备考2024一轮复习测试卷：专题四 酶与ATP(含解析)

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2024新高考生物第一轮章节复习

专题四酶与ATP

专题检测题组A组

1.研究发现,枯草杆菌蛋白酶既能将蛋白质水解为氨基酸,也能在有机溶剂中催化蛋白质的合成。下列叙述正确的是()

A.枯草杆菌蛋白酶可以与双缩脲试剂发生反应,溶液呈蓝色

B.升温处理和枯草杆菌蛋白酶处理均能降低化学反应的活化能

C.枯草杆菌蛋白酶水解或合成蛋白质后,其自身空间结构可保持原状

D.枯草杆菌蛋白酶既能催化蛋白质水解又能催化其合成,故不具有专一性

答案C根据题意可知,枯草杆菌蛋白酶是一种蛋白质,蛋白质可以和双缩脲试剂发生反应,溶液呈紫色,A错误;枯草杆菌蛋白酶能降低化学反应的活化能,但是升温处理不能降低化学反应的活化能,B错误;酶催化化学反应前后其数量和性质不变,C正确;酶的专一性指的是酶能催化一种或一类化学反应,因此枯草杆菌蛋白酶具有专一性,D错误。

2.ATP是细胞生命活动的直接能源物质,下列叙述错误的是()

A.人成熟红细胞可通过无氧呼吸产生ATP

B.人体细胞ATP合成所需的能量由磷酸提供

C.ATP可用于物质逆浓度梯度跨膜运输

D.ATP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合

答案B人体细胞ATP合成所需的能量是由有机物在氧化分解过程中释放的能量提供的,B错误。

3.过氧化氢酶(CAT)是植物体内主要的抗氧化酶之一,可以催化细胞内过氧化氢的分解,对细胞起到保护作用。用不同种保鲜袋包装对菠菜CAT活性的影响如图所示。下列相关分析错误的是()

A.取储藏8d的菠菜研磨液放入试管中可以催化过氧化氢分解

B.随着储藏时间的延长,用保鲜袋包装的菠菜的CAT活性逐渐增强

C.与保鲜袋①相比,用保鲜袋②包装更适用于储藏保鲜

D.低温条件有利于储藏菠菜,与低温可减弱菠菜的呼吸作用有关

答案B分析曲线可知,储藏8d的菠菜研磨液中含有CAT,可以催化过氧化氢分解,A正确;随着储藏时间的延长,用保鲜袋包装的菠菜的CAT活性先减弱后增强,B错误;用保鲜袋②包装的菠菜的CAT的活性更高,因此更能保护细胞,利于储藏保鲜,C正确;低温可减弱酶的活性,从而使菠菜的呼吸作用减弱,降低对有机物的消耗,有利于储藏菠菜,D正确。

4.牛奶中富含蛋白质,新鲜生姜根茎中的凝乳酶能够水解牛奶中的亲水性蛋白质,使其他蛋白质暴露出来,与某些离子相互作用,形成凝胶体,待牛奶凝固便成为一种富有广东特色的甜品——姜汁撞奶。为探索制作姜汁撞奶的条件,某生物兴趣小组通过实验探究温度对凝乳酶活性的影响,结果如图所示。据此分析,下列说法正确的是()

A.凝乳酶能为蛋白质的水解提供活化能

B.85℃的牛奶与姜汁混合可能不会凝固

C.不同温度下凝乳酶的活性不同

D.保存凝乳酶的适宜温度约为60℃

答案B酶能降低化学反应的活化能,但不能为化学反应提供活化能,A错误;85℃的牛奶会使得姜汁中的凝乳酶失活,无法水解亲水性蛋白质,所以牛奶无法凝固,B正确;由图可知,最适温度左右不同温度下酶活性可能相同,C错误;低温时酶的空间结构比较稳定,所以保存凝乳酶应该在低温的条件下而不是在最适温度条件下,D错误。

5.为研究Cu2+和Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,某小组设计了如下操作顺序的实验方案:

甲组:CuSO4溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测

乙组:NaCl溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测

丙组:蒸馏水→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测

各组试剂量均适宜。下列对该实验方案的评价,不合理的是()

A.缓冲液的pH应控制为最适pH

B.保温的温度应控制在37℃左右

C.宜选用斐林试剂来检测淀粉的剩余量

D.设置的对照实验不能达成实验目的

答案C缓冲液的pH和温度都是无关变量,无关变量应保持相同且适宜,以利于反应的进行,A、B正确;可用斐林试剂来检测产物(麦芽糖)的生成量,C错误;设置的对照实验中应该加入硫酸钠以排除S、Na+对唾液淀粉酶活性的影响,D正确。

6.某研究性学习小组设计了如图所示实验装置进行有关酶的实验。实验中将反应小室旋转180°,使滤纸片与H2O2溶液混合,每隔30s读取并记录量筒中气体量来统计氧气的产生速率。下列说法错误的是()

A.通过设置浸泡一定浓度的FeCl3的滤纸片的对照组来探究酶的高效性

B.通过设置不同pH的缓冲液来探究pH对酶活性的影响

C.通过设置不同的滤纸片数量来探究酶的最适用量

D.通过设置不同温度的清水来探究温度对酶活性的影响

答案D由于过氧化氢在高温时易分解,因此不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,D错误。

7.如图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。多酚氧化酶PPO催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小,某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测,结果如图2所示,各组加入的PPO的量相同。下列说法错误的是()

图1

图2

A.由图1模型推测,可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制

B.非竞争性抑制剂降低酶活性与高温对酶活性的抑制均与酶的空间结构改变有关

C.该实验的自变量是温度和酶的种类,PPO用量是无关变量

D.图2中与酶B相比,相同温度条件下酶A的活性更高

答案D据图1可知,竞争性抑制剂与底物和酶的结合位点相同,增加反应体系中底物的浓度可减少竞争性抑制剂和酶结合的机会,从而减弱竞争性抑制剂对酶活性的抑制,A正确;非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,从而改变酶的结构,使酶无法和底物结合,高温也会使酶的空间结构破坏而使酶的活性受到抑制,B正确;该实验的自变量有温度和酶的种类,PPO用量是无关变量,应保持等量且适宜,C正确;据图2可知,相同的温度条件下,酶A催化酚分解的酚剩余量均比酶B多,因此相同温度条件下酶A活性更低,D错误。

专题检测题组B组

1.如图以蔗糖酶为例,表示酶分子的作用过程,下列有关说法正确的是()

A.蔗糖酶在此化学反应的过程中分子结构不发生改变

B.②过程中酶和底物的结合,体现了酶具有特异性

C.要保存该蔗糖酶应在其最适温度下保存

D.蔗糖分解成葡萄糖和果糖时,蔗糖酶为反应提供了能量

答案B由图可知,蔗糖酶催化化学反应过程中,其空间结构发生了改变,A错误;②过程为酶与底物结合,酶的结合位点与底物的分子结构适配,体现了酶的特异性,B正确;酶在最适温度下活性较高,不宜保存,应在低温条件下保存,C错误;酶在化学反应过程中只起催化作用,可降低化学反应所需活化能,但不提供能量,D错误。

2.在适宜的条件下,某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶,酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是()

A.AB时间段内,限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量

B.BC时间段内,酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低

C.若在D点时加入适量的淀粉酶,则曲线的走势不会发生改变

D.若增加淀粉酶的用量并进行重复实验,则B点会向右上方移动

答案DAB时间段内,酶促反应速率不变,说明底物充足,限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量,A正确;BC时间段内,随着反应时间变长,底物浓度逐渐降低,酶促反应速率下降,B正确;D点时限制酶促反应速率的主要因素是底物浓度,此时加入适量淀粉酶,曲线的走势不会发生改变,C正确;由图可知,B点酶促反应速率等于A点,即等于初始反应速率,B点后,因底物浓度降低,酶促反应速率降低,由A项分析可知,若增加淀粉酶的用量并进行重复实验,则初始酶促反应速率会上升,需要较短的反应时间即可到达B点,B点向左上方移动,D错误。

3.超氧化物歧化酶(SOD)由两条分别含109个和119个氨基酸的肽链组成,能清除氧自由基,其催化活性受如图模型甲、乙所示两种作用机理不同的酶抑制剂影响。下列说法正确的是()

甲乙

A.抑制剂作用过程中,抑制剂与底物特异性结合

B.SOD能为清除自由基的反应提供活化能从而发挥催化活性

C.若提高底物浓度后酶促反应速率增大,则抑制剂的作用机理如模型乙所示

D.高温处理后SOD结构发生改变,但仍能与双缩脲试剂发生紫色反应

答案D抑制剂通过与SOD特异性结合发挥作用,A错误;SOD是一种酶,作用机理是降低化学反应的活化能,不能提供活化能,B错误;甲图中抑制剂和底物竞争酶的活性部位,使底物与酶的结合机会减少,乙图中抑制剂与酶的非活性部位结合,导致酶活性部位的空间结构改变,底物无法与酶结合,若提高底物浓度后酶促反应速率增大,说明底物可以与酶结合,故抑制剂的作用机理如模型甲,C错误;蛋白质中的肽键可与双缩脲试剂发生紫色反应,高温处理改变了SOD的空间结构,肽键不断裂,D正确。

4.脱氧核苷三磷酸(dNTP)和双脱氧核苷三磷酸(ddNTP,ddNPα~Pβ~Pγ)的结构均与核苷三磷酸(NTP)类似,三者所含五碳糖的羟基(—OH)数目不同,ATP就是一种核苷三磷酸(NTP)。在DNA复制时,ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点,从而终止DNA片段延伸。下列叙述错误的是()

A.dNTP作PCR的原料时也可为DNA复制提供能量

B.组成dNTP的元素有C、H、O、N、P

C.ddNTP与dNTP竞争的延长位点是脱氧核苷酸链的5'末端

D.组成DNA片段的核苷酸中,Pα、Pβ和Pγ只有Pα保留

答案CdNTP和ddNTP具有与ATP(NTP)相似的结构,三者所含五碳糖的羟基数目不同,ATP、dNTP、ddNTP中的五碳糖分别是核糖、脱氧核糖、双脱氧核糖,dNTP水解,脱去两个磷酸基团,只保留离脱氧核糖最近的Pα,为脱氧核苷酸,为DNA的基本组成单位,该过程会断裂两个特殊化学键,释放能量,可为DNA复制提供能量,A、D正确;dNTP的元素组成和ATP一样,均为C、H、O、N、P,B正确;DNA复制时,子链由5'端向3'端延伸,故ddNTP和dNTP竞争的延长位点是脱氧核苷酸链的3'末端,C错误。

5.细菌紫膜质是一种膜蛋白,ATP合成酶能将H+势能转化为ATP中的化学能。科研人员分别将细菌紫膜质、ATP合成酶和解偶联剂(常见的如2,4-二硝基苯酚)重组到脂质体(一种由磷脂双分子层组成的人工膜),并照光进行实验,结果如图所示。下列叙述错误的是()

甲乙

丙丁

A.据甲、丙图分析,H+出入脂质体跨膜运输的方式都是主动运输

B.据乙、丙图分析,ATP合成酶合成ATP的动力直接来自细菌紫膜质两侧的H+浓度并非光能

C.ATP合成酶具有生物催化剂和物质运输功能

D.丁图无ATP产生,可能与解偶联剂破坏了H+的浓度差有关

答案A甲、丙图在光照条件下,H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度由脂质体膜外运到膜内,属于主动运输;丙图H+通过ATP合成酶顺浓度梯度从脂质体膜内运到膜外,不消耗能量,属于协助扩散,A错误。乙图有光照但无ATP产生,说明ATP合成酶不能直接通过光能催化ATP合成;丙图ATP合成酶能通过H+顺浓度梯度运输产生的势能催化ATP合成,同时可将H+运出脂质体,B、C正确。丁图无ATP合成,脂质体上有解偶联剂,且解偶联剂可将膜内的H+运出膜外,推测可能是解偶联剂降低了膜两侧H+浓度差,进而减少了化学势能,导致ATP无法合成,D正确。

6.(不定项)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是()

A.将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中,通过自身对照证明酶具有催化作用

B.两支试管中加入等量底物,分别加入等量酶或蒸馏水,此实验可证明酶具有高效性

C.设计pH对胰蛋白酶活性影响的实验方案时,可采用双缩脲试剂检测蛋白质的水解情况

D.设计温度对淀粉酶活性影响的实验方案时,需将淀粉和淀粉酶混合后置于不同温度处理

答案A通过对比将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液前后产生气泡的情况可进行自身对照,证明酶具有催化作用,A正确;要证明酶具有高效性,需要用酶和无机催化剂进行对照,B错误;胰蛋白酶的化学本质为蛋白质,遇双缩脲试剂也会发生紫色反应,C错误;若将淀粉酶和淀粉混合后置于不同温度中,在达到预设温度前,淀粉酶已开始催化淀粉水解,故设计温度对淀粉酶活性影响的实验方案时,需将淀粉和淀粉酶分别放置在不同预设温度下保温,一段时间后再混合,D错误。

7.图1是某种淀粉酶的活性与温度的关系曲线,图2是不同pH下,淀粉酶对淀粉作用1h后淀粉的剩余量。下列有关叙述正确的是()

图1

图2

A.图1中b、c两点通过改变温度条件均可明显提高反应速率

B.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同

C.图1的实验最好是在pH为7左右的条件下进行

D.应将淀粉酶保存在温度为40℃、pH为7的条件下

答案C图1中c点温度低,酶的活性受抑制,适当升高温度,酶活性恢复,化学反应速率提高,而b点温度高,酶的空间结构被破坏,已变性失活,降低温度,酶活性不可恢复,化学反应速率不会提高,A错误;图2中1h后淀粉剩余量与淀粉水解速率有关,淀粉剩余量越多,表示淀粉水解速率越低,酸性条件可促进淀粉水解,pH为3时反应体系为酸性,淀粉酶和酸性条件共同促进淀粉水解,pH为9时反应体系为碱性,只有淀粉酶可催化淀粉水解,故虽然pH为3和9时淀粉水解速率相同,但淀粉酶的活性不同,B错误;图1为研究温度对淀粉酶活性的影响实验,pH为无关变量,应相同且适宜,该淀粉酶的最适pH在7左右,故图1实验最好是在pH为7左右的条件下进行,C正确;酶应在低温和最适pH下保存,D错误。

8.小麦种子中含有α-淀粉酶(70℃活性不受影响,100℃高温下失活)和β-淀粉酶(70℃处理15min失活),某学习小组对这两种淀粉酶活性进行探究实验,步骤如表,相关叙述正确的是()

组别甲乙丙

第一步三组均加入等量α-淀粉酶与β-淀粉酶,加适量蒸馏水混合

第二步25℃处理15min70℃处理15min100℃处理15min

第三步三组均在25℃条件下加入等量且适量的淀粉溶液,一段时间后,测量三组淀粉剩余量

实验结果xyz

A.上述两种酶存在差异的直接原因就是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同

B.本实验的自变量是温度和酶的种类,酶量和淀粉剩余量为无关变量

C.比较三组实验结果可知:x>y>z

D.可通过比较z-y和y-x的大小来大致比较α-淀粉酶和β-淀粉酶活性大小

答案Dα-淀粉酶和β-淀粉酶的化学本质均是蛋白质,导致其存在差异的直接原因有氨基酸的种类、数目和排列顺序不同,肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同,A错误;实验过程中人为改变的对实验结果产生影响的因素为自变量,随着自变量的变化而变化的变量为因变量,除自变量外,可能还存在一些可变因素,能对实验结果造成影响,这些因素为无关变量,淀粉剩余量是因变量,B错误;由题干可知,25℃时两种淀粉酶都有活性,x为两酶共同水解淀粉时淀粉的剩余量,70℃处理15min后,β-淀粉酶失活,y为α-淀粉酶水解淀粉时淀粉的剩余量,100℃时两种淀粉酶都失活,z为加入的淀粉总量,比较三组实验结果可知xb>c

B.a、b、c表示酶的浓度,则a>b>c

C.a、b、c表示pH,则c>b>a

D.a、b、c表示温度,则不可能是c>b>a

答案B在一定条件下,酶在最适温度或pH时活性最大,高于或低于最适温度或pH,酶的活性都会下降,据此结合题意与分析题图可知,若a、b、c表示温度或pH,则在低于最适温度或pH的范围内,一定是a>b>c,但在高于最适温度或pH的范围内,则c>b>a,A、C、D错误;在底物充足,其他条件固定且适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度呈正相关,若a、b、c表示酶的浓度,则a>b>c,B正确。

7.某课外兴趣小组用图示实验装置验证酶的高效性。下列有关叙述正确的是(多选)()

A.两个装置中的过氧化氢溶液要等量且不宜过多

B.需同时挤捏两支滴管的胶头,让肝脏液和FeCl3溶液同时注入试管中

C.FeCl3、新鲜肝脏液中的过氧化氢酶都可以提高该反应的活化能

D.左边移液管内红色液体上升的速度比右边慢,最终液面比右边低

答案AB根据题干信息及装置图可确定过氧化氢的量属于无关变量,无关变量要保持相同且适宜,故两个装置中的过氧化氢溶液要等量且不宜过多,A正确;需同时挤捏两支滴管的胶头,让肝脏液和FeCl3溶液同时注入试管中的过氧化氢溶液中,保证催化剂同时起作用,B正确;FeCl3、新鲜肝脏液中的过氧化氢酶都可以降低该化学反应的活化能,C错误;由于过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3,因此左边移液管内红色液体上升的速度比右边快,由于过氧化氢的量相等,产生的氧气一样多,最终两侧移液管中的液面等高,D错误。

8.抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,如图为两种抑制剂的作用机理模型。相关叙述错误的是()

A.由模型A可知,酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础

B.由模型B可知,竞争性抑制剂通过竞争酶与底物的结合位点而影响酶促反应速率

C.由模型C推测,可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制

D.非竞争性抑制剂与底物结合位点以外的位点结合,通过改变酶构象影响酶活性

答案C酶的活性部位往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系,由模型A可知,酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础,A正确;分析模型B可知,竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,导致酶不能与底物结合,从而降低酶促反应速率,B正确;由模型C可知,非竞争性抑制剂与底物结合位点以外的位点结合,通过改变酶的空间结构,使酶失活,即使增加底物浓度也无法恢复酶活性,C错误,D正确。

9.受损伤的马铃薯细胞内酚氧化酶(PPO)和底物(酚类物质)直接接触,引起马铃薯的褐变。为探究温度对PPO活性的影响,实验小组进行如下实验:

(1)PPO粗提取液的提取:在(填“低温”或“高温”)条件下将新鲜马铃薯用蒸馏水洗净、去皮,取20g样品放入含50mL磷酸缓冲液(pH为5.5)的研钵中,同时加入少量石英砂,研磨、离心,上清液即为PPO的粗提液。加缓冲液研磨的目的是。

(2)不同温度下PPO活性的测定:

顺序试管

12345678

PPO粗提液2mL2mL2mL2mL

酚类底物2mL2mL2mL2mL

反应混合振荡

温度预处理(5min)0℃15℃30℃45℃

保温时间5min

记录结果+++++++++