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第三章第一节 生命活动需要酶和能源物质
一、单选题
1.(2021·湖北)很久以前,勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖技术,这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.麦芽含有淀粉酶,不含麦芽糖
B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C.55~60℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
2.(2022高三上·临汾期中)生物实验室中有一瓶酶试剂,由于标签破损,无法确定其是淀粉酶还是蔗糖酶,为判断酶的种类并进行其它相关探究实验,生物兴趣小组的同学制定了以下计划,其中合理的是( )
A.取部分酶与少量蔗糖溶液混合,一段时间后,用斐林试剂进行检测来判断酶的种类
B.取部分酶与少量蔗糖和淀粉溶液分别混合,之后用碘液检测来验证酶的专一性
C.若已确定是淀粉酶,可用淀粉溶液作为底物来探究pH对酶活性的影响
D.若已确定是蔗糖酶,可用斐林试剂作为检测试剂来探究温度对酶活性的影响
3.(2023高二下·思明期末)蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.蛋白质磷酸化的过程是一个放能反应
B.蛋白质去磷酸化后与双缩脲试剂不再发生显色反应
C.蛋白质磷酸化过程中,周围环境中会有ADP和磷酸分子的积累
D.载体蛋白的磷酸化需要蛋白激酶的作用,其空间结构发生变化
4.(2022高三上·黄梅期中)下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。多酚氧化酶PPO催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小,某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测,结果如图2所示,各组加入的PPO的量相同。下列说法错误的是()
A.由图1模型推测,可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制
B.非竞争性抑制剂降低酶活性与高温对酶活性抑制均与酶的空间结构改变有关
C.该实验的自变量是温度和酶的种类,PPO用量是无关变量
D.图2中与酶B相比,相同温度条件下酶A的活性更高
5.(2021高二上·黄浦期末)图中实线表示水解酶催化的反应速率与酶浓度的关系,虚线表示在其他条件不变的情况下,底物浓度增加一倍,在一定时间内,反应速度与酶浓度的关系,能正确表示两者关系的是( )
A. B.
C. D.
6.(2021高三上·包头开学考)酶是生物催化剂,其作用受pH等因素的影响,下列说法错误的是( )
A.绝大多数酶是蛋白质,其作用的强弱可以用酶活性表示
B.将胃蛋白酶加入到pH为10的溶液中,其空间结构会改变
C.淀粉酶能催化淀粉的水解,不能催化蔗糖的水解
D.酶分子具有一定的形状,其形状和底物的结合无关
7.(2021高一上·大连期末)如图表示Ca2+运出细胞的过程,相关叙述错误的是( )
A.该图表示的是ATP为主动运输供能的过程
B.图示中的Ca2+载体蛋白也是一种催化ATP水解的酶
C.载体蛋白的磷酸化过程中伴随着能量的转移
D.载体蛋白磷酸化后,其空间结构没有发生变化
8.(2022高三上·龙江期中)细胞中的某些激素、酶等能通过“出芽”的形式运输,这些“芽”在生物学上称为囊泡。下列描述错误的是( )
A.囊泡“出芽”的过程体现了生物膜具有一定的流动性
B.人体细胞可以通过“出芽”方式形成囊泡的细胞器有高尔基体、内质网
C.酶在代谢中起催化作用,能显著降低化学反应的活化能
D.酶促反应中,底物数量一定时,随酶浓度的增加,酶活性升高
9.(2021高三上·长白月考)下列有关细胞代谢的叙述中,正确的有几项( )
①酶能降低化学反应的活化能,因此具有高效性
②酶制剂适于在低温下保存,且不是所有的酶都在核糖体上合成
③酶是由活细胞产生的,因此酶只能在细胞内发挥作用
④在不损伤植物细胞内部结构情况下,可选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
⑤代谢旺盛的细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡
⑥ATP 中的“A”与构成 RNA 中的碱基“A”是同一物质
⑦线粒体是有氧呼吸的主要场所,没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸
⑧无论有氧呼吸还是无氧呼吸,释放的能量大部分以热能形式散失
⑨人体细胞中的 CO2 一定在细胞器中产生
A.2 项 B.3 项 C.4 项 D.5 项
10.(2022高一上·辉南期中)下图1表示的是pH对植物和人体内的淀粉酶活性的影响;图2表示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线。下列与图示有关的叙述正确的是( )
A.植物和人体内的淀粉酶的最适pH值相同
B.从图1中可知若使人淀粉酶的pH由2升到7,则该酶活性逐渐升高
C.图2中影响AB、BC段反应速率的主要因素不同
D.图2中曲线显示,该酶促反应的最适温度为37 ℃
11.(2023·南宁模拟)蔗糖酶和淀粉酶广泛存在于土壤中,其活性反映了土壤生物群落代谢状况。为检验某湿地植被退化对两种酶活性的影响,进行了如下实验。下列叙述正确的是( )
试管号 试管内容物 1 2 3 4 5 6 7 8
斐林试剂2mL + + + + + + + +
1%淀粉溶液3mL + - + - + - + -
2%蔗糖溶液3mL - + - + - + - +
淀粉酶溶液1mL - - + + - - - -
蔗糖酶溶液1mL - - - - + + - -
土壤提取液1mL - - - - - + +
注:“+”表示添加,“-”表示无添加
A.1号试管加入1mL蒸馏水与3号试管结果对比,说明酶具有高效性
B.1号和2号试管的作用是检测实验淀粉和蔗糖中是否含有还原糖
C.对比3号和6号试管的实验结果,可以说明酶具有专一性
D.若植被退化使土壤中的酶失活,则7号和8号试管实验现象为无色
12.(2023高三上·辉南月考)下列有关酶的特性及相关实验的叙述正确的是( )
A.pH过高或过低以及温度过高或过低都能使酶变性失活
B.在温度影响酶活性实验中,不适宜选择过氧化氢酶作为研究对象
C.与无机催化剂相比,酶提高反应活化能的作用更明显,因而酶催化效率更高
D.在研究温度影响淀粉酶活性实验中,可以用斐林试剂检测实验结果
13.(2021高二下·浙江期中)如图表示质子泵跨膜运输H+的过程。质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合,使其不可逆地失活,从而抑制胃酸的分泌。下列叙述错误的是( )
A.质子泵可参与细胞溶胶中pH的调控
B.质子泵抑制剂可以有效改善胃反酸等症状
C.质子泵运出H+与突触后膜兴奋时Na+跨膜运输方式相同
D.质子泵的合成需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的参与
14.(2021高三上·河南月考)下列与教材实验相关的说法中,正确的是( )
A.对紫色洋葱的鳞片叶进行曝光和遮光处理可验证光合作用需要光
B.将撕取的成熟菠菜叶肉细胞置于0. 3 g/mL的蔗糖溶液中可观察质壁分离
C.白萝卜颜色浅,适合用来制作临时切片进行脂肪的检测和观察
D.H2O2易分解,适合用来作为底物探究温度对酶活性的影响
15.(2021高一下·邢台开学考)下图为处于成熟期的苹果内有机物含量变化图。下列相关叙述错误的是( )
A.图中所示的酶可能是淀粉酶
B.图中所示的5种物质共有的元素是C、H、O
C.淀粉彻底水解所得的产物中有麦芽糖
D.用斐林试剂检测各月份的苹果样液,所得结果中10月的苹果样液呈现的砖红色最深
16.(2022高一上·浙江期中)下图表示的某高等植物叶肉细胞中ATP和ADP之间的转化示意图,下列叙述正确的是( )
A.甲为ADP,乙为ATP
B.X1为磷酸基团,X2为磷酸分子
C.酶1为ATP合成酶,酶2为ATP水解酶
D.能量1来自化学能,能量2来自光能或化学能
17.(2022高二下·上海市开学考)下图纵轴为酶反应速度,横轴为底物浓度,其中正确表示酶量增加1倍时,底物浓度和反应速度关系的是( )
A. B.
C. D.
18.(2023高三上·浙江开学考)ATP是细胞内的“能量通货”,下列关于人体细胞中ATP的说法正确的是( )
A.剧烈运动时人体含有大量ATP
B.消化道内水解蛋白质需要消耗ATP
C.合成ATP所需能量不一定来源于放能反应
D.ATP合成速率基本等于其分解速率
19.(2021高一上·长安期末)如图为ATP和ADP之间相互转化的示意图,下列说法正确的是( )
A.ATP和ADP之间的相互转化属于可逆反应
B.为了及时供给能量,生物体内的ATP含量远高于ADP
C.ATP和ADP的相互转化机制是生物界的共性,所以病毒体内也能完成该反应
D.蓝藻细胞中可发生ATP和ADP相互转化
20.(2023高一上·宁波期末)几丁质酶是能分解几丁质的一类酶。根据来源可以分成微生物几丁质酶、植物几丁质酶和动物几丁质酶,不同来源的几丁质酶分子质量差异很大。下列叙述错误的是( )
A.不同几丁质酶都对几丁质有催化作用说明几丁质酶不具有专一性
B.不同几丁质酶降解几丁质的终产物可能有所不同
C.几丁质酶在催化过程中空间结构发生可逆性改变
D.几丁质酶的催化作用在于降低反应所需的活化能
21.所谓细胞的直接能源物质是指通过自身水解可以释放能量,并将能量直接供给细胞内各种代谢反应和生命活动的物质,如细胞内糖原与蔗糖的合成过程,能通过UTP的水解直接供能;在磷脂的合成过程中,ATP与CTP同时为反应提供能量。下列叙述错误的是( )
A.细胞中的直接能源物质除ATP外,还应该有UTP、CTP、GTP
B.细胞内糖原与蔗糖的合成过程需要相应酶和UTP共同提供能量
C.磷脂的合成过程中,CTP可通过水解远离C的磷酸键为反应供能
D.细胞呼吸产生的能量可转化成热能和ATP中的化学能,ATP又可为物质运输供能
22.(2021高三上·海淀期中)下列过程中不会发生“ +Pi+能量”这一化学反应的是( )
A.线粒体内膜上O2和[H]结合 B.叶绿体基质中C3被还原
C.胰岛B细胞向外分泌胰岛素 D.Ca2+向细胞外的主动运输
23.(2021高一上·浙江期中)下图为某化合物由甲、乙两部分组成。下列有关说法正确的是( )
A.若该化合物为蔗糖,则甲、乙均为果糖
B.若该化合物为氨基酸,乙中含有羧基,则甲也可能含有羧基
C.若该化合物为 ATP,甲为腺苷,则连接甲、乙的键是高能磷酸键
D.若该化合物为一个核苷酸,则乙一定是碱基
24.(2023高二下·浙江月考)某研究小组在提取淀粉酶时进行了如下操作:称取萌发小麦种子0.5g,置于研钵中加Ⅰ研磨成匀浆,加蒸馏水稀释至25mL,混匀后室温下静置数分钟后离心,然后取Ⅱ备用。Ⅰ、Ⅱ分别代表( )
A.二氧化硅、上清液 B.二氧化硅、沉淀
C.碳酸钙、上清液 D.碳酸钙、沉淀
25.(2023高一下·贵池期中)某生物兴趣小组想利用下图所示实验装置开展了对酶的实验研究。下列分析错误的是( )
A.实验中产生大量气体,可推测新鲜土豆片中含有H2O2酶
B.一段时间后量筒中气体量不再增加,是过氧化氢酶消耗完所致
C.若适当增加新鲜土豆片的数量,量筒中产生气泡的速率将加快
D.若增加用二氧化锰替代新鲜土豆片的实验,可用于证明酶的高效性
二、综合题
26.(2021·贵港模拟)玉米芯、甘蔗渣和稻草等农副产品富含木聚糖,在木聚糖酶的作用下,木聚糖可降解获得低聚糖和木糖等物质。回答下列问题:
(1)葡萄糖和低聚糖均可作为食品甜味剂。葡萄糖可通过 方式被小肠绒毛上皮细胞逆浓度吸收,该方式对细胞生活的意义是 。与葡萄糖相比,低聚糖却很难或不被吸收,体现了细胞膜具有 的特性。
(2)木聚糖酶是一种多组分的复合酶系,有作用于木聚糖主链的内切一β-1,4木聚糖酶、外切一β-木糖苷酶以及作用于酯键的酯酶等,这体现了酶的 性。
(3)木糖还原加氢制成的木糖醇因热量低吸收缓慢等特点,被应用于各种减肥食品,做糖尿病人的甜味剂、营养补充剂等,但过度食用可能带来腹泻等副作用。严重腹泻患者需要及时补充 。
27.中国是茶的故乡,茶的种类多种多样,如红茶、绿茶等。红茶是新鲜茶叶经萎凋脱水、揉捻、发酵等工序制成,因红汤红叶,故称红茶。同学甲查阅相关资料,对茶叶变红做出了解释:茶叶在揉捻过程中,细胞破损,细胞中酚氧化酶催化茶单宁形成茶红素。回答下列相关问题。
(1)同学乙不赞同该解释,因为氧气进入细胞的方式为 ,故揉捻前细胞中一直存在氧气,茶叶就应是红色的。
(2)同学丙对同学甲的解释进行了修正。在正常情况下,酚氧化酶与茶单宁位于细胞的不同结构中,只有当酚氧化酶、茶单宁和氧气共同接触时,才形成茶红素,在该反应中,酚氧化酶的作用机理是 。揉捻后,还需将茶叶保持在30~40 ℃发酵一段时间,原因是 ,从而生成更多茶红素。
(3)同学丁结合绿茶的制作对同学丙的解释进行了实验验证。在制作绿茶时,必须先对叶片进行 操作,才能保持茶叶鲜绿的颜色。
28.(2021高二下·无锡期末)细胞膜上的Ras蛋白与信号转导有关,Ras蛋白结合GDP时为失活态,结合GTP时为活化态。当细胞外存在信号分子时,Ras蛋白释放GDP并结合GTP,从而由失活态向活化态转变,最终实现将胞外信号向胞内传递。请回答下列问题:
(1)图中A代表细胞膜的 结构,Ras蛋白在细胞膜上是 (可以/不可以)运动的。
(2)与Ras蛋白合成和运输有关的细胞器有 。
(3)图中K+进入细胞的方式是 ,其转运速率主要与 等因素有关。
(4)GTP与ATP结构功能相似,推测其名称为 ,结构简式为 。GTP参与细胞内的多种代谢,在蛋白质和RNA的合成中,GTP的主要作用有 。
(5)图中的膜蛋白具有的生理功能有 。
29.(2023高二下·朝阳期末)如图表示在不同条件下,酶促反应的速率变化曲线,试分析:
(1)酶促反应的速率可以用 来表示。
(2)甲图中Ⅱ和Ⅰ相比较,酶促反应速率慢,这是因为 。
(3)甲图中AB段和BC段影响酶促反应速率的主要限制因子分别是 和 。
(4)在酶浓度相对值为1,温度为25℃条件下酶促反应速率最大值应比Ⅱ的 (填“大”或“小”)。
(5)将蛋清溶液和乙图中的蛋白酶乙混合,在适宜的环境条件下充分反应,然后加入双缩脲试剂,
实验结果为 。
(6)将化学反应的pH由蛋白酶丙的最适pH降低至蛋白酶甲的最适pH值,则蛋白酶丙的活性如何变化 。
30.如图表示胰蛋白酶在不同条件下催化某种物质反应速率的变化曲线,请据图回答:
(1)该酶作用的底物是 ,酶与无机催化剂相比,具有 性。
(2)图中AB段和BC段影响酶促反应速率的主要限制因素分别是 和 。
(3)Ⅱ和Ⅰ相比较,酶促反应速率慢,这是因为 。
(4)温度过高使酶的活性降低,同时会使酶的 遭到破坏,使酶永久 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、麦芽糖是植物细胞中特有的二糖,麦芽中存在麦芽糖,A错误;
B、麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成,B错误;
C、据图可知,该过程55-60℃条件下保温6小时左右,是为了抑制细菌的生长,避免污染,C正确;
D、通常植物体内酶的最适温度高于动物,麦芽中的淀粉酶的最适温度比人的唾液淀粉酶高,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、糖类的种类及其分布和功能
种类 分子式 分布 生理功能
单
糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 动植物细胞 五碳糖是构成核酸的重要物质
脱氧核糖 C5H10O4
六碳糖 葡萄糖 C6H12O6 葡萄糖是细胞的主要能源物质
二
糖 蔗糖 C12H22O11 植物细胞 水解产物中都有葡萄糖
麦芽糖
乳糖 C12H22O11 动物细胞
多
糖 淀粉 (C6H10O5)n 植物细胞 淀粉是植物细胞中储存能量的物质
纤维素 纤维素是细胞壁的组成成分之一
糖原 动物细胞 糖原是动物细胞中储存能量的物质
2、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2.【答案】A
【解析】【解答】A、取部分酶与少量蔗糖溶液混合,一段时间后,用斐林试剂检测有无葡萄糖产生,从而判断酶的种类,A正确;
B、取部分酶分别与少量蔗糖和淀粉溶液混合,一段时间后,用碘液检测只能判断淀粉是否被水解,不能判断蔗糖是否被水解,B错误;
C、酸会催化淀粉水解,不能使用淀粉酶与淀粉溶液来探究pH对酶活性的影响,C 错误;
D、斐林试剂的使用需要水浴加热,不能用斐林试剂作为检测试剂来探究温度对酶活性的影响,D错误。
故答案为:A。
【分析】 1、探究酶的最适pH实验时,由于酸对淀粉有分解作用,并且碘—碘化钾能与碱反应,所以一般不宜选用淀粉和淀粉酶做实验材料,常选用过氧化氢酶和H2O2。
2、探究温度对酶活性的影响实验时,鉴定淀粉分解用碘液,不宜选用斐林试剂,因为斐林试剂鉴定还原糖需水浴加热,而该实验需要严格控制温度。
3.【答案】D
【解析】【解答】A、由图可知,蛋白质磷酸化的过程需要消耗ATP,所以该过程是一个吸能反应,A不符合题意;
B、蛋白质去磷酸化后依然是蛋白质,仍能与双缩脲试剂发生紫色反应,B不符合题意;
C、对细胞的正常生活来说,ATP与ADP的这种相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的,所以蛋白质磷酸化过程中,周围环境中不会有ADP和磷酸分子的积累,C不符合题意;
D、由图可知,载体蛋白的磷酸化需要蛋白激酶的作用,使其空间结构发生改变,进而发挥相应的功能,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】1、ATP的分解与吸能反应有关,而ATP的合成与放能反应有关。
2、对细胞的正常生活来说,ATP与ADP的这种相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、据图1模型可知,竞争性抑制剂与底物竞争酶与底物的结合位点,使底物无法与酶结合形成酶—底物复合物,进而影响酶促反应速率,因此增加反应体系中底物的浓度,可减弱竞争性抑制剂对酶活性的抑制,A正确;
B、非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制;高温会使酶的空间结构破坏使酶的活性受到抑制,B正确;
C、本实验是探究不同温度条件下两种PPO活性的大小,本实验的自变量有温度和酶的种类,PPO用量是无关变量,应保持等量且适宜,C正确;
D、据图2可知,相同的温度条件下,酶A催化酚分解的剩余量比酶B多,说明相同温度条件下酶B的活性更高,D错误。
故答案为:D。
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
5.【答案】D
【解析】【解答】在一定的酶浓度范围内,随着酶浓度的增大,反应速率会加快,但由于底物是有限的,当酶浓度达到一定的值,酶浓度再增大,酶促反应速率不再增大;若此时增加底物浓度,反应速率会升高。二者起始条件下反应速率几乎一样。
综上所述,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,酶既可以在细胞内发挥作用,也可以在细胞外发挥作用;酶通过降低化学反应的活化能而提高化学反应速率,酶促反应速率受温度、pH、酶浓度、底物浓度等的影响;酶的作用特点是具有专一性、高效性、作用条件温和等特点。
6.【答案】D
【解析】【解答】A、绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA,其作用的强弱可用酶活性表示,A正确;
B、胃蛋白酶的最适pH值为1.5,将胃蛋白酶加入到pH为10的溶液中,过碱环境会导致胃蛋白酶的空间结构破坏,B正确;
C、酶具有专一性,麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解,不能催化蔗糖的水解,C正确;
D、酶分子有一定的形状,能与特定的底物结合,D错误。
故答案为:D。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
7.【答案】D
【解析】【解答】A、图示形成了ADP,因此应为ATP水解为主动运输提供了能量,A正确;
B、图示载体蛋白可催化ATP水解形成ADP,因此图示中的Ca2+载体蛋白也是一种催化ATP水解的酶,B正确;
C、ATP水解生成ADP和Pi,因此,脱离下来的磷酸基团与载体蛋白结合,伴随着能量的转移,C正确;
D、Pi的结合导致了载体蛋白空间结构的改变,D错误。
故选D。
【分析】1、ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
2、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
8.【答案】D
【解析】【解答】A、囊泡“出芽”的过程体现了生物膜具有一定的流动性,A正确;
B、可以通过“出芽”方式形成囊泡的细胞器有内质网和高尔基体,B正确;
C、酶是催化剂,反应前后数量不变,催化反应的原理是有效降低反应的活化能,C正确;
D、酶浓度或底物浓度都会影响反应速率,但不会影响酶的活性,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量,依赖细胞膜的流动性。
2、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
9.【答案】C
【解析】【解答】①酶与无机催化剂相比具有高效性,①错误;
②酶制剂适于在低温下保存,且不是所有的酶都在核糖体上合成,少部分酶是RNA,②正确;
③酶是由活细胞产生的,酶可以在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用,③错误;
④植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,在不损伤植物细胞内部结构的情况下,可选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,④正确;
⑤代谢旺盛的细胞中ATP与ADP的含量处于动态平衡,⑤错误;
⑥ATP中的“A”表示腺苷,RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤,⑥错误;
⑦线粒体是有氧呼吸的主要场所,没有线粒体的细胞(如某些原核细胞)也可能进行有氧呼吸,⑦错误;
⑧无论有氧呼吸还是无氧呼吸,释放的能量大部分都是以热能的形式散失,⑧正确;
⑨人体细胞中的CO2一定在线粒体内产生,⑨正确。
综上所述,正确项有4项。
故答案为:C。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
10.【答案】C
【解析】【解答】A、由图1可知,植物和人体的淀粉酶的最适pH值不相同,A错误;
B、由图1可知,淀粉酶的pH由4升到7,则该酶活性逐渐升高 ,B错误;
C、图2中影响AB段的反应速率主要是底物浓度、影响BC段反应速是载体数量或能量,C正确;
D、仅仅通过图2中的两个温度,无法判断该酶的反应的最适温度为37 ℃,D错误;
故答案为:C
【分析】影响酶促反应速率的因素:
(1)温度
在最适温度下酶的活性最高,温度偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。温度过低,酶活性降低;温度过高,酶活性丧失。
(2)pH
在最适 pH 下,酶的活性最高,pH 值偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。pH 过高或过低,酶活性丧失。
(3)激活剂和抑制剂
有些酶可以利用特定的金属离子调节自身的活性,如 DNA 聚合酶,当 Mg 离子存在时才能发挥催化活性,锰离子可以抑制其活性。
抑制剂使酶活性下降,但不使酶变性。
(4)酶与底物浓度的比例
在其他条件适宜,酶量一定的情况下,酶促反应随底物浓度增加而加快,而当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性的限制,酶促反应速率不再增加。在底物充足,其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
11.【答案】B
【解析】【解答】A、酶的高效性是通过比较酶和无机催化剂的催化效率得出的,而不是比较加酶和不加酶的催化效率,1号试管加入1mL蒸馏水与3号试管结果对比,只能说明酶具有催化作用,A错误;
B、2号试管加入了蔗糖和斐林试剂,1号试管加了淀粉和斐林试剂,主要是是检测实验淀粉和蔗糖中是否含有还原糖,B正确;
C、3号试管加了淀粉和淀粉酶,6号试管加了蔗糖和蔗糖酶,变量不单一,不能说明酶具有专一性,C错误;
D、若植被退化使土壤中的酶失活,但由于7号和8号加了斐林试剂,呈蓝色,D错误。
故答案为:B。
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
12.【答案】B
【解析】【解答】A、pH过高或过低以及温度过高 都会使酶的空间结构发生变化而失活,低温可以抑制酶的活性,但酶的空间结构不变,不会失活,A不符合题意;
B、过氧化氢在高温条件下会分解,不适宜选择过氧化氢酶作为温度影响酶活性的研究对象,B符合题意;
C、与无机催化剂相比,酶降低化学反应所需活化能的作用更明显,因而酶催化效率更高,C不符合题意;
D、使用斐林试剂检测实验结果时需要水浴加热,又改变了反应条件,故不适合在温度影响淀粉酶活性实验中用于检测实验结果,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】酶是活细胞产生的有催化作用的有机物。大多数酶是蛋白质,少数是RNA。酶作用的实质是降低化学反应的活化能。酶的作用特点是高效性、专一性、需要适宜的反应条件。
13.【答案】C
【解析】【解答】A、pH与H+的浓度有关,故质子泵参与细胞溶胶中pH调控,A正确;
B、由题干信息可知,质子泵抑制剂使质子泵失活而抑制胃酸分泌,有效改善胃反酸等症状,B正确;
C、由题图可知,质子泵跨膜运输H+的过程需要消耗能量,故质子泵以主动运输的方式将H+运出细胞,而触后膜兴奋时Na+跨膜运输方式是协助扩散,所以两者运输方式不同,C错误;
D、质子泵具有运输H+的作用,本质上是一种细胞膜上的载体蛋白,所以质子泵的合成需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的参与,D正确。
故答案为:C。
【分析】小分子物质进出细胞的方式:自由扩散、协助扩散、主动运输;分泌蛋白的合成和运输过程:核糖体合成、内质网加工、高尔基体加工,线粒体供能。
14.【答案】B
【解析】【解答】A、紫色洋葱的鳞片叶无叶绿体,不能进行光合作用,A错误;
B、菠菜叶肉细胞中有叶绿体和中央大 液泡,液泡失水可导致原生质层与细胞壁分离,可将叶绿体作为参照观察质壁分离和复原,B正确;
C、白萝卜颜色浅,但脂肪含量很低,不宜用来制作临时切片进行脂肪的检测和观察,C错误;
D、H2O2易分解,加热会加快其分解,对探究温度对酶活性的影响有干扰作用,D错误。
故答案为:B。
【分析】在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项
①实验室使用的α淀粉酶最适温度为60 ℃。
②由于H2O2不稳定,因此探究温度对酶活性影响时,不选择H2O2作反应物。
③本实验不宜选用斐林试剂鉴定,温度是干扰条件。
④要先控制条件再混合,否则会使实验失败。
15.【答案】C
【解析】【解答】A、由题图可知,随着酶含量增加,淀粉含量减少,推测该酶可能是淀粉酶,A正确;
B、图中所示的5种物质分别是果糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉和酶,而前四种均为糖类,其组成元素是C、H、O,而酶的化学本质是蛋白质或RNA,其组成元素一定有C、H、O、N,显然图中的五种物质共有的元素是C、H、O,B正确;
C、淀粉彻底水解的产物是葡萄糖,C错误;
D、由题图可知,10月份苹果中果糖含量最高,果糖可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,D正确。
故答案为:C。
【分析】 由图可知,不同有机物的含量不是一成不变的,大致呈现为先升后降。这些有机物含量下降原因可能是在相应的酶催化下水解了。例如淀粉可以在淀粉酶催化下水解产生果糖,最终水解成葡萄糖。
16.【答案】D
【解析】【解答】A、图为ATP与ADP的相互转化,其中甲为ATP,乙为ADP,A错误;
B、图中X1和X2均表示Pi,B错误;
C、甲为ATP,乙为ADP,酶1为ATP水解酶,酶2是ATP合成酶,C错误;
D、能量1来自于ATP中的化学能,将用于各项生命活动;能量2来自光合作用或呼吸作用,即来自光能和有机物中的化学能,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP中文名叫腺苷三磷酸,结构式简写A-P~P~P,其中A表示腺嘌呤核苷,T表示三个,P表示磷酸基团,-代表普通化学键,~代表高能磷酸键。几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解,由ADP合成ATP所需能量,动物来自呼吸作用,植物来自光合作用和呼吸作用,ATP可在线粒体、叶绿体、细胞质基质中合成。
17.【答案】D
【解析】【解答】题目中随着底物浓度的增加,酶促反应速率先上升后不变,不变的限制因素可能是酶量,若增加酶量,则相同的底物浓度时,酶促反应速率会增强,平衡点会上移。
综上所述,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的作用机理:能够降低化学反应的活化能。
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低。另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
18.【答案】D
【解析】【解答】 A、ATP在机体中的含量极少,ATP与ADP不断转化,A错误;
B、消化道内水解蛋白质不消耗ATP,需要蛋白酶的催化,B错误;
C、放能反应与ATP合成反应相联系,C错误;
D、ATP在细胞中含量很少,为能满足生命活动所需,ATP合成速率基本等于其分解速率,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP:(1)组成元素:C、H、O、N、P。 (2)分子结构:一分子ATP由一分子腺苷、三分子磷酸基团和两个高能磷酸键组成。腺苷由腺嘌呤和核糖组成。 (3)主要功能:ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 (4)蛋白质的合成等许多吸能反应与ATP水解反应相联系,由ATP水解提供能量;葡萄糖氧化分解等许多放能反应与ATP合成反应相联系,释放的能量储存在ATP中,用来为吸能反应直接供能。 合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体等;分解ATP的场所是生物体内的需能部位。
19.【答案】D
【解析】【解答】A、ATP和ADP的相互转化过程中,物质是可以循环利用的,能量是不能循环的,故属于不可逆反应,A错误;
B、活细胞中ATP含量很少,但ATP与ADP可以迅速相互转化并处于动态平衡中,B错误;
C、ATP和ADP的相互转化机制是生物界的共性,病毒是没有细胞结构的生物,其不能完成该反应,C错误;
D、蓝藻细胞中也有ATP和ADP的相互转化,主要发生于细胞质基质中,因为细胞质基质是细胞代谢的主要场所,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP的储能和放能过程
项目 ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP+Pi+能量ATP ATPADP+Pi+能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存于高能磷酸键中的能量
能量去路 储存于形成的高能磷酸键中 用于各项生命活动
反应场所 胞质溶胶、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位
20.【答案】A
【解析】【解答】A、酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应,所以不同几丁质酶都对几丁质有催化作用说明几丁质酶具有专一性,A错误;
B、由题意可知,是不同的几丁质酶催化降解几丁质,所以终产物可能有所不同,B正确;
C、酶发挥催化作用时空间结构会发生可逆性性的改变,所以几丁质酶在催化过程中空间结构发生可逆性改变,C正确;
D、酶促反应的原理是酶能降低化学反应的活化能,所以几丁质酶的催化作用在于降低反应所需的活化能,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
2、酶的特性:
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和:需要适宜的温度和pH值,在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
3、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
21.【答案】B
【解析】【解答】A、由题意可知,细胞中的直接能源物质除ATP外,还应该有UTP、CTP、GTP,A正确;
B、细胞内糖原与蔗糖的合成过程需要UTP提供能量,而酶是催化反应的,不能提供能量,B错误;
C、在磷脂的合成过程中,CTP(胞苷三磷酸)可为反应提供能量,CTP通过水解远离C的磷酸键为反应供能,C正确;
D、细胞呼吸产生的能量可转化成热能和ATP中的化学能,ATP又可为物质运输供能,D正确。
故答案为:B。
【分析】(1)ATP的功能:ATP是细胞生命活动的直接能源物质。
ATP 的中文名是腺嘌呤核苷三磷酸(三磷酸腺苷);其构成是(腺嘌呤—核糖)—磷酸基团~磷
酸基团~磷酸基团;简式为 A-P~P~P。其中 A 代表腺苷;“~”为高能磷酸键。
(2)ATP 与 ADP 的相互转化
向右:表示 ATP 水解,所需酶为水解酶,所释放的能量用于各种生命活动所需。
向左:表示 ATP 合成,所需酶为合成酶,所需的能量来源于生物化学反应释放的能量(在人和动
物体内,来自细胞呼吸;绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用)
ATP 在生物体内含量很少,能作为直接能源物质的原因是细胞中 ATP 与 ADP 循环转变,且十分迅速。
22.【答案】A
【解析】【解答】A、线粒体内膜上O2和[H]结合发生在有氧呼吸的第三阶段,该阶段释放大量能量,合成大量的ATP,因此该过程发生了ATP的合成,A符合题意;
B、叶绿体基质中C3被还原需要消耗光反应产生的ATP,因此该过程发生了ATP的水解,B不符合题意;
C、胰岛B细胞向外分泌胰岛素属于胞吐,需要消耗ATP,发生ATP的水解,C不符合题意;
D、Ca2+向细胞外的主动运输需要消耗ATP,因此发生ATP的水解,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
23.【答案】B
【解析】【解答】A、每分子蔗糖由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合而成,若该化合物为蔗糖,则甲和乙一个是葡萄糖,另一个是果糖,A错误;
B、若该化合物为氨基酸,由甲、乙两部分组成,乙中含有羧基,若乙是氨基酸中心C上的羧基
则甲中含有R基,R基上可能含有羧基;若乙是氨基酸的R基,则甲中氨基酸中心C上含有一个羧基,B正确;
C、若该化合物为ATP,甲为腺苷,则连接甲、乙的键是普通磷酸键,C错误;
D、核苷酸由磷酸、五碳糖和碱基三部分组成,若该化合物为一个核苷酸,则乙可能是碱基,也可能是磷酸,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
2、ATP的分子结构:一分子ATP由一分子腺苷、三分子磷酸基团和两个高能磷酸键组成。腺苷由腺嘌呤和核糖组成。
3、核酸的种类:
(1)脱氧核糖核酸(DNA):基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,是由一分子含氮碱基(A、T、G、C)、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。
(2)核糖核酸(RNA):基本组成单位是核糖核苷酸,是由一分子含氮碱基(A、U、G、C)、一分子核糖和一分子磷酸组成。
24.【答案】A
【解析】【解答】据题可知,将小麦种子加入研钵中加Ⅰ研磨成匀浆,Ⅰ起到研磨的作用,所以Ⅰ应该是二氧化硅。由于实验是要获取淀粉酶,研磨后的小麦种子会释放其中的淀粉酶,所以静置数分钟后离心,质量大的结构会沉在底部,质量小的淀粉酶会漂在上清液中,故Ⅱ代表上清液,A符合题意,B、C、D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】离心是指将溶液围绕轴心高速旋转,靠离心力使某些组分沉出,某些组分仍留在上清液中的技术。是生物化学最基本的实验操作。
25.【答案】B
【解析】【解答】A、题图广口瓶中盛有H2O2溶液和新鲜土豆片,若实验中产生大量气体,可推测新鲜土豆片中含有H2O2酶,加速H2O2分解产生大量氧气,A正确;
B、广口瓶中盛有10mL3%H2O2溶液,即反应物的量是一定的,所以一段时间后量筒中气体量不再增加,是反应物消耗完所致,B错误;
C、若适当增加新鲜土豆片的数量,即酶的量加大了,那么酶降低的反应所需的活化能更多,反应速率将更快,因此量筒中产生气泡的速率将加快,C正确;
D、酶具有高效性,是与无机催化剂进行对比而言的,因此要证明酶的高效性,应该用无机催化剂替代新鲜土豆片进行实验, 二氧化锰是常见的无机催化剂,D正确。
故答案为:B。
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,作为催化剂在化学反应前后其性质不变,其作用的机理是可以降低反应所需的活化能,因此可以提高反应速率,但不能改变平衡点的位置。验证酶的特性:高效性,需进行对比实验,与无机催化剂的催化效率进行比较。
26.【答案】(1)主动运输;保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质;选择透过性
(2)专一
(3)水分和无机盐
【解析】【解答】(1)萄萄糖通过主动运输方式被小肠绒毛上皮细胞吸收,主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。与葡萄糖相比,低聚糖很难或不被吸收,体现了细胞膜的选择透过性。
(2)每一种酶只能催化一种或一类化学反应,体现了酶作用的专一性。
(3)腹泻患者会大量排出水分和无机盐,为维持体内的水盐平衡等,需要及时补充水分和无机盐。
【分析】1、主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
2、酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
27.【答案】(1)自由扩散
(2)降低化学反应的活化能;酚氧化酶的最适温度在30~40 ℃
(3)高温处理(或加热处理)
【解析】【解答】(1)气体分子进出细胞的方式为自由扩散,氧气为气体分子,因此,氧气进入细胞的方式为自由扩散,故揉捻前细胞中一直存在氧气,茶叶就应是红色的。(2)酶具有催化作用,酶起作用的机理是降低化学反应的活化能,据此可推测,在该反应中,酚氧化酶的作用机理应该为降低化学反应的活化能。由于酚氧化酶的最适温度在30~40℃,因此,需将茶叶保持在30~40℃发酵一段时间,从而生成更多茶红素。(3)题意显示茶叶变红的机理是酚氧化酶的作用,绿茶的制作过程中应该是破坏了相关酶的活性,从而保持了绿茶的颜色。为验证绿茶的制作机理,实验时,需要先对叶片进行高温处理(或加热处理),实验结果应该显示茶叶保持鲜绿色,从而验证上述结论。
【分析】①自由扩散方式进入细胞的物质:脂溶性物质、气体、水等;
②破坏酶活性的情况:高温、强酸、强碱等;
28.【答案】(1)磷脂双分子层;可以
(2)核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
(3)主动运输;载体数量、能量、温度、氧浓度等
(4)鸟苷三磷酸(三磷酸鸟苷);G—P~P~P;提供能量和原料(鸟嘌呤核糖核苷酸)
(5)催化反应、转运物质、信息交流
【解析】【解答】(1)图中A代表细胞膜的磷脂双分子层结构,Ras蛋白为细胞膜上的蛋白质,可以移动;
(2)Ras蛋白为细胞膜上的蛋白质,在核糖体上合成,合成的多肽链还需要通过内质网和高尔基体的加工,需要线粒体提供能量;
(3)离子的吸收速率与需要消耗能量和载体,表示主动运输,温度、氧浓度等通过影响细胞呼吸影响能量的产生从而影响K+的吸收;
(4)GTP与ATP结构功能相似,G是鸟嘌呤,GTP由鸟嘌呤、磷酸和核糖构成,所以推测其名称为鸟苷三磷酸(三磷酸鸟苷),结构简式为G—P~P~P。GTP参与细胞内的多种代谢,在蛋白质和RNA的合成中,GTP也含有高能磷酸键,所以GTP的主要作用有提供能量和原料(鸟嘌呤核糖核苷酸);
(5)通过图中信息可知,膜蛋白能够运输K+,能够催化ATP水解为ADP,能够传递信号,所以图中的膜蛋白具有催化反应、转运物质、信息交流的生理功能。
【分析】GTP与ATP的结构相似,ATP 的结构简式是 A-P~P~P,其中 A 代表腺苷,T 是三的意思,P 代表磷酸基团.ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同:ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用,场所不同:ATP水解在细胞的各处,ATP合成在线粒体,叶绿体,细胞质基质。
据图可知,细胞外存在信号分子时,Ras蛋白释放GDP并结合GTP,从而由失活态向活化态转变,最终实现将胞外信号向胞内传递。据此答题。
29.【答案】(1)产物生成速率或底物消耗速率
(2)温度低,酶活性降低
(3)底物浓度;酶浓度
(4)小
(5)出现紫色
(6)降低为0
【解析】【解答】(1)酶促反应的速率可以用产物生成速率或底物消耗速率来表示。
(2)甲图中的Ⅱ和Ⅰ相比较,酶促反应速率慢, 这是因为II条件下的温度比I条件下的温度高,温度低的情况下,酶活性降低。
(3)图甲中AB段的随底物浓度的增大,反应速率增大,因此AB段的制约因素是底物浓度;BC段显示反应速率不受底物浓度的影响了,此时的反应速率的影响因素是酶的浓度。
(4)根据图甲可知,在酶浓度相对值为1时,即在底物浓度相同的条件下,反应速率受温度的影响,由图示可知,在I条件下的温度是25 ℃ ,II条件下的温度是37 ℃ ,由此可知温度为25℃条件下酶促反应速率最大值应比Ⅱ的小。
(5) 将蛋清溶液和乙图中的蛋白酶乙混合,在适宜的环境条件下充分反应,蛋清会被蛋白酶水解,但是蛋白酶反应前后数量和性质都不会发生改变,因此加入双缩脲试剂后,实验结果会出现紫色。
(6)由图乙可知,蛋白酶丙的最适pH是碱性的,蛋白酶甲的最适pH是酸性的, 如果化学反应的pH由蛋白酶丙的最适pH降低至蛋白酶甲的最适pH值,蛋白酶丙的活性失活,活性降为0。
【分析】(1)酶的本质
①酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
②酶的作用:催化作用;酶的作用机理:降低化学反应的活化能 。
酶在催化学反应前后自身性质和数量不变。
③合成酶的原料:氨基酸或核糖核苷酸 。
④合成酶的主要场所:核糖体 。
(2)酶的特性
①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
②专一性:一种酶只能催化一种或一类化学反应,因为酶只能催化与其结构互补的底物。
据酶的专一性可知:能催化淀粉水解的酶是淀粉酶,能催化蔗糖水解的酶是蔗糖酶,能催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶,能催化植物细胞壁水解的酶是纤维素酶和果胶酶。
③作用条件较温和(温和性):酶需要适宜的温度和pH
在最适宜的温度和pH 条件下,酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低 。
过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活 。
低温抑制酶的活性,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性可以升高 。
30.【答案】(1)蛋白质;高效
(2)底物浓度;酶浓度
(3)温度较低,酶活性较弱
(4)空间结构;失活
【解析】【解答】(1)由题干“ 如图表示胰蛋白酶在不同条件下 ”,可推出该酶的底物是蛋白质, 酶与无机催化剂相比,酶具有高效性。
(2)由图示中的曲线可知,在曲线Ⅰ中图中AB段的反应速率随底物浓度的升高和加快,说明AB段的主要限制因素是底物浓度;曲线Ⅰ中的BC段的反应速率不再随浓度的升高而变化,说明BC段限制因素不受底物浓度的影响,该段的反应速率由酶的浓度有关。
(3)由曲线Ⅱ和Ⅰ对比可知,在酶浓度相同的条件下,在温度37℃下的反应速率也高于25℃下的反应速率,说明影响酶反应速率的因素是温度,低温的条件下酶的活性较弱,酶促反应速率减低。
(4)温度过高使酶的活性降低,同时会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久性失活。
【分析】影响酶促反应速率的因素
(1)温度
在最适温度下酶的活性最高,温度偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。温度过低,酶活性降低;温度过高,酶活性丧失。
(2)pH
在最适 pH 下,酶的活性最高,pH 值偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。pH 过高或过低,酶活性丧失。
(3)激活剂和抑制剂
有些酶可以利用特定的金属离子调节自身的活性,如 DNA 聚合酶,当 Mg 离子存在时才能发挥催化活性,锰离子可以抑制其活性。
抑制剂使酶活性下降,但不使酶变性。
(4)酶与底物浓度的比例
在其他条件适宜,酶量一定的情况下,酶促反应随底物浓度增加而加快,而当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性的限制,酶促反应速率不再增加。在底物充足,其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
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