新教材2024高考生物二轮专题复习整合训练3细胞内的酶和ATP

整合训练(三)细胞内的酶和ATP全员必做题1.[2023·河北省保定市高三二考]核糖核酸酶(RNAse)是一条肽链折叠形成的蛋白质，遇尿素会变性，去除尿素后，又会重新折叠具备活性。下列叙述正确的是()A．RNAse能参与转录，催化mRNA的合成B．肽链的折叠能影响RNAse的活性C．RNAse的活性和其氨基酸的排序无关D．RNAse和DNA酶都只促进碱基对的断裂2．[2023·广东深圳统考二模]许多药物是通过阻断酶活性而起作用的。制药公司研发药物时首先筛选出能够阻断酶活性的化合物，然后对该化合物进行修饰，使之更为有效。下列叙述错误的是()A．有些药物能结合在酶的底物结合区域起到阻断作用B．提升药物对酶的结合能力能够增强该药物的有效性C．理想的药物是能对绝大多数酶的活性起到阻断作用D．药物研发过程需要综合考虑药物对人体的各种影响3．[2023·山东聊城统考二模]α­变形菌的细胞膜镶嵌有光驱动蛋白，其作为“质子泵”可将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外，形成的H＋浓度梯度(化学势能)可用于ATP合成、物质的跨膜运输或驱动细菌鞭毛运动。如图为α­变形菌能量转化的部分示意图。下列叙述正确的是()A．质子泵将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外，有利于调节变形菌细胞的pHB．H＋从细胞内侧泵到细胞膜外过程中，光驱动蛋白的构象不会发生变化C．H＋从细胞内侧泵到细胞膜外没有消耗ATP，为被动运输D．α­变形菌的鞭毛运动可利用光能作为直接能源4．[2023·湖南岳阳统考二模]鱼被宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸，能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼类鲜味下降外因的系列实验中，实验结果如下图所示。下列有关叙述正确的是()A．本实验的自变量只有pH和温度，因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性B．不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同C.pH低于3.8、温度超过60℃，对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理不同D．由图可知，放置相同的时间，鮰鱼在pH6.0、温度40℃条件下，鱼肉鲜味下降最快5．[2023·山东菏泽统考二模]抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶COX(复合体Ⅳ)活性的氰化物时，仍能继续进行的呼吸，该过程产生的ATP较少，抗氰呼吸与交替氧化酶(AOX)密切相关，其作用机理如图所示。不能进行抗氰呼吸的植物缺乏AOX。研究发现，生长在低寒地带的沼泽植物臭菘的花序中含有大量的交替氧化酶。下列相关叙述错误的是()A．抗氰呼吸是一种不彻底的氧化分解，因此该过程生成的ATP较少B．细胞色素氧化酶和交替氧化酶均能催化O2与NADH结合生成水C．与细胞色素氧化酶相比，交替氧化酶对氰化物的敏感性较低D．臭菘花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉6．[2023·山东泰安统考二模](不定项)麦胚富含营养，但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸，极易酸败变质。为了延长麦胚贮藏期，科研人员研究了不同无机盐对脂肪酶活性的影响。下列说法错误的是()A．实验的自变量是无机盐的种类和浓度B．对照组和实验组必须设置相同的温度和pHC.不同浓度的NaCl均可以降低脂肪酶的活性D.KCl对脂肪酶活性的影响最小，是延长麦胚贮藏期的最佳选择7．[2023·福建省三明市宁化一中高三考试]加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“＋”越多表示去渍效果越好)，实验结果见下表。加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉C无酶洗衣粉(对照)血渍＋＋＋＋＋＋＋＋油渍＋＋＋＋＋＋＋＋根据实验结果回答下列问题：(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是__________；加酶洗衣粉B中添加的酶是__________；加酶洗衣粉C中添加的酶是__________。(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有____________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是____________________________________________________________。(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，固定化酶在生产实践中应用的优点是______________________________(答出1点即可)。8．[2023·黑龙江齐齐哈尔二模]六磷酸肌醇(植酸)广泛存在于谷物、豆类和油料作物中，禽类、猪等单胃动物不能分解植酸，饲料中植酸中的磷因不能被利用而随粪便排出，导致磷浪费。微生物分泌的植酸酶是一种畜禽饲料添加剂，能将植酸分解为肌醇和无机磷，提高了饲料中磷的利用率，但pH和蛋白酶等许多因素会对植酸酶的活性产生影响。科研人员对某种霉菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下相对活性的差异进行了比较研究，结果如下图1。回答下列问题：(1)据图1分析，该实验的自变量是________。植酸酶能够降低底物分子从________转变为________(均填某种状态)所需要的能量。(2)图1中pH为1时，这两种酶的相对活性都较低，甚至失活，原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)植酸酶的提取工艺流程如下：配制培养基→霉菌接种→液体发酵→除去菌体和杂质→纯化获得粗酶制剂→酶活性测定。检测植酸酶的活性可用在一定条件下________________________________________________________________________________________________________________________________________________表示。(4)已知雏鸡小肠中的pH约为6.0，小肠内含有胰蛋白酶，科研人员为了研究胰蛋白酶对植酸酶A与B活性的影响，将两种植酸酶在含有等量胰蛋白酶的适宜pH缓冲液(pH＝6.0)中保温一段时间，检测残留的植酸酶活性，结果如图2，根据实验结果推测两种植酸酶中植酸酶________更适合添加在雏鸡饲料中，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。重点选做题9.[2023·陕西省榆林市高三第一次月考]磺胺类药是一类常见的抑菌药，它与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，从而抑制二氢叶酸的合成，抑制细菌繁殖。其作用机理如图所示，下列有关说法错误的是()A．对氨基苯甲酸是合成二氢叶酸所需的原料B．对氨基苯甲酸的浓度会影响磺胺类药的效果C.磺胺类药的作用原理是破坏二氢叶酸的结构D．磺胺类药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂10．[2023·山西运城二模]为研究物质甲对α­淀粉酶活性的影响，某同学用物质甲溶液处理α­淀粉酶，在最适条件下测定酶促反应速率随时间的变化，结果如图所示。下列相关分析错误的是()A．物质甲可作为激活剂增强α­淀粉酶的活性B.该实验可滴加碘液来分析还原糖的产生量C.t1时，两组实验中的α­淀粉酶的活性不同D．若将反应温度升高10℃，通常情况下t2和t3均右移11．[2023·陕西省榆林市高三统考]磷酸肌酸(C～P)是一种存在于肌肉和其他兴奋性组织(如脑和神经)中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定条件下可以相互转化。细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸(C)，可以在短时间内维持细胞中ATP的含量相对稳定。下列叙述错误的是()A．1分子ATP水解后可得1分子腺苷、1分子核糖和3分子磷酸B．磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能C．剧烈运动时，肌肉细胞中磷酸肌酸与肌酸含量比值会有所下降D．细胞中的磷酸肌酸对于维持ATP含量的相对稳定具有重要作用12．(不定项)一般认为生物膜上存在一些能携带离子通过膜的载体分子，载体分子对一定的离子有专一的结合部位，能选择性地携带某种离子通过膜，载体的活化需要ATP，其转运离子的情况如图。下列相关叙述正确的是()A．据图分析可知载体分子与酶都具有专一性B.温度可通过影响呼吸酶的活性来影响植物根系对矿质元素的吸收C．磷酸激酶与ATP水解有关，磷酸酯酶与ATP合成有关D．失活的载体在膜中磷酸激酶和ATP的作用下又可使其磷酸化，而再度活化13．(不定项)具膜小泡的H＋－ATPase的活性将建立起一个内部的pmf(质子动力势)，这个质子动力势将会驱动放射性底物的吸收(如图甲中45Ca2＋的吸收)，图乙表示小泡中Ca2＋浓度的影响因素。据图分析下列叙述正确的是()A．加入Ca2＋通道，Ca2＋将顺浓度从小泡中漏出B．Ca2＋只积累在小泡内，而不是结合在小泡膜上C．降低细胞内O2浓度，会直接抑制小泡对Ca2＋的吸收D．FCCP可能是消除质子梯度的化合物14．[2023·福建省三明市高三月考]某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。成分：含碱性蛋白酶等。用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时，使用温水效果最佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。请回答下列问题：(1)质检局针对该洗衣粉设计了如上装置进行实验如图所示。该实验的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验，并把结果用曲线图A、B表示。①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为____________。②在0℃和75℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③该学生在实验过程中可通过观察____________________来判断酶的催化效率。(3)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少答两点)。整合训练（三）1．解析：RNAse能水解RNA，不参与转录，催化mRNA合成的酶是RNA聚合酶，A错误；根据题意可知，核糖核酸酶重新折叠具备活性，折叠破坏则失去活性，因此RNAse的活性和肽链的折叠有关，B正确；核糖核酸酶（RNAse）是一条肽链折叠形成的蛋白质，氨基酸排列顺序影响蛋白质分子的结构，进而影响蛋白质的活性，即RNAse的活性和其氨基酸的排序有关，C错误；RNAse和DNA酶分别水解RNA和DNA，作用于核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。答案：B2．解析：酶能起催化作用，主要是通过酶与底物结合起作用的，有些药物能结合在酶的底物结合区域起到阻断作用，提升药物对酶的结合能力能够增强该药物的有效性，A、B正确；药物研发过程需要综合考虑药物对人体的各种影响，由于酶具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应，为避免对正常生理活动造成干扰，理想的药物是只针对某一类酶活性起阻断作用的，C错误，D正确。答案：C3．解析：质子泵将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外，改变了细胞的pH，所以有利于调节变形菌细胞的pH，A正确；光驱动蛋白属于载体蛋白，在运输物质过程中发生构象的变化，所以H＋从细胞内侧泵到细胞膜外过程中，光驱动蛋白的构象发生了变化，B错误；H＋从细胞内侧泵到细胞膜外需要光能驱动，为主动运输，C错误；α­变形菌的鞭毛运动消耗的能量是ATP中的化学能，不能利用光能作为直接能源，D错误。答案：A4．解析：由图示曲线可知，本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类，因变量是酸性磷酸酶（ACP）的相对活性，A错误；不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于控制合成ACP的基因不同，B错误；反应温度超过60℃与pH低于3.8，鳝鱼肌肉ACP都会因为空间结构的改变失去活性，影响机理是相同的，C错误；由图示曲线可知，鮰鱼在pH6.0、温度40℃条件下酸性磷酸酶相对活性最高，导致鱼肉鲜味下降最快，D正确。答案：D5．解析：抗氰呼吸也是彻底的氧化分解，抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量更多，则合成的ATP就更少，A错误；细胞色素氧化酶和交替氧化酶均参与细胞呼吸的第三阶段，能催化O2与NADH结合生成水，B正确；抗氰呼吸与交替氧化酶（AOX）密切相关，说明存在氰化物时在AOX的作用下仍能进行呼吸作用，所以交替氧化酶对氰化物的敏感性较低，C正确；生长在低寒地带的沼泽植物臭菘的花序中含有大量的交替氧化酶，可通过抗氰呼吸产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉，D正确。答案：A6．解析：分析题图，横坐标为无机盐浓度，即无机盐浓度为自变量，图中共有三条曲线，故无机盐的种类也为本实验的自变量，A正确；实验需要严格控制变量，遵循对照和单一变量原则，其他条件相同且适宜，本实验中温度和pH为无关变量，需要保持一致，B正确；分析图中NaCl随浓度变化对脂肪酶活性影响曲线可知：随NaCl浓度增大，酶活性先下降后上升，在大于50×10－9mol/L后，其活性高于对照组，说明此时NaCl增强脂肪酶活性，因此并非所有浓度的NaCl均可以降低脂肪酶的活性，C错误；KCl对脂肪酶活性的影响曲线趋势较为平稳，基本与对照组酶活性水平持平，对脂肪酶活性影响较小，结合题干“但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸，极易酸败变质”，可知KCl并不能延长麦胚贮藏期，D错误。答案：CD7．解析：（1）分析表格可知，加酶洗衣粉A去除血渍效果好，加酶洗衣粉B去除油渍效果好，加酶洗衣粉C去除血渍和油渍效果都好，说明加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶；加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。（2）由于洗衣粉中的蛋白酶可能会分解蚕丝织物中的蛋白质而损伤衣物，因此不宜用加酶洗衣粉A和C洗涤蚕丝织物。（3）因为酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质，使污渍易从衣物上脱落，所以相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好。（4）固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。固定化酶在生产实践中应用的优点是固定化酶能够被反复利用，从而能降低生产成本。答案：（1）蛋白酶脂肪酶蛋白酶和脂肪酶（2）加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C蚕丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解（3）酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开（4）固定在载体上的酶可以被反复利用，可降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）8．解析：（1）图1中自变量包括横坐标对应的不同pH以及植酸酶的种类；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能，植酸酶能够降低底物分子从常态转变为活跃状态。（2）植酸酶是蛋白质，pH较低时，植酸酶的空间结构被改变而变性失活，导致相对活性较低。（3）酶的活性即是酶的催化效率，可用在一定条件下单位时间内植酸的分解速率表示，即植酸酶所催化植酸分解为肌醇和无机磷的反应速率。（4）根据图2分析，植酸酶A与胰蛋白酶共同孵育一段时间后活性高于植酸酶B，即在含有胰蛋白酶的pH＝6.0缓冲液中保温较长时，残留的植酸酶A相对活性较高，故植酸酶A更适合添加在雏鸡的饲料中。答案：（1）pH和植酸酶的种类常态（容易发生化学反应的）活跃状态（2）过酸会使植酸酶的空间结构遭到破坏，使酶活性降低，甚至失活（3）植酸酶所催化植酸分解为肌醇和无机磷的反应速率（合理即可）（4）A在含有胰蛋白酶的pH＝6.0缓冲液中保温较长时，残留的植酸酶A相对活性较高（合理即可）9．解析：由题意可知，磺胺类药与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，从而抑制二氢叶酸的合成，可见对氨基苯甲酸是合成二氢叶酸所需的原料，A正确；磺胺类药的作用机理是与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，当对氨基苯甲酸的浓度较高时，磺胺类药竞争结合酶的活性中心的量减少，反之亦然，因此对氨基苯甲酸的浓度会影响磺胺类药的效果，B正确；磺胺类药的作用原理是与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，使得底物对氨基苯甲酸不能合成二氢叶酸，因此磺胺类药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，C错误，D正确。答案：C10．解析：根据实验结果，物质甲处理后的淀粉酶活性较强，因此其可作为激活剂增强α­淀粉酶的活性，A正确；碘液只能检测淀粉的剩余量，B错误；t1时，虽然两组实验的酶促反应速率相同，但是实验组完成酶促反应的速度较快，说明该组中α­淀粉酶活性较强，C正确；上述实验在最适温度下进行，若将反应温度升高10℃，通常情况下酶促反应速率减慢，t2和t3均右移，D正确。答案：B11．解析：1分子ATP初步水解可得到一分子ADP和一分子磷酸，ATP彻底水解后得到1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸，A错误；磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能，直接能源物质是ATP，B正确；剧烈运动时，消耗ATP加快，ADP转化为ATP的速率也加快，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，产生肌酸，导致磷酸肌酸和肌酸含量的比值会有所下降，C正确；由题意可知，细胞中的磷酸肌酸对维持ATP含量的稳定具有重要作用，D正确。答案：A12．解析：题干信息“载体分子对一定的离子有专一的结合部位”，说明载体分子有专一性，一种酶只能催化一种或者