高考生物二轮复习限时集训：2　酶与ATP（含解析）

高考生物二轮复习限时集训
2　酶与ATP
[时间:20min]
1.细胞代谢在温和条件下快速发生离不开酶的催化作用,ATP是细胞生命活动的直接能源。下列有关酶和ATP的叙述中不正确的是 (　)
A.酶的合成场所不一定是核糖体
B.淀粉酶可促使唾液淀粉酶的水解
C.正常细胞中ADP和ATP的比值相对稳定
D.细胞质有ATP的分布,细胞核中也有
2.[2023·湖北荆州三模] ATP作为直接能源物质,可参与细胞中的许多化学反应,如反应:
A+ATP+H2OB+ADP+Pi+H+
下列相关叙述正确的是 (　)
A.ATP的3个磷酸基团具有相同的转移势能
B.该反应中A生成B的反应是放能反应
C.催化该反应的酶在偏酸性的环境中能够保持活性
D.细胞中该反应持续进行,会导致ATP的含量明显下降
3.[2023·江苏南通二模] 核酶是具有催化功能的小分子RNA,在特异地结合并切断特定的mRNA后,核酶可从杂交链上解脱下来,重新结合和切割其他的mRNA分子。下列关于核酶的叙述错误的是 (　)
A.核酶可通过催化磷酸二酯键的断裂,从而阻断靶基因的表达
B.核酶也能切割DNA,所以没有特异性
C.与不加核酶组相比,加核酶组mRNA降解较快
D.核酶与催化底物特异性结合时有氢键形成
4.[2023·广东汕头二模] 研究证实ATP既是能量“货币”,也可作为一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如下图所示。下列说法错误的是 (　)
A.图中神经细胞释放ATP的过程需要相关蛋白质参与并且耗能
B.ATP作为信号分子发挥作用的过程能体现细胞间的信息交流
C.靶细胞膜上存在ATP的受体能成为ATP作为信号分子的证据
D.细胞间隙中的ATP在有关酶作用下脱去磷酸基团生成腺嘌呤
5.[2023·北京海淀区一模] 图甲为酶作用模型及两种抑制剂影响酶活性模型。果蔬褐变的主要原因是PPO催化酚形成黑色素。某同学设计实验探究不同温度下两种PPO活性的大小,结果如图乙,其中酶A和酶B分别为两种不同的PPO。各组加入的PPO的量相同,下列叙述错误的是 (　)
A.由图甲推测,竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位,从而影响酶促反应速率
B.非竞争性抑制剂与酶结合后,改变了酶的空间结构,其机理与高温对酶活性抑制的机理相似
C.图乙实验的自变量是温度、酶的种类和抑制剂的种类,PPO用量是无关变量
D.在研究的温度范围内,图乙中相同温度条件下酶B催化效率更高
6.蛋白激酶A(PKA)的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化,改变了的蛋白质可以调节靶蛋白的活性。PKA有两个调节亚基和两个催化亚基,其活性受cAMP(腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调节(如图)。下列说法正确的是 (　)
A.调节亚基和催化亚基均有结合cAMP的结构位点
B.cAMP与催化亚基相应位点结合,导致各亚基分离并释放出高活性催化亚基
C.丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解
D.ATP是合成cAMP、DNA等物质的原料,也可作为生物的直接供能物质
7.涤纶是一种常用作包装材料和纺织用品的高分子化合物。提高涤纶的生物降解效率,回收水解产物对苯二甲酸(PTA),能有效减少涤纶对环境的污染。科研工作者以能降解涤纶的ICCG(一种角质酶)为研究对象开展相关实验。在一定数量的三角瓶中加入适量的涤纶和磷酸缓冲液、一定浓度的ICCG溶液,设置6个温度组别,在适宜条件下反应8 h,根据PTA的浓度来判断ICCG的活性大小,结果如下图。
回答下列问题。
(1)ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解,这体现了酶具有　　　　性。
(2)为探究ICCG水解涤纶的适宜温度,科研工作者先在40~90 ℃进行　　　　,再选取60~80 ℃进行实验。反应体系中加入磷酸缓冲液的目的是　　　　　　　　。
(3)附着在涤纶表面的重金属污染物可降低ICCG活性,原因是　。
(4)为进一步研究不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响,完善以下实验步骤。
实验试剂:一定浓度的ICCG溶液、三种不同浓度的铜离子溶液、涤纶、磷酸缓冲液等。
实验步骤:
步骤一:向等量的三种浓度的铜离子溶液中分别滴加　　　　　　　　　　,随后在　　　 　℃下处理30 min获得孵育液。
步骤二:各组在三角瓶中加入适量的涤纶、磷酸缓冲液,再分别加入等量的上述三组孵育液,在适宜条件下反应8 h,检测并比较　　　　　　　　　　。
8.[2023·湖南郴州模拟] 研究表明,珍珠粉具有抗炎、抗氧化、皮肤美白的功能。科研人员探究珍珠粉总提取物、珍珠粉蛋白对A375细胞酪氨酸酶活性和黑色素含量的影响,将A375细胞分为四组,每组设五个平行实验。
对照组:细胞无紫外线照射但添加珍珠粉总提取物(珍珠粉蛋白);
实验组1:细胞进行紫外线照射但不添加珍珠粉总提取物(珍珠粉蛋白);
实验组2:细胞添加珍珠粉总提取物(珍珠粉蛋白)后再进行紫外线照射;
实验组3:细胞进行紫外线照射后再添加珍珠粉总提取物(珍珠粉蛋白),结果如下表所示。
组别 珍珠粉总提取物 珍珠粉蛋白
酪氨酸 酶活性 黑色素 含量 酪氨酸 酶活性 黑色素 含量
对照组 0.065 0.063 0.065 0.086
实验组1 0.076 0.087 0.079 0.146
实验组2 0.097 0.091 0.081 0.102
实验组3 0.102 0.086 0.082 0.110
回答下列问题:
(1)对于珍珠粉总提取物,经紫外线照射的实验组1、2、3与对照组相比,细胞内酪氨酸酶活性　　　(填“升高”或“降低”),黑色素含量增多;添加珍珠粉蛋白的实验组2、3与未添加珍珠粉蛋白的实验组1相比,酪氨酸酶活性几乎没变化,而黑色素含量　　　　(填“增加”或“减少”),这说明珍珠粉蛋白　　　　,具有抵抗紫外线、美白的作用。
(2)酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处,它能将酪氨酸转化成黑色素,人的白化症状是由酪氨酸酶基因异常引起的,说明基因的表达与性状的关系是 　 。
限时集训(二)
1.B　[解析] 多数酶的本质是蛋白质,少数是RNA,其中RNA的合成场所不是核糖体,A正确;酶具有专一性,唾液淀粉酶的本质是蛋白质,能被蛋白酶水解而不能被淀粉酶水解,B错误;正常细胞中ATP合成和分解速率基本相等,所以ATP与ADP的比值相对稳定,C正确;细胞质中细胞质基质、线粒体和叶绿体内可以产生ATP,细胞核中的生命活动需要消耗ATP,所以细胞质和细胞核中都有ATP分布,D正确。
2.C　[解析] ATP中含有3个磷酸基团,远离A的磷酸基团具有较高的转移势能,A错误;分析题干中的反应,A生成B时伴随着ATP的水解,则该反应为吸能反应,B错误;分析题干,反应中有H+生成,若反应需要酶的催化,则催化该反应的酶在偏酸性条件下能够保持活性,C正确;细胞中ATP与ADP的转化处于动态平衡之中,不会因题中反应的进行造成ATP的含量明显下降,D错误。
3.B　[解析] 靶基因的表达包括转录和翻译两个过程,转录是将DNA的遗传信息转移到mRNA上,翻译是以mRNA为模板合成蛋白质,核酶可切断mRNA,使翻译过程无法进行,可以阻断靶基因的表达,A正确;核酶特异地结合并切断特定的mRNA,具有专一性,不能切割DNA,B错误;因为核酶可以切割mRNA,所以与不加核酶组相比,加核酶组mRNA降解较快,C正确;核酶是RNA,具有特定的碱基排列顺序,与mRNA特异性结合时要进行碱基互补配对,在碱基对之间有氢键形成,D正确。
4.D　[解析] 据图可知,神经细胞释放ATP的方式为胞吐,胞吐过程需要消耗能量,需要相关蛋白质参与,A正确;ATP作为信号分子与P2X受体和P2Y受体特异性结合,调节细胞的生命活动,可见ATP发挥作用的过程能体现细胞间的信息交流,B正确;信息分子需要与相应的受体特异性结合才能完成信息交流过程,故靶细胞膜上存在ATP的受体能成为ATP作为信号分子的证据,C正确;细胞间隙中的ATP在有关酶作用下脱去三个磷酸基团生成的物质为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,D错误。
5.C　[解析] 据图可知,竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位,说明竞争性抑制剂与底物可能具有类似结构,从而影响酶促反应速率,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,通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制,高温会使酶的空间结构被破坏,使酶的活性受到抑制,两者的作用机理相似,B正确;据图乙可知,实验的自变量包括温度、酶的种类,不包括抑制剂种类,PPO用量是无关变量,C错误;图乙中,各温度条件下酶B组酚剩余量都较少,所以相同温度条件下酶B催化效率更高,D正确。
6.C　[解析] 据图分析:活化的调节亚基与非活化的催化亚基可在cAMP的作用下产生无活性的调节亚基和游离态、活化的催化亚基,说明调节亚基具有结合cAMP的结构位点,催化亚基不具有结合cAMP的结构位点,A错误;据图可知,cAMP与调节亚基结合,使调节亚基和催化亚基分离,B错误;据题干的信息:PKA可将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化,ATP上的磷酸基团转移的过程即ATP的水解过程,C正确;腺苷酸环化酶催化ATP环化形成cAMP,故ATP不仅是生物的直接供能物质,还是合成cAMP的原料,但ATP水解后形成的AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)是合成RNA的原料,D错误。
7.(1)专一
(2)预实验　维持pH的稳定
(3)重金属使酶变性
(4)等量的ICCG溶液　72　PTA含量
[解析] (1)由于酶具有专一性,所以ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解。(2)为进一步实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性,在40~90 ℃进行预实验,再选取60~80 ℃进行实验。本实验测定酶的催化反应速率与温度的关系,所以为了减少误差,需要在反应体系中加入磷酸缓冲液,维持pH的稳定。(3)附着在涤纶表面的重金属污染物可降低ICCG活性,原因是重金属可以改变酶的结构从而使酶失活,即重金属使酶变性。(4)本实验是探究不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响,则自变量是铜离子的浓度,需要在不同浓度的铜离子溶液中处理ICCG,并且其他条件应该相同且适宜。涤纶的水解产物是对苯二甲酸(PTA),则可通过检测对苯二甲酸(PTA)的含量推测铜离子对ICCG活性的影响。步骤一:向等量的三种浓度的铜离子溶液中分别滴加等量的ICCG溶液,随后在72 ℃下处理30 min获得孵育液。步骤二:各组在三角瓶中加入适量的涤纶、磷酸缓冲液,再分别加入等量的上述三组孵育液,在适宜条件下反应8 h,检测并比较PTA含量,推测不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响。
8.(1)升高　减少　可以缓解因为紫外线照射而引起的黑色素含量上升
(2)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物的性状
[解析] (1)对于珍珠粉总提取物,结合实验数据可知,经紫外线照射的实验组1、2、3与对照组相比,细胞内酪氨酸酶活性升高,黑色素含量增多;添加珍珠粉蛋白的实验组2、3与未添加珍珠粉蛋白的实验组1相比,酪氨酸酶活性几乎没变化,而黑色素含量减少,这说明珍珠粉蛋白能缓解因为紫外线照射而引起的黑色素含量上升,因而推测珍珠粉蛋白具有抵抗紫外线、美白的作用。(2)酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处,它能将酪氨酸转化成黑色素,人的白化症状是由酪氨酸酶基因异常引起的,即酪氨酸酶基因异常导致细胞中酪氨酸酶缺乏,细胞中无法合成黑色素,因而表现为白化病,该现象说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物的性状。