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2021届高考生物二轮复习 备考小题提升精练4 酶与ATP

2021届高考生物二轮复习 备考小题提升精练4 酶与ATP

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酶与ATP

本专题是根据近三年（2018～2020）的高考真题情况，去组织和命制题目。专题中有近三年的高考真题，根据真题加以模仿的题和百强名校对应考点的题。该专题主要考查酶的化学本质及作用特性；ATP的结构和功能等。

1．（2020年全国III卷·29）照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位
（1）__________
叶绿体的类囊体膜
线粒体
反应物
葡萄糖

丙酮酸等
反应名称
（2）__________
光合作用的光反应
有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源
化学能
（3）__________
化学能
终产物（除ATP外）
乙醇、CO2
（4）__________
（5）__________
【答案】(1)细胞质基质
(2)无氧呼吸
(3)光能
(4)O2、NADPH
(5)H2O、CO2
【解析】（1）由反应产物乙醇、CO2可知，该反应为无氧呼吸，反应场所为细胞质基质。（2）由反应产物乙醇、CO2可知，该反应为无氧呼吸。（3）由分析可知，光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能，储存在ATP中。（4）由分析可知，光合作用的光反应的产物为O2和NADPH。（5）由分析可知，线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2，第三阶段产物为H2O。
【点睛】本题通过ATP的合成过程中能量的来源，考查有氧呼吸、无氧呼吸以及光合作用的场所、反应物、产物和能量转化的知识，考查内容较基础。
2．（2020年浙江卷·10）为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是（ ）
A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
【答案】C
【解析】温度也会影响酶的活性，且该实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，则反应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确；各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应保持一致，B正确；应将反应小室稍立起，使有滤纸片的一侧在上面，然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液，此时混合液不能与滤纸片接触，C错误；比较各组量筒中收集的气体量，可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围，D正确。
【点睛】探究pH对过氧化氢酶的影响实验中，自变量是过氧化氢酶所处环境的pH，因变量是过氧化氢酶的活性，通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映，其他条件为无关变量，应保持相同且适宜。
3．（2019·天津卷，2）下列过程需ATP水解提供能量的是（ ）
A．唾液淀粉酶水解淀粉 B．生长素的极性运输
C．光反应阶段中水在光下分解 D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
【答案】B
【解析】本题主要考查细胞中生理活动的相关知识。唾液淀粉酶水解淀粉，形成麦芽糖，不消耗能量，A错误；生长素的极性运输是以主动运输的方式，在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端，需要ATP提供能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解，需要光能，不需要ATP功能，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸，不需要ATP供能，D错误。因此，本题答案选B。
【点睛】解答本题关键要熟悉细胞中不同的生理活动的具体过程，来判断是否需要ATP功能。

1．细胞代谢离不开酶，下列叙述正确的是（ ）
A．酶既可以作为催化剂，又可以作为反应底物
B．活细胞产生的酶在生物体外没有活性
C．酶通过为化学反应提供能量发挥催化作用
D．分化程度不同的活细胞中含有的酶完全不同
【答案】A
【解析】酶既可以作为催化剂，又可以作为反应底物，例如，唾液淀粉酶作为催化剂，能够催化淀粉水解成还原糖，唾液淀粉酶也可以作为反应底物，被蛋白酶催化水解，A正确；若条件适宜，活细胞产生的酶在生物体外也有活性，B错误；酶通过降低化学反应的活化能而发挥催化作用，C错误；由于基因的选择性表达，分化程度不同的活细胞中会含有不同的酶，但也会含有相同的酶，如催化ATP分解的酶，D错误。
2．酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ）
A．酶不能脱离生物体起作用 B．酶只有释放到细胞外才起作用
C．所有的酶其化学本质都是蛋白质 D．酶是具有催化作用的有机物
【答案】D
【解析】酶在生物体外，环境适宜也可以起作用，A错误；酶在细胞内外均可以起作用，B错误；绝大部分酶其化学本质都是蛋白质，少部分酶是RNA，C错误；酶是具有催化作用的有机物，D正确。
【点睛】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）。
3．某同学进行了下列有关酶的实验，下列叙述错误的是（ ）
甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液→用斐林试剂检测→出现砖红色沉淀
乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液→用斐林试剂检测→不出现砖红色沉淀
丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→用斐林试剂检测→？
A．该实验可用来验证酶的专一性
B．丙组的实验结果是“出现砖红色沉淀”
C．三组的实验结果都可用碘液进行检验
D．实验的自变量是底物的种类和酶的种类
【答案】C
【解析】甲组和乙组对照，淀粉酶能水解淀粉，不能水解蔗糖，乙组和丙组对照，蔗糖只能被蔗糖酶水解，能证明酶有专一性，A正确；丙组中的蔗糖酶溶液可将蔗糖催化水解成葡萄糖和果糖，与斐林试剂在水浴加热的条件下可产生砖红色沉淀，B正确；碘液可鉴定淀粉是否被水解，但不能鉴定蔗糖是否被水解，所以该实验中的指示剂不可用碘液替代，C错误；由以上分析可知，甲组和乙组对照，自变量是底物的种类，乙组和丙组对照，自变量是酶的种类，D正确。
4．人体蛋白质被水解的过程如下图所示，下列相关叙述正确的是（ ）

A．蛋白质的水解只发生在细胞外，如消化道内
B．该过程中酶分子可发生可逆性形变
C．该过程为放能反应，释放的能量可用于合成ATP
D．可用单位时间内分解蛋白质的量代表酶活性
【答案】B
【解析】蛋白质的水解可发生在细胞外，如消化道内，也可发生在细胞内，A错误；题图中蛋白酶的活性部位与蛋白质结合后其空间结构会发生形变，催化反应完成后蛋白酶的空间结构又可恢复，即酶在催化化学反应的过程中酶分子可发生可逆性形变，B正确；该蛋白质的水解反应不能释放能量用于合成ATP，用于合成ATP的能量来自光合作用或呼吸作用，C错误；用单位时间内分解蛋白质的量可代表酶促反应的速率，单位时间内分解蛋白质的量不能代表酶活性，D错误。
【点睛】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、酶促反应速率通常用单位时间内底物浓度的减小量或产物浓度的增加量来表示；4、分析题图：酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合形成酶﹣底物复合物后，便启动酶催化化学反应的发生，反应结束后，酶分子的数量和性质不发生改变。
5．可以用“酶的作用条件较温和”进行解释的生物学现象是（ ）
A．“沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳”和“低温保存的食物不易腐败”
B．“人发高烧时，浑身无力，食欲下降”和“寒冷时，人不由自主地打寒战”
C．“胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解”和“胰岛素只能注射”
D．“高原反应”和“不能用纯氧抢救煤气中毒的病人”
【答案】A
【解析】“沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳”是由于高温破坏了酶的结构，“低温保存的食物不易腐败”是由于微生物细胞内的酶在低温条件下活性受到抑制，两个实例均能体现出“酶的活性需要适宜的温度”这一特性，A正确；“人发高烧时，浑身无力，食欲下降”能体现酶的催化需要适宜的温度，但“寒冷时，人不由自主地打寒战”是体温调节造成的，不能体现“酶的作用条件较温和”，B错误；“胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解”是酶的催化需要适宜的pH，但“胰岛素只能注射”是因为胰岛素能被消化道中的蛋白酶水解，不能体现“酶的作用条件较温和”，C错误；“高原反应”是由于机体缺氧，“不能用纯氧抢救煤气中毒的病人”是由于血液中的二氧化碳可以作为化学物质刺激呼吸中枢，D错误。
6．淀粉酶是人体消化液中重要的消化酶，在代谢中起到重要作用。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响，研究人员进行了如下实验。下列选项不正确的是（ ）

A．甲为空白对照，目的是为了测定胰淀粉酶在适宜条件下的活性
B．实验结果说明茶花粉提取物对胰淀粉酶的活性具有抑制作用
C．胰淀粉酶能将淀粉水解成果糖，进而再代谢水解为葡萄糖被人体吸收
D．推测维生素C对茶花粉提取物降低血糖的作用没有影响
【答案】C
【解析】该实验的目的是探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响，自变量是加入的“不同物质”，因变量是胰淀粉酶活性。甲没有加入“不同物质”，为空白对照，目的是为了测定胰淀粉酶在适宜条件下的活性，以便与加入“不同物质”后的胰淀粉酶的活性进行对照，A正确；反映实验结果的柱形图显示：加入茶花粉提取物的各实验组的胰淀粉酶的活性均低于对照组甲，说明茶花粉提取物对胰淀粉酶的活性具有抑制作用，B正确；胰淀粉酶能将淀粉水解成麦芽糖，进而再代谢水解为葡萄糖被人体吸收，C错误；甲、乙、丁三组对照，同时加入茶花粉提取物与维生素C的实验组丁与只加入茶花粉提取物的实验组乙的胰淀粉酶活性相同，但都低于对照组甲，说明维生素C对胰淀粉酶的活性没有影响，也不能缓解茶花粉提取物对胰淀粉酶活性的抑制作用，进而推知维生素C对茶花粉提取物降低血糖的作用没有影响，D正确。
7．肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，对RNA酶敏感，对蛋白酶不敏感。下列对该酶的叙述错误的是（ ）
A．该酶可催化氨基酸脱水缩合
B．该酶应该存在于核糖体中
C．线粒体和叶绿体内不会含有该酶
D．肽酰转移酶是具有催化活性的RNA
【答案】C
【解析】根据题干信息可知，肽酰转移酶可催化氨基酸脱水缩合形成肽键，A正确；氨基酸形成肽链的场所是核糖体，故肽酰转移酶应该存在于核糖体中，B正确；线粒体和叶绿体中含有少量的DNA，可通过转录和翻译形成蛋白质，因此，在这两种细胞器内也可存在肽酰转移酶，C错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，根据肽酰转移酶对RNA酶敏感，而对蛋白酶不敏感，可知该酶的成分为RNA，D正确。
8．其他条件相同且适宜的情况下，某酶的3个实验组：第1组（20℃）、第2组（40℃）和第3组（60℃）在不同反应时间内的产物浓度如图所示。下列相关说法错误的是（ ）

A．三个温度中，该酶活性最高时对应的温度是40℃
B．t2时，第3组中反应物未全部发生反应
C．若将第2组温度提高5℃，其催化速度会下降
D．t3时，给第1组增加2倍量的底物，其产物浓度会升高
【答案】C
【解析】本题主要考查温度对酶活性的影响，考查学生的理解能力和获取信息的能力。三个温度下，第2组的产物浓度单位时间内上升最快，所以三组中，40℃时该酶活性最高，A项正确。由于其他条件相同且适宜，底物的量应该一样，所以三组完全反应产物浓度应该一样，第3组的产物浓度明显比其他两组的低，说明第3组的反应物未全部发生反应，B项正确。三个温度中，40℃时该酶活性最高，但是该酶的最适温度可能低于或高于40℃，将第2组温度提高5℃，其催化速度不一定下降，C项错误。t3时，第1组产物浓度不再增加，说明底物已经完全反应了，但是酶还在，再增加底物，其产物浓度会升高，D项正确。
9．ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列关于ATP的叙述，正确的是（ ）
A．生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多
B．人体成熟的红细胞在O2充足时只能通过无氧呼吸产生ATP
C．酵母菌只有在缺氧的条件下，其细胞质基质中才能形成ATP
D．生物体内ADP转化成ATP所需要能量都来自细胞呼吸
【答案】B
【解析】ATP在细胞内含量不高，生命活动旺盛的细胞中ATP与ADP转化速度较快，A错误；人体成熟的红细胞无线粒体，只能通过无氧呼吸产生ATP，B正确；细胞质基质是酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段的场所，不管是否缺氧，其细胞质基质中都能形成ATP，C错误；生物体内ADP转化成ATP所需要能量可来自细胞呼吸、光合作用及化能合成作用，D错误。
10．下列各项与ATP和DNA有关的叙述中正确的是（ ）
A．ATP脱去两个磷酸基团后是DNA的基本组成单位之
B．ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中
C．ATP中的“A”与DNA中的碱基“A”含义不同
D．甘油进入小肠绒毛上皮细胞内会便细胞内ADP的含量增加
【答案】C
【解析】ATP脱去两个磷酸基团后是AMP，是组成RNA的基本单位之一，A错误；ATP的能量主要储存在磷酸基团和磷酸基团之间的高能磷酸键中，B错误；ATP中的“A”是腺苷，DNA中的碱基“A”是腺嘌呤，两者含义不同，C正确；甘油进入小肠绒毛上皮细胞的方式是自由扩散，不消耗ATP，D错误。
【点睛】ATP 的结构简式是A-P～P～P，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团，ATP的能量主要储存在磷酸基团之间的高能磷酸键中，ATP分子脱去两个磷酸基以后成为AMP，AMP为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一；甘油进入小肠绒毛上皮细胞属于自由扩散，不需要消耗能量。
11．ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。据图分析，下列叙述不正确的是（ ）

A．能量1不能直接用于机体各项生命活动
B．放能反应一般与甲过程相联系
C．乙过程释放的能量可用于C3的还原
D．活细胞中甲、乙两过程是时刻不停地发生且恒定不变的
【答案】D
【解析】能量1为用于合成ATP的能量，不能直接用于机体各项生命活动；甲过程为ATP的合成，放能反应一般与ATP的合成相联系；乙过程是ATP的水解，释放能量可用于三碳化合物的还原；活细胞中甲、乙两过程是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。
12．下列关于酶和ATP的相关叙述，正确的是（ ）
A．基因的表达需要酶和ATP，酶和ATP也是基因表达的产物
B．酶在细胞内外都可以发挥作用，ATP只能在细胞内发挥作用
C．酶和ATP都具有高效性和专一性
D．酶促反应不一定有ATP的参与，但ATP的生成一定有酶参与
【答案】D
【解析】ATP不是基因表达的产物，A错误； 酶和AP都可以在细胞内外都可以发挥作用，B错误；ATP没有专一性，可以作用于任何需要耗能的生命活动，C错误；酶促反应不一定消耗能量,因此不一定有ATP的参与，但ATP的生成一定有酶参与，D正确。
【点睛】本题考查酶和ATP的有关知识，旨在考查学生的识记能力。
13．下列关于细胞内代谢活动和ATP的叙述，正确的是（ ）
A．蓝藻光合作用的光反应和暗反应阶段都产生ATP
B．乳酸菌有氧呼吸产生的ATP可用于核糖体合成蛋白质
C．大分子物质通过核孔进出细胞核需要ATP供能
D．ATP可通过核孔进入细胞核为转录等生命活动提供能量
【答案】C
【解析】本题考查了细胞内代谢活动与ATP的产生、消耗的关系。光合作用的暗反应阶段不产生ATP，但消耗光反应阶段产生的ATP，A项错误；乳酸菌不进行有氧呼吸，B项错误；大分子物质如酶、mRNA等通过核孔进出细胞核需要ATP供能，C项正确；ATP进入细胞核是通过核膜不是通过核孔，D项错误。
A
B
C
②
①
Ⅰ
Ⅱ
图1 图2
14．下图1为ATP的分子结构图，图2为ATP与ADP相互转化过程图。下列有关叙述正确的是（ ）

A．图1中的B可作为合成DNA的原料之一
B．图1中的化学键①在图2中很容易形成或断裂
C．图2中过程Ⅱ所需的能量都来自于有机物的氧化分解
D．图2中催化过程Ⅰ和过程Ⅱ的酶肯定不是同一种酶
【答案】D
【解析】图1中B为腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一；图1中的化学键②在图2中很容易形成或断裂；图2中过程Ⅱ所需的能量可以来自于细胞内有机物的氧化分解，也可以来自于光能；图2中催化过程Ⅰ和过程Ⅱ的酶分别是ATP水解酶和ATP合成酶，不是同一种酶。
15．某同学从厨房的油污中筛选出了能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取出了脂肪酶，请回答问题：
(1)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，则该酶的化学本质为_________。
(2)测定脂肪酶活性时，应选择_________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，_________(需要、不需要)加入ATP。
【答案】（1）蛋白质
(2)脂肪 缓冲 不需要
16．细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。请回答下列问题：
（1）ATP的结构式可以简写成 ，绿色植物叶肉细胞中合成ATP的场所有 。
（2）目前常以葡萄糖为能源物质，利用啤酒酵母进行工业化生产ATP。葡萄糖进入酵母菌细胞时 （填“需要”或“不需要”）消耗ATP。在没有葡萄糖的情况下，酵母菌会分泌一种 ，将蔗糖分解成单糖以便吸收利用。
（3）同样是储能分子，ATP与葡萄糖具有不同的特点，从能量稳定性角度分析它们的不同之处： 。
【答案】（1）A-P~P~P 叶绿体、细胞质基质、线粒体
（2）需要 蔗糖转化酶（或蔗糖酶）
（3）ATP分子中所含的化学能是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的化学能是稳定的化学能
17．酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图如图所示，请回答下列问题：

(1)该实验的自变量是____________，实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量有____________(答出两项即可)。
(2)据图分析，随着底物浓度的升高，抑制剂________（填类型）的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析，推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因是：______________。
【答案】（1）抑制剂种类和底物浓度 温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等(合理即可)
（2）Ⅰ 在抑制剂的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化学反应活化能的能力下降(合理即可)
【解析】（1）由图可知，该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。（2）由图可知，随着底物浓度的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂I的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性，酶能降低化学反应的活化能。
【点睛】本题考查与酶有关的实验，意在考查考生的分析能力和实验与探究能力。高中生物实验遵循的原则主要有单一变量原则、对照原则、平行重复原则。实验中的变量可以分为自变量、因变量和无关变量。对无关变量要控制好，使其保持相同且适宜，避免无关变量对实验结果的干扰。