第3讲 酶和ATP一、选择题1ATP是直接的能源物质：dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写,其结构式可简写成dAPPP。下列有关分析错误的是()A一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成B细胞内生成dATP时有能量的储存,常与放能反应相联系C在DNA合成过程中,dATP是构成DNA的基本单位之一DdATP具有高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量解析：C根据题意,dATP与ATP结构类似,从其结构简式可知,一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成,A正确；细胞内生成dATP时要形成高能磷酸键,有能量的储存,常与放能反应相联系,B正确；DNA的结构单位是四种脱氧核苷酸,dATP不是构成DNA的基本单位,C错误；dATP含有2个高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量,D正确。2“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,它们的结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变,从而使自身或与其结合的分子产生运动。下列相关分析不正确的是()A线粒体和叶绿体中都有“分子马达”BRNA聚合酶是沿RNA移动的“分子马达”C“分子马达”运动所需的能量由ATP水解提供D细胞膜上的部分载体蛋白是“分子马达”解析：B线粒体和叶绿体中都含有少量的DNA和RNA,它们复制、转录和翻译时的酶都属于“分子马达”,如RNA聚合酶等,A正确；RNA聚合酶是沿DNA模板移动的“分子马达”,B错误；ATP是直接能源物质,所以“分子马达”运动所需的能量由ATP水解提供,C正确；细胞膜上的部分载体蛋白进行的是主动运输,需要消耗ATP,属于“分子马达”,D正确。3科学家用含不同浓度NaF的水溶液喂养小白鼠,一段时间后,测量小白鼠细胞代谢产热量及细胞内的ATP浓度,分别获得细胞内的ATP浓度数据和产热量曲线。下列分析错误的是()NaF浓度(106g/mL)ATP浓度(104mol/L)A组02.97B组502.73C组1501.40A该实验的测量指标是细胞产热量和细胞内的ATP浓度B高浓度的NaF组产热量峰值和ATP浓度均低于对照组CNaF对细胞代谢产生ATP有抑制作用D该实验采用了空白对照和相互对照解析：B结合题意分析可知,该实验的测量指标有两个：细胞产热量和细胞内ATP的浓度,A正确；分析题图和题表可知,高浓度NaF组(即C组)的细胞产热量峰值高于对照组(即A组),而细胞内ATP浓度低于对照组,B错误；从表格中数据分析可知,NaF对细胞代谢产生ATP有抑制作用,C正确；该实验有空白对照组(A组)和不同浓度的NaF实验组(B组和C组)相互对照,D正确。4研究表明,线粒体功能异常与衰老密切相关。某科研人员研究中药党参对某种衰老模型小鼠肝细胞线粒体中酶活性的影响,以此了解其在延缓衰老方面的作用机制,实验结果如表所示。相关分析不合理的是()组别a酶活性相对值b酶活性相对值正常小鼠组11.7652.44模型小鼠组7.7538.57党参提取物低剂量组7.6638.93党参提取物中剂量组9.8143.15党参提取物高剂量组11.0249.63注：a酶存在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,二者均与细胞呼吸相关。A细胞呼吸中a酶与b酶催化的反应均需消耗氧气B本实验中的正常小鼠组和模型小鼠组均为对照组C随着党参提取物剂量的升高,a酶和b酶的活性逐渐增强D高剂量党参提取物可通过增强酶活性改善衰老小鼠的线粒体功能解析：A已知a酶存在于线粒体基质中,说明其可能参与有氧呼吸第二阶段,而有氧呼吸第二阶段不消耗氧气,A错误；根据题干及表格信息可知,不同剂量的党参提取物处理组为实验组,而正常小鼠组和模型小鼠组为对照组,B正确；分析表格中a酶和b酶的活性可知,随着党参提取物剂量的升高,两种酶的活性均逐渐增强,由此可知,高剂量党参提取物可通过增强酶的活性来提高(或改善)衰老小鼠线粒体的功能,C、D正确。5如图为酶促反应相关曲线图,Km表示酶促反应速率为1/2vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似,可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位发生不可逆性结合,从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析错误的是()AKm越大,酶与底物亲和力越高B加入竞争性抑制剂,Km增大C加入非竞争性抑制剂,vmax降低D非竞争性抑制剂破坏酶的空间结构解析：A根据题干信息可知,Km越大,代表酶促反应速率达到1/2vmax时所需要的底物浓度越大,即酶促反应需要高浓度的底物才能正常进行,从而说明底物与酶的亲和力越低,A错误；当反应环境中存在竞争性抑制剂时,需要增加底物的浓度才能保证反应的正常进行,即Km会增大,B正确；已知“非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位发生不可逆性结合,从而使酶的活性部位功能丧失”,若反应环境中增加了非竞争性抑制剂,则会导致部分酶的活性部位空间结构改变、功能丧失,进而导致vmax降低,C、D正确。6如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。有关分析合理的是()A本实验的自变量是不同的催化剂B本实验的无关变量有温度和酶的用量等C1号与2号、1号与4号可分别构成对照实验D分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能解析：C该实验的自变量是不同的反应条件(如温度、催化剂的种类、是否添加催化剂等),A项错误；除自变量外,实验过程中存在的会影响实验现象或结果的其他因素或条件称为无关变量,如肝脏研磨液用量、过氧化氢的浓度、溶液体积、反应时间等,B项错误；符合单因子变量的组别间可形成对照,1号与2号只有温度不同,1号与4号只有是否添加肝脏研磨液的差异,故可形成对照,C项正确；加热能提高反应物能量从而加快过氧化氢分解速率,而不是降低反应的活化能,D项错误。7如图所示中a、b、c分别代表不使用催化剂、使用无机催化剂、最适条件下使用酶催化的化学反应过程,据图分析下列叙述错误的是()AE代表酶为化学反应降低的活化能B比较a、c两条曲线,可以得出酶具有高效性的结论CE1、E2、E3分别代表进行相应化学反应所需的活化能D高温、过酸和过碱条件下,c曲线的最高点都会上移解析：B根据题干,a、c分别表示没有加催化剂和加入酶的化学反应过程曲线,因此E代表酶为化学反应降低的活化能,A正确；比较a、c两条曲线,可以得出酶具有催化性,B错误；E1、E2、E3分别代表进行相应化学反应所需的活化能,C正确；高温、过酸和过碱条件下,酶的活性都会降低甚至失活,因此c曲线的最高点都会上移,D正确。8图一曲线a表示在最适温度、最适pH条件下生成物的量与时间的关系,图二曲线b表示在最适温度、最适pH条件下,酶促反应速率与反应物浓度的关系。据图分析正确的是()A图一曲线a中,A点后,限制生成物的量不再增加的因素是酶的数量不足B分别在图二中取B、C点的速率值,对应图一中的曲线c和dC图二曲线,酶减少后,图示反应速率可用曲线f表示D减小pH,重复该实验,图二曲线b应变为曲线f；增大pH,应变为曲线e解析：C图一曲线a中,A点后生成物的量不再随时间的递增而增加,说明反应物已耗尽,限制因素为反应物的浓度,A错误；在图二中,B点的限制因素是反应物浓度,对应图一中的A点之前的曲线,C点的限制因素是酶的数量,在图一中没有与之对应的曲线,B错误；图二曲线中,当底物浓度一定时,减少酶量,反应速率降低,C正确；图二曲线b表示在最适pH下,反应物浓度与酶促反应速率的关系,无论pH是增大还是减小,酶的活性均降低,曲线b都应变为曲线f,D错误。9研究人员从胡萝卜中提取过氧化物酶(POD)所做的实验结果如下图所示,有关分析正确的是()A处理时间从15分钟增加到80分钟,40下POD活性减小最显著B处理时间60分钟内,在所有的温度下POD活性都显著下降C该实验的因变量是POD活性,自变量有温度、时间和底物浓度DH2O2浓度过高会抑制POD的活性,与温度对POD活性的影响完全相同解析：C据图分析,处理时间从15分钟增加到80分钟,45 下POD活性减小最显著,A错误；处理时间60分钟内,25 下POD活性下降不显著,B错误；据图分析可知,该实验的因变量是POD活性,自变量有温度、时间和底物浓度等,C正确；H2O2浓度过高会抑制POD的活性,与温度对POD活性的影响不完全相同,D错误。10科研人员在等量的四种浓度不同的大豆蛋白溶液中分别加入等量某种碱性蛋白酶,在一定条件下,水解120 min,获得实验结果如图所示(水解度是指蛋白质分子中被水解的肽键数占总的肽键数的百分比)。下列叙述正确的是()A该实验的自变量是大豆蛋白溶液的浓度与体积B实验中应保持温度与pH等无关变量相同且适宜C120 min后溶液中所有的肽键均已被水解D大豆蛋白溶液浓度为3%时获得的水解产物最多解析：B由曲线图可知,本实验的自变量为大豆蛋白溶液的浓度,因变量为水解度,大豆蛋白溶液的体积是无关变量,A错误；确定了实验的自变量和因变量之后,要保证可能影响实验的无关变量(如温度、pH、溶液体积等)相同且适宜,B正确；在120 min后,4组实验的水解度均未达到25%,由此说明被水解的肽键数均不足25%,C错误；图示只能说明在实验过程中,相同时间内浓度为3%的大豆蛋白溶液的水解度(反映水解产物量)高于其他组,此处必须强调时间范围,D错误。二、非选择题11现有两种淀粉酶A与B,某小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性,做了相关探究实验。实验过程如表所示。组别步骤12345678.设置水浴缸温度()2030405020304050.取8支试管,各加入浓度相同的淀粉溶液10 mL,分别保温5 min1010101010101010.另取8支试管,各加入等量浓度相同的淀粉酶溶液,分别保温5 min酶A酶A酶A酶A酶B酶B酶B酶B.将温度相同的两支试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀,保温5 min实验结果：对各组实验中淀粉含量进行检测,计算实验后与实验前淀粉含量的比值,结果如图所示。(1)该实验的自变量是_,无关变量有_(至少写出2项)。(2)对比几组实验结果可知,酶A在_条件下活性最高。(3)此实验通过检测淀粉的剩余量来表示酶的活性,不能通过用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示,说明理由：_。解析：(1)分析表格信息可知,本实验共设置8组,其中涉及的自变量有温度和催化剂种类；再根据实验结果可知,实验的因变量为淀粉含量,其余可能影响酶促反应速率的因素均为无关变量,如淀粉溶液的浓度和用量、酶的用量、反应的时间和条件(pH)等。(2)由实验结果图可知,在实验温度范围内,酶A在50 条件时活性最高。(3)斐林试剂在使用时需水浴加热,而本实验的自变量为温度,因此,不能选择斐林试剂作为检测试剂。答案： (1)温度、酶的种类底物浓度