2019年高考生物二轮专题训练：第4讲 酶和ATP（含解析）

第4讲 酶和ATP

专题跟踪训练(四)

一、单选题

1．(2018·黑龙江省大庆市模拟)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)

A．酶可以脱离生物体起作用

B．酶具有专一性，一种酶只能催化一种化学反应

C．甲状腺激素与呼吸酶不可能来自同一个细胞

D．所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应

[解析]　酶可以在细胞内、细胞外或者体外起催化作用，A正确；酶具有专一性，一种酶只能催化一种或者一类化学反应，B错误；甲状腺激素来自甲状腺细胞，该细胞同样有呼吸酶，C错误；蛋白质类酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应，RNA类酶不能用双缩脲试剂检测，应用吡啰红试剂检测，D错误，所以选A。

[答案]　A

2．(2018·四川省蓉城名校联盟高中联考)下列有关酶与ATP的叙述，正确的是(　　)

A．酶的作用原理与无机催化剂不同，酶是降低了化学反应的活化能

B．随着温度的升高，酶的最适温度一般呈先升高后降低的趋势

C．细胞中吸能反应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP

D．无氧呼吸产生的ATP少，是因为有机物的大部分能量以热能的形式散失

[解析]　酶与无机催化剂都能加快化学反应速率，二者的作用机理相同，都能够降低化学反应的活化能，但酶降低的效果更为显著，A错误；酶的最适宜温度一般是不变的，随着温度的升高酶的活性先升高后降低，甚至失活，B错误；细胞中吸能反应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP，C正确；无氧呼吸产生的不彻底的氧化产物中含有大量的能量，所以其释放的能量少，D错误。

[答案]　C

3．(2018·安徽省宣城联考)如图为反应物A生成产物P的化学反应在无酶和有酶催化条件下的能量变化过程，假设酶所处的环境条件为最适条件。下列分析正确的是(　　)

A．ad段表示无酶催化时该反应的活化能

B．bc段表示酶为底物提供的活化能

C．若将酶改成无机催化剂，则图中b点位置会下移

D．若将有酶催化的反应温度下降10 ℃，则ab段会缩短

[解析]　ac段表示在无酶催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能，A错误；bc段表示在有酶催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能，B错误；由于酶比无机催化剂降低化学反应的活化能更显著，所以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将向上移动，C错误；由于该酶所处的环境条件为最适条件，故将有酶催化的反应温度下降10 ℃，酶活性下降，导致降低化学反应活化能的程度下降，b点上移，ab段会缩短，D正确。

[答案]　D

4．(2018·天津市河北区质量检测)如图为pH对作用于同一底物的两种水解酶活性的影响，相关叙述正确的是(　　)

A．在任何温度条件下，pH＝5时，酶1的活性高于酶2

B．将酶2由pH＝9转移到pH＝4的环境中，活性上升

C．在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同

D．酶1和酶2能够水解同一种底物是酶专一性的体现

[解析]　高温使酶变性失活，在高温环境条件下，pH＝5时，酶1的活性等于酶2，A错误；过酸、过碱使酶变性失活，pH＝9的环境下，酶2的空间结构被破坏，即使pH值恢复到最适，酶的活性也不能恢复，所以将酶2由pH＝9转移到pH＝4的环境中，酶活性不变，B错误；由图可知，在最适pH值的两侧，有两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同，C正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类底物的特性，不是针对不同酶而言的，D错误。

[答案]　C

5．(2018·陕西省西安市长安区质量检测)下面的曲线是同一反应的酶促反应和非酶促反应曲线，相关叙述正确的是(　　)

A．E1是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线

B．E2是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线

C．E3是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线

D．E2是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线

[解析]　分析曲线可知，E2和E3是化学反应所需要的活化能，由于酶可以降低化学反应的活化能，反应速率高，转化率也高，因此E2是酶促反应所需要的活化能，对应的A、C曲线是酶促反应曲线；E3是非酶促反应所需要的活化能，对应的B、D曲线是非酶促反应曲线，故选D。

[答案]　D

6．(2018·陕西省西安市长安区质量检测)下列有关叙述，错误的是(　　)

A．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物

B．需要载体蛋白协助，同时还需要消耗能量的跨膜运输方式叫主动运输

C．细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢

D．只有细胞膜具有选择透过性，其他的生物膜没有该特性

[解析]　酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，A正确。主动运输是将物质从低浓度运输到高浓度，需要载体蛋白和能量，B正确。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，这些统称为细胞代谢，C正确。生物膜都具有选择透过性，D错误。

[答案]　D

7．(2018·上海市青浦区二模)图1为ATP的结构，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法正确的是(　　)

A．图1中的五碳糖为脱氧核糖

B．图1中A代表腺苷，b、c为高能磷酸键

C．图2中反应向右进行时，图1中c键断裂并释放能量

D．图2中反应向左进行时，能量只能来自呼吸作用

[解析]　图1的A代表腺嘌呤，其五碳糖为核糖，b、c为高能磷酸键，A、B错误；图2中反应向右进行时，表示ATP水解成ADP和Pi，远离A的高能磷酸键断开，即图1中的c键断裂并释放能量，C正确；图2中ADP转化为ATP的能量可来自光合作用吸收的光能或呼吸作用释放的有机物中的化学能，D错误；所以选C。

[答案]　C

8．(2018·新课标高三冲刺卷)能荷是指总的腺苷酸系统中(即ATP、ADP和AMP浓度之和)所负荷高能磷酸键的数量，即能量负荷，计算公式为能荷＝(ATP＋0.5ADP)/(ATP＋ADP＋AMP)，下列生理过程能使细胞内的能荷增加的是(　　)

A．[H]和O2在生物膜上结合产生H2O

B．植物生长素由顶芽向侧芽运输

C．成熟的红细胞通过渗透作用吸水

D．氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链

[解析]　根据题意分析，当消耗ATP时，计算公式中的分子变小，而分母不变，则能荷变小；当产生ATP时，计算公式中的分子变大，而分母不变，则能荷变大。[H]和O2在生物膜上结合产生H2O的过程产生ATP，能荷变大，A正确；植物生长素由顶芽向侧芽运输的方式是主动运输，需要消耗ATP，导致能荷变小，B错误；成熟的红细胞通过渗透作用吸水，不消耗ATP，也不产生ATP，因此能荷不变，C错误；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链的过程需要消耗ATP，导致能荷变小，D错误。

[答案]　A

9．(2018·重庆市綦江区一诊)下列关于细胞中物质或结构的叙述，不正确的是(　　)

A．ATP和ADP都是含高能磷酸键的化合物，都能在叶绿体和线粒体中形成

B．DNA、RNA分子中都可能含有一定数量的氢键

C．血红蛋白、血浆蛋白、神经递质都在核糖体上合成，都是内环境的重要组成成分

D．效应器是反射弧的组成部分，由神经元及肌肉细胞共同构成

[解析]　ATP和ADP都是高能磷酸化合物，在叶绿体的类囊体薄膜上合成ATP，在叶绿体基质中合成ADP，同时线粒体也存在ATP的合成，在线粒体自身DNA控制蛋白质合成的过程中也有ADP的合成，A正确；DNA分子的碱基对以氢键相连，RNA中可能含有氢键，如tRNA中存在氢键连接形成的RNA双链区，B正确；血红蛋白存在于红细胞中，不属于内环境；神经递质不一定是蛋白质，不一定在核糖体合成，例如乙酰胆碱，C错误；反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器，其中效应器由传出神经元末梢及其支配的肌肉或腺体组成，D正确。

[答案]　C

10．(2018·河南省南阳市期末)下列关于能量代谢和能源物质的叙述，不正确的是(　　)

A．有氧呼吸过程中，糖类中的大部分能量以热能的形式散失

B．ATP与ADP快速转化依赖于酶的催化作用具有高效性

C．ATP转化成ADP的过程需要水

D．组成淀粉、蛋白质和脂肪的单体，其结构都具有多样性

[解析]　有氧呼吸过程中，糖类中的大部分能量以热能的形式散失，只有少部分用于合成ATP，A正确；酶的特性之一是具有高效性，ATP与ADP快速转化依赖于酶的催化作用具有高效性，B正确；ATP转化成ADP的过程是ATP的水解过程，需要水的参与，C正确；脂肪由脂肪酸和甘油组成，脂肪不属于生物大分子，也无单体；构成蛋白质的单体是氨基酸，其结构具有多样性；构成淀粉的单体为葡萄糖，其结构不具有多样性，D错误。

[答案]　D

11．(2018·辽宁省大连市测试)关于ATP分子的叙述，错误的是(　　)

A．ATP的中文名称是三磷酸腺苷，其结构简式是A－P～P～P

B．ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中

C．人体细胞形成ATP所利用的能量既可来自化学能又可来自光能

D．植物、动物、细菌和真菌的细胞内都以ATP作为能量的“通货”

[解析]　ATP的中文名称是三磷酸腺苷，其结构式为A－P～P～P，A正确；ATP的含量很少，但是转化非常迅速，ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B正确；人体细胞不能进行光合作用，因此形成ATP所利用的能量只能来自化学能，C错误；ATP是直接能源物质，植物、动物、细菌和真菌的细胞内都以ATP作为能量的“通货”，D正确。

[答案]　C

12．(2018·广东省中山市统考)如图表示在25 ℃、pH＝7条件下，向2 mL的H2O2溶液中加入两滴肝脏研磨液，H2O2分解产生O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一条件，以下分析正确的是(　　)

A．以Fe3＋替代肝脏研磨液，a值减小，b值增大

B．滴加4滴肝脏研磨液，a值不变，b值增大

C．温度为37 ℃时，a值不变，b值减小

D．H2O2量增加为4 mL时，a值增大，b值减小

[解析]　在生物化学反应中，酶的催化效率比无机催化剂的要高，酶具有高效性，但是两者的催化作用都不会改变化学反应的平衡点，所以a值不会减小，b值会增大，A错误。增加肝脏研磨液(即加大酶用量)，a值不变，b值减小，B错误。37 ℃接近人体正常体温，是酶的最适温度，催化效率是最高的，达到平衡时所用时间会减少，故b值减小，C正确。底物的量增加时，产物的量和所需时间都会有所增加，故a和b都增大，D错误。

[答案]　C

二、非选择题

13．(2018·山东济南统考)请回答下列有关酶的实验探究问题：

(1)为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验：

上述实验设计中有两处不妥之处，请指出：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

(2)一般情况下，不能用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响，原因是_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________________。

你认为应该怎样设计实验来证明温度能影响H2O2酶的活性(简单写出设计思路，也可用示意图表示)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

查阅资料发现：H2O2受热和受日光照射时分解速率加快，在温度为30 ℃以下时比较稳定，在70 ℃以上时，分解速率更快。你认为设计上述实验时，应特别注意的事项是________________________________________________________________________。

[解析]　验证酶的活性受pH的影响时，除了设置酸性条件、碱性条件的实验组外，还需要设置pH＝7的对照组。一般情况下，不用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响，是由于在不同温度下，H2O2分解速率不同。若设计实验来证明温度能影响H2O2酶的活性，我们可以采取每一温度下设置两组实验，一组中加入H2O2酶，另一组不加，比较同一温度下这两组试管中气泡的产生速率。

[答案]　(1)缺少pH＝7的对照组　加入NaOH和HCl的时间顺序不合理，应在加入H2O2酶前改变溶液的pH

(2)H2O2不稳定，易分解，温度会影响H2O2的分解速率　将盛有H2O2酶的试管保温于一系列不同温度下一段时间，然后与同温度的H2O2溶液混合，观察同温度下加H2O2酶和不加H2O2酶的两组试管中气泡的产生速率　将温度控制在70 ℃以下

14．(2018·北京四中模拟)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。回答下列问题：

(1)植物叶肉细胞内能产生ATP的场所有________________________________________，而这些场所中产生的ATP用途较为单一的是____________。

(2)ATP中高能磷酸键全部断裂后得到的产物有______________________，由此推测，催化高能磷酸键水解的酶的最适宜pH值应偏________(填“酸性”或“碱性”)。

(3)与葡萄糖相比，每分子ATP中蕴含的能量较少，但两者中只有ATP能为细胞的生命活动直接提供能量，原因是________________________________________________________。

(4)ATP在生物体内含量较少，但生物体对ATP的需求量很大，生物体是如何解决该矛盾的__________________________________。

[解析]　ATP是细胞生命活动的直接能源物质，由1分子核糖、1分子腺嘌呤碱基和3个磷酸组成，ATP脱去1分子磷酸形成ADP，脱去2分子磷酸形成的AMP是RNA的基本组成单位之一，脱去3个磷酸是腺苷；ATP中远离腺苷的高能磷酸键很容易断裂，形成ADP，释放出高能磷酸键中的能量，供细胞生命活动需要，ADP在酶的作用下吸收能量与磷酸形成ATP，是依赖于ATP与ADP的快速转化，满足细胞对能量的大量需求。(1)植物细胞可以通过光合作用和呼吸作用产生ATP，因此植物叶肉细胞内能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，其中叶绿体中发生的光合作用产生的ATP作用单一，只能用于暗反应三碳化合物的还原。(2)ATP含有2个高能磷酸键，当2个高能磷酸键全部断裂后得到的产物为一磷酸腺苷和磷酸，因此推测催化高能磷酸键水解的酶的最适宜pH值应偏酸性。(3)与葡萄糖相比，ATP的化学性质不稳定，远离腺苷的高能磷酸键易水解也易合成，因此ATP能为细胞的生命活动直接提供能量。(4)ATP在生物体内含量较少，但是细胞内ATP与ADP之间转化速率较快，因此能够满足生物体对ATP的需求量。

[答案]　(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体　叶绿体

(2)一磷酸腺苷(或腺嘌呤核糖核苷酸)和磷酸　酸性

(3)ATP的化学性质不稳定，远离腺苷的高能磷酸键易水解也易合成

(4)细胞内ATP与ADP之间转化速率较快

15．(2018·湖南长郡模考)经研究证实ATP是细胞的能量“通货”。请分析回答 ：

(1)人体细胞中的ATP主要来自____________(填生理过程名称)，其分子结构简式是____________________。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是______________________________________________________。

(2)细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是__________。

(3)为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如表所示：

①结合表中数据，解释因变量间的关系：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②若用混有浓度为2 mg·mL－1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是阻碍消化酶的____________________，影响消化；阻碍______________________，影响营养物质的吸收。

[解析]　(1)ATP可以有以下来源：细胞呼吸、光合作用和化能合成作用，在人体内只有细胞呼吸这一种方式。ATP的结构简式为A—P～P～P。(2)ATP是由一个腺苷和三个磷酸基团组成的。因此3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。(3)分析表格中的数据可知，该实验的自变量是X物质浓度，因变量是细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率。细胞的生命活动离不开能量，结合实验数据及ATP的功能可推测，因变量之间的关系是细胞内ATP的浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加。小肠中营养物质的消化需要酶来催化，酶属于生物大分子，将其从细胞内运输到消化道需要消耗能量；氨基酸等营养物质的吸收属于主动运输，需要消耗能量，所以用混有浓度为2 mg·mL－1的X物质的饲料饲喂大鼠，会使大鼠细胞中的ATP浓度下降，从而阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化，同时阻碍主动运输，影响营养物质的吸收。

[答案]　(1)细胞呼吸　A—P～P～P　ATP与ADP相互迅速转化

(2)腺苷

(3)细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加　合成或分泌　主动运输