资源简介

专题08　细胞代谢的酶与ATP
1．（2018浙江卷，10）ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是（　　）
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
【答案】C
2．（2017新课标Ⅱ卷，3）下列关于生物体中酶的叙述，正确的是（　　）
A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶
B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃
【答案】C
【解析】线粒体和叶绿体中也能进行DNA复制，所以也有参与DNA合成的酶，A错误；酶是活细胞产生的，既能在生物体内发挥作用，也能在细胞外发挥作用，只要给予适宜的温度和pH，活细胞产生的酶在生物体外仍然有催化活性，B错误；向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析，可在胃蛋白酶的提取液中加浓（NH4）2SO4使蛋白质凝聚沉淀，C正确；酶在低温环境中保存，D错误。
3．（2017江苏卷，17）为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是（　　）
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
【答案】C
4．（2017天津卷，3）将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。下图为最适温度下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
【答案】C
5．（2016海南卷，3）下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述，错误的是（　　）
A．植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质
B．植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同
C．光合作用中，催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上
D．呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上
【答案】D
【解析】植物细胞通过主动运输吸收离子，存在载体蛋白，A正确；液泡膜与类囊体膜功能不同，其上的蛋白质不同，B正确；类囊体上发生光反应，存在催化ATP合成的酶，C正确；细胞呼吸第一阶段可以产生ATP，发生在细胞质基质中，D错误。
6．（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
【答案】D
【解析】ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A错误；呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ADP生成增加，ATP生成减少，B错误；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，C错误；光下叶肉细胞的细胞质和线粒体可以进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP，D正确。
7．（2016江苏卷，8）过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙黄色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是（　　）
管号
1%焦性没食子酸/mL
2%H2O2/mL
缓冲液/mL
过氧化物酶溶液/mL
白菜梗提取液/mL
煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL
1
2
2
2
-
-
-
2
2
2
-
2
-
-
3
2
2
-
-
2
-
4
2
2
-
-
-
2
A．1号管为对照组，其余不都是实验组
B．2号管为对照组，其余都为实验组
C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D．若4号管不显橙红色，可明白菜梗中无氧化物酶
【答案】A
8．（2016新课标Ⅰ卷，3）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是（　　）
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
【答案】C
【解析】依题意可知，该实验的pH为无关变量，为了排除无关变量的干扰，应控制相同且适宜，而缓冲液能够起到维持反应液的pH恒定的作用，因此需最先加入；酶具有高效性，所以在控制pH恒定的条件下，应先加底物后加酶，让酶促反应在适宜的温度的条件下进行，一定时间后检测产物的量，C正确。
9．（2016新课标Ⅰ卷，4）下列与神经细胞有关的叙述，错误的是（　　）
A．ATP能在神经元线粒体的内膜上产生
B．神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP
C．突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP
D．神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
【答案】B
10．（2016新课标Ⅱ卷，29）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
　　　　　　
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是＿＿＿＿＿组。
（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会＿＿＿＿。
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量＿＿＿＿，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）生物体内酶的化学本质是＿＿＿＿，其特性有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点即可）。
【答案】（1）B
（2）加快
（3）不变60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加
（4）蛋白质或RNA高效性、专一性
11．（2016新课标Ⅰ卷，29）有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。回答下列问题；
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的＿＿＿＿（填“α”“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“α”“β”或“γ”）＿＿＿＿位上。
【答案】（1）γ
（2）α
【解析】（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动。据此并结合题意可知，若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。
（2）dA—Pα～Pβ～Pγ脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。因此，若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。
【考点定位】
考纲内容
考纲解读
1．酶在代谢中的作用（Ⅱ）；
2．ATP在能量代谢中的作用（Ⅱ）。
1．能说出酶的发现历程，体验科学方法对科学研究的重要性；能概述酶的概念及酶促反应的原理；能举例说明酶的特性。
2．能描述ATP的化学组成和特点；能ATP与ADP相互转化的过程；能概述ATP在生命活动中的作用和意义。
【学科素养】
（1）生命观念：通过比较酶与激素等物质的异同，类比具有专一性的物质，建立起辩证统一和普遍联系的观念。
（2）科学思维：通过分析与酶有关的曲线，培养学生利用数形结合分析生物学问题的思维习惯。
（3）科学探究：通过与酶有关的实验设计与分析，培养对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力，及对实验方案的评价能力。
（4）社会责任：通过分析酶在生产、生活中的应用实例，让学生关注科学、技术和社会发展。
【命题预测】
纵观近三年高考题，本专题主要考查酶的化学组成、作用原理及特性、温度、pH对酶活性的影响曲线分析与实验设计；ATP的结构、合成及利用。预测2019年高考仍将注重考查温度、pH对酶活性的影响曲线分析与实验设计能力。
【基础梳理】
一、酶的本质、作用和特性
1．酶的概念剖析
（1）本质与作用
化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
主要是细胞核（真核细胞）
来源
一般来说，活细胞（哺乳动物成熟的红细胞除外）都能产生酶
作用场所
细胞内、外或生物体外均可
生理功能
生物催化作用
（2）作用机理
降低化学反应的活化能（分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量），曲线分析如下：
①ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。
②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。
2．酶的特性
（1）高效性：催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。曲线分析如下：
酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，酶不能（“能”或“不能”）改变最终生成物的量。
（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。图像分析如下：
①图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被酶催化的物质。
②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
（3）作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。曲线分析如下：
①分析图A、B可知，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
②分析图A、B中曲线的起点和终点可知：过酸、过碱、高温都会使酶失去活性，而低温只是使酶的活性降低。前者都会使酶的空间结构遭到破坏，而后者并未破坏酶的分子结构。
二、探究影响酶活性的因素
1．实验原理
（1）探究温度对酶活性的影响
①反应原理：淀粉麦芽糖
　　　碘↓液　　　碘↓液
　　　　蓝色　　无蓝色出现
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
（2）探究pH对酶活性的影响
①反应原理（用反应式表示）：2H2O22H2O＋O2。
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。
2．实验步骤
（1）温度对酶活性的影响
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
底物控制
2mL3%的可溶性淀粉溶液
温度控制
60℃热水
沸水
冰块
酶控制
1mL相同温度的2%新鲜淀粉酶溶液
试剂控制
等量的碘液
观察指标
检测是否出现蓝色及蓝色的深浅
（2）pH对酶活性的影响
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
底物控制
2mL3%的过氧化氢溶液
pH控制
1mL蒸馏水
1mL5%的HCl
1mL5%的NaOH
酶控制
2滴过氧化氢酶溶液
观察指标
气泡的产生量
三、ATP的结构和功能
1．ATP的结构
（1）元素组成：C、H、O、N、P。
（2）化学组成：1分子腺苷和3分子磷酸基团。
（3）结构式：
由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷酸基团。
2．ATP在细胞代谢中的作用
（1）ATP与ADP的相互转化

ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP＋Pi＋能量→ATP
ATP→ADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能（光合作用），化学能（细胞呼吸）
储存于高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
（2）ATP的形成途径
（3）ATP产生量与O2供给量、呼吸强度的关系
【要点解读】
1．正确理解有关酶的本质和作用
项目
错误说法
正确理解
产生场所
具有分泌功能的细胞才能产生
活细胞（不考虑哺乳动物成熟的红细胞等）
化学本质
蛋白质
有机物（大多数为蛋白质，少数为RNA）
作用场所
只在细胞内起催化作用
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度影响
低温和高温均使酶变性失活
低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活
作用
酶具有调节、催化等多种功能
酶只起催化作用
来源
有的可来源于食物等
酶只在生物体内合成
2．对比法探究酶的高效性和专一性
（1）高效性
①设计思路：通过将不同类型催化剂（主要是酶与无机催化剂）催化底物的反应速率进行比较，得出结论。
②设计方案
项目
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的酶溶液
等量的无机催化剂
现象
反应速度很快，或反应用时短
反应速度缓慢，或反应用时长
结论
酶具有高效性
（2）专一性
①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
②设计方案
项目
方案一
方案二
实验组
对照组
实验组
对照组
材料
同种底物（等量）
与酶相对应的底物
另外一种底物
试剂
与底物相对应的酶
另外一种酶
同一种酶（等量）
现象
发生反应
不发生反应
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
酶具有专一性
3．联想法记忆具有“专一性（特异性）”的五类物质
（1）酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
（2）载体蛋白：某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白协助，不同物质所需载体不同，载体蛋白的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
（3）激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
（4）tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
（5）抗体：抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
4．ATP与ADP的相互转化
（1）ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物（如蛋白质、糖原、淀粉等）的水解都需要消耗水。
（2）ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动（光反应阶段合成的ATP只用于暗反应）；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用中吸收的光能。
5．规避对ATP认识上的四个误区
（1）误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应：ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用，且所需的酶也不同。
（2）误认为ATP转化为ADP不消耗水：ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水。
（3）误认为ATP就是能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。
（4）误认为细胞中含有大量ATP：生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量（光能或化学能），生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。
1．（广东省深圳中学2018届高三年级诊断测试理综生物试题）下列有关酶与ATP的叙述正确的是（　　）
A．酶的合成往往需要ATP，但ATP的合成一般不需要酶
B．酶可以催化反应的进行，ATP可以直接为细胞代谢提供能源
C．酶在高温、低温、过酸、过碱条件下，空间结构都会被破坏
D．只有真核细胞才有ATP与ADP相互转化的能量供应机制
【答案】B
2．（北京市海淀区2018届高三二模理综生物试题）下列实验中，不能达成实验目的的是（　　）
A．用H2O2酶探究pH对酶活性影响
B．用TaqDNA聚合酶构建表达载体
C．用胰蛋白酶制备动物细胞悬液
D．用纤维素酶和果胶酶制备植物原生质体
【答案】B
【解析】H2O2分解基本不受pH的影响，所以可以用H2O2酶和H2O2探究pH对酶活性影响，A不符合题意；构建表达载体不需要DNA聚合酶，用TaqDNA聚合酶是PCR技术扩增目的基因所需的一种耐高温的酶，B符合题意；在制备动物细胞悬液用胰蛋白酶是为了分解粘连在细胞之间的蛋白质，使之变成游离的单个细胞，C不符合题意；由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以需要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，从而得到植物原生质体，D不符合题意。
3．（普通高等学校2018年招生全国统一考试超凡绝密押题理科综合能力测试（四）生物试题）据图判断，有关叙述错误的是（　　）
A．丙物质含有的元素为C、H、0、N
B．乙物质为RNA的基本组成单位之一
C．酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有大量的能量释放
D．细胞的无氧呼吸只有第一阶段产生了ATP
【答案】C
4．（湖北省2018届高三五月冲刺理综生物试题）某同学进行了下列有关酶的实验：
甲组：淀粉溶液+新鲜唾液→加入斐林试剂→出现砖红色沉淀
乙组：蔗糖溶液+新鲜唾液→加入斐林试剂→不出现砖红色沉淀
丙组：蔗糖溶液+蔗糖酶溶液→加入斐林试剂→？
下列叙述正确的是（ ）
A．丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀” B．三组实验都应该在37℃条件下进行
C．该同学的实验目的是验证酶的专一性 D．可用碘液代替斐林试剂进行检测
【答案】C
【解析】因为蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖，有还原性，加入斐林试剂出现砖红色沉淀，A错误；加入斐林试剂必须水浴加热至50~65℃，B错误；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，蔗糖酶才能水解蔗糖，故该实验能验证酶的专一性，C正确；如用碘液代替斐林试剂，则三个组都不会出现蓝色，无法检测，D错误。
5．（北京市东城区2018届高三二模理综生物试题）研究表明，线粒体功能异常与衰老的发生和发展密切相关。科研人员研究中药党参对某种衰老模型小鼠肝细胞线粒体中酶活性的影响，以此了解其对延缓衰老的作用及机制，实验结果如下表。相关分析不合理的是（　　）
组別
a酶活性相对值
b酶活性相对值
正常小鼠组
11．76
52．44
模型小鼠组
7．75
38．57
党参提取物低剂量组
7．66
38．93
党参提取物中剂量组
9．81
43．15
党参提取物高剂量组
11．02
49．63
（注：a酶存在于线粒体基质中，b酶存在于线粒体内膜上，二者均与细胞呼吸相关。）
A．细胞呼吸中a酶与b酶催化的反应均需消耗氧气
B．本实验中的正常小鼠组和模型小鼠组均为对照组
C．随着党参提取物剂量的升高，a酶和b酶的活性逐渐增强
D．高剂量党参提取物可通过增强酶活性改善衰老小鼠的线粒体功能
【答案】A
6．（江苏省2018届高三高考冲刺预测卷四生物试题）科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质，并且发现该物质（简称F）不仅在能量储存过程中起着重要作用，而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。生化实验还证实，当某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。下列相关叙述错误的是（　　）
A．物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与
B．物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性
C．线粒体中若缺少物质F，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP
D．线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解
【答案】D
7．（广西防城港市2018届高三毕业班3月份模拟考试理综生物试题）下列关于酶和ATP的叙述，正确的是（　　）
A．蛋白酶能催化所有的酶水解，导致其活性丧失
B．与无机催化剂相比，酶的催化效率不一定高
C．旺盛生长的叶肉细胞中，线粒体内膜产生的ATP最多
D．细胞内发生的吸能反应都由ATP水解供能
【答案】B
【解析】酶的本质是蛋白质或RNA，且酶具有专一性，因此蛋白酶不能催化本质为RNA的酶水解，A错误；与无机催化剂相比，在适宜条件下酶的催化效率高，但是如果条件不适宜，酶的催化能力可能会低于无机催化剂，所以，与无机催化剂相比，酶的催化效率不一定高，B正确；生长旺盛的叶肉细胞中，叶绿体中类囊体薄膜上产生的ATP最多，C错误；细胞内发生的吸能反应不都是由ATP水解供能，如还有GTP、CTP等直接供能物质，D错误。
8．（山东省济南市2018届高三考前适应训练（二模）理科综合生物试题）下列有关酶的叙述不正确的是（　　）
A．吞噬细胞的溶酶体中不含有分解硅尘的酶
B．脲酶可与双缩脲试剂反应产生紫色络合物
C．溶菌酶能够溶解细菌的细胞膜，具有抗菌消炎的作用
D．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
【答案】C
【解析】吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损，A正确；脲酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂反应产生紫色络合物，B正确；细菌细胞壁的成分是肽聚糖，因此溶菌酶能够溶解大多数细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，C错误；基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，D正确。
9．（四川省成都市2018年理综高考模拟试卷（一）生物试题）苏氨酸在苏氨酸脱氨酶等酶的作用下，通过5步反应合成异亮氨酸。当细胞中异亮氨酸浓度足够高时，其与苏氨酸脱氨酶结合，抑制酶活性；当异亮氨酸的浓度下降到一定程度时，异亮氨酸脱离苏氨酸脱氨酶，使苏氨酸脱氨酶重新表现出活性，从而重新合成异亮氨酸。反应过程如下图所示：
以下推测合理的是（　　）
A．亮氨酸的合成一定不需要ATP提供能量
B．细胞通过正反馈调节机制控制异亮氨酸的浓度
C．苏氨酸脱氨酶空间结构发生改变后可恢复正常
D．异亮氨酸的合成不需要其它酶催化其反应
【答案】C
10．（河北省2018届高三5月冲刺模考理科综合生物试题）下列涉及ATP的相关叙述，错误的是（　　）
A．苯和乙醇的跨膜运输都不需要消耗ATP
B．ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成
C．细胞中ATP和ADP的相互转化的能量供应机制，是生物界的共性
D．葡萄糖和果糖合成蔗糖为放能反应，此反应正常进行需要ATP提供能量
【答案】D
【解析】苯和乙醇通过自由扩散出入细胞，其跨膜运输都不需要消耗ATP，A项正确；ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，B项正确；所有生物均以ATP作为生命活动的直接能源物质，说明生物界具有统一性，C项正确；葡萄糖和果糖合成蔗糖为吸能反应，D项错误。
11．（四省名校2018届高三第三次大联考理科综合生物试题）在最适温度和最适pH条件下，用人体胃蛋白酶溶液与一定量的稀释鸡蛋清溶液混合，测得生成物量与反应时间的关系如图中A曲线所示。下列说法正确的是（　　）
A．A曲线70min后，生成物量不再增加的原因是酶的数量有限
B．探究胃蛋白酶的最适pH时应设置过酸、过碱和中性三组实验
C．将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验，结果与B曲线一致
D．形成B曲线的原因可能是将反应温度变为25℃，其他条件不变
【答案】D
12．（江苏省盐城市2018届高三下学期第三次模拟考试生物试题）为了更合理地使用某品牌加酶洗衣粉，某兴趣小组在不同温度下测定了该品牌洗衣粉去除不同污渍所需的时间，其实验结果如图所示．下列有关叙述正确的是（　　）
A．该实验的自变量是温度
B．该品牌洗衣粉中添加了蛋白酶、脂肪酶、蓝墨水酶
C．不同实验组的污渍含量、洗衣粉用量、洗涤方式应相同
D．实验结果表明，该品牌洗衣粉对蓝墨水的去污效果最好
【答案】C
13．（四川省2015级高三全国Ⅲ卷冲刺演练（一）理科综合生物试题）将等量的α-淀粉酶（70℃下活性不受影响，100℃高温下失活）与β-淀粉酶（70℃处理15min即失活）加适量蒸馏水混合，分为甲、乙、丙三组后，分別按下表所示步骤进行实验。下列说法正确的是（　　）
组别
步骤
甲
乙
丙
步骤一
25℃下处理
70℃水浴处理15min后取出
100℃下处理15min后取出
步骤二
在25℃条件下加入等量且足量的淀粉溶液
步骤三
—段时间后，分别测量三组淀粉剩余量
淀粉剩余量
a
b
c
A．上述两种酶存在差异的根本原因是氨基酸与肽链的空间结构不同
B．丙组按步骤一处理后冷却至70℃，其中α-淀粉酶有活性
C．a与b的差值可体现出α-淀粉酶的活性
D．a-b与b-c的大小可用于比较两种酶在25℃下的活性
【答案】D
【解析】上述两种酶存在差异的根本原因是决定酶的基因不同，A错误；由于α-淀粉酶在100℃高温下失活，而β-淀粉酶70℃处理15min即失活，因此丙组按步骤一处理后冷却至70℃，α-淀粉酶与β-淀粉酶均无活性，B错误；由于25℃下处理甲组，两种酶具有活性，70℃水浴处理15min后β-淀粉酶失活，因此a与b的差值可体现出β-淀粉酶的活性，C错误；70℃水浴处理15min后β-淀粉酶失活。而100℃下处理15min后两种酶均失活，因此b-c的大小可体现出α-淀粉酶在25℃下的活性，结合C的分析可知a-b与b-c的大小可用于比较两种酶在25℃下的活性，D正确。
14．（河南省安阳市2018届高三第三次模拟考试理科综合生物试题）下列有关酶和ATP与细胞代谢的叙述，正确的是（　　）
A．酶和激素都须与相应物质结合后才能发挥作用，作用前后自身不变
B．适当降低氧气浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗
C．在安静状态下，肌细胞中可以储存大量的ATP以供运动时需要
D．种子萌发过程中，自由水/结合水的值会减小，细胞代谢旺盛
【答案】B
15．（福建省永春一中、培元、季延、石光中学四校2018届高三上学期第二次联考理综生物试题）图甲表示酶和催化剂改变化学反应速率的原理，图乙表示加入抑制剂对起始反应速率的影响。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性部位，非竞争性抑制剂与酶活性部位以外的其它位点结合，从而抑制酶的活性。请分析作答：
（1）从甲图可知，与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用__________，因而催化效率更高。
（2）活细胞产生酶的场所有______________，需要的原料是______________。蛙的红细胞合成酶所需要的ATP主要由___________（过程）产生的。
（3）信号肽假说认为，编码分泌蛋白的mRNA结合到附着在内质网的______________上，翻译时首先合成的是N末端带有疏水氨基酸残基的信号肽，它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽引导肽链经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，但蛋白质转到高尔基体加工时却没有了信号肽序列，据此我们可以推断：________________。
（4）图乙中对照组是__________曲线的结果，其中曲线B为加入____________抑制剂的曲线。判断理由是________________________。
【答案】（1）更显著　　
（2）细胞核或核糖体　　核糖核苷酸或氨基酸　　有氧呼吸
（3）核糖体　　内质网中可能存在蛋白酶（切去信号肽的酶）
（4）A　　竞争性　　随底物浓度的增加，与抑制剂结合的酶的比例越小，抑制作用逐渐接近正常的最大反应速率
（4）图乙中A曲线催化效率最高，表示活性不被抑制的酶，属于对照组；由曲线B的走势可知，曲线B为加入竞争性抑制剂的曲线，判断的依据是：随底物浓度的增加，底物与酶活性位点结合机会增大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会减小，因此随着底物浓度升高，竞争性抑制剂的抑制效力会变得越来越小，抑制作用逐渐接近正常的最大反应速率。
1．下列关于酶的叙述，正确的是（　　）
A．酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色
B．细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关
C．酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存
D．各种酶的最适条件都相同，其催化效率受温度和pH的影响
【答案】B
2．下列有关酶的实验设计思路，正确的是（　　）
A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
C．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
【答案】C
【解析】过氧化氢的分解受温度影响，所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，A错误；淀粉酶能催化淀粉的分解，但不能催化蔗糖的分解，若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性，加碘液无法验证蔗糖是否被水解，利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时，不可采用碘液检测，应该选用斐林试剂，B错误；酶的高效性是指酶和无机催化剂相比具有较高的催化效率，新鲜的猪肝研磨液含过氧化氢酶属于有机催化剂，氯化铁溶液中的铁离子是无机催化剂，二者都可使过氧化氢分解，故可利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性，C正确；胃蛋白酶的适宜pH是1．5-2．0，在pH为7和11的环境中变性失活，所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时，pH不能设置成3、7、11，D错误。
3．图1为的结构，图2为与相互转化的关系式，以下说法正确的是（　　）
A．图1中的五碳糖为脱氧核糖
B．图1中A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
C．图2中反应向右进行时，图1中c键断裂并释放能量
D．图2中反应向左进行时，能量只能来自呼吸作用
【答案】C
4．下列关于ATP的描述中，正确的是（　　）
A．ATP水解失去2个磷酸基团后可形成DNA的组成单位之一
B．性腺细胞分泌的性激素进入靶细胞的过程会使ATP消耗量增加
C．植物细胞呼吸作用产生的ATP可为所有生命活动提供能量
D．活细胞内ATP与ADP时刻不停地发生转化，且处于动态平衡中
【答案】D
【解析】ATP水解失去2个磷酸基团后形成的AMP（即腺嘌呤核糖核苷酸）是RNA的组成单位之一，A错误；性腺细胞分泌的性激素通过自由扩散的方式进入靶细胞，不需要消耗能量，B错误；植物细胞中有些生命活动所需能量不是来自呼吸作用，如光合作用暗反应所需的ATP来自光反应，C错误；活细胞内ATP与ADP在不停地发生相互转化，并且处于动态平衡中，D错误。
5．钠泵是贯穿于细胞膜磷脂双分子层中的蛋白质，具有ATP酶的活性，因此又称作Na+-K+依赖式ATP酶。如图所示为钠泵的作用原理图，其发挥作用会使膜外阳离子增多，膜内阳离子减少。下列叙述正确的是（　　）
A．图中ATP催化部位位于细胞膜的外侧
B．Na+进行跨膜运输时均需要钠泵的协助
C．钠泵与运输物质之间不具有特异性
D．钠泵具有运输和催化功能并与能量转换有关
【答案】D
6．如图为pH对作用于同一底物的两种水解酶活性的影响，相关叙述正确的是（　　）
A．在任何温度条件下，pH＝5时，酶1的活性高于酶2
B．将酶2由pH＝9转移到pH＝4的环境中，活性上升
C．在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同
D．酶1和酶2能够水解同一种底物是酶专一性的体现
【答案】C
【解析】高温使酶变性失活，在高温环境条件下，pH＝5时，酶1的活性等于酶2，A错误；过酸、过碱使酶变性失活，pH＝9的环境下，酶2的空间结构被破坏，即使PH值恢复到最适，酶的活性也不能恢复，所以将酶2由pH＝9转移到pH＝4的环境中，酶活性不变，B错误；由图可知，在最适PH值的两侧，有两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同，C正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类底物的特性，不是针对不同酶而言的，D错误。
7．图1中曲线a表示在最适温度和pH条件下时间与生成物量的关系，图2中曲线b表示在最适温度和pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列分析正确的是（　　）
A．图1曲线a，甲点后，限制生成物的量不再增加的因素是酶的数量
B．图2中，酶减少后，图示酶促反应速率可用曲线f表示
C．分别在图2中取乙、丙点的速率值，对应图1中的曲线c和d
D．减小pH，重复该实验，图2曲线b应变为曲线f；增大pH，应变为曲线e
【答案】B
8．下图是酶催化特性的“酶-底复合反应”模型，图中数字表示反应过程，字母表示相关物质。则下列各选项对此图意的解释正确的是（　　）
A．X是酶，过程①表示缩合反应
B．Y可表示酶，过程②体现酶的多样性
C．复合物Z是酶发挥高效性的关键
D．①、②可以表示葡萄糖水解过程
【答案】C
【解析】据图分析，X在化学反应前后不变，说明X是酶；Y在酶的作用下生成F和G，说明该反应是分解反应，A错误；根据以上分析已知，Y不是反应物，过程②体现了酶具有催化作用，B错误；图中的复合物Z是酶与反应物的结合体，是酶发挥高效性的关键，C正确；葡萄糖是单糖，是不能水解的糖，D错误。
9．核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述，正确的是（　　）
A．核酶能将所有RNA单链降解，与脂肪酶有3种元素相同
B．核酶和脂肪酶都能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应
C．因核酶为单链RNA分子，所以核酶分子中一定不存在氢键
D．核酶在温度过高或过低条件下降低活化能的效果可能不同
【答案】D
10．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组:A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（底物量一定，其他条件相同），结果如图。以下几种对曲线图的分析和理解不符实际的是（　　）
A．不能通过该实验结果得出该酶活性的最适温度
B．为保证实验的科学性，该酶一定不能选用H2O2酶
C．t2时，限制C组酶促反应速率的因素是酶的数量
D．t4时，将A组温度升高20℃，其反应速率不会加快
【答案】C
11．在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上而形成ADP。以下有关分析错误的是（　　）
A．腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴随着2分子ADP的生成
B．腺苷酸激酶催化该反应一般与放能反应相联系
C．腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关
D．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成
【答案】B
【解析】ATP分子含3个磷酸基团，ADP含2个磷酸基团，AMP含1个磷酸基团，腺苷酸激酶能催化1分子ATP脱掉1个磷酸基团，形成1分子ADP，同时脱掉的磷酸基团转移到AMP上，又形成分子ADP，因此腺苷酸激酶催化1分子ATP分解时会伴随着2分子ADP的生成；腺苷酸激酶催化该反应会释放能量，一般与吸能反应相联系；腺苷酸激酶能促进ATP的水解，故腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关；腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上而形成ADP，故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成。
12．下图表示在20℃、不同pH条件下，向等量的反应物中加入等量的某种酶后，生成物的量与时间的关系曲线，下列结论错误的是（　　）
A．此实验中，不同pH为自变量，生成物的量为因变量，20℃为无关变量
B．随pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低
C．该酶的最适pH为5
D．若将温度改为15℃，酶的最适pH不会发生改变
【答案】C
13．某同学取新鲜的肝脏研磨液进行了三次实验。回答下列问题：
（1）在pH为7的条件下，取四支盛有等量过氧化氢溶液的试管，分别保温在0℃、30℃、60℃、90℃的恒温水浴锅中，再滴加2滴肝脏研磨液探究温度对过氧化氢酶活性的影响。该实验能得出正确结论吗？为什么？______________________________________。
（2）在温度37℃的条件下，取等量研磨液分别加到四支盛有等量过氧化氢溶液的试管中，再滴加盐酸或氢氧化钠改变各试管pH分别为3、5、7、9，以探究pH对过氧化氢酶活性的影响。该实验能得出正确结论吗？为什么？____________________________________________。
（3）取少量研磨液分别加入pH分别为3、5、7、9的盛有等量过氧化氢溶液的试管中，保持37℃的温度，结果如图中B曲线所示。改变某些因素后重复上述实验，得到曲线A。
则改变的因素可能是___________（至少写两个），曲线A和B中，过氧化氢的含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是_________________________________。
【答案】（1）不能　　高温下过氧化氢会大量分解（或答没有排除无关变量温度对实验结果的干扰等）
（2）不能，控制pH之前H2O2已在酶的催化下分解　　
（3）肝脏研磨液的量或温度等　　同一种酶的最适pH值是一定的，不会由于酶的浓度、温度等的不同而改变
（3）据图可知，改变某条件后，在不同的pH条件下，过氧化氢的剩余量增加，说明过氧化氢的分解速率减慢。改变的因素可能是肝脏研磨液的量，或温度等。过氧化氢的含量在最低点所对应的pH值是过氧化氢酶的最适PH，同一种酶的最适pH是一定的，不会由于酶浓度温度等的不同而改变，所以曲线A和B中，过氧化氢的含量的最低点位于横坐标同一位置。
14．Hg2＋能抑制ATP水解。科研人员为探究不同浓度的Hg2＋对洋葱根尖成熟区细胞和分生区细胞吸收K＋的影响进行了相关实验，结果如下表所示。请回答下列问题：
实验材料
组别
Hg2＋浓度（mg·L－1）
实验后细胞内K＋浓度（mg·L－1）
成熟区细胞和适宜浓度的K＋溶液
A1
0
10
A2
10
7
A3
20
4
分生区细胞和上述浓度的K＋溶液
B1
0
5
B2
10
2
B3
20
1
（1）洋葱根尖细胞中能产生ATP的部位有______________________。针对成熟区细胞设置A1组作为对照组的目的是__________________。
（2）分析上表中数据可知，随着Hg2＋浓度的升高，细胞吸收K＋的量____（填“增多”“不变”或“减少”），可能的原因是_______________________。
（3）对比A1组和B1组，可得出的结论是_______________________。
【答案】（1）细胞质基质和线粒体　　排除无关变量的干扰，以确保实验结果是由不同浓度的Hg2＋引起的
（2）减少　　细胞吸收K＋属于主动运输需要ATP供能，而Hg2＋通过抑制ATP水解影响K＋的吸收
（3）与分生区细胞相比，成熟区细胞对K＋的吸收量更大
15．丝状温度敏感蛋白（FtsZ）是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质，几乎存在于包括结核杆菌的所有病原细菌中。FtsZ也是一种GTP酶，有一个GTP（三磷酸鸟苷）的结合位点，在GTP存在的条件下，可以在分裂细菌中间部位聚集成Z环，Z环不断收缩，引导细菌的细胞分裂。寻找靶向FtsZ的抑制剂，可有效抑制细菌的细胞分裂。为建立靶向FtsZ的新型抗菌药筛选模型，科研人员对大肠杆菌表达的FtsZ蛋白进行了相关研究。
（1）人类病原微生物耐药性的提高，严重影响传染性疾病治疗的成功几率。FtsZ抑制剂与以往的抗菌药相比不易形成耐药性，原因是FtsZ蛋白_________________________。
（2）下图1表示利用荧光散射法测定FtsZ蛋白在体外的聚集程度。当加入________时，FtsZ蛋白迅速聚集，由此可见，FtsZ在体外依然具备________功能。实验选取BSA作为对照，原因是______________________。
图1
（3）下面两组实验研究温度对FtsZ酶活性的影响。
实验一：将FtsZ蛋白分别置于25℃、30℃、37℃、45℃、50℃、55℃，同时加入等量GTP混匀反应30min，测定酶的活性，结果见图2。
实验二：将FtsZ蛋白分别置于25℃、30℃、37℃、45℃、50℃、55℃保温2h，然后加入等量GTP混匀，置于37℃反应30min，测定酶的活性，结果见图3。
①37℃不一定是FtsZ酶的最适温度，请你设计实验确定其最适温度，实验思路是__________________。
②实验一、实验二处理的区别是__________________________________________。
③实验二的目的是____________________________________。
④当温度高于45℃时，酶的活性迅速丧失，原因是__________________________。
【答案】（1）结构稳定　　
（2）GTP　　催化　　不会在GTP的诱导下发生聚合反应
（3）在30~45℃温度范围设置温度梯度；重复实验一；酶活性最高时对应的温度是最适温度　　实验一是先混匀再在不同温度下反应；实验二是先保温再加GTP　　测定酶具有催化活性的温度范围　　温度过高使蛋白质的空间结构遭到破坏，导致酶失活
【解析】（1）据题意“丝状温度敏感蛋白（FtsZ）是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质”可知，FtsZ结构稳定，因此FtsZ抑制剂与以往的抗菌药相比不易形成耐药性。
②据实验一及实验二的内容可知，实验一、实验二处理的区别是实验一是先混匀再在不同温度下反应；实验二是先保温再加GTP。
③实验二的目的是测定酶具有催化活性的温度范围。
④酶的活性受到温度的影响，高温会破坏酶的空间结构导致酶失去活性，因此当温度高于45℃时，酶的活性迅速丧失。

展开更多......

收起↑