资源简介

考向03　酶和ATP
【考教衔接】
1.科学家施旺发现,胃蛋白酶与盐酸混合后,对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用。据此推测,　　　　　　都能催化肉类的分解,　　　　　的催化效率高,且胃蛋白酶在　　　　条件下活性高。
2.观察ATP的结构式可知,ATP脱去　　　　个磷酸基团后形成腺苷一磷酸,即　　　　　　　　,是组成　　　　的四种核苷酸之一。
3.溶菌酶抗菌消炎的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　。根据酶的　　　　特点,可判断出细菌性溶菌酶不能防御真菌感染。
4.以淀粉溶液、淀粉酶作为实验材料探究温度对酶活性影响的实验中,需将淀粉和淀粉酶预热到预设的同一温度再混合,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,不能用斐林试剂来检测实验结果,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;不能以过氧化氢溶液、过氧化氢酶为材料进行该实验,原因是　 　。
5.探究pH对酶活性的影响的实验中不能选用淀粉酶和淀粉作为实验材料,原因是 　。
6.人发烧时不想吃东西,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
7.萤火虫发光的原理是 　。
8.人体内ATP的含量很少,一个人在剧烈运动时,每分钟约有0.5 kg的ATP转化成ADP,释放能量,供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,原因是 　。
9.为什么把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币” 　 。
10.(原创)用同一种蛋白酶处理A、B两种酶,一段时间后,A酶活性没有改变,B酶活性明显降低。
(1)酶活性是指　　　　　　　　　　　　,酶活性可用　　　　　　　　　　　　　　　　表示。
(2)能催化蛋白酶水解的酶是　　　　,该酶在蛋白酶水解过程中的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)B酶的化学本质是蛋白质,判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)请简要写出验证A酶的化学本质是RNA的实验思路: 　。
【考点分析】
高频考点1　酶在细胞代谢中的作用
真题引领1　(2024·河北高考)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
获取信息 结论
酶作用的反应物 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,但其作用的反应物不一定是有机物,如过氧化氢酶作用的反应物是　　　　　
胃蛋白酶 胃蛋白酶存在于胃液中,在　　　　条件下活性最高。保存酶的适宜温度条件是　　　　
醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶 醋酸杆菌是　　　　　生物,细胞中只有　　　　这一种细胞器
纤维素酶 成年草食类动物肠道中有可以分解　　　的微生物,这些微生物分泌的纤维素酶能分解草料中的纤维素,因此从成年草食类动物肠道内容物中可以获得纤维素酶
真题引领2　(2024·安徽高考)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是()。
A.在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B.PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活
C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快
获取信息 推理与判断
PFK1是与细胞呼吸第一阶段相关的一系列酶中的一个关键酶 葡萄糖分解为丙酮酸等包含一系列酶促反应,PFK1只是其中的一个关键酶,即只催化其中一步反应,因此　　　(填“能”或“不能”)催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
ATP和AMP会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性 细胞中ATP增多时,ATP与PFK1结合,PFK1的空间结构发生改变,酶活性　　　　,细胞呼吸速率降低,ATP减少;细胞中ATP减少时,AMP增多,AMP与PFK1结合增多,PFK1的空间结构发生改变,酶活性　　　　,细胞呼吸速率加快,AMP减少,这种ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于　　　　反馈调节
真题改编1　(2023·辽宁高考改编)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。据下图四组实验结果分析,下列叙述错误的是()。
A.缓冲液为MMP2和MMP9提供适宜的pH条件
B.SDS和10 ℃保温降低了MMP2和MMP9的活性
C.与Ⅰ组相比,Ⅱ组采用了自变量控制中的加法原理
D.与10 ℃时相比,37 ℃时MMP2和MMP9为降解明胶提供的活化能多
真题改编2　(2022·重庆高考改编)淀粉酶M和L均能使淀粉水解,某实验小组测定了两种酶在37 ℃、相同时间内、不同pH下对淀粉的分解作用,实验中淀粉剩余量如表。下列叙述合理的是()。
酶 pH
3 5 7 9 11
M 0.7 0.3 0.3 0.3 0.6
L 0.5 0.2 0.5 0.7 1.0
A.探究pH对酶活性的影响时,加入底物后再加入不同pH的缓冲液
B.在37 ℃下长时间放置后,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.pH为3和7时,L酶的活性不同
高频考点2　细胞的能量“货币”ATP
真题引领3　(2024·全国甲卷改编)ATP可为代谢提供能量,也参与RNA的合成,ATP结构如图所示,图中~表示一种特殊的化学键,下列叙述错误的是()。
A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B.用α位带32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基团之间的化学键不能在细胞核中断裂
D.光合作用可将光能转化为化学能储存于ATP中
考点剖析 知识回顾
ATP的功能 ATP转化为　　　,β和　　　位磷酸基团之间的特殊化学键断裂,脱离下来的末端磷酸基团具有　　　　　　　,可为离子的主动运输、DNA　　　和　　　等生命活动提供能量;ATP转化为　　　能在细胞核中发生
ATP的结构 ATP脱去末端两个磷酸基团后即为　　　　　　,它是组成RNA的4种单体之一,因此用α位带32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
ATP合成 细胞呼吸、　　　　　过程中ADP可以接受能量,同时与Pi结合,重新形成ATP
真题改编3　(2023·天津高考改编)衣原体是一类原核寄生生物,缺乏细胞呼吸所需的酶,因此需要从宿主体内吸收()。
A.葡萄糖 B.丙酮酸
C.腺苷三磷酸 D.腺苷二磷酸
【最新模拟】
(1~9,每题3分,共27分)
1.我国科学家通过转基因技术使面包酵母在质膜表面表达纤维二糖磷酸化酶和α-葡聚糖磷酸化酶,进而可利用农作物秸秆合成人工淀粉和生产单细胞蛋白,助力粮食安全生产,其过程如图所示。下列分析错误的是()。
A.纤维素转化为淀粉的物质基础是构成两者的基本单位相同
B.纤维素与淀粉的转化途径说明酶具有专一性和高效性
C.葡萄糖在酵母菌体内转化为氨基酸后才能参与形成蛋白质
D.调控发酵的温度或pH可改变酶活性,从而影响终产物生成
2.酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比,可作为溶液中酶量多少的指标。将大鼠肝组织匀浆置于不同浓度的蔗糖溶液中,提取两种酸性水解酶并检测其相对酶活性,结果如图所示。下列叙述错误的是()。
A.两种酸性水解酶可能存在于溶酶体中
B.检测出的相对酶活性与膜结构的完整性有关
C.用低浓度的蔗糖溶液可以提取到较多的水解酶
D.细胞中这两种水解酶所处溶液的渗透压小于浓度为0.2 mol/L的蔗糖溶液的渗透压
3.水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。科研人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。将提取的水蛭蛋白分别经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性,结果如图所示。下列叙述错误的是()。
A.水蛭蛋白分别经两种酶处理后,水解产物的抗凝血活性差异主要与其肽含量有关
B.酶甲处理使水蛭素抗凝血活性提高的原因可能是使其有活性的结构域部位暴露
C.要获得水蛭素的基因,可以从水蛭细胞中提取mRNA,经逆转录获得目的基因
D.上述实验目的是了解水蛭素中影响抗凝血活性的部分以设计蛋白质三维结构
4.植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸,能促进果实的软化和成熟脱落。研究人员为探究该酶的特性,进行以下4组实验,条件及结果如下表。下列说法错误的是()。
组别 果胶 多聚半乳糖醛酸酶 Ca2+ Mn2+ 温度 半乳糖醛酸
① + + - - 常温 +
② + + + - 常温 -
③ + + - + 常温 +++
④ + + - - 55 ℃ ++
注:“+”表示存在和量的多少,“-”表示无。
A.分析①②③组可知,多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子的影响
B.分析①④组可知,自变量为温度,因变量为半乳糖醛酸的量
C.55 ℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度
D.该实验可证明多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性
5.某兴趣小组对“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的装置进行改造,如图所示。下列相关叙述错误的是()。
A.注射器同时向试管内注入等量液体,可对比不同催化剂的催化效率
B.由于酶降低活化能的作用更显著,所以一开始时1号试管产生的气泡多
C.H2O2的浓度及所加剂量均为该实验的无关变量
D.反应结束后,U形管两侧液面高度为甲侧低于乙侧
6.驱动蛋白是一类体积微小、功能强大的ATP酶,能催化ATP水解,还能与细胞骨架特异性结合,并沿着骨架定向“行走”,将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置。驱动蛋白每“行走”一步需要消耗一个ATP分子。下列相关叙述错误的是()。
A.驱动蛋白“行走”所需要的ATP可直接来自细胞质基质
B.细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道
C.ATP的水解一般与细胞中的吸能反应相联系
D.代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
7.酸性磷酸酶(ACPase)对生物体内的磷脂代谢有重要作用。白玉菇生长环境中的某些金属离子可导致ACPase的酶活性发生变化,影响白玉菇的生长发育。某兴趣小组探究了pH、温度和4种金属离子对ACPase酶活性的影响,实验结果如图(图中OD420是指在波长为420 nm时被检测物吸收的光密度,通常OD值越大,酶活性越高)。下列相关叙述错误的是()。
A.酸性磷酸酶的作用机理是降低化学反应的活化能
B.据图分析,pH约为4.5时,ACPase的催化效率最高
C.Pb2+、Cd2+可能使酶的空间结构发生改变,导致酶活性降低
D.对白玉菇进行温室栽培时,室内温度应控制在50 ℃
8.(原创)胰蛋白酶是肽链内切酶,它能把多肽链中赖氨酸残基的羧基侧肽键切断,是特异性最
强的蛋白酶。人胰蛋白酶主要由胰腺分泌,其活性受乌司他丁等影响,相关实验结果如图所示。下列叙述正确的是()。
A.某多肽被胰蛋白酶切割成了3条短肽,说明该多肽含2个赖氨酸
B.图甲实验说明人胰蛋白酶的活性受蛋白质浓度和乌司他丁的影响
C.图乙实验说明加入乌司他丁会导致酶活性的最适pH降低
D.应在较低的温度和pH为7.6的环境下保存人体中的胰蛋白酶
9.(原创)NTP是核苷三磷酸,dNTP是脱氧核苷三磷酸。dNTP是由三个磷酸分子和一个脱氧核苷组成的,N代表碱基,如dATP就是腺嘌呤脱氧核苷三磷酸。下列叙述错误的是()。
A.ATP是高能磷酸化合物,一个ATP分子含有两个特殊的化学键
B.dATP去掉两个磷酸基团后的产物是DNA的基本单位之一
C.有氧呼吸时,葡萄糖中的化学能转化为热能和ATP
D.ATP是细胞的能量“货币”,但它并不是细胞生命活动唯一的直接能源物质
参考答案
1.胃蛋白酶、盐酸　胃蛋白酶　酸性
2.2　腺嘌呤核糖核苷酸　RNA
3.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁　专一性
4.保证反应一开始就达到预设温度,不会因为混合而改变反应温度　斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制温度　该实验的自变量是温度,而一定范围内,温度升高会促进过氧化氢分解,影响实验结果
5.淀粉在酸性条件下会发生水解反应,影响实验结果
6.体温升高会导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化缓慢
7.萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶,在ATP提供能量的前提下,荧光素酶可催化荧光素转化为氧化荧光素并且发出荧光
8.ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生,并且处于动态平衡之中的
9.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
10.(1)酶催化特定化学反应的能力　在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率　(2)蛋白酶　降低反应的活化能　(3)经蛋白酶处理后,B酶活性降低　(4)用RNA酶处理A酶,一段时间后,检测A酶活性;若A酶的活性明显降低,则A酶的化学本质是RNA
真题引领1　D　解题思路　过氧化氢　酸性　低温　原核
　核糖体　纤维素
真题引领2　D　解题思路　不能　降低　升高　负
真题改编1　D　解析　缓冲液可以维持pH的稳定,从而维持MMP2和MMP9活性,A正确;Ⅱ组、Ⅲ组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积都比Ⅰ组小,说明Ⅱ组和Ⅲ组被降解的明胶更少,故Ⅱ组和Ⅲ组MMP2和MMP9的活性更低,因此SDS和10 ℃保温降低了MMP2和MMP9的活性,B正确;与Ⅰ组相比,Ⅱ组加有SDS,采用了自变量控制中的加法原理,C正确;酶能降低化学反应活化能而不能提供能量,D错误。
真题改编2　D　解析　探究pH对酶活性的影响实验中,应先加入不同pH的缓冲液,再加入底物,最后加入酶,以保证酶和底物混合时的pH为预设的pH,A不合理;酶适宜在低温条件下保存,在37 ℃下长时间放置后,酶的活性会发生改变,B不合理;高温会导致酶变性失活,因此从37 ℃上升至95 ℃,两种酶均已失活,C不合理;L酶在pH为3和pH为7条件下发挥作用时的淀粉剩余量相等,但由于酸能促进淀粉水解,因此pH为3时的酶活性小于pH为7时的酶活性,D合理。
真题引领3　C　解题思路　ADP　γ　较高的转移势能　复制　转录　ADP　腺嘌呤核糖核苷酸　光合作用
真题改编3　C　解析　细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的,衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,不能进行细胞呼吸,缺乏能量,而腺苷三磷酸(ATP)是直接的能源物质,因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取腺苷三磷酸。
1.B　解析　酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶的催化效率更高,故纤维素与淀粉的转化途径不能说明酶具有高效性,B错误。
2.D　解析　溶酶体中含有多种水解酶,酸性磷酸酶和β-葡萄糖醛酸苷酶均可能存在于溶酶体中,A正确;由题图可知,随着蔗糖溶液浓度增加,两种酸性水解酶的相对酶活性均降低,由于酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比,故可推测当蔗糖溶液浓度为0 mol/L时,溶酶体膜破裂,酶溢出,与反应物接触的酶量最多,而蔗糖溶液浓度为0.25 mol/L时,与溶酶体内浓度接近,酶溢出量极低,与反应物接触的酶量最少,说明检测出的相对酶活性与膜结构的完整性有关,B正确;当蔗糖溶液浓度较低时,溶酶体吸水,溶酶体膜破裂,酶溢出,可以提取到较多的水解酶,C正确;分析题图可知,0.25 mol/L的蔗糖溶液浓度接近溶酶体内浓度,说明细胞中这两种水解酶所处溶液的渗透压高于浓度为0.2 mol/L的蔗糖溶液的渗透压,D错误。
3.A　解析　分别用两种酶水解水蛭蛋白后,水解产物中肽含量的两条曲线比较接近,说明水解产物的抗凝血活性与肽含量的关系不大,A错误。
4.D　解析　由题表可知,①组中无离子,②组中添加Ca2+,③组中添加Mn2+,①②③组产物半乳糖醛酸的量不同,该结果说明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响,A正确;①④组条件只有温度不同,故①④组的自变量为温度,因变量为半乳糖醛酸的量,B正确;55 ℃下,半乳糖醛酸的含量高于①组常温下的,但无法确定多聚半乳糖醛酸酶的最适温度,因此55 ℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度,C正确;该实验中只有一种酶和一种底物,无法证明多聚半乳糖醛酸酶是否具有专一性,D错误。
5.D　解析　肝脏研磨液中含有H2O2酶,注射器同时向试管内注入等量液体(H2O2酶和FeCl3溶液),可对比不同催化剂的催化效率,A正确;催化剂的作用机理就是降低反应活化能,与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高,所以一开始时1号试管产生的气泡多,B正确;该实验的自变量为催化剂的种类,H2O2的浓度及所加剂量均为该实验的无关变量,C正确;反应加入的H2O2的浓度和剂量都一致,反应结束后,产生的气体总量是一样的,所以U形管两侧液面高度应该一致,D错误。
6.D　解析　细胞呼吸中,葡萄糖氧化分解的第一阶段的场所是细胞质基质,产物是NADH和丙酮酸,利用释放的能量合成ATP,所以ATP可直接来自细胞质基质,A正确;细胞代谢旺盛时,ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高,两者处于平衡状态,D错误。
7.D　解析　分析题图可知,温度为40 ℃时,OD420值最大,说明此时酶活性最高,所以从温度对酶活性影响的角度分析,温室栽培白玉菇的温度应控制在40 ℃,D错误。
8.D　解析　某多肽被胰蛋白酶切割成了3条短肽,说明该多肽至少含2个赖氨酸,A错误;人胰蛋白酶的活性不受蛋白质浓度的影响,B错误;图乙实验说明加入乌司他丁会导致酶活性的最适pH从7.6变为7.8,酶活性的最适pH升高,C错误;应在较低温度和最适pH条件下保存酶,故应在较低的温度和pH为7.6的环境下保存人体中的胰蛋白酶,D正确。
9.C　解析　有氧呼吸时,葡萄糖中的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能,C错误;ATP是细胞的能量“货币”,但它并不是细胞生命活动唯一的直接能源物质,如UTP也是直接能源物质,D正确。

展开更多......

收起↑