专题4 酶和ATP 题源1 酶在代谢中的作用-【备战高考】备战2027高考生物母题题源同步练

专题4酶和ATP 考纲·题型解读 1.以选择题、填空题、实验题的形式考查酶的概念、特性及酶在细胞代谢中的作用。 2.以实验探究题的形式考查影响酶活性的因素的实验探究。 3.以选择题、填空题的形式考查ATP的分子组成及在能量代谢中的作用。 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 十年高考母题题源揭秘 [解析]酶具有高效性，当加入酶之后，反应物会迅速减 少，最终降为0。 [答案]D 题源1 酶在代谢中的作用 解题模型1.2 酶的分布、分类、合成和分泌过程 解题模型1.1 (1)酶的分布 酶是活细胞产生的具催化能力的有机物 酶可以在细胞内发挥作用，比如线粒体内的呼吸氧化 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 酶和叶绿体中的光合作用酶等：也可以分泌到细胞外起作 合成原朴氨基酸 核糖核苷酸 用，比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。不仅如此，在 合成场所核糖体 体外适宜的条件下酶也具有催化作用，比如可以把唾液淀粉 细胞核（真核生物） 酶加入试管里，在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。 来源 一般来说，活细胞都能产生酶 (2)酶的分类 生理功能生物催化制 ①根据酶在细胞中的作用可分为：胞外酶（如各种消 作用原理降低反应分子的活化能 化酶)、胞内酶（如呼吸酶、与光合作用有关的酶）。 作用特性高效性：专一性：作用条件温和 ②根据酶作用的反应物和产生器官分为：胃蛋白酶、 胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和肠麦芽耨酶、胰脂肪酶、肠脂 [真题1](2023·新课标)甲、乙两酶 肪酶等。 种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处活 ③根据酶所催化的化学反应性质分为：水解酶、氧化 理时间的关系如图所示。下列分析错误 甲酶 酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。 的是 () (3)酶的合成过程：①遵循中心法则；②蛋白质类酶的 A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 乙酶 合成包括转录和翻译，原料是氨基酸，而RNA类酶的合成 B.甲酶不可能是具有催化功能 的RNA 时间 过程只有转录，原料是核糖核苷酸。 (4)酶的分泌过程：胞外酶合成之后要分泌到细胞外 C.乙酶的化学本质为蛋白质 发挥作用，因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成 D.乙酶活性的改变是因为其分于结构的改变 过程。它的合成、加工和分沁过程需要核糖体、内质网、高 [解析]从图形可知，使用蛋白酶处理后，甲酶活性不变， 尔基体、线粒体等的参与。 可知甲酶对分解蛋白质的酶有抗降解性质，因此甲酶可能 是RNA。 [真题3](2023·福建)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的 [答案]B 蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应，由此 [真题2](2023·海南)某一不可逆化学反应(S~P+W) 可推测核糖体中能催化该反应的物质是 在无酶和有酶催化时均可以进行，当该反应在无酶条件下进行 A.蛋白酶 B.RNA聚合酶 到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确 C.RNA D.逆转录酶 表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是() [解析]核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，主要由 RNA和蛋白质构成，其功能是按照mRNA的指令将氨基酸合 成蛋白质多肽链；当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后， 甲 余下的物质主要是RNA,且到目前为止，人们发现在生物体内 具有催化作用的大多数是蛋白质，其次是RNA。 丙 [答案]C [真题4](2021·海南)酶A、B、C是大肠杆菌的三种酶， 时间 每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤，其中任意一种酶的 ·42· 缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上 解题模型1.4 生长。 与酶相关的图表曲线解读 化合物甲醇化合物乙醇化合物丙醇化合物丁 (1)表示酶的高效性的曲线 现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培 十反应物生成量 养基上的生长情况如下表： 加入酶无机催化剂 平衡点 突变体 突变体a 突变体b 突变体c 添加物 (酶A缺陷)》 (酶B缺陷) 酶C缺陷)》 没有催化剂 化合物乙 不生长 不生长 生长 时间 化合物丙 不生长 生长 生长 ①催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比， 由上可知：酶A、B、C在该反应链中的作用顺序依次是 酶的催化效率更高。 ②酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不能改变化学 A.酶A、酶B、酶C B.酶A、酶C、酶B 反应的平衡点。 C.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A (2)表示酶专一性的图解 [解析]由题意可知，酶A缺陷时，添加化合物乙和化合物丙 均得不到化合物丁而导致突变体a不能生长，则酶A催化化合物丙 到化合物丁的转化：酶B缺陷时，添加化合物乙不生长而添加化合 物丙生长，则酶B催化化合物乙到化合物丙的转化：酶C缺陷时，添 加化合物乙和丙均生长，则酶C催化化合物甲到化合物乙的转化， 则在该反应链中酶的作用顺序依次是：酶C、酶B、酶A。 ①图中A表示酶，B表示被催化的反应物。 [答案]D ②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。 (3)影响酶活性的曲线 解题模型1.3 (1)酶和其他化合物的比较 比较项目 酶 动物激素 促反应速率 反应 来源 所有活细胞产生 动物专门的内分泌腺产生 速率 化学本质 蛋白质或RNA 多肽或蛋白质、固醇类、氨基酸 衍生物 最适温度温度 最适pHpH 生理 催化作用 调节代谢 8 乙 功能 大部分在细胞内 ①在一定温度(pH)范围内，随着温度(pH)的升高，酶 分布部位 (胞内酶)，有些在 主要分布在内环境中 的催化作用增强；超过酶的最适温度(pH)后，随着温度 细胞外（胞外酶） (pH)的升高，酶的催化作用减弱。 (2)酶、激素、抗体、载体、维生素等与蛋白质的关系 ②过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使 维生素均为有机物，有些种类是脂溶性的，如维生素 酶失去活性：而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构 A、维生素D:部分动物激素是蛋白质，还有部分属于脂质， 未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。 如性激素；而绝大多数种类的酶属于蛋白质，如唾液淀粉 (4)反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 酶、胃蛋白酶等。抗体、载体则全部属蛋白质。它们的关 系可用下图表示： 反应速率 酶促反应速率 维生素脂质激素蛋白质 抗体截体 反应物浓度[ 酶浓度E [真题5](2023·海南)关于酶的叙述，正确的是( (在反应物足量情况下) A.酶提供了反应过程所必需的活化能 甲 乙 B.酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关 ①在其他条件适宜，酶浓度一定条件下，酶促反应速 C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失 率随反应物浓度增加而加快：但当反应物达到一定浓度 D.酶分于在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。 [解析门酶的功能是降低反应所需活化能，且易受环境影 ②在反应物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应 响，酶在反应前后，不发生任何改变。 速率与酶浓度成正比。 [答案]C 43 [真题6](2023·新课标全国Ⅱ)关于酶的叙述，错误的是 B.As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢 ( C.P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关 A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 D.P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生 B.低温能降低酶活性的原因是破坏了酶的空间结构 长发有 C,酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 [解析]砷在水稻中的富集是以主动运输的形式进行，由 D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 膜的功能特，点决定，酶的活性受重金属影响。 [解析]低温只能抑制酶的活性，若酶的空间结构被破坏， [答案]BCD 则酶将会失去生理活性，所以B错误。 题源2酶的实验与探究 [答案]B [真题7](2023·海南)关于温度对酶活性影响的叙述，错 解题模型2.1 误的是 ( 酶的本质和生理作用的验证 A,不同酶的最适温度可能相同 (1)酶是蛋白质的验证思路 B.随着温度降低，酶促反应的活化能下降 C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 (对照组：标准蛋白质溶液十双缩脲溶液检测出现紫色反应 D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果 实脸组：特测酶溶液十双缩碟溶液检是香出现常色 [解析]反应的活化能是物质固有的一种特性，通过提高 通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶液是 蛋白质，否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量为待测 温度可以用来提供这部分的能量，在实验过程中，只能通过催化 酶溶液和标准蛋白质溶液，因变量为是否出现紫色反应。 剂来降低反应物的活化能，温度的改变对于活化能来说没有任 同理，也可用吡罗红来进行验证酶是RNA的实验。 何的意义。 (2)酶的催化作用的验证思想 [答案]B (对照组：反应物十蒸馏水检测反应物不被分解 [真题8](2022·上海)下图表示细胞中某条生化反应链， 实验组：反应物十等量的相应酶溶液检测反应物被分解 图中E一E代表不同的酶，A~E代表不同的化合物。据图判 实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底 断下列叙述中正确的是 ( 物是否被分解。 [真题10](2022·海南)为探究NaC1和CuS).对唾液淀 Es EE 粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请 A.若E催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快 回答： B.若E,催化的反应被抑制，则B积累到较高水平 试管编号 C.若E:的催化速度比E:快，则D的产量比E多 1 2 3 实验步骤 D.若E的催化速度比E快，则B的产量比A多 1%NaCI溶液(mL) 1 [解析]据题千信息，可以看出：若E催化的反应被抑制， 1%CuSO,溶液(mL) 1 则A转化为B的速度将会减慢，故A选项错误；虽E催化的反 1%Na2S)溶液(mL) 1 应被抑制，但由于B还能继续转化为C,故B的积累并没有达到 蒸馏水(mL) 1 较高水平，所以B选项错误；若E的催化速度比E:快，则C更 pH6.8缓冲液(mL) 1 1 1 1 多地转化为D,D的产量比E多，故C选项正确：若E1催化速度 1%淀粉溶液(mL) 1 比E快，则A更多转化为B,但又由于B还会转化成C,故B的 垂液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1 产量不一定比A多，所以D选项错误。 各试管放人37℃恒温水浴保温适宜时间 本题考查酶的催化作用及物质间的转化关系。试题难度中 取出试管，加入1%碘溶液0.1mL 等。解题的关键是注意物质间的联系，紧扣图解去分析。 观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色 [答案]C [真题9](2023·江苏)（多选）研究发现，砷(As)可以富 (1)实验中加入缓冲液的作用是 20 集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株 (2)分析实验结果可知：对酶活性有影响的离于是 高、根长和干重；加P(与As原于结构相似)处理后水稻茎叶和 ,其中对酶活性有抑制作用的离子是 ,对酶活 根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。 性有促进作用的离于是 对此现象合理的解释是 ( (3)该实验中设置4号试管的目的是 ;设置 A,As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定 3号试管的目的是 ·44。