基礎自主評價(三)細胞代謝需要酶和ATP

基礎自主評價（三）細胞代謝需要酶和ATP一、基本概念檢測1．(2021·德州模擬)氨基酸本身的化學性質十分穩(wěn)定，無催化活性。但當它與磷酸作用合成磷酰氨基酸時就變得極其活潑，具有了催化劑的功能。中科院院士、清華大學趙玉芬教授已經(jīng)合成了幾十種具有催化功能的磷酰氨基酸，并將其稱為“微型酶”，為模擬酶的研究和合成開辟了一個嶄新的途徑和領域。下列有關敘述正確的是()A．“微型酶”只含有C、H、O、N四種元素B．“微型酶”的合成場所為核糖體C．“微型酶”可與雙縮脲試劑反應呈紫色D．“微型酶”能降低化學反應的活化能解析：選D根據(jù)題干信息“但當它與磷酸作用合成磷酰氨基酸時就變得極其活潑，具有了催化劑的功能”可知，“微型酶”中還含有P元素，A錯誤；“微型酶”的組成成分是氨基酸和磷酸，是在細胞外人工合成的，不是在細胞內合成的，B錯誤；“微型酶”的化學本質是氨基酸的衍生物，不含有肽鍵，所以不會與雙縮脲試劑發(fā)生反應，C錯誤；“微型酶”可以催化化學反應，所以可以降低化學反應的活化能，D正確。2．(2021·沈陽模擬)在適宜的條件下，某實驗小組在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反應速率隨反應時間的變化如圖所示。下列相關敘述錯誤的是()A．a(chǎn)b段內，限制酶促反應速率的主要因素是酶的數(shù)量B．bc段內，酶促反應速率下降的原因是底物濃度逐漸降低C．若在d點時加入適量的淀粉酶，則曲線的走勢不會發(fā)生改變D．若增加淀粉酶的用量并進行重復實驗，則b點會向右上方移動解析：選Dab段內，底物充足，限制酶促反應速率的主要因素是酶的數(shù)量，A正確；bc段內，酶促反應速率下降的原因是隨反應進行，底物濃度逐漸降低，B正確；d點限制反應速率的因素是底物濃度，若在d點時加入適量的淀粉酶，底物濃度不變，則曲線的走勢不會發(fā)生改變，C正確；若增加淀粉酶的用量并進行重復實驗，反應速率在起始階段會增大，反應速率加快，b點會向左上方移動，D錯誤。3．小麥種子中含有α淀粉酶(70℃活性不受影響，100℃高溫下失活)和β淀粉酶(70℃處理15min失活)，某學習小組對這兩種淀粉酶活性進行探究實驗，步驟見表，下列選項正確的是()組別甲乙丙第一步三組均加入等量α淀粉酶與β淀粉酶，加適量蒸餾水混合第二步25-℃處理15-min70-℃水浴處理15-min100-℃處理15-min第三步三組均在25-℃條件下加入等量且適量的淀粉溶液，一段時間后，測量三組淀粉剩余量實驗結果xyzA．上述兩種酶存在差異的直接原因就是氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同B．本實驗的自變量是溫度和酶的種類，酶量和淀粉剩余量為無關變量C．比較三組實驗結果可知：x＞y＞zD．可通過比較z－y和y－x的大小來大致比較α淀粉酶和β淀粉酶活性大小解析：選Dα淀粉酶和β淀粉酶的化學本質均是蛋白質，兩種酶存在差異的原因有氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同，肽鏈的盤曲折疊方式及形成的空間結構不同，A錯誤；本實驗的自變量是溫度和酶的種類，酶量屬于無關變量，淀粉剩余量為因變量，B錯誤；x為α淀粉酶和β淀粉酶共同水解淀粉的剩余量，y為α淀粉酶水解淀粉的剩余量，z為加入的淀粉總量，比較三組實驗結果可知：x＜y＜z，C錯誤；由表格分析可知，z－y為α淀粉酶水解淀粉的量，y－x為β淀粉酶水解淀粉的量，比較二者大小可大致判斷α淀粉酶和β淀粉酶活性的大小，D正確。4．(2021·北京高考)ATP是細胞的能量“通貨”，關于ATP的敘述錯誤的是()A．含有C、H、O、N、PB．必須在有氧條件下合成C．胞內合成需要酶的催化D．可直接為細胞提供能量解析：選BATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；在無氧條件下，無氧呼吸第一階段也能合成ATP，B錯誤；ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物質，可直接為細胞提供能量，D正確。5．ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三個相連的磷酸基團構成的。這三個磷酸基團從與分子中腺苷基團連接處算起，依次分別稱為α、β、γ磷酸基團。下列關于ATP的敘述正確的是()A．光合作用光反應產(chǎn)生的ATP，將斷裂β、γ之間的磷酸鍵為C3合成供能B．若ATP中α與β之間的磷酸鍵斷裂，則含有β磷酸基團的那一部分可參與組成RNAC．細胞膜、細胞核等多種細胞結構中，ATP的β、γ之間的磷酸鍵可發(fā)生斷裂D．ATP各磷酸基團之間化學鍵的鍵能大小均不同解析：選C光合作用光反應產(chǎn)生的ATP斷裂γ磷酸基團釋放能量為C3的還原供能，A錯誤；若ATP中α與β之間的磷酸鍵斷裂，含有α磷酸基團的一部分可參與組成RNA，B錯誤；ATP水解斷裂β、γ之間的磷酸鍵，釋放能量為細胞的多種生命活動供能，可發(fā)生于細胞膜、細胞核等結構中，C正確；ATP兩個特殊的化學鍵的鍵能都是30.54kJ/mol，D錯誤。6．(多選)尿苷酸激酶(AK)是生物體內普遍存在的一種單體酶，廣泛存在于微生物、植物和動物體內，在維持細胞能量平衡中起重要作用。AK存在于線粒體內外膜間隙，可耐100℃高溫而不失活，其催化的反應如下：MgATP2－＋AMP2－→MgADP－＋ADP3－。下列敘述正確的是()A．AK能專一性地將ATP分子末端的磷酸基團轉移至AMP上形成ADPB．AK經(jīng)胰蛋白酶處理會失活，它能直接為ADP的合成提供能量C．AK的熱穩(wěn)定性與其分子的特定空間結構有關D．AMP轉化為ADP破壞了ATP與ADP相互轉化的能量供應機制解析：選AC由題干信息可知，AK能催化ATP和AMP反應生成ADP，A正確；酶不能直接為細胞內的化學反應提供能量，只能降低化學反應所需的活化能，B錯誤；蛋白質的性質是否穩(wěn)定與蛋白質的空間結構有密切關系，C正確；AMP轉化為ADP只是使ADP的數(shù)量有所增加，并未破壞ATP與ADP之間相互轉化的能量供應機制，D錯誤。二、科學思維訓練7．測定蛋白酶活性時不能用雙縮脲試劑檢驗蛋白質是否被蛋白酶水解，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：蛋白酶也是蛋白質，可以與雙縮脲試劑發(fā)生顯色反應8．在0℃和80℃條件下，淀粉酶的活性都極低甚至接近于0，其原理____________(填“相同”或“不同”)，判斷理由是________________________________________________________________________________________________________________________。答案：不同在0℃條件下，淀粉酶的活性極低是因為低溫抑制酶的活性，其空間結構并沒有發(fā)生變化；在80℃條件下，淀粉酶的空間結構被破壞，導致淀粉酶的活性極低9．已知2H2O2=2H2O＋O2↑，催化劑能促使過氧化氫分解，我們可以通過觀察反應過程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來判斷H2O2分解反應的速度?；卮鹣铝袉栴}：(1)同無機催化劑相比，酶的催化效率更高的原因是______________________________________________。(2)若要利用適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3溶液，0.01%過氧化氫酶溶液等材料用品，設計實驗同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性，請簡要寫出實驗思路及預期的實驗結果。①實驗思路：_________________________________________________________________________________________________________________________________。②預期的實驗結果：_________________________________________________________________________________________________________________________________。③結論：酶具有催化作用和高效性。解析：(1)酶和無機催化劑催化作用的實質都是降低化學反應的活化能，同無機催化劑相比，酶的催化效率更高是因為酶降低活化能的作用更顯著。(2)驗證過氧化氫酶具有催化作用，需要設置加入過氧化氫酶的實驗組和不加過氧化氫酶(蒸餾水)的對照組形成對照；驗證過氧化氫酶具有高效性，需要設置加入過氧化氫酶溶液的實驗組和加入無機催化劑FeCl3溶液的對照組形成對照。實驗思路及預期的實驗結果見