸減弱。研究者為了確定離體骨骼肌再植的合理條件,采用生物熒光法測定離體后每間隔1 h骨骼肌中ATP的含量,以判斷骨骼肌的生理活性狀況。實驗材料與用具:室溫下(1820 )保存的兔前肢的骨骼肌、熒光素酶緩沖液、熒光素酶熒光素粉劑、不同離體時間后的骨骼肌樣本、生物發(fā)光計。(說明:在有氧氣和ATP的條件下,熒光素酶能催化熒光素氧化而發(fā)出熒光;生物熒光法測定ATP含量的具體方法不作要求)請回答下列問題。(1)實驗思路繪制ATP標(biāo)準(zhǔn)熒光發(fā)光曲線(見圖):測定骨骼肌樣本液中ATP隨時間下降百分比值:將在適宜的氧濃度條件下,離體后15 min骨骼肌中ATP熒光發(fā)光量作為對照組。每隔1 h測定適宜氧濃度和缺氧下,。再分別與對照組相比,得其比值。統(tǒng)計、分析所得數(shù)據(jù)。(2)預(yù)測實驗結(jié)果(設(shè)計一個坐標(biāo)系,并繪制缺氧和適氧條件下,預(yù)測的ATP比值變化曲線)(3)分析與討論該實驗中可以用ATP熒光發(fā)光量代表ATP含量的主要原因是。隨著缺血、缺氧時間的延長,需氧呼吸經(jīng)循環(huán)和電子傳遞鏈釋放的能量減少,ATP生成減少,質(zhì)膜上載體參與的過程受阻,引起細(xì)胞壞死。答案(1)不同離體時間骨骼肌樣本的ATP發(fā)光量(2)(3)從圖1可知,ATP含量與熒光發(fā)光量是正比關(guān)系檸檬酸主動轉(zhuǎn)運解析(1)是測定骨骼肌樣本液中ATP隨時間下降百分比值,因此每隔1 h測定適宜氧濃度和缺氧下,不同離體時間骨骼肌樣本的ATP發(fā)光量。(2)由于骨骼肌樣本是一定的,故細(xì)胞中ATP隨培養(yǎng)時間的延長一直減少,具體圖示見答案。(3)據(jù)ATP標(biāo)準(zhǔn)熒光發(fā)光曲線圖分析可知,ATP含量與熒光發(fā)光量是正比關(guān)系,因此該實驗中可以用ATP熒光發(fā)光量代表ATP含量。隨著缺血、缺氧時間的延長,需氧呼吸經(jīng)檸檬酸循環(huán)和電子傳遞鏈釋放的能量減少,ATP生成減少。主動轉(zhuǎn)運需要消耗能量,能量減少,質(zhì)膜上載體參與的主動轉(zhuǎn)運過程受阻,引起細(xì)胞壞死。13. 硫酸化酶RaxST(胞外酶)是當(dāng)前研究的熱點,現(xiàn)將該酶的基因通過基因工程的方式導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)。已知大腸桿菌在表達(dá)蛋白質(zhì)時,與培養(yǎng)時IPTG誘導(dǎo)劑濃度有關(guān)。為研究培養(yǎng)時誘導(dǎo)劑濃度對硫酸化酶表達(dá)量的影響,請根據(jù)以下提供的實驗材料寫出實驗思路。實驗材料:若干培養(yǎng)瓶,培養(yǎng)液,轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌,IPTG粉末等。(要求與說明:實驗儀器、試劑、用具及操作方式不作要求;實驗條件適宜)請回答下列問題。(1)本實驗的實驗?zāi)康氖恰?2)實驗思路:實驗結(jié)果:實驗后發(fā)現(xiàn),三組中,IPTG誘導(dǎo)濃度為中的這組,誘導(dǎo)后所得硫酸化酶濃度高于IPTG濃度為高的和低的這兩組。(3)根據(jù)(2)的思路和結(jié)果,請用曲線圖來體現(xiàn)隨時間變化各組硫酸化酶濃度的變化。答案(1)研究誘導(dǎo)劑濃度對轉(zhuǎn)基因大腸桿菌中硫酸化酶表達(dá)量的影響(2)實驗思路:取等量培養(yǎng)液放置于三個培養(yǎng)瓶中,編號A、B、C;分別在A、B、C三個瓶中加入較少量、中量和較多量的IPTG粉末,振蕩搖勻;將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌菌液稀釋后,分別等量接種于A、B、C三個瓶中,于適宜條件下培養(yǎng);每隔相同的時間測定三組中的硫酸化酶濃度。(3)IPTG誘導(dǎo)劑濃度對硫酸化酶表達(dá)量影響曲線圖