【高考突破方案】专题3 第1讲 酶和ATP -（习题课件） 高考生物一轮复习

(共36张PPT)
专题 3
细胞的能量供应和利用
第1讲　酶和ATP
1.（2024·雅礼中学月考）多酶片是治疗消化不良、食欲缺乏的常用药物，下图为某品牌多酶片的主要成分，下列分析错误的是(　　)
一、单项选择题
本品为复方制剂，每片含胰酶300毫克、胃蛋白酶13毫克。辅料：蔗糖、滑石粉、硬脂酸镁、Ⅱ－树脂、川蜡、柠檬黄色素。
A.辅料中的蔗糖、滑石粉等制成糖衣包裹在最外层
B.胰酶应包裹在多酶片的最内层
C.嚼服多酶片可能会降低其治疗效果
D.若将多酶片在生理盐水中化开，再加入双缩脲试剂，不会出现紫色
答案：D
【解析】D　胃蛋白酶的最适pH为1.5，所以在生理盐水中胃蛋白酶几乎无活性，而胰酶的最适pH为6.5～8.0，在生理盐水中有较高活性，故胰酶会将胃蛋白酶分解，但胰酶本身为蛋白质，加入双缩脲试剂会显紫色，D错误。
2.竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是(　　)
A.酶的活性中心能和竞争性抑制剂、底物同时结合
B.竞争性抑制剂或底物与酶结合，不会导致酶失活
C.竞争性抑制剂会增加化学反应所需的活化能
D.竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除
答案：B
【解析】B　由图1可知，酶的活性中心均能和竞争性抑制剂、底物结合，但不能同时结合，A错误；据图2中底物浓度增加时，酶促反应速率加快可知，竞争性抑制剂或底物与酶结合，不会导致酶失活，B正确；竞争性抑制剂会抑制酶的活性，不会增加化学反应所需的活化能，C错误；由图2可知，当底物浓度达到一定程度时，酶促反应速率与只有底物时接近，说明竞争性抑制剂的抑制作用能通过增加底物浓度来解除，D错误。
3.（2024·江苏二模改编）科学探究是生物学科核心素养之一。下列有关教材实验探究的说法，正确的是(　　)
A.“探究pH对酶活性的影响”实验，实验温度属于无关变量，实验过程中无需
控制
B.“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验需要设置有氧和无氧两种条件，其中有
氧的为实验组，无氧的为对照组
C.设计预实验是为了避免实验偶然性，排除其他干扰因素对实验结果的影响
D.“探究土壤微生物的分解作用”实验，实验后观察落叶分解情况，对照组现
象比实验组要明显
D
【解析】D　探究pH对酶活性影响的实验，实验的自变量是pH，温度属于无关变量，应保持相同且适宜，并不是无需控制的，A错误；“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验，通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞的呼吸方式，运用对比实验法，有氧条件和无氧条件都是实验组，B错误；进行预实验是为正式实验摸索实验条件，检验实验设计的科学性与可行性，减少浪费，C错误；在“探究土壤微生物的分解作用”的实验中，对照组的土壤不做处理（自然状态），实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，实验组中落叶的分解速度明显低于对照组的分解速度，D正确。
4.下列有关酶的探究实验的叙述，正确的是(　　)
C
选项 探究内容 实验方案
A 酶的高效性 用FeCl3溶液和过氧化氢酶分别催化等量的H2O2分解，待H2O2完全分解后，检测产生的气体总量
B 酶的专一性 用淀粉酶催化淀粉水解，检测是否有大量还原糖生成
C 温度对酶活性的影响 用α-淀粉酶分别在100 ℃、60 ℃和0 ℃下催化淀粉水解，充分反应后，用碘液检测淀粉水解程度
D pH对酶活性的影响 用淀粉酶在不同pH条件下催化淀粉水解，用斐林试剂检测
【解析】C　用FeCl3溶液和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，检测单位时间内产生的气体总量，可以反映酶的高效性，待H2O2完全分解后，产生的气体总量相等，不能反映高效性，A错误；验证酶的专一性，实验需要鉴定淀粉和蔗糖是否被淀粉酶分解，用斐林试剂进行检测，B错误；探究温度对α-淀粉酶活性的影响，自变量为温度，可以在低于最适温度、最适温度和高于最适温度等至少三种温度下，检测底物水解的情况，可用碘液检测，C正确；探究pH影响酶的催化活性，底物不能用淀粉，因为淀粉可以在酸性条件下水解，D错误。
5.（2024·长郡中学月考）氮元素是植物生长发育必不可少的营养元素。NRT1.1（硝酸盐转运蛋白）会根据外界环境的硝酸盐浓度，通过位点的磷酸化和去磷酸化在高亲和力和低亲和力之间切换，来完成氮素的吸收，保证了植物细胞对氮素的需求，如图表示硝态氮的转运过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A.图示中，细胞外的硝态氮进入细胞的方式为协助扩散
B.改变细胞质的pH不会影响高亲和力下的硝态氮转运
C.NRT1.1只能特异性运输硝态氮
D.在磷酸化和去磷酸化过程中转运蛋白的构象会发生变化
答案：D
【解析】D　由图可知，硝态氮进入细胞需要载体协助，消耗H＋的电化学势能，方式为主动运输，A错误；改变细胞质的pH会影响H＋的转运，同时影响硝态氮的运输，B错误；由图可知，NRT1.1可以运输硝态氮和H＋，C错误；转运蛋白在磷酸化和去磷酸化的过程中构象会发生变化，以便转运物质，D正确。
6.在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有关推测不合理的是(　　)
A.腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴随着1分子ADP的形成
B.腺苷酸激酶的数量多少可能影响细胞呼吸强度
C.腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡的维持有关
D.ADP转化成ATP时所需的能量可来自乳酸发酵
【解析】A　腺苷酸激酶将1分子ATP末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上形成1分子ADP，同时1分子ATP失去1个磷酸基团形成1分子ADP，总共形成2分子ADP，A错误。
A
7.双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料(　　)
注：X在ddNTP中表示H，X在dNTP中表示OH。
①dGTP、dATP、dTTP、dCTP
②dGTP、dATP、dTTP
③α位被32P标记的ddCTP
④γ位被32P标记的ddCTP
A.①③　　　　　　 B.①④
C.②③ D.②④
答案：A
【解析】A　PCR过程需要模板、引物、DNA聚合酶、相应的缓冲液和原料，因为要获得不同长度的子链DNA片段，所以在合成DNA过程中要加入所有的原料dGTP、dATP、dTTP、dCTP和在碱基“C”位置使子链的延伸终止的ddCTP；DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸，因此要将32P标记在α位置，A正确。
二、不定项选择题
8.（2024·雅礼中学月考）随着生物技术的发展，酶在工业生产中的应用越来越广泛。在酶的工业应用中，通常需要在相对较高的温度下进行反应，因此研究酶的热稳定性十分重要。下图所示曲线①表示在各种温度下某酶活性相对于最高酶活性的百分比。将该酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，即下图中曲线②。据实验数据分析，下列叙述正确的是(　　)
A.该实验的自变量是温度，因变量是相对酶活性和残余酶活性
B.由曲线①可知，该酶的最适温度是80 ℃，因此应该在80 ℃条件下保存
该酶
C.在工业生产中使用该酶的最佳温度范围是70～80 ℃
D.测定曲线②的各数据时应在该酶的最适pH下进行
答案：AD
【解析】AD　酶应在低温条件下保存，而不是在最适温度下，B错误。由曲线②可知，随着温度升高，酶的热稳定性降低，70 ℃后下降得更快；综合①②曲线，该酶使用时应在活性较高，热稳定性也较高的温度范围，即 60～70 ℃，C错误。
9.“酶—底物中间物”假说认为，酶(E)在催化反应中需要和底物(S)形成某一种中间物[酶—底物复合物(ES)]，再进一步反应生成产物(P)。反竞争性抑制剂(I)是一类只能与ES结合，但不能直接与游离酶结合的抑制剂。该类抑制剂与ES结合后，导致产物无法形成。下列说法正确的是(　　)
A.反竞争性抑制剂与酶的结合位点可能是底物诱导酶空间结构改变产生的
B.在底物充足的条件下，反竞争性抑制剂的作用会随着酶量的增加不断增加
C.在底物浓度较低时，反竞争性抑制剂不发挥作用
D.随着底物浓度的增加，反竞争性抑制剂的抑制作用不断减弱
答案：A
【解析】A　根据题意，反竞争性抑制剂(I)是一类只能与ES结合，但不能直接与游离酶结合的抑制剂，因此反竞争性抑制剂与酶的结合位点可能是底物诱导酶空间结构改变产生的，A正确；在底物充足的条件下，随着酶量的增加，酶—底物复合物增多，而反竞争性抑制剂含量有限，故反竞争性抑制剂的作用会减弱，B错误；在底物浓度较低时，也存在酶—底物复合物(ES)，反竞争性抑制剂会发挥作用，C错误；随着底物浓度的增加，酶量也要增加，酶—底物复合物越多，反竞争性抑制剂的抑制作用才会不断减弱，D错误。
10.（2024·长沙适应性考试）某种酶由 RNA 和蛋白质组成，可催化某前体RNA转化为相应产物。不同细菌内该酶的组成不同，大肠杆菌内该酶由M1－RNA和C5蛋白组成，枯草芽孢杆菌内该酶由P－RNA 和 P 蛋白组成。为探究该酶不同组分的催化功能，研究人员用以上材料进行了相关实验，结果如下表所示（表中“＋”表示有，“－”表示无）。
实验组 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
前体RNA ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
P－RNA ＋ ＋ ＋ － － － － － －
P蛋白 ＋ － － ＋ ＋ － － － －
M1－RNA － － － ＋ － ＋ ＋ － －
C5蛋白 － ＋ － － － ＋ － ＋ －
产物 ＋ ＋ － ＋ － ＋ ＋ － －
下列关于该实验的分析推理，正确的是(　　)
A.依据第⑨组结果可排除前体RNA进行自我催化
B.在一定条件下，单独的蛋白质组分具有催化活性
C.C5蛋白可改变 P－RNA的空间结构并影响其功能
D.只能用 M1－RNA 研究蛋白酶对RNA组分催化功能的影响
答案：ACD
【解析】ACD　第⑨组在仅有前体RNA底物的情况下无产物，可排除自我催化，A正确；从⑤⑧组实验结果来看，单独的蛋白质没有催化活性，B错误；单独的P－RNA没有催化活性，但与P蛋白或C5蛋白混合后具有催化活性，功能由结构决定，C正确；从实验结果可知只有单独的M1－RNA具有催化活性，D正确。
三、非选择题
11.胰脂肪酶是肠道内脂肪水解的关键酶，黑木耳醇提物可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究黑木耳醇提物对胰脂肪酶活性的影响，在环境适宜、酶量一定的条件下进行实验，得到的黑木耳醇提物对胰脂肪酶酶促反应速率影响的曲线如图1所示，黑木耳醇提物影响胰脂肪酶催化的可能作用机理如图2所示。
(1)图1中的酶促反应速率可通过检测___________________________________来表示，分析曲线可知，黑木耳醇提物对胰脂肪酶活性具有　　　作用。
(2)图2中脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，说明酶具有　　　　的特点。结合图1分析，黑木耳醇提物的作用机理应为图2中的　　　（填“B”或“C”），排除另一种可能的理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________。
单位时间内甘油（或脂肪酸）的生成量
抑制
专一性
B
由 C 可知，黑木耳醇提物通过与脂肪竞争酶活性位点降低酶促反应速率，该种抑制可通过增加底物浓度得到缓解，与图1中实验组的曲线不符
(3)为研究不同pH条件下黑木耳醇提物对胰脂肪酶活性的影响，研究小组进行了相关实验，结果如图3所示。
①本实验的自变量是　　　　　　　　　　　　　。由图可知，加入黑木耳醇提物后胰脂肪酶的最适pH　　　　（填“变大”或“变小”）。
②在pH为7.4的条件下，欲探究黑木耳醇提物浓度对胰脂肪酶活性的影响，请简要写出实验设计思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
pH和是否加入黑木耳醇提物
变大
在pH为7.4的条件下，配制一系列浓度梯度的黑木耳醇提物溶液，分别加入若干实验组，对照组加入等量蒸馏水，测定单位时间内生成物含量的变化，比较分析得出结论
12.枸杞为药食同源的植物，生产枸杞鲜果果汁过程中易发生酶促褐变，影响其外观、风味甚至导致营养损失。多酚氧化酶(PPO)可催化单酚类物质（无色）生成褐色醌类物质。请回答下列问题：
(1)为了防止枸杞果汁发生褐变，应________（填“升高”或“降低”）枸杞果实细胞中PPO的活性，酶活性是指____________________________。
(2)将枸杞鲜果快速研磨，离心后得到多酚氧化酶(PPO)粗提取液，必须在低温下处理和保存的原因是________________________________________________________________。
降低
酶对化学反应的催化效率
低温下酶的空间结构稳定，酶活性低，且在适宜温度下酶的活性可恢复
(3)研究小组开展食品添加剂对多酚氧化酶(PPO)活性影响的实验，结果如下图所示。据图可知，两种食品添加剂均可______多酚氧化酶(PPO)的相对酶活性，并选用______________作添加剂处理鲜枸杞效果更好。
(4)短时(3 min)高温处理也可抑制褐变，但高温会破坏果汁中某些营养成分。请你提出一种实验思路，探究既能有效防止褐变，又能保留营养成分的最佳温度：_____________________________________________________________________________________。
降低
L－半胱氨酸
设置一系列高温的温度梯度，短时间处理后，分别测定PPO相对酶活性和某些营养成分的含量