2024届高考生物二轮专题复习与测试专题强化练三酶和ATP

这是一份2024届高考生物二轮专题复习与测试专题强化练三酶和ATP，共11页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．(2023·广东统考)PET是一种造成“白色污染”的塑料。自然界中的L酶能破坏PET中的化学键，有利于PET的降解、回收和再利用。研究人员尝试对L酶进行改造，获得了一种催化活性更高的突变酶。下图表示突变酶对PET的降解率随时间变化的曲线。下列相关说法正确的是( )
A．随着温度升高，突变酶和L酶对PET的降解率都会不断上升
B．突变酶和L酶都可以为PET中化学键的破坏提供活化能
C．PET浓度增大，突变酶的活性会增加，导致其对PET的降解率上升
D．反应9小时以内，突变酶的活性和浓度会影响其对PET的降解率
解析：温度太高会使酶变性，导致突变酶和L酶对PET的降解率下降，A项错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，B项错误；提高底物浓度不会改变酶的活性，C项错误；反应9小时以内，突变酶对PET的降解率逐渐上升，PET的降解受到酶的催化，其降解率受到突变酶的活性和浓度的影响，D项正确。
答案：D
2．(2023·广东深圳校考)梨在储存过程中会发生褐变现象，其机理是梨中的过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)可在有氧条件下催化细胞中的酚类物质(可被聚乙烯聚吡咯烷酮PVPP去除)经过一系列酶促反应转化为褐色的多聚色素。下列叙述正确的是( )
A．POD和PPO催化的机理是提高化学反应所需的活化能
B．为了抑制氧化酶的作用，梨应该在无氧环境中储存
C．将梨置于4 ℃的冰箱中储存能减缓其褐变过程
D．PVPP可抑制PPO的活性，从而减缓多聚色素的形成
解析：POD和PPO均为酶，酶催化的机理是降低化学反应所需要的化学能，A项错误；梨若置于无氧环境中储存，细胞会进行无氧呼吸，产生酒精，导致梨会烂，B项错误；酶的作用较温和，温度较低，酶的活性减弱，温度过高，酶的空间结构会被破坏从而失活，将梨置于4 ℃的冰箱中储存，通过降低过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性从而能减缓其褐变过程，C项正确；结合题干可知PVPP的作用是去除细胞中的酚类物质而非抑制PPO的活性，D项错误。
答案：C
3．(2023·广东韶关统考二模)存在于生物膜上的ATP酶复合体，能将H＋从膜的一侧运输到另一侧，并催化ATP的形成(如图)。下列关于ATP酶复合体的结构和功能的叙述错误的是( )
A．ATP酶复合体是一种参与协助扩散的转运蛋白
B．ATP酶复合体可以降低合成ATP所需的活化能
C．合成ATP的能量来源于细胞中原有ATP的水解
D．线粒体内膜和类囊体薄膜上存在ATP酶复合体
解析：结合题意和题图可知，ATP酶复合体能将H＋从浓度高的一侧运输到浓度低的一侧，说明图中H＋的运输方式为协助扩散，ATP酶复合体作为转运蛋白具有物质运输的功能，A项正确；酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，因此ATP合成酶能降低ATP合成过程中所需的活化能，B项正确；H＋顺浓度梯度跨膜的同时ATP酶复合体催化ATP合成，可见合成ATP所需能量直接来自H＋顺浓度梯度运输释放的能量，C项错误；叶绿体的类囊体薄膜和线粒体的内膜上都能合成ATP，因此都分布着ATP合成酶，D项正确。
答案：C
4．(2023·广东统考二模)下表为某兴趣小组设计的实验及实验结果，该实验结果可以证明( )
A．酶具有高效性
B．酶发挥催化作用需要温和的条件
C．酶具有专一性
D．多数酶是蛋白质，少数酶是RNA
解析：根据1、2号试管实验结果可知，淀粉能被淀粉酶水解，不能被蛋白酶水解，说明酶具有专一性；3、4号试管中淀粉酶、蛋白酶的本质都是蛋白质，蛋白质能与双缩脲试剂反应产生紫色，C项正确。
答案：C
5．(2023·广东江门统考二模)核酸酶属于一类水解酶，可以催化特定的DNA或RNA水解，起到切割核酸的作用。科学家筛选并改造得到一种能特异性切割单链RNA的单链环状DNA(CDR)，进一步研究发现CDR的转录产物LDR和翻译产物多肽PDR(如图)，也具有与CDR相似的切割功能。下列叙述错误的是( )
A．CDR、LDR和PDR均能降低水解RNA反应的活化能
B．CDR、LDR和PDR均能使核酸中的磷酸二酯键断开
C．转录得到LDR的过程需要DNA聚合酶参与，原料为核糖核苷酸
D．CDR、LDR和PDR均能特异性切割RNA的原因可能是能识别特定的碱基序列
解析：分析题意可知，CDR、LDR和PDR都属于核酸酶，能够水解RNA，酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A项正确；RNA的基本单位是核糖核苷酸，化学键是磷酸二酯键，而CDR、LDR和PDR都能特异性切割单链RNA，能使核酸中的磷酸二酯键断开，B项正确；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程所需要的酶RNA聚合酶，C项错误；CDR、LDR和PDR都是核酸酶，三者均能特异性切割RNA的原因可能是能识别特定的碱基序列，D项正确。
答案：C
6．(2023·广东揭阳校考二模)为探究影响酶活性的因素，某同学设计了一个实验方案(见下表)，下列说法错误的是( )
A．①的实验条件是37 ℃水浴；pH＝8
B．本实验的自变量有不同的温度和pH值
C．2、3试管研究的问题中，温度属于无关变量
D．增加胃蛋白酶的用量能缩短反应时间
解析：分析题意，本实验目的是探究影响酶活性的因素，实验设计应遵循对照与单一变量原则，分析表可知，①的实验条件是37 ℃水浴，pH＝1.5，A项错误；结合表格可知，本实验的自变量有不同的温度(0 ℃和37 ℃)和pH值(pH＝8和pH＝1.5)，B项正确；2、3试管研究的问题中，实验的自变量是pH，则温度属于无关变量，应保持一致，C项正确；酶能提高反应速率，增加胃蛋白酶浓度，其他条件不变，反应速率会加快，底物完全耗尽所需的时间缩短，D项正确。
答案：A
7．(2023·广东模考)胆固醇在人体血液中与脂质等结合形成LDL(低密度脂蛋白)，最终进入细胞降解，过程如图。有些患者的PCSK9蛋白可促进LDL受体降解，导致血液中胆固醇含量偏高，可能造成血管堵塞，危及生命。科学家转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，将PCSK9mRNA剪断，从而治疗高胆固醇血症。下列分析正确的是( )
A．LDL通过胞吞方式进入细胞，不需要膜上蛋白质的参与
B．siRNA抑制PCSK9基因的翻译，为PCSK9mRNA断裂提供活化能
C．LDL的降解过程体现了细胞膜具有选择透过性的结构特点
D．胆固醇能参与血液中脂质的运输，但需要限制其过量摄入
解析：LDL通过胞吞方式进入细胞，需要与LDL受体结合，而LDL受体就是膜上一种蛋白质，A项错误；mRNA是翻译的模板，siRNA与PCSK9mRNA特异性结合，抑制反应，结合后的siRNA将PCSK9mRNA剪断，说明其是一种酶，可以降低反应的活化能，不能提供活化能，B项错误；LDL的降解过程体现了细胞膜具有流动性的结构特点，选择透过性是膜的功能特性，且整个过程没有穿过膜，不能体现选择透过性，C项错误；血液中胆固醇含量偏高，可能造成血管堵塞，危及生命，因此需要限制其过量摄入，D项正确。
答案：D
8．(2023·广东校联考)幽门螺杆菌(Hp)可引发胃炎、慢性咽炎和口腔溃疡等消化性疾病，Hp产生的脲酶能将尿素催化分解为NH3和CO2.Hp可通过手、不洁食物和餐具等途径传染人，日常饮食中养成良好的卫生习惯能预防Hp感染。下列叙述正确的是( )
A．Hp合成和分泌脲酶的过程需要生物膜系统的参与
B．Hp的遗传物质是DNA，彻底水解可得到4种小分子物质
C．脲酶在催化尿素分解后，脲酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应
D．服用尿素[14C]胶囊，检测其分解产物以判断机体是否感染Hp
解析：生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜，而Hp属于原核生物，只有细胞膜一种生物膜，不具有生物膜系统，A项错误；Hp的遗传物质是DNA，彻底水解可得到脱氧核糖、磷酸和4种含氮碱基，共6种小分子物质，B项错误；脲酶的本质是蛋白质，酶在化学反应前后性质不变，故脲酶仍能与双缩脲试剂产生紫色反应，C项错误；分析题意可知，感染者呼出的14CO2是由脲酶分解尿素产生的，故服用尿素[14C]胶囊，检测其分解产物以判断机体是否感染Hp，D项正确。
答案：D
9．(2023·广东模考)某研究小组对“探究温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验进行再探究，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
A．甲组说明37 ℃恒温水浴保温可以完全解除冰水对酶的抑制
B．丙组砖红色沉淀多于甲组是因为37 ℃下提供更多活化能
C．增加与丙组条件相同但不加唾液的一组可验证的高效性
D．本实验结果证明可以使用斐林试剂做上述实验的检测试剂
解析：甲组开始用2～4 ℃水浴，后再37 ℃恒温水浴保温，结果出现较少的砖红色沉淀，因此说明37 ℃恒温水浴保温可以部分解除冰水对酶的抑制，如果能完全解除冰水对酶的抑制，实验现象应该会与丙组一致，A项错误；酶不能提供能量只能降低化学反应所需的活化能，丙组砖红色沉淀多于甲组是因为37℃下酶降低化学反应所需的活化能更显著，B项错误；酶的高效性是指酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快。因此，增加与丙组条件相同但滴加等量的无机催化剂的一组可验证酶的高效性，C项错误；实验中加入斐林试剂是在96 ℃条件下观察显现，酶已经失活，故本实验结果证明可以使用斐林试剂做上述实验的检测试剂，砖红色的深浅能反应酶活性的高低，如丙组酶的活性最高。如果为蓝色(斐林试剂本身的颜色)则说明酶的活性受到抑制(如乙组)或者酶已经失活(如丁组、戊组)，D项正确。
答案：D
10．(2023·广东模考)新鲜菠萝直接食用会“蜇嘴”，而食堂里的菠萝咕噜肉吃起来不会，这与菠萝蛋白酶的活性有关。某生物兴趣小组通过实验探究温度对菠萝蛋白酶活性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是( )
A．菠萝蛋白酶的活性随温度升高而增大
B．不同温度下菠萝蛋白酶活性可能相同
C．沸水浸泡过的菠萝吃起来不会“蜇嘴”
D．应在40 ℃左右研究pH对菠萝蛋白酶活性的影响
解析：由图可知，温度超过40 ℃时，菠萝蛋白酶的活性随温度升高而减小，A项错误；据图可知，在20 ℃和60 ℃左右时，菠萝蛋白酶的活性相同，即不同温度下菠萝蛋白酶活性可能相同，B项正确；由图可知，沸水处理后菠萝蛋白酶的活性几乎为0，所以吃起来不会“蜇嘴”，C项正确；研究pH对酶活性的影响时，无关变量需要相同且适宜，温度对这个实验来说是无关变量，即应在温度为40 ℃左右进行实验，D项正确。
答案：A
11．(2023·广东深圳模考)如图为真核细胞的基因转录形成成熟mRNA的示意图。剪接体(由一些蛋白质和小型RNA构成)内部的小型RNA可分别结合前体RNA的相应位点，最终可切除前体RNA上内含子转录的片段并使之快速水解，外显子则相互连接形成成熟mRNA，如图所示(注：RNA与DNA对应的片段都称为外显子与内含子序列)。下列说法错误的是( )
A．图中形成成熟mRNA的过程中剪接体能降低化学反应的活化能
B．剪接体内部小型RNA的碱基序列一定相同
C．外显子区域连接的过程中形成了磷酸二酯键
D．图示RNA剪接机制有利于翻译过程的正常进行
解析：据图可知，剪接体可以切除内含子并使之快速水解，说明其具有催化功能，能降低化学反应的活化能，A项正确；剪接体内部的小型RNA可结合前体RNA的不同片段，说明小型RNA的碱基序列很可能不同，B项错误；RNA的单体为核糖核苷酸，相邻的核糖核苷酸以及同一个核苷酸的核糖和磷酸之间形成了磷酸二酯键，C项正确；内含子不编码氨基酸序列，若不剪切去除，可能会影响翻译过程的正常进行，D项正确。
答案：B
12．(2023·广东深圳模考)ATP合成酶位于生物膜上，由头部F1(水溶性蛋白质)和基部F0(疏水性蛋白)构成，当H＋顺浓度梯度通过该酶时，能够催化ATP的合成，下列相关叙述正确的是( )
A．组成ATP合成酶的F1嵌入膜内，F0位于膜外
B．ATP合成酶催化ATP合成所需的能量来自细胞呼吸
C．ATP合成酶运输H＋的速率随膜两侧浓度差的增大而增大
D．叶绿体的类囊体薄膜和线粒体内膜可能存在该酶
解析：据题干信息分析，F1为水溶性蛋白质，F0为疏水性蛋白质，而ATP合成酶位于生物膜上，构成生物膜的磷脂尾部具有疏水性，因此，该酶需要依靠疏水性蛋白质F0嵌入到生物膜中，而F1则位于水溶性的溶液中，如细胞质基质等中，A项错误；据题干信息分析，H＋顺浓度梯度通过该酶时的电化学势能为ATP的合成提供能量，B项错误；ATP合成酶运输H＋的方式为协助扩散，运输速率还受该酶数量的限制，不会随膜两侧浓度差的增大一直增大，C项错误；类囊体薄膜上能进行光反应，进而生成ATP，线粒体内膜上能进行有氧呼吸第三阶段，进而也能产生ATP，因此，叶绿体的类囊体膜和线粒体内膜可能存在该酶，D项正确。
答案：D
二、综合题
13．(2023·广东惠州校联考)H＋－K＋－ATP酶位于胃壁细胞的细胞膜上，是一种质子泵。它通过自身的磷酸化与去磷酸化完成H＋/K＋跨膜转运，不断将胃壁细胞内的H运输到浓度更高的膜外胃腔中，从而促进胃酸的分泌。其作用机理如图所示，“＋”表示促进磷酸化。请据图回答下列问题：
(1)胃壁细胞内的H＋运输到膜外的方式属于________，依据是____________________
________________________________________________________________________。
(2)图中的MI－R、H2－R、G－R属于膜上的________，其与信号分子结合后，引起细胞内的一系列变化，这体现了细胞膜的__________________功能。
(3)探究胃蛋白酶的合成和分泌路径，可采用________________方法。胃蛋白酶的合成与分泌过程，需要参与的具膜细胞器有_____________________________________________。
(4)一些化合物如SCH32651与H＋－K＋－ATP酶上的钾离子高亲和性部位作用，抑制酶的活性，从而起到治疗因胃酸分泌过多引起的胃溃疡，其原理是____________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)据图可知，胃壁细胞内的H＋运输到膜外需要载体蛋白且消耗ATP，且为逆浓度梯度运输，故为主动运输。(2)图中的MI—R、H2—R、G—R能与信号分子特异性结合，属于膜上的(特异性)受体(蛋白质)；该过程可以引起细胞内的一系列变化，体现了细胞膜的信息交流功能。(3)探究胃蛋白酶的合成和分泌路径，可采用放射性同位素标记方法；胃蛋白酶是分泌蛋白，需要线粒体(提供能量)、核糖体(合成多肽)、内质网、高尔基体(对多肽进行加工等)的参与，其中的具膜细胞器是内质网、高尔基体、线粒体。(4)一些化合物如SCH32651与H＋—K＋—ATP酶上的钾离子高亲和性部位作用，抑制H＋—K＋—ATP酶的活性，抑制胃壁细胞内H＋运输到膜外胃腔中，减少胃酸的分泌量。
答案：(1)主动运输 胃壁细胞内的H＋运输过程需要消耗ATP，且为逆浓度运输
(2)特异性受体 细胞间的信息交流
(3)放射性同位素标记 内质网、高尔基体、线粒体
(4)抑制H＋－K＋－ATP酶的活性，抑制胃壁细胞内H＋运输到膜外胃腔中，减少胃酸的分泌量
14．(2023·潍坊统考二模)淀粉是粮食的最主要成分，同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用，利用太阳能将CO2和水转化而成。2021年，科研人员设计并实现了不依赖植物光合作用的合成淀粉途径(如图所示)，即以CO2、电解水产生的H2为原料合成淀粉。
(1)自然界的光合作用过程涉及约60多步化学反应，可大致分为光反应和暗反应两个阶段，其中光反应是将______________转换成活跃的化学能，并储存在______________中提供给暗反应。
(2)科研人员设计的淀粉合成途径，仅保留了11步化学反应，其中从C3模块→C6模块的变化相当于叶绿体内的______________过程，该过程的化学反应整体上属于______________(填“吸能反应”或“放能反应”)。
(3)该项技术使淀粉生产从传统农业种植模式转向工业生产模式成为可能。科研人员通过研究玉米的光合作用，并与这一技术进行了比对：
据图分析，与玉米合成淀粉相比，人工合成淀粉的优势体现在____________________。成本高是人工合成淀粉目前难以大规模生产的主要因素，若未来人工合成淀粉的成本能够降低，与农业种植相比具有经济可行性，其对环境变化将具有重大影响，主要体现在_____
________________________________________________________________________。
解析：(1)光反应将太阳能(光合色素吸收太阳能)转换成活跃的化学能，并储存在NADPH和ATP中提供给暗反应，用于C3的还原等。(2)从C3模块→C6模块的变化即C3还原成有机物，相当于叶绿体内的C3的还原过程，该过程需要水解ATP，故整体上属于吸能反应。(3)据图可知，与玉米合成淀粉相比，人工合成淀粉能量转换效率高、生产周期短且占地面积小。因为人工合成淀粉不需要土壤去种植，故其对环境变化的重大影响主要体现在节约大量的耕地和淡水资源；减少农药、化肥等对环境的负面影响。
答案：(1)太阳能 NADPH和ATP
(2)C3的还原 吸能反应
(3)能量转换效率高、生产周期短、占地面积小 节约大量的耕地和淡水资源；减少农药、化肥等对环境的负面影响
15．(2023·湖北统考)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取__________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量________________________________________________________________________，
一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①：__________________________________________________________。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：_________________________________________________________。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
解析：(1)分析题意可知，实验目的探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量为甲乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和无关变量一致原则)；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。(2)据题意可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有：①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
答案：(1)2 甲物质溶液、乙物质溶液
(2)透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 透析前后，两组的酶活性均不变 加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
试管
淀粉溶
液2 mL
蒸馏水
2 mL
淀粉酶
蛋白酶
碘液
双缩脲
试剂
结果
1
√
√
√
变蓝
2
√
√
√
不变蓝
3
√
√
√
变紫色
4
√
√
√
变紫色
试管
底物和试剂
实验条件
1
1 cm3瘦肉块＋4 mL蒸馏水
①
2
1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶37 ℃
水浴；pH＝8
3
1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶37 ℃
水浴；pH＝1.5
4
1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶0 ℃
水浴；pH＝1.5
序号
实验步骤
甲组
乙组
丙组
丁组
戊组
1
3%淀粉/mL
2
2
2
2
2
2
唾液/mL
1
1
1
1
1
3
在相应温度条件下预保温5 min后混合
2～4 ℃
水浴
2～4 ℃
水浴
37 ℃
水浴
96 ℃
水浴
96 ℃
水浴
4
在37 ℃恒温水浴保温/min
45
0
0
0
45
5
加入1 mL斐林试剂后，在96 ℃水浴中保温数分钟
砖红色
沉淀
(较少)
蓝色
砖红色
沉淀
蓝色
蓝色