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物质跨膜运输、酶和ATP
一、选择题(共11小题，每小题5分，共55分)
1．(2014•福建理综)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( )
A．蛋白酶 B．RNA聚合酶
C．RNA D．逆转录酶
【解析】 核糖体由rRNA和蛋白质组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体为rRNA，而催化核糖体内氨基酸脱水缩合反应的物质是酶，由此可推测该酶的化学本质是RNA。
【答案】 C
2．以下关于ATP的叙述中，正确的是( )
A．ATP分子中有三个磷酸基团，三个高能磷酸键
B．ATP中的能量可以来源于光能，也可以转化为光能
C．肺泡内的气体交换要消耗细胞内有机物分解产生的ATP
D．ATP是细胞所有生命活动的直接能量来源
【答案】 B
3．在ATP ADP＋Pi＋能量中②所代表的酶不存在于 ( )
A．细胞质基质 B．叶绿体基质
C．线粒体基质 D．线粒体内膜
【答案】 B
4．(2014•重庆理综)下图为乙醇在人体内主要的代谢过程。下列相关叙述，正确的是( )
乙醇――→氧化肝脏乙醛氧化,乙酸―→CO2、H2O
A．乙醇转化为乙酸发生的氧化反应，均由同一种氧化酶催化
B．体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越快
C．乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量
D．正常生理情况下，人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关
【解析】 酶具有专一性，由图示信息可推知，在人体内乙醇被氧化为乙醛与乙醛被氧化为乙酸是两个不同的反应过程，故两个反应所用的氧化酶不同，在人体内酒精对细胞有毒害作用，细胞有氧呼吸第三阶段，[H]与氧结合生成水，释放大量能量，温度能影响酶的活性，但正常生理情况下，人体可通过体温调节使体温保持相对恒定。
【答案】 C
5．(2013•北京高考)在细胞生命活动中，不可能发生的过程是 ( )
A．神经递质由突触小泡分泌到胞外
B．mRNA从细胞核进入细胞质
C．老化受损的细胞器融入溶酶体中
D．O2通过主动运输进入线粒体
【解析】 本题考查对胞吐、跨膜运输、细胞衰老等过程的理解。A项，神经递质通过突触小泡和突触前膜融合，将其分泌到胞外，故正确；B项，mRNA通过核孔从细胞核进入细胞质，故正确；C项，老化受损的细胞器融入溶酶体中被分解消化，故正确；D项，O2是通过自由扩散方式跨膜的，故错误。
【答案】 D
6．(2014•黄山模拟)下列物质吸收方式中，符合如图两种曲线的是 ( )
A．肾小管吸收原尿中的葡萄糖
B．胃黏膜上皮细胞吸收食物中的乙醇
C．神经纤维受刺激时的Na＋内流
D．肝细胞从组织液中吸收氨基酸
【解析】 由于图中曲线有饱和值，故需要载体蛋白，但其不受O2浓度的影响，说明不消耗能量，则该物质的吸收方式为协助扩散。肾小管吸收原尿中的葡萄糖和肝细胞从组织液中吸收氨基酸都是主动运输；胃黏膜上皮细胞则是通过自由扩散吸收食物中的乙醇；神经纤维受刺激时的Na＋内流是通过协助扩散实现的。
【答案】 C
7．(2013•江苏高考改编)为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是( )
实验编号 探究课题 选用材料与试剂
① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
② 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③ pH对酶活性的影响 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④ pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A.实验① B．实验②
C．实验③ D．实验④
【解析】 本题考查实验的设计。过氧化氢受热会分解，所以不适合探究温度对酶活性的影响。在不同温度下，根据蓝色的深浅或是否变蓝，来确定淀粉在淀粉酶作用下的分解速率。淀粉不能被蔗糖酶分解，故实验③不能鉴定pH对酶活性的影响。酸性环境会破坏斐林试剂，因此斐林试剂不适合用于探究pH对酶活性影响实验的鉴定试剂。
【答案】 B
8．(2014•江苏单科)下列生命活动中不需要ATP 提供能量的是( )
A．叶肉细胞合成的糖运输到果实
B．吞噬细胞吞噬病原体的过程
C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖
D．细胞中由氨基酸合成新的肽链
【解析】 叶肉细胞合成的糖如葡萄糖通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATP；吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性，需要消耗ATP；淀粉酶催化淀粉水解的过程不需要消耗能量，如人体肠道中食物的消化；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗ATP。
【答案】 C
9．(2014•广州模拟)下图示“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．本实验的因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
C．1号与3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】 本实验的因变量是过氧化氢的分解速率，通过气泡的多少来衡量；本实验中温度和催化剂的种类是自变量，酶的用量和过氧化氢的用量等是无关变量；1号与3号，1号与4号可分别构成对照实验；分析1号、2号试管的实验结果可知加热加快了过氧化氢的分解速率。
【答案】 C
10．(2014•西安模拟)美国加州大学教授卢云峰做出一个纳米级小笼子，可把分解酒精的酶(化学本质不是RNA)装入其中，有了这身“防护服”，酶就不怕被消化液分解，可安心分解酒精分子。下列推测合理的是 ( )
A．该成果中用于分解酒精的酶可能是脂质
B．纳米级小笼子可通过主动运输的方式被吸收进入血液
C．该酶进入人体后能分解人体内无氧呼吸的产物
D．“防护服”的主要功能是阻碍消化道内蛋白酶的作用
【解析】 由题干中的“分解酒精的酶(化学本质不是RNA)”知该酶不会是脂质而是蛋白质；又由题干中的“纳米级小笼子，可把分解酒精的酶(化学本质不是RNA)装入其中”知纳米级小笼子是大分子物质，应该通过胞吞的方式被吸收进入血液；人体无氧呼吸的产物是乳酸，其不会被分解酒精的酶分解；“防护服”的主要功能是阻碍消化道内蛋白酶的作用。
【答案】 D
11．(能力挑战题)(2014•银川模拟)下列是有关某种淀粉酶的实验，处理方式及结果如下表及图所示。根据结果判断，有关叙述合理的是 ( )
试管编号 试管Ⅰ 试管Ⅱ 试管Ⅲ
pH 8 8 7
温度 60℃ 40℃ 40℃
淀粉酶 1 mL 1 mL 1 mL
淀粉 1 mL 1 mL 1 mL
A．物质甲是淀粉酶抑制剂
B．此种淀粉酶较适合在40℃的环境下起作用
C．此种淀粉酶在中性环境中的催化效率比在碱性环境中的高
D．由曲线Ⅱ可知试管Ⅱ中的淀粉酶在40 min左右会被消耗完
【解析】 注意表格中有pH和温度两个变量，试管Ⅰ和试管Ⅱ相比自变量是温度，试管Ⅱ和试管Ⅲ相比自变量是pH。如果物质甲是淀粉酶抑制剂，则Ⅱ、Ⅲ试管的淀粉不会被分解，因此其不是淀粉酶抑制剂；试管Ⅰ和试管Ⅱ相比，40℃更适合酶促反应；从试管Ⅱ、Ⅲ单一变量pH来看，Ⅱ试管分解更快，因此在碱性环境中的催化效率比在中性环境中的高；试管中的淀粉酶不会被消耗，反应前后无变化。
【答案】 B
二、非选择题(共2小题，共45分)
12．(21分)(2014•甘肃兰州一中)研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。
(1)图中细胞质基质存在于________(填“P”或“Q”)侧，判断依据是________________________________________________________________________
(2)主动运输的特点是
________________________________________________________________________
(3)b类型中，○所代表的离子或小分子转运所需的能量来源于 ( )
A．浓度差所造成的势能
B．ATP直接提供能量
C．光能驱动
D．细胞内物质合成时释放的能量
(4)下列生物中，最有可能采用c类型进行主动运输的是( )
A．噬菌体 B．细菌
C．果蝇 D小鼠
(5)有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动的主动运输或协助扩散。为了证实这一假设，进行以下实验探究：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，分别置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组进行正常呼吸，乙组用细胞呼吸抑制剂处理。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖，则一段时间后两组溶液中浓度降低的是________组。
【解析】 分析题图，b为ATP直接提供能量的主动运输；c为光能驱动的主动运输。(1)根据细胞膜的结构可知，糖蛋白位于细胞外侧，所以P侧为细胞外的环境，Q侧为细胞内的环境。(2)主动运输需要能量和载体蛋白，把物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输。(3)b类型中物质转运所需要的能量来源于ATP水解。(4)光能驱动的主动运输发生在少数细菌体内。(5)本实验是探究小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式。根据题干提示的信息，自变量是细胞是否进行细胞呼吸，观察指标是培养液中葡萄糖的浓度。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖，则一段时间后甲组溶液中葡萄糖浓度降低。
【答案】 (1)Q 糖蛋白位于细胞外侧 (2)需要载体蛋白、逆浓度梯度、需要能量 (3)B (4)B (5)甲
13．(24分)酶在生活中发挥着重要的作用，对其研究也越来越深入。请回答下列问题：
Ⅰ：某同学将马铃薯磨碎、过滤得到提取液进行以下实验：
在温度为30℃的条件下，取等量提取液分别加到4支盛有等量过氧化氢溶液，pH分别为3、5、7、9的试管中，结果发现每支试管都产生气体。然后又将4支试管中的马铃薯提取液的量减半，重复实验过程，分别测定两次实验中过氧化氢在相同时间的含量变化，绘制成如图所示曲线。请回答：
(1)该实验的课题是：
________________________________________________________________________。
(2)该实验中的自变量是__
______________________________________________________________________。
(3)各实验组均在30℃下进行的原因是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(4)曲线A和B中，过氧化氢的含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ：为了探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，设计了如下表格。请根据表格回答：
(5)根据上表写出A表示的内容：
________________________________________________________________________。
(6)试管1与2形成对照，实验的自变量是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)实验结果：试管1溶液颜色为____________，试管3溶液颜色为____________，二者实验结果不同的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(8)该实验的结论：
________________________________________________________________________。
为了使实验更有说服力，可将表中第4步加蒸馏水2 mL改为加____________2 mL。
【解析】 第(1)和(2)小题，分析实验过程，不难理解实验的自变量是pH，因变量为酶的活性，以反应产生的气泡量作为观察指标，可见实验课题为：探究pH对酶活性的影响。第(3)小题应明确答题方向，均在30℃条件下进行实验是因为30℃是过氧化氢酶的最适温度，各实验组均在30℃下进行是为了控制无关变量，避免温度对实验结果的影响。(4)不同酶浓度时，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置，此时的pH为过氧化氢酶的最适pH，不会由于酶浓度的不同而改变。(5)本小题探究的是淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用，故表中A应为加淀粉酶溶液2 mL。(6)试管1与2的不同是：试管1加入淀粉溶液，试管2加入蔗糖溶液。(7)试管1中淀粉酶催化淀粉水解产生葡萄糖，葡萄糖(还原糖)可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。试管3加入蒸馏水，淀粉不水解，无还原糖产生，再加入斐林试剂后，呈现斐林试剂的颜色(浅蓝色)。(8)探究酶的催化作用具有专一性时，一个思路是酶相同底物不同，一个思路是酶不同底物相同。
【答案】 (1)探究不同pH对酶活性的影响
(2)pH
(3)30℃是过氧化氢酶的最适温度 排除温度变化(无关变量)对实验结果的影响
(4)同一种酶的最适pH是一定的，不会由于酶浓度的不同而改变
(5)加淀粉酶溶液2 mL
(6)底物的种类
(7)砖红色 浅蓝色 有无淀粉酶的催化(其他合理答案即可)