第08讲 酶和ATP(专项训练)(天津专用)2026年高考生物一轮复习讲练测
2025-10-30
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2份
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50页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 酶与ATP |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.43 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-07-23 |
| 作者 | xkw3585424596 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-07-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53109245.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第08讲 酶和ATP
目录
01 课标达标练
【题型一】酶的作用、本质和特性
【题型二】酶促反应的因素及实验
【题型三】ATP的结构、功能、特性及相互转化
02 能力突破练(新情境+新考法+新角度)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
题型一 酶的作用、本质和特性
一、单选题
1.(2025·天津武清·二模)细胞中L酶上的两个位点(位点1和位点2)可以与ATP和亮氨酸结合,进而催化tRNA与亮氨酸结合,促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2,在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化,进而抑制L酶的活性
B.突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合
C.ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合
D.ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合
【答案】D
【分析】据图可知,当位点1突变时不影响ATP与L酶的结合,位点2突变时影响ATP与L酶的结合。
【详解】A、从图中可以看出,在添加亮氨酸和[3H]ATP以及添加ATP和[3H]亮氨酸的情况下,野生型L酶有放射性,而突变体细胞L1和L2在相应条件下放射性有变化,说明ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化,进而激活L酶的活性,A错误;
B、根据左图,突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同,说明突变体细胞L1中L酶能与ATP结合,B错误;
C、据左图可知,突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同,说明该突变不影响与ATP结合,而突变体细胞L2中检测到的放射性明显降低,说明L2突变不能结合ATP,故推测ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点2和位点1结合,C错误;
D、亮氨酸与L酶的位点1结合,根据右图,突变L2细胞检测到的放射性极低,说明ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合,D正确。
故选D。
2.(2025·天津·一模)下列有关教材实验探究的说法正确的是( )
A.选择过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B.“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验中,需要设置对照组实验
C.用卡诺氏液处理后的洋葱根尖需先用体积分数95%酒精冲洗后再进行解离
D.在“探究土壤微生物的分解作用”实验中,60℃恒温灭菌的土壤是对照组
【答案】C
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察).
【详解】A、过氧化氢在高温下会自行分解,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;
B、“探究酵母菌细胞的呼吸方式” 实验采用的是对比实验的方法,有氧和无氧条件下的实验都是实验组,并非设置对照组实验,B错误;
C、用卡诺氏液处理后的洋葱根尖需先用体积分数 95% 酒精冲洗 2 次,目的是洗去卡诺氏液,然后再进行解离,C正确;
D、在 “探究土壤微生物的分解作用” 实验中,60℃恒温灭菌的土壤是实验组,自然状态的土壤是对照组,D错误。
故选C。
3.(2025·天津河东·一模)食品安全人员常用涂有胆碱酯酶的“农药残留速测卡”检测菠菜表面是否残留有机磷农药,操作过程如图所示(操作后将速测卡置于37℃恒温箱装置中10min为佳),其原理为:胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质,有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。下列叙述正确的是( )
A.胆碱酯酶存在于红色药片内
B.秋冬季节检测,“红色”和“白色”的叠合时间应适当缩短
C.“白色”药片呈现的蓝色越深,说明菠菜表面残留的有机磷农药越少
D.每批测定应设置滴加等量菠菜浸洗液到“白色药片”上的空白对照卡
【答案】C
【分析】题图分析,白色药片中应含有胆碱酯酶,通过将纸片捏合,胆碱酯酶与红色药片中的物质接触,促进其水解为蓝色物质,如果滴加到白色药片上的菠菜浸洗液中有机磷浓度较高,将抑制胆碱酯酶的作用,从而使其蓝色变浅甚至不变色。
【详解】A、胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质,说明白色药片含有胆碱酯酶,通过将药片捏合,胆碱酯酶与红色药片中的物质接触,促进其水解为蓝色物质,A错误;
B、秋冬季节温度较低,酶的活性减弱,检测时,为保证结果准确性,“红色”和“白色”的叠合时间应适当延长,B错误;
C、“白色”药片呈现的蓝色越深,说明菠菜表面残留的有机磷农药越少,对胆碱酯酶的抑制作用越弱,C正确;
D、每批测定应设置滴加等量纯净水到“白色药片”上的空白对照卡,D错误。
故选C。
4.(24-25高三上·天津)天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)是合成胞嘧啶核苷三磷酸(CTP)系列反应的第一个酶,该酶具有催化亚基和调节亚基。ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂,可与调节亚基结合。当第一个底物与ATCase结合后,可增强该酶其他底物结合位点对底物的亲和力。下列相关叙述正确的是( )
A.催化亚基和调节亚基功能不同源于两者空间结构的差异
B.ATCase含调节亚基,因而该酶具有调节生命活动的作用
C.ATCase可与底物、ATP和CTP结合,因而不具有专一性
D.ATP、CTP可影响ATCase的活性,而底物则不影响其活性
【答案】A
【分析】酶的特性有:高效性、专一性、作用条件温和。酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应。
【详解】A、酶的结构决定功能,催化亚基和调节亚基功能不同源于两者空间结构的差异,A正确;
B、酶具有催化作用,不具有调节作用,B错误;
C、酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应,ATCase 可与底物、ATP 和 CTP 结合,仍可说明ATCase 具有专一性,C错误;
D、由题干“当第一个底物与ATCase 结合后,可增强该酶其他底物结合位点对底物的亲和力”可知,故底物也可影响其活性,D错误。
故选A。
5.(24-25高三上·天津北辰·期中)泛素蛋白会与细胞中需降解蛋白质结合,当降解蛋白质上连接4个以上泛素蛋白后会被细胞内的蛋白酶体识别并降解(如图1)。蛋清溶菌酶与细胞提取液混合后会逐渐通过泛素降解途径降解。为探究蛋清溶菌酶的降解过程,进行以下实验。
实验组:放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与细胞提取液混合。
对照组:放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与不含细胞提取物的缓冲液混合。
反应一段时间后,进行蛋白质电泳,放射性自显影显示含有放射性同位素的蛋白质条带如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.泛素蛋白含量降低不利于蛋白质、核酸等大分子物质的水解
B.由图1可知,蛋清溶菌酶的降解过程需要在对照组和实验组均添加蛋白酶体
C.泛素蛋白、泛素连接酶在蛋白质的降解过程中可以重复发挥作用
D.据图2可知,实验组中蛋清溶菌酶的种类多于对照组
【答案】C
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、 分析题意可知,泛素蛋白会与细胞中需降解蛋白质结合,当降解蛋白质上连接4个以上泛素蛋白后会被细胞内的蛋白酶体识别并降解,泛素蛋白含量降低不利于蛋白质降解,但无法得出不利于核酸水解的结论,A错误;
B、 由题干可知,实验组是放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与细胞提取液混合,细胞提取液中应包含蛋白酶体等相关物质,而对照组是与不含细胞提取物的缓冲液混合,不需要添加蛋白酶体,B错误;
C、 因为泛素蛋白会与需降解蛋白质结合,当降解蛋白质上连接4个以上泛素蛋白后被降解,之后泛素蛋白又可继续与其他需降解蛋白质结合,泛素连接酶同理,所以它们在蛋白质的降解过程中可以重复发挥作用,C正确;
D、对照组中加入的是放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与不含细胞提取物的缓冲液混合,实验组是放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与细胞提取液混合,结合电泳结果可推测,蛋清溶菌酶的分子量是14500道尔顿,实验组说明溶菌酶可被细胞提取液降解,但不能说明实验组中蛋清溶菌酶的种类多于对照组,D错误。
故选C。
6.(24-25高三上·天津北辰·期中)ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶) 是厌氧呼吸的关键酶,其催化代谢途径如图甲所示。Ca²⁺对淹水胁迫的辣椒幼苗根厌氧呼吸的影响实验结果,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.酶E和 LDH 都能催化丙酮酸发生反应,说明LDH不具有专一性
B.辣椒幼苗根每个细胞厌氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C.Ca2+影响ADH、LDH的活性,能减少乙醇和乳酸积累造成的伤害
D.ADH和LDH 催化反应过程中不会释放能量用于 ATP 的形成
【答案】D
【分析】酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。 ③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
【详解】A、酶具有专一性,酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,A错误;
B、辣椒幼苗根每个细胞中都含有ADH和LDH,故厌氧呼吸既能产生乳酸,也可产生乙醇,B错误;
C、由图乙可知,Ca2+能减弱LDH的活性,增强ADH的活性,结合甲图可知,LDH能催化乳酸生成,ADH能催化乙醛生成乙醇,故Ca2+影响ADH、LDH 的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害,C错误;
D、根据题意“ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶) 是厌氧呼吸的关键酶”可知,厌氧呼吸只有第一阶段才有少量能量释放,由图甲可知,这两种酶不在第一阶段发挥作用,故ADH和LDH催化反应过程中不会释放能量用于 ATP 的形成,D正确。
故选D。
7.(24-25高三上·天津滨海新·阶段练习)关于酶的叙述,正确的是( )
A.酶提供了反应过程所必需的活化能
B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关
C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
【答案】C
【分析】酶的本质绝大多数为蛋白质,少部分为RNA。酶参与细胞中的多种化学反应,主要起到催化的作用,催化的实质是可以降低反应的活化能。
【详解】A、酶的作用实质是降低反应的活化能,并不能提供活化能,A错误;
B、酶具有作用条件温和的特点,高温、强酸和强碱的环境会使酶失活,B错误;
C、酶的本质为蛋白质或RNA,当其空间结构改变会导致酶的活性部分或全部丧失,无法行使功能,C正确;
D、酶作为一种催化剂在反应前后性质和数量不会发生改变,D错误。
故选C。
8.(24-25高三上·天津·阶段练习)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展研究,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,反应物为胶原蛋白。
A.结合①②组的相关变量分析,温度为自变量
B.蛋白酶TSS的催化活性并不依赖于CaCl2
C.本实验无法证明该酶具有专一性
D.在pH为8、70℃条件下,估计该酶降解率大于58%
【答案】B
【分析】分析表格信息可知,降解率越高说明酶活性越高,故②组酶的活性最高,此时pH为9,需要添加CaCl2,温度为70℃。
【详解】A、分析①②组的相关变量可知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分别为90℃、70℃,故自变量为温度,A正确;
B、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,B错误;
C、本实验中反应物只有胶原蛋白,没有其他物质来对比,所以无法证明该酶具有专一性,C正确;
D、由②④组可知,pH下降,降解率降低,④组pH为7时降解率为58%,所以在pH为8、70℃条件下,估计该酶降解率大于58%,D正确。
故选B。
二、解答题
9.(24-25高三上·天津·期中)解读下面与酶有关的曲线,回答下列问题。
(1)酶的作用机理可以用甲图中 段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b在纵轴上将 (填“上移”或“下移”)。
(2)乙图中160min时,生成物的量不再增加的原因是 。
(3)联系所学内容,分析丙图曲线:
①对于曲线abc,若x轴表示pH,y轴表示酶促反应速率,则曲线上b点的生物学意义是 。
②对于曲线abd,若x轴表示反应物浓度,则y轴表示酶促反应速率,bd段不再增加的原因是 。
(4)若该酶是胃蛋白酶,其作用的底物是 。若胃蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH由10逐渐降低到2,则酶催化反应的速率将不变,原因是 ,即使再降低pH,酶活性也不会恢复。
【答案】(1) ab 上移
(2)底物已被完全消耗掉
(3) b点时酶的催化效率最高,此点为最适pH 酶浓度的限制
(4) 蛋白质 胃蛋白酶的最适pH在2左右,pH为10时胃蛋白酶已经失活
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能。酶的特点有:专一性、高效性、反应条件温和。
【详解】(1)酶的作用机理是可以降低化学反应所需的活化能,甲图中可以用ab段来表示酶降低的活化能。无机催化剂也能降低化学反应所需的活化能,但与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更明显,所以将酶换成无机催化剂以后,b在纵轴上将上移。
(2)酶只能加快反应速率,不能改变生成物的量,乙图中160min时,生成物的量不再增加的原因是底物已经消耗完。
(3)①对于曲线abc,若x轴表示pH,y轴表示酶促反应速率,则曲线上b点的生物学意义是:b点时酶的催化效率最高,此点为该酶的最适pH。
②对于曲线abd,若x轴表示反应物浓度,则y轴表示酶促反应速率,bd段不再增加的原因是:酶的量有限,反应速率达到最大。
(4)若该酶是胃蛋白酶,其作用的底物是蛋白质,可以催化蛋白质水解。胃蛋白酶存在于胃液中,胃液呈强酸性。若胃蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH由10逐渐降低到2,则酶催化反应的速率将不变,原因是胃蛋白酶的最适pH在2左右,pH为10时胃蛋白酶已经失活,即使再降低pH,酶活性也不会恢复。
10.(24-25高三上·天津静海·阶段练习)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,抑制剂X可通过调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。科研人员进行了实验,结果如图1所示。回答下列问题:
(1)酶的化学本质是 ,其作用原理是 。
(2)图1中该探究实验的自变量是 ,根据图1可以得出的结论是 (答出1点)。
(3)图2为抑制剂X对胰脂肪酶作用的两种推测的机理模式图。原理一:抑制剂与酶结合后,可以改变酶的构象,使其无法再与脂肪结合,对酶产生可逆的影响,结合图1分析 (选填“原理一”或“原理二”),判断依据是 。
【答案】(1) 蛋白质或RNA 降低了化学反应所需的活化能
(2) 是否加入抑制剂X、脂肪浓度 一定脂肪浓度范围内,抑制剂X可以抑制脂肪水解反应速率,抑制剂X对脂肪水解的抑制作用随脂肪浓度的增加而减弱
(3) 原理二 随脂肪浓度的增加,两组实验的最大酶促反应速率最终相等,由此可推测抑制剂X与脂肪是竞争关系
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
2、酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
【详解】(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质,其作用原理是降低了化学反应所需的活化能。
(2)该实验是探究抑制剂X和脂肪浓度对酶促反应速率的影响,自变量为是否加入抑制剂X和脂肪浓度,根据图1可以得出的结论是一定脂肪浓度范围内,抑制剂X可以抑制脂肪水解反应速率,抑制剂X对脂肪水解的抑制作用随脂肪浓度的增加而减弱。
(3)据图1可知,加入抑制剂X组的酶促反应速率开始时低于对照组,且增加脂肪浓度,能缓解抑制剂X的抑制作用,因此抑制剂X的作用机理应为原理二,判断依据为随脂肪浓度的增加,两组实验的最大酶促反应速率最终相等,由此可推测抑制剂X与脂肪是竞争关系。
题型二 酶促反应的因素及实验
一、单选题
1.(2025高三下·天津宝坻·专题练习)为探究pH对人体胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响,研究人员以同等体积的蛋白块为底物进行实验,相同时间内蛋白块体积变化如图所示。下列实验分析正确的是( )
A.胃腺细胞中不含有与胰蛋白酶合成相关的基因
B.胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH分别为1和7
C.pH=7的胰蛋白酶作用后,可用双缩脲试剂检测底物是否被彻底水解
D.胃蛋白酶随着胃液流入小肠,其活性将逐渐丧失
【答案】D
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、胃腺细胞含有全套基因组(包括胰蛋白酶基因),但这些基因在胃腺细胞中不表达,A错误;
B、实验结果不能说明胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH分别为1和7,只能初步判断在1~3和5~9之间,还需缩小梯度范围进一步通过实验进行探究,B错误;
C、据图分析,胰蛋白酶催化蛋白质分解为多肽,胰蛋白酶本质也是蛋白质,不能用双缩脲试剂检测,C错误;
D、人体小肠肠腔内的pH为中性至弱碱性,胃蛋白酶的最适pH在1.5-2.0,随着胃液流入小肠,其活性将逐渐丧失,D正确。
故选D。
2.(2025·天津·二模)酶A、酶B与酶C是科学家分别从三种生物中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量其对不同浓度的ATP的水解反应速率,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.在相同ATP浓度下,酶A催化产生的最终ADP和Pi量最多
B.各曲线达到最大反应速率一半时,三种酶所需要的ATP浓度相同
C.ATP浓度相同时,酶促反应速率大小为酶A>酶B>酶C
D.当反应速率相对值达到400时,酶A所需要的ATP浓度最低
【答案】A
【分析】分析题意,本实验目的是测量酶A、酶B与酶C三种酶对不同浓度的ATP的水解反应速率,实验的自变量是酶的种类及ATP浓度,因变量是反应速率。
【详解】A、据图可知,在相同ATP浓度下,酶A催化产生的反应速率相对值最高,但ADP和Pi的生成量与底物ATP的量有关,在相同ATP浓度下,三者产生的最终ADP和Pi量相同,A错误;
B、据图可知,酶A、酶B和酶C的最大反应速率分别是1200、 800和400,各曲线达到最大反应速率一半时,三种酶需要的ATP浓度分别是10、 10和10,三者相同,B正确;
C、据图可知,ATP浓度相同时,酶促反应速率大小为酶A>酶B>酶C,C正确;
D、当反应速率相对值达到400时,酶A、酶B和酶C的所需要的ATP浓度依次增加,即酶A所需要的ATP浓度最低,D正确。
故选A。
3.(24-25高三下·天津河西·阶段练习)通过如图实验装置,观察一段时间后量筒中气体的体积,探究pH对过氧化氢酶的影响,据图分析错误的是( )
A.本实验的自变量为pH,温度为无关变量
B.本实验以单位时间内气体产生量反映酶活性的高低
C.实验开始前反应小室状态如图甲所示,不能让滤纸片在反应小室下方
D.图乙中倒置的量筒可以用倒置的试管代替,收集气体
【答案】D
【分析】根据题意,本实验中的自变量是pH,因变量是过氧化氢酶的活性,除了自变量和因变量外,本实验中的无关变量有H2O2溶液的量、滤纸片的大小和数量、反应时间等
【详解】A、本实验探究pH对过氧化氢酶的影响,故自变量为pH,温度为无关变量,A正确;
B、本实验的因变量是过氧化氢酶的活性,其检测指标为单位时间内氧气产生量的多少,以此反映酶活性的高低,B正确;
C、实验开始前反应小室状态如图甲所示,不能让滤纸片在小室下方,以保证滤纸片中的过氧化氢酶与瓶中的H2O2不发生反应,C正确;
D、实验中倒置的量筒用于检测单位时间内氧气产生量的多少,本实验需要定量检测,且H2O2量较少,产生的氧气较少,故不适合用倒置的试管代替,D错误。
故选D。
4.(24-25高三上·天津·期中)鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸,能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼肉鲜味下降外因的系列实验中,实验结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.本实验的自变量只有pH和温度,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性
B.不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同
C.pH低于3.8、温度超过60℃,对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理相同
D.由图可知,放置相同的时间,鮰鱼在pH6.0、温度40℃条件下,鱼肉鲜味程度最高
【答案】C
【分析】酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
【详解】A、由图示曲线可知,本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性,A错误;
B、ACP是一种酶,其本质是蛋白质,基因决定蛋白质的合成,不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于控制合成ACP的基因不同,B错误;
C、反应温度超过60℃与pH低于3.8,鳝鱼肌肉ACP都会因为空间结构的改变失去活性,影响机理是相同的,C正确;
D、由图示曲线可知,放置相同的时间,鮰鱼在pH6.0、温度40℃条件下酸性磷酸酶相对活性最高,导致鱼肉鲜味下降最快,D错误。
故选C。
5.(24-25高三上·天津河西·期中)在植物细胞中参与淀粉水解的酶主要有α-淀粉酶和β-淀粉酶。其中α-淀粉酶耐高温不耐酸,能以随机的方式从淀粉分子内部将其水解。β-淀粉酶不耐高温,但在pH=3.3时仍有部分活性,它能使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。在淀粉、Ca2+等处理方式的影响下,β-淀粉酶在50℃条件下,经不同时间保存后的活性测定结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.两种淀粉酶均能提高淀粉水解反应的活化能
B.在前50min,2%淀粉的处理方式使β-淀粉酶的活性先增强后减弱
C.β-淀粉酶水解淀粉的产物是麦芽糖,β-淀粉酶的活性随pH升高逐渐增强
D.比较可知,30mmol·L-1Ca2+处理方式最有利于较长时间维持β-淀粉酶的活性
【答案】B
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,酶具有专一性、高效性、作用条件温和的特性。
【详解】A、酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是提高,A错误;
B、由图可知,在前20min,2%淀粉的处理方式使β-淀粉酶的活性增强,在20-50min,2%淀粉的处理方式使β-淀粉酶的活性减弱,B正确;
C、β-淀粉酶能使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解,故β-淀粉酶水解淀粉的产物是麦芽糖。β-淀粉酶在pH=3.3时仍有部分活性,其活性随pH升高先增强后减弱,C错误;
D、比较曲线可知,30mmol·L-1Ca2++2%淀粉的处理方式更有利于较长时间维持β-淀粉酶的活性,D错误。
故选B。
二、实验题
6.(2025·天津和平·二模)下图为定量测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出O2的实验装置,水槽内注有清水,倒转的量筒内也充满了清水。
实验一:
①制备新鲜动物肝脏的研磨液,制作大小相同的圆形小滤纸片若干;
②将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡吸收后取出,并贴在反应小室上侧的内壁上(如图A所示);
③向反应小室内加入10mL3%H2O2溶液(如图A所示),并安装好装置;
④将反应小室上下旋转180度,使滤纸片与H2O2溶液接触,呈图B所示状态;
⑤每隔30s读取并记录一次量筒中水面的刻度,连续进行5min。
实验二:
除了将圆形小滤纸片的数量改为2片外,其它均与实验一相同。
(1)进行上述两个实验的目的是:探究 与酶促反应速率的关系。本实验通过测定单位时间内 作为酶促反应速率的观测指标。此外,还可以用收集5mL气体 作为观测指标
(2)如果上述两个实验的现象、结果无明显差异,则需如何进行改进? 或 进行实验。
(3)如果根据实验一得到的数据绘制出了下图所示的曲线。那么实验二的大致曲线应该是怎么样的?请在下图中添画该曲线 。
(4)如果要利用上述实验的试剂、材料、装置等研究温度对酶促反应速率的影响,则与上述实验相比,不同的做法是:
①在各次实验中,清水的温度不同(如0℃、30℃、100℃等);
②在各次实验中, 不变。
③要在H2O2溶液的温度达到与清水相同的温度后再把反应小室旋转180度。
【答案】(1) 酶的浓度 O2的产生量 所需时间
(2) 再用更少(1片、1/2片、1/4片等) 更多的圆形滤纸片(6片、8片等)
(3)
(4)圆形滤纸片的数量
【分析】1、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低;另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
2、酶能降低化学反应的活化能,提高化学反应速率,在底物充足,其它条件不变的情况下,酶浓度越高,化学反应速率越快,但酶不能改变化学反应的平衡点。
【详解】(1) 根据实验过程可知,实验中改变的是圆形小滤纸片的数量,即酶的浓度不同,故该实验的目的是探究酶的浓度与酶促反应速率的关系。H2O2在酶的催化作用下分解为分解为H2O和O2,因此可通过检测单位时间内O2的产生量作为酶促反应速率的观测指标,此外,还可以用收集5mL气体所需时间作为观测指标。
(2)如果上述两个实验的现象、结果无明显差异,则说明酶的浓度过大,反应速率过快或酶的浓度太小,反应速率太慢,因此可将实验改为用更少(1片、1/2片、1/4片等)或更多的圆形滤纸片(6片、8片等)进行实验。
(3)实验一的圆形小滤纸片的数量大于实验二,反应速率应大于实验二,因此实验二的反应曲线应在实验一的下方,但反应平衡点最终相同,结果如图所示:。
(4)如果要利用上述实验的试剂、材料、装置等研究温度对酶促反应速率的影响,则自变量为温度,实验过程中要保证无关变量相同且适宜,因此各组酶的数量、浓度应相同,故与上述实验相比,不同的做法是:②在各次实验中,圆形滤纸片的数量不变。
7.(2025·天津河西·一模)土豆褐变会导致其风味和品质下降。在有氧条件下,土豆中多酚氧化酶(PPO)催化邻苯二酚氧化形成醌,醌再进一步氧化聚合形成褐色色素(称为黑色素或类黑精),进而导致土豆褐变。在红茶制作过程中PPO也可高效催化儿茶素类物质合成茶黄素,从土豆中分离提纯PPO可为工业化制备高产量茶黄素提供一定的酶原料。研究人员对PPO的特性及活性影响因素进行了探究。
(1)研究人员将PPO分别滴入含不同底物的三支试管中,如下表所示。该实验的目的是探究PPO的 特性,推测 号试管不变色。
试管号
PPO酶液
邻苯二酚
间苯二酚
对苯二酚
37℃保温10min,观察颜色变化
1
15滴
15滴
2
15滴
15滴
3
15滴
15滴
(2)研究人员探究了不同种土豆中PPO活力(也称酶活性)与温度的关系,结果如图所示:
①酶活性是指酶催化特定化学反应的能力,可用一定条件下酶所催化某一化学反应的 来表示。
②该实验的自变量是 ;对从五种土豆中提取的PPO进行保存时,温度和pH应分别设置为 。
③防止大白花土豆褐变的土豆保存温度与利用其PPO制备茶黄素过程中所需的最适温度是否相同,并说明理由。 。
【答案】(1) 专一性 2、3
(2) 速率 土豆的种类和温度 低温(20℃)、最适pH 不相同,两个过程中PPO催化的反应不同
【分析】酶的特性:
1、酶具有高效率的催化能力:其效率是一般无机催化剂的107~1013;
2、酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应;
3、酶的作用条件较温和:
(1)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的;
(2)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;
(3)过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。
【详解】(1)由题意“在有氧条件下,土豆中多酚氧化酶(PPO)催化邻苯二酚氧化形成醌,醌再进一步氧化聚合形成褐色色素(称为黑色素或类黑精),进而导致土豆褐变。”可知,PPO催化邻苯二酚氧化形成醌,而不能催化间苯二酚、对苯二酚氧化形成醌,因此该实验的目的是探究PPO的专一性的特性,试管2和3都不变色。
(2)①酶活性也称酶活力,是指酶催化特定化学反应的能力。酶活性可用一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
②该实验的目的是探究了不同种土豆中PPO 活力(也称酶活性)与温度的关系,因此该实验的自变量为不同种类的土豆和温度;对从五种土豆中提取的PPO进行保存时,应设置低温(20℃)和最适pH,以抑制酶的活性,防止酶失活。
③防止大白花生土豆褐变与利用其制备茶黄素过程中所需的最适温度不相同,因为防止褐变需要抑制酶的活性,而制备茶黄素需要促进酶的活性,即两个过程中PPO催化的反应不同。
题型三 ATP的结构、功能、特性及相互转化
一、单选题
1.(2025·天津南开·模拟预测)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)是其中某一阶段的一种关键酶。当细胞中 ATP/AMP的值发生变化时,ATP和AMP 竞争性结合PFK1 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.PKF1 催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B.PFK1 的组成元素除了C、H、O外,还有N、P等微量元素
C.ATP/AMP 值变化与PFK1 活性之间存在负反馈调节
D.运动时,肌细胞中 ATP 与PFK1 结合增多以保证能量的供应
【答案】C
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、磷酸果糖激酶1是细胞呼吸第一阶段的一种关键酶,不能直接催化葡萄糖生成丙酮酸,A错误;
B、N、P是大量元素,B错误;
C、当ATP含量较高时,ATP与PFK1结合,使PFK1活性降低,细胞呼吸速率下降,ATP产生减少;当AMP含量较高时,AMP与PFK1结合,使PFK1活性升高,细胞呼吸速率加快,ATP产生增多,这种调节方式属于负反馈调节,C正确;
D、运动时,细胞需要更多能量,此时ATP消耗加快,细胞中ATP含量减少,AMP含量相对增加,应该是AMP与PFK1结合增多,使PFK1活性升高,促进细胞呼吸,以保证能量的供应,而不是ATP与PFK1结合增多,D错误。
故选C。
2.(24-25高三上·天津静海·阶段练习)钙泵是一种存在于各种生物膜上的运输Ca2+的ATP水解酶,能驱动细胞质基质中的Ca2+泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2+的细胞器),以维持细胞质基质内低浓度的Ca2+。当细胞受到刺激时,Ca2+又会从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质基质。下列相关说法错误的是( )
A.一氧化碳中毒时钙泵的运输速率会降低
B.Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输
C.Ca2+从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质基质属于吸能反应
D.ATP水解酶催化ATP水解时,末端磷酸基团挟能量脱离下来
【答案】C
【分析】钙泵是一种存在于各种生物膜上的运输Ca2+的ATP水解酶,能驱动细胞质基质中的Ca2+泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2+的细胞器),以维持细胞质基质内低浓度的Ca2+。因此细胞质基质中钙离子进入钙库或泵出细胞均为主动运输。
【详解】A、一氧化碳中毒,则氧气运输速率下降,通过影响细胞呼吸进而影响能量供应,则钙泵的运输效率会降低,A正确;
B、Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔内都需要钙泵,钙泵运输Ca2+,同时也催化ATP水解以提供能量,属于主动运输,B正确;
C、Ca2+从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质基质,是从高浓度运输到低浓度,属于协助扩散,不消耗能量,即不属于吸能反应,C错误;
D、ATP水解酶催化ATP水解时,末端磷酸基团挟能量脱离下来,使载体蛋白发生磷酸化从而完成物质转运,D正确。
故选C。
3.(24-25高三上·天津·阶段练习)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。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中末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP的总含量与注入前几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A.许多放能反应与ATP的水解相联系
B.该实验中32P标记的ATP水解后产生的腺苷也有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等
D.该实验表明细胞内全部ADP都转化成了ATP
【答案】C
【分析】ATP的结构式是: A-P~P~P, A表示腺苷、 T表示三个、P表示磷酸基团。
【详解】A、许多放能反应与ATP的合成相联系,许多吸能反应与ATP的水解相联系,A错误;
B、根据题意“结果发现ATP中末端磷酸基团被32P标记”,ATP水解时脱去末端带标记的磷酸基团,故产生的腺苷没有放射性,B错误;
C、根据题意可知,放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团,故32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不等,C正确;
D、该实验可说明细胞内的ADP转化成了ATP,但是无法说明细胞内全部ADP都转化成了ATP,D错误。
故选C。
4.(2024·天津北辰·三模)下面是钙泵跨膜运输Ca2+的过程示意图,有关叙述错误的是( )
A.a蛋白有运输和催化作用
B.b蛋白磷酸化后其构象发生改变
C.由图可知钙泵是特异性运输Ca2+的通道蛋白
D.动物一氧化碳中毒会减少钙泵跨膜运输Ca2+的速率
【答案】C
【分析】据题干信息可知:钙泵,又称Ca2+-ATP酶,是分布于细胞膜上的跨膜蛋白,能利用ATP水解释放的能量逆浓度梯度将Ca2+运输到细胞外”,说明Ca2+泵出细胞的方式是主动运输。
【详解】A、a蛋白有运输Ca2+和催化ATP水解作用,A正确;
B、观察图可知b蛋白磷酸化后其构象发生改变,B正确;
C、由图可知蛋白磷酸化后其构象发生改变,因此钙泵是特异性运输Ca2+的载体蛋白,C错误;
D、动物一氧化碳中毒,能量供应减少,会减小钙泵跨膜运输Ca2+的速率,D正确。
故选C。
5.(2024·天津·二模)如下图是ATP分子的结构式,相关叙述错误的是( )
A.ATP的结构式可以简写成A-P~P~P
B.许多放能反应与ATP水解相联系
C.②③脱离后,ATP剩下的部分可用于组成RNA
D.③脱离ATP后,挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化
【答案】B
【分析】ATP中文名称腺苷三磷酸,结构简式A-P~P~P, ATP的水解释放的能量直接用于各项生命活动,如神经传导、细胞分裂、主动运输等。合成ATP 所需能量的来源可以是细胞呼吸和光合作用,细胞内ATP含量很少,ATP与ADP的转化十分迅速。ADP水解得一个磷酸分子和腺嘌呤核糖核苷酸,后者是RNA的基本单位之一。
【详解】A、ATP中文名称腺苷三磷酸,结构简式A-P~P~P,A正确;
B、许多放能反应与ATP合成相联系,吸能反应与ATP水解相联系,B错误;
C、②③(磷酸基团)脱离后,ATP剩下的部分可用于组成RNA,AMP即核糖核苷酸,C正确;
D、③(磷酸基团)脱离ATP后,挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化,使得蛋白质能发挥相应作用,D正确。
故选B。
6.(22-23高三上·天津·阶段练习)如图示为ATP的结构,①②表示组成物质,③④⑤表示化学键,下列叙述正确的是( )
A.①表示腺苷,②表示核糖
B.细胞中的ATP易于水解为生命活动供能,所以在剧烈运动时细胞中ATP含量会发生明显的下降
C.⑤的断裂需消耗水,且释放的能量比③多
D.○表示磷酸基团,由于三个磷酸基团都带有正电荷,彼此之间相互排斥,所以末端磷酸基团具有较高的转移势能,易于携能量离开ATP与其他分子结合
【答案】C
【分析】ATP的中文名称叫腺苷三磷酸,其结构简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表特殊化学键。ATP为直接能源物质,在体内含量不高,可与ADP在体内迅速转化。
【详解】A、图中①表示腺嘌呤,②表示核糖,腺嘌呤和核糖可组成腺苷,A错误;
B、细胞中的ATP易于水解为生命活动供能,但由于ATP和ADP之间能快速转化,故在剧烈运动时细胞中ATP含量不会发生明显的下降,B错误;
C、⑤为特殊化学键,因此⑤的断裂需消耗水,且释放的能量比③多,C正确;
D、〇表示磷酸基团,由于三个磷酸基团都带有负电荷,彼此之间相互排斥,所以末端磷酸基团具有较高的转移势能,易于携能量离开ATP与其他分子结合,D错误。
故选C。
二、解答题
7.(24-25高三上·天津北辰·阶段练习)为保证市民的食品安全,执法人员使用ATP荧光检测系统对餐饮行业中餐具等用品的微生物含量进行检测。其设计灵感来源于萤火虫尾部发光器发光的原理。请据图回答:
(1)图a为萤火虫尾部发光器发光的原理,据图分析可知萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的 催化荧光素反应,从而放出光子而发出荧光,催化过程中消耗的能量由 水解直接提供。
(2)图b中的荧光检测仪可检测上述反应中荧光强度,从而推测微生物含量。该仪器可用作检测微生物含量的前提包括 。
①不同细胞中ATP浓度差异不大;②所有生物活细胞中都含有ATP;③试剂与样品混合后发荧光属于放能反应;④荧光强度与ATP供应呈正相关;⑤细胞中储备的ATP非常多
综合上述材料分析,为保证该反应顺利进行,检测试剂中除了荧光素酶外,至少应有 。
(3)ATP水解释放的能量可用于大脑思考、生物发电、主动运输、物质合成、肌肉收缩等。ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质分子被磷酸化,从而 发生变化,活性改变,从而参与各种化学反应。
(4)c图表示不同因素对荧光素酶促反应速率的影响:
①对于曲线abc,若X轴表示温度,则曲线上b点的生物学意义是 。
②对于曲线abd,若X轴表示反应物浓度,则曲线bd不再增加的原因是 。
③若X轴表示pH,荧光素酶浓度和其他条件不变,反应液pH由c降低到b,则酶催化反应的速率将不变,原因是 。
【答案】(1) 荧光素酶 ATP
(2) ①②④ 荧光素和氧气
(3)空间结构
(4) 最适温度条件下,酶促反应速率最高 酶的浓度限制 pH为c时,酶的空间结构被破坏,当pH降到最适时,酶的活性不再恢复
【分析】ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质,用来快速检测食品表面的微生物,原理是荧光素与ATP接触形成荧光素酰腺苷酸,后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。
【详解】(1)由图a可知,萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的荧光素酶催化荧光素反应形成荧光素酰腺苷酸,后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。催化过程中消耗的能量由ATP水解直接提供。
(2)①②所有生物活细胞中都含有ATP,不同细胞中ATP浓度差异不大,这是以荧光强度反应来检测微生物含量的前提,①②正确;
③根据图a可知,该过程需要ATP水解供能,属于吸能反应,③错误;
④荧光强度与ATP供应呈正相关,所以ATP越多,荧光强度越大,④正确;
⑤细胞内的ATP含量较少,⑤错误。
综上分析,该仪器可用作检测微生物含量的前提包括①②④。为保证该反应顺利进行,检测试剂中除了荧光素酶外,至少应有荧光素、氧气。
(3)ATP水解释放的磷酸基团与蛋白质结合,可使蛋白质分子被磷酸化。蛋白质分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,从而参与各种化学反应。
(4)①对于曲线abc,曲线上b点对应的酶促反应速率最大。若X轴表示温度,则b点对应的温度为酶催化作用的最适温度,因此b点的生物学意义是:最适温度条件下,酶促反应速率最高。
②对于曲线abd,若X轴表示反应物浓度,则曲线bd段对应的酶促反应速率不再随反应物浓度的增加而增加,其原因是酶的浓度限制。
③pH过高或过低会使酶永久失活。若X轴表示pH,荧光素酶浓度和其他条件不变,则b点对应的pH为酶催化作用的最适pH。反应液pH为c时,因pH过高而导致酶的空间结构被破坏,当pH降到最适时,酶的活性不再恢复,所以酶催化反应的速率将不变。
1.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.细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程
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.蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程,释放的能量有一部分可用于合成ATP
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
【分析】ATP是细胞直接能源物质,ATP与ADP相互转化,时刻处于动态平衡。
【详解】A、通过图示可知,细胞呼吸产生的ATP(被分解后产生磷酸基团)可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程,形成有活性的蛋白质,A正确;
B、ATP将蛋白质磷酸化,形成ADP和磷酸化的蛋白质,同时蛋白质的空间结构发生改变,当磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落时蛋白质的空间结构会再次发生改变(恢复原状),因此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;
C、由图可知蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP,只能为ATP的合成提供原材料Pi,C错误;
D、通过图示可知,蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP,是一个吸能反应,与ATP的水解相联系,D正确。
故选C。
2.多聚磷酸激酶PPK2可以利用多聚磷酸盐(PolyP)为磷酸基团供体,实现AMP、ADP、ATP、PolyP之间磷酸基团的高效定向转移。PPK2酶偏好长链的聚磷酸盐,短链聚磷酸盐分子会阻断PPK2酶上的ADP结合位点SMc02148,科研人员通过在PPK2酶上构建一个替代的ADP结合位点SMc02148-KET来提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率。下列叙述正确的是( )
A.ATP、ADP、AMP均是驱动细胞生命活动的直接能源物质
B.PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向
C.提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率可使生物体储存大量ATP
D.构建ADP结合位点SMc02148-KET可通过直接改变氨基酸序列实现
【答案】B
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。酶具有高效性、专一性、作用条件较温和的特征,高温、过酸、过碱,都会使酶的结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
【详解】A、ATP是生命活动的直接能源物质,ADP和AMP不是,A错误;
B、酶具有专一性,PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向,B正确;
C、生物体中不会储存大量ATP,细胞中ATP的含量少,且相对稳定,C错误;
D、构建替代的ADP结合位点应通过蛋白质工程实现,需要直接改变基因中的核苷酸序列实现,D错误。
故选B。
3.某生物兴趣小组在探究“遗传物质的本质”时,尝试模拟经典实验。他们将S型肺炎链球菌的细胞提取物分为四组,分别用蛋白酶、RNA酶、脂解酶和DNA酶处理,将处理后的提取物与R型菌混合培养。若仅有一组无法观察到光滑型菌落(S型菌),下列对该组实验现象的分析,正确的是( )
A.蛋白酶破坏了提取物中的关键成分
B.RNA酶降解了提取物中的遗传信息载体
C.脂解酶降解了细菌荚膜形成所需的脂质
D.DNA酶降解了将R型菌转化为S型菌的物质
【答案】D
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、蛋白酶处理时,蛋白质并非转化因子,即使被破坏,DNA仍能引起转化,A错误;
B、RNA酶处理时,RNA非转化因子,不影响实验结果,B错误;
C、脂解酶处理时,荚膜脂质与转化无关,R型细菌本身无荚膜,无需额外的脂质,C错误;
D、DNA酶处理时,直接降解DNA,导致唯一能引起R型菌转化为S型菌的物质失效,因此无法产生S型菌,D正确。
故选D。
4.中国制茶工艺的历史源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚和单宁氧化成红褐色是红茶茶色形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.多酚氧化酶在细胞中初步合成的场所是内质网
B.多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同
C.多酚氧化酶能降低化学反应的活化能
D.高温处理会破坏多酚氧化酶的构象使其失活
【答案】A
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA。酶的特性:高效性、专一性以及作用条件温和的特性。酶的作用机理是降低化学反应的活化能。
【详解】 A、多酚氧化酶是蛋白质,在核糖体初步合成,而非内质网,内质网主要进行加工、运输,A错误;
B、多酚氧化酶催化茶多酚等反应,二者在细胞中分布可能不同(酶在特定部位,底物在相应区域 ),B正确;
C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,多酚氧化酶也不例外,C正确;
D、高温会破坏蛋白质(酶 )的空间构象,使酶失活,高温干燥工序可让多酚氧化酶失活,终止发酵,D正确。
故选A。
5.哺乳动物体内的某种Rab8蛋白由207个氨基酸组成,可分为“活性”与“非活性”两种状态,这两种状态在一定的条件下可以相互转换,其转换过程如下图所示,GTP是指鸟苷三磷酸。该种“活性”Rab8与EHBP1蛋白部分结构发生相互作用,进而使其与肌动蛋白相互作用,参与囊泡运输。下列相关表述正确的是( )
A.该种Rab8蛋白中最多有一个游离的氨基和一个游离的羧基
B.Rab8蛋白的合成在核糖体上,活性态与非活性态的相互转换,表明其空间结构的改变不一定会导致蛋白质变性
C.该种Rab8蛋白从“非活性”状态转化到“活性”状态时,接受GTP提供的磷酸使蛋白质结构磷酸化
D.该种Rab8蛋白通过与肌动蛋白部分结构相互作用,从而转变成“活性”状态,参与囊泡的运输
【答案】B
【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
【详解】A、由题意可知,Rab8蛋白由207个氨基酸组成,至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,A错误;
B、Rab8蛋白存在“活性”与“非活性”两种状态,这两种状态在一定的条件下可以相互转换,说明其空间结构的改变不会导致蛋白质变性,B正确;
C、由图示可知,Rab8蛋白从“非活性”状态转化到“活性”状态时,GDP接受GTP提供的磷酸和能量形成GTP,然后GTP使Rab8蛋白质结构磷酸化,C错误;
D、Rab8与EHBP1蛋白部分结构首先发生相互作用,进而使其再与肌动蛋白相互作用,参与囊泡运输,D错误。
故选B。
6.酶抑制剂是能与酶结合并降低酶活性的物质,主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心;非竞争性抑制剂作用于酶活性中心以外的其他位点,使酶的空间结构发生变化。下列叙述错误的是( )
A.酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示
B.非竞争性抑制剂与酶结合后,可能会影响酶与底物的结合
C.竞争性抑制剂与酶结合,会降低酶促反应的最大反应速率
D.探究某种酶抑制剂的类型时,可通过增加底物浓度进行判断
【答案】C
【分析】酶是由生物活细胞产生的、对作用底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或者核糖核酸(RNA)。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的,酶促反应需要最适的温度和最适的pH值条件。温度过高或过低,pH值过高或过低都会影响酶的活性,高温、过酸和过碱的条件会使酶永久失活。
【详解】A、酶活性是酶催化特定化学反应的能力,可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示,A正确;
B、由题可知,非竞争性抑制剂会使酶的空间结构发生变化,可能影响酶与底物的结合,B正确;
C、竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心,可通过增加底物浓度减弱其抑制作用,当底物浓度足够高时,该抑制剂对酶活性的影响可以忽略不计,最大反应速率不变,C错误;
D、增加底物浓度可以减弱竞争性抑制剂对酶的抑制作用,但不能解除非竞争性抑制剂对酶的抑制作用,因此,可通过增加底物浓度来判断某种酶抑制剂的类型,D正确。
故选C。
7.在螺旋链霉菌发酵产生螺旋霉素的过程中,添加锌离子有利于螺旋霉素的生物合成。科研人员继续探索加入不同浓度的锌离子对螺旋霉素合成的影响(效价越高代表螺旋霉素越多),结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.上述研究应先在实验室中小规模进行,后扩大至发酵罐
B.锌离子可能改变了螺旋霉素合成酶的氨基酸序列以提高其活性
C.锌离子对螺旋链霉菌合成螺旋霉素的影响表现为“低促高抑”
D.可继续在0.24~0.28g/L间探索促进效果最佳的锌离子浓度
【答案】A
【分析】酶的作用机理:(1)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。(2)作用机理:降低化学反应所需要的活化能。
【详解】A、科研人员继续探索加入不同浓度的锌离子对螺旋霉素合成的影响,以便更好地进行发酵生产,因此上述研究应先在实验室中小规模进行,后扩大至发酵罐,A正确;
B、锌离子可能改变了螺旋霉素合成酶的空间结构以提高其活性,无法改变其氨基酸序列,B错误;
C、由图可知,与0添加相比,锌离子对螺旋链霉菌合成螺旋霉素的影响均表现为促进,C错误;
D、由图可知,锌离子浓度为0.24g/L时,效价最高,故可继续在0.2~0.28g/L间探索促进效果最佳的锌离子浓度,D错误。
故选A。
8.血橙被誉为“橙中贵族”,因其果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足,影响了其品质。血橙中花色苷合成和调节途径如下图,其中T序列和G序列是Ruby基因上启动基因顺利表达的两个重要序列。下列分析合理的是( )
A.同一植株上层血橙果肉的“血量”一般少于下层果肉
B.提前采摘的血橙果实置于低温环境可改善血橙的品质
C.血橙果肉“血量”多少是通过基因直接控制蛋白质结构来调控的
D.T序列的甲基化现象属于表观遗传,但不属于可遗传变异
【答案】B
【分析】基因与性状的关系为:一是基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,二是基因通过控制蛋白质合成,直接控制生物的性状。
【详解】A、由图可知,光照会促进HY5蛋白与G序列结合,激活Ruby基因,促进合成关键酶,使花色苷前体转为花色苷,增加“血量”,同一植株中上层光照多于下层光照强度,因此同一植株上层血橙果肉的“血量”一般多于下层血橙果肉,A错误;
B、提前采摘的血橙果实置于低温环境,低温会抑制相关酶的活性,减少花色苷的分解等,可改善血橙的品质,B正确;
C、从图中可以看出,血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的,C错误;
D、T序列的甲基化现象属于表观遗传,属于可遗传变异,D错误。
故选B。
9.鞘磷脂被水解后会产生神经酰胺,研究人员发现一个与鞘磷脂合成或水解相关的代谢酶A,在对照和表达该酶的细胞中分别检测了鞘磷脂(图A)和神经酰胺(图B)的含量,并在不同条件下对其活性进行了分析(图C)。其中EDTA能结合金属离子,使离子无法与酶结合;GSH会破坏二硫键。下列说法正确的是( )
A.A酶为鞘磷脂合成酶
B.A酶在中性条件下活性高于酸性或碱性条件
C.A酶的活性不依赖金属离子
D.A酶的活性依赖二硫键的形成
【答案】B
【分析】A酶是鞘磷脂水解酶,从图c看出,pH7.5时,A酶活性最高。
【详解】AB、鞘磷脂被水解后会产生神经酰胺,加入A酶后,神经酰胺含量升高,所以A酶是鞘磷脂水解酶,且在pH为7.5时,活性达到100%,高于酸性或碱性条件,A错误,B正确;
CD、EDTA是金属螯合剂,能与离子结合,使金属离子无法与酶结合,由C图可知,无金属离子时,酶活性为0;使用GSH破坏二硫键时,酶活性无明显下降,说明酶活性依赖于金属离子,二硫键非关键影响因素,CD错误。
故选B。
1.(2025·云南·高考真题)黄酒是我国古老的发酵酒之一,传统酿制中,先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料,对之前发酵留存的少量酒曲(曲种)进行扩大制曲;再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后,添加足量酒母(含酵母菌)完成发酵,压榨成品。下列说法错误的是( )
A.小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质
B.为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质,扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌
C.糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D.将酒曲混合糯米、大米处理一段时间,是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
【答案】B
【分析】酵母菌是兼性厌氧菌,有氧呼吸产生二氧化碳和水,无氧呼吸产生酒精和二氧化碳;酿酒利用的是酵母菌进行无氧呼吸,从而产生酒精。
【详解】A、小麦、麸皮等原料含有蛋白质、糖类等多种营养成分,蛋白质可以为微生物提供氮源,糖类等可以为微生物提供碳源,所以能为酒曲中微生物的生长繁殖提供碳源和氮源等营养物质,A正确;
B、扩大制曲前对留存的酒曲不能灭菌,因为酒曲本身含有发酵所需的菌种,若灭菌会杀死这些菌种,导致无法进行正常的发酵过程,B错误;
C、糯米、大米蒸煮后温度较高,立即与酒曲混合,高温会使酶的空间结构改变,导致酶活性降低,从而降低其催化效率,C正确;
D、酒曲中含有淀粉酶等酶类,将酒曲混合糯米、大米处理一段时间,淀粉酶可将糯米、大米中的淀粉分解为葡萄糖,从而为后续酒母(含酵母菌)发酵提供底物葡萄糖,D正确。
故选B。
2.(2025·四川·高考真题)D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖,有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2+条件)下,测定不同浓度D-果糖的转化率(转化率=产物量/底物量×100%),其变化趋势如下图。下列叙述正确的是( )
A.升高反应温度,可进一步提高D-果糖转化率
B.D-果糖的转化率越高,说明酶Y的活性越强
C.若将Co2+的浓度加倍,酶促反应速率也加倍
D.2h时,三组中500g·L-1果糖组产物量最高
【答案】D
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA,具有高效性、专一性和作用条件较温和的特点。
【详解】A、题干中实验是在最适反应条件下进行的,升高温度会使酶的活性降低,从而降低D-果糖转化率,A错误;
B、D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关,还与底物(D-果糖)的浓度、反应时间等因素有关,所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强,B错误;
C、Co2+可协助酶Y催化反应,但Co2+不是酶,将Co2+的浓度加倍,不一定会使酶促反应速率也加倍,酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响,C错误;
D、 转化率=产物量/底物量×100%,2h时,500g·L-1果糖组的转化率不是最高,但底物量是最多的,且转化率也较高,根据产物量=底物量×转化率,可知其产物量最高,D正确。
故选D。
3.(2025·北京·高考真题)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息:本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶;洗涤前先浸泡15~20min,特别脏的衣物可减少浸泡用水量;请勿使用60℃以上热水。下列叙述错误的是( )
A.该洗衣粉含多种酶,不适合洗涤纯棉衣物
B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解
C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度
D.水温过高导致酶活性下降
【答案】A
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、酶具有专一性,纯棉衣物的主要成分是纤维素,而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶,均无法分解纤维素,故不会损坏纯棉衣物,A错误;
B、洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间,有利于酶与污渍结合催化其分解,B正确;
C、一定范围内,减少用水量会提高酶的浓度,从而加快反应速率,C正确;
D、酶活性的发挥需要适宜温度,高温会破坏其空间结构导致酶活性下降,故勿使用60℃以上热水,D正确。
故选A。
4.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异,该现象最不可能源于( )
A.乙醛脱氢酶基因序列的差异 B.编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C.乙醛脱氢酶活性的差异 D.鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
【答案】A
【分析】同一生物体的不同细胞基因序列相同,羽色差异源于基因选择性表达或环境因素。
【详解】A、同一只鹦鹉的体细胞由同一受精卵分裂分化而来,基因序列应相同,差异不可能来自乙醛脱氢酶基因序列,A符合题意;
B、乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,造成羽色由红到黄的渐变,编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异,导致产生的乙醛脱氢酶含量变化,造成羽色由红到黄的能力改变,进而引起生物性状的变化,B不符合题意;
C、不同细胞中乙醛脱氢酶活性可能存在一定的差异,造成羽色由红到黄的能力改变,进而导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异,C不符合题意;
D、乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,造成羽色由红到黄的渐变,可能是不同部位鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异,所以导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异,D不符合题意。
故选A。
5.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)对下列关于中学生物学实验的描述错误的是( )
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A.①⑥通过观察颜色判断实验结果 B.③⑥均须进行离心操作
C.②④均可使用洋葱作为实验材料 D.②⑤实验过程均须保持细胞活性
【答案】B
【分析】探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验中,最后需要用本尼迪特试剂检测,因此需要水浴加热和根据颜色反应来确定。
【详解】A、淀粉和蔗糖都不是还原糖,不能与本尼迪特试剂反应,淀粉和蔗糖水解产物为还原糖,可以与本尼迪特试剂反应,因此可以用本尼迪特试剂鉴定淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,若淀粉组出现红黄色,蔗糖组没有出现红黄色,说明淀粉酶可以催化淀粉水解不能催化蔗糖水解;⑥中DNA与二苯胺在沸水浴下显蓝色,因此①⑥均通过颜色判断结果,A正确;
B、③通过血球计数板直接计数酵母菌,无需离心;⑥需离心去除杂质以提取DNA,B错误;
C、②可用洋葱紫色外表皮观察质壁分离,④可用洋葱根尖分生区观察有丝分裂,C正确;
D、②活的植物细胞原生质体具有选择透性,可以发生质壁分离现象;⑤活细胞的叶绿体和细胞质才能流动,因此
②⑤实验过程均须保持细胞活性,D正确。
故选B。
6.(2025·江苏·高考真题)为探究淀粉酶是否具有专一性,有同学设计了实验方案,主要步骤如表。下列相关叙述合理的是( )
步骤
甲组
乙组
丙组
①
加入2mL淀粉溶液
加入2mL淀粉溶液
加入2mL蔗糖溶液
②
加入2mL淀粉酶溶液
加入2mL蒸馏水
?
③
60℃水浴加热,然后各加入2mL斐林试剂,再60℃水浴加热
A.丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液
B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
【答案】C
【分析】淀粉酶的专一性指其仅催化淀粉水解,不能催化其他底物(如蔗糖)。实验需设置不同底物与酶的组合,并通过检测还原糖验证结果。斐林试剂用于检测还原糖,但需在沸水浴条件下显色,而题目中实验步骤的温度设置可能影响结果判断。
【详解】A、丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液,而非蔗糖酶溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同,若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性,A错误;
B、第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应,第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件,B错误;
C、乙组(淀粉+蒸馏水)未加酶,若未显色说明淀粉本身不含还原糖,若显色则可能底物被污染或分解,因此乙组结果可用于判断淀粉是否含还原糖,C正确;
D、甲组(淀粉+淀粉酶)水解产物为葡萄糖(还原糖),与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色;丙组(蔗糖+淀粉酶)无水解产物,故丙组出现蓝色,D错误。
故选C。
7.(2024·江西·高考真题)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是( )
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低
【答案】A
【分析】溶酶体分布在动物细胞,是单层膜形成的泡状结构,是细胞内的“消化车间”,含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌。
【详解】A、溶酶体不具有双层膜结构,是单层膜结构的细胞器,其中含有多种水解酶,是细胞中消化车间,A错误;
B、溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质,合成场所在核糖体,B正确;
C、溶酶体中含有多种水解酶,因此,从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶,C正确;
D、溶酶体内的pH比胞质溶胶低,从溶酶体外溢后,由于pH不适宜,因此,大多数酶的活性会降低,D正确。
故选A。
8.(2024·湖南·高考真题)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时,发现DNA完全没有被酶切,分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是( )
A.限制酶失活,更换新的限制酶
B.酶切条件不合适,调整反应条件如温度和酶的用量等
C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失,更换正常质粒DNA
D.酶切位点被甲基化修饰,换用对DNA甲基化不敏感的限制酶
【答案】B
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数是蛋白质,少部分是RNA,酶具有特异性、高效性、易受环境因素影响等特点。限制酶特异性识别并切割DNA上的特定位点。
【详解】A、限制酶失活会使DNA完全不被酶切,此时应更换新的限制酶,A正确;
B、酶切条件不合适通常会使切割效果下降,调整反应条件如温度和PH等,调整酶的用量没有作用,B错误;
C、质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失,进而造成限制酶无法进行切割,此时应更换为正常质粒,C正确;
D、质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰,会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切,此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶,D正确。
故选B。
9.(2024·浙江·高考真题)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸,进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液,测定 PAL 的活性,测定过程如下表。
下列叙述错误的是( )
A.低温提取以避免PAL 失活 B.30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C.④加H2O补齐反应体系体积 D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
【答案】B
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA.
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性.
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低.另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活.
【详解】A、温度过高,酶失活,因此本实验采用低温提取,以避免PAL 失活,A正确;
B、本实验是测定酶活性的实验,需要根据单位时间内产物生成量来计算酶活性,所以不能在 1h 内将试管里的苯丙氨酸消耗完,否则产物量由实验开始时的底物量决定,而与酶活性无关,无法达到实验目的,B错误;
C、④加H2O,补齐了②试管1没有加入的液体的体积,即补齐反应体系体积,保存无关变量相同,C正确;
D、pH过低或过高酶均会失活,⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应,D正确。
故选B。
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第08讲 酶和ATP
目录
01 课标达标练
【题型一】酶的作用、本质和特性
【题型二】酶促反应的因素及实验
【题型三】ATP的结构、功能、特性及相互转化
02 能力突破练(新情境+新考法+新角度)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
题型一 酶的作用、本质和特性
一、单选题
1.(2025·天津武清·二模)细胞中L酶上的两个位点(位点1和位点2)可以与ATP和亮氨酸结合,进而催化tRNA与亮氨酸结合,促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2,在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化,进而抑制L酶的活性
B.突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合
C.ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合
D.ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合
2.(2025·天津·一模)下列有关教材实验探究的说法正确的是( )
A.选择过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B.“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验中,需要设置对照组实验
C.用卡诺氏液处理后的洋葱根尖需先用体积分数95%酒精冲洗后再进行解离
D.在“探究土壤微生物的分解作用”实验中,60℃恒温灭菌的土壤是对照组
3.(2025·天津河东·一模)食品安全人员常用涂有胆碱酯酶的“农药残留速测卡”检测菠菜表面是否残留有机磷农药,操作过程如图所示(操作后将速测卡置于37℃恒温箱装置中10min为佳),其原理为:胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质,有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。下列叙述正确的是( )
A.胆碱酯酶存在于红色药片内
B.秋冬季节检测,“红色”和“白色”的叠合时间应适当缩短
C.“白色”药片呈现的蓝色越深,说明菠菜表面残留的有机磷农药越少
D.每批测定应设置滴加等量菠菜浸洗液到“白色药片”上的空白对照卡
4.(24-25高三上·天津)天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)是合成胞嘧啶核苷三磷酸(CTP)系列反应的第一个酶,该酶具有催化亚基和调节亚基。ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂,可与调节亚基结合。当第一个底物与ATCase结合后,可增强该酶其他底物结合位点对底物的亲和力。下列相关叙述正确的是( )
A.催化亚基和调节亚基功能不同源于两者空间结构的差异
B.ATCase含调节亚基,因而该酶具有调节生命活动的作用
C.ATCase可与底物、ATP和CTP结合,因而不具有专一性
D.ATP、CTP可影响ATCase的活性,而底物则不影响其活性
5.(24-25高三上·天津北辰·期中)泛素蛋白会与细胞中需降解蛋白质结合,当降解蛋白质上连接4个以上泛素蛋白后会被细胞内的蛋白酶体识别并降解(如图1)。蛋清溶菌酶与细胞提取液混合后会逐渐通过泛素降解途径降解。为探究蛋清溶菌酶的降解过程,进行以下实验。
实验组:放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与细胞提取液混合。
对照组:放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与不含细胞提取物的缓冲液混合。
反应一段时间后,进行蛋白质电泳,放射性自显影显示含有放射性同位素的蛋白质条带如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.泛素蛋白含量降低不利于蛋白质、核酸等大分子物质的水解
B.由图1可知,蛋清溶菌酶的降解过程需要在对照组和实验组均添加蛋白酶体
C.泛素蛋白、泛素连接酶在蛋白质的降解过程中可以重复发挥作用
D.据图2可知,实验组中蛋清溶菌酶的种类多于对照组
6.(24-25高三上·天津北辰·期中)ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶) 是厌氧呼吸的关键酶,其催化代谢途径如图甲所示。Ca²⁺对淹水胁迫的辣椒幼苗根厌氧呼吸的影响实验结果,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.酶E和 LDH 都能催化丙酮酸发生反应,说明LDH不具有专一性
B.辣椒幼苗根每个细胞厌氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C.Ca2+影响ADH、LDH的活性,能减少乙醇和乳酸积累造成的伤害
D.ADH和LDH 催化反应过程中不会释放能量用于 ATP 的形成
7.(24-25高三上·天津滨海新·阶段练习)关于酶的叙述,正确的是( )
A.酶提供了反应过程所必需的活化能
B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关
C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
8.(24-25高三上·天津·阶段练习)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展研究,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,反应物为胶原蛋白。
A.结合①②组的相关变量分析,温度为自变量
B.蛋白酶TSS的催化活性并不依赖于CaCl2
C.本实验无法证明该酶具有专一性
D.在pH为8、70℃条件下,估计该酶降解率大于58%
二、解答题
9.(24-25高三上·天津·期中)解读下面与酶有关的曲线,回答下列问题。
(1)酶的作用机理可以用甲图中 段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b在纵轴上将 (填“上移”或“下移”)。
(2)乙图中160min时,生成物的量不再增加的原因是 。
(3)联系所学内容,分析丙图曲线:
①对于曲线abc,若x轴表示pH,y轴表示酶促反应速率,则曲线上b点的生物学意义是 。
②对于曲线abd,若x轴表示反应物浓度,则y轴表示酶促反应速率,bd段不再增加的原因是 。
(4)若该酶是胃蛋白酶,其作用的底物是 。若胃蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH由10逐渐降低到2,则酶催化反应的速率将不变,原因是 ,即使再降低pH,酶活性也不会恢复。
10.(24-25高三上·天津静海·阶段练习)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,抑制剂X可通过调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。科研人员进行了实验,结果如图1所示。回答下列问题:
(1)酶的化学本质是 ,其作用原理是 。
(2)图1中该探究实验的自变量是 ,根据图1可以得出的结论是 (答出1点)。
(3)图2为抑制剂X对胰脂肪酶作用的两种推测的机理模式图。原理一:抑制剂与酶结合后,可以改变酶的构象,使其无法再与脂肪结合,对酶产生可逆的影响,结合图1分析 (选填“原理一”或“原理二”),判断依据是 。
题型二 酶促反应的因素及实验
一、单选题
1.(2025高三下·天津宝坻·专题练习)为探究pH对人体胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响,研究人员以同等体积的蛋白块为底物进行实验,相同时间内蛋白块体积变化如图所示。下列实验分析正确的是( )
A.胃腺细胞中不含有与胰蛋白酶合成相关的基因
B.胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH分别为1和7
C.pH=7的胰蛋白酶作用后,可用双缩脲试剂检测底物是否被彻底水解
D.胃蛋白酶随着胃液流入小肠,其活性将逐渐丧失
2.(2025·天津·二模)酶A、酶B与酶C是科学家分别从三种生物中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量其对不同浓度的ATP的水解反应速率,实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.在相同ATP浓度下,酶A催化产生的最终ADP和Pi量最多
B.各曲线达到最大反应速率一半时,三种酶所需要的ATP浓度相同
C.ATP浓度相同时,酶促反应速率大小为酶A>酶B>酶C
D.当反应速率相对值达到400时,酶A所需要的ATP浓度最低
3.(24-25高三下·天津河西·阶段练习)通过如图实验装置,观察一段时间后量筒中气体的体积,探究pH对过氧化氢酶的影响,据图分析错误的是( )
A.本实验的自变量为pH,温度为无关变量
B.本实验以单位时间内气体产生量反映酶活性的高低
C.实验开始前反应小室状态如图甲所示,不能让滤纸片在反应小室下方
D.图乙中倒置的量筒可以用倒置的试管代替,收集气体
4.(24-25高三上·天津·期中)鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸,能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼肉鲜味下降外因的系列实验中,实验结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.本实验的自变量只有pH和温度,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性
B.不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同
C.pH低于3.8、温度超过60℃,对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理相同
D.由图可知,放置相同的时间,鮰鱼在pH6.0、温度40℃条件下,鱼肉鲜味程度最高
5.(24-25高三上·天津河西·期中)在植物细胞中参与淀粉水解的酶主要有α-淀粉酶和β-淀粉酶。其中α-淀粉酶耐高温不耐酸,能以随机的方式从淀粉分子内部将其水解。β-淀粉酶不耐高温,但在pH=3.3时仍有部分活性,它能使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。在淀粉、Ca2+等处理方式的影响下,β-淀粉酶在50℃条件下,经不同时间保存后的活性测定结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.两种淀粉酶均能提高淀粉水解反应的活化能
B.在前50min,2%淀粉的处理方式使β-淀粉酶的活性先增强后减弱
C.β-淀粉酶水解淀粉的产物是麦芽糖,β-淀粉酶的活性随pH升高逐渐增强
D.比较可知,30mmol·L-1Ca2+处理方式最有利于较长时间维持β-淀粉酶的活性
二、实验题
6.(2025·天津和平·二模)下图为定量测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出O2的实验装置,水槽内注有清水,倒转的量筒内也充满了清水。
实验一:
①制备新鲜动物肝脏的研磨液,制作大小相同的圆形小滤纸片若干;
②将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡吸收后取出,并贴在反应小室上侧的内壁上(如图A所示);
③向反应小室内加入10mL3%H2O2溶液(如图A所示),并安装好装置;
④将反应小室上下旋转180度,使滤纸片与H2O2溶液接触,呈图B所示状态;
⑤每隔30s读取并记录一次量筒中水面的刻度,连续进行5min。
实验二:
除了将圆形小滤纸片的数量改为2片外,其它均与实验一相同。
(1)进行上述两个实验的目的是:探究 与酶促反应速率的关系。本实验通过测定单位时间内 作为酶促反应速率的观测指标。此外,还可以用收集5mL气体 作为观测指标
(2)如果上述两个实验的现象、结果无明显差异,则需如何进行改进? 或 进行实验。
(3)如果根据实验一得到的数据绘制出了下图所示的曲线。那么实验二的大致曲线应该是怎么样的?请在下图中添画该曲线 。
(4)如果要利用上述实验的试剂、材料、装置等研究温度对酶促反应速率的影响,则与上述实验相比,不同的做法是:
①在各次实验中,清水的温度不同(如0℃、30℃、100℃等);
②在各次实验中, 不变。
③要在H2O2溶液的温度达到与清水相同的温度后再把反应小室旋转180度。
7.(2025·天津河西·一模)土豆褐变会导致其风味和品质下降。在有氧条件下,土豆中多酚氧化酶(PPO)催化邻苯二酚氧化形成醌,醌再进一步氧化聚合形成褐色色素(称为黑色素或类黑精),进而导致土豆褐变。在红茶制作过程中PPO也可高效催化儿茶素类物质合成茶黄素,从土豆中分离提纯PPO可为工业化制备高产量茶黄素提供一定的酶原料。研究人员对PPO的特性及活性影响因素进行了探究。
(1)研究人员将PPO分别滴入含不同底物的三支试管中,如下表所示。该实验的目的是探究PPO的 特性,推测 号试管不变色。
试管号
PPO酶液
邻苯二酚
间苯二酚
对苯二酚
37℃保温10min,观察颜色变化
1
15滴
15滴
2
15滴
15滴
3
15滴
15滴
(2)研究人员探究了不同种土豆中PPO活力(也称酶活性)与温度的关系,结果如图所示:
①酶活性是指酶催化特定化学反应的能力,可用一定条件下酶所催化某一化学反应的 来表示。
②该实验的自变量是 ;对从五种土豆中提取的PPO进行保存时,温度和pH应分别设置为 。
③防止大白花土豆褐变的土豆保存温度与利用其PPO制备茶黄素过程中所需的最适温度是否相同,并说明理由。 。
题型三 ATP的结构、功能、特性及相互转化
一、单选题
1.(2025·天津南开·模拟预测)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)是其中某一阶段的一种关键酶。当细胞中 ATP/AMP的值发生变化时,ATP和AMP 竞争性结合PFK1 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.PKF1 催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B.PFK1 的组成元素除了C、H、O外,还有N、P等微量元素
C.ATP/AMP 值变化与PFK1 活性之间存在负反馈调节
D.运动时,肌细胞中 ATP 与PFK1 结合增多以保证能量的供应
2.(24-25高三上·天津静海·阶段练习)钙泵是一种存在于各种生物膜上的运输Ca2+的ATP水解酶,能驱动细胞质基质中的Ca2+泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2+的细胞器),以维持细胞质基质内低浓度的Ca2+。当细胞受到刺激时,Ca2+又会从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质基质。下列相关说法错误的是( )
A.一氧化碳中毒时钙泵的运输速率会降低
B.Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输
C.Ca2+从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质基质属于吸能反应
D.ATP水解酶催化ATP水解时,末端磷酸基团挟能量脱离下来
3.(24-25高三上·天津·阶段练习)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。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中末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP的总含量与注入前几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A.许多放能反应与ATP的水解相联系
B.该实验中32P标记的ATP水解后产生的腺苷也有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等
D.该实验表明细胞内全部ADP都转化成了ATP
4.(2024·天津北辰·三模)下面是钙泵跨膜运输Ca2+的过程示意图,有关叙述错误的是( )
A.a蛋白有运输和催化作用
B.b蛋白磷酸化后其构象发生改变
C.由图可知钙泵是特异性运输Ca2+的通道蛋白
D.动物一氧化碳中毒会减少钙泵跨膜运输Ca2+的速率
5.(2024·天津·二模)如下图是ATP分子的结构式,相关叙述错误的是( )
A.ATP的结构式可以简写成A-P~P~P
B.许多放能反应与ATP水解相联系
C.②③脱离后,ATP剩下的部分可用于组成RNA
D.③脱离ATP后,挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化
6.(22-23高三上·天津·阶段练习)如图示为ATP的结构,①②表示组成物质,③④⑤表示化学键,下列叙述正确的是( )
A.①表示腺苷,②表示核糖
B.细胞中的ATP易于水解为生命活动供能,所以在剧烈运动时细胞中ATP含量会发生明显的下降
C.⑤的断裂需消耗水,且释放的能量比③多
D.○表示磷酸基团,由于三个磷酸基团都带有正电荷,彼此之间相互排斥,所以末端磷酸基团具有较高的转移势能,易于携能量离开ATP与其他分子结合
二、解答题
7.(24-25高三上·天津北辰·阶段练习)为保证市民的食品安全,执法人员使用ATP荧光检测系统对餐饮行业中餐具等用品的微生物含量进行检测。其设计灵感来源于萤火虫尾部发光器发光的原理。请据图回答:
(1)图a为萤火虫尾部发光器发光的原理,据图分析可知萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的 催化荧光素反应,从而放出光子而发出荧光,催化过程中消耗的能量由 水解直接提供。
(2)图b中的荧光检测仪可检测上述反应中荧光强度,从而推测微生物含量。该仪器可用作检测微生物含量的前提包括 。
①不同细胞中ATP浓度差异不大;②所有生物活细胞中都含有ATP;③试剂与样品混合后发荧光属于放能反应;④荧光强度与ATP供应呈正相关;⑤细胞中储备的ATP非常多
综合上述材料分析,为保证该反应顺利进行,检测试剂中除了荧光素酶外,至少应有 。
(3)ATP水解释放的能量可用于大脑思考、生物发电、主动运输、物质合成、肌肉收缩等。ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质分子被磷酸化,从而 发生变化,活性改变,从而参与各种化学反应。
(4)c图表示不同因素对荧光素酶促反应速率的影响:
①对于曲线abc,若X轴表示温度,则曲线上b点的生物学意义是 。
②对于曲线abd,若X轴表示反应物浓度,则曲线bd不再增加的原因是 。
③若X轴表示pH,荧光素酶浓度和其他条件不变,反应液pH由c降低到b,则酶催化反应的速率将不变,原因是 。
1.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.细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程
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.蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程,释放的能量有一部分可用于合成ATP
D.蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应,与ATP的水解相联系
2.多聚磷酸激酶PPK2可以利用多聚磷酸盐(PolyP)为磷酸基团供体,实现AMP、ADP、ATP、PolyP之间磷酸基团的高效定向转移。PPK2酶偏好长链的聚磷酸盐,短链聚磷酸盐分子会阻断PPK2酶上的ADP结合位点SMc02148,科研人员通过在PPK2酶上构建一个替代的ADP结合位点SMc02148-KET来提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率。下列叙述正确的是( )
A.ATP、ADP、AMP均是驱动细胞生命活动的直接能源物质
B.PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向
C.提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率可使生物体储存大量ATP
D.构建ADP结合位点SMc02148-KET可通过直接改变氨基酸序列实现
3.某生物兴趣小组在探究“遗传物质的本质”时,尝试模拟经典实验。他们将S型肺炎链球菌的细胞提取物分为四组,分别用蛋白酶、RNA酶、脂解酶和DNA酶处理,将处理后的提取物与R型菌混合培养。若仅有一组无法观察到光滑型菌落(S型菌),下列对该组实验现象的分析,正确的是( )
A.蛋白酶破坏了提取物中的关键成分
B.RNA酶降解了提取物中的遗传信息载体
C.脂解酶降解了细菌荚膜形成所需的脂质
D.DNA酶降解了将R型菌转化为S型菌的物质
4.中国制茶工艺的历史源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚和单宁氧化成红褐色是红茶茶色形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.多酚氧化酶在细胞中初步合成的场所是内质网
B.多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同
C.多酚氧化酶能降低化学反应的活化能
D.高温处理会破坏多酚氧化酶的构象使其失活
5.哺乳动物体内的某种Rab8蛋白由207个氨基酸组成,可分为“活性”与“非活性”两种状态,这两种状态在一定的条件下可以相互转换,其转换过程如下图所示,GTP是指鸟苷三磷酸。该种“活性”Rab8与EHBP1蛋白部分结构发生相互作用,进而使其与肌动蛋白相互作用,参与囊泡运输。下列相关表述正确的是( )
A.该种Rab8蛋白中最多有一个游离的氨基和一个游离的羧基
B.Rab8蛋白的合成在核糖体上,活性态与非活性态的相互转换,表明其空间结构的改变不一定会导致蛋白质变性
C.该种Rab8蛋白从“非活性”状态转化到“活性”状态时,接受GTP提供的磷酸使蛋白质结构磷酸化
D.该种Rab8蛋白通过与肌动蛋白部分结构相互作用,从而转变成“活性”状态,参与囊泡的运输
6.酶抑制剂是能与酶结合并降低酶活性的物质,主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心;非竞争性抑制剂作用于酶活性中心以外的其他位点,使酶的空间结构发生变化。下列叙述错误的是( )
A.酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示
B.非竞争性抑制剂与酶结合后,可能会影响酶与底物的结合
C.竞争性抑制剂与酶结合,会降低酶促反应的最大反应速率
D.探究某种酶抑制剂的类型时,可通过增加底物浓度进行判断
7.在螺旋链霉菌发酵产生螺旋霉素的过程中,添加锌离子有利于螺旋霉素的生物合成。科研人员继续探索加入不同浓度的锌离子对螺旋霉素合成的影响(效价越高代表螺旋霉素越多),结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.上述研究应先在实验室中小规模进行,后扩大至发酵罐
B.锌离子可能改变了螺旋霉素合成酶的氨基酸序列以提高其活性
C.锌离子对螺旋链霉菌合成螺旋霉素的影响表现为“低促高抑”
D.可继续在0.24~0.28g/L间探索促进效果最佳的锌离子浓度
8.血橙被誉为“橙中贵族”,因其果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足,影响了其品质。血橙中花色苷合成和调节途径如下图,其中T序列和G序列是Ruby基因上启动基因顺利表达的两个重要序列。下列分析合理的是( )
A.同一植株上层血橙果肉的“血量”一般少于下层果肉
B.提前采摘的血橙果实置于低温环境可改善血橙的品质
C.血橙果肉“血量”多少是通过基因直接控制蛋白质结构来调控的
D.T序列的甲基化现象属于表观遗传,但不属于可遗传变异
9.鞘磷脂被水解后会产生神经酰胺,研究人员发现一个与鞘磷脂合成或水解相关的代谢酶A,在对照和表达该酶的细胞中分别检测了鞘磷脂(图A)和神经酰胺(图B)的含量,并在不同条件下对其活性进行了分析(图C)。其中EDTA能结合金属离子,使离子无法与酶结合;GSH会破坏二硫键。下列说法正确的是( )
A.A酶为鞘磷脂合成酶
B.A酶在中性条件下活性高于酸性或碱性条件
C.A酶的活性不依赖金属离子
D.A酶的活性依赖二硫键的形成
1.(2025·云南·高考真题)黄酒是我国古老的发酵酒之一,传统酿制中,先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料,对之前发酵留存的少量酒曲(曲种)进行扩大制曲;再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后,添加足量酒母(含酵母菌)完成发酵,压榨成品。下列说法错误的是( )
A.小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质
B.为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质,扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌
C.糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D.将酒曲混合糯米、大米处理一段时间,是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
2.(2025·四川·高考真题)D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖,有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2+条件)下,测定不同浓度D-果糖的转化率(转化率=产物量/底物量×100%),其变化趋势如下图。下列叙述正确的是( )
A.升高反应温度,可进一步提高D-果糖转化率
B.D-果糖的转化率越高,说明酶Y的活性越强
C.若将Co2+的浓度加倍,酶促反应速率也加倍
D.2h时,三组中500g·L-1果糖组产物量最高
3.(2025·北京·高考真题)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息:本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶;洗涤前先浸泡15~20min,特别脏的衣物可减少浸泡用水量;请勿使用60℃以上热水。下列叙述错误的是( )
A.该洗衣粉含多种酶,不适合洗涤纯棉衣物
B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解
C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度
D.水温过高导致酶活性下降
4.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异,该现象最不可能源于( )
A.乙醛脱氢酶基因序列的差异 B.编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C.乙醛脱氢酶活性的差异 D.鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
5.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)对下列关于中学生物学实验的描述错误的是( )
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A.①⑥通过观察颜色判断实验结果 B.③⑥均须进行离心操作
C.②④均可使用洋葱作为实验材料 D.②⑤实验过程均须保持细胞活性
6.(2025·江苏·高考真题)为探究淀粉酶是否具有专一性,有同学设计了实验方案,主要步骤如表。下列相关叙述合理的是( )
步骤
甲组
乙组
丙组
①
加入2mL淀粉溶液
加入2mL淀粉溶液
加入2mL蔗糖溶液
②
加入2mL淀粉酶溶液
加入2mL蒸馏水
?
③
60℃水浴加热,然后各加入2mL斐林试剂,再60℃水浴加热
A.丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液
B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
7.(2024·江西·高考真题)溶酶体膜稳定性下降,可导致溶酶体中酶类物质外溢,引起机体异常,如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法,错误的是( )
A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D.从溶酶体外溢后,大多数酶的活性会降低
8.(2024·湖南·高考真题)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时,发现DNA完全没有被酶切,分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是( )
A.限制酶失活,更换新的限制酶
B.酶切条件不合适,调整反应条件如温度和酶的用量等
C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失,更换正常质粒DNA
D.酶切位点被甲基化修饰,换用对DNA甲基化不敏感的限制酶
9.(2024·浙江·高考真题)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸,进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液,测定 PAL 的活性,测定过程如下表。
下列叙述错误的是( )
A.低温提取以避免PAL 失活 B.30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C.④加H2O补齐反应体系体积 D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
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