PAGE7-代謝中的酶和ATP一、選擇題1．(2024·江西南昌一模)在細胞中，下列哪個過程須要消耗ATP()A．溶酶體中大分子水解成小分子B．呼吸作用中葡萄糖分解成丙酮酸C．光反應(yīng)中水分解成O2和[H]D．暗反應(yīng)中C3的還原解析：溶酶體中含有多種多樣的酸性水解酶，可將蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等生物大分子水解為小分子，該過程不須要消耗ATP，A錯誤；呼吸作用中葡萄糖分解成丙酮酸的過程會伴隨ATP的產(chǎn)生，B錯誤；光反應(yīng)中水分解成[H]和O2，伴隨有ATP的產(chǎn)生，C錯誤；暗反應(yīng)中C3的還原須要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP，D正確。答案：D2．“分子馬達”是分布于細胞內(nèi)部或細胞表面的一類蛋白質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)會隨著與ATP和ADP的交替結(jié)合而變更，從而使自身或與其結(jié)合的分子產(chǎn)生運動。下列相關(guān)分析不正確的是()A．線粒體和葉綠體中都有“分子馬達”B．RNA聚合酶是沿RNA移動的“分子馬達”C．“分子馬達”運動所需的能量由ATP水解供應(yīng)D．細胞膜上的部分載體蛋白是“分子馬達”解析：線粒體和葉綠體中都含有少量的DNA和RNA，它們進行DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯時的酶都屬于“分子馬達”，如RNA聚合酶等，A正確；RNA聚合酶是沿DNA模板移動的“分子馬達”，B錯誤；ATP是干脆能源物質(zhì)，所以“分子馬達”運動所需的能量由ATP水解供應(yīng)，C正確；細胞膜上的部分載體蛋白進行的是主動運輸，須要消耗ATP，屬于“分子馬達”，D正確。答案：B3．(2024·湖北黃岡調(diào)研)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A．酶具有高效性、專一性和作用條件較溫柔等特性B．酶通過降低活化能和供應(yīng)能量來提高酶促反應(yīng)速率C．酶都是在核糖體上合成的，在細胞內(nèi)、外都能起催化作用D．將酶置于最適溫度下保存有利于保持酶的活性解析：酶有高效性和專一性，酶的作用條件較溫柔，須要相宜的溫度和pH，A正確；酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能提高酶促反應(yīng)速率，酶不能為反應(yīng)供應(yīng)能量，B錯誤；絕大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，本質(zhì)是蛋白質(zhì)的酶在核糖體上合成，本質(zhì)是RNA的酶不在核糖體上合成，C錯誤；酶應(yīng)在低溫條件下保存，有利于保持其活性，D錯誤。答案：A4．下列有關(guān)酶的敘述，正確的是()A．胃腺細胞一般以主動運輸?shù)姆绞脚懦鑫傅鞍酌窧．一般在酶作用的最適溫度、最適pH條件下保存酶制劑C．少數(shù)種類的酶經(jīng)蛋白酶處理后仍舊具有生物催化的功能D．細胞質(zhì)基質(zhì)中存在合成ATP的酶，不存在水解ATP的酶解析：胃蛋白酶是分泌蛋白，是通過胞吐排出細胞的，A錯誤；酶制劑應(yīng)在低溫(0～4℃)條件下保存，B錯誤；酶的成分可能為RNA，RNA不會被蛋白酶水解，C正確；細胞呼吸的第一階段是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的，這一階段釋放的能量中有一部分轉(zhuǎn)移到ATP中，合成ATP須要相關(guān)酶的參與，在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行著須要能量的生命活動，因而也存在水解ATP的酶，D錯誤。答案：C5．酶抑制劑有兩類，其中競爭性抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而降低酶對底物的催化效應(yīng)；非競爭性抑制劑和酶活性位點以外的其他位點結(jié)合，能變更酶的構(gòu)型，使酶不能與底物結(jié)合，從而使酶失去催化活性。下列敘述正確的是()A．酶的催化作用實質(zhì)是為化學(xué)反應(yīng)供應(yīng)活化能B．變更底物的量對兩種抑制劑的作用效果均無影響C．競爭性抑制劑通過降低酶本身的活性來降低酶促反應(yīng)速率D．高溫、非競爭性抑制劑都能通過變更酶的空間結(jié)構(gòu)使酶失去催化活性解析：酶催化作用的實質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，不能為化學(xué)反應(yīng)供應(yīng)活化能，A錯誤；增大底物的量可以增加底物與酶結(jié)合的概率，從而使競爭性抑制劑的作用效果減弱，B錯誤；據(jù)題干信息，競爭性抑制劑是通過與酶的活性位點結(jié)合，降低了底物和酶結(jié)合的概率，從而降低酶促反應(yīng)的速率，而不是通過降低酶本身的活性來降低酶促反應(yīng)速率，C錯誤；高溫可以破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致酶失活，從題干分析，非競爭性抑制劑通過和酶活性位點以外的其他位點結(jié)合導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)變更，從而使酶失去活性，故高溫、非競爭性抑制劑都能通過變更酶的空間結(jié)構(gòu)使酶失去催化活性，D正確。答案：D6．科學(xué)家從線粒體中分別出一種可溶性蛋白質(zhì)，并且發(fā)覺該物質(zhì)(簡稱F)不僅在能量儲存過程中起著重要作用，而且還是形成ATP過程中不行缺少的一種酶的復(fù)合體。生化試驗還證明，當某些物質(zhì)存在時，F(xiàn)還可以把ATP緩慢水解為ADP和磷酸。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．物質(zhì)F水解ATP的過程可能須要其他物質(zhì)共同參與B．物質(zhì)F同時具有類似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性C．線粒體中若缺少物質(zhì)F，ADP可能無法與磷酸結(jié)合形成ATPD．線粒體中形成ATP所須要的能量干脆來源于葡萄糖的分解解析：由于“某些物質(zhì)存在時，F(xiàn)還可以把ATP緩慢水解為ADP和磷酸”，F(xiàn)是形成ATP過程中不行缺少的一種酶的復(fù)合體，F(xiàn)同時具有類似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性，A、B正確；F是形成ATP過程中不行缺少的一種酶的復(fù)合體，線粒體中若缺少它，ADP可能無法與磷酸結(jié)合形成ATP，C正確；線粒體中形成ATP所須要的能量來自丙酮酸的分解以及[H]和氧氣結(jié)合，D錯誤。答案：D7．在線粒體的內(nèi)外膜間隙存在著一類標記酶——腺苷酸激酶，這種酶能催化三磷酸腺苷(ATP)末端的磷酸基團轉(zhuǎn)移至腺苷酸(AMP)上從而生成二磷酸腺苷(ADP)。以下有關(guān)推想不合理的是()A．腺苷酸激酶參與催化的反應(yīng)可與機體的吸能反應(yīng)相聯(lián)系B．腺苷酸激酶發(fā)揮作用時伴隨著高能磷酸鍵的斷裂C．腺苷酸激酶的數(shù)量不影響神經(jīng)細胞靜息電位的維持D．腺苷酸激酶是有氧呼吸過程中必不行少的酶解析：依據(jù)題干信息，腺苷酸激酶能催化ATP轉(zhuǎn)化為ADP，這是一個釋放能量的過程，吸能反應(yīng)一般與ATP水解反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解供應(yīng)能量，A正確；ATP轉(zhuǎn)化為ADP，伴隨著遠離腺苷的高能磷酸鍵的斷裂，B正確；神經(jīng)細胞靜息電位的維持主要與K＋的外流有關(guān)，K＋外流的方式是幫助擴散，不須要消耗能量，所以與腺苷酸激酶的數(shù)量沒有干脆關(guān)系，C正確；有氧呼吸過程中可合成ATP，而腺苷酸激酶可催化ATP轉(zhuǎn)化為ADP，所以在有氧呼吸過程中，這種酶并不是必不行少的，D錯誤。答案：D8.酶的活性除了受溫度和pH等因素影響外，還會受到激活劑和抑制劑的影響，激活劑和抑制劑分別使酶的活性增加和減弱。如圖是有關(guān)酶促反應(yīng)的曲線圖。下列有關(guān)敘述中，不正確的是()A．假如曲線b是正常的酶促反應(yīng)曲線，則添加激活劑和抑制劑的酶促反應(yīng)曲線分別是曲線a和曲線cB．其他條件肯定時，酶活性也會隨底物濃度增大而增加C．可通過變更激活劑和抑制劑的濃度來調(diào)整酶促反應(yīng)速率D．在反應(yīng)結(jié)束前，隨著時間的增加，三條曲線對應(yīng)的酶促反應(yīng)速率均漸漸減小解析：由圖可知，在反應(yīng)結(jié)束前，曲線a的酶促反應(yīng)速率最大，曲線c的酶促反應(yīng)速率最小，由此可推斷添加激活劑和抑制劑的曲線分別是曲線a和曲線c，選項A正確。影響酶活性的因素主要有溫度、pH等，底物濃度不是影響酶活性的因素，選項B錯誤。激活劑和抑制劑分別使酶的活性增加和減弱，可以通過變更激活劑或抑制劑的濃度來調(diào)整酶促反應(yīng)速率，選項C正確。圖中曲線的斜率代表酶促反應(yīng)速率，隨著時間的增加，三條曲線的斜率均漸漸減小，即三條曲線對應(yīng)的酶促反應(yīng)速率均漸漸減小，選項D正確。答案：B9.探討化合物P對淀粉酶活性的影響時，得到如圖所示的結(jié)果。下列有關(guān)敘述，不正確的是()A．底物濃度可影響酶促反應(yīng)速率B．若反應(yīng)溫度不斷上升，則A點持續(xù)上移C．P對該酶的活性有抑制作用D．曲線①所代表的反應(yīng)比曲線②所示反應(yīng)先達到反應(yīng)平衡解析：由圖可知，在肯定范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，A正確；酶促反應(yīng)都有相宜的溫度，超過這一溫度時，酶的活性會降低，酶促反應(yīng)速率下降，A點不會持續(xù)上移，B錯誤；與僅有酶的曲線相比，加入化合物P后酶促反應(yīng)速率降低，說明P對該酶的活性有抑制作用，C正確；從坐標圖可以看出，曲線①條件下比②條件下反應(yīng)速率高，故在曲線①條件下達到反應(yīng)平衡所需的時間要短，D正確。答案：B10．人的骨骼肌細胞中，ATP含量僅夠猛烈運動時3s以內(nèi)的能量供應(yīng)。運動員參與短跑競賽過程中，肌細胞中ATP的相對含量隨時間的變更如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．a(chǎn)b段ATP水說明放的能量主要用于肌肉收縮B．bc段ATP含量上升的能量來源主要是有氧呼吸C．跑步時可能會感覺肌肉酸痛，主要是無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸引起的D．bc段只有ATP的合成，沒有ATP的分解解析：依據(jù)題意可知，運動員參與短跑競賽，ab段ATP水解的能量主要用于肌肉收縮，A正確。人體猛烈運動須要消耗大量能量，有氧呼吸產(chǎn)生的能量較多，bc段ATP含量上升的能量來源主要是有氧呼吸，B正確。人體猛烈運動時，無氧呼吸與有氧呼吸并存，無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸會引起肌肉酸痛，C正確。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中的，故bc段既有ATP的合成又有ATP的分解，D錯誤。答案：D11．(2024·浙江杭州質(zhì)檢)ATP的結(jié)構(gòu)示意圖如下，①③表示組成ATP的物質(zhì)或基團，②④表示化學(xué)鍵。下列有關(guān)敘述正確的是()A．物質(zhì)①表示鳥嘌呤B．化學(xué)鍵②斷裂的化學(xué)反應(yīng)屬于吸能反應(yīng)C．在ATP—ADP循環(huán)中③可重復(fù)利用D．若化學(xué)鍵④斷裂，則左邊的化合物是ADP解析：分析圖示，①為腺嘌呤，A錯誤；②為遠離腺苷的高能磷酸鍵，其水解斷裂會釋放能量，屬于放能反應(yīng)，B錯誤；在ATP與ADP的循環(huán)中，物質(zhì)都是可逆的，只是能量不行逆，所以③磷酸基團是可以重復(fù)利用的，C正確；若④高能磷酸鍵斷裂，ATP水解后只剩下腺嘌呤、核糖和1分子磷酸基團組成，該化合物稱為腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)，D錯誤。答案：C12．(2024·重慶六校聯(lián)考)乳糖酶可催化乳糖水解。有兩項與此相關(guān)的試驗，試驗中無關(guān)變量相同且相宜，試驗結(jié)果如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是()試驗一(質(zhì)量分數(shù)為10%的乳糖)酶的質(zhì)量分數(shù)01%2%3%4%相對反應(yīng)速率02550100200試驗二(質(zhì)量分數(shù)為2%的乳糖酶)乳糖的質(zhì)量分數(shù)05%10%15%20%相對反應(yīng)速率025506565A.試驗一若接著增加酶的質(zhì)量分數(shù)，相對反應(yīng)速率不再增大B．試驗一若接著增加乳糖的質(zhì)量分數(shù)，相對反應(yīng)速率將降低C．試驗二若接著增加乳糖的質(zhì)量分數(shù)，相對反應(yīng)速率不再增大D．試驗二若將反應(yīng)溫度提高5℃，相對反應(yīng)速率將增大解析：試驗一在乳糖的質(zhì)量分數(shù)為10%時，酶的質(zhì)量分數(shù)在0～4%范圍內(nèi)，隨著酶的質(zhì)量分數(shù)增大，相對反應(yīng)速率也漸漸增大，所以假如試驗一接著增加酶的質(zhì)量分數(shù)，相對反應(yīng)速率可能接著增大，A錯誤；分析試驗一，底物的質(zhì)量分數(shù)不變，隨著酶的質(zhì)量分數(shù)增大，相對反應(yīng)速率漸漸增大，則當酶的質(zhì)量分數(shù)小于4%時，底物應(yīng)足夠，當酶的質(zhì)量分數(shù)等于或大于4%時，底物是否足夠未知，因此假如試驗一接著增加乳糖的質(zhì)量分數(shù)，在同一酶濃度條件下，相對反應(yīng)速率可能不變，也可能增大，B錯誤；在酶的質(zhì)量分數(shù)為2%時，乳糖的質(zhì)量分數(shù)為15%與20%的條件下，相對反應(yīng)速率相等，所以假如試驗二接著增大乳糖的質(zhì)量分數(shù)，相對反應(yīng)速率將不再加大，C正確；由題意可知試驗條件均設(shè)置為最適條件，所以提高溫度，酶的活性下降，因此試驗二若將反應(yīng)溫度提高5℃，相對反應(yīng)速率將減小，D錯誤。答案：C二、非選擇題13．某課外活動小組用淀粉酶探究pH對酶活性的影響，得到下圖所示的試驗結(jié)果。請回答相關(guān)問題：(1)酶活性是指____________________，該試驗的自變量是________，以________________作為檢測因變量的指標。(2)上圖所示的試驗結(jié)果與預(yù)期不符，于是活動小組又進行________(填“比照”“對比”或“重復(fù)”)試驗，得到與上圖無顯著差異的結(jié)果。查閱資料后發(fā)覺，鹽酸能催化淀粉水解。因此推想，該試驗中淀粉可能是在________和________的作用下分解的。pH為3條件下的酶活性________(填“小于”“等于”或“大于”)pH為9條件下的酶活性，緣由是________________________。(3)在常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著，推斷依據(jù)是_________________________________________________。解析：(1)酶活性是指酶對某化學(xué)反應(yīng)的催化效率。該試驗?zāi)康氖怯玫矸勖柑骄縫H對酶活性的影響，因此自變量為pH，可以通過檢測反應(yīng)后淀粉的剩余量來推斷不同pH下酶的活性。(2)題圖所示的試驗結(jié)果與預(yù)期不符，可以重復(fù)以上試驗，得到的試驗結(jié)果與題圖無顯著差異，說明操作沒有錯誤，淀粉可能是在淀粉酶和鹽酸的作用下分解了。由圖可知，pH為3和pH為9的條件下淀粉的剩余量相等，說明pH為3條件下的酶活性小于pH為9條件下的酶活性，緣由是pH為3條件下，鹽酸可催化淀粉水解，干擾試驗結(jié)果。(3)由圖可知，1h后，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉剩余量，說明常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著。答案：(1)酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率pH單位時間(1h)淀粉剩余量(2)重復(fù)淀粉酶鹽酸小于pH為3條件下，鹽酸可催化淀粉水解，有干擾(3)1h后，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉剩余量14．酶的抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對酶活性的影響不同。某科研小組通過試驗探討了兩種抑制劑對某消化酶酶促反應(yīng)速率的影響，對試驗的結(jié)果進行分析并繪圖，請回答：(1)該試驗的自變量是________，試驗中對無關(guān)變量應(yīng)進行限制，該試驗的無關(guān)變量有________。(答出兩項即可)(2)據(jù)圖分析，隨著底物濃度的上升，抑制劑________的作用漸漸減小甚至消逝。從活化能的角度分析，推想抑制劑能降低酶促反應(yīng)速率的緣由：_____________。(3)某同學(xué)認為該試驗小組的試驗過程應(yīng)如下：a．將某消化酶溶液等分為①②③三組，將每組等分為若干份；b．在肯定條件下將三組消化酶溶液均與等量的不同濃度的底物混合；c．在①中加入肯定量的蒸餾水，②中加入等量的抑制劑Ⅰ，③中加入等量的抑制劑Ⅱ；d．定時取樣檢測各反應(yīng)中底物的量或產(chǎn)物的量，記錄試驗結(jié)果并繪圖。你認為該試驗操作是否正確？________，假如不正確，請進行改正：______________。解析：(1)由圖可知，該試驗的自變量有兩個，分別是抑制劑種類和底物濃度。該試驗的無關(guān)變量有溫度、pH、酶濃度、抑制劑的運用量、反應(yīng)時間等。(2)由圖可知，隨著底物濃度的上升，曲線②的酶促反應(yīng)速率漸漸與曲線①無抑制劑時相同，即抑制劑Ⅰ的作用漸漸減小甚至消逝。抑制劑能降低酶活性，酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(3)若對酶處理前先將酶與底物混合，則酶會先與底物發(fā)生反應(yīng)，故應(yīng)先對酶進行不同的處理，然后將處理后的酶與底物混合。答案：(1)抑制劑種類和底物濃度溫度、pH、酶濃度、抑制劑的運用量等(2)Ⅰ在抑制劑的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的實力下降(3)不正確步驟c應(yīng)與步驟b互換，即先對酶溶液進行處理再加入底物15．受損傷的馬鈴薯細胞內(nèi)酚氧化酶(PPO)和底物(酚類物質(zhì))干脆接觸，引起馬鈴薯的褐變，為探究溫度對PPO活性的影響，試驗小組進行如下試驗：(1)PPO粗提液的提取低溫下將簇新馬鈴薯用蒸餾水洗凈、去皮，取20g樣品放入含50mL磷酸緩沖液(pH為5.5)的研缽中，同時加