高考生物二轮复习大概念整合二专题四细胞的生存需要能量和营养物质酶和ATP课件(共80张PPT)

(共80张PPT)
专题四　酶和ATP
降低化学反应活化能的酶
1．(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是
(　　)
A．基本单位是脱氧核苷酸
B．在细胞内或细胞外均可发挥作用
C．当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应
D．为维持较高活性，适宜在70～75 ℃下保存
B　
解析：B　耐高温的DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误；酶既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，B正确；DNA聚合酶发挥作用需要模板、原料和适宜的条件等，如进行PCR时需要模板DNA、引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和含Mg2＋的缓冲液等，C错误；高温会破坏酶的空间结构使酶失活，低温条件下酶的活性受到抑制，但空间结构稳定，因此酶适宜在低温条件下保存，D错误。
2．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见下表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　)
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ － －
Ay3-Bi-CB － － ＋＋ ＋＋＋
Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋
Bi － － － －
CB － － － －
A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
解析：B　由表可知，单独的Ay3和Ce5分别催化不同的底物，Ce5与Ay3-Bi-CB相连后，该酶对底物W2的催化能力加强，说明二者可能存在相互影响，A正确；无论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1和S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；对比Ce5-Ay3-Bi-CB和Ay3-Bi-CB两组肽链，去掉Ce5时，该酶对褐藻酸类底物的催化活性并没有改变，C正确；表中缺少去掉CB后的肽链对纤维素类底物的催化活性的数据，故无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。
(1)(2021·河北卷)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。(　　)
(2)(2021·浙江6月选考)设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择斐林试剂检测反应产物。(　　)
×
×
(3)(2021·浙江1月选考)1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵。
①制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是__________________________________________，以确保酶的活性。
②如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理)___________________________________________________________________________________。
保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖
1．厘清酶的原理、特性及影响酶促反应的三类曲线
(1)酶的作用原理
酶能降低化学反应的活化能(如图所示)。
①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是ac段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是bc段。
③酶降低的活化能是ab段。
(2)酶的特性曲线
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有高效性。
②图2中两曲线比较，表明酶具有专一性。
(3)影响酶促反应速率的因素曲线
①分析图1和图2：温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。
②分析图3：OP段限制酶促反应速率的因素是反应物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度。
提醒：①反应速率≠化学平衡
酶只是降低了化学反应的活化能，所能催化的是本来就能发生的反应，提高了反应速率，缩短了到达平衡点的时间，而平衡点的大小只能由底物的量来决定。
②酶促反应速率≠酶活性
温度和pH是通过影响酶的空间结构来改变酶活性的，进而影响酶促反应速率的；而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响反应速率的。
2．酶的特性相关探究实验
提醒：检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂检测。
命题点
围绕酶的本质、作用和特性考查生命观念及科学思维
1．H2O2溶液常用于伤口及环境消毒，会引起细菌等微生物细胞内蛋白质结构发生改变。CAT是一种过氧化氢酶，可用于去除消毒后残余的H2O2。关于CAT的叙述正确的是(　　)
A．基本单位是氨基酸或脱氧核苷酸
B．能提供分解H2O2所需的活化能
C．去除残余H2O2的效果与反应温度、pH有关
D．只能催化H2O2分解体现出CAT的专一性和高效性
C　
解析：C　CAT是一种过氧化氢酶，其本质是蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而非提供活化能，B错误；CAT是一种过氧化氢酶，可用于去除消毒后残余的H2O2，但其功能的发挥与温度和pH等有关，C正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，只能催化H2O2分解体现出CAT的专一性，但不能说明高效性(需要与无机催化剂相比)，D错误。
2．PET是一种造成“白色污染”的塑料。自然界中的L酶能破坏PET中的化学键，有利于PET的降解、回收和再利用。研究人员尝试对L酶进行改造，获得了一种催化活性更高的突变酶。如图表示突变酶对PET的降解率随时间变化的曲线。下列相关说法正确的是(　　)
A．随着温度升高，突变酶和L酶对PET的降解率
都会不断上升
B．突变酶和L酶都可以为PET中化学键的破坏提
供活化能
C．PET浓度增大，突变酶的活性会增加，导致其对PET的降解率上升
D．反应9小时以内，突变酶的活性和浓度会影响其对PET的降解率
D　
解析：D　温度太高会使酶变性，导致突变酶和L酶对PET的降解率下降，A错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，B错误；提高反应物浓度不会改变酶的活性，C错误；反应9小时以内，突变酶对PET的降解率逐渐上升，PET的降解受到酶的催化，其降解率受到突变酶的活性和浓度的影响，D正确。
命题点
围绕酶的影响因素及相关实验分析考查科学探究
3．鱼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，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A．本实验的自变量为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，直接原因在于不同鱼体内的ACP基因不同
C．由图可知，放置相同的时间，草鱼在pH约5.0、温度60 ℃条件下，鱼肉鲜味下降最快
D．pH低于4.2、温度超过55 ℃，对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理不同
解析：C　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，直接原因在于不同鱼体内的ACP结构不同，B错误；分析题意可知，肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降，由图示曲线可知，草鱼在pH 5.0、温度60 ℃条件下酸性磷酸酶相对活性最高，导致鱼肉鲜味下降最快，C正确；反应温度超过55 ℃与pH低于4.2，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，D错误。
4．氧自由基会破坏细胞膜和细胞器的结构与功能，危害机体健康。过氧化氢酶(CAT)可催化过氧化氢分解，减少低氧胁迫下产生的多余氧自由基。为探究低氧胁迫对鲢鱼血清中CAT活性的影响，某生物兴趣小组进行了如下实验。
第一步：选择形态相似、生理状态相同的鲢鱼120尾，均分为4组，每组3个平行实验，分别置于透明水箱中。
第二步：实验组用保鲜膜和塑料盖密封水箱，分别在鲢鱼全部存活(T1组)、半数窒息(T2组)、全部窒息(T3组)时检测水中的溶解氧(DO)含量，并用一次性灭菌注射器在尾椎处静脉采血。对照组(T0)为在低氧胁迫前测定DO值并进行尾椎静脉采血。
第三步：各组血样经离心后吸取上清液制备血清，测定血清CAT活性，结果如图所示。
回答下列问题：
(1)第一步中每组设置3个平行实验的目的是______________________。
(2)测定血清CAT活性时，需避免__________________________(答出2点)等无关变量对结果的影响。若采集血样后不能及时测定CAT活性，需将血清置于________________条件下临时保存。
(3)与T0组相比，T1、T2组CAT催化过氧化氢分解的效率较高，从酶的作用机理角度分析其原因是________________________________________
____________________________________________________________。
(4)请评价该实验方案的设置是否合理，并说明合理的理由或不合理的优化思路。
解析：(1)平行重复实验的目的是获得更多相同条件下的实验数据，通过统计平均值提高实验结果的准确性，排除实验结果的偶然性。(2)由题图可知，该实验的自变量为鲢鱼窒息数量，为了保证实验的准确性，实验过程中应严格控制温度、pH、反应时间等无关变量。低温时酶的结构没有被破坏，活性可恢复，有利于酶的保存，故保存血清需置于低温条件下临时保存。(3)酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能，与T0组相比，T1、T2组CAT催化过氧化氢分解的效率较高，说明T1、T2组条件下CAT降低化学反应活化能的效果更显著。
(4)实验目的“为探究低氧胁迫对鲢鱼血清中CAT活性的影响”，实验的自变量应该为DO含量，但在实验操作中，是以鱼的窒息情况为参考标准，对自变量水中的DO含量进行检测，无法准确控制自变量，所以该实验方案设置不合理。可改为精确设置一定梯度的DO含量并测定不同DO含量下鲢鱼血清的CAT活性。
答案：(1)排除实验结果的偶然性　(2)温度、pH　低温　(3)T1、T2组条件下CAT降低化学反应活化能的效果更显著　(4)不合理。该实验中以鱼的窒息情况为参考标准，对自变量水中的DO含量进行检测，无法准确控制自变量，可改为精确设置一定梯度的DO含量并测定不同DO含量下鲢鱼血清的CAT活性。
[技法提炼]　“四步法”分析评价实验题
1．(原因分析类)研究发现，溶酶体内pH为5.0左右，含有多种酸性水解酶，这些酶合成的场所为______，若这些水解酶少量进入细胞质基质不会引起细胞损伤，其原因是_______________________________________
_________________。
2．(批判性思维类)过酸、过碱、温度过高、温度过低对酶的结构影响一样吗？说明理由。_______________________________________________
________________________________________________________________________________________________________。
核糖体
细胞质基质与溶酶体内的pH不同，导致酶活性降低或失活
不一样，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高
3．(科学探究类)若要利用适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5%FeCl3溶液、0.01%过氧化氢酶溶液等材料用品，设计实验同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，请简要写出实验思路及预期的实验结果。
提示：①实验思路：实验分3支试管(组)，分别为加过氧化氢和过氧化氢酶溶液，过氧化氢和FeCl3溶液，过氧化氢和蒸馏水。或取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。观察各试管(组)中释放气泡(氧气)的快慢。
②预期的实验结果：O2的释放速度从快到慢依次是加酶溶液的试管(组)、加FeCl3溶液的试管(组)、加蒸馏水的试管(组)。
微专题2
细胞的能量 “通货”ATP
1．(2024·全国甲卷，改编)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成。ATP结构如图所示，图中～表示特殊化学键。下列叙述错误的是(　　)
A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C．β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂
D．光合作用可将光能转化为化学能储
存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键
C　
解析：C　β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误。
2．(2021·湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了
蛋白质结构与功能相适应的观点
B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，
不影响细胞信号传递
C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
B　
解析：B　通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响
蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋
白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。
(1)(2024·全国甲卷)ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量。(　　)
(2)(经典高考题)唾液淀粉酶水解淀粉需ATP水解提供能量。(　　)
(3)(2022·海南卷)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH____；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是______________________________________。
√
×
降低
载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变
1．ATP的结构与延伸
2．以ATP为核心，构建能量转化模型
载体蛋白的磷酸化与去磷酸化
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。去磷酸化是上一个反应的逆反应。
蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如图所示：
磷酸化和去磷酸化可给予或去除某种酶或蛋白质的某种功能，在生物代谢调控过程中有重要作用。
命题点
围绕ATP的结构与功能考查生命观念及科学思维
1．除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP用于多糖合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于蛋白质合成等。UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的。物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸：ATP＋UDP→ADP＋UTP。下列叙述正确的是(　　)
A．生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能
B．有氧呼吸也能产生其他核苷三磷酸
C．作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在磷酸基团中
D．各种物质的吸收均依靠ATP供能
A　
解析：A　分析题意可知，除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，故生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能，A正确；据题可知，UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的，故有氧呼吸不能直接产生其他核苷三磷酸，B错误；作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在特殊的化学键中，不是在磷酸基团中，C错误；除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，因此各种物质的吸收并非都依靠ATP供能，且有些物质的吸收是被动运输，不消耗能量，D错误。
2．细胞内有种马达蛋白能够与“货物”(囊泡或细胞器)结合，沿细胞骨架定向“行走”，将“货物”转运到指定位置，其机理如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．马达蛋白“行走”所需要的ATP可直接来自细胞质基质
B．浆细胞中马达蛋白功能异常可能会影响抗体分泌
C．细胞中合成细胞骨架和马达蛋白的原料不相同
D．图示转运“货物”的途径广泛存在于真核细胞中
C　
解析：C　细胞质基质中可以完成有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，且产生少量ATP，因此马达蛋白“行走”所需要的ATP可直接来自细胞质基质，A正确；抗体属于分泌蛋白，其分泌过程中，以囊泡的形式与马达蛋白结合，转运到细胞膜，该过程中需要马达蛋白催化ATP水解供能，所以在浆细胞中马达蛋白功能异常会影响抗体的分泌，B正确；细胞骨架的成分是蛋白质，合成蛋白质的原料是氨基酸，因此细胞中合成细胞骨架和马达蛋白的原料都是氨基酸，C错误；马达蛋白是通过与细胞骨架结合后，沿细胞骨架定向“行走”来转运“货物”的，在真核细胞中广泛存在，D正确。
命题点
关注载体蛋白的磷酸化
3．当细胞膜内侧的Ca2＋与其在细胞膜上的载体蛋白结合时，该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，使载体蛋白磷酸化。磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变，将Ca2＋释放到膜外。下列有关叙述正确的是(　　)
A．使用呼吸抑制剂不会影响Ca2＋的跨膜运输
B．Ca2＋载体蛋白磷酸化后空间结构发生变化，但活性未改变
C．Ca2＋载体蛋白磷酸化时，伴随放能反应的发生
D．可将该Ca2＋载体蛋白视为一种能催化ATP水解的酶
D　
解析：D　Ca2＋的跨膜运输为主动运输，使用呼吸抑制剂会影响Ca2＋的跨膜运输，A错误；被活化的Ca2＋载体蛋白水解ATP，ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白磷酸化，后者的空间结构发生变化，活性也被改变，B错误；Ca2＋载体蛋白磷酸化时，ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白，说明伴随ATP的水解，有吸能反应的发生，C错误；该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，可将该Ca2＋载体蛋白视为一种能催化ATP水解的酶，D正确。
4．(不定项)G蛋白是细胞表面受体和细胞质内信号的中介，其信号转导过程如图。活化的G蛋白能引发细胞内一系列的生理反应。霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，导致细胞内的无机盐离子过量流到肠道中。下列叙述不正确的是(　　)
A．霍乱毒素使G蛋白失去活性
B．霍乱毒素可能是一种GTP水解酶的抑制剂
C．霍乱毒素阻断了细胞的正常信号转导
D．霍乱毒素使人腹泻，大量脱水
A　
解析：A　霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，因而不能说明霍乱毒素使G蛋白失去活性，A错误；霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，据此可推测霍乱毒素可能是一种GTP水解酶的抑制剂，B正确；G蛋白是细胞表面受体和细胞质内信号的中介，而霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，进而阻断了细胞的正常信号转导，C正确；霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，导致细胞内的无机盐离子
过量流到肠道中，带走大量水分，使人
腹泻，表现脱水，D正确。
1．(获得结论类)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，分析该现象得到的结论是________________________
__________________________________________________________________________________。
①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离；②该过程中ATP既有合成又有水解；③部分32P标记的ATP是重新合成的
2．(科学探究类)ATP广泛存在于微生物细胞中，且在一定生理时期内含量较为稳定，因此利用ATP生物荧光检测技术能快速检测生活饮用水中的细菌数量，其原理如下图所示。
研究者发现，荧光素被氧化的过程中，Mg2＋能提高ATP与荧光素酶的结合能力，促进荧光的形成。为确定Mg2＋的最适浓度，研究者进行了相关实验，请简要写出实验思路：____________________________________
______________________________________________________________________________________。
将等量待测生活饮用水分别加入含有荧光素、荧光素酶、一系列Mg2＋浓度梯度的密封管内，振荡后用ATP荧光检测仪测得荧光值
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(限时：45分钟)
一、单项选择题
1．如图为某种酶的作用示意图，其中酶与底物通过碱基互补配对方式结合。据图分析，下列说法最不合理的是(　　)
课时作业
训练(四)　酶和ATP
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A．该酶能有效降低图中化学反应的活化能
B．该酶与双缩脲试剂反应会出现紫色反应
C．该酶能断裂底物RNA中的磷酸二酯键
D．该酶通过与底物RNA间碱基互补配对来体现专一性
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解析：B　据图可知，底物RNA在酶的作用下发生断裂，酶能有效降低化学反应的活化能，A合理；据图分析，该酶成分中含有RNA，可能并没有蛋白质，则可能不会有紫色反应，B不合理；据图分析，该酶将底物RNA断裂，则可断裂磷酸二酯键，C合理；从图中看出，该酶能与底物单链RNA结合，可知该酶通过与底物RNA间碱基互补配对来体现专一性，D合理。
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2．酸性磷酸酯酶广泛分布于动植物中，是生物中磷代谢的重要酶类。某实验室对其性质进行研究，结果如图，据图分析下列选项叙述错误的是
(　　)
注：OD420是指在波长420 nm时被检测物吸收的光密度，通常OD值越大，酶活力越高。
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A．该实验说明酶促反应速率越大酶活力越高
B．重金属离子对酸性磷酸酯酶的活性有抑制作用
C．探究温度对酸性磷酸酯酶活性影响的实验中，pH需维持在4.5左右
D．据图2推测，45 ℃以后，适当升高温度可以再次提高该酶活性
注：OD420是指在波长420 nm时被检测物吸收的光密度，通常OD值越大，酶活力越高。
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解析：A　图中三个图分别研究pH、温度和重金属离子对酶活力的影响，没有体现酶促反应速率高低，不能说明酶促反应速率越大酶活力越高，A错误。
注：OD420是指在波长420 nm时被检测物吸收的光密度，通常OD值越大，酶活力越高。
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3．物质M能被酶N催化分解，Pb2＋能与酶N牢固结合而使酶失活。某研究小组做了如下两组物质M的分解实验。
实验一：在最适pH和温度条件下探究一定范围内酶N的浓度对酶促反应速率的影响。
实验二：各组均加入等量微量Pb2＋，其他条件与实验一相同，测定酶促反应速率。
下列有关说法错误的是(　　)
A．实验一和实验二中的物质M都应保持过量的状态
B．Pb2＋是通过与物质M竞争相同结合位点使酶失活
C．若略微升高实验一的反应温度，酶促反应速率会接近实验二反应速率
D．实验一和实验二的自变量和因变量都相同
B　
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解析：B　分析题意可知，Pb2＋能与酶N牢固结合而使酶失活，无法推知Pb2＋与N的结合位点是否与M和N的结合位点相同，也可能是通过与其他位点结合导致酶空间结构变化而失活，B错误。
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4.过氧化物酶体是一种高度异质性的细胞器，在不同的细胞中形态和结构有所不同，含有酶的种类和数量也不同，其中过氧化氢酶是所有过氧化物酶体共有的。过氧化物酶体中存在简单的呼吸链，与线粒体中不同的是不与ATP的磷酸化作用耦联，不产生ATP。过氧化物酶体与线粒体利用氧气能力的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．过氧化物酶体存在简单的呼吸链，其起源可能与线粒体类似
B．过氧化氢可被过氧化氢酶分解为水和氧化，解除其对细胞的毒害作用
C．过氧化物酶体不产生ATP，其产生的能量以热能的形式散失
D．过氧化物酶体对氧气的敏感度强于线粒体，
有利于避免高氧对细胞的损伤
D　
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解析：D　据曲线图可知，线粒体对于氧气更为敏感，而过氧化物酶体利用O2的能力随O2浓度增加而增强，故过氧化物酶体可保护细胞免受高浓度氧的毒害，D错误。
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5．PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是食品和饮料行业最流行的塑料原料之一。科学家发现Ideonella sakaiensis(一种细菌)能够分泌一种被称为PET降解酶(PETase酶)的蛋白质，为验证PETase酶对PET的降解作用，研究者设计了相应实验。下列与实验相关的说法错误的是(　　)
A．实验的自变量是不同的塑料种类
B．PETase酶可从培养Ideonella sakaiensis的培养液中获得
C．实验温度应与Ideonella sakaiensis的生存温度接近
D．可用反应前后PET量的变化体现酶的作用效果
A　
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解析：A　实验的目的是为验证PETase酶对PET的降解作用，故该实验的自变量为PET中是否加入PETase酶，A错误。
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6．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。下列相关叙述错误的是(　　)
A．绿色植物合成ATP所需的能量只来自光合作用固定的太阳能
B．放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量可储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能
C．ATP水解产生的磷酸基团可使蛋白质磷酸化而发生空间结构的改变
D．剧烈运动时，细胞中ATP的合成与水解处于相对平衡状态
A　
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解析：A　绿色植物合成ATP的能量可以来自光能，也可以来自有机物中的化学能，A错误。
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7．酶的共价修饰调节通过对酶分子的氨基酸残基进行化学修饰改变酶活性，是一种可逆的调节系统，广泛存在于各种生物体内。酶的共价修饰调节最常见的方式是磷酸化，磷酸基团来自ATP。下列说法正确的是
(　　)
A．1分子ATP水解后产生2分子磷酸基团和1分子ADP
B．酶的共价修饰调节通过改变氨基酸序列来调节酶活性
C．蛋白酶的磷酸化共价修饰不会影响酶特定的空间结构
D．酶的磷酸化与去磷酸化有利于细胞代谢反应保持稳定
D　
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解析：D　1分子ATP水解得到1分子磷酸基团和1分子ADP，A错误；酶的共价修饰调节不会改变酶的氨基酸序列，但会对氨基酸残基进行化学修饰，B错误；蛋白质的磷酸化会改变其空间结构，引起其功能改变，C错误；酶的磷酸化与去磷酸化过程使酶活力保持稳定，有利于细胞内代谢反应保持稳定，D正确。
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二、不定项选择题
8．α-淀粉酶以随机的方式从淀粉分子内部水解淀粉，β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。如图表示50 ℃条件下β-淀粉酶的热稳定性在不同因素(30 mmol·L－1Ca2＋、2%淀粉)作用下的测定结果。下列叙述正确的是(　　)
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A．α-淀粉酶具有专一性
B．两种酶都不能将淀粉彻底水解
C．对照组中淀粉水解反应的活化能随时间延长而降低
D．2%淀粉处理最有利于长时间维持β-淀粉酶的热稳定性
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解析：AB　题中显示，α-淀粉酶以随机的方式从淀粉分子内部水解淀粉，体现了α-淀粉酶具有专一性，A正确；α-淀粉酶以随机的方式从淀粉分子内部水解淀粉，β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，二者都不能将淀粉彻底水解，B正确；题图显示，对照组在50 min时
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β-淀粉酶的活性丧失，不能催化淀粉水解，但淀粉水解反应的活化能一直不变，C错误；实验结果显示，对照组在50 min时β-淀粉酶的活性丧失，而用2%淀粉在处理前50 min，淀粉酶的活性显著高于对照组，且活性在处理20 min之前随时间增加活性增强，在处理20 min后随时间增强活性减弱。由图可见30 mmol·L－1 Ca2＋
＋2%淀粉与β-淀粉酶共存时，更
有利于较长时间维持β-淀粉酶的热
稳定性，D错误。
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9．脂肪堆积是造成肥胖的主要原因，食物中的脂肪经胰脂肪酶水解后可被人体吸收。Or是市售胰脂肪酶抑制剂类减肥药，但也有一些不良药物反应。我国科研工作者从中药中提取黄芩苷作为替换Or的候选药物进行实验，结果如表所示。下列有关叙述，正确的是(　　)
组别 使用药物 药物浓度/g·L-1 脂肪水解抑制率/%
1 Or 0.04 86.25
2 Or 0.02 66.20
3 Or 0.01 43.23
4 黄芩苷提取液 0.04 61.40
5 黄芩苷提取液 0.02 48.12
6 黄芩苷提取液 0.01 30.52
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A.本实验的对照组是第1组，其余组别均为实验组
B．在一定范围内，黄芩苷抑制胰脂肪酶活性的效果与其浓度呈正相关
C．黄芩苷提取自传统中草药，不可以随意使用，可能会产生不良药物反应
D．黄芩苷降低了胰脂肪酶活性，使其不能为脂肪水解提供能量
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解析：BC　本实验中的各组均为实验组，各组之间相互对比、对照，A错误；由表格可知，在实验浓度范围内，随黄芩苷提取液浓度的增大，脂肪水解抑制率逐渐增大，即在一定范围内，黄芩苷抑制胰脂肪酶活性的效果与其浓度呈正相关，B正确；根据题意“Or是市售胰脂肪酶抑制剂类减肥药，但也有一些不良药物反应”，黄芩苷虽然是提取自传统中草药，但其机理同Or类似，也是通过抑制脂肪水解(或降低胰脂肪酶的活性)来达到减肥的目的，不可以随意使用，也可能会产生不良的药物反应，C正确；由表格可知，黄芩苷降低了胰脂肪酶活性，但酶是通过降低化学反应的活化能来催化反应快速进行的，故胰脂肪酶不能为脂肪的水解提供能量，D错误。
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三、非选择题
10．甘薯是重要的粮食作物，其块根富含淀粉和淀粉酶。β-淀粉酶从淀粉的非还原性末端降解糖苷键生成麦芽糖。淀粉酶活性是影响淀粉糖化程度的主要因素，也是评价甘薯品质的重要指标之一。某同学选取了三个品种的甘薯分别测定其块根中β-淀粉酶的活性，结果如图所示：
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回答下列问题：
(1)β-淀粉酶水解淀粉的机制是________________。实验中可通过比较____________的生成量来初步判断β-淀粉酶活性的大小。
(2)根据实验结果能否确定β-淀粉酶的最适温度，并请说明理由：___________________________________________________________________________________________。
酶的热稳定性是评价其特性的重要指标，为进一步了解β–淀粉酶在60～80 ℃的热稳定性，请简要写出实验思路：_________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________。
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解析：(1)酶的作用机理是降低化学反应的活化能，进而起到催化的作用；β-淀粉酶从淀粉的非还原性末端降解糖苷键生成麦芽糖，故可通过比较麦芽糖的生成量来初步判断β-淀粉酶活性的大小。(2)通过题图分析，实验研究了40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃和
90 ℃几个温度条件下酶的活性，温度区间过大，不能确定β-淀粉酶的最适温度。为进一步了解β-淀粉酶在60～80 ℃的热稳定性，在60～80 ℃区间内选择更小的温度梯度进行实验，在不同温度下测定麦芽糖的生成量，比较其大小，生成量大的酶的热稳定性更好。
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答案：(1)降低化学反应的活化能　麦芽糖　(2)温度区间过大，不能确定β-淀粉酶的最适温度　在60～80 ℃区间内选择更小的温度梯度进行实验，在不同温度下测定麦芽糖的生成量，比较其大小
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11．胰脂肪酶和α-淀粉酶是影响脂肪和淀粉消化、吸收的关键酶，控制其活性可以有效减少糖类、脂质的吸收。花椒和辣椒是传统的调味香辛料，某研究小组制备了花椒(ZBM)和辣椒(CAL)的提取物，研究两者对脂肪酶和α-淀粉酶活性的抑制功能,回答下列问题。
注：IC50值越低，反映物质对酶活性的抑制能力越强。
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(1)测定α-淀粉酶活性时，分别将α-淀粉酶、α-淀粉酶＋提取物溶解于缓冲液中，各组实验37 ℃预处理10 min后加入1%的可溶性________________溶液，继续保温10 min，加入DNS试剂，沸水浴终止反应，定量检测________________的生成量，计算α-淀粉酶活性的抑制率。沸水浴用于终止反应的原理是____________________________________________
__________________________________。
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(2)研究小组研究了等浓度的两种提取物对脂肪酶和α-淀粉酶活性的抑制效果，结果如图所示。奥利司他和阿卡波糖分别是脂肪酶和α-淀粉酶的抑制剂，设置这两个处理组的作用及目的是__________________________
______________________________________________________________________________________________________________。
实验结果说明___________________________________________________
______________________________________________________________________________________________。
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解析：(1)酶具有专一性，一种酶能催化一种或一类化学反应，故测定α-淀粉酶活性时，分别将α-淀粉酶、α-淀粉酶＋提取物溶解于缓冲液中，需要加入底物淀粉；酶的活性可用单位时间生成物的量进行测定，故沸水浴终止反应后，定量测定还原糖(麦芽糖)的生成量；α-淀粉酶的本质是蛋白质，蛋白质在高温下变性失活，故沸水浴用于终止反应的原理是高温使酶变性失活。
注：IC50值越低，反映物质对酶活性的抑制能力越强。
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(2)本实验目的是研究花椒(ZBM)和辣椒(CAL)的提取物对脂肪酶和α-淀粉酶活性的抑制功能，而奥利司他和阿卡波糖分别是脂肪酶和α-淀粉酶的抑制剂，故设置这两个处理组的作用及目的是：作为对照，进一步探究ZBM和CAL的抑制作用；据图可知，ZBM和奥利司他对脂肪酶的抑制效果基本相同，而ZBM和阿卡波糖对α-淀粉酶的抑制效果也较为接近，而CAL不具有该功能，故实验结果说明：ZBM对于脂肪酶和α-淀粉酶活性具有较为显著的抑制作用，而CAL无此功能。
注：IC50值越低，反映物质对酶活性的抑制能力越强。
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答案：(1)(等量)淀粉　还原糖(麦芽糖)　高温使酶失活　(2)作为对照，进一步探究ZBM和CAL的抑制作用　ZBM对于脂肪酶和α-淀粉酶活性具有较为显著的抑制作用，而CAL无此功能