2020高考生物二轮复习第1部分命题区域2能量的供应和利用-代谢第1讲酶和ATP在代谢中的作用作业解析版 8页

第一讲　酶和ATP在代谢中的作用 一、选择题 ‎1．(2019·四川成都一诊)ATP是生物体内重要的化合物，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．呼吸作用是所有细胞生物产生ATP的重要途径 B．叶肉细胞吸收Mg2＋时所需的ATP由光反应提供 C．无氧时酵母菌产生ATP的主要场所是线粒体内膜 D．剧烈运动时骨骼肌细胞内ATP的积累量迅速增加 解析：选A　细胞生物产生ATP的途径有光合作用、呼吸作用，呼吸作用是所有活细胞都进行的，A正确；光反应产生的ATP只能用于叶绿体中的生命活动，不用于其他生命活动，B错误；无氧呼吸产生ATP的场所是细胞质基质，C错误；剧烈运动时，骨骼肌细胞内进行ATP与ADP的快速转化，ATP含量不会增加，D错误。‎ ‎2．(2019·广东五校联考)ATP是直接的能源物质。dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P～P～P。下列有关分析错误的是(　　)‎ A．一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成 B．细胞内生成dATP时有能量的储存，常与放能反应相联系 C．在DNA合成过程中，dATP是构成DNA的基本单位之一 D．dATP具有高能磷酸键，可能为细胞的某些反应提供能量 解析：选C　根据题意，dATP与ATP结构类似，从其结构简式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，A正确；细胞内生成dATP时要形成高能磷酸键，有能量的储存，常与放能反应相联系，B正确；DNA的结构单位是四种脱氧核苷酸，dATP不是构成DNA的基本单位，C错误；dATP含有2个高能磷酸键，可能为细胞的某些反应提供能量，D正确。‎ ‎3．(2019·辽宁丹东一模)ATP是细胞的能量“通货”，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．ATP的合成一定需要酶，酶的催化作用都需要ATP供能 B．ATP在细胞中彻底水解后可为DNA复制提供原料 C．人体成熟红细胞中ATP的产生速率在有氧、无氧条件下大致相等 D．放能反应一般与ATP水解的反应相联系 解析：选C　ATP的合成一定需在酶的催化作用下完成，酶的作用是降低反应的活化能，A错误；ATP在细胞中彻底水解后的产物有腺嘌呤、核糖和磷酸，可为RNA的复制和DNA的转录提供原料，B错误；人体成熟红细胞无线粒体，只能通过无氧呼吸产生ATP，O2浓度对该过程无影响，C正确；放能反应一般与ATP合成反应相联系，D错误。‎ ‎4．(2019·湖北黄冈调研)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)‎ A．酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特性 B．酶通过降低活化能和提供能量来提高酶促反应速率 8‎ C．酶都是在核糖体上合成的，在细胞内、外都能起催化作用 D．将酶置于最适温度下保存有利于保持酶的活性 解析：选A　酶具有高效性和专一性，酶的作用条件较温和，需要适宜的温度和pH，A正确；酶通过降低化学反应的活化能提高酶促反应速率，酶不能为反应提供能量，B错误；绝大多数酶的本质是蛋白质，少数是RNA，本质是蛋白质的酶在核糖体上合成，本质是RNA的酶不在核糖体上合成，C错误；酶应在低温条件下保存，有利于保持其活性，D错误。‎ ‎5．(2019·江苏高考预测卷)科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质，并且发现该物质(简称F)不仅在能量储存过程中起着重要作用，而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。生化实验还证实，当某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与 B．物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性 C．线粒体中若缺少物质F，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP D．线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解 解析：选D　由于“某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸”“F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体”，说明F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性，A、B正确；F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，线粒体中若缺少它，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP，C正确；线粒体中形成ATP所需要的能量来自丙酮酸的分解以及[H]和氧气结合，D错误。‎ ‎6．最适温度下将一定量蛋白质A与蛋白质B在a时混合，而后发现蛋白质A的浓度不断降低(b时浓度不再变化)，蛋白质B的浓度不变。下列叙述正确的是(　　)‎ A．蛋白质B可能是淀粉酶，其能降低蛋白质A水解反应所需的活化能 B．实验开始时若适当提高该反应体系温度，b值可能增大也可能减小 C．若蛋白质A水解反应速率不断降低，不能表明酶的活性发生变化 D．向反应体系中加入双缩脲试剂可准确检测蛋白质A的剩余量 解析：选C　根据题干信息分析可得，蛋白质B是能够催化蛋白质A水解的酶，故其应该是一种蛋白酶，而不是淀粉酶，A错误；适当提高该反应体系温度，酶的活性降低，b值增大，B错误；蛋白质A水解反应速率不断降低与反应物浓度减少也有关，不能表明酶的活性发生变化，C正确；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，通过颜色变化不能准确检测蛋白质A的剩余量，且如果蛋白质A水解的产物有多肽，多肽也会与双缩脲试剂发生反应，D错误。‎ ‎7．人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧烈运动时3 s以内的能量供给。运动员参加短跑比赛过程中，肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ 8‎ A．ab段ATP水解释放的能量主要用于肌肉收缩 B．bc段ATP含量上升的能量来源主要是有氧呼吸 C．跑步时可能会感觉肌肉酸痛，主要是无氧呼吸产生的乳酸引起的 D．bc段只有ATP的合成，没有ATP的分解 解析：选D　根据题意可知，运动员参加短跑比赛，ab段ATP水解释放的能量主要用于肌肉收缩，A正确；人体剧烈运动需要消耗大量能量，有氧呼吸产生的能量较多，bc段ATP含量上升的能量来源主要是有氧呼吸，B正确；人体剧烈运动时，无氧呼吸与有氧呼吸并存，无氧呼吸产生的乳酸会引起肌肉酸痛，C正确；ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，故bc段既有ATP的合成又有ATP的分解，D错误。‎ ‎8．(2019·湖南长沙一模)如图表示ATP中磷酸键逐级水解的过程图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．绿色植物叶肉细胞内，叶绿体和线粒体均能合成ATP，但两者合成ATP的用途不同 B．酶a～c催化的反应(底物的物质的量相同)，产生⑤最少的是Ⅲ过程 C．酶a发挥作用时细胞中一般伴随着放能反应的进行 D．②是组成HIV遗传物质的单体之一 解析：选C　在绿色植物叶肉细胞内，叶绿体通过光合作用形成ATP，但只能用于光合作用的暗反应；线粒体合成的ATP，可以用于其他各项生命活动，A正确；酶a、b催化的都是高能磷酸键的断裂过程，酶c催化的Ⅲ过程是普通磷酸键的断裂，⑤是各阶段产生的能量，其中产生能量最少的是Ⅲ过程，B正确；酶a发挥作用时细胞中一般伴随着吸能的反应的进行，C错误；②是腺嘌呤核糖核苷酸，HIV的遗传物质是RNA，②是组成HIV遗传物质的单体之一，D正确。‎ ‎9．(2019·云南昆明质检)科学家研究了温度对家蚕表皮细胞中酪氨酸酶和漆酶活性的影响，部分结果如表所示。下列分析错误的是(　　)‎ 酶种类 温度 酶活性 漆酶 X ‎82%‎ ‎45 ℃‎ ‎90%‎ 8‎ ‎60 ℃‎ ‎92%‎ 酪氨酸酶 ‎28 ℃‎ ‎97%‎ ‎40 ℃‎ ‎76%‎ ‎60 ℃‎ ‎10%‎ 注：最适温度时的酶活性为100%。‎ A．温度X可能高于‎60 ℃‎ B．漆酶和酪氨酸酶的最适温度最可能相同 C．‎60 ℃‎时酪氨酸酶仍能降低化学反应的活化能 D．随环境温度的改变家蚕表皮细胞中的代谢活动可能会发生改变 解析：选B　表格未体现明显的温度梯度规律，酶在最适温度条件下活性为100%，温度X条件下漆酶的活性比‎60 ℃‎时要低，所以温度X可能高于‎60 ℃‎，A正确；由表中数据可以看出，一定范围内酪氨酸酶的活性随着温度的增高逐渐降低，漆酶的活性随着温度的升高而逐渐升高，两者活性最高时的温度最可能不相同，B错误；酶是通过降低化学反应的活化能来提高酶促反应速率的，‎60 ℃‎时酪氨酸酶仍有活性，仍能降低化学反应的活化能，C正确；蚕是变温动物，随着温度的改变，酶的活性会发生改变，因此随环境温度的改变家蚕表皮细胞中的代谢活动可能会发生改变，D正确。‎ ‎10．(2019·湖北四地七校联考)如图是研究物质A和物质B对某种酶活性影响的变化曲线，下列叙述正确的是(　　)‎ A．物质A能提高该化学反应的活化能 B．物质B能提高该种酶的催化活性 C．减小底物浓度可以消除物质A对该种酶的影响 D．增大底物浓度可以消除物质B对该种酶的影响 解析：选D　从题图可知，加入酶和物质A后反应速率比只加酶的反应速率大，说明物质A提高了酶的活性，其不会提高化学反应的活化能，A错误；加入物质B和酶后的反应速率比只加酶的反应速率小，说明物质B降低了酶的活性，B错误；当底物浓度较小时，加入酶和物质A的反应速率比只加酶的反应速率大，说明减小底物浓度并不能消除物质A对该种酶的影响，C错误；当底物浓度较大时，加入物质B和酶时与只加酶的反应速率一样，说明增大底物浓度可以消除物质B对该种酶的影响，D正确。‎ ‎11．图甲、图乙分别表示温度、pH与酶活性的关系。请据图分析，下列叙述错误的是(　　)‎ 8‎ A．图甲中，a点所对应的温度为该酶的最适温度 B．图甲中，当温度超过‎50 ℃‎时，酶的空间结构可能被破坏 C．图乙中，曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pH D．图乙中，曲线b、c所描述的两种酶不可能存在于同一生物体内 解析：选D　图甲中，a点酶的催化效率最高，因此，它所对应的温度就是酶促反应的最适温度，A正确；从图甲曲线看，‎50 ℃‎时，反应速度为0，说明酶失去了活性，原因可能是高温使酶的空间结构遭到破坏，B正确；图乙表示pH与酶活性的关系，曲线b、c所表示的酶最适pH分别为2.0和8.0左右，说明不同酶有不同的最适pH，C正确；人体内胃蛋白酶的最适pH为1～2，而胰蛋白酶的最适pH为7.8～8.5，D错误。‎ ‎12．(2019·湖北重点高中联考)为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，下列有关实验方案和检测结果的叙述，正确的是(　　)‎ 组别 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ 酶 淀粉酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 反应物 蔗糖 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖 A.②和③对比，用双缩脲试剂检测；②中不变紫色，③中呈现紫色 B．③和④对比，用斐林试剂检测；水浴加热条件下③中不出现砖红色沉淀，④中出现砖红色沉淀 C．①和④对比，用斐林试剂检测；水浴加热条件下①中不出现砖红色沉淀，④中出现砖红色沉淀 D．④和⑤对比，用斐林试剂检测；水浴加热条件下④和⑤中均出现砖红色沉淀 解析：选C　淀粉酶的本质是蛋白质，用双缩脲试剂检测，②中也呈现紫色，不能证明酶的作用具有专一性，A错误；淀粉酶不管分解不分解蛋白质，斐林试剂都无法检测，B错误；①和④对比，用斐林试剂检测，水浴加热条件下①中不出现砖红色沉淀，说明淀粉酶不能水解蔗糖，④中出现砖红色沉淀，说明淀粉酶将淀粉水解成还原糖，可以证明酶的作用具有专一性，C正确；麦芽糖本身具有还原性，其水解产物葡萄糖也具有还原性，不能证明酶的作用具有专一性，D错误。‎ 二、非选择题 8‎ ‎13．酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图，请回答：‎ ‎(1)该实验的自变量是________________________，实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量有________________。(答出两项即可)‎ ‎(2)据图分析，随着底物浓度的升高，抑制剂________的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析，推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因：__________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(3)某同学认为该实验小组的实验过程应如下：‎ a．将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份；‎ b．在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；‎ c．在①中加入一定量的蒸馏水，②中加入等量的抑制剂Ⅰ，③中加入等量的抑制剂Ⅱ；‎ d．定时取样检测各反应中底物的量或产物的量，记录实验结果并绘图。‎ 你认为该实验操作是否正确？________，如果不正确，请进行改正：__________________________________________________________。‎ 解析：(1)由图可知，该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。(2)由图可知，随着底物浓度的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性，酶能降低化学反应的活化能。(3)若对酶处理前先将酶与底物混合，则酶会先与底物发生反应，故应先对酶进行不同的处理，然后将处理后的酶与底物混合。‎ 答案：(1)抑制剂种类和底物浓度　温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等(合理即可)　(2)Ⅰ　在抑制剂的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化学反应活化能的能力下降(合理即可)　(3)不正确　步骤c应与步骤b互换，即先对酶溶液进行处理再加入底物(合理即可)‎ ‎14．某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果。请回答相关问题：‎ 8‎ ‎(1)酶活性是指______________________，该实验的自变量是________，以______________________作为检测因变量的指标。‎ ‎(2)上图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行________(填“对照”“对比”或“重复”)实验，得到与上图无显著差异的结果。查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在________和________的作用下分解了。pH为3条件下的酶活性________(填“小于”“等于”或“大于”)pH为9条件下的酶活性。原因是__________________________________________________________‎ ‎______________。‎ ‎(3)在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是__________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 解析：(1)酶活性是指酶对某化学反应的催化效率。该实验目的是用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，因此自变量为pH，可以通过检测反应后淀粉的剩余量来判断不同pH下酶的活性。(2)题图所示的实验结果与预期不符，可以重复以上实验，得到的实验结果与题图无显著差异，说明操作没有错误，淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的作用下分解了。由图可知，pH为3和pH为9的条件下淀粉的剩余量相等，说明pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，原因是pH为3条件下，盐酸可催化淀粉水解，干扰实验结果。(3)由图可知，1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量，说明常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。‎ 答案：(1)酶对化学反应的催化效率　pH　单位时间(1 h)淀粉剩余量　(2)重复　淀粉酶　盐酸　小于　pH为3条件下，盐酸可催化淀粉水解，有干扰　(3)1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量 ‎15．某兴趣小组围绕酶的特性进行如下两个实验：‎ 实验一：已知酚氧化酶的本质是蛋白质，能使无色的酚氧化生成褐色的物质，比如酚氧化酶可引起果蔬酶促褐变，也是引起果汁褐变的最主要因素。将含有酚氧化酶的提取液分装在甲、乙、丙三支试管内，然后进行以下操作：‎ 第一步：甲试管不做处理，乙试管加入蛋白酶，丙试管滴加强酸物质。‎ 第二步：10分钟后，向三支试管内分别加入2 mL缓冲液。‎ 第三步：再向每支试管内加入2 mL酚类物质，并观察三支试管内溶液的颜色变化。‎ 8‎ ‎(1)预测实验结果：甲、乙、丙三支试管内的颜色分别为________、________、________。‎ ‎(2)实验分析：试管甲、丙对照，可得出的结论是____________________。‎ ‎(3)知识拓展：酚氧化酶的合成是否需要酶的催化？________；是否需要ATP提供能量？________。‎ 实验二：验证淀粉酶的专一性，设计以下三种方案。‎ 各组试管的添加物质 鉴定试剂 方案一 一组试管内加淀粉酶和淀粉，另一组试管内加淀粉酶和蔗糖 碘液 方案二 一组试管内加淀粉酶和淀粉，另一组试管内加淀粉酶和蔗糖 斐林试剂 方案三 一组试管内加淀粉酶和淀粉，另一组试管内加蔗糖酶和淀粉 碘液 ‎(4)方案一和方案三不可行的原因是什么？____________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 解析：实验一：(1)已知酚氧化酶的本质是蛋白质，能使无色的酚氧化生成褐色的物质，甲试管只含有酚氧化酶和酚类物质，酚氧化酶能使无色的酚氧化生成褐色的物质，因此试管中呈现褐色；乙试管含有酚氧化酶和蛋白酶，蛋白酶催化酚氧化酶分解，因此试管中只呈现酚类物质的颜色，即无色；丙试管含有酚氧化酶，并滴加强酸物质，强酸使酶失去活性，因此试管中只呈现酚类物质的颜色。(2)试管甲、丙的不同是丙试管中加了强酸，成对照实验，丙试管中呈现无色，可得出的结论是强酸使酚氧化酶失去活性。(3)酚氧化酶的化学本质是蛋白质，其合成需要酶的催化，同时需要ATP提供能量。实验二：(4)方案一中用碘液能检测出淀粉是否被分解，但碘液不能检测蔗糖是否被分解，故本实验可用斐林试剂检测，而不可用碘液检测。本实验是验证淀粉酶的专一性，因此不能用淀粉酶和蔗糖酶两种酶来进行实验，方案三的设计只能验证酶具有专一性，不能验证淀粉酶具有专一性。‎ 答案：(1)褐色　无色　无色　(2)强酸使酚氧化酶失去活性　(3)需要　需要　(4)方案一所用碘液不能检测蔗糖是否被水解；方案三只能验证酶的专一性 8‎