2023届高考生物二轮复习酶和ATP作业含答案

专题强化作业(三)　酶和ATP

一、选择题

1．(2022·广东模拟)酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。下列有关酶促反应的叙述，正确的是(　　)

A．两组不同的酶促反应，反应速率高的组，酶具有高效性

B．淀粉酶水解蔗糖和淀粉的实验中，可用碘液做指示剂

C．随着底物浓度的增加，酶活性逐渐增强

D．蛋白酶水解蛋白质后可与双缩脲试剂发生紫色反应

【解析】　酶同无机催化剂相比，具有高效性，两个酶促反应速率不同，不能比较出酶的高效性，A错误；淀粉酶不能水解蔗糖，碘液不能检测蔗糖是否被水解，B错误；在一定的范围内，随着底物浓度的增加，酶促反应速率逐渐加快，但酶活性不变，C错误；蛋白酶属于蛋白质，水解蛋白质后，蛋白酶还存在，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。

【答案】　D

2．(2022·云南师大附中阶段练习)下列关于细胞内酶和ATP的叙述，正确的是(　　)

A．酶和ATP都含有N元素，且二者的元素组成完全相同

B．ATP的两个高能磷酸键断裂后可作为合成某些酶的原料

C．酶的合成需要ATP提供能量，ATP的合成不一定需要酶的催化

D．细胞内的所有化学反应都需要酶降低活化能并消耗ATP

【解析】　酶必定含有C、H、O、N，不一定含有P，ATP含有C、H、O、N、P，A错误；ATP的两个高能磷酸键断裂后得到腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，腺嘌呤核糖核苷酸是合成RNA的原料之一，B正确；酶的合成需要ATP提供能量，细胞中ATP的合成需要酶的催化，C错误；细胞中的放能反应往往和ATP的合成相联系，D错误。

【答案】　B

3．(2022·江西三模)下列有关细胞中ATP的叙述，错误的是(　　)

A．ATP水解，高能磷酸键断裂同时产生一分子磷酸和一分子腺嘌呤

B．ATP与GTP(三磷酸鸟苷)都是高能磷酸化合物，二者差别在于碱基不同

C．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能、化学能

D．正常细胞中时刻发生着ATP与ADP的相互转化，两者的比值不是固定值

【解析】　ATP水解，远离A的那个高能磷酸键断裂时产生一分子磷酸和一分子ADP，只有彻底水解才能生成腺嘌呤，A错误；ATP与GTP(三磷酸鸟苷)中碱基种类不同，ATP中为腺嘌呤，GTP中为鸟嘌呤，但都是高能磷酸化合物，B正确；ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能、化学能，C正确；正常细胞中时刻发生着ATP与ADP的相互转化，是一个动态的过程，所以ATP与ADP的比值在一定范围内波动，D正确。

【答案】　A

4．(2022·浙江杭州期中)如图为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列叙述正确的是(　　)

A．pH＝7的试管中的淀粉水解速率仅与淀粉酶活性有关

B．pH为3和7的两支试管中的淀粉酶的结构相同

C．将pH＝13的试管中的pH调至7后继续实验1 h，则淀粉的剩余量基本不变

D．与淀粉结合的淀粉酶的空间结构会发生不可逆的改变

【解析】　淀粉的水解速率与酶的含量、淀粉酶的活性、反应温度、pH等条件有关，A错误；酶的空间结构受pH影响，在最适pH条件下酶的空间结构最稳定，活性最强，故在pH为7时，酶的结构比pH为3时稳定，在这两种pH条件下，淀粉酶的结构不同，B错误；由图可知，pH＝13时，淀粉的剩余量与初始量相同，淀粉未被分解，说明淀粉酶已变性失活，因此再将pH调为7，反应速率不变，仍为0，因此淀粉的剩余量基本不变，C正确；酶与底物结合，形成酶－底物复合物，酶－底物复合物发生一定的性状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落，同时酶分子恢复原状，因此与淀粉结合的淀粉酶的空间结构发生的改变是可逆的，D错误。

【答案】　C

5．(2022·辽宁实验中学模拟)关于酶的验证实验，下列叙述错误的是(　　)

A．将淀粉酶溶液分别加入到淀粉溶液和蔗糖溶液中验证酶的专一性，不能用碘液检验

B．不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH对酶活性的影响的实验，宜用H2O2和过氧化氢酶

C．验证温度对酶活性的影响实验，需要分别预热处理淀粉溶液和淀粉酶溶液，不同温度组需严格按时间差混合，再放入到原预热的水浴中，最后用斐林试剂检验

D．验证pH对酶活性的影响实验，调pH用的NaOH或稀HCl不应在第三顺次加入

【解析】　碘液能使淀粉溶液变蓝，但碘液不能检验淀粉酶是否分解蔗糖溶液，所以将淀粉酶溶液分别加入到淀粉溶液和蔗糖溶液中验证酶的专一性，不能用碘液检验，A正确；pH对酶活性影响的实验中自变量是pH，但酸性条件下会催化淀粉的水解，从而影响实验的观察效果，所以不宜用淀粉溶液和淀粉酶溶液做pH对酶活性的影响的实验，宜用H2O2和过氧化氢酶，B正确；斐林试剂检测还原糖时，需要水浴加热，验证温度对酶活性的影响实验中，自变量是温度，所以该实验中不能用斐林试剂检验，C错误；若调pH用的NaOH或稀HCl在第三顺次加入，则前面两次加入的酶和底物已经完全反应，无法验证pH对酶活性的影响，D正确。

【答案】　C

6．(2022·湖南长郡中学模拟)脲酶是一种能使尿素分解成NH3和CO2的蛋白酶。如图表示pH对两种脲酶的相对酶活性的影响。下列叙述错误的是(　　)

A．相对酶活性可通过检测单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量来测定

B．该实验中有两个自变量，一个因变量

C．在植物刀豆脲酶和海洋细菌脲酶的最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均最高

D．若将pH从13下降到8，推测海洋细菌脲酶的活性先下降后升高

【解析】　相对酶活性可通过检测单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量，以测定反应速率代表其相对活性，A正确；该实验中的自变量为pH和脲酶种类，因变量为脲酶的相对酶活性，B正确；在最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均最高，C正确；pH为13时，海洋细菌脲酶已经失活，若将pH从13下降到8，其酶活性不变，D错误。

【答案】　D

7．(2022·上海金山二模) 如图表示在最适条件下，不同的麦芽糖量与一定的麦芽糖酶浓度的催化速率的关系。下列叙述正确的是(　　)

A．a点时，所有麦芽糖酶均参与催化

B．bc段的限制因素可能是温度

C．降低麦芽糖酶浓度，b点值(催化速率)会变小

D．升高麦芽糖酶浓度，a点值(催化速率)明显变大

【解析】　分析题图可知，a～b随麦芽糖含量的升高麦芽糖酶的催化速率逐渐升高，说明a点时，麦芽糖酶没有全部参与催化，A错误；图示是在最适条件下得到的曲线，bc段的限制催化速率的因素主要是酶的含量，B错误；如降低麦芽糖酶浓度，可使催化速率降低，C正确；a点主要的限制因素是底物的量，故升高麦芽糖酶浓度，a点值(催化速率)不会明显变大，D错误。

【答案】　C

8．(2022·山东潍坊三模)荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的催化下，荧光素与氧发生化学反应发出荧光。利用上述原理，ATP荧光检测仪可通过测定荧光的强度来估测样品中细菌的含量。下列说法错误的是(　　)

A．ATP水解为荧光素提供能量时，其中远离腺苷的特殊化学键断裂

B．荧光检测仪中含有细菌裂解剂，能释放细菌细胞的ATP

C．荧光素氧化发出荧光的过程涉及化学能到光能的能量转换

D．一般情况下，样品中细菌越多，测得的发光值越小

【解析】　ATP水解时，远离腺苷的特殊化学键比较容易断裂，释放能量，为荧光素提供能量，A正确；正常情况下ATP存在于细胞中，不能为荧光素提供能量，因此荧光检测仪中应含有细菌裂解剂，裂解细菌然后释放细菌细胞的ATP，B正确；荧光素氧化发出荧光的过程涉及ATP水解，ATP中活跃的化学能转换为光能，C正确；生物活细胞中ATP的含量是相对稳定的，荧光的强度反映出细菌的数量，样品中细菌越多，测得的发光值越大，D错误。

【答案】　D

9．(2022·河北唐山三模)某生物兴趣小组在实验中发现玉米籽粒发芽过程中淀粉含量逐渐减少，由此提出假说：玉米籽粒在发芽过程中产生了淀粉酶。为了验证上述假说，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液，40 ℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热，观察试管内颜色变化。以下分析错误的是(　　)

A．实验原理是淀粉在淀粉酶作用下产生还原性糖，还原性糖可用斐林试剂检验

B．设置试管1作为对照，其主要目的是排除淀粉溶液中含有还原性糖

C．试管2中应加入的X是高温处理过并冷却的发芽玉米提取液

D．预测试管1～4中的颜色依次为蓝色、蓝色、砖红色、砖红色

【解析】　实验原理是淀粉在淀粉酶作用下产生还原性糖，还原性糖可用斐林试剂检验，在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，A正确；设置试管1作为对照，其主要目的是排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖，B正确；该实验的目的是验证玉米籽粒发芽过程中淀粉逐渐减少是淀粉酶作用的结果，因此试管2中加入的X是发芽前玉米的提取液，与试管3进行对照，排除发芽前玉米籽粒中含有还原性糖的可能性，C错误；试管1中是淀粉，不是还原糖，不能呈现砖红色，呈现斐林试剂的颜色(蓝色)，试管2中加入的X是发芽前玉米的提取液，没有淀粉酶，不能分解淀粉，也是蓝色，试管3和4含有发芽玉米提取液(含有淀粉酶)和淀粉酶溶液，能分解淀粉产生还原糖，还原糖能与斐林试剂反应呈现砖红色，因此预测试管1～4中的颜色依次为蓝色、蓝色、砖红色、砖红色，D正确。

【答案】　C

二、综合题

10．(2022·陕西宝鸡二模)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分子蛋白，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：

(1)该生物大分子的单体是__________，合成场所是__________。

(2)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原核细胞的____________(结构)上。

(3)一个ATP分子中有______个高能磷酸键，除了作为细胞生命活动的____________(填“直接能源”或“间接能源”)物质外，断裂后产生的AMP还可作为细胞核中________过程的原料。

(4)以下哪些细胞中ATP合成酶基因进行表达________。

A．小肠绒毛上皮细胞    B．大肠杆菌

C．叶肉细胞    D．根细胞

【解析】　(1)由题意知：ATP酶复合体是一类功能蛋白，蛋白质的基本单位是氨基酸，合成场所是核糖体。(2)该分子在与能量转换有关的细胞器中大量存在，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，所以叶绿体中该分子分布的场所应该是类囊体薄膜(光反应产生ATP的场所)；线粒体中该分子分布于内膜上，故有氧呼吸的第三阶段产生大量的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细胞膜中。(3)一个ATP分子中有两个高能磷酸键，1个普通磷酸键；除了作为细胞生命活动的直接能源的物质外，断裂后产生的AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)还可作为转录的原料。(4)ATP是生命活动的直接能源物质，故所有细胞中ATP合成酶基因均进行表达，故选ABCD。

【答案】　(1)氨基酸　核糖体

(2)类囊体薄膜　三　细胞膜

(3)两　直接能源　转录

(4)ABCD

11．(2022·海南模拟预测)脲酶能够将尿素分解成二氧化碳和氨(氨溶于水后形成铵根离子)。某研究人员利用一定浓度的尿溶液进行了铜离子对脲酶活性的影响实验，得到下图所示结果。请回答下列问题：

(1)1917年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明了脲酶的化学本质是__________。

(2)图示实验的自变量为____________________；实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，脲酶的活性________。图中显示，脲酶作用的最适温度范围是________℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，请写出实验设计的基本思路：______________________________________________________________________。

(3)幽门螺杆菌是导致胃炎的罪魁祸首，该微生物也可以产生脲酶，并分泌到细胞外发挥作用，该微生物合成脲酶的过程中参与的细胞器是____________。13C呼气试验检测系统是国际上公认的幽门螺杆菌检查的“金标准”，被测者先口服用13C标记的尿素，然后向专用的呼气卡中吹气留取样本，即可以准确地检测出被测者是否被幽门螺杆菌感染。请简要说明呼气试验检测的原理：________________________________________________________________。

【解析】　(1)萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。(2)图中温度和铜离子浓度是实验中人为改变的量是自变量，实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，产生的铵根离子减少，说明脲酶的活性降低。图中显示，脲酶在50 ℃时活性最高，所以作用的最适温度范围是40～60 ℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下，在温度为40～60 ℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率，尿素分解速率最高时的温度为脲酶作用的最适温度。(3)脲酶是蛋白质，其合成场所是核糖体。被测者口服用13C标记的尿素，尿素中的碳原子是13C，分子式为13CO(NH2)2，如果胃部存在幽门螺杆菌，幽门螺杆菌会产生脲酶，则尿素会被水解成NH3和13CO2，若检测患者呼出的气体中含有13CO2，则代表胃部存在幽门螺杆菌。

【答案】　(1)蛋白质

(2)温度和铜离子浓度　降低　40～60　在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下，在温度为40～60 ℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率

(3)核糖体　(幽门螺杆菌会产生脲酶，)脲酶能将尿素分解成NH3和13CO2，如果检测到被测者呼出的气体中含有13CO2，则说明被测者被幽门螺杆菌感染