高考生物二轮限时规范训练：专题02第1讲《代谢中的酶和ATP》（含详解）

这是一份高考生物二轮限时规范训练：专题02第1讲《代谢中的酶和ATP》（含详解），共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．有关酶和ATP的叙述不正确的是( )
A．ATP脱去两个磷酸基团后，形成的一磷酸腺苷是某些酶的基本组成单位之一
B．人体剧烈运动时肌肉细胞中的ATP水解提供能量，此时肌肉细胞中ATP也在合成
C．同一生物体内各种酶的催化条件都相同，其催化效率受温度和pH的影响
D．不同生物都以ATP作为直接能源物质，说明不同生物具有统一性
解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA，ATP脱去两个磷酸基团后，形成的一磷酸腺苷即腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本组成单位之一，A正确；人体剧烈运动时肌肉细胞中的ATP水解提供能量，此时肌肉细胞通过细胞呼吸也在合成ATP，B正确；同一生物体内各种酶的催化条件存在差异，如动物体内的胃蛋白酶的最适pH为1.5，绝大多数酶的最适pH在6.5到8.0之间，C错误；不同生物都以ATP作为直接能源物质，说明不同生物具有统一性，D正确。
答案：C
2．湖南益阳模拟)下列关于酶与ATP的叙述，正确的是( )
A．噬菌体、硝化细菌和哺乳动物成熟的红细胞内都可以合成酶
B．用淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，一般用斐林试剂进行检测
C．酶的合成需要消耗ATP，ATP的合成需要酶的催化
D．吸能反应一般与ATP的合成相联系
解析：噬菌体没有细胞结构，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，因此噬菌体和哺乳动物成熟的红细胞内均不能合成酶，但硝化细菌的细胞内可以合成酶，A项错误；用淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，温度是自变量，而用斐林试剂检测淀粉的水解产物还原糖时需水浴加热(50～65 ℃)，对实验结果有干扰，因此一般用碘液进行检测，B项错误；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白质和RNA的合成均需要消耗ATP，ATP的合成需要酶的催化，C项正确；吸能反应一般与ATP的水解相联系，D项错误。
答案：C
3．RNaseP(酶)由20%的蛋白质和80%的RNA所组成，科学家发现如果将该酶中的蛋白质除去，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性。这一结果表明( )
A．酶都是由RNA和蛋白质组成的
B．绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
C．某些RNA具有生物催化作用
D．酶的化学本质是蛋白质
解析：科学家发现将该酶中的蛋白质除去，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明该酶中起催化作用的物质是RNA。
答案：C
4．四川成都联考)下列关于酶的叙述，错误的是( )
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．随着温度降低，酶促反应的活化能下降
C．酶活性最高时的温度不适合该酶的保存
D．所有活细胞都有与细胞呼吸有关的酶
解析：同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如呼吸氧化酶，A正确；低温条件下酶的分子结构稳定，酶适于保存在低温条件下，C正确；活细胞都能进行呼吸作用，所有活细胞都有与细胞呼吸有关的酶，D正确。
答案：B
5．下列有关酶的叙述正确的是( )
A．在适宜的条件下，酶能够让更多底物分子达到容易发生化学反应的活跃状态
B．细胞代谢能够有序地进行与酶的高效性相关
C．90 ℃条件下由于部分肽键的结构被破坏，唾液淀粉酶的空间结构变得伸展、松散
D．神经元的轴突末梢经过多次分支增大了膜面积，有利于酶的附着以提高代谢效率
解析：在适宜的条件下，酶能够降低反应所需要的活化能，所以可以使更多的底物分子达到活跃状态进行反应，A项正确；细胞内的化学反应大多数是酶促反应，酶的高效性和专一性保证了酶促反应高效、有序地进行，B项错误；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，90 ℃条件下，不会破坏肽键，而是破坏连接肽链之间的化学键，如二硫键，从而破坏蛋白质的空间结构，使其变得伸展、松散，C项错误；神经元的轴突末梢经过多次分支增大了膜面积，有利于接受神经递质，并没有酶的附着，D项错误。
答案：A
6．关于酶的相关实验叙述，正确的是( )
A．验证酶的高效性时，自变量是酶的种类
B．探究温度对酶活性的影响实验中，可选用过氧化氢酶为研究对象
C．用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时，可用碘液进行鉴定
D．在探究影响淀粉酶活性的因素时，温度、酸碱度、实验的次数等都是自变量
解析：酶的高效性是与无机催化剂相比较而言的，验证酶的高效性时，自变量是酶和无机催化剂，A错误；由于过氧化氢的分解受温度影响，探究温度对酶活性的影响实验不能选用过氧化氢酶为研究对象，B错误；用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时，可用碘液检测反应物是否被分解，C正确；在探究影响淀粉酶活性的因素时，实验的次数等是无关变量，D错误。
答案：C
7．乳糖酶可催化乳糖水解。有两项与此相关的实验，实验中无关变量相同且适宜，实验结果如下表。相关叙述正确的是( )
A.实验一若继续增加酶浓度，相对反应速率不再加大
B．实验一若增加乳糖浓度，相对反应速率将降低
C．实验二若继续增大乳糖浓度，相对反应速率不再加大
D．实验二若将反应温度提高5 ℃，相对反应速率将增大
解析：由表格的数据分析可知，实验一若继续增加酶浓度(质量分数)，相对反应速率可能加大，A项错误；实验一若增加乳糖浓度(质量分数)，相对反应速率升高或不变，B项错误；由表格的数据分析可知，实验二乳糖浓度(质量分数)已经不是反应速率的制约因素，所以继续增大乳糖浓度(质量分数)，相对反应速率不再加大，C项正确；实验二中温度为无关变量，且适宜，若将反应温度提高5 ℃，相对反应速率可能减小，D项错误。
答案：C
8．下图为用同一种酶进行的不同实验结果，下列有关叙述正确的是( )
A．本实验研究的酶是淀粉酶
B．图1曲线是研究该酶具有高效性的结果
C．实验结果表明，该酶活性的最适温度是30 ℃、最适pH是7
D．pH＝2与温度为20 ℃条件下酶活性减弱的原因不同
解析：图3显示该酶能催化麦芽糖水解，对蔗糖没有催化作用，说明本实验研究的酶为麦芽糖酶，A错误；分析图1可知：图1曲线是研究温度对该酶活性的影响，B错误；图1显示，在图示的三种温度条件下，30 ℃时酶的活性最高，说明该酶的最适温度为30 ℃左右，但30 ℃不一定为该酶的最适温度，图2显示该酶的最适pH为7，C错误；pH为2时，因过酸使酶的空间结构遭到破坏而变性失活，温度为20 ℃条件下，酶活性减弱的原因是低温抑制了酶的活性，但酶的空间结构没有遭到破坏，D正确。
答案：D
9．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( )
(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：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。
答案：B
10．图中甲曲线表示在最适温度下某种酶的酶促反应速率与反应物浓度之间的关系，乙、丙两条曲线分别表示该酶促反应速率随温度、pH的变化趋势。下列相关叙述正确的是( )
A．图中的D点和G点酶的活性很低的原因是酶的空间结构遭到破坏
B．酶分子在催化生物反应完成后立即被降解成氨基酸或核苷酸
C．AB段限制反应速率的因素是反应物浓度，在B点适当增加酶浓度，反应速率将增大
D．图中E点代表该酶的最适pH，短期保存该酶的适宜条件对应于图中的D、H两点
解析：D点(低温)酶的活性很低，但酶的空间结构并未遭到破坏，A错误；酶在发挥催化作用后不被降解，B错误；甲曲线是在最适温度下测定的，AB段(不包括B点)限制反应速率的因素是反应物浓度，B点限制反应速率的因素是酶浓度，故在B点适当增加酶的浓度，反应速率会增大，C正确；图中E点代表该酶的最适温度，H点代表该酶的最适pH，D错误。
答案：C
二、非选择题
11．某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到下图所示的实验结果。请回答相关问题：
(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________的作用下分解的。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条件下淀粉剩余量
12．研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质，有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶。对此，研究人员设计并做了一些相关实验。
(1)要鉴定此物质化学本质是蛋白质还是RNA，可分别选用________试剂和________染液。
(2)要确定此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如图所示的实验过程，请分析可能的实验结果。在水浴加热后，若两支试管均出现砖红色沉淀，说明______________________，若两支试管均不出现砖红色沉淀，则说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，化学本质是蛋白质，需要确定其催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定______________________，再参照图中甲试管的处理方法进行实验。实验结束后，再选择其中砖红色沉淀________的两支试管所对应的温度，设置________________，重复进行实验。
(4)若通过研究确认该提取物还含有淀粉酶，某同学欲探究温度对淀粉酶活性的影响进行了如下实验：
①取6支试管并编号为A、A1、B、B1、C、C1。在试管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液，在试管A1、B1、C1中都加入等量淀粉酶溶液。②将试管A、A1放入60 ℃水中，将试管B、B1放入100 ℃水中，将试管C、C1放入冰水中，维持5 min。③分别将等量的淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，在相应温度下维持5 min。④取出试管，用斐林试剂检测实验结果。请指出该同学实验中存在的问题，并提出修正方案。
存在问题是________________________________________________________________。
修正方案__________________________________________________________________。
解析：(1)双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应，RNA与吡罗红反应呈红色，因此要鉴定此物质的化学本质是蛋白质还是RNA，可分别选用双缩脲试剂和吡罗红染液。(2)根据酶的专一性，葡萄糖酶只能催化葡萄糖水解，蔗糖酶只能催化蔗糖水解，甲、乙试管中分别加入葡萄糖和蔗糖溶液，若加入的是蔗糖酶，则能将蔗糖分解为葡萄糖和果糖，二者均为还原糖，都能与斐林试剂反应，出现砖红色沉淀。若加入的是葡萄糖酶，则可将葡萄糖分解，而不能分解蔗糖，葡萄糖被分解后失去还原性，不能与斐林试剂反应，不会出现砖红色沉淀，而蔗糖不能与斐林试剂反应，也不会出现砖红色沉淀。(3)要确定葡萄糖分解酶催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定系列等温度梯度，再参照图中甲试管的处理方法进行实验。在适宜的温度下酶活性高，分解葡萄糖的量大，剩余葡萄糖的量小，因此实验结束后，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度，设置更小的温度梯度，重复进行实验。(4)由题意知，在100 ℃的条件下，淀粉酶失活不能分解淀粉，冰水中因低温抑制了酶的活性也不能分解淀粉，淀粉酶是蛋白质，淀粉是多糖，二者均不与斐林试剂发生反应，故存在的问题是检测结果的试剂不合适。由于碘与淀粉反应变蓝，故应该是取出试管，各加入等量的碘液观察颜色变化，颜色浅的试管所处的温度是淀粉酶的适宜温度。
答案：(1)双缩脲 吡罗红
(2)该物质是能催化蔗糖分解的酶 该物质是能催化葡萄糖分解的酶
(3)系列等温度梯度 最少 更小的温度梯度
(4)检测结果的试剂不合适 取出试管，各加入等量的碘液
13．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。
(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，设计以下三种方法方案。
(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)实验分析：试管甲、丙不同的量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
实验一(质量分数为10%的乳糖)
酶的质量分数
0
1%
2%
3%
4%
相对反应速率
0
25
50
100
200
实验二(质量分数为2%的乳糖酶)
乳糖的质量分数
0
5%
10%
15%
20%
相对反应速率
0
25
50
65
65
酶种类
温度
酶活性
漆酶
X
82%
45 ℃
90%
60 ℃
92%
酪氨酸酶
28 ℃
97%
40 ℃
76%
60 ℃
10%
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