2022高三统考生物人教版一轮参考跟踪练：第3单元　第8讲 酶与ATP

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第8讲 酶与ATP
‖A级·基础练‖
一、选择题
1．ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是( )
A．酒精发酵过程中有ATP生成
B．ATP可为物质跨膜运输提供能量
C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量
D．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
解析：选D ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，所以D错误。
2．(2019届长沙模拟)适当提高温度、加FeCl3和过氧化氢酶都可以加快过氧化氢的分解。下列各项分组中，加快过氧化氢的分解所遵循的原理相同的是( )
A．提高温度、加FeCl3
B．提高温度、加过氧化氢酶
C．加FeCl3和过氧化氢酶
D．提高温度、加FeCl3和过氧化氢酶
解析：选C 升高温度加快过氧化氢分解的原理是给反应物提供能量；加FeCl3和过氧化氢酶加快过氧化氢的分解的原理是降低反应的活化能。
3．(2019年浙江卷)为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如表所示：
据此分析，下列叙述错误的是( )
A．实验的可变因素是催化剂的种类
B．可用产生气泡的速率作检测指标
C．该实验能说明酶的作用具有高效性
D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
解析：选D 该实验的自变量是催化剂的种类，A正确；可用产生气泡的速率作检测指标，反应过氧化氢的分解速率，B正确；该实验的自变量是催化剂的种类，酶和无机催化剂对比，具有高效性，C正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆均含有过氧化氢酶，可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，D错误。
4．酶和ATP是细胞生命活动中两种重要的化合物，绝大多数生命活动都与它们密切相关，但也有“例外”。下列人体生命活动中，属于这种“例外”的是( )
A．肝脏细胞吸收组织液中的氧气
B．线粒体中的[H]与O2结合
C．吞噬细胞吞噬并水解衰老的细胞
D．体液免疫中浆细胞合成并分泌抗体
解析：选A 氧气进入细胞是通过自由扩散，不需要酶和ATP参与。
5．如图是酶催化特性的“酶—底物复合反应”模型，图中数字表示反应过程，字母表示相关物质。则下列各选项对此图意的解释正确的是( )
A．X是酶，过程①表示缩合反应
B．Y可表示酶，过程②体现酶的多样性
C．复合物Z是酶发挥高效性的关键
D．①②可以表示葡萄糖水解过程
解析：选C 据题图分析，X在化学反应前后不变，说明X是酶；Y在酶的作用下生成F和G，说明该反应是分解反应。根据以上分析可知，Y不是酶，过程②体现了酶具有催化作用。题图中的复合物Z是酶与反应物的结合体，是酶发挥高效性的关键。葡萄糖是单糖，是不能水解的糖。
6．(2019届天心区校级月考)长郡中学高三生物兴趣小组为了研究pH对某种酶活性的影响，设置a、b、c三组实验，各组pH条件均不同，其他条件相同且适宜。测定各组在不同反应时间内的产物量，结果如图所示。下列相关分析不正确的是( )
A．a组的pH可能高于b组的pH
B．a组pH条件下，该酶降低化学反应的活化能可能最多
C．在c组pH条件下比较适宜保存酶
D．实验要求“其他条件相同且适宜”的目的是减小实验误差
解析：选C 图中a曲线表示的反应速率高于b曲线，a组的pH可能高于b组的pH，A正确；a组pH条件下，该酶降低化学反应的活化能可能最多，可能a组对应的是酶的最适pH，B正确；在c组pH条件下酶的空间结构改变，永久失活，比较适宜保存酶的条件是低温，C错误；实验要求“其他条件相同且适宜”的目的是控制无关变量，减小实验误差，D正确。
二、非选择题
7．(2020届红旗区期中)泥鳅肉质细嫩，肉味鲜美，素有“水中人参”之称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶的活力的影响，以指导泥鳅的培养温度和投放的饲料类型，实验结果如图所示。请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是__________________________。从酸碱度和温度角度考虑，实验过程中提取的消化酶可置于____________________条件下保存。
(2)分析上述实验结果，可知饲养泥鳅时可用来提高其产量的措施有__________________________________(答出两点)。
(3)泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉的污染，重金属镉会降低泥鳅体内各种消化酶的活性，从而影响泥鳅的生长繁殖。请你以淀粉酶为例，设计实验来验证Cd2＋会使淀粉酶的活性降低。
实验材料：淀粉、泥鳅体内提取的淀粉酶溶液、含Cd2＋的溶液、碘液。
实验步骤：
①取A、B两支试管均先加入等量的从泥鳅体内提取的淀粉酶溶液，然后往A试管中加入__________________________，B试管中加入等量的清水，处理一段时间。
②再往A、B试管中加入等量的淀粉溶液，一段时间后向两支试管中滴加等量的碘液。
实验结果：__________________________________________。
解析：(1)据曲线图可知，该实验的自变量是温度和消化酶的种类。从酸碱度和温度角度考虑，实验过程中提取的消化酶可置于最适pH和低温条件下保存。(2)分析上述实验结果，可知饲养泥鳅时可用来提高其产量的措施有饲养水温控制在35～55 ℃，并且多投放淀粉类饲料。(3)①由于实验是验证Cd2＋会使淀粉酶的活性降低。因此取A、B两支试管均先加入等量的从泥鳅体内提取的淀粉酶溶液，然后往A试管中加入一定量的含Cd2＋的溶液，B试管中加入等量的清水，处理一段时间。②由于Cd2＋会使淀粉酶的活性降低，而A试管中为一定量的含Cd2＋的溶液，B试管中为清水，因此A试管中淀粉的分解量较少，A试管中的蓝色明显比B试管中的深。
答案：(1)温度和消化酶的种类 最适pH和低温
(2)饲养水温控制在35～55 ℃，并且多投放淀粉类饲料
(3)一定量的含Cd2＋的溶液 A试管中的蓝色明显比B试管中的深(或A试管中显现蓝色，B试管中不显现蓝色)
8．新的研究表明，专性嗜热菌株的嗜热酶在处理食品和造纸工业废水、芳香族化合物、氰药、重金属及其他有机难降解物质等方面具有重要作用。如图甲所示为降解污染物过程中由该酶催化的反应与未使用该酶的非催化反应的自由能变化情况。请据图回答问题：
(1)化学反应时必定会经过一个过渡态——活化络合物。过渡态具有比反应物分子和生成物分子都要高的势能。催化剂的实质就是与反应物分子结合，改变过渡态的势能，图甲中a和b中为催化反应活化能的是________，酶可以很大程度地________反应活化能。
(2)大多数酶属于蛋白质，少数酶属于________，影响其活性的因素主要有____________，所有的酶都________(填“有”或“没有”)调节生物体生命活动的作用。
(3)细胞中的绝大多数生理过程靠ATP________(填“直接”或“间接”)提供能量。但也有例外，如在人体小肠绒毛细胞的细胞膜上，葡萄糖主动运输载体蛋白在Na＋顺浓度梯度从细胞外扩散到细胞内时，“捎带着”把葡萄糖转运到细胞内(如图乙)。所以，小肠绒毛细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖时，ATP________(填“直接”或“间接”)提供能量。
解析：(1)根据题意及酶的作用可知，a为催化反应活化能，b为非催化反应的活化能。酶可以很大程度地降低过渡态的势能，所以可以大幅度地降低反应活化能。(2)酶是生物催化剂，其活性主要受温度和pH的影响，且大多数酶属于蛋白质，少数酶属于RNA。所有的酶都没有调节生物体生命活动的作用，只有催化作用。(3)小肠绒毛细胞以主动运输方式吸收葡萄糖时，利用的能量是Na＋顺浓度梯度的势能，而不是ATP直接供能。
答案：(1)a 降低 (2)RNA 温度和pH 没有
(3)直接 间接
‖B级·提升练‖
一、选择题
1．(2020届潍坊期中)科学家从火山温泉中分离出一种水生栖热细菌yTl，并从该细菌中提取到耐热的DNA聚合酶。下列说法正确的是( )
A．yTl具有由纤维素、果胶等物质组成的细胞壁
B．耐热的DNA聚合酶是在yTl的核糖体上合成的
C．是否具有成形的细胞核是yTl与乳酸菌的重要区别
D．yTl因缺乏内质网、高尔基体而不能对蛋白质进行加工
解析：选B 细菌yTl细胞壁的主要成分是肽聚糖，A错误；耐热的DNA聚合酶是在yTl的核糖体上合成的，B正确；yTl与乳酸菌都属于原核细胞，都不具有成形的细胞核，C错误；yTl虽然无内质网、高尔基体等细胞器，但也能对蛋白质进行加工，D错误。
2．(2019届郑州一模)肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，对RNA酶敏感，对蛋白酶不敏感。下列对该酶叙述错误的是( )
A．该酶催化氨基酸脱水缩合
B．该酶应该存在于核糖体中
C．线粒体和叶绿体内不会含有该酶
D．肽酰转移酶是具有催化活性的RNA
解析：选C 肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，即其催化氨基酸脱水缩合，A正确；氨基酸脱水缩合的场所为核糖体，所以肽酰转移酶存在于核糖体中，B正确；叶绿体和线粒体内都含有核糖体，都含有肽酰转移酶，C错误；肽酰转移酶对RNA酶敏感，所以是具有催化活性的RNA，D正确。
3．在细胞内普遍存在以下化学反应：蛋白质E＋ATP→蛋白质E—ATP复合物→蛋白质E＋ADP＋Pi＋能量。下列分析不正确的是( )
A．一般来说，细胞内大多数吸能反应由该反应提供能量
B．该反应主要发生在线粒体内膜上[H]和氧气结合的阶段
C．用32P标记ATP中远离腺苷的磷酸基团，则释放的Pi含32P
D．控制蛋白质E的基因在细胞分化过程中不存在选择性表达
解析：选B 题干中的反应过程为ATP的水解，蛋白质E为ATP水解酶。一般来说，大多数吸能反应与ATP的水解反应相联系，A正确；ATP的水解常常发生在细胞的耗能部位，而线粒体内膜上[H]和氧气结合的阶段所产生的能量大部分用于ATP的合成，B错误；ATP水解会断裂远离A的高能磷酸键，因此释放的Pi含32P，C正确；控制蛋白质E的基因为管家基因，任何细胞中都需要表达，不存在选择性表达，D正确。
4．(2019届三门峡二模)磷酸肌酸主要储存于动物和人的肌细胞中，是一种高能磷酸化合物。ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化，图示如下：
磷酸肌酸(C～P)＋ADPATP＋肌酸(C)
下列相关叙述错误的是( )
A．磷酸肌酸是能量的一种储存形式，是细胞内的直接能源物质
B．磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联
C．肌肉收缩时，在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相对稳定
D．可推测生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等
解析：选A 由题知，磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，可转化为ATP，ATP是细胞内的直接能源物质，A错误；由题图可知，磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联，B正确；肌肉收缩时，磷酸肌酸可转化为ATP，故可使ATP的含量保持相对稳定，C正确；生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等，D正确。
5．H＋—ATP合成酶是线粒体内重要的酶，若使用H＋—ATP合成酶抑制剂可选择性诱发癌细胞的凋亡。下列叙述不正确的是( )
A．H＋—ATP合成酶在叶绿体内也有，在细菌体内没有
B．H＋—ATP合成酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要H＋—ATP合成酶的催化
C．ATP可以口服，也可以注射
D．H＋—ATP合成酶抑制剂可能是一种较好的抗肿瘤药
解析：选A 根据题意，H＋—ATP合成酶参与合成ATP，存在于线粒体，叶绿体、细菌内没有，A错误；酶的合成需要ATP供能，线粒体H＋—ATP合成酶的功能主要是合成ATP和运转H＋，因此ATP的合成需要H＋—ATP合成酶的催化，B正确；ATP可溶于水，既可注射也可口服，C正确；H＋—ATP合成酶抑制剂可选择性诱发癌细胞的凋亡，因此其可能是一种较好的抗肿瘤药，D正确。
6．(2020届洛阳期中)如图表示过氧化氢分解时的相关曲线，下列叙述正确的是( )
A．若有酶催化，甲表示时间，乙表示氧气的量，则N的pH应高于M
B．若有酶催化，甲表示过氧化氢浓度，乙表示反应速率，则N的酶量一定大于M
C．若甲表示过氧化氢浓度，乙表示反应速率，则N表示Fe3＋催化，M表示酶催化
D．若为等量的Fe3＋催化，甲表示过氧化氢浓度，乙表示反应速率，则M的温度可能低于N
解析：选D pH会改变酶的活性，从而改变化学反应速率，但是不会改变生成物的量，A错误；酶的量能改变化学反应速率，但是不会改变生成物的量，B错误；与无机催化剂相比，酶具有高效性，相同条件下，酶催化的反应速率高于无机催化剂，若甲表示过氧化氢浓度，乙表示反应速率，则N应该表示酶催化，M表示Fe3＋催化，C错误；过氧化氢的分解受温度的影响，温度越高，分解速率越快，若为等量的Fe3＋催化，甲表示过氧化氢浓度，乙表示反应速率，则M的温度可能低于N，D正确。
二、非选择题
7．(2019届安徽安庆检测)图中Ras蛋白是分布在细胞膜上的一种蛋白质。已知Ras蛋白与信号转导有关，Ras蛋白结合GDP时为失活态，结合GTP时为活化态。当细胞外存在信号分子时，Ras蛋白释放出自身的GDP并结合GTP，从而由失活态向活化态转变，最终实现将胞外信号向胞内传递。据此回答下列问题：
(1)当胞外信号分子作用于细胞膜表面，而导致细胞内产生新的信号传递，体现了细胞膜的____________________________________________________________
功能；被胞外信号分子作用的细胞称为__________。Ras蛋白合成后，还需经过__________和____________的加工。
(2)GTP与ATP结构相似，结构简式G—P～P～P中G的名称为________；GTP不仅参与信号的传递，也可以作为细胞内合成RNA分子的原料来源之一，则GTP需丢失________个Pi后方可参与RNA的合成。蛋白质生物合成时需要GTP水解为GDP直接提供能量，但ATP被称为“能量通货”，最合理的解释是______________________________________。
解析：据图分析，细胞外存在信号分子时，无活性的Ras蛋白释放出自身的GDP并结合GTP，从而使得Ras蛋白由失活态向活化态转变，最终实现将胞外信号向胞内传递。(1)细胞膜上的受体结合细胞外的信息分子，体现了细胞膜在细胞间信息交流的作用；信号分子作用的细胞被称为靶细胞。Ras蛋白为细胞膜上的蛋白质，在核糖体合成的多肽链还需要通过内质网和高尔基体的加工。(2)GTP与ATP结构相似，ATP的A为腺苷，因而G为鸟苷；GTP参与RNA的形成，而RNA的基本单位只含1个Pi，因此要脱落2个Pi；ATP被称为“能量通货”的原因是细胞内更多的生命活动由ATP直接提供能量。
答案：(1)细胞间信息交流 靶细胞 内质网 高尔基体
(2)鸟苷 2 细胞内更多的生命活动由ATP直接提供能量
8．1833年，Payen和Persnz从麦芽的水抽提物中，用酒精沉淀得到了一种对热不稳定的物质，它可以使淀粉水解为可溶性糖，后来知道这种物质就是淀粉酶。淀粉酶有多种类型，如α­淀粉酶可使淀粉内部随机水解，β­淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。下图为研究pH对两种淀粉酶相对活性影响的研究结果。请据图回答相关的问题：
(1)与α­淀粉酶水解淀粉的终产物相比，β­淀粉酶水解淀粉的主要产物为__________。从图中可知，__________淀粉酶在人体胃液(pH＝1.8左右)中的活性更高。
(2)在验证pH对淀粉酶活性影响的实验中，酶的相对活力的大小可以用__________来表示。某同学设计了以下两种实验方案：
①先分别在试管中加底物，再加酶，然后一起放在相应的pH条件下保温，一段时间后检测。
②先分别在试管中加底物，再加在相应的pH条件下保温的酶，一段时间后检测。
为了使实验结果更加可靠，应选择哪种方案，并说明理由：______________________________________。
解析：(1)根据前面的分析可知，β­淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，两个单糖刚好构成麦芽糖，所以该淀粉酶水解淀粉为麦芽糖。从图中可知，在pH为1.8时，α­淀粉酶比β­淀粉酶活性更高。(2)酶活性大小可用单位时间内底物的消耗量(或单位时间内产物的生成量)表示，量越大，酶活性越高。对比两种方案，方案①中酶和底物(淀粉)都没有在每个特定的pH条件下处理，直接让它们混合，这样会导致每个实验组在没有达到设定的pH时酶就开始催化底物了，导致得到的实验结果不是在所设定pH条件下的实验结果，所以选择方案②更可靠。
答案：(1)麦芽糖 α (2)单位时间内底物的消耗量(或单位时间内产物的生成量) 方案②，因为如果酶和底物先混合，还没放到对应的pH条件下，化学反应已经进行，会干扰实验结果
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入2%过氧化氢溶液
3 mL
3 mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
—
3
加入二氧化锰
—
少许
4
检测