2025届高考生物学二轮复习考点创新提升练：细胞代谢-酶与ATP（含解析）

2025届高考生物学二轮复习考点创新提升练细胞代谢-酶与ATP题型考法酶本质及作用判断与分析（1）结合教材内容，通过设计实验对酶的本质、作用、特性等进行考查。如依据特定的结果判断酶的本质、作用及特性。（2）利用曲线、表格等形式的信息对影响酶促反应速率的因素进行考查。如依据酶促反应的底物、生成物总量变化曲线分析影响酶促反应速率的因素和影响酶活性的因素。（3）设计实验探究温度、pH、抑制剂、激活剂等对酶活性、酶促反应速率的影响。如以温度为自变量，探究不同温度对酶活性的影响。对已给出的不完整的实验步骤进行补充，对有瑕疵的实验方案进行纠错等。考点提升1.当细胞开始进入有丝分裂时，细胞质中的ATP水平会迅速降低，持续的低能量状态会激活AMPK进入线粒体内使MCU磷酸化，帮助钙离子大量地进入线粒体内从而促进线粒体ATP的产生并维持整个细胞的能量稳态，染色体的正常分离需要由MCU介导产生的ATP提供能量。下列说法正确的是()A.细胞进入有丝分裂时，核DNA和蛋白质的合成都消耗ATPB.线粒体ATP的产生不仅受到呼吸酶活性影响，也受钙离子调节C.MCU基因大量敲除的细胞会较多地阻滞在有丝分裂后期D.MCU基因大量敲除后染色体分离可由细胞质基质产生大量ATP供能创新思路：细胞进入有丝分裂期后，线粒体中钙离子浓度突然快速增加，该过程需要线粒体钙单向转运蛋白（MCU）参与，由内膜两侧的H+浓度梯度提供动力。Ca2+可以促进有氧呼吸相关酶的活性，从而加强有氧呼吸，为细胞提供更多的能强。2.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。传统美食姜撞奶的制作过程;将牛奶煮沸后冷却至一定的温度,快速冲入盛有现榨姜汁的容器中。下列有关叙述错误的是()A.将牛奶煮沸后冷却至一定的温度再冲入姜汁，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,延长凝固时间D.将生姜磨成姜汁有利于释放出生姜细胞中的生姜蛋白酶创新思路：酶需要适宜的温度和pH值，在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活。3.Gabija细菌防御系统具有抗病毒作用，其防御作用与GajA酶有关。正常浓度的ATP会抑制GajA酶的活性，病毒侵入后高强度的转录会激活GajA酶，激活的GajA酶能对外来病毒的核酸进行切割，从而抵抗病毒的感染。下列有关叙述错误的是()A.激活的GajA酶能破坏病毒核酸分子的磷酸二酯键B.GajA酶被激活的原因是高强度的转录消耗大量ATPC.病毒的入侵会显著降低细菌细胞中ADP/ATP的值D.病毒入侵后，激活的GajA酶的空间结构会发生改变创新思路：酶具有专一性，限制酶可识别特定序列，切制特定位点。4.2024年冬季，哈尔滨部分餐饮店将冻梨切片摆盘招待南方“小金豆”再次登上热搜。“冻梨”是东北地区人们冬季特有的一种食物，深受当地人的喜爱。下列有关叙述错误的是()A.将普通白梨冰冻成乌黑色冻梨的过程中，低温并没有破坏细胞结构B.低温保存水果不仅可以减缓微生物繁殖，也可以抑制一些酶的分解作用C.冷冻水果基本不会影响它的营养价值，含有丰富的膳食纤维、维生素等，但偏寒凉，多食易引发腹泻D.冻梨储存不当，也会变质5.拟南芥中的RuBP羧化酶在一定条件下既能催化CO2固定，又能催化C5与氧反应生成CO2和C3，下列有关RuBP羧化酶的叙述，正确的是()A.与其他酶相比较，RuBP羧化酶不具有专一性B.RuBP羧化酶能为CO2固定提供所需的活化能C.提取RuBP羧化酶时，研磨叶片时应加入无水乙醇D.RuBP羧化酶发挥作用需适宜的温度和pH等条件6.磷酸肌酸（C～P）是在肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物，其在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基团很快转移到ADP分子上，从而生成肌酸（C）和ATP，使细胞内ATP含量维持在一定水平。下列相关叙述正确的是()A.磷酸肌酸和ATP均为细胞内的直接能源物质B.磷酸基团转移到ADP分子上需要ATP合成酶参与C.剧烈运动时，肌肉细胞中的（C～P）/C比值升高D.肌肉细胞中ATP的合成主要发生细胞质基质中7.某地红粒小麦的穗发芽率明显低于白粒小麦,已知穗发芽率与淀粉水解有关。为探究α-淀粉酶和β-淀粉酶活性在两种小麦穗发芽率差异中的作用,科研人员取穗发芽时间相同、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,经相应处理后进行了如下实验:甲组:红粒管1、白粒管1各加入相应提取液0.5ml→加入1ml缓冲液→加入适量某试剂使α-淀粉酶失活→加入1ml淀粉→37℃保温适当时间→冷却至常温加适量碘液乙组:红粒管2、白粒管2各加入相应提取液0.5ml→加入1ml缓冲液→X处理→加入1ml淀粉→37℃保温适当时间→冷却至常温加适量碘液结果显示:甲组两管显色结果无明显差异,乙组的红粒管2颜色显著深于白粒管2下列叙述错误的是()A.红、白粒小麦提取液应去除淀粉,加入缓冲液的目的是维持pHB.乙组实验中的X处理是加入等量某试剂使β-淀粉酶失活C.甲、乙两组利用减法原理,分别研究α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性对发芽率的影响D.实验结果表明α-淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因

8.植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列说法错误的是()条件及产物组别果胶多聚半乳糖醛酸酶Ca2+Mn2+55℃半乳糖醛酸①++--+②+++-③++-+-+++④++--+++注：“+”表示存在和量的多少，“-”表示无。①～③组在常温下实验A.分析①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受不同离子的影响B.分析①④组可知，其自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量C.55℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度D.该实验可证明多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性9.ATP处理能使酚类（对人体有较高的营养价值）含量上升从而延长黄瓜保鲜时间，4CL是酚类合成的关键酶。研究小组将鲜切黄瓜在1.6mmol/LATP处理10min后，测定其在10℃、72h贮藏期间的4CL活性。结果如下图所示（CK为对照组）。下列叙述错误的是()A.ATP处理后鲜切黄瓜4CL酶活性呈先升后降的趋势B.ATP处理48h后，鲜切黄瓜的4CL酶活性和总酚的含量均最高C.低温储存能延长黄瓜保鲜时间，因此本实验须在相对低温条件下完成D.可增设不同ATP浓度处理以探究促进黄瓜保鲜的最适ATP浓度10.脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为脱氧核酶RadDz3与靶DNA结合并进行定点切割的示意图。切割断裂位点位于底物鸟嘌呤核苷酸中的脱氧核糖4’碳原子位置，导致脱氧核糖裂解，从而使底物DNA链断裂。下列叙述错误的是()A.RadDz3具有专一性B.RadDz3脱氧核酶含有C、H、O、N、P等元素C.RadDz3分子内部碱基间具有氢键D.RadDz3水解底物DNA中的磷酸二酯键11.细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP（腺苷—磷酸）之间的关系式来表示，称为能荷。能荷=（[ATP]+1/2[ADP]）/（[ATP]+[ADP]+[AMP]）。[ATP]+[ADP]+[AMP]指总腺苷酸系统（ATP、ADP和AMP的总和）的浓度；[ATP]+1/2[ADP]指ATP及相当ATP的浓度。高能荷时，ATP生成过程被抑制，ATP的利用过程被激发；低能荷时，其效应相反。下列相关叙述正确的是()A.小麦叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体基质中都含有ATP合酶B.当细胞内的所有腺苷酸充分磷酸化为ATP，其能荷值最大为1C.人体红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程都会引起细胞能荷增大D.当细胞内用于转录形成RNAAMP含量较高时，ATP的含量一定高12.ATP的合成是细胞内重要的反应之一，而ATP的合成需要ATP合成酶的参与。ATP合成酶主要由伸在膜外的亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成，在跨膜质子（H+）动力势能下推动合成ATP，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是()A.ATP合成酶具有运输和催化的作用B.如图所示结构可以为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜C.ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，利于与膜结合部位的稳定D.若ATP中特殊的化学键全部断裂后，产物有腺苷和三个磷酸基团13.马铃薯削皮后置于空气中一段时间后表面会变成黑色或褐色，这种现象被称为“酶促褐化反应”。科学家研究发现，该反应主要是因为马铃薯中的儿茶酚氧化酶可催化儿茶酚和氧气反应生成褐色的对羟基醌。某实验小组利用儿茶酚溶液和儿茶酚氧化酶溶液，以耗氧量为检测指标探究温度对儿茶酚氧化酶活性的影响，实验结果如下表。回答下列问题：温度/℃1015202530354045耗氧量/mL28.643.236.329.221.110.04.10.7(1)实验的无关变量有_________（答出一点即可），实验过程中应该将每组的儿茶酚和儿茶酚氧化酶_________（处理），一段时间后再将相同温度下的两种物质混合，再将混合物置于对应恒温箱中保温。(2)据实验结果推测儿茶酚氧化酶的最适温度在_________℃之间。实验结束时，45℃下溶液颜色最浅，判断依据是_________。(3)生活中还发现，冬季原本不甜的红薯在放置一段时间，经过霜冻（气温为5℃~10℃）后，就会变得很甜。红薯为什么会变甜呢？有研究表明：经低温处理后，红薯细胞淀粉水解酶活性增加促进淀粉水解，使红薯变甜。现利用以下实验材料设计实验对此研究结论进行验证，请完善实验思路并预期结果。（注：淀粉等多糖不具甜味，而淀粉水解产物麦芽糖、葡萄糖等具有甜味；麦芽糖、葡萄糖具有还原性）主要实验材料用具：10%淀粉溶液、经低温处理过的红薯细胞的淀粉酶提取液和未经低温处理的红薯细胞的淀粉酶提取液（红薯为同一品种、白心、处理前生理状态完全相同）、试管、量筒、两支滴管、恒温水浴锅、斐林试剂等①实验思路：取两支试管，编号1、2，向其中各加入2mL_________。用两支滴管分别向1号试管中加入1mL经低温处理的红薯细胞的淀粉酶提取液，向2号试管中加入_________，并摇匀。一段时间后，分别向两支试管中加入斐林试剂，并水浴加热2min，观察比较两试管产生砖红色沉淀的情况。②预期实验结果：_________。

答案以及解析1.答案：B解析：A、细胞进入有丝分裂前，需要进行一系列的准备工作，包括DNA的复制和蛋白质的合成。这些过程都是耗能过程，需要消耗ATP。但是，当细胞正式进入有丝分裂时，核膜核仁已经解体，染色质高度螺旋化形成染色体，此时细胞核已经不存在，因此核DNA的合成（实际上在有丝分裂前的间期已完成）和蛋白质的合成都不是在有丝分裂期间进行的，且这些过程虽然消耗ATP，但并非直接在有丝分裂开始时进行，A错误；B、根据题干信息，“持续的低能量状态会激活AMPK进入线粒体内使MCU磷酸化，帮助钙离子大量地进入线粒体内从而促进线粒体ATP的产生并维持整个细胞的能量稳态”。这说明线粒体ATP的产生不仅受到呼吸酶活性的影响（呼吸酶催化呼吸链反应，产生ATP），还受到钙离子的调节。MCU（线粒体钙单向转运体）的磷酸化促进了钙离子进入线粒体，进而影响了线粒体的代谢和ATP的生成，B正确；C、MCU的主要作用是促进钙离子进入线粒体，从而增加线粒体ATP的产生。如果MCU基因被大量敲除，那么钙离子进入线粒体的量会减少，导致线粒体ATP的产生减少。这会影响整个细胞的能量稳态，进而可能影响有丝分裂的多个阶段，而不仅仅是后期。此外，染色体的正常分离需要由MCU介导产生的ATP提供能量，因此MCU的缺失更可能导致细胞阻滞在前期或中期，而不是后期，C错误；D、细胞质基质确实能为细胞代谢提供能量，但主要是通过呼吸作用的第一阶段，即葡萄糖的分解产生少量的ATP。大量的ATP主要是通过线粒体产生的，D错误。故选B。2.答案：C解析：高温会使酶的空间结构发生改变，从而使酶变性失活，将煮沸的牛奶冷却至一定的温度再冲入姜汁可防止生姜蛋白酶失活，A正确；快速冲入可使牛奶中的酪蛋白与姜汁中的生姜蛋白酶更好接触，提高反应速率，B正确；增加生姜汁量可增加生姜蛋白酶的量，可提高酶促反应速率，但不能提高蛋白酶的活性，C错误；将生姜磨成姜汁，破坏了植物细胞的结构，有利于释放出生姜细胞中的生姜蛋白酶，D正确。3.答案：C解析：A、依据题干信息，激活的GajA酶能对外来病毒的核酸进行切割，核苷酸之间通过磷酸二酯键进行连接，故激活的GajA酶能破坏病毒核酸分子的磷酸二酯键，A正确；B、依据题干信息，正常浓度的ATP会抑制GajA酶的活性，当高强度的转录消耗大量ATP，会导致ATP低于正常水平，激活GajA酶，B正确；C、病毒的入侵会导致ATP消耗增多，故会提高细菌细胞中ADP/ATP的值，C错误；D、病毒入侵后，GaiA酶被激活，既由抑制状态变为激活状态，激活的GaiA酶的空间结构会发生改变，D正确。故选C。4.答案：A解析：将普通白梨冰冻成乌黑色冻梨的过程中，细胞结构受到了破坏，A错误；5.答案：D解析：A选项RuBP羧化酶在一定条件下既能催化CO2固定，又能催化C5与氧反应生成C3和C2，RuBP羧化酶具有专一性×B选项酶能降低化学反应所需的适化能，不熊为化学反应提供适化熊，因此RuBP羧化酶不能为CO2固定提供所需的活化能×C选项无水乙醇会破坏酶的结构，在提取RuBP羧化酶实验中，研磨叶片时不应该加入无水乙醇×D选项酶的特性之一是作用条件较温和，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高√6.答案：B解析：由题意可知，磷酸肌酸在肌酸激酶的催化下，将磷酸基团转移到ADP分子上，从而生成肌酸（C）和ATP，ATP是细胞内的直接能源物质，A错误；磷酸基团转移到ADP分子上需要ATP合成酶参与，进而合成ATP，B正确；剧烈运动时，肌肉细胞中的磷酸肌酸去磷酸化参与ATP的合成，此时肌酸含量增加，磷酸肌酸含量减少，故肌肉细胞中的（C~P）/C比值降低，C错误；肌肉细胞通过有氧呼吸合成ATP，该反应主要发生在线粒体中，D错误。7.答案：C解析：据题干信息可知该实验的目的是探究α-淀粉酶和β-淀粉酶活性在两种小麦穗发芽率差异中的作用，实验的自变量是淀粉酶的种类及小麦种子种类，无关变量如温度、pH等需相同且适宜；加入缓冲液的目的是维持pH；为了防止提取液中的淀粉对实验有干扰，实验前需去除提取液中的淀粉，A正确。甲组加入适量某试剂使α-淀粉酶失活，其目的是保证甲组中使淀粉水解的酶是β-淀粉酶，则乙组需加入等量某试剂使β-淀粉酶失活，保证使淀粉水解的酶是α-淀粉酶，甲、乙两组分别去除了提取液中的相应酶，采用的是减法原理，B正确、C错误。甲组去除了α-淀粉酶、含有β-淀粉酶，实验结果无明显差异，说明引起小麦穗发芽率差异的不是β-淀粉酶；乙组去除了β-淀粉酶、含有α-淀粉酶，实验结果有明显差异，说明引起小麦穗发芽率差异的是α-淀粉酶，D正确。8.答案：D解析：A、由①④组条件只有温度不同,自变量为温度,因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性,检测指标为半乳糖醛酸的量,A正确；B、由①②③条件为离子不同,因变量为半乳糖醛酸的量,表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响,B正确；C、喷施Mn2+制剂,半乳糖醛酸增多,能促进果实的软化和成熟脱落,缩短果实成熟期,C正确；D、多聚半乳糖醛酸酶具有专一性,D错误。故选D。9.答案：B解析：A、据图分析ATP处理组的曲线，可知ATP处理后鲜切黄瓜4CL酶活性呈先升微微后降的趋势，A正确；B、实验的因变量是4CL酶活性，据图分析ATP处理组的曲线，ATP处理48h后，鲜切黄瓜的4CL酶活性最高，但不能判断总酚的含量，B错误；C、低温储存时可能4CL活性相对较高，会使酚类含量上升从而延长黄瓜保鲜时间，因此本实验须在相对低温条件下完成，C正确；D、本实验只是单一的在1.6mmol/LATP的条件下做的测定，若要探究促进黄瓜保鲜的最适ATP浓度可增设不同ATP浓度处理，D正确。故选B。10.答案：D解析：A、脱氧核酶RadDz3与靶DNA结合并进行定点切割，说明RadDz3具有专一性，A正确；B、脱氧核酶的本质是DNA，所以含有C、H、O、N、P等元素，B正确；C、图中RadDz3脱氧核酶分子内部碱基间是通过氢键相连，C正确；D、RadDz3切割断裂位点位于底物鸟嘌呤核苷酸中的脱氧核糖4’碳原子位置，导致脱氧核糖裂解，从而使底物DNA链断裂，D错误。故选D。11.答案：B解析：A、叶绿体基质是暗反应的场所，无合成ATP的酶，不能合成ATP，A错误；B、分析题意可知，当细胞内的所有腺苷酸充分磷酸化为ATP，其能荷值最大为1；当细胞内所有腺苷（酸）去磷酸化为AMP时，能荷值为零，据此推测能荷数值的变动范围在0-l之间，B正确；C、人体红细胞吸收葡萄糖的过程是协助扩散，不消耗ATP，不会导致细胞能荷增大，C错误；D、合成RNA的AMP高时，ATP不一定高，因为ATP的含量取决于线粒体的代谢强度，D错误。故选B。12.答案：D解析：A、ATP合成酶既可协助H+运输，也能催化ATP形成，故ATP合成酶具有运输和催化的作用，A正确；B、光合作用的光反应和有氧呼吸都可以产生ATP，如图所示为膜结构上有ATP的合成，所以该结构为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜，B正确；C、ATP合成酶跨膜部位是生物膜成分中磷脂的尾部，呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定，C正确；D、ATP中全部特殊的化学键断裂后，