专题1 第2讲 细胞的物质运输与酶和ATP(PPT课件)-【正禾一本通】2026年高考生物二轮专题复习高效讲义(单选版)
2026-02-24
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教辅
内容正文:
高三二轮专题复习高效讲义
生 物 学
1
专题一
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分子与细胞
第2讲 细胞的物质运输与酶和ATP
2
浓度差
细胞内液
原生质层
转运蛋白
能量
蛋白质
降低活化能
高效性
温度
A-P~P~P
细胞呼吸
光合作用
02
考点2 酶在代谢中的作用
内容索引
03
考点3 细胞的能量“货币”ATP
04
课下巩固检测练(二)
考点1 物质出入细胞的方式
01
考点1 物质出入细胞的方式
未必
原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
细胞外溶液浓度大
细胞外溶液浓度小于细胞液浓度
细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等
增加
变长
于细胞液浓度
为主动运输提供能量和使载体蛋白
不一定
不一定
磷酸化
组别 清水组 5%盐水组 10%盐
水组 15%盐
水组 20%盐
水组 30%盐
水组
M值 0.17 -0.12 -0.13 -0.16 -0.17 -0.23
考点2 酶在代谢中的作用
蛋白质
活细胞
浆
调节
催化
调节功能
能源
酶催化特定化学反应的能力
酶催化的化学反应的速率
酶活性
Mg2+
在0~4℃时,酶的活性很
蛋白酶也是蛋白质,可以与双缩脲试剂发生颜色反应
低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性可以升高
考点3 细胞的能量“货币”ATP
很少
动态平衡
较多
荧光素和荧光素酶
ATP
荧光素酶
荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光
由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势
课下巩固检测练(二)
细胞的物质运输与酶和ATP
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脂肪酶添加
量/(g·kg-1) 初重/
g 末重/
g 饲料
系数 蛋白质
效率/%
0 37.6 318.7 0.853 263.6
0.1 37.6 329.0 0.887 277.6
0.3 37.6 333.8 0.903 281.8
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谢谢观看
【课程标准】1.物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞,以维持细胞的正常代谢活动。2.绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。3.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
1.渗透方向及浓度大小的判断
(1)判断溶剂渗透的总方向
①若半透膜两侧是同种溶液,则根据质量浓度或物质的量浓度判定。
②若半透膜两侧是不同的溶液,则只有物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少,如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少),水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。
(2)判断半透膜两侧溶液浓度大小
若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在液面差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,液面差越大,浓度差就越大,且液面高的一侧溶液浓度高。
2.主动运输的三类能量来源(如图)
(1)ATP直接提供能量——ATP驱动泵;
(2)光能——光驱动泵;
(3)势能——协同转运蛋白。
3.离子泵和质子泵
(1)离子泵:属于复合蛋白,既具有酶的催化功能(催化ATP水解),又具有运输离子的功能,通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输,如钠钾泵。
(2)质子泵:具有运输H+的功能,也称为H+泵,可分为P型、V型和F型质子泵。
①P型质子泵和V型质子泵利用ATP释放的能量进行物质跨膜运输,不同的是V型质子泵运输过程不涉及磷酸化和去磷酸化。
②F型质子泵存在于细菌细胞膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上,转运
H+过程中不形成磷酸化的中间体;F型质子泵不同于P型和V型质子泵,它以相反的方式发挥生理作用,利用质子动力势能合成ATP,又称作H+ATP合成酶。
4.载体蛋白和通道蛋白的特点
(1)载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都具有选择性。
(2)载体蛋白运输时需要和被转运的物质结合,且会发生自身构象的改变;通道蛋白运输时不需要和被转运物质结合。
(3)载体蛋白既能够执行协助扩散,又能够执行主动运输;通道蛋白只能执行协助扩散。
【基点小测】
(1)渗透平衡≠浓度相等:达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,此时膜两侧溶液的浓度______(填“一定”或“未必”)相等,如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达到渗透平衡,但浓度不会相等。
(2)植物细胞发生质壁分离的内因是__________________________________。
(3)判断细胞的吸水、失水的方法
①通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断:当________________
______________时,细胞失水;当______________________________时,细胞吸水;当__________________________________时,细胞失水量和吸水量相等,水分进出细胞处于动态平衡。
②根据质量或长度变化(如萝卜条)来判断:若质量______或长度______,则吸水;反之则失水。
(4)在主动运输过程中,ATP的作用是________________________________
______,引起载体蛋白构象发生改变。
(5)生物大分子________(填“一定”或“不一定”)都是以胞吞、胞吐方式运输的,如mRNA和亲核蛋白质可通过核孔运输;以胞吞、胞吐方式运输的________(填“一定”或“不一定”)都是大分子物质,如突触中神经递质的释放。
考向1 细胞的吸水和失水
1.(2024·湖南高考)缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一,自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化,如图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.缢蛏在低盐度条件下先吸水,后失水直至趋于动态平衡
B.低盐度培养8~48 h,缢蛏通过自我调节以增加组织中的溶质含量
C.相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高
D.缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关
解析:选B。分析图中曲线,缢蛏在低盐度条件下鲜重先增大后减小,说明其先吸水后失水,最后趋于动态平衡,A正确;低盐度培养下,0~8 h缢蛏鲜重增加,说明缢蛏组织渗透压大于外界环境,导致缢蛏吸水,8 h后缢蛏鲜重减少,说明为恢复正常状态,缢蛏通过自我调节使组织中的溶质含量减少,从而降低组织渗透压,引起组织失水,B错误;组织渗透压的高低与其中的溶质含量有关,溶质越多,渗透压相对越高,因此,相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高,C正确;细胞呼吸过程中产生的中间产物可转化为氨基酸、甘油等非糖物质,由此推测缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关,D正确。
2.(2024·山东高考)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是( )
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用
解析:选B。细胞失水过程中,水从细胞液流出,细胞液浓度增大,A正确;依题意“干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快”,可知外层细胞的细胞液中的单糖多,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高,B错误;内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大,失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞光合作用产物(单糖)向内部薄壁细胞转移,可促进外层细胞的光合作用,D正确。
考向2 物质运输方式的判断
3.(2025·四川高考)某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2,相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞
B.胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量
C.转运蛋白W能同时转运两种物质,故不具特异性
D.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外
解析:选B。从图中看出,转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞,A错误;胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度,属于主动运输,需要消耗能量,能量由组氨酸浓度梯度提供,B正确;转运蛋白W能同时转运两种物质,也具有特异性,C错误;CO2分子经自由扩散,也可以从胞外运输至胞内,例如从血浆进入肺部细胞,D错误。
4.(2024·山东高考)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是( )
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2的分解
D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
解析:选B。由题干信息知,环核苷酸可以与Ca2+通道蛋白结合;而Ca2+通过Ca2+通道蛋白时,不需要与Ca2+通道蛋白结合,A错误。Ca2+通过Ca2+通道蛋白进入细胞的过程是顺浓度梯度的被动运输;细胞需通过主动运输维持其Ca2+浓度的内低外高,该过程需要消耗能量,B正确。Ca2+作为信号分子通过调控相关基因的表达间接抑制H2O2的分解,C错误。若被感染细胞内BAK1缺失,油菜素内酯就不能通过活化BAK1关闭Ca2+通道蛋白,不能使细胞内H2O2含量降低,D错误。
5.(2024·北京高考)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。以下相关推测合理的是( )
A.磷脂分子尾部疏水,因而尾部位于复合物表面
B.球形复合物被胞吞的过程,需要高尔基体直接参与
C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,依赖膜的流动性
D.胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
解析:选C。磷脂分子尾部疏水、头部亲水,因此头部位于复合物表面,A不符合题意;球形复合物被胞吞的过程中,部分细胞膜内陷形成小囊,包围着球形复合物,小囊从细胞膜上分离下来形成囊泡,然后与溶酶体融合,释放胆固醇,因此不需要高尔基体直接参与,B不符合题意;胆固醇属于固醇类物质,是小分子物质,D不符合题意。
题组一 细胞的吸水和失水
1.(2025·湖北黄冈模拟)某实验小组利用相同萝卜条在不同浓度的同一种溶液中的变化来研究细胞的渗透作用,实验前后萝卜条质量差平均值(M)如表所示。下列相关叙述正确的是( )
A.清水组中萝卜条细胞的体积会不断增大直至破裂
B.30%盐水组中M值小于0,说明此时无水分子进入细胞
C.与15%盐水组相比,20%盐水组中的萝卜条失水量更大
D.由表可知,随着实验处理时间的延长,M值会不断降低
解析:选C。清水组中萝卜条细胞因具有细胞壁,细胞体积不会一直增大并破裂,A错误;30%盐水组中M值小于0,说明该组萝卜条细胞发生了失水,且失水量较大,水可通过自由扩散和协助扩散(水通道蛋白)进出细胞,此时进入细胞的水明显少于出细胞的水,B错误;与15%盐水组相比,20%盐水组细胞内外浓度差大,萝卜条失水量更大,C正确;表中结果反映的是萝卜条在不同浓度溶液中实验前后质量差的平均值,无法得知随着处理时间的延长,实验前后萝卜条质量差平均值的变化,D错误。
2.(2025·河北沧州二模)原生质体长度与细胞长度的比值(M值)可在一定程度上反映细胞质壁分离程度。常温下洋葱鳞片叶细胞M值约为41%,而4 ℃低温处理的洋葱鳞片叶细胞M值为80%,常温下和4 ℃低温处理的葫芦藓叶片细胞M值分别为40%和87%。下列相关叙述错误的是( )
A.M值越大说明细胞失水越少,细胞质壁分离程度越小,两者呈负相关
B.两种细胞在4 ℃低温处理下的细胞质壁分离程度均显著低于常温下的处理
C.常温处理的植物细胞失水速率加快,导致细胞质壁分离程度增大,细胞死亡
D.低温处理植物细胞后,细胞中的自由水大量转化为结合水,使细胞液浓度增大,以适应低温环境
解析:选C。由于原生质体的伸缩性大于细胞壁,因此,原生质体体积越大,M值越大,原生质体体积越小,M值越小,同理,M值越大,说明细胞正在吸水或失水越少,质壁分离程度越小,两者呈负相关,A正确;实验中4 ℃低温处理下的细胞M值均显著低于常温下细胞M值,故4 ℃低温处理的细胞质壁分离程度均显著低于常温下细胞,B正确;常温处理的植物细胞失水速率显著加快,细胞质壁分离程度增大,但不一定会导致死亡,C错误;低温处理下植物细胞质壁分离程度降低,可能是细胞中的自由水大多转化为结合水,使细胞液浓度增大,进而适应低温环境,D正确。
3.(2025·辽宁鞍山二模)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:细胞甲未发生变化;细胞乙体积增大;细胞丙发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,推测合理的是( )
A.水分交换前,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞丙>细胞甲>细胞乙
C.水分交换平衡时,细胞丙的细胞液浓度大于细胞甲的细胞液浓度
D.水分交换平衡时,细胞乙的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
解析:选A。由于细胞乙在水分交换达到平衡时细胞的体积增大,说明细胞吸水,则水分交换前,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A正确。由题意可知,水分交换前,细胞甲的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,细胞丙的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度,因此水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞乙>细胞甲>细胞丙,B错误。由题意可知,水分交换达到平衡时,细胞甲未发生变化,说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等;水分交换达到平衡时,虽然细胞内外溶液浓度相同,但细胞丙失水后外界蔗糖溶液的浓度减小,因此,水分交换平衡时,细胞丙的细胞液浓度小于细胞甲的细胞液浓度,C错误。由于有细胞壁的限制,细胞乙不会持续吸水,所以当水分子交换平衡时,可能细胞乙的细胞液浓度大于或等于外界蔗糖溶液的浓度,D错误。
题组二 物质运输方式的判断
4.(2025·安徽滁州二模)农业生产需铵态氮肥(NH或NH3)、硝态氮肥(NO)促进植物生长,相关转运机制如图所示,根细胞膜上有A、N、S三种转运蛋白。过量施铵态氮肥会导致土壤酸化,从而抑制植物生长,该现象被称为铵毒。下列相关叙述错误的是( )
A.转运蛋白A运输NH不需要消耗能量
B.转运蛋白N运输NO的方式是协助扩散
C.铵毒发生后,外源施加NO可以缓解植物的铵毒症状
D.一次性施肥过多,会导致植物萎蔫,失水严重甚至死亡
解析:选B。结合图示可知,转运蛋白A运输NH是顺浓度梯度进行的,该过程不需要消耗能量,为协助扩散,A正确。据图可知,H+进入细胞的方式是借助转运蛋白N进行的顺浓度梯度的运输,属于协助扩散,而NO进入根细胞需要借助转运蛋白N并消耗能量(H+浓度差为其提供能量),是逆浓度梯度进行的,属于主动运输,B错误。过量施铵态氮肥会导致土壤酸化,从而抑制植物生长,该现象被称为铵毒。NO的吸收由H+浓度梯度驱动,增加细胞外的NO会减少细胞外的H+,所以会缓解铵毒症状,C正确。一次性施肥过多,使得土壤溶液浓度高于根细胞液浓度,导致根部细胞失水,引起植物萎蔫,失水严重甚至死亡,D正确。
5.(2025·福建福州三模)下图表示海水稻(耐盐碱水稻)与抗逆性相关的生理过程,SOS1和NHX的活性受磷酸化和去磷酸化的调控。下列叙述错误的是( )
A.Na+外排和液泡区隔化可降低细胞质基质中Na+浓度以减轻Na+毒害
B.H+运入细胞可建立H+浓度梯度,为SOS1提供驱动力,促进Na+排出
C.SOS1和NHX磷酸化和去磷酸化的动态平衡参与维持细胞内离子稳态
D.海水稻通过胞吐分泌抗菌蛋白抵御病原体的侵染是其适应环境的表现
解析:选B。结合图示可知,Na+可以通过SOS1运出细胞,也可以通过NHX运入液泡(液泡区隔化),从而降低细胞质基质中Na+浓度,以减轻 Na+毒害,A正确;细胞膜外pH小于细胞质基质,H+运出细胞和运入液泡时,可以在细胞膜两侧建立H+浓度梯度,为SOS1提供驱动力,促进Na+排出,B错误;据图所示,SOS1和NHX参与Na+和H+的运输,物质通过两种载体蛋白运输时,载体蛋白会发生磷酸化和去磷酸化过程,因此SOS1和NHX磷酸化和去磷酸化的动态平衡参与维持细胞内离子稳态,C正确;图示表明海水稻分泌抗菌蛋白的方式是胞吐,抗菌蛋白可用于抵御病原体的侵染,这是其适应环境的表现,D正确。
6.为探究某植物对镉(Cd2+)的跨膜运输方式,在一定Cd2+浓度的培养液中水培,设置4组实验:
对照组(Ⅰ)、加入Ca2+通道抑制剂(Ⅱ)、加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K+通道抑制剂(Ⅳ),培养一段时间后,测定叶组织中的Cd2+含量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.由图中Ⅰ、Ⅲ可知,细胞吸收Cd2+存在主动运输
B.由图中Ⅰ、Ⅳ可知,K+通道蛋白不参与吸收Cd2+
C.细胞吸收Cd2+过程中,Cd2+要与Ca2+通道蛋白结合
D.增加Ⅰ组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量
解析:选C。由图中Ⅰ、Ⅲ可知,加入ATP水解酶抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量下降,说明细胞吸收Cd2+存在主动运输,A正确;由图中Ⅰ、Ⅳ可知,加入K+通道抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量基本未发生改变,说明K+通道蛋白不参与吸收Cd2+,B正确;由图中Ⅰ、Ⅱ可知,加入Ca2+通道抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量下降,说明Ca2+通道蛋白参与吸收Cd2+,通过通道蛋白进行跨膜运输,无需与通道蛋白结合,Cd2+与Ca2+竞争Ca2+通道蛋白,增加Ⅰ组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量,C错误,D正确。
1.酶、激素、抗体与神经递质的“两同”“四不同”
(1)两同
①特性相同:均具有特异性(专一性)、高效性等。
②均需要与特定物质结合:如酶需要与特定的底物结合、激素需要与特异性受体结合、神经递质需要与突触后膜上的特异性受体结合、抗体需要与特定抗原结合。
(2)四不同
2.酶的抑制剂(常分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂)
3.探究酶特性的相关实验设计
【基点小测】
(1)酶的作用:酶具有______(降低反应分子活化能)作用,不具有__________,也不能作为______(或组成)物质。
(2)酶促反应速率≠酶的活性
①酶活性指__________________________。
②酶促反应速率指________________________。
③通常以测出的酶促反应速率来衡量酶活性,但是酶促反应速率并不等于酶活性,如高温使过氧化氢酶活性为零时(不起催化作用),过氧化氢的分解速率并不为零。
④底物浓度、酶浓度通过影响底物和酶的接触面积来影响反应速率,其并不改变________。
(3)有些酶发挥作用需要激活剂,如Taq DNA聚合酶需要________激活。
(4)酶制剂适于在低温(0~4 ℃)下保存的原因是_______________________
_________________________________________________________。
(5)测定蛋白酶活性时不能用双缩脲试剂检验蛋白质是否被蛋白酶水解,原因是________________________________________________。
考向1 酶的作用、本质和特性
1.(2025·北京高考)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15~20 min,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
解析:选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;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;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;酶活性的发挥需要适宜温度,高温会破坏酶的空间结构导致酶活性下降,D正确。
2.(2023·辽宁高考·改编)基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶,明胶可被某染液染成蓝色,因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.SDS可以降低MMP2和MMP9活性
B.10 ℃保温降低了MMP2和MMP9活性
C.缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性
D.MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性
解析:选D。37 ℃保温、加SDS、加缓冲液组比37 ℃保温、不加SDS、加缓冲液组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小,说明被降解的明胶更少,故MMP2和MMP9活性更低,因此,SDS可降低MMP2和MMP9活性,A正确;与37 ℃(不加SDS)相比,10 ℃(不加SDS)时MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小,说明被降解的明胶更少,故MMP2和MMP9活性更低,因此,10 ℃保温降低了MMP2和MMP9活性,B正确;缓冲液可以维持pH的稳定,从而维持MMP2和MMP9活性,C正确;MMP2和MMP9都属于酶,酶具有专一性,D错误。
考向2 与酶有关的实验
3.(2025·四川高考)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.2 h时,三组中500 g·L-1果糖组产物量最高
解析:选D。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;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;Co2+可协助酶Y催化D果糖转化,但酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响,将Co2+的浓度加倍,不一定会使酶促反应速率也加倍,C错误;转化率=产物量/底物量×100%,2 h时,500 g·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。
4.(2025·浙江1月选考)取鸡蛋清,加入蒸馏水,混匀并加热一段时间后,过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物,探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如表所示。
组别
1
2
3
4
5
温度/℃
27
37
47
57
67
滤液变澄清时间/min
16
9
4
6
50 min未澄清
据表分析,下列叙述正确的是( )
A.滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B.组3滤液变澄清时间最短,酶促反应速率最快
C.若实验温度为52 ℃,则滤液变澄清时间为4~6 min
D.若实验后再将组5放置在57 ℃,则滤液变澄清时间为6 min
解析:选B。浑浊的滤液为变性的蛋白质液体,滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关,即蛋白酶活性越强,蛋白质水解越快,澄清时间越短,A错误;组3滤液变澄清时间最短,说明酶活性最高,酶促反应速率最快,B正确;若实验温度为52 ℃,可能酶活性大于第3、4组,时间可能小于4 min,C错误;组5蛋白酶已经失活,实验后再将组5放置在57 ℃,滤液也不会澄清,D错误。
题组一 酶的作用、本质和特性
1.(2025·山西太原二模)研究人员利用辣根过氧化物酶(HRP)和胆碱氧化酶(COD)制备生物传感器来检测植物油中的磷脂酰胆碱的含量。下列相关叙述错误的是( )
A.该传感器的制备利用了酶的专一性和高效性
B.高温条件下使用该生物传感器会影响检测结果
C.分别用蛋白酶或RNA酶处理HRP可探究其化学本质
D.HRP和COD为生物传感器中的化学反应提供了能量
解析:选D。生物传感器利用辣根过氧化物酶(HRP)和胆碱氧化酶(COD)来特异性检测植物油中的磷脂酰胆碱含量,正是利用了酶具有专一性和高效性,A正确。在高温条件下使用该生物传感器,其中的HRP和COD会因高温失活,从而影响检测结果,B正确。分别用蛋白酶和RNA酶处理HRP,如果蛋白酶能使HRP失去活性,说明HRP化学本质是蛋白质;如果RNA酶能使其失活,说明其化学本质是RNA,所以可以通过这种方式探究其化学本质,C正确。HRP和COD作为酶,在生物传感器中起降低化学反应活化能的作用,D错误。
2.(2025·北京海淀一模)乙醇脱氢酶参与人体肝脏中的乙醇代谢过程,催化乙醇产生乙醛,TF为该酶抑制剂。高浓度乙醛具有损伤肝脏、抑制中枢神经系统的功能。关于下图的分析,不合理的是( )
A.m段反应速率均受到乙醇浓度限制
B.过量饮酒可能导致乙醛含量上升
C.TF可能与乙醇竞争性结合该酶
D.TF降低化学反应活化能
解析:选D。m段反应速率表现为随着乙醇含量的增加,反应速率加快,因而在m段均受到乙醇浓度限制,A正确;乙醇脱氢酶参与人体肝脏中的乙醇代谢过程,催化乙醇产生乙醛,过量饮酒可能导致乙醛含量上升,进而影响身体健康,B正确;TF为乙醇脱氢酶的抑制剂,且随着乙醇含量的增加,反应速率有所增加,因而推测,TF为该酶的竞争性抑制剂,可能与乙醇竞争性结合该酶,C正确;TF为乙醇脱氢酶的抑制剂,不能降低化学反应活化能,D错误。
3.在细胞内的某反应途径中,从底物S转化为产物P需依次经酶E1、E2、E3催化,具体过程如下图所示。当产物P积累过多时,会与E1的非活性中心抑制位点可逆性结合,使E1构象改变,降低E1与S的结合能力,反应减慢或停止。下列相关叙述错误的是( )
A.该反应途径体现了细胞内酶促反应需相互配合有序进行
B.产物P对E1的抑制作用会减少细胞内物质和能量的浪费
C.酶E1具有与底物S结合的活性位点和与产物P结合的抑制位点
D.产物P与E1结合使E1变性失活从而降低反应速率
解析:选D。结合题意及图示可知,多步酶促反应依次进行,体现了细胞内酶促反应的有序协调,A正确;产物P对E1的抑制作用即当终产物过多时通过反馈抑制起“关闸”作用,可避免不必要的物质和能量消耗,B正确;据图可知,酶E1既可以催化S的转化,也可以被产物P抑制,故酶E1具有与底物S结合的活性位点和与产物P结合的抑制位点,C正确;产物P与E1可逆性结合只是导致该酶构象改变并降低活性,并非使酶“变性失活”,D错误。
题组二 与酶有关的实验
4.(2025·湖北十堰三模)探究温度与植物体有机磷农药残留量的关系可用植物酯酶法进行,有机磷农药对植物酯酶有明显的抑制效果。某科研小组用188株小麦幼苗的植物酯酶粗提取液进行实验,结果如图所示(植物酯酶的活性与吸光值成正比)。下列叙述错误的是( )
A.实验中,20 ℃组为对照组,其他各组为实验组
B.植物酯酶粗提取液需在最适pH和低温条件下保存
C.实验说明离开活细胞后,植物酯酶仍具有活性
D.实验中,45 ℃左右时该植物体中有机磷农药残留量最少
解析:选A。不同温度处理均为实验组,构成相互对照,A错误;酶的保存需要在低温、最适pH条件下保存,B正确;本实验是用植物酯酶提取液做的实验,也可说明离开活细胞后,植物酯酶仍具有催化能力(或活性),C正确;由题干“有机磷农药对植物酯酶产生抑制作用”可知,植物酯酶活性的大小可用来推测植物体中有机磷农药残留的多少,45 ℃时,植物酯酶的活性最大,说明有机磷农药残留量最少,D正确。
5.(2025·河北承德模拟)某科研小组将新鲜萝卜切碎、过滤制得提取液,以等体积、等浓度的H2O2作为底物,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了探究,每组实验均经过相同时间后再观察,得到如下图所示的结果。下列叙述错误的是( )
A.图1说明过氧化氢酶具有高效性,过氧化氢酶降低该反应所需活化能更显著
B.探究过氧化氢酶的最适pH时,可将H2O2溶液和该酶的pH调到预设数值后再混合
C.若图2实验在最适温度下进行,则导致曲线A、B出现差异的原因可能是加入的酶量不同
D.若图2是在最适温度条件下测得的,则改变实验温度后会使曲线A、B的最低点下移
解析:选D。酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高。图 1 中加萝卜提取液(含过氧化氢酶)的组比加Fe3+(无机催化剂)的组在相同时间内产生的O2多,说明过氧化氢酶具有高效性,过氧化氢酶降低该反应所需活化能更显著,A正确。探究过氧化氢酶的最适pH时,为了保证实验的准确性,防止在调节pH之前酶就已经与底物发生反应,可将H2O2溶液和该酶的pH调到预设数值后再混合,B正确。若图2实验在最适温度下进行,曲线A、B的差异体现在相同pH下H2O2剩余量不同,在温度、pH等条件相同的情况下,导致这种差异的原因可能是加入的酶量不同,酶量多的反应速率快,H2O2剩余量少,C正确。若图2是在最适温度条件下测得的,改变实验温度后,酶的活性会降低,催化反应的速率变慢,H2O2剩余量会增多,曲线A、B的最低点会上移,而不是下移,D错误。
1.能量转换过程和ATP的来源与去路
2.ATP与核酸的关系
3.磷酸肌酸与ATP
(1)磷酸肌酸是肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物。细胞在急需供能时,在酶的催化下,可生成ATP,以维持细胞中ATP含量的相对稳定:
磷酸肌酸(C~Pi)+ADP⥫⥬ATP+肌酸(C)
(2)ATP—磷酸肌酸供能系统
进行百米赛跑的前数秒,ATP主要来源于磷酸肌酸;200~400 m赛跑,ATP主要靠无氧呼吸产生;较长时间的运动,如马拉松,主要靠有氧呼吸供应ATP。
【基点小测】
(1)ATP≠能量:ATP是一种高能磷酸化合物,是与能量有关的一种物质。
(2)细胞中 ATP含量______,ATP与ADP的相互转化总处于__________中。耗能______时,ATP水解和合成均迅速。
(3)萤火虫尾部的发光细胞中含有__________________,荧光素接受________提供的能量后就被激活。在__________的催化作用下,____________________________________________________。
(4)ATP中含有3个磷酸基团,磷酸基团带有负电荷。从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。
1.(2025·河北高考)ATP是一种能为生命活动供能的化合物,下列过程不消耗ATP的是( )
A.肌肉的收缩
B.光合作用的暗反应
C.Ca2+载体蛋白的磷酸化
D.水的光解
解析:选D。肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用,需要ATP水解供能,A不符合题意;光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP(来自光反应产生的ATP),B不符合题意;ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化,Ca2+载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量,C不符合题意;水的光解发生在光反应阶段,由光能驱动,不消耗ATP,反而生成ATP,D符合题意。
2.(2025·黑吉辽蒙高考)黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜,下列叙述正确的是( )
A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无需与NTT结合
B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输
C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生
D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止
解析:选D。NTT作为载体蛋白,运输ATP、ADP和Pi时必然需要结合底物,A错误;黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi,该种运输方式不是主动运输,B错误;黑暗条件下,叶绿体无法进行光反应,自身不能合成ATP,此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸,但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质(糖酵解)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段),C错误;光照充足时,叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP,需要消耗大量ADP和Pi作为原料,此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用,导致基质中ADP浓度降低,由于NTT顺浓度梯度运输ADP(从叶绿体基质到细胞质基质),当叶绿体基质中ADP不足时,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止,D正确。
3.(2024·全国甲卷·改编)ATP可为代谢提供能量,也参与RNA的合成,ATP结构如图所示,图中~表示特殊的化学键,下列叙述错误的是( )
A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键不能在细胞核中断裂
D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键
解析:选C。ATP为直接能源物质,γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量,可为离子主动运输提供能量,A正确;ATP分子水解两个特殊的化学键后,得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸,故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA,B正确;ATP可在细胞核中发挥作用,如为rRNA合成提供能量,故β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键能在细胞核中断裂,C错误;光合作用的光反应可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的特殊的化学键中,故光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键,D正确。
1.(2025·河南郑州模拟)磷酸肌酸是动物和人的肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物,其分解释放的能量比ATP水解释放的还多。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下,将其磷酸基团转移到ADP分子上,从而生成ATP和肌酸。细胞中的肌酸积累时,会被ATP磷酸化而生成磷酸肌酸和ADP。ATP和磷酸肌酸相互转化的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
磷酸肌酸+ADP肌酸+ATP
A.当肌酸转化为磷酸肌酸时,ATP末端的磷酸基团挟能量转移给肌酸
B.磷酸肌酸为细胞内的直接能源物质
C.ATP在肌肉细胞及其他细胞中均含量较少
D.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,体现整个生物界的统一性
解析:选B。当肌酸转化为磷酸肌酸时,ATP末端的磷酸基团挟能量转移给肌酸,A正确;由题意可知, 磷酸肌酸在肌酸激酶的催化下,将磷酸基团转移到ADP分子上,从而生成肌酸和ATP,ATP是细胞内的直接能源物质,B错误;ATP在肌肉细胞及其他细胞中均含量较少,但ATP与ADP的转化速度很快,C正确;细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内都是一样的,这体现了生物界的统一性,D正确。
2.ATP合成酶具有三个催化中心,且三个催化中心的构象不同。在T构象阶段底物(ADP、Pi)与酶紧密结合在一起;在L构象阶段ADP、Pi与酶疏松结合在一起;在O构象阶段ATP与酶的亲和力降低。3个催化位点构象发生周期性变化,不断将ADP和Pi结合在一起,形成ATP;ATP合成酶同时是H+的运输载体。下列叙述错误的是( )
A.莴苣叶肉细胞中ATP合成酶仅存在于线粒体内膜上
B.O构象阶段ATP与酶的亲和力降低,有利于ATP水解释放能量
C.推测ATP合成酶催化中心构象呈L→T→O的周期性变化
D.ATP合成酶作为H+的转运蛋白,可改变膜内外H+的浓度
解析:选A。莴苣叶肉细胞中的ATP合成酶存在于线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上,A错误;O构象阶段ATP与酶的亲和力降低,将合成的ATP释放,则有利于ATP水解释放能量,B正确;根据题意可知,从疏松结合到紧密结合,再到亲和力降低,ATP释放为一个循环,推测ATP合成酶催化中心构象呈L→T→O的周期性变化,C正确;ATP合成酶同时是H+的运输载体,说明ATP合成酶是H+的转运蛋白,可改变膜内外H+的浓度梯度,D正确。
3.(多选)科学家为验证人工构建的质子梯度能够驱动ATP合成的假说,设计了如下实验:分别将细菌紫膜质、ATP合成酶、解偶联剂按照下图所示加入人工脂质体上,光照处理后结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.H+通过细菌紫膜质进入脂质体的方式是主动运输
B.脂质体上的ATP合成酶能够将光能转化为ATP中活跃的化学能
C.无光条件下,图C中脂质体内pH低于外界时可能会有ATP产生
D.图D实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用
解析:选B。据图A分析,H+跨膜运输需要细菌紫膜质的协助,且从低浓度向高浓度运输,方式为主动运输,A正确;ATP合成酶的功能是利用质子梯度驱动ATP的合成,而不是直接将光能转化为化学能,B错误;无光条件下,当图C中脂质体内pH低于外界时,可能将脂质体内外的H+的势能转化为ATP中的化学能而合成ATP ,C正确;图D的实验结果与质子梯度相关,进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用,D正确。
1.(2025·云南高考)细胞作为生命活动的基本单位,需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是( )
A.协助扩散转运物质需消耗ATP
B.被动运输是逆浓度梯度进行的
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变
D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助
解析:选C。协助扩散是顺浓度梯度运输,不需要消耗ATP,A错误;被动运输包括自由扩散和协助扩散,都是顺浓度梯度进行的,B错误;载体蛋白在转运物质时,会与被转运物质结合,自身构象发生改变,从而实现物质的跨膜运输,C正确;主动运输转运物质时需要载体蛋白协助,D错误。
2.(2025·陕晋青宁高考)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
解析:选D。MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体,就会有更多的丙酮酸在细胞质基质中参与无氧呼吸,从而导致产生更多的乳酸,故MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加,A正确;结合图示可知,丙酮酸分解形成丙酮酸根和H+,两者共同与MPC结合使MPC构象改变,从而运输丙酮酸根和H+,B正确;结合图示可知,H+会协助丙酮酸根进入线粒体,pH的变化受H+浓度的影响,因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率,C正确;丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白(MPC)的参与,且需要H+电化学梯度(H+浓度差),因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响,也受MPC的数量及H+浓度的影响,因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高,D错误。
3.(2025·湖北武汉模拟)ATP 检测试剂盒可用于检测微生物的数量。试剂盒中含充足荧光素和荧光素酶,荧光素接受ATP提供的能量,在荧光素酶的催化下产生荧光,根据荧光的强度推算出待测样品中微生物的数量。下列叙述正确的是( )
A.该方法的缺点是对死菌也进行计数
B.试剂盒应置于低温下保存,因为低温不会影响酶的活性
C.该检测方法的前提是每个活细胞中ATP 的含量大致相同
D.试剂盒中ATP 的含量足够大才能保证试剂盒检测的灵敏度较高
解析:选C。该检测试剂盒是通过检测ATP的含量来推算微生物数量,死细胞不能产生ATP,所以该方法不会对死菌进行计数,A错误;试剂盒置于低温下保存是为了降低酶的活性,减少试剂盒中物质的消耗,延长保存时间,B错误;该检测方法是根据荧光的强度推算出待测样品中微生物的数量,而荧光强度与ATP含量有关,如果每个活细胞中ATP的含量大致相同,那么就可以通过检测ATP的总量来推算微生物的数量,所以该检测方法的前提是每个活细胞中ATP的含量大致相同,C正确;试剂盒中ATP是作为标准对照来检测样品中ATP含量的,试剂盒中ATP含量过高可能会掩盖样品中ATP的信号,不利于准确检测样品中ATP的含量,也就不能保证检测的灵敏度较高,D错误。
4.(2025·四川眉山三模)为保证食品安全,执法人员使用含有荧光素、荧光素酶等物质的 ATP 荧光检测仪,对餐具等用品中的微生物如大肠杆菌含量进行检测,其设计灵感来源于萤火虫尾部发光的原理,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.萤火虫发光需在有氧条件下进行且属于放能反应
B.检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关
C.大肠杆菌的线粒体内膜上可能具有ATP合成酶
D.萤火虫尾部的发光细胞产生的CO2均来自有氧呼吸
解析:选B。由图可知,荧光素在荧光素酶、ATP等物质作用下,与氧气反应发光,该过程需要ATP水解释放能量,属于吸能反应,A错误;食品表面微生物数量越多,所含ATP越多,反应产生的荧光越强,所以检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关,B正确;大肠杆菌是原核生物,没有线粒体,C错误;萤火虫尾部的发光细胞在荧光素酰腺苷酸氧化过程中也会产生CO2,CO2并非均来自有氧呼吸,D错误。
5.(2025·山东德州模拟)在细胞信号转导过程中存在一种分子开关机制,即通过蛋白激酶催化ATP水解使靶蛋白磷酸化,通过蛋白磷酸酶的催化作用使靶蛋白去磷酸化,从而调节蛋白质的活性。下列说法正确的是( )
A.靶蛋白磷酸化时被活化,去磷酸化时失活
B.蛋白激酶为靶蛋白的磷酸化提供活化能
C.靶蛋白磷酸化可以改变蛋白质构象从而改变其活性
D.靶蛋白磷酸化时生成ADP,去磷酸化时合成ATP
解析:选C。在细胞信号转导过程中,靶蛋白磷酸化或去磷酸化后活性的变化不是固定的,有的靶蛋白磷酸化时被活化,有的则是去磷酸化时被活化,A错误;蛋白激酶催化ATP水解使靶蛋白磷酸化,是降低反应的活化能,而不是提供活化能,B错误;靶蛋白磷酸化可以改变蛋白质的构象,从而改变其活性,C正确;靶蛋白磷酸化时,ATP水解生成ADP,但去磷酸化过程并没有合成ATP,D错误。
6.(2025·山东高考)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B.蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C.通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D.Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
解析:选C。Na+在液泡中积累,细胞液浓度增加,从而有利于酵母细胞吸水,A正确;液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,说明蛋白N是载体蛋白,转运Na+过程中自身构象会发生改变,B正确;由题可知,培养基中Na+浓度大于细胞质基质,故蛋白W外排Na+的方式也是主动运输,需要细胞提供能量,C错误;Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合,D正确。
7.(2025·陕西安康模拟)蛋白酶K是一种从白色念珠菌中分离出来的蛋白质水解酶,是核酸提取过程中的关键试剂。该酶在较广的pH范围(4.0~12.5)内及较高的温度(50~70 ℃)下均有活性。下列有关叙述正确的是( )
A.探究蛋白酶K的最适温度时进行预实验的主要目的是减小实验误差
B.白色念珠菌在不同pH诱导下产生的变异拓展了其适应范围
C.与蛋白酶K不同,胰蛋白酶的肽键不可抵抗50~70 ℃的高温
D.用蛋白酶K提取病毒的核酸,利用了酶具有专一性的特点
解析:选D。预实验的主要目的是确定大致的实验条件,而非直接减小误差,减小误差需通过重复实验或优化实验设计实现,A错误;变异是随机的,并非由环境(如pH)直接诱导,白色念珠菌的适应范围扩大是自然选择保留适应性变异的结果,而非变异被诱导,B错误;高温导致酶失活是因为破坏了其空间结构(如次级键断裂),而非直接破坏肽键,故胰蛋白酶在高温下会变性失活并非其肽键不耐高温(肽键的断裂通常需要极端条件如强酸强碱),C错误;蛋白酶K特异性水解病毒蛋白质外壳(如病毒衣壳),释放核酸,体现了酶的专一性,D正确。
8.柽柳是一种耐盐植物,能够通过泌盐、聚盐以及盐转移等生理过程适应高盐胁迫生境。如图是柽柳的相关耐盐机制示意图,已知H+浓度差为SOS1转运Na+提供能量。下列分析正确的是( )
A.SOS1与NSCC转运Na+的过程都是顺Na+的浓度梯度进行的
B.表皮细胞分泌H+的方式属于主动运输,分泌Na+的方式属于协助扩散
C.NHX、SOS1和NSCC转运Na+均有利于提高柽柳对盐的耐受力
D.液泡积累Na+可提高细胞液渗透压,木质部转运Na+可减轻盐胁迫
解析:选D。由题意可知,H+浓度差为SOS1转运Na+提供能量,即SOS1转运Na+为主动运输,是逆Na+的浓度梯度进行的,NSCC转运Na+是协助扩散,是顺Na+浓度梯度进行的,A错误;由图示可知,表皮细胞分泌H+需要消耗ATP,分泌Na+需要H+浓度差提供能量,方式都是主动运输,B错误;由图可知,NHX是将Na+转入液泡,增大细胞内渗透压,有利于提高柽柳对盐的耐受力,SOS1是将Na+转出细胞,从而降低细胞质中Na+含量,有利于提高柽柳对盐的耐受力,NSCC以协助扩散方式转运Na+进入细胞质中,不利于提高柽柳对盐的耐受力,C错误,D正确。
9.(2025·湖南永州三模)某科研小组开展了探究脂肪酶对黄辣丁的生长性能和饲料利用率的影响的实验,结果如表所示(饲料系数是指黄辣丁消耗一单位质量的饲料所增加的体重)。下列相关叙述正确的是( )
A.黄辣丁初始的生长状况属于无关变量,需相同且适宜
B.脂肪酶能够加快饲料中的脂肪水解说明酶具有高效性
C.表中饲料系数越低,说明黄辣丁对饲料的利用率越高
D.随脂肪酶的添加量增大,酶活性增强,蛋白质效率升高
解析:选A。本实验的目的是探究脂肪酶对黄辣丁的生长性能和饲料利用率的影响,黄辣丁初始的生长状况属于无关变量,需相同且适宜,A正确;脂肪酶能够加快饲料中的脂肪水解说明酶具有催化作用,B错误;饲料系数是指黄辣丁消耗一单位质量的饲料所增加的体重,表中饲料系数越低,说明黄辣丁对饲料的利用率越低,C错误;从表格中几组数据可以看出,随着脂肪酶的添加量的增加,蛋白质效率升高,但由于该实验添加脂肪酶的组别过少,实验结果不具有代表性,不能得出脂肪酶的添加量增大使酶活性增强、蛋白质效率升高的结论,D错误。
10.(2025·湖南岳阳模拟)某科研小组为探究大豆糖代谢在不同胁迫下的变化规律,在盐胁迫和PEG模拟干旱胁迫条件下分别测定了萌发大豆中葡萄糖的含量变化,结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.大豆萌发期,盐胁迫对葡萄糖合成的抑制作用高于PEG胁迫
B.种子萌发过程中,外界因素可能通过影响相关酶活性从而影响葡萄糖的含量变化
C.植物中的葡萄糖等可溶性糖可参与渗透压的调节,保障细胞正常生命活动的进行
D.推测盐胁迫下大豆中葡萄糖的含量明显升高有助于细胞吸水或防止细胞过量失水,以抵抗盐胁迫
解析:选A。大豆萌发期,盐胁迫、PEG胁迫下大豆中的葡萄糖含量均高于对照组,说明盐胁迫、PEG胁迫均可促进葡萄糖的合成,且盐胁迫的促进作用更强,A错误;种子萌发过程中,盐胁迫、PEG胁迫作为外界因素可能通过影响酶活性从而影响葡萄糖的含量变化,B正确;葡萄糖是可溶性糖,可参与渗透压的调节,通过增加其含量可提高细胞的渗透压,为细胞进行正常生命活动提供保障,C正确;由图可知,大豆在盐胁迫下葡萄糖含量明显高于对照组,提高了细胞液的渗透压,有助于细胞吸水,避免过度失水,有利于生命活动的正常进行,D正确。
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