第06讲 酶和ATP- 2025年高考生物一轮复习回归教材考点一遍过

第06讲 酶和ATP 一、教材重要结论性语言 二、典型图解 （1）酶降低化学反应活化能示意图P78 （1）图解解读 ①酶和无机催化剂催化化学反应的原理都是降低反应的活化能。 ②酶降低化学反应活化能的能力比无机催化剂高，因此，与无机催化剂相比酶的催化具有高效性。 （2）易错提醒 ①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。 ②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。 ③检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。 ④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。 （2）酶活性受温度和pH影响示意图 P84 （1）图解解读：最适温度、最适pH及温度、pH变化对酶活性的影响 ①酶在低温下催化活性很低，但空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高；每种酶都有最适宜的催化温度；当温度超过最适温度后，随温度升高酶活性下降，温度过高会使酶的空间结构破坏，使酶永久失活。 ②每种酶都有最适宜的pH；当pH低于最适pH时，随pH升高酶活性升高，在最适pH时酶催化活性最高；当pH高于最适pH时，随pH升高酶活性下降；pH过低或过高，都会使酶的空间结构破坏，使酶永久失活。 （2）酶及酶制剂的保存 酶和酶制剂适于在适宜pH和低温下保存 （3）【易错提示】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 化学本质 蛋白质 作用场所 只在细胞内起催化作用 温度影响 低温和高温均使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 来源 有的可来源于食物等 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 （4）酶和激素的比较 项目 酶 激素 来源及作用场所 活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生； 一般细胞外发挥作用 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质 生物功能 催化作用 调节作用 共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 项目 酶 激素 来源及作用场所 活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；一般细胞外发挥作用 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质 生物功能 催化作用 调节作用 共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 （5）高中阶段涉及到的典型酶 酶的名称 产生及存在 作用 消化酶 溶酶体酶 溶菌酶 脲酶 过氧化氢酶 酪氨酸酶 纤维素酶 果胶酶 胰蛋白酶 限制酶 解旋酶 DNA聚合酶 耐高温的DNA聚合酶 RNA聚合酶 逆转录酶 端粒酶 酶的名称 产生及存在 作用 消化酶 消化腺产生，分泌到消化道 食物消化 溶酶体酶 核糖体合成，内质网、高尔基体加工，存在于溶酶体 细胞内消化 溶菌酶 溶菌酶是淋巴细胞、t细胞、b细胞、吞噬细胞等细胞产生，存在于泪液、唾液、血浆、尿、乳汁等体液及微生物细胞,蛋清含 破坏细菌细胞壁中的肽聚糖 脲酶 尿素分解菌等细胞合成，存在于大豆、刀豆、血液、尿液 分解尿素 过氧化氢酶 动植物细胞合成，存在与动植物细胞内 将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。 酪氨酸酶 人体细胞合成，存在于人体细胞 催化酪氨酸转变为黑色素 纤维素酶 某些微生物合成，存在于微生物细胞和土壤 分解纤维素 果胶酶 某些微生物合成，存在于微生物细胞和土壤 分解果胶 胰蛋白酶 胰腺细胞合成，存在胰液 动物细胞培养时用于制备细胞悬液 解旋酶 细胞合成，并存在于细胞内 催化DNA复制过程中DNA碱基对间氢键的断裂 限制酶 原核细胞合成 识别特定的DNA碱基序列，并在特定位置切割 DNA聚合酶 细胞合成，并存在于细胞内 在DNA单链的3’端连接脱氧核苷酸 耐高温的DNA聚合酶 在热泉细菌细胞合成，存在于细胞内 用于PCR技术扩增目的基因 RNA聚合酶 细胞内合成，存在于细胞内 用于DNA转录形成RNA和RNA复制 逆转录酶 逆转录病毒的宿主细胞内合成，存在于细胞内 催化RNA形成DNA 端粒酶 细胞内合成，存在于细胞内 修复端粒 （6）胃蛋白酶的催化条件 胃蛋白酶的最适pH为1.5。小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后，因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。 （3）ATP与ADP相互转化示意图 P87 ①ATP的合成 A.在真核细胞是细胞质基质和线粒体，在绿色植物的绿色细胞还有叶绿体，在原核生物是细胞质基质和细胞膜。 B.催化ATP合成的是ATP合成酶。 ②ATP的水解 A.ATP水解发生在各种耗能场所。 B.ATP的水解需要ATP分解酶参与。 ③细胞中ATP含量 细胞中ATP含量很少，含量稳定。 ④ATP和ADP的相互转化发生的额场所及特征 ATP和ADP的相互转化发生在活细胞中。且这种相互转化时刻不停地发生处于动态平衡之中。 ⑤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。 ⑥ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。 （4）ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 P87 真核细胞产生ATP所需能量的来源 场所 生理过程 细胞质基质 线粒体 叶绿体 场所 生理过程 细胞质基质 细胞呼吸的第一阶段 线粒体 有氧呼吸的第二阶段，有氧呼吸的第三阶段 叶绿体 光合作用的光反应阶段 （5）ATP为主动运输功能示意图 P88 ①ATP为主动运输提供能量的过程（以Ca2+的主动运输为例） A.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 B.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 C.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。 ②ATP的供能机制 ATP水解释放磷酸基团→蛋白质等分子磷酸化→分子空间结构改变，活性也被改变→参与各种化学反应。 ③ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通的模型图。 三、教材重要习题 （1）P85练习与应用，拓展应用，1、2 1.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释 酶的什么特性？ 2. 下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。 (1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。 (2)如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。 (3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画岀相应的曲线。 （2）P89练习与应用，概念检测4，拓展应用1、2、3 4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是 （C） A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的 C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 四、科学方法 P78 控制变量和设计对照实验 （1）实验变量 项目 概念 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验 温度对酶活性的影响实验 pH对酶活性的影响实验 自变量 人为控制的对实验对象进行处理的因素 催化剂种类：过氧化氢酶和FeCl3溶液 淀粉溶液和蔗糖溶液 温度 pH 因变量 因自变量改变而变化的变量 过氧化氢的反应速率（指标气泡的产生速度，卫生香的复燃程度） 是否产生还原性糖 淀粉的分解量 过氧化氢的分解速度 无关变量 除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素 试管大小，过氧化氢溶液的浓度 试管的大小，淀粉酶的种类，淀粉溶液和蔗糖溶液的浓度 试管的大小，淀粉酶的种类，缓冲液的类型 试管的大小，过氧化氢酶的种类 （2）设计对照实验 ①设计对照实验的原则：除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验；对照实验一般要设置对照组和实验组。 ②设计对照实验的原理： “加法原理”与常态相比，人为增加某种影响因素。和“减法原理”与常态相比，人为去除某种影响因素。 ③对照实验设计示例 A.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验（利用加法原理） 1 2 3 4 人为改变的因素 无 放在90℃左右的水浴加热 滴加2滴3%的FeCl3溶液 滴加2滴3%的过氧化氢溶液 作用 对照组 实验组 实验组 实验组 B.艾弗里肺炎球菌转化实验（利用加法原理） 第1组：R型活菌+S型菌的细胞提取物→混合培养（对照组） 第2组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+蛋白酶→混合培养（实验组） 第3组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+RNA酶→混合培养（实验组） 第4组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+酯酶→混合培养（实验组） 第5组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+DNA酶→混合培养（实验组） C.研究甲状腺激素的功能实验： 第1组：健康的动物不做处理(空白对照) 第2组：健康的动物饲喂一定量的甲状腺激素(加法原理) 第3组：将健康的动物甲状腺摘除(减法原理) 【链接高考真题】 1．（2023·河北·高考真题）关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是（    ） A．淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏 B．磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化 C．氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构 D．载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生改变 2．（2022·广东·高考真题）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（    ） 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 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①、②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pH9 D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 3．（2024·广东·高考真题）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（　　） 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 — — — — 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 4.（2021·海南·高考真题）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是（    ） A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 一、单项选择题 1.在生物体内，酶是具有催化作用的有机物。下列关于酶的叙述，错误的是(　　) A.过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质 B.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成 C.胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关 D.淀粉酶和盐酸通过升高化学反应的活化能催化淀粉水解 2.嚼馒头时会感觉有甜味，那是因为唾液淀粉酶将淀粉分解成了麦芽糖。下列有关酶的说法，错误的是(　　) A.升高温度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用机理相同 B.高温、强酸、强碱都会导致唾液淀粉酶的空间结构改变而使其失活 C.唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物 D.唾液淀粉酶能够与双缩脲试剂反应显紫色 3.下图为某种酶催化的化学反应在不同温度条件下，反应底物浓度随时间变化的曲线图。下列相关叙述正确的是(　　) A.该种酶的最适温度是45 ℃，欲延长反应时间可以增加反应底物 B.该种酶在65 ℃条件下处理一段时间后，将温度降低到25 ℃，酶活性会逐渐 增强 C.如果该种酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应，则其可以被RNA水解酶所催化水解 D.欲探究该种酶的最适温度，可以45 ℃为中间温度，设计多组温度梯度更小的实验 4.在淀粉－琼脂平板的4个位置，分别用蘸有不同液体的棉签涂抹(如图)，然后将平板放入37 ℃恒温箱中保温，2 h后取出平板加碘液(碘－碘化钾溶液)处理1 min，然后用清水洗掉碘液观察结果。下列叙述正确的是(　　) A.用棉签涂抹前应在培养皿底做好标记 B.第1、2组对照说明温度和pH影响酶的活性 C.第3、4组对照说明淀粉酶具有专一性 D.若第4组呈现轻度阳性反应，可能是碘液处理的时间太短 5.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.图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而影响酶的活性 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 6.ATP被称为细胞中的能量货币，其合成和水解与多种生理过程有关。下列关于ATP的叙述，正确的是(　　) A.ATP水解掉两个特殊化学键后可用于RNA的合成 B.ATP中的“A”与DNA和RNA中的“A”为同一种物质 C.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATPADP＋Pi的转化 D.奥运健儿比赛时，因过多消耗ATP而导致ADP大量积累 7.将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是(　　) A.①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸 B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联 C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变 D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快 8.ATP是细胞内一种不稳定的高能磷酸化合物，也是生物体内直接的能源物质。下列有关ATP的叙述错误的是(　　) A.一个ATP分子中含有三个磷酸，两个特殊化学键 B.无氧条件下，酵母菌的细胞质基质也能合成ATP C.蓝细菌细胞中的ATP全部来自有氧呼吸 D.ATP和ADP的生成都需要相关酶的催化 9.如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　) A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜 B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能 C.图中产生的ATP可用于一切生命活动 D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康 10.某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － 根据实验结果可以得出的结论是(　　) A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性 B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高 C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性 D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性 11.用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了(　　) A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度 C.反应体系的温度 D.反应体系的pH 12.20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 13.酶具有专一性，但并非绝对的严格，如胃蛋白酶一般水解蛋白质中苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸间的肽键，胰蛋白酶一般水解蛋白质中赖氨酸或精氨酸的羧基参与形成的肽键，而肽酶则从蛋白质的氨基端或羧基端逐一水解肽键。下列相关叙述错误的是(　　) A.蛋白质经胰蛋白酶处理后经双缩脲试剂检测仍可能显紫色 B.胃蛋白酶随着食糜进入小肠后会变性失活被胰蛋白酶水解 C.蛋白质依次经胃蛋白酶和胰蛋白酶水解后的产物都是二肽或多肽 D.氨基酸种类、数目相同，但排列顺序不同的蛋白质经肽酶彻底水解后产物相同 14.脲酶是一种能使尿素分解成NH3和CO2的蛋白酶。如图表示pH对两种脲酶的相对酶活性的影响。下列叙述错误的是(　　) A.相对酶活性可通过检测单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量来测定 B.该实验中有两个自变量，一个因变量 C.在植物刀豆脲酶和海洋细菌脲酶的最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均 最高 D.若将pH从13下降到8，推测海洋细菌脲酶的活性先下降后升高 15.研究发现：酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验。下列相关说法错误的是(　　) A.酶和加热都能加快反应速率，但相关的原理不同 B.蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解 C.处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可以证明酶具有高效性 D.将盐酸与蛋白酶溶液和蛋白块混合，可以准确地测定pH对蛋白酶活性的影响 16.某研究小组利用α－淀粉酶与淀粉溶液探究温度对酶活性的影响时，使用二硝基水杨酸法检测还原糖含量，各组实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是(　　) 组别 1 2 3 4 5 6 温度/℃ 0 22 35 45 65 85 OD540 nm 0.170 0.849 1.122 1.271 1.383 0.450 注：OD540 nm值代表在波长540 nm的光下测量该酶促反应生成的有色物质的吸光度值。在一定范围内，吸光度值与还原糖的量成正比关系。 A.实验组1和6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变 B.检测溶液的OD540 nm值时，实验组的数据需要与空白对照组比较 C.根据表中数据分析，α－淀粉酶的最适温度在35 ℃～65 ℃之间 D.为保证淀粉和淀粉酶的充分反应，需在反应液中添加ATP 17.ATP为Ca2＋跨膜运输供能的过程如图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A.图中物质A既具有物质运输功能，又具有催化功能 B.载体蛋白磷酸化伴随着能量的转移，载体蛋白活性也被改变 C.Ca2＋与物质A结合后，最终导致物质A的空间结构发生变化，使结合位点转向膜的另一侧 D.加入蛋白质变性剂会提高Ca2＋的跨膜运输速率 18.ATP是细胞的能量“货币”。下列有关叙述正确的是(　　) A.细胞中并不是需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量 B.ATP中特殊化学键全部水解后的产物能作为合成DNA分子的原料 C.线粒体中O2和[H]结合直接产生水和ATP D.ATP的合成常伴随放能反应，吸能反应也一定伴随ATP的水解 19.细胞内的马达蛋白与囊泡结合，沿细胞骨架定向移动，其机理如图所示。以下叙述错误的是(　　) A.马达蛋白和ATP相同的组成元素有C、H、O、N B.合成马达蛋白的场所是核糖体 C.ATP水解可引起马达蛋白空间结构改变 D.浆细胞中马达蛋白功能异常不影响抗体分泌 20．萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。下列叙述正确的是（    ） A．萤火虫发光细胞内存有大量的ATP用以维持生命活动 B．萤火虫发光细胞中，ATP中的能量来自光能或有机物中的化学能 C．荧光素形成氧化萤光素伴随着ATP的合成 D．萤火虫尾部正常发光时，发光细胞中ATP和ADP保持动态平衡 二、多项选择题 21.已知酶的竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，非竞争性抑制剂可以改变酶的空间结构。图乙中的曲线a为无抑制剂时的反应速率。下列叙述错误的是(　　) A.图甲中，影响曲线2和曲线3的因素分别是pH和温度 B.图甲曲线1中，B点时增加底物浓度不会对反应速率产生影响 C.图甲曲线1中，在A点之前加入酶的竞争性抑制剂，会使曲线1变为图乙中的曲线b D.可以利用图甲曲线2中的C点和曲线3中的F点对应的条件，对酶进行保存 22.右图中c表示温度对酶促反应速率的影响，a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响。下列叙述错误的是(　　) A.随着温度升高，底物分子进行化学反应所需的活化能增多 B.在位点1、2所对应的温度时，酶活性较低的机理完全相同 C.温度对反应速率影响的机理与酶对反应速率影响的机理相同 D.底物分子的能量与酶空间结构均会影响酶促反应速率 23.细胞代谢中某种酶1与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述正确的是(　　) A.酶1与产物B结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定 B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列 C.酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性 D.酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A 24.人体棕色脂肪细胞(BAT)和骨骼肌细胞(SMC)都含有大量线粒体，BAT线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性的将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质，同时将脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能(如图所示)，其活性受ATP/ADP的值变化的影响。下列说法错误的是(　　) A.BAT和SMC都富含线粒体，都可产生大量ATP B.膜间隙高浓度的H＋全部来自有机物的分解 C.UCP的活性越高，ATP/ADP的值越大 D.寒冷条件下，UCP对H＋的通透性大于ATP合成酶 25.脱氧核苷三磷酸(dNTP)和核苷三磷酸(NTP)参与核酸合成等多种生理过程，其结构如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A.当图中基团X为H时，则该物质可为RNA合成提供反应所需的原料和能量 B.NTP、dNTP以及磷脂分子的元素组成都是C、H、O、N、P C.以α位带32P的dATP为原料，会使新合成的DNA分子被32P标记 D.ATP的γ位磷酸基团使细胞中某些蛋白质分子磷酸化，导致这些分子空间结构发生变化 三、非选择题 26.酶与生产、生活联系密切。请回答下列酶与生产生活联系的问题。 （1）麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度 。 （2）唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是______________________________。 （3）高温、过酸、过碱等条件下，酶失活后即使给予适宜的条件，活性仍不能够恢复正常，原因是_____________________________________________________________；人发烧时不想吃东西，原因是________________________________________________________________。 （4）利用加酶洗衣粉洗涤衣服时： 丝绸和毛皮类衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤，因为____________________________________________；加酶洗衣粉使用的水温一般在50 ℃以下，切记不能用沸水，否则_______________________________________。 27.回答下面有关酶特性及实验方法的问题。 （1）溶菌酶有怎样的作用？ ； （2）酶具有 、 和酶的作用条件 ；过酸、过碱或温度过高，会使酶的 遭到破坏，使酶 ；在0 ℃左右时，酶的活性 ，但酶的 稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在 下保存。 （3）酶在细胞代谢中的作用是 ，加热可以使过氧化氢分解速度加快的原因是 ，酶具有高效性的原理是 。 （4）在关于酶特性及影响酶活性因素的有关实验中。除作为自变量的因素外，其余因素都应 ，并将结果进行比较的实验叫作 ，它一般要设置对照组和 ，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作 。建议用 探究温度对酶活性的影响，用 探究pH对酶活性的影响。 28.ATP合酶是一种功能复杂的蛋白质，与生物膜结合后能催化ATP的合成，其作用机理如图所示。请据图回答： (1)生物膜结构的基本支架是__________，在真核细胞中，ATP合酶主要分布于________________(填生物膜名称)。 (2)分析此图可知H＋跨越该膜的运输方式是________________，判断依据是_______________________________。 (3)ATP在细胞内的作用是_______________；推测好氧型细菌细胞的____上存在该酶，理由是______________。 (4)科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质——GTP(鸟苷三磷酸)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：______________________________________________________。 29.利用蓝细菌将CO2转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。 (1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于 和 等生理过程，为各项生命活动提供能量。 (2)蓝细菌可通过D—乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D—乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，是由于细胞质中的NADH被大量用于 作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。 (3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D—乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。 注：数据单位为pmol∕OD730 菌株 ATP NADH NADPH 初始蓝细菌 626 32 49 工程菌K 829 62 49 由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段 （被抑制∕被促进∕不受影响），光反应中的水光解 （被抑制∕被促进∕不受影响）。 (4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多D—乳酸，是因为其__________（双选）。 A．光合作用产生了更多ATP B．光合作用产生了更多NADPH C．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH 30.现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下实验。 实验原理：温度等条件可以影响酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成麦芽糖；用分光光度计测量溶液的吸光度时，物质含量越多，其吸光度越大，因此可测出物质的相对含量。 实验材料：一定浓度的淀粉溶液、相同浓度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、温度计等。 实验过程如表所示： 　　步骤 组别　　 1 2 3 4 5 6 7 8 Ⅰ.设置水浴缸/℃ 20 30 40 50 20 30 40 50 Ⅱ.取8支试管各加入等量淀粉溶液(mL)，分别保温5 min 10 10 10 10 10 10 10 10 Ⅲ.取8支试管各加入等量淀粉酶溶液(mL)，分别保温5 min 酶 A 酶 A 酶 A 酶 A 酶 B 酶 B 酶 B 酶 B Ⅳ.将相同温度两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合均匀，保温5 min 实验结果：用分光光度计对各组淀粉含量进行检测，结果如图所示。 (1)细胞中酶的作用机理是___________________________________________。 (2)该实验的自变量是_______________________________________________。 (3)根据实验结果分析，下列叙述正确的是________。 A.酶A在20 ℃条件时活性较高 B.酶A的活性一定小于酶B的活性 C.酶B在40 ℃条件时活性较高 D.大于50 ℃条件时，酶A活性可能较高 (4)此实验用分光光度计检测底物淀粉的剩余量来表示酶的活性，能不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性？____________。原因是_______________________________________________________。 (5)如果要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是_______________________________________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第06讲 酶和ATP 一、教材重要结论性语言 二、典型图解 （1）酶降低化学反应活化能示意图P78 （1）图解解读 ①酶和无机催化剂催化化学反应的原理都是降低反应的活化能。 ②酶降低化学反应活化能的能力比无机催化剂高，因此，与无机催化剂相比酶的催化具有高效性。 （2）易错提醒 ①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。 ②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。 ③检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。 ④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。 （2）酶活性受温度和pH影响示意图 P84 （1）图解解读：最适温度、最适pH及温度、pH变化对酶活性的影响 ①酶在低温下催化活性很低，但空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高；每种酶都有最适宜的催化温度；当温度超过最适温度后，随温度升高酶活性下降，温度过高会使酶的空间结构破坏，使酶永久失活。 ②每种酶都有最适宜的pH；当pH低于最适pH时，随pH升高酶活性升高，在最适pH时酶催化活性最高；当pH高于最适pH时，随pH升高酶活性下降；pH过低或过高，都会使酶的空间结构破坏，使酶永久失活。 （2）酶及酶制剂的保存 酶和酶制剂适于在适宜pH和低温下保存 （3）【易错提示】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 化学本质 蛋白质 作用场所 只在细胞内起催化作用 温度影响 低温和高温均使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 来源 有的可来源于食物等 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 （4）酶和激素的比较 项目 酶 激素 来源及作用场所 活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生； 一般细胞外发挥作用 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质 生物功能 催化作用 调节作用 共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 项目 酶 激素 来源及作用场所 活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；一般细胞外发挥作用 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质 生物功能 催化作用 调节作用 共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 （5）高中阶段涉及到的典型酶 酶的名称 产生及存在 作用 消化酶 溶酶体酶 溶菌酶 脲酶 过氧化氢酶 酪氨酸酶 纤维素酶 果胶酶 胰蛋白酶 限制酶 解旋酶 DNA聚合酶 耐高温的DNA聚合酶 RNA聚合酶 逆转录酶 端粒酶 酶的名称 产生及存在 作用 消化酶 消化腺产生，分泌到消化道 食物消化 溶酶体酶 核糖体合成，内质网、高尔基体加工，存在于溶酶体 细胞内消化 溶菌酶 溶菌酶是淋巴细胞、t细胞、b细胞、吞噬细胞等细胞产生，存在于泪液、唾液、血浆、尿、乳汁等体液及微生物细胞,蛋清含 破坏细菌细胞壁中的肽聚糖 脲酶 尿素分解菌等细胞合成，存在于大豆、刀豆、血液、尿液 分解尿素 过氧化氢酶 动植物细胞合成，存在与动植物细胞内 将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。 酪氨酸酶 人体细胞合成，存在于人体细胞 催化酪氨酸转变为黑色素 纤维素酶 某些微生物合成，存在于微生物细胞和土壤 分解纤维素 果胶酶 某些微生物合成，存在于微生物细胞和土壤 分解果胶 胰蛋白酶 胰腺细胞合成，存在胰液 动物细胞培养时用于制备细胞悬液 解旋酶 细胞合成，并存在于细胞内 催化DNA复制过程中DNA碱基对间氢键的断裂 限制酶 原核细胞合成 识别特定的DNA碱基序列，并在特定位置切割 DNA聚合酶 细胞合成，并存在于细胞内 在DNA单链的3’端连接脱氧核苷酸 耐高温的DNA聚合酶 在热泉细菌细胞合成，存在于细胞内 用于PCR技术扩增目的基因 RNA聚合酶 细胞内合成，存在于细胞内 用于DNA转录形成RNA和RNA复制 逆转录酶 逆转录病毒的宿主细胞内合成，存在于细胞内 催化RNA形成DNA 端粒酶 细胞内合成，存在于细胞内 修复端粒 （6）胃蛋白酶的催化条件 胃蛋白酶的最适pH为1.5。小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后，因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。 （3）ATP与ADP相互转化示意图 P87 ①ATP的合成 A.在真核细胞是细胞质基质和线粒体，在绿色植物的绿色细胞还有叶绿体，在原核生物是细胞质基质和细胞膜。 B.催化ATP合成的是ATP合成酶。 ②ATP的水解 A.ATP水解发生在各种耗能场所。 B.ATP的水解需要ATP分解酶参与。 ③细胞中ATP含量 细胞中ATP含量很少，含量稳定。 ④ATP和ADP的相互转化发生的额场所及特征 ATP和ADP的相互转化发生在活细胞中。且这种相互转化时刻不停地发生处于动态平衡之中。 ⑤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。 ⑥ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。 （4）ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 P87 真核细胞产生ATP所需能量的来源 场所 生理过程 细胞质基质 线粒体 叶绿体 场所 生理过程 细胞质基质 细胞呼吸的第一阶段 线粒体 有氧呼吸的第二阶段，有氧呼吸的第三阶段 叶绿体 光合作用的光反应阶段 （5）ATP为主动运输功能示意图 P88 ①ATP为主动运输提供能量的过程（以Ca2+的主动运输为例） A.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 B.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 C.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。 ②ATP的供能机制 ATP水解释放磷酸基团→蛋白质等分子磷酸化→分子空间结构改变，活性也被改变→参与各种化学反应。 ③ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通的模型图。 三、教材重要习题 （1）P85练习与应用，拓展应用，1、2 1.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释 酶的什么特性？ 【答案】这个模型中A代表某类酶，B代表底物，C和D代表产物。这个模型的含义是：酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型可以类比解释酶的专一性。 2. 下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。 (1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。 (2)如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。 (3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画岀相应的曲线。 【答案】(1)A点：随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高。C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。 (2)如果A点时温度升高10℃，曲线上升的幅度变小因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。 (3)该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快(图略)。 （2）P89练习与应用，概念检测4，拓展应用1、2、3 4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是 （C） A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的 C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 【解析】离子通过离子泵的跨膜运输消耗ATP,属于主动运输,A错误;离子通过离子泵的跨膜运输逆浓度梯度进行,B错误;动物一氧化碳中毒减少能量的供应，进而会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；离子的跨膜运输需要载体蛋白，因此加入蛋白质变性剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D错误 【答案】C 四、科学方法 P78 控制变量和设计对照实验 （1）实验变量 项目 概念 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验 温度对酶活性的影响实验 pH对酶活性的影响实验 自变量 人为控制的对实验对象进行处理的因素 催化剂种类：过氧化氢酶和FeCl3溶液 淀粉溶液和蔗糖溶液 温度 pH 因变量 因自变量改变而变化的变量 过氧化氢的反应速率（指标气泡的产生速度，卫生香的复燃程度） 是否产生还原性糖 淀粉的分解量 过氧化氢的分解速度 无关变量 除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素 试管大小，过氧化氢溶液的浓度 试管的大小，淀粉酶的种类，淀粉溶液和蔗糖溶液的浓度 试管的大小，淀粉酶的种类，缓冲液的类型 试管的大小，过氧化氢酶的种类 （2）设计对照实验 ①设计对照实验的原则：除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验；对照实验一般要设置对照组和实验组。 ②设计对照实验的原理： “加法原理”与常态相比，人为增加某种影响因素。和“减法原理”与常态相比，人为去除某种影响因素。 ③对照实验设计示例 A.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验（利用加法原理） 1 2 3 4 人为改变的因素 无 放在90℃左右的水浴加热 滴加2滴3%的FeCl3溶液 滴加2滴3%的过氧化氢溶液 作用 对照组 实验组 实验组 实验组 B.艾弗里肺炎球菌转化实验（利用加法原理） 第1组：R型活菌+S型菌的细胞提取物→混合培养（对照组） 第2组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+蛋白酶→混合培养（实验组） 第3组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+RNA酶→混合培养（实验组） 第4组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+酯酶→混合培养（实验组） 第5组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+DNA酶→混合培养（实验组） C.研究甲状腺激素的功能实验： 第1组：健康的动物不做处理(空白对照) 第2组：健康的动物饲喂一定量的甲状腺激素(加法原理) 第3组：将健康的动物甲状腺摘除(减法原理) 【链接高考真题】 1．（2023·河北·高考真题）关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是（    ） A．淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏 B．磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化 C．氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构 D．载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生改变 【解析】A 低温不会使蛋白质空间结构改变，淀粉酶本质为蛋白质，在0℃时空间结构不会被破坏，A错误；蛋白质分子与磷酸结合后，空间结构发生变化，活性也发生改变，B正确；氨基酸种类的改变会影响蛋白质中氨基酸的排列顺序，进而可能影响蛋白质空间结构，C正确；载体蛋白在转运分子时，需要与被转运的分子结合，会发生自身构象的改变，D正确。 2．（2022·广东·高考真题）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（    ） 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 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①、②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pH9 D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 【解析】C 分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B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、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C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正确。 3．（2024·广东·高考真题）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（　　） 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 — — — — 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 【解析】B 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；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；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；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。 4.（2021·海南·高考真题）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是（    ） A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 【解析】B 根据题意可知：该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。”说明：32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；根据题干信息“放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团”可知，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 一、单项选择题 1.在生物体内，酶是具有催化作用的有机物。下列关于酶的叙述，错误的是(　　) A.过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质 B.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成 C.胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关 D.淀粉酶和盐酸通过升高化学反应的活化能催化淀粉水解 【解析】D　淀粉酶是生物催化剂，盐酸是无机催化剂，都可以降低化学反应的活化能来催化淀粉水解，D错误。 2.嚼馒头时会感觉有甜味，那是因为唾液淀粉酶将淀粉分解成了麦芽糖。下列有关酶的说法，错误的是(　　) A.升高温度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用机理相同 B.高温、强酸、强碱都会导致唾液淀粉酶的空间结构改变而使其失活 C.唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物 D.唾液淀粉酶能够与双缩脲试剂反应显紫色 【解析】A　升高温度的原理是提供能量，加酶的原理是降低化学反应所需的活化能，作用机理不同，A错误；高温、强酸、强碱都会导致蛋白质的空间结构改变而使其失活，唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，B正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物，C正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，蛋白质能够与双缩脲试剂反应显紫色，D正确。 3.下图为某种酶催化的化学反应在不同温度条件下，反应底物浓度随时间变化的曲线图。下列相关叙述正确的是(　　) A.该种酶的最适温度是45 ℃，欲延长反应时间可以增加反应底物 B.该种酶在65 ℃条件下处理一段时间后，将温度降低到25 ℃，酶活性会逐渐 增强 C.如果该种酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应，则其可以被RNA水解酶所催化水解 D.欲探究该种酶的最适温度，可以45 ℃为中间温度，设计多组温度梯度更小的实验 【解析】D　图中仅有3个温度条件下的反应曲线，不能得出45 ℃是该酶的最适温度，A错误；65 ℃条件下，该酶已经失去催化能力，降低温度，酶活性不可恢复，B错误；如果该种酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应，说明其化学本质是蛋白质，故不可以被RNA水解酶所催化水解，C错误；在图中的三个温度中，45 ℃酶活性最高，则欲探究该种酶的最适温度，可以45 ℃为中间温度，设计多组温度梯度更小的实验，D正确。 4.在淀粉－琼脂平板的4个位置，分别用蘸有不同液体的棉签涂抹(如图)，然后将平板放入37 ℃恒温箱中保温，2 h后取出平板加碘液(碘－碘化钾溶液)处理1 min，然后用清水洗掉碘液观察结果。下列叙述正确的是(　　) A.用棉签涂抹前应在培养皿底做好标记 B.第1、2组对照说明温度和pH影响酶的活性 C.第3、4组对照说明淀粉酶具有专一性 D.若第4组呈现轻度阳性反应，可能是碘液处理的时间太短 【解析】A　培养皿盖可随意转动，因此标记应做在培养皿底，A正确；第2、4组对照可说明温度会影响酶的活性，第1、4组对照可说明pH会影响酶的活性，B错误；第3、4组对照不能说明淀粉酶只能催化一种底物的分解，因此不能说明其具有专一性，C错误；若第4组出现轻度阳性反应，可能是该区域的淀粉未被淀粉酶完全催化分解，D错误。 5.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.图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而影响酶的活性 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 【解析】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不同，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，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而影响酶的活性，C正确。 6.ATP被称为细胞中的能量货币，其合成和水解与多种生理过程有关。下列关于ATP的叙述，正确的是(　　) A.ATP水解掉两个特殊化学键后可用于RNA的合成 B.ATP中的“A”与DNA和RNA中的“A”为同一种物质 C.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATPADP＋Pi的转化 D.奥运健儿比赛时，因过多消耗ATP而导致ADP大量积累 【解析】A　ATP水解掉两个特殊化学键后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A正确；ATP分子中的“A”代表由腺嘌呤和核糖组成的腺苷，而DNA、RNA中的“A”代表腺嘌呤，B错误；淀粉在酶的作用下水解成葡萄糖，不消耗能量，C错误；细胞中ATP含量极少，但ATP与ADP相互转化的速度很快，且处于动态平衡之中，不会导致ADP大量积累，D错误。 7.将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是(　　) A.①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸 B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联 C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变 D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快 【解析】A　①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的，A错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。 8.ATP是细胞内一种不稳定的高能磷酸化合物，也是生物体内直接的能源物质。下列有关ATP的叙述错误的是(　　) A.一个ATP分子中含有三个磷酸，两个特殊化学键 B.无氧条件下，酵母菌的细胞质基质也能合成ATP C.蓝细菌细胞中的ATP全部来自有氧呼吸 D.ATP和ADP的生成都需要相关酶的催化 【解析】C　一分子ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖、三分子磷酸组成，共形成两个特殊化学键，A正确；酵母菌是兼性厌氧型菌，在无氧条件下其细胞质基质中能进行无氧呼吸的第一阶段，该阶段有ATP形成，B正确；蓝细菌还可以进行光合作用产生ATP，C错误；ATP的合成需要ATP合成酶的催化，ADP的生成需要ATP水解酶的催化，D正确。 9.如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　) A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜 B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能 C.图中产生的ATP可用于一切生命活动 D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康 【解析】B　线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上都存在ATP合成酶，但叶绿体内膜上不存在ATP合成酶，A错误；光合作用暗反应阶段需要的ATP来自于光反应阶段(叶绿体类囊体薄膜产生的)而非来自于线粒体，C错误；减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外的浓度差，减慢ATP的产生，不利于健康，D错误。 10.某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － 根据实验结果可以得出的结论是(　　) A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性 B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高 C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性 D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性 【解析】C　由①组可知酶P在低浓度Mg2＋条件下也有产物的生成，说明并非一定要在高浓度Mg2＋条件下酶P才具有催化活性，A错误；由第③组和第⑤组对比可知，只有蛋白质组分存在时，在低浓度Mg2＋和高浓度Mg2＋的条件下，均无产物的生成，说明在两种条件下蛋白质组分都没有催化活性，B错误；由第④组和第⑤组对比可知，在高浓度Mg2＋条件下，第④组有产物的生成，第⑤组没有产物的生成，说明RNA组分具有催化活性，蛋白质组分没有催化活性，C正确，D错误。 11.用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了(　　) A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度 C.反应体系的温度 D.反应体系的pH 【解析】B　提高酶的浓度能够提高反应速率，但不能提高生成氧气的总量，A错误；提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；适度的提高温度可以加快反应速率，但不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH，可以改变反应速率，但不能提高产物的量，D错误。 12.20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 【解析】A　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。 13.酶具有专一性，但并非绝对的严格，如胃蛋白酶一般水解蛋白质中苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸间的肽键，胰蛋白酶一般水解蛋白质中赖氨酸或精氨酸的羧基参与形成的肽键，而肽酶则从蛋白质的氨基端或羧基端逐一水解肽键。下列相关叙述错误的是(　　) A.蛋白质经胰蛋白酶处理后经双缩脲试剂检测仍可能显紫色 B.胃蛋白酶随着食糜进入小肠后会变性失活被胰蛋白酶水解 C.蛋白质依次经胃蛋白酶和胰蛋白酶水解后的产物都是二肽或多肽 D.氨基酸种类、数目相同，但排列顺序不同的蛋白质经肽酶彻底水解后产物相同 【解析】C　蛋白质经胰蛋白酶处理后的产物可能含有二肽或多肽，二肽或多肽可与双缩脲试剂反应呈紫色，A正确；胃蛋白酶的最适pH为1.5，进入小肠(pH6.8左右)后会变性失活，且被胰蛋白酶水解，B正确；若某蛋白质的酪氨酸和色氨酸位于一端，经胃蛋白酶水解后产物中会有单个的氨基酸，故蛋白质依次经胃蛋白酶和胰蛋白酶水解后的产物不一定都是二肽或多肽，C错误；肽酶能从蛋白质的氨基端或羧基端逐一水解肽键，故氨基酸种类、数目相同，但排列顺序不同的蛋白质经肽酶彻底水解后产物相同，D正确。 14.脲酶是一种能使尿素分解成NH3和CO2的蛋白酶。如图表示pH对两种脲酶的相对酶活性的影响。下列叙述错误的是(　　) A.相对酶活性可通过检测单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量来测定 B.该实验中有两个自变量，一个因变量 C.在植物刀豆脲酶和海洋细菌脲酶的最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均 最高 D.若将pH从13下降到8，推测海洋细菌脲酶的活性先下降后升高 【解析】D　由图可知，该实验的自变量是酸碱度和脲酶的种类，因变量是相对酶活性，B正确；当pH＝13时，海洋细菌脲酶的活性已经丧失，因此若将pH从13下降到8，推测海洋细菌脲酶的活性不变，D错误。 15.研究发现：酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验。下列相关说法错误的是(　　) A.酶和加热都能加快反应速率，但相关的原理不同 B.蛋白块a中的蛋白质分子比蛋清中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解 C.处理相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可以证明酶具有高效性 D.将盐酸与蛋白酶溶液和蛋白块混合，可以准确地测定pH对蛋白酶活性的影响 【解析】D　酶降低反应的活化能，加热使反应物分子的能量增加，两者原理不同，A正确；蛋白质加热后变性，空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，B正确；无机催化剂和酶处理蛋白块相同时间，蛋白块b明显小于蛋白块c，可以证明酶具有高效性，C正确；强酸可导致蛋白酶变性失活，同时酸和蛋白酶都可以使蛋白质水解，故不能准确地测定pH对蛋白酶活性的影响，D错误。 16.某研究小组利用α－淀粉酶与淀粉溶液探究温度对酶活性的影响时，使用二硝基水杨酸法检测还原糖含量，各组实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是(　　) 组别 1 2 3 4 5 6 温度/℃ 0 22 35 45 65 85 OD540 nm 0.170 0.849 1.122 1.271 1.383 0.450 注：OD540 nm值代表在波长540 nm的光下测量该酶促反应生成的有色物质的吸光度值。在一定范围内，吸光度值与还原糖的量成正比关系。 A.实验组1和6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变 B.检测溶液的OD540 nm值时，实验组的数据需要与空白对照组比较 C.根据表中数据分析，α－淀粉酶的最适温度在35 ℃～65 ℃之间 D.为保证淀粉和淀粉酶的充分反应，需在反应液中添加ATP 【解析】B　实验组1的OD540 nm值较低，原因是低温抑制酶的活性，实验组6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变，酶失活，A错误；该实验探究温度对酶活性的影响，根据对照原则，检测溶液的OD540 nm值时，实验组的数据需要与空白对照组比较，B正确；酶在最适温度时活性最高，低于或高于最适温度其活性都降低，由题中表格数据可知，α－淀粉酶的最适温度在45 ℃～85 ℃之间，C错误；淀粉酶水解淀粉不需要消耗能量，不需要在反应液中添加ATP，D错误。 17.ATP为Ca2＋跨膜运输供能的过程如图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A.图中物质A既具有物质运输功能，又具有催化功能 B.载体蛋白磷酸化伴随着能量的转移，载体蛋白活性也被改变 C.Ca2＋与物质A结合后，最终导致物质A的空间结构发生变化，使结合位点转向膜的另一侧 D.加入蛋白质变性剂会提高Ca2＋的跨膜运输速率 【解析】D　由图可知，Ca2＋的跨膜运输过程需要载体和能量，载体的化学本质是蛋白质。若加入蛋白质变性剂，则载体蛋白的结构和功能会发生改变，Ca2＋的跨膜运输速率将降低，D错误。 18.ATP是细胞的能量“货币”。下列有关叙述正确的是(　　) A.细胞中并不是需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量 B.ATP中特殊化学键全部水解后的产物能作为合成DNA分子的原料 C.线粒体中O2和[H]结合直接产生水和ATP D.ATP的合成常伴随放能反应，吸能反应也一定伴随ATP的水解 【解析】A　GTP等直接能源物质也可以为某些需要能量的生命活动直接提供能量，A正确；ATP中特殊化学键全部水解后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，其能作为合成RNA分子的原料，B错误；线粒体中O2和[H]结合产生水，并且释放大量能量，释放的能量可用于合成ATP，C错误；吸能反应也可能伴随GTP的水解，D错误。 19.细胞内的马达蛋白与囊泡结合，沿细胞骨架定向移动，其机理如图所示。以下叙述错误的是(　　) A.马达蛋白和ATP相同的组成元素有C、H、O、N B.合成马达蛋白的场所是核糖体 C.ATP水解可引起马达蛋白空间结构改变 D.浆细胞中马达蛋白功能异常不影响抗体分泌 【解析】D　马达蛋白的组成元素主要是C、H、O、N，ATP的组成元素是C、H、O、N、P，A正确；细胞内蛋白质的合成场所均为核糖体，B正确；细胞内的马达蛋白与囊泡结合，沿细胞骨架定向移动，在该过程中需要水解ATP供能，结合图中马达蛋白的改变可推测，ATP水解可引起马达蛋白空间结构改变，C正确；抗体属于分泌蛋白，是由浆细胞合成并分泌的，其分泌过程中需要囊泡的运输，据此可推测，若浆细胞中马达蛋白功能异常，可能会影响抗体分泌，D错误。 20．萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。下列叙述正确的是（    ） A．萤火虫发光细胞内存有大量的ATP用以维持生命活动 B．萤火虫发光细胞中，ATP中的能量来自光能或有机物中的化学能 C．荧光素形成氧化萤光素伴随着ATP的合成 D．萤火虫尾部正常发光时，发光细胞中ATP和ADP保持动态平衡 【解析】D 细胞内ATP的含量很少，通过ATP与ADP快速转化来满足能量需要，A错误；萤火虫可通过细胞呼吸产生ATP，不能通过光合作用产生ATP，因此萤火虫发光细胞中，ATP中的能量来自有机物中的化学能，不能来自光能，B错误；根据题意，在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活，因此荧光素形成氧化萤光素伴随着ATP的水解，C错误；活细胞内ATP与ADP的相互转化处于动态平衡，因此萤火虫尾部正常发光时，发光细胞中ATP和ADP保持动态平衡，D正确。 二、多项选择题 21.已知酶的竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，非竞争性抑制剂可以改变酶的空间结构。图乙中的曲线a为无抑制剂时的反应速率。下列叙述错误的是(　　) A.图甲中，影响曲线2和曲线3的因素分别是pH和温度 B.图甲曲线1中，B点时增加底物浓度不会对反应速率产生影响 C.图甲曲线1中，在A点之前加入酶的竞争性抑制剂，会使曲线1变为图乙中的曲线b D.可以利用图甲曲线2中的C点和曲线3中的F点对应的条件，对酶进行保存 【解析】ABD　高温、过酸、过碱都会使酶因空间结构发生改变而永久失活，低温不会导致酶失活，据此可推知：在图甲中，影响曲线2的因素是温度，影响曲线3的因素是pH，A错误；图甲的曲线1起点不为0，即没有酶时底物也可以进行微弱的反应，因此该曲线可以表示酶浓度对酶促反应的影响，在B点时限制反应速率的因素是底物浓度等，所以在B点时增加底物浓度会对反应速率产生影响，B错误；依题意可知，非竞争性抑制剂能改变酶的空间结构，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性；竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，从而降低酶对底物的催化效应，因此图乙中的曲线b表示竞争性抑制剂存在时的作用效果，曲线c表示非竞争性抑制剂对反应速率影响的作用效果。图甲的曲线1中，在A点之前限制反应速率的因素是底物浓度，加入酶的竞争性抑制剂后，会导致与酶分子结合的底物分子的数量减少，酶促反应速率下降，会使曲线1变为图乙中的曲线b，C正确；图甲曲线2中的C点对应的是低温条件，曲线3中的F点对应的pH呈现强酸性、I点对应的pH为最适pH，酶应在最适pH、低温条件下保存，D错误。 22.右图中c表示温度对酶促反应速率的影响，a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响。下列叙述错误的是(　　) A.随着温度升高，底物分子进行化学反应所需的活化能增多 B.在位点1、2所对应的温度时，酶活性较低的机理完全相同 C.温度对反应速率影响的机理与酶对反应速率影响的机理相同 D.底物分子的能量与酶空间结构均会影响酶促反应速率 【解析】ABC　由a曲线知，随着温度升高，底物获得的能量增多，底物分子进行化学反应所需的活化能减少，反应速率升高，底物更易发生反应，A错误；由图可知，在位点1、2对应的温度时，低温限制酶的活性，但酶的空间结构不变，高温主要是影响酶分子空间结构来降低酶的活性，所以二者酶活性较低的机理不同，B错误；温度是通过给底物分子提供能量来影响化学反应速率，而酶是通过降低化学反应的活化能来影响化学反应，所以二者的作用机理不同，C错误；由图可知，底物分子的能量与酶空间结构均会影响酶促反应速率，D正确。 23.细胞代谢中某种酶1与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述正确的是(　　) A.酶1与产物B结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定 B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列 C.酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性 D.酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A 【解析】ABD　由图可知：酶1失活后与有活性时相比空间结构发生了改变，说明酶的功能由其空间结构决定，A正确；由图可知，酶1只催化两种底物合成产物A的反应，具有专一性，C错误；酶1与产物B结合使酶1无活性，合成产物A的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物A，D正确。 24.人体棕色脂肪细胞(BAT)和骨骼肌细胞(SMC)都含有大量线粒体，BAT线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性的将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质，同时将脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能(如图所示)，其活性受ATP/ADP的值变化的影响。下列说法错误的是(　　) A.BAT和SMC都富含线粒体，都可产生大量ATP B.膜间隙高浓度的H＋全部来自有机物的分解 C.UCP的活性越高，ATP/ADP的值越大 D.寒冷条件下，UCP对H＋的通透性大于ATP合成酶 【解析】ABC　人体棕色脂肪细胞(BAT)富含线粒体，但是其内膜上通道蛋白UCP的存在会使得脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能，因此不可能产生大量的ATP，A错误；膜间隙高浓度的H＋来自有氧呼吸第一和第二阶段，因此H＋可以来自有机物和水，B错误；UCP的活性越高，ATP的合成越少，则ATP/ADP的值越小，C错误；寒冷条件下，产热量增加，因此UCP对H＋的通透性大于ATP合成酶，D正确。 25.脱氧核苷三磷酸(dNTP)和核苷三磷酸(NTP)参与核酸合成等多种生理过程，其结构如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A.当图中基团X为H时，则该物质可为RNA合成提供反应所需的原料和能量 B.NTP、dNTP以及磷脂分子的元素组成都是C、H、O、N、P C.以α位带32P的dATP为原料，会使新合成的DNA分子被32P标记 D.ATP的γ位磷酸基团使细胞中某些蛋白质分子磷酸化，导致这些分子空间结构发生变化 【解析】BCD　当图中基团X为H时，五碳糖是脱氧核糖，则该物质是dNTP，可为DNA合成提供反应所需的原料和能量，A错误；NTP、dNTP以及磷脂分子的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，B正确；dATP脱去β和γ位的P后是DNA的基本单位腺嘌呤脱氧核苷酸，故用32P标记dATP的α位的P，作为DNA合成的原料，可使DNA分子被标记，C正确；ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的γ位磷酸基团与载体蛋白结合，使载体蛋白磷酸化，从而使其结构发生变化，活性也被改变，D正确。 三、非选择题 26.酶与生产、生活联系密切。请回答下列酶与生产生活联系的问题。 （1）麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度 。 （2）唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是______________________________。 （3）高温、过酸、过碱等条件下，酶失活后即使给予适宜的条件，活性仍不能够恢复正常，原因是_____________________________________________________________；人发烧时不想吃东西，原因是________________________________________________________________。 （4）利用加酶洗衣粉洗涤衣服时： 丝绸和毛皮类衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤，因为____________________________________________；加酶洗衣粉使用的水温一般在50 ℃以下，切记不能用沸水，否则_______________________________________。 【答案】（1）高 （2）唾液的pH为6.2～7.4，而胃液的pH为0.9～1.5，唾液淀粉酶没有了适宜的pH条件，酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用 （3）高温、过酸、过碱等条件都会导致酶空间结构被破坏，使酶永久失活　体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢 （4）加酶洗衣粉中含有蛋白酶，可能会损坏丝绸和毛皮类衣物的蛋白质　 酶会失去活性 27.回答下面有关酶特性及实验方法的问题。 （1）溶菌酶有怎样的作用？ ； （2）酶具有 、 和酶的作用条件 ；过酸、过碱或温度过高，会使酶的 遭到破坏，使酶 ；在0 ℃左右时，酶的活性 ，但酶的 稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在 下保存。 （3）酶在细胞代谢中的作用是 ，加热可以使过氧化氢分解速度加快的原因是 ，酶具有高效性的原理是 。 （4）在关于酶特性及影响酶活性因素的有关实验中。除作为自变量的因素外，其余因素都应 ，并将结果进行比较的实验叫作 ，它一般要设置对照组和 ，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作 。建议用 探究温度对酶活性的影响，用 探究pH对酶活性的影响。 【答案】（1）溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用 （2）高效性 专一性 较温和 空间结构 永久失活 很低 空间结构 低温 （3）降低活化能 是使反应分子得到能量从常态转变为容易反应的活跃状态 同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能 （4）保持一致 对照实验 实验组 空白对照 淀粉酶 过氧化氢酶 28.ATP合酶是一种功能复杂的蛋白质，与生物膜结合后能催化ATP的合成，其作用机理如图所示。请据图回答： (1)生物膜结构的基本支架是__________，在真核细胞中，ATP合酶主要分布于________________(填生物膜名称)。 (2)分析此图可知H＋跨越该膜的运输方式是________________，判断依据是_______________________________。 (3)ATP在细胞内的作用是_______________；推测好氧型细菌细胞的____上存在该酶，理由是______________。 (4)科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质——GTP(鸟苷三磷酸)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：______________________________________________________。 【答案】(1)磷脂双分子层　线粒体内膜、类囊体薄膜　(2)协助扩散　顺浓度梯度，需载体蛋白协助且不消耗能量　(3)生命活动的直接能源物质　细胞膜　该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成，而好氧型细菌的膜结构只有细胞膜　(4)含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量 29.利用蓝细菌将CO2转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。 (1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于 和 等生理过程，为各项生命活动提供能量。 (2)蓝细菌可通过D—乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D—乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，是由于细胞质中的NADH被大量用于 作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。 (3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D—乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。 注：数据单位为pmol∕OD730 菌株 ATP NADH NADPH 初始蓝细菌 626 32 49 工程菌K 829 62 49 由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段 （被抑制∕被促进∕不受影响），光反应中的水光解 （被抑制∕被促进∕不受影响）。 (4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多D—乳酸，是因为其__________（双选）。 A．光合作用产生了更多ATP B．光合作用产生了更多NADPH C．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH 【解析】（1）蓝细菌是原核生物，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用，能产生NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物，也能进行呼吸作用，因此蓝细菌内的ATP来源于光合作用和呼吸作用等生理过程，为各项生命活动提供能量。 （2）有氧呼吸第三阶段是前两个阶段产生的NADH（呼吸过程中产生的[H]）与氧气结合形成水，同时释放大量能量，因此蓝细菌中细胞质中的NADH可被大量用于有氧呼吸第三阶段产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。 （3）NADH是有氧呼吸过程中的代谢产物，在有氧呼吸第三阶段被利用，NADPH是光合作用过程中的代谢产物，是水光解的产物，据表格可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的NADH较高，NADPH相同，说明有氧呼吸第三阶段被抑制，光反应中的水光解不受影响。 （4）工程菌K存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径，能使更多NADH用于生成D—乳酸，把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L，光合作用产生了更多ATP，为各项生命活动提供能量，这样有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH，这样工程菌L就能利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸，能积累更多D—乳酸，AD正确，BC错误。 【答案】(1)光合作用 呼吸作用 (2)有氧呼吸 (3)被抑制 不受影响 (4)AD 30.现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下实验。 实验原理：温度等条件可以影响酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成麦芽糖；用分光光度计测量溶液的吸光度时，物质含量越多，其吸光度越大，因此可测出物质的相对含量。 实验材料：一定浓度的淀粉溶液、相同浓度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、温度计等。 实验过程如表所示： 　　步骤 组别　　 1 2 3 4 5 6 7 8 Ⅰ.设置水浴缸/℃ 20 30 40 50 20 30 40 50 Ⅱ.取8支试管各加入等量淀粉溶液(mL)，分别保温5 min 10 10 10 10 10 10 10 10 Ⅲ.取8支试管各加入等量淀粉酶溶液(mL)，分别保温5 min 酶 A 酶 A 酶 A 酶 A 酶 B 酶 B 酶 B 酶 B Ⅳ.将相同温度两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合均匀，保温5 min 实验结果：用分光光度计对各组淀粉含量进行检测，结果如图所示。 (1)细胞中酶的作用机理是___________________________________________。 (2)该实验的自变量是_______________________________________________。 (3)根据实验结果分析，下列叙述正确的是________。 A.酶A在20 ℃条件时活性较高 B.酶A的活性一定小于酶B的活性 C.酶B在40 ℃条件时活性较高 D.大于50 ℃条件时，酶A活性可能较高 (4)此实验用分光光度计检测底物淀粉的剩余量来表示酶的活性，能不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性？____________。原因是_______________________________________________________。 (5)如果要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是_______________________________________。 【解析】(1)细胞中酶能够催化化学反应的作用机理是降低化学反应的活化能。 (2)自变量是在实验过程中人为改变的量，根据表格可以看出本实验有两个自变量，即酶的种类和温度。(3)由图可知，酶A在20 ℃条件时淀粉含量较多，酶活性相对其他温度时较低，A错误；图中在同一温度下酶A的淀粉含量高于酶B，说明在同一温度下酶A的活性小于酶B的活性，B错误；图中酶B在40 ℃条件时淀粉含量较少，所以酶B在40 ℃条件时活性较高，C正确；图中酶A在50 ℃条件时淀粉含量较少，酶活性相对其他温度时较高，但大于50 ℃条件时，酶A活性可能下降也可能较高，D正确。(4)因为用斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，使实验结果不可靠，所以不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性。(5)图中酶B在40 ℃条件时淀粉含量较少，所以酶B的最适温度应是40 ℃左右。要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是在30～50 ℃之间设立较小温度梯度的分组实验，按上述步骤加入酶B进行实验，用分光光度计对各组淀粉含量进行检测。淀粉测量值最低那组所对应的温度即是酶B的最适温度。 【答案】(1)降低化学反应的活化能　(2)温度、酶的种类　(3)CD　(4)不能　斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果　(5)在30～50 ℃之间设立较小温度梯度的分组实验，按上述步骤加入酶B进行实验，用分光光度计对各组淀粉含量进行检测。淀粉测量值最低那组所对应的温度即是酶B的最适温度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！13 学科网（北京）股份有限公司 $$