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专题四 酶与ATP
考点1 酶的本质和作用
一、单选题
1.(2023·河北·高考真题)关于蛋白质空间结构的叙述,错误的是( )
A.淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏 B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构 D.载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生改变
2.(2024·河北·高考真题)下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.作为生物催化剂,酶作用的反应物都是有机物
B.胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存
C.醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶,分布于其线粒体内膜上
D.从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
3.(2022·湖南·高考真题)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染
4.(2023·浙江·高考真题)某同学研究某因素对酶活性的影响,实验处理及结果如下:己糖激酶溶液置于45℃水浴12min,酶活性丧失50%;己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min,酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是( )
A.温度 B.底物 C.反应时间 D.酶量
5.(2021·海南·高考真题)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.该酶可耐受一定的高温
B.在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大
C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
6.(2023·广东·高考真题)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
7.(2023·重庆·高考真题)某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色;当a为②、b为③,水浴(55℃)后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是( )
编号 试剂
① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液
② 质量分数为5%的葡萄糖溶液
③ 斐林试剂
④ 淀粉酶溶液
⑤ 碘溶液(棕红色)
A.若a为①+②、b为③,水浴后透析袋外最终会出现砖红色
B.若a为①+②、b为⑤,透析袋外的溶液最终会出现蓝色
C.若a为①+④、b为⑤,透析袋内的溶液最终会出现棕红色
D.若a为①+④、b为③,水浴后透析袋内最终会出现砖红色
8.(2023·浙江·高考真题)为探究酶的催化效率,某同学采用如图所示装置进行实验,实验分组、处理及结果如下表所示下列叙述错误的是( )
组别 甲中溶液 (2mL) 乙中溶液 (2mL) 不同时间测定的相对压强(kpa)
0s 50s 100s 150s 200s 250s
I 肝脏研磨液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
II FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
III 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
A.H2O2分解生成O2导致压强改变
B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C.250s时I组和III组反应已结束而II组仍在进行
D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性
9.(2024·浙江·高考真题)溶酶体内含有多种水解酶,是细胞内大分子物质水解的场所。机体休克时,相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降,通透性增高,引发水解酶渗漏到胞质溶胶,造成细胞自溶与机体损伤。下列叙述错误的是( )
A.溶酶体内的水解酶由核糖体合成
B.溶酶体水解产生的物质可被再利用
C.水解酶释放到胞质溶胶会全部失活
D.休克时可用药物稳定溶酶体膜
10.(2024·广东·高考真题)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是( )
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++
Ce5 + ++ — —
Ay3-Bi-CB — — ++ +++
Ay3 — — +++ ++
Bi — — — —
CB — — — —
注:—表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。
A.Ay3与Ce5 催化功能不同,但可能存在相互影响
B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
11.(2021·浙江·高考真题)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是( )
A.“酶的催化效率”实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C.“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
12.(2022·浙江·高考真题)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
二、多选题
13.(2023·辽宁·高考真题)基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶,明胶可被某染液染成蓝色,因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析,下列叙述正确的是( )
A.SDS可以提高MMP2和MMP9活性
B.10℃保温降低了MMP2和MMP9活性
C.缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性
D.MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性
三、非选择题
14.(2022·北京·高考真题)芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1)酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过 作用分泌到细胞膜外。
(2)用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图。据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37℃后,sec1胞外P酶呈现 的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种温度敏感型突变株。
(3)37℃培养1h后电镜观察发现,与野生型相比,sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型Sec1基因的功能是促进 的融合。
(4)由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。对该实验现象的合理解释是 。
(5)现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可作为鉴定指标的是:突变体______________。
A.蛋白分泌受阻,在细胞内积累
B.与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C.细胞分裂停止,逐渐死亡
15.(2021·湖北·高考真题)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型:一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复);另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具:蒸馏水,酶A溶液,甲物质溶液,乙物质溶液,透析袋(人工合成半透膜),试管,烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路,并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取 支试管(每支试管代表一个组),各加入等量的酶A溶液,再分别加等量 ,一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①: 。
结论①:甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②: 。
结论②:甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③: 。
结论③:甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④: 。
结论④:甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂。
16.(2021·浙江·高考真题)1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究发现,乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论,利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂:酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组,其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液+无菌水 -
② 葡萄糖溶液+酵母菌 +
③ 葡萄糖溶液+A溶液 -
④ 葡萄糖溶液+B溶液 -
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成
回答下列问题:
(1)除表中4组外,其它2组的实验处理分别是: ; 。本实验中,这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、 。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽,可用 试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的,可增加一组实验,该组的处理是 。
(3)制备无细胞的酵母汁,酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液,缓冲液的作用是 ,以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞?(写出2项原理不同的方法及相应原理)
考点2 ATP的结构和作用
一、单选题
1.(2022·浙江·高考真题)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
2.(2021·北京·高考真题)ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C、H、O、N、P B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化 D.可直接为细胞提供能量
3.(2021·海南·高考真题)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成ATP
B.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内
4.(2021·湖南·高考真题)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递
C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
考点1 酶的本质和作用
1.A
【分析】蛋白质的变性:受热、酸碱、重金属盐、某些有机物(乙醇、甲醛等)、紫外线等作用时蛋白质可发生变性,其空间结构发生改变,失去其生理活性。
【详解】A、低温不会使蛋白质空间结构改变,淀粉酶本质为蛋白质,在0℃时空间结构不会被破坏,A错误;
B、蛋白质分子与磷酸结合后,空间结构发生变化,活性也发生改变,B正确;
C、氨基酸种类的改变会影响蛋白质中氨基酸的排列顺序,进而可能影响蛋白质空间结构,C正确;
D、载体蛋白在转运分子时,需要与被转运的分子结合,会发生自身构象的改变,D正确。
故选A。
2.D
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,应在最适pH、低温条件下保存。原核生物只有唯一的细胞器核糖体,无细胞核和其他细胞器。
【详解】A、一般来说,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,但其作用的反应物不一定是有机物,如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物,A错误;
B、胃蛋白酶应在酸性、低温下保存,B错误;
C、醋酸杆菌是细菌,属于原核生物,不具有线粒体结构,C错误;
D、成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物,所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶,D正确。
故选D。
3.B
【分析】碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物,都会在碱性蛋白酶的作用下,结构松弛、膨胀解体,起到去污的效果。
【详解】A、由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知,碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活,A正确;
B、由图可知,加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠,部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态,因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的 ,B错误;
C、碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,而且加热也能使碱性蛋白酶失活,会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果,添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果,C正确;
D、酶具有高效性,碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸,具有很强的分解蛋白质的能力,可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍,添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染,D正确。
故选B。
4.B
【分析】影响酶活性的因素有温度、pH、抑制剂和激活剂。由题干分析,己糖激酶溶液置于45℃水浴12min,酶活性丧失50%;己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min,酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否加入底物。
【详解】A、由题干可知,两组实验的温度都为45℃,所以研究的因素不是温度,A错误;
B、由题干分析,己糖激酶溶液置于45℃水浴12min,酶活性丧失50%;己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min,酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否加入底物。所以研究的因素是底物,B正确;
C、由题干可知,两组实验的反应时间均为12min,所以研究的因素不是反应时间,C错误;
D、由题干可知,两组实验的酶量一致,所以研究的因素不是酶量,D错误。
故选B。
5.D
【分析】据图分析可知,在图示温度实验范围内,50℃酶的活性最高,其次是60℃时,在40℃时酶促反应速率随时间延长而增大。
【详解】A、据图可知,该酶在70℃条件下仍具有一定的活性,故该酶可以耐受一定的高温,A正确;
B、据图可知,在t1时,酶促反应速率随温度升高而增大,即反应速率与温度的关系为40℃<<50℃<60℃<70℃,B正确;
C、由题图可知,在不同温度下,该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同,其中70℃达到该温度下的最大反应速率时间最短,C正确;
D、相同温度下,不同反应时间内该酶的反应速率可能相同,如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同,D错误。
故选D。
6.C
【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。酶的特性:高效性、专一性以及作用条件温和的特性。
【详解】A、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构,使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触,A正确;
B、发酵过程的实质就是酶促反应过程,需要将温度设置在酶的最适温度下,使多酚氧化酶保持最大活性,才能获得更多的茶黄素,B正确;
C、酶的作用条件较温和,发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性,C错误;
D、高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活,以防止过度氧化影响茶品质,D正确。
故选C。
7.C
【分析】1、要发生渗透作用,需要有半透膜和膜两侧溶液具有浓度差。水分子总是从浓度低的一侧通过半透膜向浓度高的一侧扩散。
2、检测生物组织中的还原糖,可用斐林试剂,斐林试剂与还原糖在热水浴条件下反应生成砖红色沉淀。
3、分析题图:当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色,说明淀粉不能通过透析袋、碘液可通过透析袋;当a为②、b为③,水浴(55℃)后透析袋内、外均不出现砖红色,说明葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋。
【详解】A、若a为①+②、b为③,由于葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋,水浴后透析袋外均不会出现砖红色,A错误;
B、若a为①+②、b为⑤,由于淀粉不能通过透析袋,而碘液可进入透析袋内,故透析袋外的溶液不会出现蓝色,B错误;
C、若a为①+④、b为⑤,淀粉酶会水解淀粉使形成麦芽糖(二糖),由于葡萄糖单糖不能通过透析袋,故麦芽糖也不能不能通过透析袋,同时由于碘液可进入透析袋内,故透析袋内的溶液最终会出现棕红色,C正确;
D、若a为①+④、b为③,由于斐林试剂不能进入透析袋内,故透析袋内不会出现砖红色,D错误。
故选C。
8.C
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、H2O2分解产物是H2O和O2,其中O2属于气体,会导致压强改变,A正确;
B、据表分析可知,甲中溶液酶或无机催化剂等,乙中是底物,应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时,B正确;
C、三组中的H2O2溶液均为2ml,则最终产生的相对压强应相同,据表可知,250s时I组反应已结束,但II组和III组压强仍未达到I组的终止压强10.0,故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行,C错误;
D、酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,对比I、II组可知,在相同时间内I组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快,说明酶的催化作用具有高效性,D正确。
故选C。
9.C
【分析】溶酶体分布在动物细胞,是单层膜形成的泡状结构,是细胞内的“消化车间”,含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌。
【详解】A、溶酶体内的水解酶的本质是蛋白质,合成场所在核糖体,A正确;
B、溶酶体内的水解酶催化相应物质分解后产生的氨基酸、核苷酸等可被细胞再利用,B正确;
C、溶酶体内的pH比胞质溶胶低,水解酶释放到胞质溶胶后活性下降,但仍有活性,因此会造成细胞自溶与机体损伤,C错误;
D、机体休克时,相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降,通透性增高,引发水解酶渗漏到胞质溶胶,造成细胞自溶与机体损伤。所以,休克时可用药物稳定溶酶体膜,D正确。
故选C。
10.B
【分析】酶的特性为高效性、专一性、作用条件温和,作用机理为降低化学反应活化能。
【详解】A、由表可知,Ce5具有催化纤维素类底物的活性,Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性,Ay3与Ce5催化功能不同,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比,当缺少Ce5后,就不能催化纤维素类底物,当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强,所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响,A正确;
B、由表可知,不论是否与Bi结合,Ay3均可以催化S1与S2,说明Bi与Ay3的催化专一性无关,B错误;
C、由表可知,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比,去除Ce5后,催化褐藻酸类底物的活性不变,说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关,C正确;
D、需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性,才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关,D正确。
故选B。
11.B
【分析】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。
【详解】A、熟马铃薯块茎中酶已经失活,用其代替生马铃薯块茎,实验结果不相同,A错误;
B、“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,不同pH为自变量,在酶溶液中分别加入不同pH的缓冲液后,再与底物混合,以保证反应pH为预设pH,B正确;
C、“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有还原糖,C错误;
D、探究温度对蛋白酶活性影响的实验中,温度作为自变量,而本尼迪特试剂检验还原糖需要水浴加热,会改变实验温度,影响实验结果,故不能选择本尼迪特试剂检测反应产物,D错误。
故选B。
12.B
【分析】大部分酶是蛋白质,少部分酶的本质是RNA,蛋白质的基本单位是氨基酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸。
【详解】A、 低温可以抑制酶的活性,不会改变淀粉酶的氨基酸组成,也不会导致酶变性失活,A错误;
B、 酶具有高效性,故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,B正确;
C、 酶活性的发挥需要适宜条件,在一定pH范围内,随着pH升高,酶活性升高,超过最适pH后,随pH增加,酶活性降低甚至失活,C错误;
D、 淀粉酶的本质是蛋白质,若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会将淀粉酶水解,则淀粉的水解速率会变慢,D错误。
故选B。
13.BC
【分析】分析题干,MMP2和MMP9可以降解明胶,明胶可被某染液染成蓝色,MMP2和MMP9活性越高,明胶被分解的越多,蓝色颜色越淡或蓝色消失。
【详解】A、37℃保温、加SDS、加缓冲液那组比37℃保温、不加SDS、加缓冲液那组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小,说明明胶被降解的更少,故MMP2和MMP9活性更低,因此,SDS可降低MMP2和MMP9活性,A错误;
B、与30℃(不加SDS)相比,10℃(不加SDS),MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小,说明明胶被降解的更少,故MMP2和MMP9活性更低,因此,10℃保温降低了MMP2和MMP9活性,B正确;
C、缓冲液可以维持pH条件的稳定,从而维持MMP2和MMP9活性,C正确;
D、MMP2和MMP9都属于酶,酶具有专一性,D错误。
故选BC。
14.(1)胞吐
(2)先上升后下降
(3)分泌泡与细胞膜
(4)积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外
(5)B
【分析】1、大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐。分泌蛋白是大分子物质,分泌到细胞膜外的方式是胞吐。
2、分析题图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强,转入37℃后,sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1,再下降至10U.mg-1。
【详解】(1)大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐,分泌蛋白属于大分子,分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。
(2)据图可知,24℃时sec1和野生型胞外P酶活性随时间增加而增强,转入37℃后,sec1胞外P酶从18U.mg-1上升至20U.mg-1,再下降至10U.mg-1,呈现先上升后下降的趋势。
(3)分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外,但在37℃培养1h后sec1中的分泌泡却在细胞质中大量积累,突变株(sec1)在37℃的情况下,分泌泡与细胞膜不能融合,故由此推测Sec1基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。
(4)37℃培养1h后sec1中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累,sec1是一种温度敏感型突变株,由37℃转回24℃并加入蛋白合成抑制剂后,此时不能形成新的蛋白质,但sec1胞外P酶却重新增加,最合理解释是积累在分泌泡中的P酶分泌到细胞外。
(5)若要进一步确定某突变株的突变基因在37℃条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可检测突变体中与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量是否发生改变,哪一阶段与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变,即影响蛋白分泌的哪一阶段,B正确。
故选B。
15.(1) 2 甲物质溶液、乙物质溶液
(2) 透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高 透析前后,两组的酶活性均不变 加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变 加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高
【分析】对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理是的就是对照组。
【详解】(1)分析题意可知,实验目的探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,则实验的自变量为甲乙物质的有无,因变量为酶A的活性,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:
取2支试管各加入等量的酶A溶液,再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和无关变量一致原则);一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。
(2)据题意可知,物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制,但作用机理未知,且透析前有物质甲和乙的作用,透析后无物质甲和物质乙的作用,前后对照可推测两种物质的作用机理,可能的情况有:
①若甲、乙均为可逆抑制剂,则酶的活性能恢复,故透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高。
②若甲、乙均为不可逆抑制剂,则两组中酶的活性均不能恢复,故透析前后,两组的酶活性均不变。
③若甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂,则甲组中活性可以恢复,而乙组不能恢复,故加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂,则则甲组中活性不能恢复,而乙组能恢复,故加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高。
【点睛】本题考查影响酶活性的因素及探究实验,重点是考查影响酶活性的探究实验,要求学生掌握实验设计的原则,准确判断实验的自变量、因变量和无关变量,进而分析作答。
16. 葡萄糖溶液+酵母汁 葡萄糖溶液+A溶液+B溶液 酵母汁和B溶液 双缩脲 葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液 保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH 染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖。
【分析】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、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
3、分析题干信息可知:本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”,所给实验材料中,葡萄糖溶液为反应的底物,在此实验中为无关变量,其用量应一致;酵母菌为细胞生物,与其对应的酵母汁无细胞结构,可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”;而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。
【详解】(1)结合分析可知:为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论,还需要加设两组实验,一组为葡萄糖溶液+酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成),另外一组为葡萄糖溶液+A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子,包括相关酶)+B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子),此组预期结果为有乙醇生成;本实验中,起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。
(2)多肽用双缩脲试剂进行检测;据题干信息可知,M离子存在于B溶液中,故为验证M对乙醇发酵的是否为必需的,则应加设一组实验,即葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液:若有乙醇生成,则证明B不是必须的,若无乙醇生成,则证明B是必须的。
(3)酶的作用条件温和,需要适宜的温度和PH等条件,实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。
(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有:染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性:若为死细胞,则能被染色;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖:一段时间后若酵母菌数量增加,则为活细胞。
【点睛】本题考查酶的相关知识,要求考生掌握酶的特性及酶促反应的原理,能结合所学的知识准确答题。
考点2 ATP的结构和作用
1.D
【分析】ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。ATP分子的结构 式可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,ATP分子中大量的能量就储存在特殊的化学键中。ATP可以水解,这实际上是指ATP分子中特殊的化学键水解。
【详解】A、1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成,A错误;
B、ATP分子的结构式可以简写成A—P~P~P,磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键,B错误;
C、ATP在水解酶的作用下水解,在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP,C错误;
D、吸能反应一般与ATP的分解相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP,D正确。
故选D。
2.B
【分析】A代表腺苷,P代表磷酸基团,ATP中有1个腺苷,3个磷酸基团,2个高能磷酸键,结构简式为A-P~P~P。
【详解】A、ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团,故元素组成为C、H、O、N、P,A正确;
B、在无氧条件下,无氧呼吸过程中也能合成ATP,B错误;
C、ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化,C正确;
D、ATP是生物体的直接能源物质,可直接为细胞提供能量,D正确。
故选B。
3.B
【分析】ATP又叫三磷酸腺苷,简称为ATP,其结构式是:A-P~P~P,A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团,“~”表示高能磷酸键。
【详解】A、根据题意可知:该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP,A错误;
B、根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。”说明:32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性,B正确;
C、根据题干信息“放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团”可知,32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同,C错误;
D、该实验不能说明转化主要发生在细胞核内,D错误。
故选B。
4.B
【分析】分析图形,在信号的刺激下,蛋白激酶催化ATP将蛋白质磷酸化,形成ADP和磷酸化的蛋白质,使蛋白质的空间结构发生改变;而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落,形成去磷酸化的蛋白质,从而使蛋白质空间结构的恢复。
【详解】A、通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构,进而来实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与功能相适应的观点,A正确;
B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,将会使该位点无法磷酸化,进而影响细胞信号的传递,B错误;
C、根据题干信息:进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用,而ATP为其提供了磷酸基团和能量,从而参与细胞信号传递,C正确;
D、温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应,D正确。
故选B。
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