高考生物复习夯基提能专题练习及解析—ATP和酶

高考生物复习夯基提能专题练习及解析—ATP和酶
第一部分【夯实基础】
1.(2016·海南卷，11)下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是()
A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
2.(2017·天津卷，3)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。

如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。

叙述错误的是()
A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B.该体系中酶促反应速率先快后慢
C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D.适当降低反应温度，T2值增大
3.(2019·天津卷，3)植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。

激活蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进入细胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。

下列叙述正确的是()
A.蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开
B.钙离子通过自由扩散进入植物细胞
C.细胞色素c与有氧呼吸第一阶段有关
D.细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染
4.(2021·1月联考湖南卷，3)ATP是细胞生命活动的能量“通货”。

下列叙述错误的是()
A.糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATP
B.等量的葡萄糖通过酒精发酵和有氧呼吸产生的ATP数量不同
C.光合作用和呼吸作用都产生ATP，所需的ADP可共用
D.ATP与ADP的相互转化由不同的酶催化完成
5.(2022·广东、惠州调研)下图是直接能源物质ATP的相关代谢过程。

据图分析，下列有关叙述错误的是()
A.有氧呼吸的三个阶段不都产生ATP
B.甲、乙、丙三种物质共有的元素为C、H、O、N
C.酶1、酶2催化的反应均伴有大量的能量释放
D.一般而言，mRNA、tRNA、rRNA三种物质的初步水解产物均含有乙
6.(2022·河南重点高中联考)图1是细胞中某种小分子化合物的结构模式图，其中
①～③代表化学键，④和⑤代表化学基团；图2表示哺乳动物成熟红细胞内ATP 产生量与O2供给量的关系。

下列叙述正确的是()
A.图1中②处的化学键比①处的更稳定
B.图1中的⑤处为碱基，且该碱基是RNA所特有的
C.据图2可知，哺乳动物的成熟红细胞不能进行细胞呼吸
D.哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖需要消耗ATP
第二部分【能力提升】
7.(2022·湖南雅礼中学调研)下列关于生物体内酶和ATP的叙述，正确的是()
A.乳酸菌和破伤风杆菌进行细胞呼吸各阶段均能生成ATP
B.正常人运动时肌肉细胞ATP的水解速率高于其合成速率
C.酶是通过为化学反应提供所需能量来加快生物化学反应速率的
D.胰腺的内、外分泌部合成和分泌蛋白质过程中均需要酶和ATP的参与
8.(2021·1月联考重庆卷，5)下列关于酶的叙述，正确的是()
A.细胞衰老过程中所有酶的活性降低
B.胰蛋白酶能彻底水解蛋白质
C.赤霉素能诱导α－淀粉酶产生
D.过氧化氢酶能升高过氧化氢的活化能
9.(2022·江西南昌模拟)为研究Pb2＋对胃蛋白酶活性的影响，某学习小组进行了相关实验，结果如图所示。

下列叙述错误的是()
A.实验中底物可选用若干数量的等体积的蛋白块
B.实验表明Pb2＋没有改变胃蛋白酶催化的最适pH
C.实验说明胃蛋白酶的催化具有专一性和高效性
D.增加一组底物＋Pb2＋的实验可增强实验的严谨性
10.(2021·广东珠海二中月考改编)20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现某核酶是具有催化功能的RNA分子，可降解特异的RNA序列。

下列关于核酶的叙述正确的是()
A.DNA分子和核酶的元素组成相同
B.与无机催化剂不同的是核酶能够降低所催化反应的活化能
C.温度和底物浓度对核酶催化反应速率的影响原理相同
D.核酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应
11.(2022·山东德州一中月考)为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。

下列相关叙述正确的是()方案催化剂底物pH温度
①胰蛋白酶蛋白块不同pH室温
②淀粉酶淀粉、蔗糖适宜适宜
③蛋白酶蛋白质适宜不同温度
过氧化氢酶、
④
过氧化氢强酸性室温
氯化铁溶液
A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C.方案③的目的是探究温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡的速度较快
12.(2022·山东临沂期末)用新鲜的马铃薯悬液(含过氧化氢酶)进行H2O2分解实验的结果如图所示。

第1组实验的曲线表示在10℃、pH为5.0的条件下，向6mL H2O2溶液中加入5滴马铃薯悬液的结果，若要得到图中第2组实验的曲线所示
结果，相应的实验操作不可能是(
)
A.适当提高H 2O 2溶液的浓度
B.适当提高反应体系的温度
C.适当提高反应体系的pH
D.适当提高马铃薯悬液的量
第三部分【综合拓展】
13.(2022·河北石家庄调研)为研究pH 对α－淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，研究人员设计了下列实验方案。

回答问题：操作顺序
试管1试管2试管3试管4试管5
加入α－
淀粉酶
1mL
加入不同pH
的缓冲溶液
pH ＝3的缓
冲
溶液
1mL pH ＝5的缓冲溶液1mL pH ＝7的缓冲溶液1mL pH ＝9的缓冲溶液1mL pH ＝11的缓冲溶液1mL 混合振荡，在60℃下保温5min
加入3%的
淀粉溶液
1mL ，在60℃下保温5min
加入1%
0.1mL
的碘液
记录结果深蓝色浅蓝色无色浅蓝色深蓝色(1)α－淀粉酶的作用机理是____________，α－淀粉酶只能水解淀粉，说明酶具有________。

(2)实验结果表明，α－淀粉酶活性在________条件下会下降。

(3)各实验组均在60℃下进行的原因有____________、____________。

(4)在啤酒生产过程中，加入α－淀粉酶能提高啤酒的品质，科研人员认为饮用含α－淀粉酶的啤酒不会影响人体健康，科研人员做出判断的理由是_____________________________。

14.(科学探究)(2021·江西赣州十五县市期中)蜂蜜中富含维生素、氨基酸与蛋白质、果糖与葡萄糖等营养物质。

蜂蜜中淀粉酶活性是衡量蜂蜜品质的重要指标，蜂蜜在加工过程中，酶活性常常发生变化。

科学家以新鲜椴树蜂蜜为实验材料，经过不同加工条件处理后，在相同条件下检测蜂蜜中的淀粉酶活性(淀粉酶活性以淀粉酶值表示，即1g蜂蜜中的淀粉酶在一定条件下可催化1%淀粉溶液分解的量，单位：毫升)，结果如下表所示。

请回答：
(1)淀粉酶的化学本质是________。

淀粉酶只能催化淀粉水解，说明酶具有________。

(2)本实验的名称是________________________________。

(3)实验结果表明，淀粉酶活性在____________条件下会下降。

(4)在测定淀粉酶值时，将一定体积、加工后的蜂蜜与淀粉溶液及其他试剂混合，在适宜条件下反应一段时间后，观察淀粉的水解情况。

有人怀疑“实验中淀粉的水解可能是由于淀粉溶液本身不稳定而自发水解，不一定与蜂蜜中的淀粉酶有关”。

针对此怀疑，在测定淀粉酶值时，设计的对照组实验为_____________________。

(5)国家标准规定合格蜂蜜产品淀粉酶值应在8以上。

根据上述实验结果，提出加工蜂蜜的一条具体建议是__________________。

15.(创新题)细菌紫膜质是一种膜蛋白，ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能。

科学家分别将细菌紫膜质和ATP合成酶重组到脂双层(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上，在光照条件下，观察到如下图所示的结果。

请回答：
(1)H＋以________方式通过细菌紫膜质进入脂质体内部，而从脂质体内部转移到外部则是以________通过ATP合成酶完成的。

(2)从ATP合成酶在脂双层的位置来看，说明膜蛋白是________分子(填“亲水
性”“亲脂性”或“两性”)；从ATP合成酶的功能来看，说明某些膜蛋白具有________、________的功能。

(3)图丙中ADP和Pi形成ATP所需的能量来源于________________________________。

人工膜能通过H＋的跨膜转运形成ATP的前提是脂双层________________，
2，4－二硝基苯酚是一种能随意进出脂双层的弱电解质，在H＋浓度高的溶液中以分子态形式存在，在H＋浓度低的溶液中则电离出H＋以离子态形式存在。

若将丙图所示人工膜转移至含2，4－二硝基苯酚的溶液中，ATP的合成速率将________。

参考答案及解析
1.D解析含两个高能磷酸键的ATP，由一个腺苷和三个磷酸基团组成，并非DNA的基本组成单位，A错误；加入呼吸抑制剂可导致ATP生成减少，一些生命活动仍消耗ATP，ADP生成相对增加，B错误；无氧条件下丙酮酸转化为酒精的过程并不产生ATP，C错误。

2.C解析T1时加入酶C后，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶C催化物质A生成了物质B。

由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A 生成B这一反应的活化能，A正确；由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢，B正确；T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C错误；图示是在最适温度条件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，T2值增大，D正确。

3.D解析蛋白水解酶是水解蛋白质的酶，能使肽键断开，本题中特异的蛋白水解酶会诱导植物细胞凋亡，不会使磷酸二酯键断开，A错误；一般情况下，钙离子通过主动运输的方式进入植物细胞，B错误；据题干信息可知，细胞色素c 是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的一种化学物质，有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜，因此，细胞色素c与有氧呼吸的第三阶段有关，C错误；植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭，这样就避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D正确。

4.A解析糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存大量能量，而不是储存大量ATP，A错误；等量的葡萄糖通过酒精发酵产生的ATP比有氧呼吸的少，B正确；ADP 是合成ATP的原料，在光合作用和呼吸作用产生ATP过程中可共用，C正确；
ATP与ADP可相互转化，一为分解反应，一为合成反应，所需酶不同，D正确。

5.A解析有氧呼吸的三个阶段均产生了ATP，第三个阶段产生的ATP较多，A错误；甲是ADP，乙是腺嘌呤核糖核苷酸，丙是腺苷，甲、乙、丙三种物质共有的元素为C、H、O、N，B正确；由分析可知，酶1、酶2水解的是高能磷酸键，释放能量多，C正确；乙是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，一般而言，mRNA、tRNA、rRNA三种物质的初步水解产物均含有乙，D 正确。

6.A解析图1所示的物质可以是ATP，高能磷酸键①容易形成也容易水解，高能磷酸键②比高能磷酸键①更稳定，A正确；若图1中的⑤处是碱基A(腺嘌呤)，腺嘌呤是DNA和RNA共有的碱基，B错误；哺乳动物的成熟红细胞可以进行无氧呼吸，C错误；哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需要消耗ATP，D错误。

7.D解析乳酸菌和破伤风杆菌都属于厌氧型生物，只能进行无氧呼吸，无氧呼吸第二阶段不能产生ATP，A错误；ATP在正常细胞中的含量保持动态平衡，正常人运动时肌肉细胞ATP的水解速率等于其合成速率，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来加快生物化学反应速率，C错误；分泌蛋白的合成和分泌过程均需要酶和ATP参与，D正确。

8.C解析细胞衰老过程中多数酶活性下降，比如酪氨酸酶，有的酶活性上升，比如与衰老有关的酶，A错误；蛋白酶只能初步水解蛋白质成多肽，彻底水解还需要肽酶，B错误；赤霉素能诱导α－淀粉酶的产生，C正确；过氧化氢酶能降低化学反应的活化能，D错误。

9.C解析选用若干数量等体积的蛋白块作为底物有利于观察酶促反应速率，
A正确；曲线a和曲线b的最大反应速率对应的pH相同，表明Pb2＋没有改变胃蛋白酶催化的最适pH，B正确；专一性可用同种酶催化不同底物，高效性可用酶与无机催化剂分别催化相同的底物，进行比较后得出结论，图示实验没有体现酶的专一性和高效性，C错误；增加一组底物＋Pb2＋的实验作为对照组，以证明Pb2＋对蛋白质的水解没有影响，可增强实验的严谨性，D正确。

10.A解析核酶的化学本质是RNA，它与DNA均由C、H、O、N、P五种元素组成，A正确；无机催化剂和核酶都能降低化学反应的活化能，B错误；温度通过影响酶活性来影响反应速率，而底物浓度不会影响酶活性，C错误；核酶不是蛋白质，不能用双缩脲试剂检测，D错误。

11.B解析探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，利用斐林试剂检测生成物可以达到实验目的，B正确；根据酶的专一性，蛋白酶可以催化蛋白质水解，但蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，不能用双缩脲试剂检测，C错误；在温度过高、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏而失活，不能催化过氧化氢分解，因此加氯化铁的一组产生气泡的速度较快，不能验证酶的高效性，D错误。

12.A解析与第1组相比，第2组实验的反应速率较高，两组实验最终得到的产物量相同(两条曲线重合)，说明底物的总量相等，A符合题意；第2组实验可能改变了酶量或酶活性，B、C、D不符合题意。

13.答案(1)降低化学反应的活化能专一性
(2)酸性和碱性
(3)60℃是α－淀粉酶作用的适宜温度排除温度变化(无关变量)对实验结果的
影响
(4)α－淀粉酶的本质是蛋白质，进入消化道后会被消化成氨基酸
解析(1)酶的作用机理是降低化学反应的活化能，α－淀粉酶只能水解淀粉，说明酶具有专一性。

(2)实验结果表明，α－淀粉酶在酸性和碱性条件活性都会下降。

(3)由于该实验是探究pH对α－淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，即该实验的自变量是pH，而温度是无关变量，因此无关变量应相同且适宜。

(4)由于淀粉酶的本质是蛋白质，进入消化道后会被消化成氨基酸，因此在啤酒生产过程中，加入α－淀粉酶不会影响人体健康。

14.答案(1)蛋白质专一性(2)探究加工温度和加工时间对蜂蜜中淀粉酶活性(淀粉酶值)的影响(3)加工温度较高、加工时间较长(4)用等量的蒸馏水替换实验组中的蜂蜜，用相同的方法测定淀粉酶值
(5)30℃、40℃条件下加工不超过3小时，50℃、60℃条件下加工不超过2小时，70℃条件下加工不超过1小时(答出其一即可)
解析(1)淀粉酶的化学本质是蛋白质，淀粉酶只能水解淀粉，说明酶具有专一性。

(2)由表可知，该实验的自变量是加工温度和加工时间，所以本实验探究的是加工温度和加工时间对蜂蜜中淀粉酶活性(淀粉酶值)的影响。

(3)由表可知，淀粉酶活性在加工温度较高、加工时间较长条件下会下降，即加工温度越高、加工时间越长，淀粉酶值越小，淀粉酶活性越低。

(4)要验证该怀疑，可设计对照实验。

对照实验的设计为用等量的蒸馏水替换反应体系中的蜂蜜，再用相同的方法测定淀粉酶值，排除淀粉自发水解对实验的影响。

(5)国家标准规定合格的蜂蜜产品淀粉酶值应在8以上。

根据表格实验结果，建议蜂蜜在30℃、40℃条件下加工不超过3小时，在50℃、60℃条件下加工不超过2小时，在70℃条件下
加工不超过1小时。

15.答案(1)主动运输协助扩散(2)两性生物催化剂作用物质运输(3)H ＋通过人工膜所释放的势能不允许H＋随意出入细胞显著下降
解析(1)根据图示可知，H＋从膜外运送到膜内，从低浓度向高浓度运输，且在此过程中需要光提供能量，故其进入脂质体内部的方式属于主动运输，但从脂质体内部转移到外部没有消耗能量，是以协助扩散通过ATP合成酶完成的。

(2)ATP 合成酶贯穿在脂双层，说明膜蛋白是两性分子；从ATP合成酶的功能来看，一方面它作为酶的形式催化ATP的形成，另一方面，它以一个载体的身份来转运H＋，说明某些膜蛋白具有催化和运输的功能。

(3)通过题干信息“ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能”，可得图丙中ADP和Pi形成ATP所需的能量来源于H＋通过人工膜所释放的势能。

人工膜能通过H＋的跨膜转运形成ATP的前提是能够保证其势能，那么脂双层要保证其对于H＋的运输有控制力，不允许H＋随意出入细胞。

依据题干信息，2，4－二硝基苯酚是一种能随意进出脂双层的弱电解质，在H＋浓度高的溶液中以分子态形式存在，在H＋浓度低的溶液中则电离出H＋以离子态形式存在。

若将丙图所示人工膜转移至含2，4－二硝基苯酚的溶液中，所处的外界环境中H＋浓度较低，就会电离出H＋以离子态形式存在，使得膜内外因H＋浓度差而产生的势能降低，最终使得ATP的合成速率显著下降。