2020年高考生物一轮复习 核心素养提升练 九 3.1 酶和ATP（含解析）.doc

酶和ATP(30分钟100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分)1.下列生命活动中不需要ATP提供能量的是()A.叶肉细胞合成的糖运输到果实B.吞噬细胞吞噬病原体的过程C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D.细胞中由氨基酸合成新的肽链【解析】选C。本题考查物质运输、物质的合成和分解对能量的利用特点。叶肉细胞合成的糖运输到果实是主动运输的过程；吞噬细胞吞噬病原体的过程属于胞吞。主动运输、胞吞、肽链的合成都需要消耗ATP提供的能量，淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要消耗ATP提供的能量。2.(2019南昌模拟)下列关于酶和ATP的叙述，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.加酶和加热促进H2O2分解的机理相同C.ATP的形成不一定伴随着氧气的消耗D.ATP是RNA水解的产物之一【解析】选C。ATP既不是蛋白质，也不是RNA，说明ATP不是基因表达的产物，而是基因通过控制相关酶的合成进而控制相关代谢过程的产物，A错误；加酶是降低反应的活化能，加热是为反应物(H2O2)提供所需的活化能，所以二者的作用机理不同，B错误；有氧呼吸的三个阶段都有ATP形成，但第一、二阶段没有氧气的参与，只有第三阶段才有氧气的参与，C正确；ATP水解掉两个磷酸基团后才是RNA水解的产物之一，D错误。3.ATP荧光仪是专门用于快速检测微生物数量的测试仪器，其工作原理是ATP的含量与活细胞的活性、种类和数量存在一定的比例关系。ATP可以和虫荧光素相互作用而发出生物光，光的强度和微生物的数量存在一定的比例关系。其反应式如下：虫荧光素+ATP+O2虫荧光素(被氧化的)+AMP+CO2+Pi下列有关ATP及ATP荧光仪工作原理的叙述，错误的是()A.荧光的强度反映出微生物的数量B.检测过程中ATP中的化学能转变成光能C.ATP释放能量需要酶的参与D.微生物体内ATP的产生都需要O2的参与【解析】选D。由题可知，荧光的强度与微生物的数量存在一定的比例关系，因此荧光强度可以反映出微生物的数量，A项正确；检测过程中ATP中的化学键断裂，即化学能转变成光能，B项正确；由反应式可得：ATP释放能量需要荧光素酶的参与，C项正确；有的微生物也可进行无氧呼吸产生ATP，D项错误。4.(2019成都模拟)如图是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述正确的是()A.实验的自变量是1 h后淀粉剩余量，因变量是pHB.pH为1时有淀粉水解，则过酸条件下酶没有失活C.pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性D.与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用较弱【解析】选C。分析柱形图可知，本实验的自变量是pH，因变量是1 h后淀粉剩余量，A错误；pH为1时有淀粉水解，这是盐酸催化淀粉水解的结果，过酸条件下酶失活，B错误；分析柱形图可知，pH为3时和pH为9时淀粉剩余量基本相等，而由于淀粉在酸性条件下易分解，因此pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性，C正确；与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用较强，D错误。5.某公司研发了两种石油降解产品BDB-n生物降解菌(厌氧型)和BDB-a生物降解菌(好氧型)，降解菌是通过产生酶对石油进行分解的。如图为不同条件下，某种降解菌对某湖泊污泥中石油分解能力的测定结果。下列有关分析不正确的是()A.该实验的自变量为pH和污泥含水量B.该实验的检测指标是2天后污泥中的石油含量C.该实验中使用的降解菌最可能是BDB-a生物降解酶D.在不同污泥含水量条件下，降解菌体内酶的最适pH相同【解析】选C。由题图可知，该实验的自变量是pH和污泥含水量，因变量是2天后污泥中的石油含量，A、B正确；根据图中的实验数据分析可知，当污泥含水量为60%80%，pH=7时，石油含量最少，说明石油降解酶分解能力最强的条件为污泥含水量60%80%、pH=7，则该实验用的应该是厌氧菌，即BDB-n生物降解菌，C错误；根据三条曲线的最低点可以判断，在不同污泥含水量条件下，降解菌体内酶的最适pH相同，D正确。6.如图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示ATP，下列有关叙述错误的是()A.甲乙丙丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同B.丙由C、H、O、N、P五种元素构成，是DNA的基本组成单位之一C.丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D.在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量不会显著增加【解析】选B。甲乙丙丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反应的酶都不同，A项正确；丙为A-P，A是腺苷，由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成，加上1分子磷酸，构成1分子腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，B项错误；丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊表示磷酸，是ATP的组成成分，C项正确；红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，不需要消耗ATP，故细胞中乙(ADP)的含量不会显著增加，D项正确。【知识总结】ATP结构的“一、二、三”7. ATP合酶是F1和F0的复合体，其中F1位于某些细胞器的膜外基质中，具有酶活性；F0嵌在膜的磷脂双分子层中，为质子(H+)通道，当膜外的高浓度的质子冲入膜内时能为ATP的合成提供能量。下列叙述正确的是()A.ATP合酶存在于线粒体内膜和叶绿体内膜上B.F0为ATP合酶的疏水部位，能催化ATP的合成C.合成ATP时的能量直接来自H+的化学能D.高温使F1和F0分离后，F1仍能合成ATP【解题指南】需要明确题中以下信息：(1)F1具有酶活性。(2)F0为质子(H+)通道。(3)ATP合成需要F1和F0共同参与。【解析】选C。ATP合酶存在于合成ATP的场所，因此叶绿体内膜上不含有ATP合酶，A错误；F0嵌在膜的磷脂双分子层中，是质子(H +)通道，B错误；由于F1具有酶的活性，高温使F1和F0分离后，F1变性失活，不能合成ATP，D错误。8.(2019保山模拟)下列关于酶和ATP的叙述中，正确的一项是()A.酶能降低化学反应的活化能，具有专一性、高效性等特点B.所有的酶和ATP都含有C、H、O、N、P元素C.1个ATP中含3个高能磷酸键D.对于动物、植物、真菌和细菌来说，细胞呼吸是其产生ATP的唯一来源【解析】选A。酶能降低化学反应的活化能，具有专一性、高效性等特点，A项正确；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N，不一定含有P，B项错误；1个ATP中含2个高能磷酸键，C项错误；ATP的能量来源是细胞呼吸和光合作用，光合作用只有光能自养生物才有，而动物、真菌和大多数细菌都是异养生物，异养生物只能通过细胞呼吸产生ATP，D项错误。二、非选择题(共22分)9.(2019成都模拟)在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时(如甲图A所示)，可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效率；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。酶抑制剂的作用机理如甲图所示，乙图表示在不同条件下底物浓度与反应速率的关系。(1)酶与无机催化剂相比，催化效率更高是因为_。(2)乙图为探究不同种类抑制剂对相同酶促反应速率的影响曲线，其中曲线_表示对照组的实验结果，曲线_表示非竞争性抑制剂对反应速率影响的变化曲线。请列举两个实验中的无关变量：_。(3)由甲、乙两图可知，_都可以影响反应速率。【解析】梳理酶的本质、作用机理、影响酶活性的因素等相关知识，据此以竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的作用机理为切入点，从甲图中提取有效信息，对比分析乙图中三条曲线的变化趋势，围绕各问题情境和实验设计遵循的原则，对相关问题进行分析解答。(1)同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。(2)乙图显示，曲线a的酶促反应速率最快，因此曲线a表示无抑制剂存在时的对照组的实验结果。依题意可知：非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性；竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效率，而底物浓度越高，底物与酶的活性位点结合的机会就越大，竞争性抑制剂与酶的活性位点结合的机会就越小，抑制效应就会变得越来越弱。因此曲线b表示竞争性抑制剂对反应速率影响的作用效果，曲线c表示非竞争性抑制剂对反应速率影响的作用效果。乙图的自变量为底物浓度，因变量为酶促反应速率，酶的种类、酶的含量、反应时间、反应温度、反应pH等均为无关变量。(3)据图分析，酶抑制剂、底物浓度都可以影响反应速率。答案：(1)酶同无机催化剂相比，降低活化能的作用更显著(2)ac酶的种类、酶的含量、反应时间、反应温度、反应pH(答出任意两个即可)(3)酶抑制剂、底物浓度1.(6分)如图甲是淀粉酶活性受pH影响的示意图，图乙表示在最适温度、pH=b时，淀粉水解产生麦芽糖的量随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中某一个条件发生变化，下列说法不正确的是()A.温度降低时，E点不变，D点右移B.pH=a时，E点不变，D点右移C.pH=c时，E点为零D.淀粉的量增加时，E点下移，D点左移【解题指南】(1)题干关键词：“淀粉水解产生麦芽糖”“最适温度”“条件发生变化”。(2)图中关键信息：图甲b为最适pH；图乙纵坐标为麦芽糖的生成量。【解析】选D。温度降低时，酶活性下降，酶促反应速率减慢，而麦芽糖的最终生成量不变，故E点不变，D点右移，A项正确；pH=a时，酶的活性受抑制，酶促反应速率减慢，而麦芽糖的最终生成量不变，故E点不变，D点右移，B项正确；pH=c时，酶变性失活，不能催化该反应，故E点为零，C项正确；淀粉为该反应的底物，当淀粉的量增加时，生成物也增加，在酶促反应速率不变的情况下，所需的时间更长，故E点上移，D点右移，D项错误。【加固训练】某同学在研究化合物P对麦芽糖酶活性的影响时，在最适温度下实验，得到如图所示的实验结果，下列叙述错误的是()A.曲线作为实验组B.P对麦芽糖酶的活性有抑制作用C.曲线中如果温度升高或降低5 ，A点都将下移D.曲线中限制A点以后反应速率上升的原因是酶的数量有限【解析】选A。曲线表示不同条件下的酶促反应速率，其中施加了实验因素(加了P)，为实验组，为未施加实验因素的对照组，A项错误。加了P的实验组反应速率降低，说明P对该酶的活性有抑制作用，B项正确；题图为最适温度下的实验结果，故温度升高或降低都会使酶活性下降，导致催化速率下降，故A点下移，C项正确；从图中可以看出，反应速率随着麦芽糖量的变化而变化，说明麦芽糖量为自变量，酶量为无关变量，则限制A点以后反应速率上升的主要因素是酶的数量有限，D项正确。2.(6分)(2019西宁模拟)研究证实ATP既是能量“通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，如图所示。下列相关说法正确的是()A.该细胞产生ATP的场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质B.ATP是直接能源物质，在细胞中含量很多C.图中的AMP是构成RNA的基本单位之一D.作为信号分子的ATP不能为细胞提供能量【解析】选C。神经细胞产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质，A错误；ATP是直接能源物质，但在细胞中含量很少，B错误；作为信号分子的ATP也可以为细胞提供能量，D错误。3.(18分)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，兴趣小组进行了如下实验。(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：分组步骤红粒管白粒管对照管加样0.5 mL提取液0.5 mL提取液C加缓冲液(mL)111加淀粉溶液(mL)11137 保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色显色结果+注：“+”数目越多表示蓝色越深。步骤中加入的C是_，步骤中加缓冲液的目的是_。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是_；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越_。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应_。(2)小麦淀粉酶包括-淀粉酶和-淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如图实验方案：X处理的作用是_。若中两管显色结果无明显差异，且中的显色结果为红粒管颜色显著_(填“深于”或“浅于”)白粒管，则表明-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。【解析】(1)本实验的自变量是小麦种子的提取液(去淀粉)，即提取液中酶的活性。步骤对照管中可加入等量(0.5 mL)的蒸馏水作为空白对照。步骤中加缓冲液的目的是控制pH，以保证酶的活性。显色结果表明，淀粉酶活性越高，则蓝色越浅，反之，则蓝色越深，即红粒小麦的淀粉酶活性较低，其穗发芽率也较低。若步骤中淀粉溶液(反应底物)浓度适当减小，要使显色结果不变，保温时间应缩短，以缩短反应时间。(2)本实验要探究两种淀粉酶活性对穗发芽率的影响，则自变量为淀粉酶的种类，因变量仍为显色结果。相对于实验中使-淀粉酶失活(保留-淀粉酶活性)，实验应使-淀粉酶失活(保留-淀粉酶活性)。若实验(-淀粉酶失活)中两管显色结果无明显差异，且实验(-淀粉酶失活)中显色结果为红粒管颜色显著深于白粒管，则可以说明-淀粉酶活性对显色结果造成了影响，即-淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因。答案：(1)0.5 mL蒸馏水控制pH红粒小麦低缩短(2)使-淀粉酶失活深于【方法技巧】实验设计的三大原则(1)对照原则：设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其余因素都相同)，以减小实验误差，增强实验的说服力。(2)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。(3)科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，实验设计思路符合实验原理、相关生物学知识和其他学科领域的知识。