2023届高考生物二轮复习酶和ATP 作业含答案

酶和ATP

A组(选择题为单选)

1．(2022湖南师大附中三模)下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小，某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测，结果如图2所示，各组加入的PPO的量相同。下列说法不正确的是(　　)

A．由图1模型推测，可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制

B．非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温对酶活性抑制的机理相似

C．该实验的自变量是温度和酶的种类

D．图2中，相同温度条件下酶A的活性更高

【答案】D

【解析】竞争性抑制剂与底物竞争酶与底物的结合位点，使底物无法与酶结合形成酶—底物复合物，进而影响酶促反应速率，因此增加反应体系中底物的浓度，可减弱竞争性抑制剂对酶活性的抑制，A正确；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制，高温会使酶的空间结构破坏使酶的活性受到抑制，作用机理相似，B正确；图2所示的温度条件下，酶A催化酚分解的剩余量比酶B多，说明相同温度条件下酶B的活性更高，D错误。

2．(2022·湖南师大附中二模)成熟的樱桃颜色深红，果实中富含花青素。研究发现，查尔酮合成酶(CHS)是果实中合成水溶性花青素的一种关键酶。下列叙述正确的是(　　)

A．樱桃果实细胞中花青素主要存在于细胞质基质中

B．CHS可为花青素合成反应提供所需的活化能

C．用层析液能从细胞液中分离花青素

D．晴天的中午和傍晚樱桃果实中CHS活性可能相同

【答案】D

【解析】植物细胞中花青素主要存在于细胞液(液泡)中，A错误；酶的功能是降低化学反应的活化能，不能提供活化能，B错误；花青素是水溶性的色素，层析液为有机溶剂，C错误；根据温度影响酶活性曲线分析可知，中午和傍晚虽然温度不同但酶的活性可能相同，D正确。

3．(2022湖南师大附中一模)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．将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中，通过自身对照证明酶具有催化作用

B．两支试管中加入等量底物，分别加入等量酶或蒸馏水，此实验可证明酶具有高效性

C．设计pH对胰蛋白酶活性影响的实验方案时，可采用双缩脲试剂检测蛋白质的水解情况

D．设计温度对淀粉酶活性影响的实验方案时，需将淀粉和淀粉酶混合后置于不同温度处理

【答案】A

【解析】证明酶具有高效性，需要用酶和无机催化剂进行对照，B错误；胰蛋白酶是蛋白质，遇双缩脲试剂会变色，设计pH对胰蛋白酶活性影响的实验方案时，不能采用双缩脲试剂检测蛋白质的水解情况，C错误；设计温度对淀粉酶活性影响的实验方案时，需将淀粉和淀粉酶置于不同温度处理后再混合，D错误。

4．(2022雅礼中学月考)细胞内的磷酸果糖激酶(简称酶P)是葡萄糖分解为丙酮酸过程中一种重要的酶，可受多种活化剂和抑制剂的调控。该酶有2个结合ATP的位点，一是活性中心内的催化部位，ATP作为底物与之结合，另一个是活性中心以外的结合位点。其催化的化学反应如图1所示。图2为高、低两种ATP浓度下酶P与果糖6磷酸浓度的关系。下列叙述不正确的是(　　)

A．细胞内酶P催化的反应发生在细胞质基质中

B．酶P只存在于需氧型生物体内

C．高ATP浓度下可能是多的ATP结合了酶活性中心以外的部位，改变了酶P的空间结构

D．AMP等可能与ATP竞争酶活性中心以外的部位，从而解除高浓度ATP的抑制

【答案】B

【解析】由题干可知，磷酸果糖激酶(酶P)催化的反应是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应，而细胞有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，因此酶P催化的反应发生在细胞质基质中，A正确；细胞有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，所以酶P在需氧型生物和厌氧型生物体内均有分布，B错误；由图2可知，高ATP浓度抑制了酶P的活性，可能是多的ATP结合了酶活性中心以外的部位，改变了酶P的空间结构，C正确；AMP等可能与ATP竞争酶活性中心以外的部位，从而解除高浓度ATP的抑制，D正确。

5．(2022长郡中学二模)IAPs是细胞合成的一种控制细胞凋亡的物质，该物质与细胞凋亡相关酶结合可以抑制细胞凋亡。IAPs的核心结构是RING区域，如果去掉该区域，则能有效地促进更多的细胞凋亡。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．细胞过度凋亡会导致疾病的发生，但细胞凋亡不足则不会

B．细胞凋亡过程中，细胞内酶的活性不一定都会降低

C．细胞在自然更新过程中，控制IAPs合成的相关基因被抑制

D．去掉IAPs的RING区域可能是治疗癌症的一个有效方法

【答案】A

【解析】细胞凋亡是正常的生命历程，凋亡不足也是不正常的生命现象，也会导致疾病产生。

6．(2022长郡一模)下图是ATP的磷酸键逐级水解的过程图，以下说法错误的是(　　)

A．①是ADP，③是腺苷，它们的组成元素都含C、H、O、N

B．图中⑤代表能量，三次水解中放能最多的是过程Ⅲ

C．酶a、b、c的最适pH可能相同，且最适pH可能低于7

D．酶a、b、c各具专一性，且它们彻底水解的产物可能不同

【答案】B

【解析】①为ADP，②为腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)，③是腺苷(A)，④是磷酸，⑤是能量，ADP的组成元素是C、H、O、N、P，腺苷的组成元素是C、H、O、N，A正确；Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是特殊磷酸键，Ⅲ过程断裂的是普通化学键，所以水解释放能量最少的过程是Ⅲ，B错误；因产生的磷酸使微环境呈一定的酸性，故酶a、b、c的最适pH可能会低于7，C正确；酶a、b、c作用的部位不同，各具专一性，它们的基本单位是21种氨基酸中的某些，所以彻底水解的产物可能不同，D正确。

7．(2022长沙市一中月考)用α、β、γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ)，下列叙述正确的是(　　)

A．ATP的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分可用于DNA的复制

B．ATP的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分可用于基因的转录

C．ATP中的三个特殊化学键都能为生命活动提供能量

D．ATP的γ位磷酸基团脱离，释放的能量可用于叶绿体二氧化碳的固定

【答案】B

【解析】ATP的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分是腺苷酸，是构成RNA的原料，A错误、B正确；一般来说，α位磷酸基团形成的不是特殊化学键，C错误；叶绿体二氧化碳的固定不需要消耗ATP中的能量，D错误。

8．淀粉酶能催化淀粉的水解，其活性受温度、pH等多种因素的影响。回答下列问题：

(1)为了探究Cl－、Cu2＋对淀粉酶活性的影响，实验中除了用到NaCl溶液和CuSO4溶液外，还用到Na2SO4溶液，Na2SO4溶液的作用是______________________________________。为了保证Cl－和Cu2＋对淀粉酶活性的影响能够明显体现出来，在反应之前，先将__________________________混合，使它们充分作用，然后再与____________混合进行反应。

(2)已知酸能促进淀粉水解，而碱不能。如图为某生物兴趣小组测定的不同pH条件下淀粉酶催化淀粉水解的实验结果。pH为3和9时，淀粉酶的活性____________(填“相同”或“不同”)。试管中溶液的pH由13调为7后，淀粉含量不会明显减少，原因是__________________________________________________________________________________。

【答案】(1)作为对照，排除Na＋、SO对酶活性的影响　NaCl溶液和CuSO4溶液分别与淀粉酶溶液　淀粉溶液

(2)不同　pH为13时，淀粉酶已经完全丧失活性，将pH由13调为7后，淀粉酶的活性不会恢复

【解析】(1)该实验目的是探究Cl－、Cu2＋对淀粉酶活性的影响，NaCl溶液和CuSO4溶液中除了有Cl－、Cu2＋外，还有Na＋、SO，所以为了排除Na＋、SO对酶活性的影响，还需要设置加入Na2SO4溶液的组别，作为对照。由于酶具有高效性，如果先让酶与底物接触，再加入影响因子，可能导致影响因子还未发挥作用催化反应就已完成。为了保证Cl－、Cu2＋对淀粉酶活性的影响能够明显体现出来，在反应之前，应先将NaCl溶液和CuSO4溶液分别与淀粉酶溶液混合，使它们充分作用，然后再与淀粉溶液混合进行反应。

(2)由图示可知，pH为3时与pH为9时，1 h后淀粉剩余量相同，又由于酸能促使淀粉水解而碱不能，所以两组中淀粉酶的活性不同。分析题图可知，pH为13时，淀粉酶已经完全丧失活性，将pH由13调为7后，淀粉酶的活性不会恢复，淀粉含量不会明显减少。

9．(2022湖南师大附中二模)某实验小组对“探究温度对过氧化氢酶活性影响”的实验进行改进。酵母菌细胞可产生过氧化氢酶，实验小组以一定浓度的某种酵母菌溶液代替过氧化氢酶，按下图所示装置，设置实验组和对照组进行实验，步骤如下：

①实验组在注射器A中吸入一定浓度的适量过氧化氢溶液，B中吸入一定浓度的适量酵母菌溶液，用乳胶管连接注射器A和B，在乳胶管上关闭止水夹后，将整个装置放在温度为10 ℃的恒温水箱中，保温10 min。

②10 min后打开止水夹，将注射器A中的液体匀速推至注射器B中立刻关闭止水夹，记录注射器B中的刻度。

③在10 ℃恒温水箱中再保温10 min后，再次记录实验组注射器B中的刻度，计算注射器B前后两次的刻度之差，重复实验3次。

对照组分别在注射器A′、B′中吸入相应的溶液，其他实验条件、步骤与实验组相同，进行实验并记录相应实验结果。

④改变恒温水箱的温度，重复上述实验步骤，完成其他温度条件下的实验。

各组实验结果如表所示。回答下列问题：

(1)对照组A′注射器中添加的试剂为__________________________，对照组B′注射器中添加的试剂为________________________________。

(2)由表中数据可知，在30 ℃～60 ℃范围内，对照组移动的平均速率随温度的升高而增大，说明____________________________________________________。

(3)实验中酵母菌所代替的过氧化氢酶的活性大小可用________________________________来直观表示，原因是____________________________。

(4)60 ℃下实验组和对照组注射器中的读数相同，原因是________________________________________________。

【答案】(1)与A中等量且浓度相等的过氧化氢溶液　与B中等量且浓度相等的同种死酵母菌溶液(或等量蒸馏水)

(2)过氧化氢自动分解的速率随温度的升高而加快

(3)实验组与对照组的差值　实验组的数据代表酵母菌中过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生氧气的量和过氧化氢自动分解产生氧气的量之和

(4)60 ℃时酵母菌中的过氧化氢酶失去活性

【解析】(1)实验中实验组加入一定浓度的过氧化氢溶液和一定浓度的适量某种酵母菌溶液，对照组加入等量的一定浓度的过氧化氢溶液和同种死的酵母菌溶液或等量蒸馏水。

(2)对照组中加入的为蒸馏水或死的酵母菌溶液，即无过氧化氢酶溶液，但由数据可知，在30～60 ℃范围内，对照组也有移动，且移动的平均速率随温度的升高而增大，说明过氧化氢自分解的速率随温度的升高而加快。

(3)实验组的数据代表酵母菌中过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生氧气的量和过氧化氢自动分解产生氧气的量之和，因此，实验组与对照组的差值可代表酵母菌所代替的过氧化氢酶的活性。

(4)60 ℃实验组和对照组注射器中的读数相同，原因是60 ℃时酵母菌中的过氧化氢酶失去活性。

B组(选择题为不定项)

1．某同学设计了4套实验方案，下表中可以用来探究酶专一性和高效性的分别是(　　)

A.①②  B．①③

C．①④  D．②④

【答案】D

【解析】酶的高效性是指酶的催化效率远远高于无机催化剂，故要探究酶的高效性应该使用的催化剂为酶和无机催化剂，对应方案④。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行，探究酶的专一性有两种方法：同种酶＋不同反应底物、不同酶＋相同反应底物，故可选择方案①或方案②来探究酶的专一性。

2．高温淀粉酶在大规模生产中有很大的实用性。研究者在热泉中的某嗜热菌中提取了高温淀粉酶，有关高温淀粉酶的实验研究如图所示(曲线①为相对酶活性，曲线②为残余酶活性，残余酶活性是指将酶在不同温度下保存一段长时间，然后在最适温度下测得的酶活性)。下列叙述正确的是(　　)

A．大规模生产中，该酶持续发挥作用的最佳温度范围约为60～70 ℃

B．该酶活性的最适温度为30 ℃

C．曲线②的数据可能是在80 ℃时测得的

D．低温和适宜pH有利于酶的保存

【答案】ACD

【解析】60～70 ℃，残余酶活性和相对酶活性均较高，此温度下该酶可以持续发挥作用，A正确；30 ℃时相对酶活性最低，B错误；由曲线①可知，该酶的最适温度是80 ℃，说明曲线②各点的数据是在80 ℃时测得的，C正确；由曲线②可知，酶保存一段时间的温度越低，最适温度下测得的酶活性越高，说明低温保存对残余酶活性的影响小，D正确。

3．(2021·邵阳一模)如图为某种酶催化的化学反应在不同温度条件下，反应底物浓度随时间变化的曲线图。下列相关叙述错误的是(　　)

A．该种酶的最适温度是45 ℃，欲延长反应时间可以增加反应底物

B．该种酶在65 ℃条件下处理一段时间后，将温度降低到25 ℃，酶活性会逐渐增强

C．如果该种酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应，则其可以被RNA水解酶所催化水解

D．欲探究该种酶的最适温度，可以45 ℃为中间温度，设计多组温度梯度更小的实验

【答案】ABC

【解析】65 ℃条件下，该酶的空间结构已经被破坏而失去催化能力，降低温度，酶活性不能恢复，B错误；如果该种酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应，说明其化学本质是蛋白质，故不可以被RNA水解酶所催化水解，C错误；在图中的三个温度中，45 ℃时酶活性最高，则欲探究该种酶的最适温度，可以45 ℃为中间温度，设计多组温度梯度更小的实验，D正确。

4．如图为最适温度下酶促反应曲线，Km表示反应速率为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不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是(　　)

A．适当升高温度，vmax和Km均会下降

B．加入非竞争性抑制剂，vmax降低

C．加入竞争性抑制剂，Km值降低，vmax不变

D．Km值越大，酶与底物亲和力越高

【答案】B

【解析】题图是最适温度下酶促反应曲线，适当升高温度，vmax降低，Km增大，A错误；非竞争性抑制剂与酶的非活性部位结合，会使反应物不能与酶的活性部位结合，加入非竞争性抑制剂，vmax降低，B正确；竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点从而降低反应物与酶结合的机会，加入竞争性抑制剂，Km值增大，vmax降低，C错误；Km表示反应速率为1/2vmax时的底物浓度，Km值越大，表明酶与底物结合的能力越低，D错误。

5．(2022·湖南模拟)如图所示，ATP合酶是存在于生物膜上的一种功能复杂的蛋白质。下列说法不正确的是(　　)

A．真核细胞中，叶绿体内膜和线粒体内膜均含有ATP合酶

B．由图可知，ATP合酶具有主动运输H＋和催化ATP合成的作用

C．由图可知，ATP合酶合成ATP的能量可来自H＋跨膜运输形成的动力势能

D．ATP可作为直接的能源物质与ATP中远离腺苷的特殊化学键不稳定有关

【答案】AB

【解析】真核细胞中，ATP合酶分布于类囊体薄膜和线粒体内膜上，A错误；由图可知，ATP合酶具有顺浓度运输H＋和催化ATP合成的作用，且ATP合酶合成ATP的能量可来自H＋跨膜运输释放的能量，B错误、C正确；ATP可作为直接的能源物质与ATP中远离腺苷的特殊化学键容易水解和合成有关，D正确。

6．萤火虫在夜晚能发出荧光，独特的发光行为使之成为一类重要的观赏性昆虫。萤火虫幼虫的发光具有警戒和御敌的作用，而成虫的发光则有诱集等作用。萤火虫发光的基本生物化学反应是荧光素酶可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光，可以用以下方程式来表示：

荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋AMP＋2Pi＋CO2＋光

(1)利用“荧光素酶—荧光素体系”可快速检测食品的细菌数量。其原理是 ATP 的含量的多少可反映活菌的数量，应用 ATP 荧光仪根据发光强度推测 ATP 的含量，进而反映活菌数。下列有关推测正确的是(多选)(　　)

A．ATP 普遍存在于活细菌的细胞中

B．细菌细胞中时刻不停地发生着 ATP 和 ADP 的相互转化

C．荧光强度越强，说明食品中活细菌数量越多

D．ATP断裂1个高能磷酸键形成AMP

(2)ATP 水解所释放的能量除了用于发出荧光，还可以用于(多选)(　　)

A．小肠上皮细胞主动吸收葡萄糖

B．白细胞吞噬细菌

C．甘油自由扩散进入细胞

D．肌细胞收缩

(3)研究人员用多种二价离子分别处理荧光素酶后，测定离子浓度与发光的关系(图)。由于荧光素酶单价昂贵，应用时需要节省荧光素酶的用量，以下哪些离子处理后可以节省酶的用量(多选)(　　)

A．Mg2＋  B．Ca2＋

C．Hg2＋  D．Cu2＋

(4)某同学利用荧光素、荧光素酶、ATP、葡萄糖等溶液为实验材料，在体外模拟萤火虫发光，具体操作如下，请分析并回答下列问题：

*注： 荧光亮度的强弱用 “＋”表示，无荧光用“－”表示。

请根据题目信息和所学知识，推测组别④的荧光亮度为______，该实验证明__________________________________________________。

【答案】(1)ABC

(2)ABD

(3)AB

(4)－　荧光素发光的直接能源是 ATP，不是葡萄糖

【解析】(1)ATP是生命活动能量的直接来源，普遍存在于活细菌的细胞中，A正确；ATP在细胞内数量并不很多，可以由ADP迅速转化形成，ATP和ADP转化在活细胞中时刻不停地进行，B正确；荧光素酶在ATP作用下可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光，荧光强度越强，说明食品中活细菌数量越多，C正确；ATP断裂2个高能磷酸键生成AMP，D错误。

(2)小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输，需要ATP供能，A符合题意；白细胞吞噬细菌属于胞吞作用，需要ATP供能，B符合题意；甘油自由扩散进入细胞，不需要消耗能量，C不符合题意；肌细胞收缩需要消耗能量，需要ATP供能，D符合题意。

(3)荧光素酶可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光，据图可知，在加入Mg2＋和Ca2＋的条件下发光强度更高，说明Mg2＋和Ca2＋能提高荧光素酶的活性；加入Hg2＋和Cu2＋的条件下发光强度较低，说明Hg2＋和Cu2＋能抑制荧光素酶的活性，因此用Mg2＋和Ca2＋处理后可以节省酶的用量，AB正确，CD错误。

(4)据题意可知，荧光素酶可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光，但需要ATP供能，组别④的能源物质是葡萄糖，不能直接提供能量，因此荧光亮度为“－”，该实验也证明了荧光素发光的直接能源是 ATP，不是葡萄糖。