解密04 酶与ATP（分层训练）-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（新教材）（原卷版）

解密04  酶与ATP

1．（2022·湖北·高三阶段练习）《神农百草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解之”，茶即茶。茶树叶肉细胞的液泡中含有茶多酚，可以在多酚氧化酶的作用下形成茶黄素、茶红素等物质，形成红茶红叶红汤的品质特点。下列相关叙述中正确的是（    ）

A．茶树叶肉细胞的液泡中还含有糖类、无机盐和光合色素等

B．多酚氧化酶能够为茶多酚形成茶红素的过程提供能量

C．多酚氧化酶的活性会受到温度、pH和茶多酚浓度的影响

D．绿茶制作过程中需要高温杀青，目的是使多酚氧化酶失活

2．（2022·甘肃武威·高一期末）农药能有效防治水稻病虫害，科研人员想利用酶试剂加快农药降解。下列分析正确的是（    ）

A．为了更多地降解农药，使用酶试剂越多越好

B．酶试剂参与到稻田土壤有机物质转化和能量代谢中

C．酶试剂加快农药降解，利用了酶能提供化学反应的活化能这一特性

D．喷施后残留的酶试剂会引起二次污染，提高害虫的基因突变频率

3．（2022·广东肇庆·高一期末）过氧化氢酶（CAT）专一分解过氧化氢（H2O2），商品CAT是一种高效、安全，无毒的生物催化剂。近年来CAT得到广泛应用，下列相关叙述错误的是（    ）

A．过氧化氢浓度及CAT浓度都会影响酶促反应速率

B．过氧化氢酶通过降低化学反应的活化能使H2O2水解

C．生物体内的酶是活细胞产生的，具有催化和调节生命活动的作用

D．“探究pH对过氧化氢的酶活性影响”实验中，应先对CAT设置不同pH条件再加入底物

4．（2021·湖北·高三阶段练习）脲酶存在于刀豆等植物中，其能够催化尿素分解为CO2和氨，现用高浓度的硝酸铅溶液（以120μg/mL为例）研究铅对脲酶活性的抑制率，结果如图所示。下列相关叙述正确的是（    ）

A．随脲酶用量的上升酶活性上升，当脲酶用量为9.525/U时酶活性最高

B．当脲酶用量过多或过少时，硝酸铅溶液对脲酶的抑制效果都较明显

C．与脲酶用量为0.635/U相比，用量为12.7/U时产生CO2速率更高

D．浓度为120μg/mL的硝酸铅对不同用量脲酶的活性抑制率可能相同

5．（2021·全国·高一专题练习）从实验结果的性质进行分类，实验可分为定性实验和定量实验。定性实验是判断研究对象具有哪些性质，并判断某种物质的成分、结构或鉴别某种影响因素是否存在以及某些因素之间是否具有某种关系的一种实验方法；定量实验是研究对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。在探究蔗糖酶最适温度的实验中，得到了下表所示的结果。下列分析正确的是（　　）

A．蔗糖酶的量为该实验的自变量，葡萄糖含量为因变量

B．蔗糖和蔗糖酶应放在相应的温度条件下分别保温

C．该实验为定性实验，从结果可以推测最适温度在50～60℃范围内

D．温度为0℃和80℃时，酶均不具有活性，但原因不同

6．（2022·广东·华南师大附中高三阶段练习）细胞膜上的ABC转运器有两个高度保守的ATP结合区，它们通过结合ATP发生二聚化，ATP水解后使ABC转运器解聚，通过构象改变将与之结合的底物转移至细胞膜的另一侧，下列相关分析错误的是（　　）

A．ABC转运器运输相关物质的方式属于主动运输

B．适当升高温度，ABC转运器的转运效率可能会提高

C．适当增加O2量，可提高ABC转运器运输相关物质的速率

D．ABC转运器持续转运物质时将会导致细胞中ATP显著减少

7．（2022·河北·张家口市第一中学高三期中）dATP（脱氧腺苷三磷酸）是合成DNA的原料之一，其化学结构与ATP的化学结构类似。细胞内凡是涉及dATP和ATP的酶促反应，都需要Mg2＋作为酶作用的辅助因子。下列分析不合理的是（    ）

A．长期缺镁会导致农作物的光合速率下降 B．dATP脱去两个磷酸基团后可参与合成RNA

C．线粒体膜上可能存在Mg2＋转运蛋白 D．造血干细胞等分裂旺盛的细胞中可能含有较多的Mg2＋

8．（2022·云南·高二期中）细胞内的生理活动需要消耗能量，这些能量主要是由ATP直接提供的。下列有关ATP的说法，正确的是（    ）

A．ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖结合而成

B．ATP是一种高能磷酸化合物，是因为靠近A的化学键中蕴含着较高的转移势能

C．对于绿色植物细胞来说，合成ATP所需要的能量均可由光能和呼吸作用直接提供

D．ATP水解释放的磷酸基团可以使一些蛋白质的空间结构发生变化，从而改变蛋白质的活性

9．（2022·海南·高三期中）磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物。它能在肌酸激酶的催化下，将自身的磷酸基团转移到ADP分子中，合成ATP，从而在一段时间内将细胞中的ATP量维持在正常水平。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的量，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是（    ）

A．对照组数据表明肌肉组织中的ATP含量少，转化快

B．实验组中消耗的ATP量与产生的ADP量相等

C．ATP既能够暂时储存能量，又能够快速释放能量

D．ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质分子磷酸化

10．（2022·湖北·宜昌市一中高一阶段练习）红茶是新鲜茶叶经脱水→揉捻→发酵等工序制成的。因茶多酚含量高等原因，茶汤滋味鲜爽度差、苦涩味重，因而饮用价值较低。氨基酸含量的增加，可提高茶汤的鲜爽度；揉捻是制茶中重要的一道工序，可形成茶条并适当破坏茶叶组织，有助于改善茶叶品质。为了提高茶叶的品质，科研人员研究了不同条件对茶汤中氨基酸含量的影响，结果如下图。

(1)该实验的自变量是____________。

(2)据图可知，酶液浓度小于0.5%条件下，揉捻25min、蛋白酶的处理方式效果较好；酶液浓度大于1%条件下，添加      ①    的效果反而更好，推测该酶________。

(3)红茶因红汤红叶得名，A同学通过查阅资料，提出假说：茶叶变红是因为茶叶在揉捻过程中，细胞破损，氧气进入细胞，细胞中酚氧化酶催化茶单宁形成了茶红素。同学B认为这一推测有问题，因为氧气进入细胞的方式为____________，而这一过程在揉捻前就已经发生。同学C对该假说进行了修正：酚氧化酶与茶单宁位于细胞中____________（“相同”或者“不同”）部位，这是细胞中____________系统的作用，“揉捻”过程将破坏了该系统的作用，使得反应得以发生。

(4)同学D结合绿茶的制作对同学C的解释进行了实验验证。他还意识到，绿茶要保持鲜绿，与红茶的制备不同，采摘后的茶叶要先____________处理，目的是____________。

1．（2022·湖南·高三阶段练习）下列研究过程中运用了“加法原理”的是（    ）

A．在艾弗里实验中，在加热杀死的S型细菌制成的细胞提取物中加入DNA酶

B．验证镁是植物的必需元素时，植株出现症状后在缺镁培养液中加入镁

C．研究不同反应条件对淀粉分解的影响时，在可溶性淀粉溶液中加入唾液

D．在探究温度对酶活性影响的实验中，底物和酶混合前在酶液中加入缓冲物质

2．（2022·安徽·高三阶段练习）木瓜蛋白酶是一种单肽链蛋白水解酶，该酶的活性中心部位若被氧化剂氧化或与金属离子结合，酶的活力就会被抑制，而还原剂半胱氨酸或EDTA能恢复酶的活力。嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能裂解肉类中的胶原蛋白和肌肉纤维，使肉的结构松散。下列叙述正确的是（    ）

A．木瓜蛋白酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，肽链中有一个氨基和一个羧基

B．氧化剂、金属离子和半胱氨酸可能会与木瓜蛋白酶的活性中心部位发生可逆性结合

C．嫩肉粉中的木瓜蛋白酶在裂解肉类中的胶原蛋白时可提供化学反应所需的活化能

D．过酸、过碱或温度过高会使木瓜蛋白酶中的肽键都断裂，从而破坏酶的空间结构

3．（2022·浙江温州·高一期中）美国德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家在《自然》杂志上指出，他们研制出了一种新的酶变体FAST-PETase（天然酶的新突变），它能在几小时到几天内分解正常情况下需要数百年才能降解的塑料（主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯PET），有望大大推动塑料的回收利用，真正拉开塑料循环经济的大幕。这项研究关于酶变体FAST-PETase作用叙述错误的是（    ）

A．体现了高效性 B．体现了专一性

C．具有催化作用 D．不需要适宜的温度和pH

4．（2022·湖南·长沙一中高三阶段练习）超氧化物歧化酶（SOD）能平衡机体代谢过程中产生的过多自由基，减轻或消除自由基对机体的危害。为了研究pH和金属离子对SOD酶活性的影响，科研人员进行了如下实验。实验1：分别将SOD酶液置于如图1所示的pH梯度下充分混匀后静置2h。实验2：向酶液中分别加入CuSO4、ZnSO4、FeSO4，和MnSO4溶液，并使酶液置于如图2所示的金属离子浓度梯度下，充分混匀后静置1h，测定两组SOD酶活性，结果如下图。下列有关分析错误的是（    ）

A．实验的自变量为pH梯度和金属离子浓度梯度，因变量为SOD酶活性

B．pH过高或过低都会抑制SOD酶活性

C．pH为5.0时SOD酶活性达到最大，pH值保持在4.0～6.0时SOD酶活性相对稳定

D．Fe2+相对其他三种离子对SOD酶有明显的抑制作用，当浓度大于0.5mmol时酶全部失活

5．（2022·山东潍坊·高三阶段练习）线粒内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所，其上存在两条呼吸途径。主呼吸链途径发生时，电子传递链释放的能量将H﹢通过蛋白复合体从基质移至内外膜间隙，然后H﹢驱动ATP合酶合成ATP；交替呼吸途径发生时，不发生H﹢的跨膜运输。下列有关分析错误的是（    ）

A．乳酸菌细胞内没有主呼吸链和交替呼吸途径

B．合成ATP时H﹢顺浓度梯度由线粒体内外膜间隙进入基质

C．主呼吸链途径中的蛋白复合体起载体蛋白的作用

D．交替呼吸途径比主呼吸链途径产生更多的ATP

6．（2022·山东聊城一中高三阶段练习）原核生物中蛋白质合成的同时也不断发生降解，蛋白质的降解受到严格的机制调控。例如，细菌内的La蛋白酶含一个活性中心和一个调节中心。当调节中心结合折叠错误或变性的蛋白质后，ATP便结合到酶分子上，活性中心的蛋白酶被激活，使错误蛋白质开始水解。酶解过程中，ATP水解成ADP和Pi，这时活性中心被抑制，与调节中心结合的肽链得到释放，继续被其他酶完全水解。下列叙述错误的是（    ）

A．原核细胞通过清除折叠错误或变性的蛋白质，保证了细胞代谢的正常进行

B．细菌内的La蛋白酶是依赖于ATP的蛋白酶，具有催化功能

C．与调节中心结合的肽链得到释放后会被溶酶体内的蛋白酶水解

D．肽链完全水解的产物为氨基酸，氨基酸种类不同的原因是R基不同

7．（2022·湖南·高三阶段练习）碱性磷酸酶（ALP）作为磷酸盐代谢中的重要水解酶，广泛存在于各种哺乳动物的组织内，是多种疾病临床诊断的重要标记物。在碱性条件下，ALP可催化磷酸单酯、双磷酸盐和多磷酸盐等磷酸化合物（用S- P表示）水解，生成相应的产物（S）和磷酸（Pi）。根据底物去磷酸化的同时会引起荧光团荧光信号的变化，可通过分析底物和产物的荧光差异，建立直接检测ALP活性的荧光方法。下列相关叙述错误的是（    ）

A．ATP能被ALP水解生成腺苷和Pi，可作为ALP活性检测的底物分子

B．影响该酶促反应中单位时间内生成物浓度的因素有温度、pH、底物浓度等

C．将底物分子中的磷酸基团换成其他基团（如葡萄糖苷），有望作为相应水解酶的底物进行荧光检测

D．人体血清中ALP含量的高低可用双缩脲试剂进行检测

8．（2022·山东·烟台市教育科学研究院高一期末）酪氨酸激酶是一类催化ATP上γ-磷酸转移到蛋白质酪氨酸残基上的激酶，能催化多种底物蛋白质酪氨酸残基磷酸化，在细胞生长、增殖、分化中具有重要作用。酪氨酸激酶抑制剂是一类抗癌药物，可抑制肿瘤血管生成和肿瘤细胞生成。下列有关说法错误的是（    ）

A．酪氨酸激酶的作用机理是降低反应的活化能

B．酪氨酸激酶能催化多种底物蛋白质酪氨酸残基磷酸化，无专一性

C．酪氨酸激酶发挥催化作用的过程需要消耗ATP

D．酪氨酸激酶抑制剂可能作为酪氨酸的类似物，阻断酪氨酸激酶的作用来抑制细胞增殖

9．（2022·浙江省普陀中学高一期中）为了探究肌肉收缩的直接能源物质是葡萄糖还是ATP，某研究小组利用以下实验材料用具进行了探究活动。

材料及用具：0．65g/dL的氯化钠溶液浸泡的新制蛙腓肠肌2份、电极（间歇刺激能使肌肉收缩）、1．0g/dL的葡萄糖溶液、ATP溶液、滴管，培养皿2个等。

(1)实验步骤：

①取两个培养皿编号A、B，分别加入_____。

③A组加入一定量的ATP溶液，B组加入_____。

④一段时间后用电极间歇性刺激两组腓肠肌后，观察_____。

(2)实验结果预期及结论

①若A组腓肠肌_____，B组腓肠肌_____，则ATP是直接能源物质；

②若A组腓肠肌_____，B组腓肠肌_____，则葡萄糖是直接能源物质；

③若A组腓肠肌_____，B组腓肠肌_____，则ATP和葡萄糖均是直接能源物质：

④若A组和B组腓肠肌均不收缩，则_____

(3)分析与讨论：步骤②中电极间歇刺激腓肠肌到不能收缩的目的是_____。

10．（2022·河北保定·高三阶段练习）六磷酸肌醇（植酸）广泛存在于谷物，豆类和由料作物中、禽类、猪等单胃动物不能分解植酸，饲料中的植酸磷因不能被利用而随粪便排出，导致磷浪费。植酸酶是一种畜禽饲料添加剂，能将植酸分解为肌醇和无机磷，提高了饲料中磷的利用率。回答下列问题：

(1)植酸酶在动物的胃液中将植酸分解得到的无机磷进入细胞后，可用来合成______（答出2点）等有机物。为发挥酶的最大功效，最适pH低于5.0的植酸酶才能添加到单胃动物的饲料中，原因是______。单胃动物不能分解植酸，原因可能是其______。

(2)不同的底物会影响酶活性。实验小组为了比较P1，P2、P3三种植酸钠对植酸酶A活性的影响，开展了实验探究。简要写出实验思路：______。

(3)研究人员在不同类型的猪日粮中添加适量植酸酶，检测植酸酶对猪的生长性能、粪便磷含量的影响，结果如图所示。分析实验结果可知，为提高产量、加快猪的出栏，可采取的喂食措施是______；日粮中添加植酸酶可以______，从而减少环境污染。