专题2 强化练2 ATP、物质运输与酶-【步步高】2024年高考生物大二轮专题复习与增分策略（新高考，浙江专用）

强化练2　ATP、物质运输与酶 1．(2023·杭州临安中学高三一模)细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP。ATP是NTP家族中的一员，dATP是dNTP家族中的一员。每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下列相关叙述错误的是(　　) A．ATP和dATP的区别只在于五碳糖不同 B．dNTP彻底水解的产物中可能含尿嘧啶 C．ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP D．NTP和dNTP都能作为直接能源物质 答案　B 解析　NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸，即ATP和dATP的区别在于五碳糖不同，A正确；dNTP彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和碱基，该碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶，但一定不是尿嘧啶，B错误。 2．(2023·浙江1月选考，8)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12 min，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12 min，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 答案　B 解析　由题干信息可知，两组实验的温度都为45 ℃、反应时间均为12 min且酶量相同，所以研究的因素不是温度、反应时间和酶量，A、C、D不符合题意；两组实验的不同在于是否加入底物，所以该同学研究的因素是底物，B符合题意。 3．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程，形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是(　　) A．蛋白质磷酸化过程中，磷酸分子来自ATP中远离腺苷的磷酸基团 B．分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的 C．蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程中的相关物质和能量都可以重复利用 D．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系 答案　C 解析　在蛋白质磷酸化过程中，ATP 水解产生ADP和磷酸，磷酸分子来自ATP中远离腺苷的磷酸基团，A正确；结构决定功能，分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的，B正确；蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程中的相关物质可以重复利用，能量不能重复利用，C错误；蛋白质磷酸化过程吸收ATP水解释放的能量，使ATP变为ADP，故蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，D正确。 4．某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，如图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图，图二为实验过程中测得其x/y值随时间的变化曲线图。下列叙述正确的是(　　) A．随着x/y值增大，细胞吸水能力增强 B．M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞 C．该细胞在实验过程中细胞内外浓度差逐渐减小 D．在t3时，细胞内外可能仍存在浓度差 答案　D 解析　M物质可被细胞吸收，因此M溶液的溶质微粒t0时刻就能进入植物细胞，B错误；该细胞在实验过程中细胞内外浓度差先逐渐减小至0，由于溶质M不断进入细胞液，浓度差后又逐渐增大，C错误。 5．酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位，它通常包括两个部分：与底物结合的部分称为结合中心；促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的叙述，错误的是(　　) A．催化中心为底物提供反应所需能量 B．酶的高效性与酶的催化中心有关 C．酶的结合中心能决定酶的专一性 D．高温会破坏酶的两个中心的结构 答案　A 解析　酶只能起到催化作用，不能为底物提供反应所需能量，A错误；酶的高效性体现在酶能降低化学反应的活化能，与酶的催化中心有关，B正确；酶的结合中心与底物结合，能决定酶的专一性，使酶只能催化一种或一类反应，C正确；高温会破坏酶的两个中心的结构，使酶变性失活，D正确。 6．研究发现，在线粒体内膜两侧存在H＋浓度差。H＋顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质的同时，驱动ATP的合成，如图所示。下列相关分析错误的是(　　) A．ATP合成时伴随H＋顺浓度梯度的转运 B．H＋可直接穿过线粒体内膜的磷脂双分子层 C．此过程可以发生在需氧呼吸过程中 D．ATP合成酶中存在跨膜的H＋运输通道 答案　B 解析　由题图可知，ATP合成时所需的能量来自H＋顺浓度梯度产生的势能，故ATP合成时伴随H＋顺浓度梯度的转运，A正确；H＋进入线粒体内膜需要载体蛋白的协助，所以H＋以易化扩散的方式通过线粒体内膜，不可直接穿过线粒体内膜的磷脂双分子层，B错误；此过程发生在线粒体内膜，属于需氧呼吸的第三阶段，故此过程可以发生在需氧呼吸过程中，C正确；H＋顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质，说明ATP合成酶中存在跨膜的H＋运输通道，D正确。 7．(2023·舟山高三模拟)Ca2＋的正常分布与人体生命活动有着非常密切的联系，Ca2＋泵亦称为Ca2＋－ATP酶，它能催化质膜内侧的ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的Ca2＋泵出细胞，以维持细胞内游离Ca2＋的低浓度状态。如图为Ca2＋运输的能量供应机制，下列相关说法错误的是(　　) A．图示Ca2＋泵承担着催化和运输的功能 B．磷酸化的Ca2＋泵做功，失去的能量主要用于转运Ca2＋ C．Ca2＋泵运输Ca2＋时需要与Ca2＋结合，空间结构发生变化 D．ATP分子的三个磷酸基团中，离腺苷最近的具有的转移势能最高 答案　D 解析　 Ca2＋泵出细胞，需要Ca2＋泵的参与，体现了Ca2＋泵的运输功能，而且能催化ATP水解，A正确；题图显示，磷酸化的Ca2＋泵做功，释放出能量，驱动细胞内的Ca2＋泵出细胞，B正确；载体蛋白在转运物质时，依靠的是空间结构的改变，Ca2＋泵运输Ca2＋时需要与Ca2＋结合，空间结构发生变化，C正确；ATP中远离腺苷的末端磷酸基团具有较高的转移势能，D错误。 8．(2023·绍兴高三模拟)酸性磷酸酯酶广泛分布于动植物中，是生物中磷代谢的重要酶类，某实验室对其性质进行研究，结果如图。据图分析，下列选项叙述错误的是(　　) 注：OD420是指在波长420 nm时被检测物吸收的光密度，通常OD值越大，酶活力越高。 A．该实验说明酶促反应速率越大酶活力越高 B．重金属离子对酸性磷酸酯酶的活性有抑制作用 C．探究温度对酸性磷酸酯酶活性影响的实验中，pH需维持在pH 4.5左右 D．据图2推测，45 ℃以后，适当升高温度可以再次提高该酶活性 答案　A 解析　图1、2、3分别研究pH、温度和重金属离子对酶活力的影响，没有体现酶促反应速率高低，所以不能说明酶促反应速率越大酶活力越高，A错误；据图3可知，几种重金属离子处理后，酸性磷酸酯酶活性都在下降，推测重金属离子对酸性磷酸酯酶的活性有抑制作用，B正确；据图1可知，酸性磷酸酯酶最适pH在4.5左右，探究温度对酸性磷酸酯酶活性影响的实验中，pH属于无关变量，要相同且适宜，因此需维持在pH 4.5左右，C正确；据图2可知，40 ℃左右时酶活力最高，超过40 ℃后，酶活力下降，但在45 ℃以后，酶活力有所上升，因此45 ℃以后，适当升高温度可以再次提高该酶活性，D正确。 9．(2023·温州高三模拟)氮元素是植物生长发育必不可少的营养元素。NRT1.1(硝酸盐转运蛋白)会根据外界环境的硝酸盐浓度，通过位点的磷酸化和去磷酸化在高亲和力和低亲和力之间切换，来完成对氮元素的吸收，保证了植物细胞对氮元素的需求，如图表示硝态氮的转运过程。下列相关叙述正确的是(　　) A．图示中，细胞外的硝态氮进入细胞的方式为易化扩散 B．改变细胞质的pH不会影响高亲和力下的硝态氮转运 C．NRT1.1只能特异性运输硝态氮 D．在磷酸化和去磷酸化过程中转运蛋白的构象会发生变化 答案　D 解析　由图可知，硝态氮进入细胞需要载体蛋白的协助，消耗H＋的电化学势能，所以运输方式为主动转运，A错误；改变细胞质的pH会影响H＋的转运，同时影响硝态氮的运输，B错误；由图可知，NRT1.1可以运输硝态氮和H＋，C错误；转运蛋白在磷酸化和去磷酸化的过程中构象会发生变化，以便转运物质，D正确。 10．睡眠是动物界普遍存在的现象，腺苷是一种重要的促眠物质。如图1为腺苷合成及转运示意图，图2是记录正常睡眠觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平变化的一种腺苷传感器。下列说法正确的是(　　) A．AMP是合成DNA的基本单位 B．储存在囊泡中的ATP通过主动转运运输至胞外 C．ATP可被膜上的水解酶水解，脱去2个磷酸基团产生腺苷 D．腺苷与其受体结合可改变受体空间结构，使绿色荧光蛋白构象改变进而发出荧光 答案　D 解析　AMP是由ATP脱去两个磷酸基团后形成的核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位，A错误；图1中，ATP通过囊泡与细胞膜融合，排出细胞外，方式为胞吐，B错误；ATP脱去3个磷酸基团产生腺苷，C错误。 11．(2023·丽水高三模拟预测)图1中甲曲线表示在最适温度下某种酶的酶促反应速率与反应物浓度之间的关系，乙、丙两条曲线分别表示该酶促反应速率随温度或pH 的变化趋势。除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果，图2为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图3为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法正确的是(　　) A．图1中ab段限制反应速率的因素是反应物浓度，在b点后适当增加酶浓度，反应速率将增大 B．图1中e点代表该酶的最适pH，短期保存该酶的适宜条件对应于图中的d、h两点 C．图2中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性抑制的机理相同 D．图3中曲线②和曲线③分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果 答案　A 解析　图1中甲曲线表示某种酶在最适温度下的酶促反应速率与反应物浓度之间的关系，ab段限制反应速率的因素是反应物浓度，b点后限制因素是酶浓度，在b点后适当增加酶浓度，反应速率将增大，A正确；图1中乙、丙两条曲线分别表示该酶促反应速率随温度或pH 的变化趋势，e点表示该酶的最适温度，短期保存该酶应该在低温、最适pH条件下进行，故适宜条件对应图中的d、h两点，B错误；图2中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温对酶活性抑制的机理相同，均改变酶的空间结构，但低温只抑制酶的活性，不改变酶的空间结构，C错误；图3中曲线②随底物浓度增加，反应速率增大，表示竞争性抑制剂的作用结果，曲线③表示在酶中添加了非竞争性抑制剂的结果，D错误。 12．(2023·嘉兴高三二模)主动转运可分为光驱动泵、耦联转运蛋白和ATP驱动泵三种，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．ATP是所有物质主动转运的直接能量来源 B．耦联转运蛋白转运物质时有特异性 C．ATP驱动泵的载体蛋白也是一种酶 D．光驱动泵可能来自一种自养型光合细菌 答案　A 解析　由题干信息可知，物质主动转运的直接能量来源还可以是光能或电化学势能，A错误；耦联转运蛋白通过改变自身构象来转运特定的物质，有特异性，B正确；ATP驱动泵的载体蛋白也是一种酶，能够催化ATP水解，C正确；光驱动泵可能来自一种自养型光合细菌，它们能够将光能转化为其他形式的能量，D正确。 13．(2021·浙江1月选考，30)1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。 材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。 实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如表。 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液＋无菌水 － ② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋ ③ 葡萄糖溶液＋A溶液 － ④ 葡萄糖溶液＋B溶液 － 注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成。 回答下列问题： (1)除表中4组外，其他2组的实验处理分别是： ____________________；____________________。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、______________________________。 (2)若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用____________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是_____________。 (3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是________________________________________________________，以确保酶的活性。 (4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)葡萄糖溶液＋酵母汁　葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液　 酵母汁和B溶液　(2)双缩脲　葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液　(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH　(4)染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖 解析　(1)为验证题述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液＋酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成)，另外一组为葡萄糖溶液＋A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶)＋B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)，此组预期实验结果为有乙醇生成；本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检测；据题干信息可知，M离子存在于B溶液中，故为验证M离子对乙醇的发酵是否为必需的，应加设一组实验，即葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液。若有乙醇生成，则证明离子M不是必需的，若无乙醇生成，则证明离子M是必需的。(3)酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有：染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性，若为死细胞，则能被染色；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖，一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。 学科网（北京）股份有限公司 $$