高考生物新精准大二轮新课标高考版专题二代谢中的酶和ATP.docx
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高考生物新精准大二轮新课标高考版专题二代谢中的酶和ATP
[专题演练·巩固提高] 分册装订 方便实用
一、选择题
1．（2019·江西南昌一模）在细胞中，下列哪个过程需要消耗ATP（ ）
A．溶酶体中大分子水解成小分子
B．呼吸作用中葡萄糖分解成丙酮酸
C．光反应中水分解成O2和[H]
D．暗反应中C3的还原
解析：
溶酶体中含有多种多样的酸性水解酶，可将蛋白质、核酸、脂质等生物大分子水解为小分子，该过程不需要消耗ATP，A错误；呼吸作用中葡萄糖分解成丙酮酸的过程会伴随ATP的产生，B错误；光反应中水分解成[H]和O2，伴随有ATP的产生，C错误；暗反应中C3的还原需要消耗光反应产生的[H]和ATP，D正确。
答案：
D
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”
B．RNA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：
线粒体和叶绿体中都含有少量的DNA和RNA，它们进行DNA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。
答案：
B
3．（2019·湖北黄冈调研）下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特性
B．酶通过降低活化能和提供能量来提高酶促反应速率
C．酶都是在核糖体上合成的，在细胞内、外都能起催化作用
D．将酶置于最适温度下保存有利于保持酶的活性
解析：
酶有高效性和专一性，酶的作用条件较温和，需要适宜的温度和pH，A正确；酶通过降低化学反应的活化能提高酶促反应速率，酶不能为反应提供能量，B错误；绝大多数酶的本质是蛋白质，少数是RNA，本质是蛋白质的酶在核糖体上合成，本质是RNA的酶不在核糖体上合成，C错误；酶应在低温条件下保存，有利于保持其活性，D错误。
答案：
A
4．下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
A．胃腺细胞一般以主动运输的方式排出胃蛋白酶
B．一般在酶作用的最适温度、最适pH条件下保存酶制剂
C．少数种类的酶经蛋白酶处理后仍然具有生物催化的功能
D．细胞质基质中存在合成ATP的酶，不存在水解ATP的酶
解析：
胃蛋白酶是分泌蛋白，是通过胞吐排出细胞的，A错误；酶制剂应在低温（0～4℃）条件下保存，B错误；酶的成分可能为RNA，RNA不会被蛋白酶水解，C正确；细胞呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，这一阶段释放的能量中有一部分转移到ATP中，合成ATP需要相关酶的参与，在细胞质基质中进行着需要能量的生命活动，因而也存在水解ATP的酶，D错误。
答案：
C
5．酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。
下列叙述正确的是
（ ）
A．酶的催化作用实质是为化学反应提供活化能
B．改变底物的量对两种抑制剂的作用效果均无影响
C．竞争性抑制剂通过降低酶本身的活性来降低酶促反应速率
D．高温、非竞争性抑制剂都能通过改变酶的空间结构使酶失去催化活性
解析：
酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供活化能，A错误；增大底物的量可以增加底物与酶结合的概率，从而使竞争性抑制剂的作用效果减弱，B错误；据题干信息，竞争性抑制剂是通过与酶的活性位点结合，降低了底物和酶结合的概率，从而降低酶促反应的速率，而不是通过降低酶本身的活性来降低酶促反应速率，C错误；高温可以破坏酶的空间结构，从而导致酶失活，从题干分析，非竞争性抑制剂通过和酶活性位点以外的其他位点结合导致酶的空间结构改变，从而使酶失去活性，故高温、非竞争性抑制剂都能通过改变酶的空间结构使酶失去催化活性，D正确。
答案：
D
6．科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质，并且发现该物质（简称F）不仅在能量储存过程中起着重要作用，而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。
生化实验还证实，当某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与
B．物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性
C．线粒体中若缺少物质F，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP
D．线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解
解析：
由于“某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸”，F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性，A、B正确；F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，线粒体中若缺少它，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP，C正确；线粒体中形成ATP所需要的能量来自丙酮酸的分解以及[H]和氧气结合，D错误。
答案：
D
7．在线粒体的内外膜间隙存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，这种酶能催化三磷酸腺苷（ATP）末端的磷酸基团转移至腺苷酸（AMP）上从而生成二磷酸腺苷（ADP）。
以下有关推测不合理的是（ ）
A．腺苷酸激酶参与催化的反应可与机体的吸能反应相联系
B．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂
C．腺苷酸激酶的数量不影响神经细胞静息电位的维持
D．腺苷酸激酶是有氧呼吸过程中必不可少的酶
解析：
依据题干信息，腺苷酸激酶能催化ATP转化为ADP，这是一个释放能量的过程，吸能反应一般与ATP水解反应相联系，由ATP水解提供能量，A正确；ATP转化为ADP，伴随着远离腺苷的高能磷酸键的断裂，B正确；神经细胞静息电位的维持主要与K＋的外流有关，K＋外流的方式是协助扩散，不需要消耗能量，所以与腺苷酸激酶的数量没有直接关系，C正确；有氧呼吸过程中可合成ATP，而腺苷酸激酶可催化ATP转化为ADP，所以在有氧呼吸过程中，这种酶并不是必不可少的，D错误。
答案：
D
8.酶的活性除了受温度和pH等因素影响外，还会受到激活剂和抑制剂的影响，激活剂和抑制剂分别使酶的活性增强和减弱。
如图是有关酶促反应的曲线图。
下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．如果曲线b是正常的酶促反应曲线，则添加激活剂和抑制剂的酶促反应曲线分别是曲线a和曲线c
B．其他条件一定时，酶活性也会随底物浓度增大而增强
C．可通过改变激活剂和抑制剂的浓度来调节酶促反应速率
D．在反应结束前，随着时间的增加，三条曲线对应的酶促反应速率均逐渐减小
解析：
由图可知，在反应结束前，曲线a的酶促反应速率最大，曲线c的酶促反应速率最小，由此可判断添加激活剂和抑制剂的曲线分别是曲线a和曲线c，选项A正确。
影响酶活性的因素主要有温度、pH等，底物浓度不是影响酶活性的因素，选项B错误。
激活剂和抑制剂分别使酶的活性增强和减弱，可以通过改变激活剂或抑制剂的浓度来调节酶促反应速率，选项C正确。
图中曲线的斜率代表酶促反应速率，随着时间的增加，三条曲线的斜率均逐渐减小，即三条曲线对应的酶促反应速率均逐渐减小，选项D正确。
答案：
B
9.研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的结果。
下列有关叙述，不正确的是（ ）
A．底物浓度可影响酶促反应速率
B．若反应温度不断升高，则A点持续上移
C．P对该酶的活性有抑制作用
D．曲线①所代表的反应比曲线②所示反应先达到反应平衡
解析：
由图可知，在一定范围内，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，A正确；酶促反应都有适宜的温度，超过这一温度时，酶的活性会降低，酶促反应速率下降，A点不会持续上移，B错误；与仅有酶的曲线相比，加入化合物P后酶促反应速率降低，说明P对该酶的活性有抑制作用，C正确；从坐标图可以看出，曲线①条件下比②条件下反应速率高，故在曲线①条件下达到反应平衡所需的时间要短，D正确。
答案：
B
10．人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧烈运动时3s以内的能量供给。
运动员参加短跑比赛过程中，肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如图所示。
下列叙述错误的是（ ）
A．ab段ATP水解释放的能量主要用于肌肉收缩
B．bc段ATP含量上升的能量来源主要是有氧呼吸
C．跑步时可能会感觉肌肉酸痛，主要是无氧呼吸产生的乳酸引起的
D．bc段只有ATP的合成，没有ATP的分解
解析：
根据题意可知，运动员参加短跑比赛，ab段ATP水解的能量主要用于肌肉收缩，A正确。
人体剧烈运动需要消耗大量能量，有氧呼吸产生的能量较多，bc段ATP含量上升的能量来源主要是有氧呼吸，B正确。
人体剧烈运动时，无氧呼吸与有氧呼吸并存，无氧呼吸产生的乳酸会引起肌肉酸痛，C正确。
ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，故bc段既有ATP的合成又有ATP的分解，D错误。
答案：
D
11．（2019·浙江杭州质检）ATP的结构示意图如下，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．物质①表示鸟嘌呤
B．化学键②断裂的化学反应属于吸能反应
C．在ATP—ADP循环中③可重复利用
D．若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP
解析：
分析图示，①为腺嘌呤，A错误；②为远离腺苷的高能磷酸键，其水解断裂会释放能量，属于放能反应，B错误；在ATP与ADP的循环中，物质都是可逆的，只是能量不可逆，所以③磷酸基团是可以重复利用的，C正确；若④高能磷酸键断裂，ATP水解后只剩下腺嘌呤、核糖和1分子磷酸基团组成，该化合物称为腺嘌呤核糖核苷酸（AMP），D错误。
答案：
C
12．（2019·重庆六校联考）乳糖酶可催化乳糖水解。
有两项与此相关的实验，实验中无关变量相同且适宜，实验结果如表所示。
下列相关叙述正确的是（ ）
实验一（质量分数
为10%的乳糖）
酶的质量分数
0
1%
2%
3%
4%
相对反应速率
0
25
50
100
200
实验二（质量分数
为2%的乳糖酶）
乳糖的质量分数
0
5%
10%
15%
20%
相对反应速率
0
25
50
65
65
A.实验一若继续增加酶的质量分数，相对反应速率不再增大
B．实验一若继续增加乳糖的质量分数，相对反应速率将降低
C．实验二若继续增加乳糖的质量分数，相对反应速率不再增大
D．实验二若将反应温度提高5℃，相对反应速率将增大
解析：
实验一在乳糖的质量分数为10%时，酶的质量分数在0～4%范围内，随着酶的质量分数增大，相对反应速率也逐渐增大，所以如果实验一继续增加酶的质量分数，相对反应速率可能继续增大，A错误；分析实验一，底物的质量分数不变，随着酶的质量分数增大，相对反应速率逐渐增大，则当酶的质量分数小于4%时，底物应充足，当酶的质量分数等于或大于4%时，底物是否充足未知，因此如果实验一继续增加乳糖的质量分数，在同一酶浓度条件下，相对反应速率可能不变，也可能增大，B错误；在酶的质量分数为2%时，乳糖的质量分数为15%与20%的条件下，相对反应速率相等，所以如果实验二继续增大乳糖的质量分数，相对反应速率将不再加大，C正确；由题意可知实验条件均设置为最适条件，所以提高温度，酶的活性下降，因此实验二若将反应温度提高5℃，相对反应速率将减小，D错误。
答案：
C
二、非选择题
13．某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到下图所示的实验结果。
请回答相关问题：
（1）酶活性是指____________________，该实验的自变量是________，以________________作为检测因变量的指标。
（2）上图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行________（填“对照”“对比”或“重复”）实验，得到与上图无显著差异的结果。
查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。
因此推测，该实验中淀粉可能是在________和________的作用下分解的。
pH为3条件下的酶活性________（填“小于”“等于”或“大于”）pH为9条件下的酶活性，原因是________________________。
（3）在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是_________________________________________________ 。
解析：
（1）酶活性是指酶对某化学反应的催化效率。
该实验目的是用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，因此自变量为pH，可以通过检测反应后淀粉的剩余量来判断不同pH下酶的活性。
（2）题图所示的实验结果与预期不符，可以重复以上实验，得到的实验结果与题图无显著差异，说明操作没有错误，淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的作用下分解了。
由图可知，pH为3和pH为9的条件下淀粉的剩余量相等，说明pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，原因是pH为3条件下，盐酸可催化淀粉水解，干扰实验结果。
（3）由图可知，1h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉剩余量，说明常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。
答案：
（1）酶对化学反应的催化效率 pH 单位时间（1h）淀粉剩余量
（2）重复 淀粉酶 盐酸 小于 pH为3条件下，盐酸可催化淀粉水解，有干扰
（3）1h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉剩余量
14．酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。
某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图，请回答：
（1）该实验的自变量是________，实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量有________。
（答出两项即可）
（2）据图分析，随着底物浓度的升高，抑制剂________的作用逐渐减小甚至消失。
从活化能的角度分析，推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因：
_____________。
（3）某同学认为该实验小组的实验过程应如下：
a．将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份；
b．在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；
c．在①中加入一定量的蒸馏水，②中加入等量的抑制剂Ⅰ，③中加入等量的抑制剂Ⅱ；
d．定时取样检测各反应中底物的量或产物的量，记录实验结果并绘图。
你认为该实验操作是否正确？
________，如果不正确，请进行改正：
______________。
解析：
（1）由图可知，该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。
该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。
（2）由图可知，随着底物浓度的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失。
抑制剂能降低酶活性，酶能降低化学反应的活化能。
（3）若对酶处理前先将酶与底物混合，则酶会先与底物发生反应，故应先对酶进行不同的处理，然后将处理后的酶与底物混合。
答案：
（1）抑制剂种类和底物浓度 温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等
（2）Ⅰ 在抑制剂的作用下，酶的活性（催化效率）降低，其降低化学反应活化能的能力下降
（3）不正确 步骤c应与步骤b互换，即先对酶溶液进行处理再加入底物
15．受损伤的马铃薯细胞内酚氧化酶（PPO）和底物（酚类物质）直接接触，引起马铃薯的褐变，为探究温度对PPO活性的影响，实验小组进行如下实验：
（1）PPO粗提液的提取
低温下将新鲜马铃薯用蒸馏水洗净、去皮，取20g样品放入含50mL磷酸缓冲液（pH为5.5）的研钵中，同时加入少量石英砂，研磨、离心，上清液即为PPO的粗提液，加缓冲液研磨的目的是________________________________。
（2）不同温度下PPO活性的测定
步骤顺序
试管1
试管2
试管3
试管4
试管5
试管6
试管7
试管8
PPO粗
提液
2mL
2mL
2mL
2mL
酚类底物
2mL
2mL
2mL
2mL
反应
混合振荡
混合振荡
混合振荡
混合振荡
温度预处理（5min）
0℃
15℃
30℃
45℃
保温时间
5min
5min
5min
5min
记录结果
＋
＋＋＋＋
＋＋＋＋
＋＋
（注：
反应底物充足；实验结果中“＋”越多，褐色越深）
①实验步骤顺序有不妥之处，请改正___________________。
②实验结果表明：
15℃和30℃温度条件，PPO具有相同的活性，从酶的特性分析其原因是________________________________________。
③为进一步探究PPO最适温度，应在________范围内设置温度梯度。
解析：
（1）酶容易变性失活，所以加缓冲液是为了维持pH，保持PPO的活性。
（2）①酶具有高效性，所以“反应”的步骤应改到“温度预处理”之后。
②15℃和30℃温度条件，PPO具有相同的活性，从酶的特性分析其原因是在酶的最适温度前后可以有相同的催化效率。
③由表可知，在15℃和30℃时酶活性较高且活性相同，所以为进一步探究PPO最适温度，应在15～30℃范围内设置更小的温度梯度。
答案：
（1）维持pH，保持PPO的活性（防止PPO失活，一定要写出“PPO活性”）
（2）①“反应”步骤改在“温度预处理”之后
②在酶的最适温度前后，可以有相同的催化效率
③15～30℃
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