周测评(五) 酶和ATP， 细胞呼吸的原理及应用-【衡水真题密卷】2027届高三生物学科素养周测评（河北江西专版）

2026一2027学年度学科素养周测评（五） 生物学·酶和ATP,细胞呼吸 的原理及应用 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项是符合题目要求的。 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 1.姜汁中的生姜蛋白酶可以促进牛奶中的酪蛋白水解，使牛奶凝固。传统美食姜撞奶制 作时需将牛奶煮沸后冷却至一定温度，再快速冲入装有现榨姜汁的容器中。下列叙述 错误的是 () A.将牛奶煮沸后冷却至一定温度再冲入姜汁，可防止生姜蛋白酶失活 B.快速冲入会使酪蛋白与生姜蛋白酶更好接触，提高反应速率 C.适当增加生姜汁量会提高生姜蛋白酶的活性，缩短凝固时间 D.将生姜榨成姜汁有利于释放出生姜细胞中的生姜蛋白酶 2.ATP荧光检测法利用“荧光素酶一荧光素体系”可快速检测环境物体表面ATP的含量， 根据检测仪器上的荧光强度值可判断环境中的微生物数量，其基本原理如图所示。下 列说法错误的是 () 光奏十ATP+O,费光素氧化荧光素+①⑩+2Pi+CO,十 A.Mg2+可能作为荧光素酶的辅助激活因子 B.荧光检测仪不能检测酸奶中厌氧微生物的残留量 C.ATP荧光检测过程中ATP中的化学能转化为光能 D.荧光强度可反映微生物残留量的原因是细胞内ATP含量相对稳定 3.过渡态是指化学反应过程中达到的能量最高状态。过渡态理论认为，酶催化反应的过 程：酶十反应物①酶十过渡态反应物②酶十产物；无催化剂时，同一反应的过程： 反应物③过渡态反应物①产物。下列叙述错误的是 () A.发生过程①和过程③所需的能量均称为活化能 B.与酶结合后反应物会更易转变为过渡态反应物 C.过程①②与过程③④相比，体现了酶的高效性 D.生物体的酶都来自活细胞，在细胞内外均可以起作用 学科素养周测评（五）生物学第1页（共4页） 勤奋为舟，智慧为帆，驶向成功 4.如图三条曲线分别表示温度、H和底物浓度对蛋白酶酶促反应速率的影响。下列叙述 班级 正确的是 ( 甲 姓名 得分 影响酶促反应的相关因素 A.酶促反应速率可以用单位时间内与酶结合的底物数量来表示 B.b~c反应速率不再增加是因为酶的数量有限 C.d~e酶的空间结构逐渐形成，e~f酶的空间结构逐渐遭到破坏 D.人的唾液淀粉酶的最适pH低于胃蛋白酶 5.癌细胞在O2供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP。下列叙述正确的是 () A.无氧呼吸过程中葡萄糖的能量大部分以热能形式散失，少部分用于合成ATP B.无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段相同，均有丙酮酸和NADH产生 C,若某物质能抑制癌细胞中NADH生成水，则此时癌细胞中O2的消耗量增多 D.若消耗等量的葡萄糖，癌细胞细胞呼吸产生的NADH比正常细胞多 6.某兴趣小组进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的探究实践，部分装置如图所示。下列 叙述正确的是 () A.甲瓶封口后立即与乙瓶连通以确保反应同步进行 B.酵母菌进行细胞呼吸产生CO2的同时会产生酒精 酵母菌 溴麝香 C.适当延长培养时间以耗尽甲瓶培养液中的葡萄糖 培养液 草酚蓝 溶液 D.向乙瓶中加入含有重铬酸钾的浓硫酸溶液以检测酒精 7.某运动营养实验室研发了一种新型补剂X,其核心成分可通过影响线粒体功能来调节细 胞呼吸。为研究补剂X的作用，研究者将小鼠骨骼肌细胞分为对照组和实验组，在有氧 条件下检测细胞呼吸的相关指标，结果如图所示。下列推测合理的是 () ☐对照组 ☐实验组+补剂X 丙酮酸酶乙活性C0,量乳酸量 注：细胞呼吸的底物是葡萄糖；各组葡萄糖等量且起始浓度一致；酶乙是ATP合成酶，位于线粒体内 膜上。 A.补剂X通过抑制有氧呼吸第一个阶段，减少丙酮酸生成 B.实验组CO2释放量升高，说明补剂X促进无氧呼吸第二个阶段 C.实验组酶乙活性升高，可加速有氧呼吸第三个阶段的ATP生成 D.若将实验条件改为无氧，两组细胞产生的乳酸量会有显著差异 学科素养周测评（五）生物学第2页（共4页） 4 二、多项选择题：本题共3小题，每小题8分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两 个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得 0分。 题号 8 9 10 答案 8.ATP、GTP、UTP和CTP都是生物体内的高能磷酸化合物，它们彻底水解的产物中只 有碱基不同。在琥珀酸硫激酶的作用下，琥珀酰CoA可水解释放能量用于合成GTP。 下列叙述错误的是 () A.植物叶肉细胞内能合成ATP的细胞器仅为叶绿体 B.细胞中ATP、GTP等物质的合成一般与放能反应相联系 C.1分子UTP含1分子尿嘧啶、1分子脱氧核糖和3分子磷酸基团 D.琥珀酸硫激酶可降低琥珀酰CoA水解所需的活化能，使反应加快 9.某科研小组为了研究两种抑制剂对某消化酶的酶促反应速率的影响，进行了相关实验， 实验结果如图1所示。不同的抑制剂抑制酶活性的原理如图2所示。结合图1和图2 分析，下列叙述正确的是 () ①无抑制剂 竞争性 底物 抑制剂 非竞争性底物， ②抑制剂1 抑制剂 ③抑制剂Ⅱ S S2 S(底物浓度) 图2 图1 A.随着底物浓度升高，抑制剂Ⅱ的抑制作用逐渐减弱 B.抑制剂I与底物竞争结合位点，不改变酶的结构 C.抑制剂Ⅱ能降低酶促反应速率，属于非竞争性抑制剂 D.无抑制剂时，酶促反应速率随底物浓度增大而增大 10.在绝大部分生物体内，三羧酸循环(T℃A循环)是能量代谢的主要途径，糖类等物质分 解生成的丙酮酸在一系列酶的作用下生成乙酰辅酶A,进入TCA循环，但在绿色硫细 菌体内这一过程可以反向进行，即逆 脂质 向TCA循环，如图所示。下列叙述错 糖类、 C02 氨基酸 丙酮酸← 误的是 ( ) [H田乙酰辅酶A A.蛋白质、糖类、脂质的代谢可通过 柠檬酸合酶 细胞呼吸联系起来 草酰乙酸 柠檬酸 B.TCA循环消耗O2释放CO2 C.逆向TCA循环可为其他代谢提供 氨基酸 原料 田 D.逆向TCA循环所产生的ATP多 g酮戊二酸 于TCA循环 CO, 氨基酸 三、非选择题：本题共2小题，共48分。 11.(24分)脂肪酶能够催化脂肪水解，在工业上的应用非常广泛，邻苯二甲酸酐(PA)能够 与脂肪酶结合。猪胰脂肪酶(PPL)用PA修饰之后的酶活性变化如图所示，以酶催化 脂肪的分解速率（单位：μmol·L1·min1)表示酶活性，PA-PPL表示邻苯二甲酸酐 修饰过的脂肪酶。回答下列问题： 学科素养周测评（五）生物学第3页（共4页）】 6000 5000 ●-PPL A-·PA-PPL 人个机 4000 3000 2000 1000 0 6.577.588.5 pH (1)细胞中酶的化学本质为 (2)分析曲线数据可知，PPL在修饰前后的最适pH (填“发生”或“未发生”)改 变。本实验的实验结论是 。在pH=5 时，PA-PPL的活性高于PPL的原因是 0 (3)为探究PPL在PA修饰后酶的最适温度是否改变，请提供简要的实验思路： 12.(24分)金鱼可以在缺氧的环境中存活5个月。如图为金鱼不同细胞的细胞呼吸代谢 图解。回答下列问题： 其他组织细胞 骨骼肌细胞 线粒体 细胞质基质 线粒体 细胞质基质 丙酮酸、 无0 葡萄糖 葡萄糖 丙酮酸 →CO PDC 糖酵解 糖酵解 有 有PDHC PDHC Q 丙酮酸 丙酮酸 乙醛 乙酰辅 02 乙酰辅 CO 酶A 乳酸 ,乳酸 酶A ADH8a3 三羧酸 三羧酸 循环 循环 乙醇 注：PDHC为丙酮酸脱氢酶系；PDC为丙酮酸脱羧酶；ADH8a3为乙醇脱氢酶8a3。 (1)据图可知，在无氧条件下，金鱼的骨骼肌细胞分解丙酮酸的场所与其他组织细胞分 解丙酮酸的场所 (填“不同”“相同”或“不完全相同”)。对于金鱼的某一 细胞来说，在无O2条件下无氧呼吸的终产物是 (2)即使长时间缺氧，金鱼体内也不会累积乳酸，这是由于金鱼的骨骼肌细胞能将乳酸 转变为乙醇（酒精），再通过鳃血管排出体外，防止酸中毒。该过程中，乙醇跨膜运输的 方式为 (3)为了探究金鱼的骨骼肌、肝脏、心脏和大脑等器官在不同条件下是否能合成 ADH8a3,需要进行对照实验，在实验中设计的组别有把金鱼分别饲养在O2充足的 水、缺O2的水和 的水中相同时间，随后在各组的上述器官 内随机取样，以区分ADH8a3数量的变化与产生酒精的不同组织之间的相关性。 (4)人体肝脏细胞也能产生乙醇脱氢酶，但该酶在人体肝脏细胞中可将乙醇分解为乙 醛，其酶活性高低可作为解酒能力强弱的一个指标。若有来自A、B两个志愿者的乙醇 脱氢酶，现提供酒精、酒精测试仪等材料用具，设计一个简单的实验测定A、B的乙醇脱 氢酶的活性大小，写出实验思路： 学科素养周测评（五）生物学第4页（共4页）·生物学· 参考答案及解析 (3)有根细胞呼吸速率降低会导致ATP的产 (3)取生长状况相同的水稻幼苗若干，均分为两 生量减少，使质子泵的运输速率下降，膜两侧的 组，一组用含NO的完全培养液培养，另一组用 H+浓度梯度降低，为Na+逆浓度梯度运输提供 含NH的完全培养液培养，其他条件相同且适 的能量减少(5分) 宜，一段时间后检测并比较两组水稻对磷的吸收 【解析】(I)据图可知，进入细胞质基质的Na+可 量(5分) 通过主动运输排出细胞外或积累在液泡中，所以 【解析】(1)分析题图可知，NRT1.1运输NO3, 海水稻通过泌盐、储盐方式提高其耐盐能力。海 利用H+的浓度差形成的势能与H+同向转运， 水稻的根细胞吸收水的方式有自由扩散、协助扩 从低浓度向高浓度运输，即运输NO?时需要载 散，其中协助扩散是主要的吸水方式。该海水稻 体蛋白且消耗ATP,属于主动运输。由图可知 能分泌抗菌蛋白，所以该水稻有一定的抗菌 NH吐和NO3的运输都要经过细胞膜上的蛋白 能力。 质的协助，这体现了细胞膜控制物质进出的功 (2)Na+逆浓度梯度运输且需要SOS1和NHX 能，其结构基础是细胞膜上转运蛋白的种类和数 协助，而H+顺浓度梯度运输且需要SOS1和 量（或转运蛋白空间结构的变化）。 NHX协助，所以SOS1和NHX运输Na+和H+ (2)NRT1.1会同向转运H+和NO3,如果想要 的方式分别是主动运输、协助扩散。 缓解铵毒，一方面可以调用NRT1.1蛋白，降低 (3)根细胞呼吸速率降低会导致ATP的产生量 胞外H+浓度；另一方面还需要增加NO?供应， 减少，使质子系的运输速率下降，膜两侧的H+浓 消耗H十的梯度势能实现NO?的转运，从而有 度梯度降低，为Na+逆浓度梯度运输提供的能量 助于NRT1.1转运H+,降低胞外H+浓度，由此 减少，所以海水稻的根细胞呼吸速率降低，对 可知可通过人工施加硝态氨肥来缓解铵毒。 SOS1和NHX运输Na+有影响。 (3)欲验证施用NO?和NH对水稻吸收磷的 12.(24分，除标注外，每空3分) 差异，可以取生长状况相同的水稻幼苗若干，均 (1)主动运输运输NO?时需要载体蛋白且消 分为两组，一组用含NO的完全培养液培养，另 耗ATP控制物质进出细胞膜上转运蛋白的 一组用含NH的完全培养液培养，其他条件相 种类和数量（或转运蛋白空间结构的变化） 同且适宜，一段时间后检测并比较两组水稻对磷 (2)增加NO?供应，消耗H+的梯度势能实现 的吸收量。 NO3的转运(4分)硝态氮肥 2026一2027学年度学科素养周测评（五） 生物学·酶和ATP,细胞呼吸的原理及应用 一、单项选择题 为荧光素酶的辅助激活因子增加该酶的活性，进 1.C【解析】高温会使酶的空间结构发生改变，从 而增加检测过程中的荧光强度，A正确；厌氧微生 而使酶变性失活，将煮沸的牛奶冷却至一定的温 物能通过无氧呼吸产生ATP,通过荧光检测仪检 度再冲入姜汁可防止生姜蛋白酶失活，A正确；快 测后，可根据发光强度推测ATP含量，进而反映 速冲入可使牛奶中的酪蛋白与姜汁中的生姜蛋白 厌氧微生物的残留量，B错误；检测过程中ATP、 酶更好接触，提高反应速率，B正确；增加生姜汁 荧光素和荧光素酶发生反应而发光，该过程中 量可增加生姜蛋白酶的量，可提高酶促反应速率， ATP水解释放能量，使荧光素发光，ATP中的化 但不能提高蛋白酶的活性，C错误；将生姜榨成姜 学能转变为光能，C正确；ATP与ADP的相互转 汁，破坏了植物细胞的结构，有利于释放出生姜细 化时刻不停地发生，且处于动态平衡之中的，故活 胞中的生姜蛋白酶，D正确。 细胞的数量与ATP的含量呈一定的比例关系，因 2.B【解析】检测过程中ATP、荧光素和荧光素酶 此根据发光强度推测ATP含量，进而反映活菌 发生反应而发光，反应体系中加入的Mg2+可能作 数，D正确。 ·9 4 2027 学科素养周测评 3.C【解析】过程①（酶催化）和过程③（无催化）均 无氧呼吸时才产生酒精，B错误；葡萄糖能与酸性 需达到化学反应的活化能才能发生反应，即无论 重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应适当延长培 是否有酶，均需活化能，A正确；酶与反应物结合 养时间以耗尽甲瓶培养液中的葡萄糖，C正确；将 后，通过降低活化能使反应物更易达到过渡态，因 甲瓶酵母菌培养液的滤液注入试管中，向试管中 而能体现酶的催化作用，B正确：酶的高效性指酶 滴加含有重铬酸钾的浓硫酸溶液以检测酒精，D 比无机催化剂更高效，而题意显示的是酶与无催 错误。 化剂的情况，因而说明酶具有催化作用，而不能体7.C【解析】有氧呼吸第一个阶段在细胞质基质中 现高效性，C错误；酶是由活细胞产生的具有催化 进行，产生的丙酮酸进入线粒体基质，实验组线粒 作用的有机化合物，只要条件适宜，可在细胞内外 体基质中丙酮酸含量降低，但CO2量增大，可能是 发挥作用，D正确。 丙酮酸进入线粒体后消耗加快导致的，不是抑制 4.B【解析】酶促反应速率的衡量指标是单位时间 有氧呼吸第一个阶段导致的，A错误；小鼠骨骼肌 内底物消耗量或产物生成量，而非单位时间内与 细胞无氧呼吸不产生CO2,CO2仅来自有氧呼吸 酶结合的底物数量（结合的底物未必发生催化反 第二个阶段，实验组CO2释放量升高，说明补剂X 应)，A错误；分析题图可知，甲曲线代表底物浓度 促进的过程之一是有氧呼吸第二个阶段，而非无 对蛋白酶酶促反应速率的影响，在一定范围内，随 氧呼吸第二个阶段，B错误；有氧呼吸第三个阶段 着底物浓度的增大，反应速率加快，b~一C段速率不 在线粒体内膜进行，酶乙催化ATP生成，实验组 再增加是因为酶的数量有限，B正确；对比乙、丙 线粒体内膜上酶乙活性升高，可加速有氧呼吸第 曲线左侧起点可以判断出乙曲线代表温度对反应 三个阶段的ATP生成，C正确；无氧条件下，细胞 速率的影响，d~e段升温时酶活性升高，是因为 仅进行无氧呼吸，两组细胞呼吸底物（葡萄糖）初 低温下被抑制的活性恢复，此时酶的空间结构在 始浓度一致，且补剂X影响的是线粒体功能，对无 低温下未被破坏；~∫段酶活性下降是因为高温 氧呼吸过程无直接影响，故两组产生的乳酸量不 破坏酶的空间结构，C错误；人的唾液淀粉酶最适 会有显著差异，D错误。 pH约6.8，胃蛋白酶最适pH约1.5，因此唾液淀 二、多项选择题 粉酶的最适pH高于胃蛋白酶，D错误。 8.AC【解析】植物叶肉细胞内能合成ATP的细胞 5.B【解析】无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程， 器有线粒体和叶绿体，A错误；细胞中ATP、GTP 无氧呼吸过程中葡萄糖的能量大部分储存在不彻 等高能磷酸化合物的合成（需要能量）一般与放能 底的氧化分解产物酒精或者乳酸中，释放的能量 反应相联系，B正确；ATP、GTP、UTP和CTP彻 中主要以热能形式散失，少部分用于合成ATP,A 底水解的产物中只有碱基不同，则1分子UTP应 错误；无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一 含1分子尿嘧啶、1分子核糖和3分子磷酸基团，C 个阶段相同，均有丙酮酸和NADH产生，B正确； 错误；酶能降低化学反应所需要的活化能，故琥珀 有氧呼吸第三个阶段是O2和NADH反应生成 酸硫激酶可降低琥珀酰C0A水解所需的活化能， 水，合成大量ATP,若某物质能抑制癌细胞中 使反应加快，D正确。 NADH生成水，则此时癌细胞中O2的消耗量减9.BC【解析】从图1可以看出，随着底物浓度升 少，C错误；癌细胞主要进行的是无氧呼吸，而无 高，抑制剂Ⅱ的抑制作用并没有逐渐减弱，A错 氧呼吸产生的NADH比有氧呼吸少得多，因此消 误；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆 耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH 性结合，从而使酶的活性部位功能丧失，导致最大 比正常细胞少，D错误。 酶促反应速率减小，所以图1中抑制剂Ⅱ为非竞 6,C【解析】甲瓶封口后放置一段时间，将瓶中的 争性抑制剂，抑制剂I为竞争性抑制剂，抑制剂I O2消耗完后再与乙瓶连通，A错误；酵母菌进行 与底物竞争结合位点，这种竞争结合不会改变酶 有氧呼吸和无氧呼吸均会产生CO2,只有在进行的结构，B正确；抑制剂Ⅱ能降低酶促反应速率， 4 ·10· ·生物学· 参考答案及解析 酶的活性部位功能丧失，从图2可知其属于非竞 条件下设置一系列温度梯度，检测并比较PPL和 争性抑制剂，C正确；在无抑制剂时，一定范围内， PA-PPL催化脂肪分解反应速率大小，找到酶活 酶促反应速率随底物浓度增大而增大，超过某底 性最高的温度即为适宜温度，而后比较其是否发 物浓度后，酶促反应速率不变，D错误。 生改变。 10.BD【解析】从图中可以看出，蛋白质（氨基酸）、 12.(24分，除标注外，每空5分) 糖类、脂质的代谢可通过丙酮酸、乙酰辅酶A等 (1)不同(4分)乳酸或乙醇（酒精）和CO2 中间物质与细胞呼吸联系起来，A正确；TCA循 (2)自由扩散 环是细胞呼吸的一部分，在有氧呼吸中，TCA循 (3)缺（无）02后再充02 环本身不消耗O2,O2是在有氧呼吸第三个阶段 (4)向装有等量酒精的甲、乙两支试管中，分别加 被消耗的，该循环释放CO2,B错误；逆向TCA 入等量且适量来自A、B志愿者的乙醇脱氢酶， 循环可产生草酰乙酸、α酮戊二酸等物质，这些 一段时间后，测定两支试管中的酒精剩余量 物质可作为其他代谢（如氨基酸合成等）的原料， 【解析】(1)据图可知，在无O2条件下，金鱼的骨 C正确；逆向TCA循环是特定条件下合成糖类 骼肌细胞分解丙酮酸的场所是线粒体基质，其他 的反应，主要是耗能反应，TCA循环是糖类分解 组织细胞分解丙酮酸的场所是细胞质基质，所以 的放能反应，释放的能量用于合成ATP,因此逆 在无O2条件下，金鱼的骨骼肌细胞分解丙酮酸 向TCA循环产生的ATP少于TCA循环，D 的场所与其他组织细胞分解丙酮酸的场所不同。 错误。 对于金鱼的某一细胞来说，在无O2条件下无氧 三、非选择题 呼吸的终产物是乙醇和CO2,或者是乳酸。 11.(24分，除标注外，每空5分) (2)乙醇是脂溶性小分子，跨膜运输方式为自由 (1)蛋白质或RNA(4分) 扩散。 (2)未发生在pH为5~8.5的范围内，PA修 (3)为了探究金鱼的骨骼肌、肝脏、心脏和大脑等 饰可提高PPL的活性pH=5时，PA-PPL的空 器官在不同条件下是否能合成ADH8a3,需要进 间结构比PPL更稳定 行对照实验，在实验中设计的组别有把金鱼分别 (3)在最适pH条件下设置一系列温度梯度，检 饲养在O2充足的水中、缺（无）O2的水中和缺 测并比较PPL和PA-PPL催化脂肪分解反应速 (无)O2后再充O2的水中相同时间，即设计三组 率大小 实验，自变量是O2的有无和提供O2条件的不 【解析】(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的 同，随后在各组的上述器官内随机取样，检测 有机化合物，绝大多数酶的化学本质是蛋白质， ADH8a3酶量的变化与产生酒精的不同组织之 少数的是RNA。 间的相关性。 (2)分析曲线数据可知，PPL在修饰前后的最适 (4)若有来自A、B两个志愿者的乙醇脱氢酶，本 PH未发生改变。根据实验结果可以分析得出本 实验的目的是要检测来源不同的乙醇脱氢酶的 实验的结论是在pH为5~8.5的范围内，PA修 活性大小，已知该酶在人体肝脏细胞中可将乙醇 饰可提高PPL的活性。在pH=-5时，PA-PPL 分解为乙醛，其酶活性高低可作为解酒能力强弱 的活性高于PPL的原因是pH=5时，PA-PPL 的一个指标，因此实验设计中的自变量为来源不 的空间结构比PPL更稳定，因而酶活性更高。 同的酶，因变量是酒精含量的变化。实验思路为 (3)为探究PPL在PA修饰后酶的最适温度是否 向装有等量酒精的甲、乙两支试管中，分别加入 改变，根据实验目的可推测，该实验的自变量是 等量且适量来自A、B志愿者的乙醇脱氢酶，一 温度的不同，因变量是酶活性的变化，其他无关 段时间后，测定两支试管中的酒精剩余量。 变量相同且适宜，具体的实验思路：在最适pH 。11· 4