考点4 酶和ATP——五年（2020—2024年）高考生物学真题专项分类汇编(含答案)

这是一份考点4 酶和ATP——五年（2020—2024年）高考生物学真题专项分类汇编(含答案)，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是 ( )
注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。
A. Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响
B.Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
2．下列关于酶的叙述，正确的是( )
A.作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物
B.胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存
C.醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上
D.从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
3．下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
4．中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
5．某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
注：+/–分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH为9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
6．下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
7．为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。
下列叙述错误的是( )
A.H2O2分解生成O2导致压强改变
B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C.250s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性
8．溶酶体膜稳定性下降，可导致溶酶体中酶类物质外溢，引起机体异常，如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法，错误的是( )
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D.从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低
9．在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是( )
A.细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用
C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化
10．洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是( )
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
11．红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。
下列叙述错误的是( )
A.低温提取以避免PAL失活B.30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C.④加H2O补齐反应体系体积D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
12．植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37℃、不同pH下的相对活性，结果见如表。下列叙述最合理的是( )
A.在37℃时，两种酶的最适pH均为3
B.在37℃长时间放置后，两种酶的活性不变
C.从37℃上升至95℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性
D.在37℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂
13．用果胶酶处理草莓，可以得到比较澄清的草莓汁；而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于( )
A.两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B.两者催化果胶水解得到的单糖不同
C.两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D.酶催化需要最适温度，盐酸水解果胶不需要最适温度
14．很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴（麦芽糖）技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖
B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C.55～60℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
15．某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是( )
A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
16．某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是( )
A.温度B.底物C.反应时间D.酶量
二、多选题
17．基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是( )
A. SDS可以提高MMP2和MMP9活性
B. 10℃保温降低了MMP2和MMP9活性
C. 缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性
D. MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性
三、实验探究题
18．使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋（人工合成半透膜），试管，烧杯等。
为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
（1）实验设计思路
取_____支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量_____，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
（2）实验预期结果与结论
若出现结果①：_____。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：_____。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：_____。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：_____。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
参考答案
1．答案：B
解析：A、由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；B、由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；C、由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；D、需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。故选B。
2．答案：D
解析：酶的特性作为生物催化剂，酶的作用底物可以是无机物，A错误；应在低温和最适pH条件下保存酶，B错误；醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等草食类动物的肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解成葡萄糖，供草食类动物吸收，因此，从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶，D正确。
3．答案：D
解析：本题考查ATP的结构和作用的有关知识。
4．答案：C
解析：揉捻可以破坏细胞结构，使多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；酶的活性受温度、pH等因素的影响，发酵时，保持适宜的温度有利于维持多酚氧化酶的活性，有机酸含量增加会改变pH，进而影响多酚氧化酶的活性，B正确、C错误；高温会使多酚氧化酶失活，可防止过度氧化影响茶品质，D正确。
5．答案：C
解析：本题考查探究酶的最适催化条件实验。比较②③组，③组没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A项正确；比较①②组，温度不同，其他变量均相同，说明自变量为温度，B项正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度和pH梯度都较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C项错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D项正确。
6．答案：B
解析：本题考查酶的催化作用和特性。低温只能降低酶的催化活性，并不能使酶变性失活，A项错误；酶具有高效性，即使将淀粉酶稀释100万倍，其仍有催化能力，B项正确；淀粉酶在一定pH范围内起作用，当超过最适pH，酶活性随pH升高而不断降低，直至失活，C项错误；淀粉酶属于蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，则蛋白酶会催化淀粉酶水解，从而使淀粉的水解速率降低，D项错误。
7．答案：C
解析：H2O2分解生成O2导致压强增加，A正确；从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；250s时Ⅲ组反应没有结束，只是Ⅲ组没有催化剂参与，反应非常慢，200s~250s之间压强才没有变化，C错误；组别Ⅰ和组别Ⅱ的比较说明了酶的催化作用具有高效性，D正确。
8．答案：A
解析：A、溶酶体不具有双层膜结构，是单层膜结构的细胞器，其中含有多种水解酶，是细胞中消化车间，A错误；
B、溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质，合成场所在核糖体，B正确；
C、溶酶体中含有多种水解酶，因此，从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶，C正确；
D、溶酶体内的pH比胞质溶胶低，从溶酶体外溢后，由于pH不适宜，因此，大多数酶的活性会降低，D正确。
故选A。
9．答案：D
解析：A、由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；
B、酶联受体位于质膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误；
C、ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C错误；
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。
故选D。
10．答案：B
解析：本题考查酶、蛋白质的变性等。由题意可知，碱性蛋白酶部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并自溶失活，A项正确；由题图可知，加热可使碱性蛋白酶部分解折叠，空间构象发生改变，降温后部分解折叠的碱性蛋白酶又可以恢复天然状态的空间构象，B项错误；添加酶稳定剂对维持碱性蛋白酶活性有一定作用，因此可以提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C项正确；碱性蛋白酶能够催化血渍、奶渍等蛋白类污染物降解，且酶具有高效性，因此添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂用量，减少环境污染，D项正确。
11．答案：B
解析：温度过高会使酶失活，因此本实验应在低温条件下对PAL进行提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在步骤②中加入了HCl溶液，PAL已经变性失活，故试管②底物苯丙氨酸不会被PAL催化消耗，B错误；④加0.2mLH2O，补齐了步骤②试管1中没有加入的液体（0.2 mL HCl溶液）的体积，故C正确；pH过低或过高酶均会失活，故步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
12．答案：D
解析：A、根据表格数据可知，在37℃时，M的适宜pH为5～9，而N的适宜pH为5左右，A错误；B、酶适宜在低温条件下保存，在37℃长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B错误；C、酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37℃上升至95℃，两种酶在pH为5时都已经失活，C错误；D、在37℃、pH为3～11时，M比N的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D正确。故选：D。
13．答案：A
解析：本题考查果胶酶的活性测定的有关知识。果胶酶处理草莓使果胶变为单体，使果汁澄清，稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱，说明没有使果胶变为单体，故两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同，A项正确；两者催化果胶水解得到的单糖都是葡萄糖，B项错误；两者催化果胶主链水解断裂的化学键相同，C项错误；酶的作用条件温和，催化需要最适温度，盐酸水解也需要最适温度，D项错误。
14．答案：C
解析：麦芽糖属于植物细胞特有的二糖，在麦芽中存在麦芽糖；麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合而成的；细菌的生长需要适宜温度，据图可知，该过程中需要在55-60℃条件下保温6小时左右，目的是抑制细菌的生长，避免杂菌污染；一般而言，植物体内酶的最适温度高于动物，故麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高；故选C。
15．答案：B
解析：本题考查蛋白质的结构与功能及ATP的有关知识。通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A项正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B项错误；进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP水解为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C项正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D项正确。
16．答案：B
解析：根据题干分析可知，两组实验的不同之处是一组不加底物，一组加过量底物，即实验的自变量是底物，B符合题意。
17．答案：BC
解析：对比第一组和第二组实验可知，在其他条件相同的情况下，含有SDS的组透明带较不含SDS的组窄，说明SDS可以降低MMP2和MMP9活性，A错误；对比第-一组和第三组实验可知，在其他条件相同的情况下，10℃保温组透明带较37℃保温组窄，说明10℃保温降低了MMP2和MMP9活性，B正确；缓冲液可以维持pH相对稳定，进而维持MMP2和MMP9活性，C正确；MMP2和MMP9都属于酶，酶具有专一性，D错误。
18.
（1）答案：2；甲物质溶液、乙物质溶液、蒸馏水
解析：据题意可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有：
①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。
②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。
③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
（2）答案：加蒸馏水组，透析前后酶活性没有发生变化，加甲物质溶液、乙物质溶液组的酶活性均比透析前酶的活性高；透析前后，三组的酶活性均不变；加蒸馏水组，透析前后酶活性没有发生变化，加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变；加蒸馏水组，透析前后酶活性没有发生变化，加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
解析：
肽链
纤维素类底物
褐藻酸类底物
W1
W2
S1
S2
Ce5-Ay3-Bi-CB
+
+++
++
+++
Ce5
+
++
—
—
Ay3-Bi-CB
—
—
++
+++
Ay3
—
—
+++
++
Bi
—
—
—
—
CB
—
—
—
—
组别
pH
CaCl2
温度（℃）
降解率（%）
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
组别
甲中溶液（0.2mL）
乙中溶液（0.2mL）
不同时间测定的相对压强（kPa）
0s
50s
100s
150s
200s
250s
Ⅰ
肝脏提取液
H2O2溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
Ⅱ
FeCl3
H2O2溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
Ⅲ
蒸馏水
H2O2溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
步骤
处理
试管1
试管2
①
苯丙氨酸
1.0mL
1.0mL
②
HCl溶液（6mL/L）
0mL
0.2mL
③
PAL酶液
1.0mL
1.0mL
④
试管1加0.2mLH2O。2支试管置30℃水浴1小时
⑤
HCl溶液（6mL/L）0.2mL
⑥
试管2加0.2mLH2O。2支试管置30℃水浴1小时
3
5
7
9
11
M
0.7
1.0
1.0
1.0
0.6
L
0.5
1.0
0.5
0.2
0.1
选项
正误
原因
A
×
1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成
B
×
腺苷与磷酸基团之间的化学键是普通磷酸键，磷酸基团之间的化学键是高能磷酸键
C
×
ATP在水解酶的作用下水解生成ADP和磷酸，ADP和磷酸在合成酶的作用下合成ATP
D
√
吸能反应一般与ATP的水解有关，放能反应一般与ATP的合成有关，故吸能反应和放能 反应之间的纽带就是ATP