2024届人教版高考生物一轮复习酶和ATP作业（单项版）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习酶和ATP作业（单项版）含答案，共12页。试卷主要包含了酶是细胞代谢不可缺少的催化剂等内容，欢迎下载使用。
课时分层作业(八)　酶和ATP

1．(2022·河北石家庄模拟)细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应，如图代表某种反应类型对应的反应进程和自由能变化情况，下列有关该反应的叙述，错误的是(　　)

A．图中所代表的反应类型是吸能反应
B．丙－丁＝催化剂降低的活化能
C．能量乙代表启动反应所需要的活化能
D．反应的进行可以不伴随ATP水解
B　[分析题图，反应物合成生成物的过程中需要能量，故为吸能反应，A正确；图中没有涉及催化剂，无法得出催化剂所降低的活化能，B错误；能量甲代表生成物中贮存的能量，能量乙代表启动反应需要的活化能，C正确；该吸能反应过程中反应物吸收的能量不一定来自ATP的水解，D正确。]
2．(2022·湖南长沙高三模拟)下图以蔗糖酶为例，示意酶分子的作用过程，下列有关说法正确的是(　　)

A．蔗糖酶在化学反应的整个过程当中结构不发生改变
B．②过程体现了酶具有专一性
C．蔗糖酶应在其最适温度下保存
D．增加蔗糖的量对该反应速率没有影响
B　[由图可知，蔗糖酶反应过程中空间结构发生了改变，A错误；②过程为酶与底物分子结合过程，结合位点与底物分子结构适配，体现了酶具有专一性，B正确；蔗糖酶应当在低温环境下保存，C错误；在一定范围内，随底物的量增加，反应速率加快，当酶达到饱和状态时，再增加底物的量，反应速率不变，D错误。]
3．(2022·成都联考)某实验小组研究化合物X对淀粉酶活性的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．化合物X降低了淀粉水解反应的活化能
B．曲线Ⅱ为对照组，曲线Ⅰ为实验组
C．淀粉酶降低了淀粉水解所需的活性能
D．化合物X改变了淀粉酶催化的最适温度
C　[加入化合物X后使酶促反应速率变慢，酶发挥作用的本质是降低化学反应的活化能，因此该物质不能降低淀粉水解反应的活化能，A错误；该实验中，没有加化合物X的一组，即曲线Ⅰ作为实验对照，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应的速率，C正确；由图可知，两组实验的最适温度相同，化合物X没有改变酶的最适温度，D错误。]
4．(2022·广东江门二中模拟)为探究酶的相关特性，某班同学开展了一系列实验，下列相关实验设计正确的是(　　)
A．为探究酶的高效性，甲同学用H2O2作底物，一组加入过氧化氢酶，一组不加酶
B．为探究酶的专一性，乙同学分别用淀粉、蔗糖作底物，均加入淀粉酶，然后用碘液进行检测
C．为探究温度对酶活性的影响，丙同学将H2O2放在不同温度下处理后，再加入过氧化氢酶
D．为探究pH对酶活性的影响，丁同学将肝脏研磨液用不同pH的缓冲液处理后，再加入H2O2
D　[用H2O2作底物，一组加入过氧化氢酶，一组不加酶，只能探究酶具有催化作用，若要探究高效性，需要与无机催化剂对比，A错误；淀粉遇碘变蓝，用碘液可以检测淀粉是否分解，但是不能检测蔗糖是否发生分解，故该实验不能用碘液进行检测，B错误；H2O2受热易分解，一般不能用H2O2作为底物探究温度对酶活性的影响，C错误；肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，探究pH对酶活性的影响时，用不同pH的缓冲液处理肝脏研磨液可以使酶处于指定pH条件下，达到对自变量的控制，D正确。]
5．(2022·海南海口模拟)酶和ATP都是与细胞代谢密切相关的物质，下列有关酶和ATP的叙述，正确的是(　　)
A．细胞内酶的合成都需要经过转录和翻译两个阶段
B．与无机催化剂相比，酶能为化学反应提供更多的活化能
C．叶肉细胞中合成ATP的能量可来自光能或化学能
D．细胞内的放能反应都必然伴随着ATP的合成
C　[酶的化学本质是蛋白质或RNA，其中蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个阶段，而RNA的合成不需要经过翻译阶段，A错误；酶和无机催化剂的作用原理均是降低化学反应的活化能，B错误；叶肉细胞中合成ATP的途径有光合作用和细胞呼吸，其中光合作用中合成ATP的能量来自光能，细胞呼吸中合成ATP的能量来自有机物氧化分解释放的化学能，C正确；细胞内的放能反应并不是都伴随着ATP的合成，如ATP水解本身就是放能反应，D错误。]
6．(2022·河南濮阳高三检测)酶是细胞代谢不可缺少的催化剂。ATP是生命活动的直接能源物质。下图是ATP逐级水解的过程图，下列相关叙述错误的是(　　)

A．细胞内的酶为多聚体，其合成过程为吸能反应
B．ATP水解产生的③和④分别是腺苷和磷酸
C．一分子ATP水解为③的过程中，阶段Ⅲ释放的⑤最多
D．ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有活细胞内都是一样的
C　[由图判断：①是ADP、②是AMP、③是腺苷、④是磷酸、⑤是水解释放的能量。图示细胞内的酶为蛋白质，是由氨基酸构成的多聚体，蛋白质的合成过程需要消耗能量，为吸能反应，A正确；根据分析可知，ATP水解产生的③和④分别是腺苷和磷酸，B正确；⑤是能量，远离腺苷的高能磷酸键最容易断裂，Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是高能磷酸键，释放能量多，Ⅲ过程断裂的是一般化学键，释放的能量少，故释放能量最少的是过程Ⅲ，C错误；ADP与ATP相互转化的能量供应机制，在所有细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性，D正确。]
7．(2022·四川成都高三阶段练习)某实验小组将萤火虫发光器取下后，干燥研磨成粉末，等量放入三支试管中，加入少量水混合后，试管中出现淡黄色荧光，15 min后荧光消失。再向试管中分别加入葡萄糖、脂肪和ATP，观察是否出现荧光，实验过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．向试管中加入少量水可为萤火虫自身ATP水解提供原料
B．萤火虫ATP中的能量可以直接来自光能，也能转化为光能
C．若加入的物质是葡萄糖或脂肪，则试管中不会出现荧光
D．该实验能够初步验证ATP可以直接为生命活动提供能量
B　[ATP为直接能源物质，在体内含量不高，可与ADP在体内迅速转化；ATP与ADP的相互转化的供能模式在生物界普遍存在，ATP水解过程中释放的能量可用于各种生命活动。ATP的水解过程需要水的消耗，因此，向试管中加入少量水的目的是提供ATP水解的原料，便于消耗自身的ATP，以避免自身的ATP对实验结果的影响，A正确；萤火虫ATP中的能量来自化学能，在绿色植物的细胞内ATP中的能量可来自光能，B错误；若加入的物质X是葡萄糖或脂肪，由于二者不是直接能源物质，试管中不能检测到荧光，C正确；利用该实验设计能证明ATP是直接能源物质，可直接为生命活动提供能量，D正确。]
8．(2022·四川眉山三诊)从某微生物中提取出的淀粉酶能催化淀粉水解成麦芽糖。取适量淀粉酶分别在不同温度下水解等量淀粉，并在第1 h末和第2 h末测定麦芽糖含量。下列结论正确的是(　　)

A．淀粉酶能提供活化能，所以能使淀粉水解反应加快
B．由0～1 h的数据可知，该淀粉酶的最适温度为35 ℃
C．在15 ℃条件下，反应完全结束后，麦芽糖含量也可达到1.8 g/mL
D．35 ℃时淀粉酶已变性，故1～2 h水解的淀粉比25 ℃少
C　[酶能降低化学反应的活化能，因此具有催化作用，酶不为化学反应提供能量，A错误；在0～1 h，35 ℃下麦芽糖含量最高(1.5 g/mL)，只能说明在已测的4个温度中，35 ℃时酶的催化效率最高，要探究该淀粉酶的最适温度还需要在25 ℃～45 ℃设置一系列温度梯度进行实验，B错误；据图可知，淀粉完全水解产生的麦芽糖总含量为1.8 g/mL，C正确；35 ℃时，第2 h只增加了0.3 g/mL麦芽糖，是因为在第1 h内生成了1.5 g/mL麦芽糖，留给第2 h反应的淀粉少，不是酶已变性，D错误。]
9．(2022·山东济南期末)已知淀粉在酸性条件下能被水解，下图表示pH对淀粉酶活性的影响结果。下列有关叙述正确的是(　　)

A．分析实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为7
B．分离pH＝13组的淀粉酶，其能与双缩脲试剂产生紫色反应
C．当pH＝3时，淀粉酶的活性与pH＝9时的酶活性相同
D．该种酶在pH＝3条件下处理一段时间后，将pH升至7过程中酶活性会逐渐增强
B　[据图示实验结果可知，横坐标为不同的pH，纵坐标为淀粉剩余量，故该实验的自变量是pH，因变量是1 h后淀粉剩余量。分析柱形图可知，1 h后，这几组实验中pH为7的条件下淀粉的剩余量最少，淀粉酶的最适pH在7左右，最适pH并不一定是7，A错误；淀粉酶的化学本质为蛋白质，pH＝13组的淀粉酶的空间结构发生改变，但肽键没有断裂，故仍然能与双缩脲试剂反应产生紫色反应，B正确；分析柱形图可知，pH为3的条件下和pH为9的条件下淀粉剩余量基本相等，由于淀粉在酸性条件下能被水解，因此pH为3的条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，C错误；酸性条件下，该酶已经失去了催化能力，将pH升至7的过程中，酶活性不可恢复，D错误。]
10．(2022·四川绵阳三模)ATP和酶是维持细胞正常代谢的两种重要物质。下图为ATP的结构式和某类酶促反应原理模型图。回答下列问题：


(1)ATP结构式中的五碳糖是________(填“核糖”或“脱氧核糖”)。若以ATP为原料合成某种酶，则需要ATP脱掉________________。
(2)ATP在细胞中含量都很低，但是细胞内的_______________机制实现了细胞对大量能量的需求。酶的含量也很低，但是因为其具有________，所以能够保证化学反应的正常进行。
(3)若某类酶促反应模型中产物是两分子葡萄糖，则图中的酶的名称为____________，推测该酶促反应过程________(填“需要”或“不需要”)ATP提供能量。
[解析]　(1)由题图知，ATP结构式中的五碳糖含有两个羟基，为核糖。若以ATP为原料合成某种酶，该酶应为RNA，此时ATP需要脱掉两分子磷酸基团。(2)细胞中的ATP含量虽然很低，但是细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制可以实现对细胞的大量供能。因为酶具有高效性，所以酶的含量虽然很低，但是也能够保证化学反应的正常进行。(3)两分子葡萄糖脱水形成的化合物为麦芽糖，所以若某类酶促反应模型中产物是两分子葡萄糖，则图中的酶的名称为麦芽糖酶，酶能够降低化学反应的活化能，故该酶促反应过程是不需要ATP提供能量的。
[答案]　(1)核糖　两分子磷酸基团　(2)ATP与ADP相互转化的能量供应　高效性　(3)麦芽糖酶　不需要

11．(2022·山东烟台期末)α­淀粉酶能够把淀粉水解为糊精，在工业生产中有着广泛应用。科研人员为研究甲、乙、丙三种离子对其活性影响，将三种离子的盐酸盐配置成1.0 mol/L的溶液，分别测定三种溶液对酶活性的影响，结果如表所示(相对酶活性＝加入盐酸盐后的酶活性/未加盐酸盐的酶活性)。则下列相关说法错误的是(　　)
盐酸盐
甲
乙
丙
相对酶活性
120%
95%
92%
A．表中的实验结果可能是在不同的温度和pH条件下测定的
B．为保证实验结果的可靠性，每组实验需要设置一定的重复组
C．三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构来影响酶的活性的
D．该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性
A　[实验要遵循单一变量原则，该实验自变量是盐酸盐的种类，温度和pH都属于无关变量，要保持相同且适宜，A错误；实验要遵循平行重复原则，以避免结果的偶然性，保证实验结果的可靠性，B正确；α­淀粉酶的化学本质是蛋白质，三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构来影响酶的活性的，C正确；该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性，D正确。]
12．(2022·海南海口学科诊断)玉米在加工成各种产品的过程中，产生的下脚料中含有玉米蛋白，直接丢弃不仅浪费资源，还污染环境。某科研小组为提高玉米蛋白的利用率，利用中性蛋白酶和碱性蛋白酶对玉米蛋白进行水解，并将其加工成玉米蛋白肽。如图1、2表示两种蛋白酶在不同条件下水解玉米蛋白的实验结果。下列有关叙述错误的是(　　)

图1　　　　　　　　　　图2
A．蛋白酶只能催化蛋白质水解，不能催化淀粉水解
B．玉米蛋白肽和玉米蛋白都能与双缩脲试剂反应呈紫色
C．中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适pH和最适温度均不同
D．碱性蛋白酶更适合用来催化玉米蛋白水解生产蛋白肽
C　[酶具有一定的专一性，蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶才能催化淀粉水解，A正确；玉米蛋白肽和玉米蛋白都含肽键，都能与双缩脲试剂反应呈紫色，B正确；中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适pH不同，但是最适温度相同，C错误；结合图1和图2可知，在适宜条件下碱性蛋白酶催化产生的蛋白肽更多，更适合用来催化玉米蛋白水解生产蛋白肽，D正确。]
13．(2021·福建选择考适应性测试)某兴趣小组利用下图所示装置探究H2O2在不同条件下的分解，FeCl3可催化H2O2的分解。实验中所用各种溶液的量相同。下列叙述正确的是(　　)

甲

乙
A．甲、乙装置反应结束后，量筒Ⅱ中收集到的气体多于量筒Ⅰ
B．若探究温度对酶活性的影响，可设置一系列温度梯度的装置乙
C．将装置甲中的FeCl3溶液换成淀粉酶溶液可探究酶的专一性
D．将装置甲中的FeCl3溶液换成HCl溶液可探究酶的活性受pH的影响
C　[由于过氧化氢的量是一样的，所以最后产生的氧气的量是一样的，A错误；探究温度对酶活性的影响不能选择过氧化氢作为底物，B错误；将装置甲中的FeCl3溶液换成淀粉酶溶液可探究酶的专一性，C正确；探究pH对酶活性的影响需要将HCl加入过氧化氢酶溶液中处理，D错误。]
14．(2022·四川成都检测)除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。

图1

图2
(1)据图可推测，竞争性抑制剂能与底物竞争酶的活性位点可能的原因是________________。
(2)研究发现精氨酸能降低酶的活性。为探究精氨酸降低酶活性的作用方式属于竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂，采取的实验思路大致是在酶量一定且底物浓度合适并使酶活性充分发挥的反应体系中加入________，同时不断提高________并进行观察，如果酶促反应速率____________(填“能恢复”或“不能恢复”)，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于竞争性抑制剂，对应图2的曲线________________。
(3)底物浓度相对值小于15时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是________，底物浓度相对值大于15时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是________，此时增加酶的量，________(填“会”或“不会”)增加产物的量。
[解析]　(1)竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位，可能的原因是竞争性抑制剂与底物可能结构类似。(2)由图1可知，竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。为探究精氨酸降低酶活性的作用方式属于竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂，采取的实验思路大致是在酶量一定且底物浓度合适并使酶活性充分发挥的反应体系中加入精氨酸，同时不断提高底物浓度，观察酶促反应速率变化。如果酶促反应速率不能恢复，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于非竞争性抑制剂；如果酶促反应速率能恢复，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于竞争性抑制剂。若精氨酸降低酶活性的作用方式属于竞争性抑制剂，则对应图2的曲线乙。(3)底物浓度相对值小于15时，曲线甲中的酶促反应速率随着底物浓度的增加而加快，表明限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是底物浓度；底物浓度相对值大于15时，曲线甲中的酶促反应速率随着底物浓度的增加不再加快，表明此时底物浓度不再是限制酶促反应速率的因素，此后限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶的含量，此时增加酶的量，反应加快，会增加产物的量。
[答案]　(1)结构类似　(2)精氨酸　底物量　能恢复　乙　(3)底物浓度　酶的含量　会
(教师用书独具)
(2022·长沙一中月考)细胞的生命活动离不开酶和ATP的参与。ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶，ATP合成酶的结构如图1所示；图2表示在一块含有淀粉的琼脂块的四个圆形位置，分别用不同方法处理。请回答下列有关问题：

图1

图2
(1)由图1可知，ATP合成酶催化ATP合成的能量来自膜两侧的______________。从功能角度分析，ATP合成酶广泛分布于真核细胞的细胞质基质以及_____________________(填膜结构)上。
(2)科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(三磷酸鸟苷)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因是
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)将图2所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块，放入37 ℃恒温箱中保温处理24小时后，用等量碘液滴在四个圆形位置，观察到的现象是有________个蓝色斑块，由该实验说明酶的特点有_____________________________________。
(4)同无机催化剂相比，酶具有高效性的原因是_________________________
____________________________________________________________________。
[解析]　(1)由题图和题意可知，ATP合成需要的能量是由膜内外H＋的浓度差提供的。在真核细胞中合成ATP的场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质，在线粒体内膜上进行的有氧呼吸第三阶段会产生大量ATP，在叶绿体类囊体的薄膜上进行的光反应能将光能转变成ATP中活跃的化学能，故含有ATP合成酶的生物膜有线粒体内膜、叶绿体类囊体的薄膜。(2)由于GTP(三磷酸鸟苷)含有两个高能磷酸键，远离鸟苷的高能磷酸键容易水解断裂，其化学结构与ATP相似，故GTP也能为细胞的生命活动提供能量。(3)1处由于唾液淀粉酶在酸性条件下失活，淀粉不被分解，因此遇碘液变蓝；2处唾液淀粉酶在高温条件下变性失活，淀粉不被分解，因此遇碘液变蓝；3处蔗糖酶不能水解淀粉，也会变蓝；4处唾液中唾液淀粉酶会将淀粉水解，加碘液不变蓝，故共有3个蓝色斑块，据分析可知，由该实验说明酶的特点有：专一性、需要适宜的温度和pH。
[答案]　(1)H＋的浓度差　线粒体内膜、叶绿体类囊体的薄膜　(2)含有两个高能磷酸键，远离鸟苷的高能磷酸键容易水解断裂，释放能量　(3)3　专一性、需要适宜的温度和pH　(4)酶降低活化能的作用更显著