北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
专题4 酶与ATP
专题检测 A组
一、单项选择题
1.(2019山东烟台期末,3)下列有关酶与ATP的叙述,错误的是 ( )
A.ATP一定含磷元素,酶一定没有磷元素
B.细胞中吸能反应往往需要消耗ATP,放能反应往往产生ATP
C.ATP中的A被称为腺苷,含有的五碳糖为核糖
D.ATP的合成和分解都需要酶
答案 A 本题通过对酶与ATP的分析,考查科学思维中的归纳与概括能力。组成ATP的元素有C、H、
O、N、P,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA(组成元素为C、H、O、N、P),A错误;细胞中吸能反应往往与
ATP的水解相联系,需要消耗ATP,放能反应往往与ATP的合成相联系,产生ATP,B正确;ATP中的A被称为
腺苷,含有的五碳糖为核糖,C正确;ATP的合成和分解都是酶促反应,都需要酶的催化,D正确。
2.下列有关ATP的叙述,正确的是 ( )
①人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等
②若细胞内Na+浓度偏高,为维持Na+浓度的稳定,细胞消耗ATP的量增加
③人在寒冷时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,细胞产生ATP的量增加
④人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
答案 B 本题考查ATP在各种条件下含量的变化。安静状态时,骨骼肌细胞进行有氧呼吸;长时间剧烈运
动时,骨骼肌细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼吸分解1 mol葡萄糖生成ATP的量不
相等,①错误。Na+外流是以主动运输的方式进行的,需要消耗ATP,②正确。人在寒冷时,甲状腺激素与肾上
腺素的分泌增多,促进代谢增强、有机物分解加快,ATP产生量增加,③正确。ATP与ADP在细胞中相互转
化,是时刻不停地发生并处于动态平衡之中的,④错误。综上可知B正确。
名师点睛 人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,细胞通过无氧呼吸可以快
速地利用葡萄糖产生ATP,以维持生命活动,无氧呼吸另一产物乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖。
3.(2020山东滨州三模)物质甲、乙通过反应①、②相互转化的反应如图所示,α、β、γ所示位置的磷酸基团
分别记为P、P、P,下列说法正确的是 ( )
α β γ
A.反应①常与放能反应相联系,反应②常与吸能反应相联系
B.反应②可以发生在线粒体内膜、叶绿体内膜上
C.通过PCR反应扩增DNA时,甲物质可为反应提供能量
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D.用32P标记P 的甲作为RNA合成的原料,可使RNA分子被标记
α
答案 D 反应①为ATP的水解,常与吸能反应相联系,反应②为ATP的合成,常与放能反应相联系,A错误;
反应②为ATP的合成,有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上进行的,线粒体内膜上可以合成ATP,叶绿体内
膜上不合成ATP,B错误;PCR扩增目的基因时,不需要ATP供能,C错误;RNA的基本单位为核糖核苷酸,P 参
α
与构成核糖核苷酸,所以用32P标记P 的甲作为RNA合成的原料,可使RNA分子被标记,D正确。
α
易错警示 PCR技术扩增目的基因的过程不需要ATP
PCR是用dNTP(即三磷酸脱氧核苷酸)作原料的,与模板链结合时先生成焦磷酸,焦磷酸不稳定,容易转化为两
个磷酸并释放能量。
4.据图判断,有关叙述错误的是 ( )
A.丙物质含有的元素为C、H、O、N
B.乙物质为RNA的基本组成单位之一
C.酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有大量的能量释放
D.细胞的无氧呼吸只有第一阶段产生了ATP
答案 C 题图中甲是ADP,乙是AMP,丙是腺苷,丁是磷酸。腺苷由腺嘌呤和核糖结合而成,含有的元素为
C、H、O、N,A正确;乙物质AMP为RNA的基本组成单位之一,B正确;酶1、酶2催化的反应均伴有大量的
能量释放,而酶3催化的反应只有少量的能量释放,C错误;细胞的无氧呼吸只有第一阶段产生了ATP,D正确。
易错警示 (1)ATP在细胞内含量很少,但是转化速度极快,可以满足细胞对能量的需求。(2)ATP分子脱去2
个磷酸基团后为AMP(腺嘌呤核糖核苷酸),是RNA分子的基本组成单位之一。(3)细胞内ATP与ADP相互
转化的供能机制是生物界的共性。
5.(2020湖北普通高中联考)各图“○”中所代表的含义最接近的是 ( )
A.①和⑥ B.⑤和⑥
C.②和③ D.③和④
答案 B 题图中圈出的部分,①代表的是腺嘌呤核糖核苷酸,②代表的是腺嘌呤,③代表的是腺嘌呤脱氧核
苷酸,④代表的是腺嘌呤核糖核苷酸,⑤代表的是腺苷,⑥代表的是腺苷。因此,①和④接近,⑤和⑥接近,B正
确。
名师点睛 熟悉ATP、DNA、RNA的组成结构,是解答此题的关键。
6.(2020山东济南月考)如图为运动员在剧烈运动时骨骼肌细胞中ATP的相对含量随时间变化的曲线。下列
叙述中错误的是( )
A.AB段的变化说明ATP快速水解,其释放的能量可以转换成肌肉收缩的机械能
B.BC段骨骼肌细胞通过呼吸作用和磷酸肌酸的分解等过程使ATP的相对含量升高
C.ATP由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成
D.剧烈运动时人体骨骼肌细胞可通过无氧呼吸产生乳酸,乳酸中仍含有大量的ATP未被释放出来
答案 D AB段的变化说明ATP快速水解,其释放的能量可以转换成肌肉收缩的机械能,用于骨骼肌细胞收
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缩,A正确;剧烈运动时,ATP中的能量来自呼吸作用和磷酸肌酸的分解,进而引起ATP的相对含量升高,B正
确;ATP由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成,C正确;无氧呼吸释放少量能量,生成少量ATP,另一生成物
乳酸中还有大量的化学能没有释放出来,D错误。
易混易错 乳酸分子中并不含有ATP分子,而是含有大量的化学能,没有释放出来。
7.在线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶(AK),它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上而形成
ADP。该过程需要有Mg2+
的参与。下列有关叙述错误的是 ( )
A.AMP在细胞中可作为合成RNA的原料
B.无机盐对维持细胞的生命活动有重要作用
C.AK发挥作用时有高能磷酸键的形成
D.线粒体中ATP合成的速率取决于AK的活性
答案 D AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一,A正确;题干信息表明无机盐对维持
细胞和生物体的生命活动有重要作用,B正确;AK发挥作用使AMP形成ADP的过程中形成了高能磷酸键,C
正确;线粒体中ATP水解的速率取决于AK的活性,D错误。
8.某课外小组在25 ℃、不同pH条件下,用人体的胃蛋白酶和胰蛋白酶分别催化蛋白质水解,实验结果如下,
相关叙述正确的是 ( )
A.向pH为6的反应容器中滴加盐酸后,胃蛋白酶的活性会升高
B.两种酶混合使用的催化效率大于两种酶单独作用的效果
C.本实验中pH和酶的种类是自变量,温度是无关变量
D.升高温度两种酶的最适pH都会增大
答案 C 当pH=6时,胃蛋白酶已失活,即使滴加盐酸降低pH,胃蛋白酶的活性也不能恢复,A错误;两种酶作
用的pH范围不完全相同,所以同时使用时,催化效率要看pH范围,且本实验未探究两种酶混合使用时的催化
效率,B错误;本实验是在不同pH条件下,探究不同种类的酶的催化效率,所以自变量是pH和酶的种类,温度
是无关变量,C正确;升高温度,酶的最适pH不变,D错误。
名师点睛 分析题图曲线可知,pH=6时胃蛋白酶催化的反应速率为零,酶已失活,故加盐酸后胃蛋白酶的活性
不会改变。
9.如图为有酶和无酶作用条件下的化学反应示意图。下列有关酶作用的描述中,错误的是 ( )
A.酶作为催化剂,可以降低化学反应的活化能
B.酶在化学反应前后质与量均未发生改变,加速了化学反应的进程
C.酶的参与缩短了化学反应到达平衡点的时间,提高了产物的生成量
D.酶具有特定的空间结构区域,能与底物特异性结合,所以酶具有专一性
答案 C 酶作为催化剂,可以降低化学反应的活化能,A正确;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,而酶
在化学反应前后质与量均未发生改变,加速了化学反应的进程,B正确;酶的参与缩短了化学反应到达平衡点
的时间,但是化学反应平衡点并未发生变化,产物的生成量并未改变,C错误;酶特定的空间结构使酶只能与一
种或一类化学物质特异性结合,所以酶具有专一性,D正确。
10.(2020山东临沂二模)温度会影响酶促反应速率,其作用机理可用坐标曲线表示如图。其中a表示底物分子
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具有的能量,b表示温度对酶空间结构的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是 (
)
A.随着温度的升高,底物分子具有的活化能增加
B.处于曲线c中1、2位点的酶分子活性是相同的
C.酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果
D.酶适于低温保存,原因是底物分子的能量低
答案 C 随着温度的升高,底物分子具有的能量增加,而不是活化能增加,A错误;曲线c中1、2位点酶促反
应速率相同,但温度不同,活化能不同,因此酶的活性不同,B错误;其他因素相同的情况下,底物分子的能量越
多,活化能就越小,酶促反应速率就越快,酶的空间结构影响酶的活性,进而影响酶促反应速率,因此酶促反应的
速率是底物分子的能量和酶的空间结构共同作用的结果,C正确;酶适于低温保存的原因是酶分子在低温条
件下结构相对稳定,与底物分子的能量多少无关,D错误。
11.科学家从动物的胰脏中分离到一类低分子量的蛋白质(Ub),能对细胞中的异常蛋白(靶蛋白)贴上“标签”,
被贴标签的靶蛋白随即被蛋白酶水解,其过程如图所示,相关说法错误的是 ( )
A.Ub为靶蛋白贴标签的过程需要消耗能量
B.靶蛋白水解过程与人消化道内蛋白质水解过程不同
C.Ub在靶蛋白水解过程中起到催化的作用
D.Ub在维持细胞内部环境稳态的过程中有重要作用
答案 C 据题图可知,Ub与靶蛋白的结合过程需要消耗ATP,A项正确;靶蛋白水解过程需要消耗ATP,人消
化道内蛋白质水解过程不需要消耗ATP,B项正确;Ub在靶蛋白水解过程中起到“标签”的作用,而不是催化
作用,C项错误;细胞中的异常蛋白被水解有利于维持细胞内部环境的相对稳定,D项正确。
12.酶的抑制剂是能与酶结合并能降低酶活性的分子。下列有关叙述正确的是 ( )
A.酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应
B.活细胞产生的酶在生物体外将失去其催化活性
C.由图可知非竞争性抑制剂改变了酶的空间结构
D.降低底物浓度可降低或解除竞争性抑制剂对酶的抑制作用
答案 C 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,化学本质是蛋白质的酶能与双缩脲试剂发生紫色反应,A错
误;在生物体内或生物体外,只要条件适宜,酶均有催化活性,B错误;比较图A、图C可知,非竞争性抑制剂改
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变了酶的空间结构,酶的底物特异性结合位点发生了改变,C正确;竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性部位,以
降低底物被酶催化的效率,提高底物浓度既可提高底物与酶结合概率,又可降低竞争性抑制剂与酶结合概率,
当底物浓度远大于竞争性抑制剂的浓度时,底物与酶的结合概率无限接近1,竞争性抑制剂与酶的结合概率无
限接近0,可以达到解除竞争性抑制剂抑制的效果,D错误。
13.(2020四川成都七中期末)物质甲作为抑制剂能与蔗糖酶结合或分离,从而改变蔗糖酶的活性。在适宜温
度、pH等条件下,某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液均分为若干份,分别加入不同浓度的等量蔗糖溶液中,检
测发现,蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是( )
A.物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强
B.物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性
C.蔗糖溶液浓度的升高可能导致物质甲与蔗糖酶的分离
D.反应体系中没有物质甲时,蔗糖溶液的浓度会改变酶活性
答案 C 物质甲属于抑制剂,物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力降低,即导致酶活性降低,A错
误;物质甲与蔗糖酶的结合能降低酶活性,但不改变酶的专一性,B错误;蔗糖溶液浓度的升高可能导致物质甲
与蔗糖酶分离,从而使酶活性升高,蔗糖的水解速率增大,C正确;反应体系中没有物质甲时,蔗糖溶液的浓度不
会改变酶活性,只是改变酶促反应速率,D错误。
名师点睛 酶的作用机理为显著降低化学反应活化能,与底物浓度无关。
14.(2021届山东济南章丘四中一检)某科研小组将新鲜的黄瓜磨碎、过滤制得提取液,以等体积等浓度的
HO 作为底物,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究,分别做了两个实验,得到如图所示的实验结果。
2 2
下列相关说法正确的是 ( )
实验一
实验二
A.实验一中,催化剂种类虽然不同,但其作用原理相同
B.实验一中黄瓜提取液中过氧化氢酶的浓度必须与Fe3+的浓度相等
C.实验二中A曲线对应的是Fe3+溶液,B曲线对应的是过氧化氢酶溶液
D.将实验二中pH为3的实验组与pH为11的实验组溶液混合,酶的活性将会恢复
答案 A 实验一中,催化剂种类虽然不同,但其作用原理相同,都是降低化学反应的活化能,进而加快反应速
率,A正确;因为酶具有高效性,故实验一中黄瓜提取液中过氧化氢酶的浓度未必需要与Fe3+的浓度相等,B错
误;实验二中探究的是pH对酶活性的影响,故A曲线与B曲线的差异可能是酶量的影响,不是催化剂种类造
成的,C错误;图中过氧化氢酶的最适pH为7左右,pH为3的实验组与pH为11的实验组中酶的空间结构已
经受到破坏,故即使二者混合,酶的活性也无法恢复,D错误。
易错警示 酶的高效性是指酶与无机催化剂相比较催化效果更显著,可以显著降低化学反应的活化能。
15.(2020陕西西安五校联考)图甲、乙、丙分别表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、pH的关
系。图丁表示在最适温度下酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系。下列有关表述错误的是 ( )
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A.图甲中,反应速率不再上升是因为受到酶浓度的限制
B.图乙中,a点到b点的变化是由于酶的空间结构逐渐被破坏
C.图丙可表示胃蛋白酶催化反应的反应速率变化曲线
D.如果适当降低温度,则图丁中的M值将保持不变
答案 C 图甲表明,反应物浓度超过某一值后, 反应速率不再随反应物浓度的增大而增大,此时的限制因素
是酶浓度,A正确;当温度超过最适温度后,酶的空间结构会被破坏,故图乙中,a点到b点的变化是由于酶的空
间结构逐渐被破坏使酶的活性降低,反应速率下降,B正确;胃蛋白酶的最适pH为1.5,与图示中最适pH不符,
C错误;图丁是在最适温度下测得的,温度降低后酶的活性降低,底物完全消耗所需要的时间延长,但最终生成
氨基酸的量不变,即M值不变,D正确。
解题关键 酶在最适pH时催化效率最大,不同的酶最适pH不同,胃蛋白酶的最适pH为1.5。
二、不定项选择题
16.(2020届山东潍坊期中,10)下列关于酶和ATP的叙述,错误的是( )
A.细胞内的酶与ATP均为多聚体
B.蛋白酶能催化所有的酶水解,导致其活性丧失
C.ATP的水解一般与吸能反应相联系
D.维持人体体温的热能主要来自细胞内ATP的水解
答案 ABD ATP不属于多聚体,A错误;少数酶的化学本质是RNA,蛋白酶不能催化此类酶的水解,B错误;
ATP的水解可释放能量,为细胞的吸能反应供能,C正确;细胞内有机物氧化分解释放的能量,大部分转化为热
能,一部分用于合成ATP,D错误。
17.(2020山东青岛期末,15)如图所示,abc与abd为不同类型的酶促反应实验曲线,有关曲线的判断正确的是
( )
A.若曲线abc为温度影响酶活性的曲线,若c点时酶变性失活,则所含有的肽键数比b点时少
B.若曲线abc为pH影响酶活性的曲线,则b点时酶的最适温度和a点时的最适温度相同
C.曲线abd,若X为底物浓度,Y可表示反应速率,bd不再增加可能是酶浓度的限制
D.若曲线abd为某一化学反应产物的产量随时间的变化,bd不再增加可能是底物已消耗完
答案 BCD 若曲线abc为温度影响酶活性的曲线,若c点时酶变性失活,但变性过程中不涉及肽键数量的减
少,故所含有的肽键数与b点时一样,A错误;若曲线abc为pH影响酶活性的曲线,则b点时酶的最适温度和a
点时的最适温度相同,B正确;曲线abd,若X为底物浓度,Y可表示反应速率,bd时反应速率达到最大,其不再增
加可能是酶浓度的限制,C正确;若曲线abd为某一化学反应产物的产量随时间的变化,bd时产物的产量不再
增加,原因可能是底物已消耗完,D正确。
18.(2020届江苏南京一模,21)现有甲、乙、丙三支试管,先向三支试管内各加入2 mL可溶性淀粉溶液,再按
正常步骤操作,然后分别用斐林试剂检验。下列分析正确的是(多选) ( )
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A.甲试管和乙试管对照,说明酶具有专一性
B.甲试管和丙试管对照,说明酶活性受温度影响
C.实验结果是甲试管内会出现砖红色沉淀
D.实验结果是乙试管和丙试管内出现砖红色沉淀
答案 ABC 分析题图和题干信息可知,该实验的自变量是酶的种类不同和温度不同,实验的因变量是加入
斐林试剂后呈现的颜色反应,实验的目的是探究酶的专一性和温度对酶活性的影响。甲和乙试管对照,乙不
能水解淀粉,说明酶具有专一性,A正确;甲和丙试管对照,自变量是温度,说明酶的活性受温度的影响,B正确;
甲试管内唾液淀粉酶可水解淀粉,形成还原性糖,故实验结果是甲试管内会出现砖红色沉淀,乙、丙试管内不
出现砖红色沉淀,C正确,D错误。
三、非选择题
19.ATP酶复合体是原核细胞与真核细胞内普遍具有的一类功能蛋白,该分子由若干亚基组成,主要功能是将
生物膜一侧的H+搬运到另一侧时推动其部分亚基运转,从而催化形成ATP。请回答下列问题:
(1)该生物大分子的单体是 ,合成场所是 。
(2)细胞呼吸的过程中H+来自 (填物质)。光合作用中H+可与 结合生成NADPH。
(3)该分子在与能量转换有关的细胞器中大量存在:叶绿体中该分子分布的场所是 ;线粒体中
该分子分布于内膜上,故有氧呼吸的第 阶段产生大量的ATP。原核细胞中没有具膜结构的细胞器,故
该分子很可能位于细胞的 (结构)上。
(4)ATP的结构简式是 ,ATP彻底水解后的产物有 种。
答案 (1)氨基酸 核糖体 (2)葡萄糖、水 电子、NADP+ (3)类囊体薄膜 三 细胞膜 (4)A—P~P~P
三
解析 (1)ATP酶复合体是一类功能蛋白,其单体是氨基酸,合成场所是核糖体。(2)细胞呼吸的过程中,H+产生
于有氧呼吸的第一、第二阶段和无氧呼吸的第一阶段,因此H+来自葡萄糖、水。光合作用中H+可与电子、
NADP+结合生成NADPH。(3)在叶绿体的类囊体薄膜上进行的光反应中,水在光下分解产生H+、e-和O,与
2
此同时有ATP的产生,因此在叶绿体中ATP酶复合体分布的场所是类囊体薄膜。在线粒体中ATP酶复合体
分布于内膜上,有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上完成的,该阶段可产生大量的ATP。原核细胞中没有
具膜结构的细胞器,也没有核膜,故ATP酶复合体很可能位于细胞的细胞膜上。(4)ATP的结构简式是A—
P~P~P,ATP彻底水解后的产物有三种,即磷酸、腺嘌呤、核糖。
易错警示 光合作用中H+可与电子、NADP+结合生成NADPH,细胞呼吸的过程中H+可与电子、NAD+结合
生成NADH。
名师点睛 NADPH和NADH都是一种辅酶。NADPH叫还原型辅酶Ⅱ,学名为还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷
酸磷酸,NADH叫还原型辅酶Ⅰ,学名为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。
20.(2020天津塘沽一中二模,13)(10分)研究证实ATP既是“能量通货”,也可作为神经细胞间信息传递中的
一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答:
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(1)神经细胞中的ATP主要来自细胞呼吸,其结构简式是 。正常成年人安静状态下24小
时有40 kg ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10 mmol/L,为满足能量需要,人体解决这一
矛盾的合理途径是 。
(2)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是 。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP,两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析,
科学家当初推测“ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子”的实验思路是:①科学家用化学物质阻断
后,发现靶细胞膜能接受到部分神经信号;②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的 。
(4)为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时,然后测量各组
细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率,经过多次实验,所得数据如表所示:
X物质浓度 细胞内ATP浓度 细胞死亡
实验编号
(ng·mL-1) (nmoL·mL-1) 的百分率(%)
A 0 80 1
B 2 70 3
C 4 50 10
D 8 20 25
E 16 5 70
①实验的因变量是 。
②实验数据表明,该实验因变量之间的联系是 。
③若用混有浓度为2 ng·mL-1的X物质的饲料饲喂大鼠,其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是:阻
碍消化酶的 ,影响消化;妨碍 ,影响营养物质的吸收。
答案 (1)A—P~P~P ATP和ADP相互迅速转化 (2)腺苷 (3)典型神经递质在神经细胞间的信息传递
受体 (4)①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率 ②细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡率
增加 ③合成和分泌 主动运输
解析 (1)ATP的结构简式为A—P~P~P。尽管生物消耗的ATP很多,但细胞内ATP的含量却很少,这是因为
细胞中ATP和ADP可快速的相互转化。细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。
(2)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱离下来,转化为ADP(二磷酸腺苷)、
AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)直至最后剩下的是A,即腺苷。(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释
放ATP,两者均能引起受体细胞的膜电位变化。要想知道ATP是否能作为神经细胞间传递信息的信号分子,
应先排除典型神经递质的作用,所以科学家的实验设计思路是:①用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞
间的信息传递后,发现靶细胞膜能接受到部分神经信号;②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体。(4)①根
据题干“为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时,然后测量
各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率”并结合表格中信息可知,该实验中自变量是X物质的浓度,因
变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。②由表格中数据可知,随细胞内ATP的浓度下降,能量供应
减少,使细胞死亡率增加。③食物在小肠内被消化需要消化酶催化,有些食物如氨基酸等物质通过主动运输
的方式在小肠内壁被吸收。主动运输需要能量和载体蛋白协助,由表格可知X物质浓度越高,细胞产生ATP
量越少,细胞死亡率越高。细胞死亡影响消化酶的合成和分泌,同时ATP的生成量减少,为生命活动提供能量
减少,妨碍主动运输,影响营养物质的吸收。
21.(2021届四川南充阆中中学开学考)研究发现,一定浓度的NaCl溶液会使酶的溶解度降低,发生盐析现象,
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从而使酶促反应速率降低。某实验小组探究了不同浓度的NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解的反应速率的
影响,获得的实验结果如表所示。请回答下列相关问题:
NaCl溶液浓
0 0.050.100.150.200.250.30
度/(mol·L-1)
酶促反应速率相对值 5.0 5.7 6.2 6.5 6.0 5.4 4.3
(1)酶催化化学反应的效率高于无机催化剂,原因是 ;该
实验中的酶促反应速率可以用 表示。
(2)分析表格可知,0.30 mol·L-1的NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解的反应速率具有 (填“促进”或
“抑制”)作用;若加水稀释到0.15 mol·L-1,则淀粉酶催化淀粉水解的反应速率会上升,原因是 。
(3)请在该实验的基础上,设计实验进一步探究NaCl溶液提高淀粉酶催化淀粉水解的反应速率的最适浓度,简
要写出实验思路: 。
答案 (1)酶降低化学反应活化能的作用较无机催化剂更为显著 单位时间内淀粉的消耗量(或单位时间内
产物的生成量) (2)抑制 较高浓度的NaCl溶液使酶促反应速率降低是盐析的结果,而盐析并没有使淀粉酶
的空间结构发生改变,故加水稀释后盐析作用消除,酶促反应速率上升 (3)在NaCl溶液浓度为0.10~0.20
mol·L-1范围内,设置更小浓度梯度的NaCl溶液,测定不同浓度下淀粉酶催化淀粉水解的反应速率
解析 (1)酶降低化学反应活化能的作用较无机催化剂更为显著,故酶催化化学反应的效率高于无机催化剂;
该实验中的酶促反应速率可以用单位时间内淀粉的消耗量(或单位时间内产物的生成量)表示。(2)分析表格
可知,0.30 mol·L-1的NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解的反应速率相对值是4.3,低于NaCl溶液浓度为0
mol·L-1的对照组,故0.30 mol·L-1的NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解的反应速率具有抑制作用;若加水稀释
到0.15 mol·L-1,则淀粉酶催化淀粉水解的反应速率会上升,原因是较高浓度的NaCl溶液使酶促反应速率降
低是盐析的结果,而盐析并没有使淀粉酶的空间结构发生改变,故加水稀释后盐析作用消除,酶促反应速率上
升。(3)分析表格可知,NaCl溶液浓度在0.10~0.20 mol·L-1时,酶促反应速率相对值较大,为了进一步探究
NaCl溶液提高淀粉酶催化淀粉水解的反应速率的最适浓度,可在NaCl溶液浓度为0.10~0.20 mol·L-1范围内,
设置更小浓度梯度的NaCl溶液,测定不同浓度下淀粉酶催化淀粉水解的反应速率。
知识拓展 一定浓度的NaCl溶液会使酶的溶解度降低,发生盐析现象。酶在不同溶剂中溶解度的差异主要
取决于蛋白质的分子结构,故分子结构性质是不同蛋白质溶解度有差异的内因。温度、pH、离子强度等是
影响蛋白质溶解度的外界条件。
22.(2020河北邢台一联,29)(10分)某实验小组为了探究乙烯对淀粉酶活性的影响,向多支试管加入等量的磷
酸缓冲液、淀粉溶液和淀粉酶后分为实验组和对照组。其中实验组加入适宜体积的乙烯,对照组加入等量
的蒸馏水,在最适温度下酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。请回答下列问题:
(1)酶活性指的是 。分析实验及结果,可以得出的结论是
。
(2)B点时,实验组和对照组的酶促反应速率相等,此时两组的酶活性 (填“相同”或“不同”)。AC
段酶促反应速率下降的原因是 。若提高反应体系的温度,则t 和t 向
1 2
(填“左”或“右”)移动。
答案 (1)酶对化学反应的催化效率 乙烯能提高淀粉酶的活性 (2)不同 随着反应的进行,底物浓度不断
下降,酶促反应速率减慢 右
解析 (1)酶对化学反应的催化效率叫酶活性;图中实验组酶促反应速率较对照组高,反应完成的时间短,故可
推知乙烯能提高淀粉酶的活性。(2)B点时,实验组和对照组酶促反应速率相等,但实验组酶促反应速率下降
得更快,说明实验组底物消耗更快,故两组酶活性不同;AC段酶促反应速率下降的原因是随着反应的进行,底
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物浓度不断下降,酶促反应速率减慢;若提高反应体系温度,则两组酶活性均下降,则t 和t 向右移动。
1 2
专题检测 B组
一、单项选择题
1.(2019北京海淀期中,7)下列关于ATP的叙述,正确的是 ( )
A.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
B.ADP转化成ATP所需能量均来自光能
C.酶催化的生化反应必须由ATP提供能量
D.无氧呼吸过程中伴随有ATP生成
答案 D ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸基因组成,A选项错误;ADP转化成ATP所需能量可以来自光能(光合
作用),也可以来自有机物中的化学能(细胞呼吸),B选项错误;酶可在体外适宜的环境下催化生化反应,但体外
环境中无ATP存在,说明酶催化的生化反应不一定由ATP提供能量,C选项错误;无氧呼吸为生命活动提供能
量,伴随有ATP生成,D选项正确。
能力解读 以ATP的结构与功能为载体,考查考生辨认、比较的理解能力。
错因分析 不能正确区分细胞中的能量供应及转化,是误选的主要原因。
2.(2020河北廊坊二联,16)ADP和ATP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,其相互转化反应如图所示。
下列叙述正确的是 ( )
A.机体进行剧烈运动时,反应②的速率显著大于反应①的速率
B.动物细胞中的E 不可能转化为光能
2
C.植物叶肉细胞中的E 可能来自光能或有机物中的化学能
1
D.一般来说,反应①和吸能反应相联系,反应②和放能反应相联系
答案 C 机体进行剧烈运动时,ATP与ADP相互转化过程加快保证能量的供应,反应②的速率基本等于反
应①的速率,A错误;萤火虫中的E 能转化为光能,B错误;植物叶肉细胞中的E 可能来自光能或有机物中的化
2 1
学能,C正确;一般来说,放能反应和反应①相联系,吸能反应与反应②相联系,D错误。
3.(2020安徽五校联考)如图为ATP分子的结构式, ATP分子的结构式可简写为A—P~P~P。下列说法错误
的是( )
A.吸能反应常与④的断裂相联系
B.结构式简写中的A对应结构式中的①和②,表示腺苷
C.断裂化学键③形成的化合物之一是组成RNA的原料
D.叶肉细胞中产生的ATP只能用于暗反应
答案 D ATP分子中远离A的高能磷酸键(一种特殊的化学键)很容易水解,吸能反应一般与ATP的水解反
应相联系,A正确;结构式简写中的A表示腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,它们分别对应结构式中的①和②,B正确;
断裂化学键③形成的化合物之一是腺嘌呤核糖核苷酸,它是组成RNA的原料之一,C正确;叶肉细胞可以通过
光合作用和细胞呼吸产生ATP,细胞呼吸产生的ATP可以用于细胞中绝大多数需要能量的生命活动,光合作
用产生的ATP主要用于暗反应,D错误。
名师点睛 叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体,其中叶绿体内光反应产生的ATP
主要用于暗反应。
4.如图表示ATP—ADP的循环图解。下列叙述正确的( )
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A.①属于放能反应,在细胞内与其他吸能反应密切联系
B.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成,3个磷酸基团通过高能磷酸键相连
C.人在饥饿时,细胞内的过程①和②也能达到动态平衡
D.各种生物均能独立完成ATP—ADP的循环
答案 C ①属于吸能反应,在细胞内与其他放能反应密切联系,A错误;ATP分子由1个腺嘌呤、1个核糖和
3个磷酸基团组成,3个磷酸基团通过高能磷酸键相连,B错误;人在饥饿时,细胞内的过程①和②也能达到动态
平衡,C正确;病毒不能独立完成ATP—ADP的循环,D错误。
易混易错 ATP—ADP转化的易错点
(1)ATP—ADP转化过程中,物质可循环利用,能量不可循环利用。
(2)ATP—ADP转化过程不是可逆反应,反应条件、能量来源与去处都不同。
5.有关酶和ATP的说法正确的是 ( )
A.测定胃蛋白酶的活性时,pH由10下降至2的过程中,该酶活性先升高后下降
B.检测蛋白酶的催化作用可用双缩脲试剂检验反应物是否完全分解
C.有机物彻底氧化分解释放出的能量少部分转移到ATP中
D.叶绿体和线粒体中还原氢被消耗的过程中都会伴随ATP含量的增加
答案 C 胃蛋白酶的最适pH约为1.8,在pH为10时,该酶的空间结构会发生不可逆的改变,活性丧失,故pH
由10下降至2时该酶活性不变,A错误;蛋白酶本身是蛋白质,会与双缩脲试剂发生反应,因此无法用双缩脲试
剂检测蛋白酶是否催化了底物蛋白质的水解,B错误;有机物彻底氧化分解释放的能量大部分以热能形式散
失,少部分用于合成ATP,C正确;在线粒体中进行的需氧呼吸第三阶段即电子传递链中还原氢被消耗,同时伴
随ATP的生成,在叶绿体中发生的碳反应中还原氢被消耗,同时ATP也被消耗,D错误。
知能拓展 需氧呼吸过程中能量的转化
需氧呼吸是有机物彻底氧化分解并释放能量的过程,若以一分子葡萄糖为底物,释放的能量约70%以热
能形式散失、约30%用于合成ATP,可合成约30个ATP分子。
6.(2020湖北宜昌二模,3)如图,双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)的结构与脱氧核苷三磷酸(dNTP)相似(N代表A、
G、C、T中的一种),都能作DNA复制的原料。DNA复制时,若连接上的是ddNTP,子链延伸终止;若连接上
的是dNTP,子链延伸继续。某同学要获得被32P标记的以碱基“T”为末端的、各种不同长度的DNA子链,
在人工合成体系中,已有适量的GTACATACAT单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液,还要加入下
列哪些原料 ( )
①α位32P标记的ddTTP
②γ位32P标记的ddTTP
③dGTP、dATP、dCTP
④dGTP、dATP、dTTP、dCTP
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
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答案 B ddTTP要作为DNA复制的原料则需要脱去两个磷酸基团,故应将放射性32P标记于α位,①正确,
②错误;该同学的目的是得到32P标记的以碱基“T”为末端的、不同长度的子链DNA片段,因此需提供四
种dNTP,如果没有dTTP,则所有片段长度均一致,因为所有子链在合成时均在第一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸处
掺入ddTTP而停止复制,③错误,④正确。
易错警示 dNTP与NTP
dNTP是脱氧核苷三磷酸,含有的五碳糖是脱氧核糖;NTP是核苷三磷酸,含有的五碳糖是核糖。它们是
由两个磷酸基团和一个(脱氧)核糖核苷酸组成的,N的含义是碱基(A、G、C、T),比如说dATP就是腺嘌呤脱
氧核苷三磷酸。
7.(2020湖北黄冈第四次理综测试,1)在蛋白质合成过程中,肽酰转移酶催化核糖体上一个氨基酸的氨基与另
一个氨基酸的羧基间形成肽键。该酶对核糖核酸酶敏感,但对蛋白酶不敏感。下列关于肽酰转移酶的叙述
错误的是 ( )
A.肽酰转移酶在核糖体上合成
B.肽酰转移酶在核糖体中起作用
C.肽酰转移酶催化氨基酸脱水缩合
D.肽酰转移酶能降低反应的活化能
答案 A 肽酰转移酶对于核糖核酸酶敏感,但对蛋白酶不敏感,说明该酶的化学本质是RNA,在细胞核合成,
A错误;肽酰转移酶催化核糖体上一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间形成肽键,这说明该酶催化氨
基酸脱水缩合,发生的场所是核糖体,B、C正确;酶的催化作用的机理是降低化学反应的活化能,D正确。
8.淀粉酶是人体消化液中重要的消化酶,在代谢中起到重要作用。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响,
研究人员进行了如图实验。下列选项不正确的是 ( )
A.甲为空白对照,目的是测定胰淀粉酶在适宜条件下的活性
B.实验结果说明茶花粉提取液对胰淀粉酶的活性具有抑制作用
C.胰淀粉酶能将淀粉水解成果糖,进而再代谢水解为葡萄糖被人体吸收
D.推测维生素C对茶花粉提取液降低血糖的作用没有影响
答案 C 该实验的目的是探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响,自变量是加入的“不同物质”,因变量是胰
淀粉酶活性。甲没有加入“不同物质”,为空白对照,目的是测定胰淀粉酶在适宜条件下的活性,以便与加入
“不同物质”后的组别进行对照,A正确;反映实验结果的柱形图显示,加入茶花粉提取液的各实验组的胰淀
粉酶的活性均低于对照组甲,说明茶花粉提取液对胰淀粉酶的活性具有抑制作用,B正确;胰淀粉酶能将淀粉
水解成麦芽糖,进而再代谢水解为葡萄糖被人体吸收,C错误;甲、乙、丁三组对照,同时加入茶花粉提取液与
维生素C的实验组丁与只加入茶花粉提取液的实验组乙的胰淀粉酶活性相同,但都低于对照组甲,说明维生
素C对胰淀粉酶的活性没有影响,也不能缓解或增加茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的抑制作用,进而推知维
生素C对茶花粉提取液降低血糖的作用没有影响,D正确。
9.如图表示温度对酶活性的影响情况。下列叙述正确的是 ( )
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A.酶活性就是酶促反应速率,即单位时间底物消耗量或产物生成量
B.酶促反应都有一个最适温度,温度越高,酶变性的速率也越快
C.图中曲线是温度对化学反应速率的影响和对酶活性的影响综合在一起形成的
D.不同的酶在各自的最适温度下,酶活性相同
答案 B 酶促反应速率受酶活性影响,但是两者不是同一个概念,A错误;酶的活性受温度影响,因此酶促反
应都有一个最适温度,温度越高,酶变性的速率越快,B正确;图中曲线表示温度对酶活性的影响,并不能直接体
现温度对化学反应速率的影响,C错误;不同的酶在各自的最适温度下,酶活性都相对最高,但是不同的酶在各
自的最适温度下,酶活性不一定相同,D错误。
10.(2020届山东聊城一中期中,27)如图表示某酶的作用模式图。有关叙述正确的是 ( )
A.该酶的基本组成单位是氨基酸
B.酶提供底物 RNA 活化所需的能量
C.pH影响酶的空间结构从而影响催化效率
D.酶与底物间碱基配对方式体现了酶的专一性
答案 C 本题以模式图为载体考查酶的本质和作用机理,体现了科学思维素养中的模型和建模要素以及生
命观念素养中的结构与功能观要素。
该酶的化学本质是RNA,其组成单位是核糖核苷酸,A错误;酶具有催化作用的实质是降低了化学反应的
活化能,B错误;该酶特定的空间结构与其催化功能密切相关,而pH会影响酶的空间结构,C正确;酶与底物间
发生部分区域的碱基配对可体现酶的专一性,但碱基配对方式不能体现酶的专一性,D错误。
11.(2019山东潍坊期中,8)下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.酶的基本组成单位都是氨基酸
B.所有活细胞都含有与细胞呼吸有关的酶
C.酶不参与构成细胞结构,也不供能,但可调节细胞代谢
D.酶能加快反应速度是因为它能显著提高化学反应的活化能
答案 B 酶的化学本质是蛋白质或RNA,所以酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,A错误;所有活细
胞都可进行细胞呼吸,都含有与细胞呼吸有关的酶,B正确;酶的作用是催化化学反应,不能调节代谢,不参与构
成细胞结构,也不供能,C错误;酶催化作用的机理是降低化学反应所需的活化能,D错误。
12.(2020 5·3原创题)“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,坐看牵牛织女星。”让我们重
温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句。萤火虫发光的相关化学变化如图所示,下列有关叙述不正确的是 (
)
A.催化荧光素氧化反应的酶与催化ATP水解的酶不是同一种酶
B.萤火虫腹部后端(发光器官)细胞内含有大量的ATP,以保证其正常发光
C.萤火虫发光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化
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D.荧光素发荧光的化学反应是吸能反应,该过程伴随着ATP的水解
答案 B 荧光素酶催化荧光素氧化反应,ATP水解酶催化ATP水解,A正确;细胞中ATP含量少,但ADP和
ATP的转化非常迅速并处于动态平衡之中,B错误;题图中荧光的产生过程体现了ATP中活跃的化学能转变
为光能,C正确;荧光素与氧气发生化学反应的过程需要ATP水解提供能量,为吸能反应,D正确。
命题说明 通过杜牧的《秋夕》联系生物学知识,让考生在了解萤火虫发光需要能量的基础上,认识到生命
活动主要是依靠ATP直接提供能量的。
知识归纳 有关细胞中化学反应的总结
细胞中的化学反应
比较项目
吸能反应 放能反应
能量动态 吸收能量 释放能量
能量的主要
ATP水解提供能量 能量储存在ATP中
来源或去向
实例 蛋白质的合成 葡萄糖的氧化分解
结论 ATP是细胞的能量“通货”
13.(2019湖南长沙长郡中学月考,2)如图分别表示pH与酶活性的关系,下列叙述正确的是 ( )
A.曲线B上m点继续降低pH,酶活性降低但空间结构不变
B.曲线A、B可分别对应胰蛋白酶、胃蛋白酶
C.由酶催化生化反应和由ATP为生命活动供能都是生物界的共性
D.酶能降低化学反应活化能,因此具有高效性
答案 C 曲线B上m点继续降低pH,酶活性下降,且酶的空间结构会改变,酶会失活,A错误;曲线A、B可分
别对应胃蛋白酶、胰蛋白酶,B错误;由酶催化生化反应和由ATP为生命活动供能都是生物界的共性,体现了
不同生物间存在或远或近的亲缘关系,C正确;酶和无机催化剂均能降低化学反应活化能,但酶具有高效性的
原因是酶能显著降低化学反应的活化能,D错误。
二、不定项选择题
14.(2020江苏如皋、徐州、宿迁三校联考,23)下列有关酶的实验设计思路,不正确的是(多选) ( )
A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对活性的影响
B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液不能验证酶的专一性
C.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
D.在探究温度对酶活性的影响实验中,用斐林试剂来判断试管中的淀粉是否分解
答案 ABD 过氧化氢的分解过程容易受到温度的影响,其并不是用来做探究温度对酶活性影响的理想实
验材料,A错误;利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时,不可采用碘液检测,因为蔗糖是否被淀粉酶水
解,都不能用碘液检测出来,应该选用斐林试剂,B错误;新鲜的猪肝研磨液中含有较多的过氧化氢酶,可催化过
氧化氢的分解,氯化铁溶液作为无机催化剂也可催化过氧化氢的分解,可以用来研究酶的高效性,C正确;在探
究温度对酶活性的影响实验中,淀粉分解后形成葡萄糖,葡萄糖是还原糖,其可以与斐林试剂发生反应,但是用
斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热,该操作会影响酶的活性,故不可以用斐林试剂来判断试管中的淀粉是
否分解,D错误。
15.(2020山东潍坊寿光一中3月月考,16)(不定项选择)最新研究发现,“细胞外烟酰胺磷酸核糖转移酶”
(eNAMPT,蛋白质类)不仅能延长小鼠的寿命,还逆转了小鼠身体机能的衰老,这一研究可让人的“返老还
童”成为可能。有关该酶的说法错误的是 ( )
A.eNAMPT由基因控制合成,通过影响代谢进而控制生物的性状
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B.eNAMPT的催化具有高效性和专一性,其作用的发挥离不开特定的空间结构
C.eNAMPT可降低反应的活化能,可在最适温度和最适 pH 条件下保存
D.eNAMPT可与双缩脲试剂在加热条件下反应产生紫色络合物,高温变性后仍能与该试剂变色
答案 CD 由题干可知,eNAMPT是一种蛋白质,故其合成由基因控制,通过影响代谢进而控制生物的性状,A
正确;eNAMPT是一种酶,酶具有高效性和专一性,其作用的发挥离不开特定的空间结构,B正确;eNAMPT是
酶,酶作用的机理是降低反应的活化能,酶适于在低温(0 ℃~4 ℃)下保存,C错误;蛋白质与双缩脲试剂的反应
不需要加热,蛋白质高温变性后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应,D错误。
16.(2019山东青岛调研,7)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内的四种高能磷酸化合物,它们彻底水解的产物只
有碱基不同,下列叙述错误的是 ( )
A.ATP不是细胞内唯一的直接能源物质
B.一分子GTP中含有2个高能磷酸键
C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
D.UTP彻底水解的产物中有碱基尿嘧啶
答案 C ATP是细胞内的直接能源物质,但不是唯一的,由题干可知,GTP、CTP和UTP也可以直接提供能
量,A正确;一分子GTP中含有2个高能磷酸键,B正确;CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的,C错误;UTP彻
底水解的产物有尿嘧啶、磷酸和核糖,D正确。
解题关键 解答本题的关键是掌握ATP的分子结构和分子组成,并根据题干信息判断另外三种高能磷酸化
合物的分子组成,进而根据题干要求分析答题。
三、非选择题
17.(2020湖南长沙四大名校2月联考,29)(10分)酶的发现经历了长期的探索历程,阅读有关酶探索历程的材
料,回答下列问题:
材料一:1810年,Jaseph Gaylussac发现酵母能将糖转化为酒精;1857年,巴斯德提出酒精发酵是酵母菌细胞活
动的结果,即酒精发酵离不开活细胞的作用,而李比希反对这种观点,认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物
质。
材料二:1926年,萨姆纳从刀豆种子中提取出了脲酶的蛋白质结晶,并证实了脲酶是蛋白质。随后科学家提取
出多种酶的蛋白质结晶。直到20世纪80年代,美国科学家发现少数RNA也具有生物催化功能。
(1)结合材料一和材料二,请给酶下一个定义: 。
(2)根据上述材料可知,酶的单体是 ,请写出酵母菌进行酒精发酵时的化学反应式:
。
(3)巴斯德提出酒精发酵是酵母菌细胞活动的结果,即酒精发酵离不开活细胞,而李比希认为引起发酵的是酵
母细胞中的某些物质。请你设计实验证明李比希的观点是否正确,写出实验设计思路: 。
答案 (1)酶是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,少数是RNA
(2)氨基酸或核糖苷酸 CH O 2CHOH+2CO+少量能量
6 12 6 2 5 2
(3)将酵母菌研磨后获得不含酵母细胞的提取液,再将提取液加入葡萄糖溶液中,在适宜条件下密闭发酵,观察
是否会产生酒精
解析 (1)由题干信息可知酶是一种催化剂,且化学本质是蛋白质或RNA,并结合教材,即可得出酶的定义:酶
是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,少数是RNA。(2)酶的化学本质是蛋白质或
RNA,其单体是氨基酸或核糖核苷酸。(3)该实验的目的是证明引起酒精发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,
而不是酵母菌活细胞本身,因此需要将酵母菌研磨后获得不含酵母菌细胞的提取液,该提取液中含有酵母菌
分泌的物质,但不含酵母菌,然后再将该提取液加入葡萄糖溶液中,在适宜条件下密闭发酵,观察是否会产生酒
精。若产生了酒精则证明推测是正确的。
18.(2019山东潍坊期中,31)ATP合酶是一种功能复杂的蛋白质,与生物膜结合后能催化ATP的合成,其作用机
理如图所示。请据图回答:(22分)
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(1)生物膜结构的基本支架是 ,在真核细胞中,该酶主要分布于
(填生物膜名称)。
(2)分析此图可知H+跨越该膜的运输方式是 ,判断的依据:
。
(3)ATP在细胞内的作用: ;推测好氧细菌细胞的 上存在该酶,理由:
。
答案 (1)磷脂双分子层 线粒体内膜、类囊体薄膜 (2)协助扩散 顺浓度梯度,需载体协助,且不消耗能量
(3)生命活动的直接能源物质 细胞膜 该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成,而好氧细菌的膜结构只有
细胞膜
解析 本题通过对ATP合酶的作用机理图示的分析,考查科学思维中的演绎与推理能力。(1)该酶与生物膜
结合,且与ATP的合成有关,能合成ATP的生物膜主要有线粒体内膜(有氧呼吸第三阶段)和类囊体薄膜(光反
应)。(2)判断运输方式要从是否逆浓度梯度、是否需要载体等角度分析。(3)细菌的生物膜只有细胞膜。
19.(2020江苏如皋、徐州、宿迁三校联考,26)(11分)细菌紫膜质是一种膜蛋白,ATP合成酶能将H+势能转化
为ATP中的化学能。科学家分别将细菌紫膜质和ATP合成酶重组到脂双层(一种由磷脂双分子层组成的人
工膜)上,在光照条件下,观察到如图所示的结果。请回答:
(1)H+以 的方式通过细菌紫膜质进入脂质体内部,而从脂质体内部转移到外部则是以
的方式通过ATP合成酶完成的。
(2)从ATP合成酶在脂双层的位置来看,说明膜蛋白是 分子(填“亲水性”“亲脂性”“两性”);
从ATP合成酶的功能来看,说明某些蛋白质具有 、 的功能。
(3)图丙中ADP和Pi形成ATP所需的能量来源于 ,人工膜能通过H+的跨膜转运
形成ATP的前提是脂双层 ,2,4-二硝基苯酚是一种能随意进出脂双层的弱电解质,
在H+浓度高的溶液中以分子态形式存在,在H+浓度低的溶液中则电离出H+以离子态形式存在。若将丙图所
示人工膜转移至含2,4-二硝基苯酚的溶液中,ATP的合成速率将 。
答案 (1)主动运输 协助扩散 (2)两性 生物催化剂作用 物质运输 (3)H+通过人工膜所释放的势能
不允许H+随意出入细胞 显著下降
解析 (1)根据题图可知,H+从膜外运送到膜内,是从低浓度一侧向高浓度一侧运输的,且在此过程中需要光提
供能量,故其进入脂质体内部的方式属于主动运输,但从脂质体内部转移到外部没有消耗能量,是以协助扩散
通过ATP合成酶完成的。(2)ATP合成酶贯穿脂双层,说明膜蛋白是两性分子;从ATP合成酶的功能来看,一
方面它作为酶的形式催化ATP的形成,另一方面,它能把H+运输到脂双层外,说明某些蛋白质具有生物催化
剂和控制物质出入细胞的功能。(3)通过题干信息“ATP合成酶能将H+势能转化为ATP中的化学能”可知,
图丙中ADP和Pi形成ATP所需的能量来源于H+通过人工膜所释放的势能。人工膜能通过H+的跨膜转运
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形成ATP的前提是能够保证其势能,即脂双层要控制其对H+的运输,不允许H+随意出入细胞。依据题干信
息,2,4-二硝基苯酚是一种能随意进出脂双层的弱电解质,在H+浓度高的溶液中以分子态形式存在,在H+浓度
低的溶液中则电离出H+以离子态形式存在。若将丙图所示人工膜转移至含2,4-二硝基苯酚的溶液中,2,4-二
硝基苯酚所处的外界环境中H+浓度较低,其就会电离出H+以离子态形式存在,使得膜内外的H+浓度产生的
势能降低,最终使得ATP的合成速率显著下降。
20.(2018江苏淮安、宿迁等期中联考,25)(13分)图甲表示在最适温度下,HO 酶促反应速率受pH影响的曲线。
2 2
图乙表示在某一温度下pH=b时,HO 酶催化HO 分解产生的O 量随时间变化的曲线。图丙为几种酶的相
2 2 2 2 2
对活性与pH关系的曲线。请据图回答:
(1)可以选择“HO 和HO 酶”来探究pH对酶活性的影响,却不适宜用来探究温度对酶活性的影响,其原因
2 2 2 2
是 。
(2)图甲中c点表示pH过高,HO 酶失活,但在反应体系中加入双缩脲试剂,溶液仍呈紫色,原因是
2 2
。
(3)其他条件保持相同且适宜,pH改变为a时,e点 (“上移”“下移”或“不动”),原因是
。
(4)其他条件保持相同且适宜,反应温度降低时,d点可能 。
①不变 ②左移 ③右移
(5)嫩肉粉的主要作用在于利用蛋白酶对肉中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解,使肉类制品口感达到嫩
而不韧、味美鲜香的效果。你认为丙图中最适宜用来制作嫩肉粉的是 酶,原因是 。
(6)菠萝含有菠萝蛋白酶,虽然该酶会被胃酸分解破坏,但还是有部分人会在吃后15~60分钟内出现口腔溃疡、
喉咙和胃部不适等症状。试解释把切成片或块的菠萝放在盐水里浸泡一段时间后再食用的主要目的:
。
答案 (1)温度既影响HO 酶的活性,也会影响HO 的自身分解,不满足单一变量原则 (2)HO 酶变性(失活),
2 2 2 2 2 2
其空间结构被破坏,但肽键仍然存在 (3)不动 产物O
2
的量与反应物直接相关 (4)①②③ (5)木瓜蛋白
在pH 4~8的范围内木瓜蛋白酶的活性保持相对稳定,利于稳定发挥作用
(6)食盐能抑制菠萝蛋白酶的活性,减少菠萝蛋白酶对我们口腔黏膜、喉咙和胃部的刺激
解析 (1)过氧化氢受热会加快分解,不宜用于探究温度对酶活性的影响。(2)过氧化氢酶的化学本质是蛋白
质,pH=c时,会破坏酶的空间结构使酶变性(失活),但是蛋白质的肽键并没有被破坏,加入双缩脲试剂仍可出现
颜色反应。(3)pH由b→a时,酶的活性降低,化学反应速率减慢,到达化学反应平衡所需的时间延长,但pH改
变不会改变化学反应的平衡点,e点(产物氧气的量)只与反应物直接相关。(4)因为不知道“某一温度”是不
是最适温度,因此有可能出现不变、左移、右移三种情况。(5)据图可以看出在pH为 4~8的范围内,木瓜蛋
白酶的相对活性较稳定,而另外三种酶的活性变化较大,不利于蛋白酶活性的稳定发挥。(6)食盐能抑制菠萝
蛋白酶的活性,因此,当我们吃鲜菠萝时,最好先用盐水泡上一段时间,这样就可以抑制菠萝蛋白酶对我们口腔
黏膜、喉咙和胃部的刺激,食用时也会感到菠萝更加香甜。
21.(2020届江苏苏州常熟中学调研,28)(15分)萌发的小麦种子中α-淀粉和β-淀粉的含量会显著增高。α-淀粉
酶不耐酸、较耐热,在pH为3.6、0 ℃下可迅速失活。而β-淀粉酶耐酸、不耐热,在70 ℃条件下15 min后
失活。根据它们的这种特性,可分别测定一种酶的催化效率。某实验小组进行了“提取小麦种子中α-淀粉
酶并测定α-淀粉酶催化淀粉水解的最适温度”的相关实验。
实验材料:萌发3天的小麦种子(芽长约1 cm)
主要试剂及仪器:5%的可溶性淀粉溶液、碘液、蒸馏水、石英砂、恒温水浴锅等。
第17页共18页北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
实验步骤
步骤一:制备酶溶液
研磨:5 g萌发的小麦种子+少量石英砂+10 mL蒸馏水 离心分离:3 000转/min,10 min 获取酶液
步骤二:将酶液经一定方法处理,取出后冷却。
步骤三:取6支干净的、体积相同并具刻度的试管依次编号,按如表要求加入试剂,再观察各试管内的颜色变
化。(注:“+”表示溶液变蓝色,其数量表示蓝色深度:“-”表示溶液不变蓝色)
试管编号 1 2 3 4 5 6
①加入5%的可
溶性淀粉溶液 8 8 8 8 8 8
(mL)
②恒温水浴5
0 ℃ 20 ℃ 40 ℃ 60 ℃ 80 ℃ 100 ℃
min
③加入处理后
1 1 1 1 1 1
的酶液
④恒温水浴5
0 ℃ 20 ℃ 40 ℃ 60 ℃ 80 ℃ 100 ℃
min
⑤溶液混合,振
荡后恒温水浴 0 ℃ 20 ℃ 40 ℃ 60 ℃ 80 ℃ 100 ℃
5 min
⑥加入碘液,振
荡后观察颜色 +++ ++ + - ++ +++
变化
请回答下列问题:
(1)选用萌发的小麦种子提取酶液的主要理由是 。
(2)步骤二的处理方法是 。
(3)根据试管 中观察的实验结果,可推断α-淀粉酶的最适温度为 左右。
(4)该实验中能否选用斐林试剂检测实验结果? 。理由是 。
(5)若要进一步研究小麦种子中β-淀粉酶的最适温度,则需获得β-淀粉酶保持活性而α-淀粉酶失活的酶溶液。
则步骤二处理的方法是 。
(6)步骤三的表格中,若②和③顺序颠倒,将 (填“影响”或“不影响”)实验结果。
答案 (1)小麦种子萌发时形成大量的淀粉酶 (2)70 ℃水浴中15 min (3)4 60 ℃ (4)不能 斐林试剂
检测时需水浴加热,会改变该实验中的温度,影响实验最终结果 (5)将酶液置于pH为3.6、温度为0 ℃的环
境中 (6)影响
解析 (1)小麦种子含有大量的淀粉,萌发时形成大量的淀粉酶,所以常选用萌发的种子提取淀粉酶液。(2)本
实验是探究α-淀粉酶最适温度,在实验前需要灭活β-淀粉酶,根据题干信息“β-淀粉酶耐酸、不耐热,在70
℃条件下15 min后失活”,所以应将酶液置于70 ℃水浴中15 min下的环境中。(3)根据实验结果:60 ℃的
组检测时淀粉完全分解,而低于或高于60 ℃的实验组中均有淀粉剩余,可知60 ℃时酶的活性较高,由于温度
梯度较大,所以不能确定60 ℃就是最适温度,但可推断α-淀粉酶的最适温度为60 ℃左右。(4)用斐林试剂检
测还原糖时需水浴加热,而加热会改变该实验中的温度,影响实验最终结果。所以该实验中不能选用斐林试
剂检测实验结果。(5)若要进一步探究小麦种子中β-淀粉酶的最适温度,则需获得β-淀粉酶保持活性而α-淀
粉酶失活的酶溶液。而α-淀粉酶在pH为3.6、温度为0 ℃下的环境中可迅速失去活性。所以步骤二处理
的方法是将酶液置于pH为3.6、温度为0 ℃下的环境中。(6)步骤三的表格中,若②和③顺序颠倒,则在达到
设定温度前,酶促反应已经发生,故将影响实验结果。
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