统考版2024高考生物二轮专题复习整合训练3细胞内的酶和ATP

这是一份统考版2024高考生物二轮专题复习整合训练3细胞内的酶和ATP，共7页。
1.[2023·四川省成都市高三三诊] 放线菌(原核生物)产生的寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合成酶的结构，从而阻断ATP的合成。据此推测，下列叙述正确的是( )
A．放线菌合成寡霉素时需要多种具膜细胞器参与
B．放线菌内的放能反应一般与ATP的合成相联系
C．ATP合成酶能够降低ATP水解反应的活化能
D．寡霉素可抑制细菌细胞内需要能量的代谢过程
2．[2023·河南新乡三模]酶抑制剂有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种类型，其作用机理如图1所示。多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因。某实验小组在最适条件下探究了柠檬酸对PPO活性的影响，实验结果如图2所示，各组加入的PPO的量相同。下列说法错误的是( )
A.该实验的自变量是柠檬酸的浓度和底物浓度
B．柠檬酸最可能是多酚氧化酶的竞争性抑制剂
C．图2中限制A点反应速率的主要因素是酶活性
D．果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸
3．[2023·河北衡水中学校考模拟]泰乐菌素(TYL)是一种抗生素，研究人员从土壤中筛选获得一株泰乐菌素高效降解菌株TYL­T1。下列有关叙述错误的是( )
A．酶只起催化作用，其作用机理是降低化学反应的活化能
B．与微生物相比，利用酶处理环境污染物可克服营养物质、温度等条件的限制
C．已知C2＋能提高TYL­T1胞内酶活性，原因可能是其改变了酶的构象
D．pH过低或过高都会对TYL­T1胞内酶的活性产生严重的抑制作用
4．[2023·广东广州二模]ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列叙述错误的是( )
A．人成熟的红细胞可通过无氧呼吸产生ATP
B．人体细胞ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．ATP可用于物质逆浓度梯度跨膜运输
D．ATP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
5．[2023·广东茂名二模]牛奶中富含蛋白质，新鲜生姜根茎中的凝乳酶能够水解牛奶中的亲水性蛋白质，使其他蛋白质暴露出来，与某些离子相互作用，形成凝胶体，待牛奶凝固便成为一种富有广东特色的甜品——姜汁撞奶。为探索制作姜汁撞奶的条件，某生物兴趣小组通过实验探究温度对凝乳酶活性的影响，结果如图所示。据此分析，下列说法正确的是( )
A．凝乳酶能为蛋白质的水解提供活化能
B．85 ℃的牛奶与姜汁混合可能不会凝固
C．不同温度下凝乳酶的活性不同
D．保存凝乳酶的适宜温度约为60 ℃
6．[2023·四川省成都市高新区高三质量检测]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，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，获得的实验结果如下表所示。请回答下列相关问题：
(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 ml·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 ml·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。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7．[2023·河北沧州二中校联考三模]生物体内的生化反应几乎都离不开酶的催化作用，酶在提高反应速率的同时需要温和的作用条件。回答下列问题：
(1)酶促反应中，酶的活性指酶对化学反应的催化效率，该催化效率可用____________________________表示。
(2)设置若干酶促反应实验组﹐每组设置特定温度。当酶浓度及其他实验条件一定时，该蛋白酶的催化效率与温度的关系如图所示，则t1上升到t3、t5下降至t3这两个温度变化过程中，该蛋白酶活性的变化________(填“一样”或“不一样”)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)可逆型抑制剂通过和酶形成复合物降低酶活性，但这种复合物在相同条件下又可以分解为酶和抑制剂，两者可通过透析或超过滤等方法分离开来。分解后的酶活性不变，仍然可以催化反应。不可逆型抑制剂通常以比较牢固的共价键与酶蛋白中的基团结合，使酶活性降低，且酶活性降低后不能恢复。不可逆型抑制剂与酶结合后不分解，因此不能通过透析或超过滤等物理方法除去抑制剂。物质Р会对酶A的活性产生抑制作用，为了探究物质Р的抑制剂类型，某实验小组进行了相关实验，请将实验补充完整并讨论实验结果。
①实验设置：试管一中加入酶A和底物；试管二中加入酶A，底物和物质Р；试管三中加入酶A和物质P，____________________；分别检测三支试管中酶A的活性。
②实验结果：若________________________________________________________，则物质P为不可逆型抑制剂。
重点选做题
8.[2023·天津校联考模拟]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，结果如下图所示。下列说法错误的是( )
A.保存菠萝蛋白酶的最佳温度为40 ℃
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．可在40℃左右的条件下，研究pH对菠萝蛋白酶活性的影响
9．[2023·江西统考二模]蛋白质糖基化普遍存在于真核细胞中，该现象是在糖基转移酶的催化作用下，蛋白质附加上糖类的过程，起始于内质网(相关修饰完成才进行转移)，结束于高尔基体。蛋白质经糖基化形成的糖蛋白对蛋白酶具有较强的抗性。下列相关叙述正确的是( )
A．抑制真核细胞内蛋白质的糖基化，蛋白质将在高尔基体内积累
B．溶酶体内含有多种蛋白质，且这些蛋白质都经历过糖基化修饰
C．人体各种高度分化的细胞内都能持续进行蛋白质的糖基化修饰
D．糖基转移酶发挥作用时，相应化学反应所需活化能会显著降低
10．[2023·山东省青岛市高三4月练习]ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一，而合成ATP需要ATP合成酶的参与，该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质子(H＋)动力势能的推动下合成ATP。下列说法错误的是( )
A．该酶广泛分布于线粒体、叶绿体的内外膜和原核细胞的细胞膜上
B．ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定
C．H＋跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散，需要载体协助
D．ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡
11．[2023·山西吕梁校考模拟]青霉素酰化酶又称青霉素氨基水解酶，主要从大肠埃希菌胞内酶和巨大芽孢杆菌胞外酶中获得，该酶已大规模应用于工业生产β­内酰胺类抗生素的关键中间体和半合成β­内酰胺类抗生素。研究表明，青霉素酰化酶在28 ℃、pH为8.1的0.02 ml·L－1的磷酸盐缓冲液体系中活性最高。下列相关叙述正确的是( )
A.青霉素酰化酶经内质网、高尔基体加工形成的结构与底物结合有关
B．该酶适宜在28 ℃、pH为8.1的0.02 ml·L－1磷酸盐缓冲液中长期保存
C.若将反应缓冲体系的pH由2上升到8，则在此过程中该酶活性逐渐增强
D．若反应体系温度由10 ℃上升到28 ℃，则该酶降低的反应活化能更显著
12．[2023·西安检测]为探究高温对酶活性的影响，某生物兴趣小组设计了如下实验：
(1)实验过程与结果：
①取两支洁净试管，分别编号为甲、乙；
②在甲试管中加入2 mL体积分数为3%新配制的过氧化氢溶液，在乙试管中加入1 mL质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液，分别置于100℃恒温水浴锅中5 min；
③将乙试管中的肝脏研磨液加入甲试管，振荡摇匀，再置于100℃恒温水浴锅中5 min，结果未观察到气泡产生。
(2)结果分析：推断观察不到气泡产生的可能原因。
①________________________________________________________________________；
②高温使底物过氧化氢全部分解。
(3)验证实验：请在原实验的基础上设计实验验证你的推断(实验材料自选)。
①实验方案：
方案一：将试管温度慢慢降至37℃，无气泡产生。继续向试管中加入________________，观察有无气泡产生。
方案二：将试管温度慢慢降至37℃，无气泡产生。继续向试管中加入________________，观察有无气泡产生。
②结果预测：
若方案一____________，方案二____________，则原因①成立；
若方案一____________，方案二____________，则原因②成立；
若方案一____________，方案二____________，则原因①和原因②都成立。
整合训练(三)
1．解析：放线菌为原核生物，细胞中只有一种细胞器—核糖体，因此其细胞中合成寡霉素时不需要多种细胞器参与，A错误；放线菌内的放能反应一般与ATP的合成相联系，因为ATP的合成需要能量，B正确；酶能降低化学反应的活化能，据此可知，ATP合成酶能够降低ATP合成反应的活化能，C错误；题意显示，寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合成酶的结构，从而阻断ATP的合成，显然寡霉素抑制细菌细胞内释放能量的代谢过程，因为该过程中有ATP的产生，D错误。
答案：B
2．解析：结合实验结果的处理可知，该实验的自变量是柠檬酸的浓度和底物浓度，A正确；结合图2可以看出，随着底物浓度的增加，柠檬酸对PPO的抑制作用有减弱的趋势，但并没有因为底物浓度的增加而持续增加到没有柠檬酸的状态，因而柠檬酸对该酶的抑制最可能是非竞争性抑制，B错误；图2中A点后增加底物浓度反应速率也不再增加，因此，限制A点反应速率的主要因素是酶活性，C正确；由于柠檬酸对PPO活性有抑制作用，而PPO催化的反应是引起果蔬褐变和品质劣变的主因，因此果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间，D正确。
答案：B
3．解析：酶只起催化作用，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，加快反应速率，A正确；酶的作用需要适宜的条件，高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，因此酶处理环境污染物也有温度等条件的限制，B错误；已知C2＋能提高TYL-T1胞内酶活性，可能原因是改变了酶的构象，使其活性增强，C正确；pH过低或过高都会破坏酶的空间结构，对TYL－T1胞内酶的活性产生严重的抑制作用，D正确。
答案：B
4．解析：人体成熟的红细胞无线粒体，进行无氧呼吸产生ATP，A正确；人体细胞ATP合成所需的能量是由有机物在氧化分解过程中释放的能量提供的，B错误；物质逆浓度梯度跨膜运输的方式属于主动运输，需要消耗ATP释放的能量，C正确；ATP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合，例如在主动运输过程中，磷酸基团可以和Ca2＋载体蛋白结合，使载体蛋白磷酸化，D正确。
答案：B
5．解析：酶能降低化学反应的活化能，但不能提供活化能，A错误；85℃的牛奶会使得姜汁中的凝乳酶失活，无法水解亲水性蛋白质，所以牛奶无法凝固，B正确；由图可知，最适温度左右不同温度下酶活性可能相同，C错误；低温时酶的空间结构比较稳定，所以保存凝乳酶应该在低温的条件下而不是在最适温度条件下，D错误。
答案：B
6．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，0.30ml·L－1的NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解的反应速率是4.3，低于NaCl溶液浓度为0的对照组，故0.30ml·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0.15ml·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，影响淀粉酶活性的最适NaCl溶液浓度在0.10ml·L－1到0.20ml·L－1之间，若进一步探究NaCl溶液提高淀粉酶催化淀粉水解的反应速率的最适浓度，应在NaCl溶液浓度为0.10ml·L－1～0.20ml·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。
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0.10～0.20ml·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
7．解析：(1)酶促反应中，酶对化学反应的催化效率可用单位时间内反应底物的消耗量或产物的生成量表示。(2)低温状态下，酶的活性被抑制，但空间结构没有改变，升高温度，酶活性可以恢复，因此，t1－t3温度上升，酶的活性逐渐升高。在高温状态下，酶因空间结构被破坏而失活，t5－t3温度下降，酶的活性不能恢复，因此t1(低温)上升到t3和t5(高温)下降到t3这两个温度变化过程中，该蛋白酶活性的变化不一样。(3)若物质Р为不可逆型抑制剂，则酶A和物质Р不可分离，若物质Р为可逆型抑制剂，则酶A和物质Р可通过透析或超过滤等物理方法分离，因此试管三的实验设置为加入酶A和物质P，透析或超过滤后加入底物。试管一为对照组，试管二中加入了物质P抑制酶A的活性，所以试管二中的酶A活性要低于试管一；若物质P是可逆型抑制剂，则试管三中，经过透析或超过滤等物理方法可以除去物质P，试管三中酶A活性会恢复，则酶A的活性可能与试管一中的相同，且两者的酶活性均高于试管二中的；若物质P是不可逆型抑制剂，则试管三中，经过透析或超过滤等物理方法不可以除去物质P，试管三中酶A活性不会恢复，则酶A的活性可能为试管三中酶A的活性与试管二中的相同，且两者的酶活性均低于试管一中的。
答案：(1)单位时间内反应底物的消耗量或产物的生成量
(2)不一样 t1时该蛋白酶活性受到抑制，但空间结构未改变，当温度由t1上升到t3时，酶的活性会上升；t5时该蛋白酶的空间结构被破坏，活性丧失，当温度由t5下降至t3时，酶的活性不能恢复
(3)透析或超过滤后加入底物 若试管三中酶A的活性与试管二中的相同，且两者的酶活性均低于试管一中的
8．解析：由图可知，在40℃之前，随着温度的上升，酶的活性上升，温度超过40℃时，菠萝蛋白酶的活性随温度升高而减小，则酶的最适温度为40℃，但是应该在低温下保存酶，A错误；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正确；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正确。
答案：A
9．解析：蛋白质附加上糖类的过程，起始于内质网，相关修饰完成才进行转移，因此抑制真核细胞内蛋白质的糖基化，蛋白质将在内质网内积累，A错误；溶酶体内有多种水解酶，本质是蛋白质，但是有些蛋白质作为反应物不需要糖基化修饰，B错误；高度分化的细胞，如哺乳动物成熟红细胞，没有内质网，高尔基体不能持续进行蛋白质的糖基化修饰，C错误；酶的作用原理是降低反应所需活化能，所以糖基转移酶发挥作用时，相应化学反应所需活化能会显著降低，D正确。
答案：D
10．解析：叶绿体内外膜上均不能合成ATP，没有ATP合成酶分布，A错误；生物膜中磷脂分子的疏水性尾部分布在内侧，亲水性头部分布在外侧，ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定，B正确；H＋跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散，需要载体协助，C正确；细胞代谢过程中，ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡，以维持细胞代谢所需要的能量消耗，D正确。
答案：A
11．解析：合成该酶分子的细胞均为原核细胞，不存在内质网、高尔基体，成熟的酶有一定的结构能与特定的底物结合，A错误；酶应在低温条件下保存，B错误；青霉素酰化酶最适pH为8.1，pH为2时，酶已经变性失活，C错误；温度由10℃上升到28℃的过程中，酶活性增强，降低的反应活化能更显著，D正确。
答案：D
12．解析：分析可知，观察不到气泡产生的可能原因有高温使过氧化氢酶变性失活、高温使底物过氧化氢全部分解。若是高温导致底物全部分解，则在常温条件下再次加入过氧化氢后应该有气泡产生，若是高温导致酶失活，则温度降低后酶不会恢复活性，若加入新鲜的肝脏研磨液(酶)，则会产生气泡。故实验方案一可为：将试管温度慢慢降至37℃，无气泡产生。继续向试管中加入2mL体积分数为3%新配制的过氧化氢溶液，观察有无气泡产生。方案二可为：将试管温度慢慢降至37℃，无气泡产生。继续向试管中加入1mL质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液，观察有无气泡产生。若酶在高温条件下失活，则方案一无气泡产生，方案二有气泡产生；若底物被全部分解，则方案一有气泡产生，方案二无气泡产生；若两种原因都成立，则方案一和方案二都无气泡产生。
答案：(2)高温使过氧化氢酶变性失活
(3)①2mL体积分数为3%新配制的过氧化氢溶液 1mL质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液 ②无气泡产生 有气泡产生 有气泡产生 无气泡产生 无气泡产生 无气泡产生(方案及结果预测合理即可)
NaCl溶液浓度/(ml·L－1)
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
酶促反应速率相对值
5.0
5.7
6.2
6.5
6.0
5.4
4.3