高考生物一轮复习专题作业6：酶与ATP（含解析））

高考生物一轮复习专题作业
第6讲　酶与ATP
A组　基础题组
题组一　酶的本质、作用及特性
1.(2018北京大兴期末)下列关于酶的叙述错误的是(　　)
A.酶具有高效性,但受温度和酸碱度影响
B.每一种酶只能催化一种或一类化学反应
C.一旦离开活细胞,酶就失去催化能力
D.酶不一定能与双缩脲试剂发生紫色反应
答案　C　酶具有高效性,但受到温度和酸碱度的影响,A正确;酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应,B正确;在适宜条件下,酶在细胞内和细胞外都可发挥催化作用,C错误;酶的本质是蛋白质或RNA,RNA不能与双缩脲试剂发生紫色反应,D正确。
2.如图表示的是某类酶作用的模型。有关叙述正确的是(　　)
A.酶只能在活细胞中发挥催化作用
B.图中模型可用来解释酶的催化具有高效性
C.图中A表示酶,反应前后化学性质不发生变化
D.如果C、D表示两个单糖分子,则B表示麦芽糖分子
答案　C　酶的催化需要适宜的温度和pH,在细胞内或外,只要条件适宜,酶都能发挥作用,A错误;图中模型可用来解释酶的催化具有专一性,B错误;根据题图分析,图中A表示酶,反应前后化学性质不发生变化,C正确;一分子麦芽糖分解,可以产生2分子葡萄糖,图中C、D不同,C、D不能代表2分子葡萄糖,D错误。
3.(2018北京昌平期末)淀粉酶能将淀粉水解,图中字母和箭头分别表示不同淀粉酶及其作用部位,据图分析,下列说法不正确的是(　　)
A.β淀粉酶将淀粉水解成二糖
B.G淀粉酶可将淀粉完全水解
C.不同淀粉酶水解淀粉,产物不同
D.淀粉酶均可将淀粉水解成葡萄糖
答案　D　根据图中所提供的信息,β淀粉酶从淀粉链的外侧以两个葡萄糖为单位切割相应的化学键,其产物为二糖,故A正确;G淀粉酶从淀粉链的外侧以单个葡萄糖为单位水解淀粉,其产物应是葡萄糖,故B正确;综上可知,不同的淀粉酶水解淀粉的产物不同,故C正确,D错误。
题组二　酶活性的影响因素及相关曲线分析
4.如图为不同pH条件下唾液淀粉酶对淀粉的分解作用结果,下列相关分析正确的是(　　)
A.该实验可用碘液来准确测定淀粉分解的量
B.pH为4和pH为8时该淀粉酶的活性相同
C.pH由13调节到7,淀粉酶的活性迅速升高
D.弱酸环境对酶活性的影响小于弱碱环境的影响
答案　D　碘液可定性地检测淀粉存在与否,不可准确测定淀粉分解的量,A错误;由题图不能确定在pH为4和8时该淀粉酶的活性是否相同,B错误;pH达到13时,酶已经变性失活,再调至pH=7,酶活性也不能恢复,C错误;pH为5是弱酸环境,pH为9是弱碱环境,由1 h后淀粉的剩余量可知:弱酸环境对酶活性的影响小于弱碱环境的影响。
5.(2019北京东城期末)如图所示,某一化学反应进行到t1时,加入一定量的酶,该反应在最适条件下进行直到终止。以下叙述不正确的是(　　)
A.酶可降低该反应的活化能
B.t1~t2反应速率逐渐减慢
C.t2时酶失去活性
D.适当降低反应温度t2右移
答案　C　由图可知,加入酶后反应物在酶的催化作用下浓度开始快速下降,酶降低了反应的活化能,故A正确;反应速率随着反应进行逐渐减慢其原因是反应物浓度下降,B正确,t2时刻酶促反应停止其原因是反应物消耗殆尽,C错误;适当降低温度,酶促反应速率下降,所以t2会向右移动,D正确。
题组三　与酶相关的实验探究
6.在过氧化氢酶催化下,H2O2分解释放的O2与愈创木酚反应生成茶褐色产物;氧气产生越多,溶液颜色越深。为探究pH对酶活性的影响,某研究小组运用比色法,测定了5 min内茶褐色产物量的变化,结果见下图。下列叙述不正确的是(　　)
A.先将过氧化氢酶和反应物分别加缓冲液处理,一段时间后再混合
B.依据0~1 min的曲线斜率,可比较不同pH条件下的酶活性
C.pH为5~8的缓冲液处理组,反应结束时的产物相对量是不同的
D.在pH为3的缓冲液中过氧化氢酶因空间结构被破坏而失活
答案　C　该题探究pH对酶活性的影响,应先让底物和酶达到环境所处的pH,再将相同pH条件下的酶和底物混合,A正确;依据0~1 min的曲线斜率,可比较不同pH条件下的酶活性,斜率越大,酶活性越高,B正确;探究pH对酶活性的影响,底物的量为无关变量,各组要相同,pH为5~8的缓冲液处理组,最终产物相对量是相同的,C错误;过酸、过碱都会使酶因空间结构被破坏而失活,D正确。
7.某同学欲通过如图所示的装置进行探究影响酶促反应速率的因素的实验,下列分析错误的是(　　)
A.滤纸片上需附有过氧化氢酶
B.酶促反应速率可用滤纸片从烧杯底部到浮出液面的时间(即t3-t2)来表示
C.可通过设置不同pH的过氧化氢溶液来探究pH对酶活性的影响
D.为了提高实验的准确性,每个烧杯中需放多个滤纸片
答案　B　过氧化氢酶可催化过氧化氢水解,实验中可将酶附在滤纸片上,A正确;酶促反应速率可用滤纸片从进入液面的时间到浮出液面的时间(即t3-t1)来表示,B错误;探究pH对酶活性的影响时,可设置不同pH的过氧化氢溶液,C正确;为了避免实验的偶然性,提高实验的准确性,每个烧杯中需放多个滤纸片,D正确。
8.ATP是生物体内重要的能源物质,下图为人体内合成ATP的简图。有关叙述正确的是(　　)
A.催化甲、乙、丙、丁过程的酶肯定属于不同种酶
B.AMP可以作为合成ADP的原料,但不能作为RNA的原料
C.丁过程可能是光合作用或呼吸作用
D.图中的能量都是可逆的
答案　A　酶具有专一性,催化甲、乙、丙、丁过程的酶肯定属于不同种酶,A项正确;AMP即腺嘌呤核糖核苷酸,可以作为合成ADP的原料,也能作为RNA的原料,B项错误;丁过程为合成ATP的过程,在人体内只能是呼吸作用,C项错误;图中的物质是可逆的,能量是不可逆的,D项错误。
题组四　细胞的能量“通货”——ATP
9.下列有关ATP的叙述中,不正确的是(　　)
A.ATP中的A代表腺苷
B.ATP分子中含有3个高能磷酸键
C.细胞呼吸释放的能量不全用于形成ATP
D.叶绿体中既能合成ATP又能分解ATP
答案　B　ATP中的A代表腺苷,A正确;ATP分子中含有两个高能磷酸键,B错误;细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失掉,少部分用于形成ATP,C正确;叶绿体中光反应合成ATP,暗反应分解ATP,D正确。
B组　提升题组
一、选择题
1.下列关于酶的叙述,正确的是(　　)
A.酶既可作催化剂,某些情况下也可作为另一化学反应的底物
B.酶具有提高化学反应活化能的作用
C.同一生物体内各种酶的催化反应条件都相同
D.所有酶的合成都包括转录和翻译两个过程
答案　A　酶可作催化剂,当酶自身水解时,也可作为反应的底物,A正确;酶具有降低化学反应活化能的作用,B错误;同一生物体内不同酶的催化反应条件不一定相同,如胃蛋白酶的适宜pH为1.5,而唾液淀粉酶的适宜pH在7左右,C错误;酶是蛋白质或RNA,其中蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,而RNA的合成只需要转录过程,D错误。
2.如图是H2O2被分解的曲线,下列叙述正确的是(　　)
A.若b表示F催化的反应,则c可表示H2O2酶催化的反应
B.若a表示H2O2酶最适温度下的催化曲线,则c反应温度低于a
C.若b表示H2O2酶催化的反应,增加酶浓度后可用a表示
D.若b表示H2O2酶催化的反应,增加底物浓度后可用a表示
答案　C　与无机催化剂相比,酶具有高效性,反应速率更快,达到化学平衡的时间短,若b表示Fe3+催化的反应,则a可表示H2O2酶催化的反应,A错误;最适温度下,酶促反应速率最快,到达化学平衡的时间缩短,降低温度,反应速率减慢,到达化学平衡的时间延长,若a表示H2O2酶最适温度下的催化曲线,则c反应温度低于或高于a,B错误;在底物充足的情况下,增大酶浓度,反应速率加快,到达化学平衡的时间缩短,若b表示H2O2酶催化的反应,增加酶浓度后可用a表示,C正确;若b表示H2O2酶催化的反应,增加底物浓度,受酶量的限制,反应速率不一定增大,D错误。
3.(2018北京西城期末)下图为酶促反应曲线,Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似,可与底物竞争性结合酶的活性部位;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析错误的是(　　)
A.Km值越大,酶与底物亲和力越高
B.加入竞争性抑制剂,Km增大
C.加入非竞争性抑制剂,Vmax降低
D.非竞争性抑制剂破坏酶的空间结构
答案　A　Km值表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度,Km越大,说明底物越难与酶结合,酶与底物亲和力越低,A错误;竞争性抑制剂的作用机理为与底物竞争性结合酶的活性部位,加入竞争性抑制剂后底物与酶结合受限,Km增大,B正确;非竞争性抑制剂作用机理为与酶的非活性部位不可逆性结合,使酶活性部位功能丧失,加入非竞争性抑制剂,有活性的酶数量降低,Vmax降低,C正确;非竞争性抑制剂通过破坏酶的空间结构抑制酶促反应,D正确。
4.磷酸肌酸主要储存于动物和人的肌细胞中,是一种高能磷酸化合物。ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化。下列相关叙述错误的是(　　)
磷酸肌酸(C~P)+ADPATP+肌酸(C)
A.磷酸肌酸是能量的一种储存形式,是细胞内的直接能源物质
B.磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联
C.肌肉收缩时,在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相对稳定
D.可推测生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物,如GTP、CTP等
答案　A　磷酸肌酸是能量的一种储存形式,但不是细胞内的直接能源物质,A错误。
5.下列是研究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验,实验条件均为最适,实验结果如下:
实验一(乳糖浓度为10%)
实验二(酶浓度为2%)
酶浓度
相对反应速率
乳糖浓度
相对反应速率
0
0
0
0
1%
25
5%
25
2%
50
10%
50
4%
100
20%
65
5%
200
30%
65
以下分析正确的是(　　)
A.实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率不再增大
B.实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将减小
C.实验二若继续增大乳糖浓度,相对反应速率不再增大
D.实验二若将反应温度提高5 ℃,相对反应速率将增大
答案　C　酶浓度能影响酶促反应速率,且酶浓度越高,酶促反应速率越大,因此实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率将继续增大,A错误;实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将增大,B错误;由于受到酶浓度限制,实验二若继续增大乳糖浓度,其相对反应速率不再增大,C正确;实验二是在最适温度下进行的,此时酶活性最高,若再将反应温度提高5 ℃,相对反应速率将减小,D错误。
二、非选择题
6.(2018北京顺义一模)丝状温度敏感蛋白(FtsZ)是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质,几乎存在于包括结核杆菌的所有病原细菌中。FtsZ也是一种GTP酶,有一个GTP(三磷酸鸟苷)的结合位点,在GTP存在的条件下,可以在分裂细菌中间部位聚集成Z环,Z环不断收缩,引导细菌的细胞分裂。寻找靶向FtsZ的抑制剂,可有效抑制细菌的细胞分裂。为建立靶向FtsZ的新型抗菌药筛选模型,科研人员对大肠杆菌表达的FtsZ蛋白进行了相关研究。
(1)人类病原微生物耐药性的提高,严重影响传染性疾病治疗的成功概率。FtsZ抑制剂与以往的抗菌药相比不易形成耐药性,原因是FtsZ蛋白　　　　　　。?
(2)下图1表示利用荧光散射法测定FtsZ蛋白在体外的聚集程度。当加入　　　　时,FtsZ蛋白迅速聚集,由此可见,FtsZ在体外依然具备　　　　功能。实验选取BSA作为对照,原因是　　　　　　。?
图1
(3)下面两组实验研究温度对FtsZ酶活性的影响。
实验一:将FtsZ蛋白分别置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃,同时加入等量GTP混匀反应30 min,测定酶的活性,结果见图2。
实验二:将FtsZ蛋白分别置于25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃保温2 h,然后加入等量GTP混匀,置于37 ℃反应30 min,测定酶的活性,结果见图3。
①37 ℃不一定是FtsZ酶的最适温度,请你设计实验确定其最适温度,实验思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②实验一、实验二处理的区别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
③实验二的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
④当温度高于45 ℃时,酶的活性迅速丧失,原因是 。?
答案　(1)结构稳定　(2)GTP　催化　 不会在GTP的诱导下发生聚合反应　(3)①在30~45 ℃温度范围设置温度梯度;重复实验一;酶活性最高时对应的温度是最适温度　②实验一是先混匀再在不同温度下反应;实验二是先保温再加GTP　③测定酶具有催化活性的温度范围　④温度过高使蛋白质的空间结构遭到破坏,导致酶失活
解析　(1)题干表明,FtsZ蛋白结构稳定,所以FtsZ抑制剂不易形成耐药性。(2)依题意,FtsZ也是一种GTP酶,具有催化功能,分析图示,当加入GTP后,FtsZ蛋白的聚集程度迅速增大,说明FtsZ在体外仍具有催化功能。实验选取BSA作为对照,因为酶具有专一性,BSA不会在GTP的诱导下发生聚合反应。(3)①分析图2,酶的最适温度在30~45 ℃之间,欲探究酶的最适温度,需在30~45 ℃温度范围设置温度梯度,然后分别进行与实验一相同的实验步骤,酶活性最高时的温度就是最适温度。②分析图示,实验一是先让将FtsZ蛋白与等量GTP混匀,然后在不同温度下反应,而实验二是先将FtsZ蛋白在不同温度下保温,然后加入GTP。③④酶在高温下空间结构受到破坏,变性失活,实验二先将FtsZ蛋白在不同温度下保温,然后在37 ℃反应测定酶活性,可以测定出酶具有催化的温度范围。