1、1课时训练 5 细胞中的能量和酶一、选择题1.下图是细胞中 ATP 合成与分解示意图,下列叙述错误的是 ( )A.能量 1 可来自蔗糖的水解B.能量 2 可用于其他的吸能反应C.能量 2 可用于三碳酸的还原D.图中的两个过程均可发生在细胞溶胶中答案 A解析 能量 1 为合成 ATP 的能量,来自细胞呼吸或光合作用,而蔗糖的水解需要消耗能量,A 项错误;能量 2 是 ATP 水解释放的能量,可以用于各种需能的生命活动,因此可以用于吸能反应,B 项正确;三碳酸的还原需要 ATP 水解供能,C 项正确;ATP 的水解与合成都可以发生在细胞溶胶中,D 项正确。2.ATP 是细胞中的“能量通货”,下列叙
2、述正确的是( )A.ATP 由 1 个腺嘌呤、3 个磷酸基团组成B.ATP 的 3 个磷酸基团通过高能磷酸键相连接C.吸能反应总是与 ATP 的合成直接联系D.细胞中的 ATP 易于生成,难于水解答案 B解析 ATP 由 1 个腺嘌呤、3 个磷酸基团和一个核糖组成,A 项错误。ATP 的磷酸基团之间均通过高能磷酸键相连接,B 项正确。吸能反应与 ATP 的水解直接联系,C 项错误。细胞中的 ATP 易于生成和水解,D 项错误。3.科学家萨母纳尔为“探索酶的本质”做出了很大的贡献,下列哪项不是他的成就?( )A.从刀豆种子中提取出脲酶B.证明了酶的本质是蛋白质C.证明了酶具有催化作用D.少数 R
3、NA 也具催化功能答案 D解析 萨母纳尔首次从刀豆中分离出脲酶,并证明了脲酶的催化功能和本质,但是发现少数 RNA 具有催化功能是 20 世纪 80 年代切赫等科学家的成就,D 项错误。4.酶 A、B、C 是大肠杆菌的三种酶,每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤,其中任意一种酶的缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。化合物甲 化合物乙 化合物丙 化合物丁现有三种营养缺陷型突变体,在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况如下表:突变体添加物 突变体 a(酶 A 缺陷)突变体 b(酶 B 缺陷)突变体 c(酶 C 缺陷)化合物乙 不生长 不生长 生长2化合物丙 不生长 生长 生长
4、由上可知,酶 A、B、C 在该反应链中的作用顺序依次是( )A.酶 A、酶 B、酶 C B.酶 A、酶 C、酶 BC.酶 B、酶 C、酶 A D.酶 C、酶 B、酶 A答案 D解析 分析题表可知,酶 A 缺陷后,不管加入化合物乙还是丙,大肠杆菌都不能生长,说明酶 A 催化反应链中化合物丙到丁;酶 B 缺陷后,加入化合物乙大肠杆菌不生长,而加入化合物丙却生长,说明酶B 催化反应链中化合物乙到丙;酶 C 缺陷后,不管加入化合物乙还是丙,大肠杆菌都能生长,说明酶 C催化反应链中化合物甲到乙,综合分析,酶 A、B、C 在该反应链中的作用顺序依次是酶 C、酶 B、酶A。5.如图为细胞中 ATP 与 AD
5、P 相互转化示意图,正确相关叙述中正确的是( )A.过程不能发生在线粒体中B.过程不能发生在叶绿体中C.过程所需的能量一定是来自有机物分解D.过程释放的能量来自高能磷酸键答案 D解析 过程为 ATP 的合成,可以发生在线粒体和细胞溶胶中,也可以发生在叶绿体中,A 项错误。过程表示 ATP 水解释放能量,可以发生在光合作用碳反应过程中,场所为叶绿体基质,B 项错误。过程所需要的能量可以来自光能,C 项错误。过程释放的能量来自 ATP 中的高能磷酸键,D 项正确。6.下图为 ATP 的结构和 ATP 与 ADP 相互转化的关系式。下列说法错误的是( )A.图 1 中的 A 代表腺苷,b、c 为高能
6、磷酸键B.图 2 中反应向右进行时,图 1 中的 c 键断裂并释放能量C.ATP 与 ADP 快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D.图 1 方框部分 a 内的元素组成有 C、H、O、N、P答案 A解析 图 1 中的 A 代表腺嘌呤,b、c 为高能磷酸键,A 项错误。图 2 中反应向右进行时,ATP 水解,图 1中的 c 键断裂释放能量,B 项正确。ATP 与 ADP 快速转化依赖于酶催化作用具有高效性,C 项正确。图 1 方框部分 a 内的元素组成有 C、H、O、N、P,D 项正确。37.(2018 浙江名校新高考联盟第一次联考)下列关于吸能反应和放能反应的叙述,正确的是( )A.所有细胞中最
7、重要的放能反应是糖的氧化B.吸能反应所需要的能量全部来自放能反应C.在肌肉收缩过程中,肌肉做功,失去能量,恢复原状,是吸能反应D.因为 ATP 所含能量较多,所以能作为细胞中普遍使用的能量载体答案 A解析 最重要的放能反应是细胞呼吸,糖的氧化分解,A 项正确;吸能反应所需要的能量一般来自放能反应,B 项错误;肌肉收缩过程中需消耗能量,属于吸能反应,肌肉做功,失去能量,恢复原状,属于放能反应,C 项错误;ATP 在细胞中易于再生,ATP 所含能量较少,D 项错误。8.(2018 浙江选考十校联盟 3 月适应性考试)下列关于酶的叙述,正确的是( )A.一种酶只能催化一种底物的反应,这体现了酶的专一
8、性B.蔗糖酶的活性大小可用该酶在 1 min 内使多少克蔗糖水解表示C.酶促反应都有一个最适温度D.酶催化的反应需要在水溶液中进行,所以酶均分布在细胞溶胶中答案 C解析 酶的专一性是一种酶只能催化一种或一类底物,A 项错误。蔗糖酶的活性大小可以用 1 g 蔗糖酶在 1 min 内使多少蔗糖水解表示,B 项错误。酶促反应每种酶的最适温度不同,但都有一个最适温度,C 项正确。酶催化的反应需要在一定的体系中进行,但酶可以分布在消化道中,D 项错误。9.(2018 浙江名校协作体高三下学期 3 月考试)下面的实验过程错误的是( )A.油脂检测实验中 3 次使用吸水纸,后两次吸取的物质相同B.观察叶绿体
9、实验中可观察到叶绿体分布在黑藻叶肉细胞的边缘C.质壁分离观察过程:撕取洋葱鳞片叶外表皮制片观察滴加蔗糖溶液观察D.酶专一性实验中加淀粉溶液与蔗糖酶溶液的试管出现阳性反应可能是淀粉中有杂质答案 A解析 油脂检测实验中 3 次使用吸水纸,三次吸取的物质分别是蒸馏水、染液和酒精,A 项错误;观察叶绿体实验中可观察到叶绿体分布在黑藻叶肉细胞的边缘,B 项正确;质壁分离观察过程是:撕取洋葱鳞片叶外表皮制片观察滴加蔗糖溶液观察,C 项正确;酶专一性实验中,加淀粉溶液与蔗糖酶溶液的试管出现阳性反应可能是淀粉中有杂质,D 项正确。10.(2018 浙江温州普通高中 8 月选考适应性测试)不同的变量设置可用于验
10、证酶的不同特性,相关实验记录如下表所示。试 管 123456本尼迪特试剂 +-1%淀粉溶液 +-2%H2O2溶液 -+少许 MnO2 -+新鲜唾液 -+-少许鸡肝匀浆实验结果注 “+”为添加,“-”为不添加。4下列相关特性验证实验对应的组合选择或变量设置中,错误的是( )A.酶的催化性:1、2 号对照B.酶的专一性:1、2、3 号对照C.酶的高效性:4、5、6 号对照D.温度影响酶活性:5 号逐渐变温前后对照答案 D解析 1、2 号自变量是酶的有无,可以验证酶的催化性。1、2、3 号自变量是酶的不同,可以验证酶的专一性。4、5、6 号自变量是催化剂的种类,可以验证酶的高效性。温度可以通过影响酶
11、活性影响反应速率,也可直接影响反应速率,不能通过 5 号逐渐变温前后对照说明温度影响酶活性。11.(2018 浙江杭州学军中学高三 3 月选考模拟)探究某种酶特性的实验结果如图所示,下列分析正确的是( )A.本实验是探究蔗糖酶的特性B.图 1 实验的自变量是温度,该实验证明了酶具有高效性C.图 1 和图 2 中可知,该酶在 20 、pH=7 时活性最高D.图 3 所示的实验结果说明酶具有专一性答案 D解析 据图示 3 可知,该酶是麦芽糖酶,本实验是探究麦芽糖酶的特性,A 项错误;图 1 和图 2 证明酶需要适宜的温度和 pH,证明酶作用条件的温和性,B 项错误;据图 1 可知,该酶在温度为 3
12、0 、pH=7时活性最高,C 项错误;图 3 所示的实验结果说明麦芽糖酶能水解麦芽糖,不能水解蔗糖,故说明酶具有专一性,D 项正确。二、非选择题12.骨骼肌的生理活性随离体时间延长逐渐减弱。研究者为了确定离体骨骼肌再植的合理条件,采用生物荧光法测定离体后每间隔 1 h 骨骼肌中 ATP 的含量,以判断骨骼肌的生理活性状况。实验材料与用具:室温下(1820 )保存的兔前肢的骨骼肌、荧光素酶缓冲液、荧光素酶荧光素粉剂、不同离体时间后的骨骼肌样本、生物发光计。(说明:在有氧气和 ATP 的条件下,荧光素酶能催化荧光素氧化而发出荧光;生物荧光法测定 ATP含量的具体方法不作要求)请回答下列问题。(1)
13、实验思路5绘制 ATP 标准荧光发光曲线(见图):测定骨骼肌样本液中 ATP 随时间下降百分比值:将在适宜的氧浓度条件下,离体后 15 min 骨骼肌中 ATP 荧光发光量作为对照组。每隔 1 h 测定适宜氧浓度和缺氧下, 。再分别与对照组相比,得其比值。 统计、分析所得数据。(2)预测实验结果(设计一个坐标系,并绘制缺氧和适氧条件下,预测的 ATP 比值变化曲线)(3)分析与讨论该实验中可以用 ATP 荧光发光量代表 ATP 含量的主要原因是 。 随着缺血、缺氧时间的延长,需氧呼吸经 循环和电子传递链释放的能量减少,ATP 生成减少,质膜上载体参与的 过程受阻,引起细胞坏死。 答案 (1)不
14、同离体时间骨骼肌样本的 ATP 发光量(2)(3)从图 1 可知,ATP 含量与荧光发光量是正比关系 柠檬酸 主动转运解析 (1)是测定骨骼肌样本液中 ATP 随时间下降百分比值,因此每隔 1 h 测定适宜氧浓度和缺氧下,不同离体时间骨骼肌样本的 ATP 发光量。(2)由于骨骼肌样本是一定的,故细胞中 ATP 随培养时间的延长一直减少,具体图示见答案。(3)据 ATP 标准荧光发光曲线图分析可知,ATP 含量与荧光发光量是正比关系,因此该实验中可以用 ATP 荧光发光量代表 ATP 含量。随着缺血、缺氧时间的延长,需氧呼吸经柠檬酸循环和电子传递链释放的能量减少,ATP 生成减少。主动转运需要消
15、耗能量,能量减少,质膜上载体参与的主动转运过程受阻,引起细胞坏死。13. 硫酸化酶 RaxST(胞外酶)是当前研究的热点,现将该酶的基因通过基因工程的方式导入大肠杆菌体内。已知大肠杆菌在表达蛋白质时,与培养时 IPTG 诱导剂浓度有关。为研究培养时诱导剂浓度对硫酸化酶表达量的影响,请根据以下提供的实验材料写出实验思路。实验材料:若干培养瓶,培养液,转基因的大肠杆菌,IPTG 粉末等。(要求与说明:实验仪器、试剂、用具及操作方式不作要求;实验条件适宜)6请回答下列问题。(1)本实验的实验目的是 。 (2)实验思路:实验结果:实验后发现,三组中,IPTG 诱导浓度为中的这组,诱导后所得硫酸化酶浓度高于 IPTG 浓度为高的和低的这两组。(3)根据(2)的思路和结果,请用曲线图来体现随时间变化各组硫酸化酶浓度的变化。答案 (1)研究诱导剂浓度对转基因大肠杆菌中硫酸化酶表达量的影响 (2)实验思路:取等量培养液放置于三个培养瓶中,编号 A、B、C;分别在 A、B、C 三个瓶中加入较少量、中量和较多量的IPTG 粉末,振荡摇匀;将转基因大肠杆菌菌液稀释后,分别等量接种于 A、B、C 三个瓶中,于适宜条件下培养;每隔相同的时间测定三组中的硫酸化酶浓度。(3)IPTG 诱导剂浓度对硫酸化酶表达量影响曲线图
