专题08 酶和ATP-备战2024年高考生物一轮复习抢分特训（全国通用）

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考点1 降低化学反应活化能的酶
1．细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，它是细胞生命活动的基础，其进行的主要场所是细胞质。
2．实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量。除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。
3．除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致并将结果进行比较的实验叫作对照实验，它一般要设置对照组和实验组，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。
4．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
5．酶在细胞代谢中的作用是降低活化能。酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没有改变。无机催化剂也能降低活化能，但没有酶的显著。加热的作用不是降低活化能，是使反应分子得到能量，从常态转变为容易反应的活跃状态。
6．1926年，美国科学家萨姆纳利用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出了脲酶的结晶，然后又用多种方法证明脲酶是蛋白质。
7．20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。
8．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。
9．酶有如下的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和。
10．无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
11．细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
12．建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。
13．过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
14．果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。
考点2 ATP
1．生物生命活动的能量最终来源是太阳能，主要能源物质是糖类，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
2．ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子核糖组成，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，A—P可代表腺嘌呤核糖核苷酸。(注：ATP初步水解得ADP(A－P～P)和磷酸；继续水解得AMP(A－P)和磷酸；彻底水解得核糖、腺嘌呤和磷酸。水解的程度与酶的种类相关)
3．对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，产生ATP的生理过程是呼吸作用，场所是细胞质基质和线粒体；对于绿色植物来说，产生ATP的生理作用是呼吸作用和光合作用，场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。
4．ATP在细胞中含量少，转化迅速，含量处于动态平衡。
5．细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
真 题 回 顾
1．（2023·浙江·统考高考真题）为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。
下列叙述错误的是（ ）
A．H2O2分解生成O2导致压强改变
B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C．250s时I组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性
2．（2023·广东·统考高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（ ）
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
3．（2023·浙江·统考高考真题）某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是（ ）
A．温度B．底物C．反应时间D．酶量
4．（2022·浙江·统考高考真题）下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是（ ）
A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
新 题 尝 鲜
1．（2023·海南·统考模拟预测）某人利用某α-淀粉酶与淀粉探究温度对酶活性的影响时，反应完全后使用某种方法检测葡萄糖含量，实验结果（部分数据）如下表所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．实验组1和6的葡萄糖相对含量较低，原因是酶的空间结构发生改变
B．整个实验有对照，但表中各组均为实验组
C．根据表中数据分析，该α-淀粉酶的最适温度在55~70℃
D．利用麦芽糖、淀粉和α-淀粉酶的充分反应验证酶的专一性，可用斐林试剂检测
2．（2024·四川内江·统考模拟预测）中国制茶工艺源远流长。绿茶加工包括采摘、萎凋、杀青、揉捻、干燥等工序，其中杀青要将萎凋好的茶叶放在滚筒机中，在220℃下翻滚一分钟左右，是绿茶加工中的关键工序。茶树的叶肉细胞内含有茶多酚，在茶多酚氧化酶的作用下被氧化，氧化的茶多酚使茶叶变红。下列叙述错误的是（ ）
A．“萎凋”过程茶叶细胞失去的主要是自由水
B．不断延长“杀青”时间有利于保持茶叶的绿色
C．“杀青”可减少茶多酚被氧化，以避免茶叶变红
D．“干燥”可进一步排出多余水分，减少茶叶霉变
3．（2023·四川成都·统考模拟预测）为研究温度对淀粉酶活性的影响，有人在t1、t2、t3温度下，将含有等量淀粉和淀粉酶的反应体系分别保温，一段时间后测定生成物的量分别为a、b、c（如图）；将t1、t2、t3各升高相同温度，重复实验后测定生成物的量分别为a'、b'、c'，且a'>a、b'>b、c'A．本实验中温度是自变量，淀粉酶用量是无关变量
B．b'>b说明升高温度后，原t2温度的酶活性上升
C．c'D．据实验结果推测该淀粉酶的最适温度在t2和t3之间
4．（2023·湖南娄底·涟源市第一中学校联考模拟预测）细胞代谢往往伴随着能量的变化，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP的合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．ATP的合成需要小分子之间多次脱水缩合
B．ATP的水解产物可为RNA的合成提供原料
C．ATP水解时，催化③和④处化学键断裂的酶相同
D．ATP的水解往往伴随着吸能反应，为其提供能量
5．（2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模）如图表示蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程，而磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多反应起着生物“开/关”的作用。下列相关叙述正确的是（ ）
A．蛋白质的磷酸化和去磷酸化是一个可逆过程
B．蛋白质磷酸化是一个放能过程
C．蛋白质去磷酸化是一个吸能过程
D．蛋白质磷酸化属于“开”，去磷酸化属于“关”
6．（2023·湖北·模拟预测）常用32P来标记DNA分子进行有关研究。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα~Pβ~ Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ）。下列说法正确的是（ ）
A．若将ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP，则含32P的磷酸基团应ATP的α位上
B．若将ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP，则含32P的磷酸基团应在ATP的γ位上
C．若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，从而将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的β位上。
D．若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，从而将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的γ位上。
（2023·浙江·浙江金华第一中学校联考模拟预测）阅读下列资料，回答下列小题。
酶的活性会受到某些化合物的影响，凡是可使酶的活性下降而不引起酶蛋白变性的物 质统称为酶的抑制剂。有些化合物的化学结构与底物相似，这些化合物分子与底物竞争酶 的结合部位，使酶的活性降低 (图 1) 。另一些化合物与酶的特定部位结合，引起酶分子与 底物的结合部位发生改变，影响底物与酶的结合，使酶的活性降低 (图2)。
7．关于酶及酶促反应的叙述，正确的是（ ）
A．同一个体的不同细胞中酶的种类都不同
B．无机盐离子都不会改变酶促反应速率
C．某些酶促反应中，产物的积累会导致酶活性下降
D．所有酶的产生都经历了转录和翻译两个过程
8．关于酶活性抑制剂的叙述错误的是（ ）
A．图 1 所示的抑制剂为竞争性抑制剂
B．一定抑制剂浓度范围内，增加底物的浓度能减少图 1 所示抑制剂的影响
C．一定抑制剂浓度范围内，增加酶的浓度可以减少图2 所示抑制剂的影响
D．两种抑制剂都不会引起酶的变性，都不会改变酶的空间结构
9．（2023·新疆阿勒泰·统考模拟预测）蜂蜜是具有很高营养价值的保健食品，其主要化学成分为糖类、酸类、酶类、维生素、矿物质等。淀粉酶值（1g蜂蜜在1h内水解1%淀粉的毫升数）是评定蜂蜜质量的一项重要指标，淀粉酶值越高，蜂蜜营养价值越高。蜂蜜经不同温度处理后，分别测定淀粉酶值，结果如图所示。回答下列问题。
(1)蜜蜂细胞内合成淀粉酶的场所是 ，淀粉酶具有高效性的原因是 。
(2)淀粉酶值随温度升高的变化情况是 。从淀粉酶值的角度分析，蜂蜜的加工储藏及使用温度最好不要超过 ℃。
(3)假蜂蜜是用纯化的葡萄糖、果糖，色素，蜂蜜香精等原料生产的，并且添加了工业淀粉酶，与天然蜂蜜外观极为相似。但是假蜂蜜添加的工业淀粉酶与天然蜂蜜中淀粉酶的性质有很大差异，请根据下面两表检测结果，简述区别假蜂蜜和天然蜂蜜的实验思路： （要求检测指标最明显）。
天然蜂蜜（野桂花）贮存过程中淀粉酶值变化情况
单位：mL/g·h
假蜂蜜贮存过程中工业淀粉酶值变化情况
单位：mL/g·h
过 关 检 测
一、选择题
1．（2023春·河南洛阳·高三洛宁县第一高级中学校联考阶段练习）洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响会改变构象，部分解折叠的蛋白酶可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失活。此外，加热也能导致碱性蛋白酶失活，如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．解折叠的蛋白酶空间结构变得松散，容易被碱性蛋白酶降解
B．含有碱性蛋白酶的洗涤剂在高温条件下去污效果会降低
C．不同程度的加热导致碱性蛋白酶的构象改变过程是可逆的，碱性蛋白酶活力可恢复
D．洗涤剂中的碱性蛋白酶可快速水解奶渍，产生小分子的肽和氨基酸
2．（2023·湖北·黄冈中学校联考模拟预测）生命的本质是什么？亚里士多德提出的“活力论”认为生物的一切活动都是由“活力”（构成生物体的非物质因素）所支配的。活力论否定生命的物质性，并将生命活动看作是由凌驾于物质之上的“活力”引起的。下列观点或事实支持“活力论”的是（ ）
A．海尔蒙特认为酵母中存在着非物质的特殊活性成分使其具有不同功能的潜能或活力
B．施旺将葡萄汁加热煮沸杀死酵母细胞后，葡萄汁就不会再发酵成酒
C．毕希纳根据“无细胞的发酵”提出：细胞中每一种化学反应都是由特定的酶催化的
D．拉瓦锡根据糖发酵过程的定量分析结果提出：发酵只是一个氧化还原反应
3．（2023秋·重庆·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）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 I所示。叶酸是某些细菌生长所必需的物质，由叶酸合成酶催化对氨基苯甲酸转化而来。磺胺类药也可结合叶酸合成酶，从而抑制叶酸的合成，起到杀菌作用。研究人员进行了相关实验，结果如图II所示。下列分析不正确的是（ ）
A．该实验的自变量是对氨基苯甲酸的浓度和是否存在磺胺类药物
B．磺胺类药物最可能是叶酸合成酶的非竞争性抑制剂
C．图II中限制P点反应速率的主要因素是叶酸合成酶的数量
D．抑制细菌对对氨基苯甲酸的吸收，可增强磺胺类药物的杀菌作用
4．（2023秋·重庆·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）磷酸肌酸(C-P) 是一种存在于肌细胞中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定条件下可以相互转化。细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上,余下部分为肌酸(C)，这样可以在短时间内维持细胞中ATP含瓜的相对稳定。下列叙述错误的是（ ）
A．磷酸肌酸转移磷酸基团的过程是放能反应
B．磷酸肌酸是能量的一种储存形式，但不能直接为肌肉细胞供能
C．剧烈运动时，肌细胞中磷酸肌酸与肌酸含量的比值会有所升高
D．磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相关联
5．（2024·四川内江·统考模拟预测）科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。下列关于这两类细胞的叙述错误的是（ ）
A．二者的元素组成在种类上基本相同
B．二者都有控制细胞代谢和遗传的相应结构
C．二者都有在结构和功能上紧密联系的生物膜系统
D．二者都存在ADP与ATP相互转化的能量供应机制
6．（2023春·宁夏石嘴山·高三石嘴山市第三中学校考阶段练习）关于酶与ATP的叙述正确的是（ ）
A．酶形成需要消耗ATP，ATP的形成也需要酶的催化
B．酶的催化效率无论在什么条件下总是高于无机催化剂
C．某种酶经蛋白酶处理后活性不变，推断其组成成分中含有脱氧核糖
D．酶应在最适温度和最适pH条件下保存
7．（2024·全国·高三专题练习）下列有关ATP的叙述，正确的是（ ）
A．ATP的合成与许多吸能反应密切相关
B．糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATP
C．ATP分子由1个腺嘌呤脱氧核苷酸和2个磷酸基团组成
D．在平静和剧烈运动状态下，细胞内ATP的含量都能保持动态平衡
8．（2022秋·河南郑州·高三郑州四中校考阶段练习）GTP（三磷酸鸟苷或鸟苷三磷酸）在相关酶的催化下生成GDP和磷酸基团，该过程释放的能量可用于某些生化反应。研究发现GTP和ATP之间可以相互转化。下列有关叙述中错误的是（ ）
A．GTP和ATP均属于高能磷酸化合物
B．GTP可以作为合成核糖体组分的原料
C．GTP中远离鸟苷的磷酸基团可以转移给ADP
D．GTP不能作为直接能源物质为生命活动供能
二、非选择题
9．（2023·四川成都·模拟预测）胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列实验：在酶量一定且环境适宜的条件下，检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图1．请回答下列问题。

(1)图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 作用（填“促进”或“抑制”）。
(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，因此酶的作用具有 性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理应为 （填“B”或“C”）。
(3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图3所示。
①本实验的自变量有 。（需答出两点）
②由图3可知，加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变 。
组别
甲中溶液（0.2mL）
乙中溶液（2mL）
不同时间测定的相对压强（kPa）
0s
50s
100s
150s
200s
250s
I
肝脏提取液
H2O2溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
II
FeCl3
H2O2溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
III
蒸馏水
H2O2溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
组别
1
2
3
4
5
6
温度/℃
10
25
40
55
70
85
葡萄糖相对含量
0．170
0．849
1．122
1．271
1．383
0．450
贮存时间（d）
淀粉酶值（10℃）
淀粉酶值（37℃）
淀粉酶值（45℃）
0
7.16
7.16
7.16
10
7.16
6.37
4.60
20
7.16
5.54
3.59
30
7.15
4.87
2.71
贮存时间（d）
淀粉酶值（10℃）
淀粉酶值（37℃）
淀粉酶值（45℃）
0
8.65
8.65
8.65
10
8.65
8.55
8.61
20
8.47
8.33
8.33
30
8.30
8.20
8.13