新高考适用2024版高考生物一轮总复习练案7必修1分子与细胞第三单元细胞的能量供应和利用第1讲酶和ATP

练案[7]必修1　第三单元　细胞的能量供应和利用

 第1讲　酶和ATP

A组

一、选择题

1．(2023·湖南湘潭模拟)某小组为了解某种加酶洗衣粉对蛋白质的水解作用，将完全相同的蛋白块置于等量适宜浓度的该洗衣粉溶液中，蛋白块消失所需的时间与温度的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( D )

A．该洗衣粉水解脂肪的最适温度也是45 ℃

B．B、C两点催化效率相同且均低于A点的原理相同

C．若改变该洗衣粉溶液的pH，则A点会向左或向右移动

D．若减小该洗衣粉溶液的浓度，A、B、C三点均向上移动

解析：分析题图可知，该洗衣粉中的蛋白酶水解蛋白质的最适温度是45 ℃，由于实验没有涉及温度对该洗衣粉中脂肪酶活性的影响，无法得出该洗衣粉水解脂肪的最适温度也是45 ℃，A错误；B、C两点催化效率相同，但低于A点的原理不同，30 ℃时蛋白酶的活性受到抑制，酶的空间结构没有发生不可逆变化，而60 ℃时蛋白酶的空间结构发生不可逆改变，B错误；在不同pH条件下，酶的最适温度不变，即改变该洗衣粉溶液的pH，A点不会向左或向右移动，C错误；减小该洗衣粉溶液的浓度，相当于减小其中的酶浓度，催化一定量的底物时，酶浓度越小，反应速率越慢，蛋白块消失所需的时间越长，故A、B、C三点均向上移动，D正确。

2．(2022·盐城阜宁中学期中，13)为探究不同纤维素酶浓度对黄瓜原生质体获得率的影响，科研人员进行了如下实验：等量黄瓜子叶在黑暗环境中酶解7 h→过滤、离心，取沉淀物→用适量原生质体清洗液洗涤、离心→统计原生质体获得率。相关叙述正确的是( D )

A．酶解法获取原生质体的主要原理是酶催化具有高效性

B．酶解装置置于黑暗中的目的是防止光照影响纤维素酶活性

C．原生质体清洗液的渗透压应小于子叶细胞液渗透压

D．可在抽样、染色后，利用血细胞计数板统计有活性的原生质体数量

解析：酶解法获取原生质体的主要原理是酶催化具有专一性，A错误；强光照可能会使细胞质膜受到损伤，使原生质体活力下降，酶解装置置于黑暗中的目的是提高原生质体的存活率，B错误；原生质体清洗液的渗透压应等于子叶细胞液的渗透压，防止原生质体吸水过多破裂或失水过多死亡，C错误；将原生质体染色后，可利用血细胞计数板统计有活性的原生质体数量，D正确。

3．(2022·天津十二校联考一模，4)蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法不正确的是( A )

A．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP

B．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化

C．蛋白质活性的改变可能是通过蛋白质空间结构的变化来实现

D．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系

解析：蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP，A错误。

4．(2023·山东省等级考试一模，5)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料( A )

①dGTP，dATP，dTTP，dCTP

②dGTP，dATP，dTTP

③α位32P标记的ddCTP

④γ位32P标记的ddCTP

A．①③ 　  B．①④ 　

C．②③ 　  D．②④

解析：由题意可知，要得到被放射性32P标记的且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段，首先必须提供四种dNTP，同时提供含放射性的ddCTP，这样ddCTP随机插入到合成的子链中，导致子链合成终止，形成不同长度的子链DNA片段；ddCTP要作为DNA复制的原料则需要脱去两分子磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位磷酸上。故选①③。

5．(2023·广东佛山市质检)ATP合酶是合成ATP所需要的酶，分子结构由突出于膜外的亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成。当H＋顺浓度梯度穿过ATP合酶时，该酶能促使ADP与Pi形成ATP。下列关于ATP合酶的分析，错误的是( C )

A．ATP合酶在线粒体、叶绿体内都有分布

B．ATP合酶既具有催化作用，同时也具有运输作用

C．ATP和ADP的相互转化过程都需要ATP合酶的催化

D．ATP合酶催化ADP和Pi形成ATP时，伴随着能量的储存

解析：在线粒体基质和线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上都能合成ATP，因此在线粒体和叶绿体中均有ATP合酶，A正确；结合题干信息“当H＋顺浓度梯度穿过ATP合酶时，该酶能促使ADP与Pi形成ATP”，可推测ATP合酶既具有催化作用又具有运输作用，B正确；ATP合酶能催化ADP与Pi形成ATP，不能催化ATP水解，ATP转化为ADP的过程中，需要能够水解ATP的酶的参与，C错误；ATP合酶催化ADP与Pi形成ATP时，能量储存在远离A的特殊化学键中，D正确。

6．(2023·北京顺义区统考)ATP可直接给细胞的生命活动提供能量，下列关于ATP的叙述，正确的是( B )

A．生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多

B．人体成熟的红细胞在O2充足时只能通过无氧呼吸产生ATP

C．酵母菌只有在缺氧的条件下，其细胞质基质中才能形成ATP

D．生物体内ADP转化成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸

解析：ATP在细胞内含量不高，生命活动旺盛的细胞中ATP与ADP转化速度较快，A错误；人体成熟的红细胞无线粒体，在O2充足时只能通过无氧呼吸产生ATP，B正确；细胞质基质是酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段发生的场所，不管是否缺氧，其细胞质基质中都能形成ATP，C错误；植物体内ADP转化成ATP所需要的能量可来自细胞呼吸、光合作用，D错误。

二、非选择题

7．(2023·陕西高三线上联考)某实验小组为了探究乙烯对淀粉酶活性的影响，向多支试管中加入等量的磷酸缓冲液、淀粉溶液和淀粉酶溶液后分为实验组和对照组。其中实验组加入适宜体积的乙烯，对照组加入等量的蒸馏水，在最适温度下酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。请回答下列问题：

(1)酶活性指的是酶催化特定化学反应的能力。

分析实验及结果，可以得出的结论是乙烯能提高淀粉酶的活性。

(2)B点时，实验组和对照组的酶促反应速率相等，此时两组的酶活性不同(填“相同”或“不同”)。AC段酶促反应速率下降的原因是随着反应的进行，底物浓度不断下降，酶促反应速率减慢。若提高反应体系的温度，则t1和t2向右(填“左”或“右”)移动。

解析：(1)酶活性指酶催化特定化学反应的能力。据题图分析可知：总体来说实验组酶促反应速率较对照组高，反应完成的时间短，故可推知乙烯能提高淀粉酶的活性。(2)B点时，实验组和对照组酶促反应速率相等，但实验组底物浓度更低，故两者酶活性不同。AC段随着反应的进行，底物浓度不断下降，酶促反应速率逐渐减慢。图示为最适温度下酶促反应速率随反应时间的变化曲线，若提高反应体系温度，则两组酶活性均下降，故t1和t2向右移动。

B组

一、选择题

1．(2023·武汉市部分学校质检)核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述，正确的是( A )

A．核酶的催化活性可能也受温度的影响

B．核酶能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应

C．因核酶为单链RNA分子，所以核酶分子中一定不存在氢键

D．核酶降解特异的mRNA序列时，破坏的是相邻碱基之间的氢键

解析：生物大分子如蛋白质、核酸一般都有高级结构，而高级结构易受温度等外界因素影响，再结合题干信息“核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子”，可知核酶的活性可能受温度的影响，A正确；核酶的化学本质为RNA，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，B错误；有的单链RNA分子中存在氢键，如tRNA，核酶分子中可能也存在氢键，C错误；核酶降解特异的mRNA序列时，破坏的是相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。

2．(2022·深圳一模，4)磺胺类药是一类常见的抑菌药，它与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，从而抑制二氢叶酸的合成，抑制细菌繁殖。其作用机理如图所示，下列有关说法错误的是( C )

A．对氨基苯甲酸是合成二氢叶酸所需的原料

B．对氨基苯甲酸的浓度会影响磺胺类药的效果

C．磺胺类药的作用原理是破坏二氢叶酸的结构

D．磺胺类药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂

解析：由题意可知，磺胺类药与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，从而抑制二氢叶酸的合成，可见对氨基苯甲酸是合成二氢叶酸所需的原料，A正确；磺胺类药的作用机理是与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，当对氨基苯甲酸的浓度较高时，磺胺类药竞争结合酶的活性中心的机会减少，因此对氨基苯甲酸的浓度会影响磺胺类药的效果，B正确；磺胺类药的作用原理是与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，使得底物对氨基苯甲酸不能合成二氢叶酸，因此磺胺类药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，C错误，D正确。

3．(2023·湖南新高考教学教研联盟二联，3)ATP快速荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用“荧光素—荧光素酶体系”与ATP发生反应产生光，再根据发光强弱来估测微生物残留量。下列说法错误的是( D )

A．萤火虫细胞内线粒体是合成ATP的主要场所

B．荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量

C．ATP为上述荧光素酶催化荧光素的反应提供能量

D．细胞中储存了大量ATP为细胞的生命活动提供能量

解析：线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸能产生大量ATP，A正确；ATP是细胞的能量货币，微生物中含有ATP，所以荧光检测仪可以用于检测酸奶制品中乳酸菌等厌氧型微生物的残留量，B正确；由图可知，ATP能为荧光素酶催化荧光素提供能量，C正确；ATP在细胞内存储较少，需要ATP与ADP不断转化来为生命活动供能，D错误。

4．抗体酶又称催化性抗体，是一种具有催化功能的抗体分子。在其可变区赋予酶的特性，是抗体的高度选择性和酶的高效催化功能巧妙结合的产物。下列有关该酶的叙述，正确的是( B )

A．该酶可以为其所催化的化学反应提供活化能

B．该酶彻底水解后的产物是氨基酸

C．探究该酶最适温度时，需将酶与底物先混合，然后置于一系列温度梯度条件下

D．高温和低温均会使抗体酶失去活性

解析：酶的作用原理是降低化学反应的活化能，A错误；抗体酶是一种蛋白质，蛋白质彻底水解后的产物是氨基酸，B正确；探究该酶最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温，然后再将相同温度下的酶和底物混合，若将酶与底物先混合，会导致底物分解而影响实验结果，C错误；低温不会使抗体酶失去活性，D错误。

5．下列关于载体蛋白、酶和ATP的说法，正确的是( A )

A．都能在活细胞中找到

B．都含有元素C、H、O、N、P、S

C．都属于生物大分子

D．都会在草履虫吞噬食物过程发挥作用

解析：载体蛋白、酶和ATP都能在活细胞中找到，A项正确；载体蛋白和酶可能含有元素C、H、O、N、P、S，ATP中不含S，B项错误；ATP不是生物大分子，C项错误；草履虫吞噬食物过程依赖于膜的流动性，属于胞吞，不需要载体蛋白协助，D项错误。

6．ATP合酶是F1和F0的复合体，其中F1位于某些细胞器的膜外基质中，具有酶活性；F0嵌在膜的磷脂双分子层中，为质子(H＋)通道，当膜外的高浓度的质子冲入膜内时能为ATP的合成提供能量。下列叙述正确的是( C )

A．ATP合酶存在于线粒体内膜和叶绿体内膜上

B．F0为ATP合酶的疏水部位，能催化ATP的合成

C．合成ATP时的能量直接来自H＋的化学势能

D．高温使F1和F0分离后，F1仍能合成ATP

解析：已知ATP合酶是F1和F0的复合体，其中F1位于某些细胞器的膜外基质中，F0嵌在膜的磷脂双分子层中。在光合作用中，ATP合成于叶绿体的类囊体薄膜上进行的光反应阶段，因此叶绿体内膜上不存在ATP合酶，而有氧呼吸的三个阶段都有ATP合成，其场所依次为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，因此ATP合酶存在于线粒体内膜上，A错误；F0嵌在膜的磷脂双分子层中，为ATP合酶的疏水部位，是质子(H＋)通道，当膜外的高浓度的质子冲入膜内时能为ATP的合成提供能量，说明合成ATP时的能量直接来自H＋的化学势能，B错误，C正确；F1具有酶活性，高温使F1和F0分离后，F1会因高温而变性失活，不能催化合成ATP，D错误。

二、非选择题

7．(2023·湖南郴州一模)研究者从生物组织中提取出两种酶：酶A和酶B，进行了一系列研究，回答下列问题：

(1)将酶A分为两组，一组遇双缩脲试剂后呈现紫色反应；另一组用RNA酶处理后，不再具有催化活性。这表明酶A含有蛋白质和RNA。

(2)酶B是一种蛋白质，研究者采用定量分析方法测定不同pH对酶B的酶促反应速率(v)的影响，得到如图所示曲线。

当pH偏离6.8时，酶B的酶促反应速率会下降，下降的原因可能有三种：①pH变化破坏了酶B的空间结构，导致酶不可逆失活；②pH变化影响了底物与酶B的结合和状态，这种影响是可逆的；③前两种原因同时存在。现要探究当pH＝5时酶促反应速率下降的原因，请在上述实验基础上，简要写出实验思路(含预期结果及结论)：将酶B在pH＝5的条件下处理一段时间后，提高pH至6.8。测定其酶促反应速率。若测定速率为B，则为原因①；若测定速率为A，则为原因②；若B<测定速率<A，则为原因③。

解析：(1)将酶A分成两组，一组遇双缩脲试剂后呈现紫色反应，说明酶A中含有蛋白质，另一组用RNA酶处理后，不再具有催化活性，根据酶的专一性，说明酶A中含有RNA。(2)根据题意可知，若要探究当pH＝5时酶促反应速率下降的原因，可以将酶B在pH＝5的条件下处理一段时间，然后，提高pH至6.8，测定其酶促反应速率。如果①pH变化破坏了酶B的空间结构，导致酶不可逆失活，将pH提高到6.8时，酶活性不会恢复，则测定的酶促反应速率仍为B；②若pH变化影响了底物与酶B的结合和状态，这种影响是可逆的，将pH提高到6.8时，酶活性会恢复，则测定的酶促反应速率为A，③若前两种原因同时存在，将pH升高到6.8时，测定的酶促反应速率应该在A、B之间。