专题4 酶和ATP 题源2 酶的实验与探究-【备战高考】备战2027高考生物母题题源同步练

[真题6](2023·新课标全国Ⅱ)关于酶的叙述，错误的是 A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B.低温能降低酶活性的原因是破坏了酶的空间结构 C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 「解析]低温只能抑制酶的活性，若酶的空间结构被破坏， 则酶将会失去生理活性，所以B错误。 L答案]B [真题7](2023·海南)关于温度对酶活性影响的叙述，错 误的是 A.不同酶的最适温度可能相同 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 D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果 [解析]反应的活化能是物质固有的一种特性，通过提高 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 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 何的意义。 [答案]B [真题8](2022·上海)下图表示细胞中某条生化反应链， 图中E~E:代表不同的酶，A一E代表不同的化合物。据图判 断下列叙述中正确的是 () E E:E.D A芒B→C Es EE A.若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快 B.若E:催化的反应被抑制，则B积累到较高水平 C.若E3的催化速度比E:快，则D的产量比E多 D.若E1的催化速度比E快，则B的产量比A多 L解析]据题千信息，可以看出：若E催化的反应被抑制， 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 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 较高水平，所以B选项错误；若E的催化速度比E:快，则C更 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 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 产量不一定比A多，所以D选项错误。 本题考查酶的催化作用及物质间的转化关系。试题难度中 等。解题的关键是注意物质间的联系，紧扣图解去分析。 [答案]C [真题9](2023·江苏)（多选）研究发现，砷(As)可以富 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 高、根长和干重；加P(与As原于结构相似)处理后水稻茎叶和 根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。 对此现象合理的解释是 A.As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定 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 D.P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生 长发有 [解析]砷在水稻中的富集是以主动运输的形式进行，由 膜的功能特点决定，酶的活性受重金属影响。 [答案]BCD 题源2酶的实验与探究 解题模型2.1 酶的本质和生理作用的验证 (1)酶是蛋白质的验证思路 ∫对照组：标准蛋白质溶液十双缩眼溶液检测 出现紫色反应 {实脸组：待测酶溶液十双缩限溶液检是香出现常色 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 酶溶液和标准蛋白质溶液，因变量为是否出现紫色反应。 同理，也可用吡罗红来进行验证酶是RNA的实验。 (2)酶的催化作用的验证思想 (对照组：反应物十蒸馏水检测反应物不被分解 {实验组：反应物十等量的相应酶溶液检型反应物被分解 实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底 物是否被分解。 [真题10](2022·海南)为探究NaCl和CuSO:对唾液淀 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 回答： 试管编号 1 2 3 实验步骤 1%NaCI溶液(mL) 1 1%CuSO,溶液(mL) 1 1%Na2S)溶液(mL) 1 蒸馏水(mL) 1 pH6.8缓冲液(mL) 1 1 1 1 1%淀粉溶液(mL) 1 1 1 1 唾液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1 各试管放人37℃恒温水浴保温适宜时间 承出试管，加入1%碘溶液0.1mL 观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色 (1)实验中加入缓冲液的作用是 (2)分析实验结果可知：对酶活性有影响的离于是 ,其中对酶活性有抑制作用的离于是 ,对酶活 性有促进作用的离于是 (3)该实验中设置4号试管的目的是 ;设置 3号试管的目的是 (4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1~4号 试管中的颜色依次是 根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试 剂，其原因是 [解析](1)加入缓冲液的作用是雏持反应液中pH的稳 定。(2)根据实验结果可知，对酶活性有影响的离子是C和 Cu+,对酶活性有抑制作用的离子是Cu+,对酶活性有促进作 用的离子是C1。(3)设置4号的目的是形成对照组，设置3号 试管的目的是确定Na+和SO片对唾液淀粉酶催化活性有没有 影响。(4)1号试管深砖红色，2号试管蓝色，3号试管浅砖红色， 4号试管浅砖红色。保温之前不能加入斐林试剂，原因是：斐林 试剂中有C+,其可抑制唾液淀粉酶的活性。 [答案](1)维持反应液中pH的稳定(2)CI和Cu+ Cu2+C1(3)对照确定Na+和SO对唾液淀粉酶催化活 性是否有影响(4)深砖红色无砖红色（或蓝色）浅砖红色 浅砖红色斐林试剂中有C2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性 解题模型2.2 酶的特性的验证 (1)酶的专一性探究 此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同 酶溶液，因变量是反应物是否被分解」 设计思路一：换反应物不换酶。 检测 (实验组：反应物十相应酶溶液·反应物被分解 {时照组：男一反应物十等量相同酶溶液检型反应物不被分解 设计思路二：换酶不换反应物。 实验组：反应物十相痘酶溶液检别反应前被分解 {对照组：相同反应勒十等量芳一醉溶液检型反应物不被分解 注意：①选择好检测反应的试剂。如反应物选择淀粉 和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应物是 否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘 液无法检测蔗糖是否被水解。②保证蔗糖的纯度和新鲜 程度是做好实验的关键。 (2)酶的高效性实验探究 对照组：反应物十无机偿化剂检测底物分解速度 (实验组：反应物十等量酶溶液检器底物分解速度 实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解 速度。 [真题11](2023·全国)某同学从温度为55~65℃的泉 水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。 回答问题： (1)测定脂肪酶活性时，应选挥 作为该酶作用 的物质，反应液中应加入 溶液以维持其酸碱度稳定。 (2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混 合，若反应液呈紫色，侧该酶的化学本质为 (3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最 适温度的实验思路。 「答案](1)脂肪缓冲(2)蛋白质(3)在5565℃内 设置温度梯度，分别测定不同温度下底物的分解速度，速度最快 的组为该酶的最适温度。 解题模型2.3 酶和适宜条件的探究 实验的自变量（即单一变量）为温度或pH,因变量是 反应物分解的速度或存在量。 (1)适宜的温度 设计思路：反应物十T!十酶溶液，反应物十T:十酶溶 液，反应物十T十酶溶液…反应物十工，十酶溶液检测反 应物分解的速度或存在的量。 在实验步骤中要注意： .在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放 在各自所需温度下保温一段时间。 b,若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应 物被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因斐 林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 (2)适宜的pH 设计思路：反应物十pH十酶溶液，反应物十pH2十酶 溶液，反应物十pH十酶溶液…反应物十pHn十酶溶液 检测 反应物分解的速度或存在的量。 「真题12](2023·江苏)（多选）为了探究温度、pH对酶活 性的影响，下列实验设计不合理的是 ( 实验编号引 探究课题 选用材料与试剂 ① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液新鲜的肝脏研磨液 温度对酶活性的 新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液 ② 影响 碘液 ③ 新制的蔗糖溶液 可溶性淀粉溶液 pH对酶活性的影响 碘液 ② 新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶 pH对酶活性的影响 液斐林试剂 A.实验① B.实验② C.实验③ D.实验④ [解析]H)2加热易分解，不适合用于探究温度对酶活性 影响的实验：溶液中H会影响淀粉的水解，同时会与碘液发生 酸碱反应，而斐林试剂中有Cu()H)?,可以与酸发生反应，所以 不宜用淀粉酶探究pH对酶活性影响的实验；因此一般用过氧 化氢酶探究H对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性 的影响。 [答案]ACD 解题模型2.4 在探究影响酶活性的条件实验中的注意事项 (1)制备的可溶性淀粉液一定要冷却后才能使用，如 果用刚煮沸的可溶性淀粉液进行实验，就会因温度过高而 破坏淀粉酶的活性。 (2)淀粉酶的来源不同，其最适温度也不一定相同，在 保温时必须加以考虑。市售的淀粉酶的最适温度一般在 60°C左右，唾液淀粉酶的最适温度在37℃。 (3)在探究温度对酶活性的影响时，对照组加入等量的反 应物（如2mL可溶性淀粉）后，要先放入不同环境5min使反 应物达到所处不同环境的温度，然后再加新鲜酶液摇匀维持 5min。否则若加入酶后再放入不同温度的环境中，由于酶的 高效性，在升温或降温的过程中已把反应物给分解了。 (4)在探究pH对酶活性影响的实验中，操作时必须先将 酶置于不同环境条件下（加蒸馏水、加氢氧化钠、加盐酸），然后 再加入反应物（如可溶性淀粉液）。不能在加入酶后，先加入 反应物，再加入盐酸或氢氧化钠，这样容易使反应物在酶的作 用下水解，无法证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。 [真题13](2023·广东)食品种类多，酸碱度范围广。生 物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅 相关文献，得知： (1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据下图可知， 更适宜作为食品添加剂，理由是 蛋白酶的活力可用 的量来表示。 木瓜蛋白酶 胃蛋白酶 胰蛋白酶 4 6 10pH (2)该蛋白酶的提取工艺流程如下 加碍保护剂 影护剂ad/1加65%乙醉调提取液H 调提取液pH 4℃组织匀浆→上清液 沉淀物测酶活力 (粗酶制剂)（单位：U) 兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究 实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02~0.06mol/L范围 内，酶活力较高：提取液pH在6.0~8.0范围内，酶活力较 高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最 佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并 确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记 录表。 [解析](1)从图中可知木瓜蛋白酶适应范围广，所以可 以选作食品添加剂。酶的活力我们一般用酶催化的底物消耗 量或者底物生成量表示。(2)实验目的是为了探究酶保护剂的 最适浓度和提取液的pH值，所以我们可以把酶保护剂的浓度 和提取液的pH值作为自变量，单位时间内底物的消耗量为因 变量。 [答案](1)木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活性不随pH的 变化而变化单位时间内底物消耗（或产物生成）(2)课题：探 究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH 4 单位时间内底物的 提取液的pH 消耗量 6.06.26.46.66.87.07.27.47.67.88.0 0.02 酶保护 0.03 剂的浓 度 0.04 (mol/L) 0.05 0.06 题源3 ATP在能量代谢中的作用 解题模型3.1 1.ATP的组成 ATP存在于各种活细胞中，是一种高能磷酸化合物 当其水解时，远离A的那个高能磷酸键断裂，水解释放出 大量能量，多达30.54kJ/mol,ATP的组成分析如下： 从ATP的结构式分析，一分子ATP包括一个分子腺 苷（由腺噪呤和核糖组成），三分子磷酸基团（两个高能磷 酸键)。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键首先断裂，释 放能量，变成ADP:若完全水解，另一个高能磷酸键也能断 裂，变成AMP。即 NHz NC、 c一N 腺嘌呤 CH OH OH OH 馨 HO-P-O-P~O- iO-CHzO 0 H H H >核糖 高能磷酸键 HO OH 磷酸腺苷(RNA单位之一即AMP) 二磷酸腺苷(ADP) 三磷酸腺苷(ATP) 2.ATP、DNA、RNA和核苷酸中“A”的含义 ATP、DNA、RNA和核苷酸中均有“A”,这些A均与 腺嘌呤有密切关系，但具体含义却各有区别。核苷酸分子 中的A是腺噪吟，ATP中的A是腺苷，由腺噪吟和核糖组 成。DNA和RNA中的A分别是腺噪呤脱氧核苷酸和腺 嘌呤核糖核苷酸。 [真题14](2019·海南)下面关于ATP的叙述，错误的是 ( A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布 B.ATP合成所需的能量由磷酸提供 C.ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸 D.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化 [解析]考查ATP的组成、作用和ATP与ADP的相互转 化。ATP是生物生命活动的直接能源物质。ATP分子的结构 简式为A一P一P一P,其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团， “~”代表高能磷酸键。ATP水解变化成ADP的过程释放能量