专题四 酶与ATP考点一 酶的本质及在代谢中的作用1.(2022·海南卷，4)关于生物体产生的酶的叙述，错误的是( )A.酶的化学本质是蛋白质或RNAB.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁解析 本题考查酶的本质和特性的相关知识，考查知识的识记，难度小。酶是由活细胞产生的具有催化的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数RNA也具有生物催化功能，A正确；脲酶溶于水后能够催化尿素分解成氨和二氧化碳，B正确；蛋白酶可以催化蛋白质水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，他们都是属于水解酶，C正确；植物细胞细胞壁由纤维素和果胶组成，细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成，而酶具有专一性，纤维素酶只能催化水解纤维素，所以D错误。答案 D2.(2022·福建卷，1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( )A.蛋白酶 B.RNA聚合酶C.RNAD.逆转录酶解析 核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，主要由RNA和蛋白质构成，其功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链；当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，余下的物质主要是RNA，据此可推测催化该反应的应是RNA。答案 C12\n3.(2022·新课标全国卷Ⅱ，6)关于酶的叙述，错误的是( )A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物解析 本题考查酶的结构、功能、分布和作用原理等内容，意在考查考生的理解能力和应用能力。同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如催化有氧呼吸的酶，A正确；低温未破坏酶的空间结构，低温处理后再升高温度，酶活性可恢复，高温可破坏酶的空间结构，B错误；酶可以降低化学反应的活化能，从而提高化学反应速率，C正确；酶可以催化化学反应，也可以作为另一个反应的底物，如唾液淀粉酶可以催化淀粉的分解，又可以被胃蛋白酶水解，D正确。答案 B4.(2022·安徽卷，2)细胞代谢受酶的调节和控制。下列叙述正确的是( )A.激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢B.代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率C.同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同D.对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化解析 本题考查酶和激素的作用，意在考查考生的理解能力。激素既可以通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢，也可以通过影响靶细胞内酶基因的表达来调节酶的数量从而调节细胞代谢，A错误；细胞代谢的终产物可通过提高或降低酶的活性来调节代谢速率，B正确；同一个体不同功能的细胞内酶的种类不同，C错误；一个细胞在不同时期，其功能可能会发生相应变化，因而酶的种类和数量可能会随之改变，D错误。答案 B5.(2022·四川卷，4)下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是( )A.利用果胶酶提高水果的出汁率B.滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解C.滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率D.利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率解析 本题考查催化剂的作用原理和酶的相关知识，12\n意在考查考生的理解能力。催化剂加快反应速率的原理是其降低了反应的活化能，酶属于生物催化剂；A、B两选项描述的现象涉及酶的催化作用，C选项描述的现象涉及无机催化剂的催化作用。提高温度可以加快胡萝卜素在萃取液中的溶解速率，但该过程没有涉及催化剂的作用，也没有涉及降低化学反应活化能原理，D错误。答案 D6.(2022·新课标全国卷，2)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是( )A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变解析 本题考查酶的化学本质以及酶的特性，意在考查考生的判断分析能力。酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化，乙酶活性逐渐下降，故甲酶的本质不是蛋白质，有可能是RNA；乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。答案 B7.(2022·天津卷，7)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。据图回答问题。(1)过程①酶作用的部位是________键，此过程只发生在非结合区DNA。过程②酶作用的部位是________键。(2)①、②两过程利用了酶的________特性。(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的________________。(5)(多选)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有________。A.分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA12\nB.用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素C.通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位D.将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟解析 本题主要考查酶的专一性及酶的作用，意在考查考生的识图能力和理解能力。(1)分析题图，过程①所利用的酶是DNA酶，其作用部位是磷酸二酯键；过程②所利用的酶是蛋白酶，其作用部位是肽键。(2)①②两过程利用了酶的专一性。(3)因不同的限制酶识别的核苷酸序列不同，故需对DNA分子的特殊片段进行测序，以确定选用的限制酶种类。(4)RNA聚合酶识别的DNA位点是转录起始区，即启动子部位。(5)蛋白酶可与蛋白质分子特异性结合，催化蛋白质水解，故A符合题意；选项B利用的是物质的相似相溶原理，故B不符合题意；C、D选项均利用了碱基分子间的互补配对原则，故C、D符合题意。答案 (1)磷酸二酯 肽 (2)专一性 (3)限制性核酸内切 (4)启动子(或转录起始区) (5)ACD考点二 影响酶活性的因素与探究1.(2022·海南卷，3)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是( )A.酒精发酵过程中有ATP生成B.ATP可为物质跨膜运输提供能量C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成解析 本题考查细胞的能量“通货”——ATP、无氧呼吸的相关知识，考查知识的识记，难度小。酒精发酵是微生物的无氧呼吸，无氧呼吸在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP，A正确；ATP可以用于细胞的主动运输，如：Ca2＋、Mg2＋通过主动运输进入番茄细胞时要消耗能量，直接由ATP提供，B正确；A－P～P～P中的“～”高能磷酸键中储存着大量能量，ATP水解时，高能磷酸键断裂，大量的能量会释放出来，C正确；ATP的结构简式由腺嘌呤、核糖、三个磷酸组成，所以D错误。答案 D2.(2022·重庆卷，5)下图为乙醇在人体内主要的代谢过程。下列相关叙述，正确的是( )12\nA.乙醇转化为乙酸发生的氧化反应，均由同一种氧化酶催化B.体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越快C.乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量D.正常生理情况下，人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关解析 酶具有专一性，在乙醇转化为乙酸的代谢过程中至少经历两个步骤，需要不同的酶催化，A错误。当底物浓度较低时，酶促反应速率会随着底物浓度增加而加快，当达到一定值后，由于酶量限制，反应速率不再随底物浓度增加而加快，B错误。乙醇经代谢后可参与有氧呼吸，在有氧呼吸第三阶段产生的[H]与氧气结合后生成水释放大量能量，C正确。人是恒温动物，环境温度不影响体内温度，乙醇的分解是在人体内进行的，不会受外界温度的影响，D错误。答案 C3.(2022·江苏卷，23)为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是(多选)( )实验编号探究课题选用材料与试剂①温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液②温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液③pH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液④pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂A.实验①B.实验②C.实验③D.实验④解析 本题考查影响酶活性的因素的实验设计，意在考查考生的实验设计与分析能力。过氧化氢受热易分解，不宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，故实验①不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故实验③不合理；斐林试剂呈碱性，能与酸性物质发生反应，不适合用于探究pH对酶活性的影响，故实验④不合理。答案 ACD4.(2022·海南卷，3)关于温度对酶活性影响的叙述，错误的是( )A.不同酶的最适温度可能相同B.随着温度降低，酶促反应的活化能下降12\nC.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果解析 本题考查温度对酶活性的影响。不同酶的最适温度可能相同，也可能不同，A正确；在一定的范围内随着温度的降低，酶的活性下降，而酶促反应的活化能是不会降低的，B错误；低温时，酶的活性降低，但酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适于在低温(0～4℃)下保存，C正确；高温、强酸、强碱都会破坏酶的空间结构，从而使酶失活，D正确。答案 B5.(2022·重庆卷，10)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。(1)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(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：12\n分组步骤红粒管白粒管对照管①加样0.5mL提取液0.5mL提取液C②加缓冲液/mL111③加淀粉溶液/mL111④37℃保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色显色结果＋＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”数目越多表示蓝色越深步骤①中加入的C是________，步骤②中加缓冲液的目的是________。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是________；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越________。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应________。(2)小麦淀粉酶包括α淀粉酶和β淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：X处理的作用是使________。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著________白粒管(填“深于”或“浅于”)，则表明α淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。解析 本题考查酶活性的相关知识，考查实验分析的能力，运用所学知识分析问题和解决问题的能力。难度适中。(1)该实验的目的是探究淀粉酶活性与小麦穗的发芽率的关系，则自变量是不同穗发芽率的红粒、白粒小麦种子的提取液，因变量是淀粉酶的活性，可通过淀粉的水解量来检测。所以对照组C应加入等量的0.5mL蒸馏水，12\n缓冲液具有维持pH相对稳定的作用，所以步骤②中加入缓冲液的目的是控制pH，保证无关变量相同且适宜。根据显色效果，红粒管中显色结果深于白粒管，说明红粒小麦的淀粉酶活性低于白粒小麦，可推测淀粉酶活性越低，穗发芽率越低。若淀粉溶液浓度适当减小，而酶的量不变，为保持结果不变，则保温时间应缩短。(2)小麦淀粉酶有两种：α－淀粉酶和β－淀粉酶，为研究其中一种酶的活性，则在实验不同组别中应使另一种酶失活，则X处理的作用是使β－淀粉酶失活。由于红粒小麦种子的穗发芽率低于白粒种子，若α－淀粉酶活性是引起红粒和白粒小麦穗发芽率差异的主要原因，则Ⅰ中两管显色结果无明显差异，Ⅱ中红粒管颜色明显深于白粒管。答案 (1)0.5mL蒸馏水 控制pH 红粒小麦 低 缩短 (2)β淀粉酶失活 深于6.(2022·浙江卷，31)现有一种细菌M，能够合成某种酶，并能分泌到细胞外。为了研究其培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，请根据以下提供的实验材料写出实验思路，并预测实验结果。实验材料：若干个培养瓶、培养液、细菌M(要求与说明：实验仅设一组；实验仪器、试剂、用具及操作不作具体要求；实验条件适宜。)请回答：(1)实验思路：①⋮(2)预测实验结果(设计一个坐标系，并绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线)：(3)测定总酶浓度时，应对细胞做________处理。解析 本题主要考查实验设计等知识点，意在考查实验分析、设计等能力。具有开放性，难度较大。(1)本实验的实验目的是研究某细菌培养时间和细菌的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，因为酶是由细菌在细胞内产生并分泌到细胞外，所以总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和。根据实验目的、题干中提供的实验材料和题干信息可设计实验如下：在无菌条件下，利用无菌操作将细菌接种到培养液中，每隔一定时间取等量的少部分培养液进行细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的测定。(2)细菌可利用培养液进行大量繁殖，所以随着时间的延长细菌细胞数量在不断增加，曲线呈S形，因为细菌数量的不断增加，所以细胞外酶浓度和总酶浓度也不断增加，12\n但总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和，所以在相同时间内总酶浓度要大于细胞外酶浓度，绘制的曲线横坐标为时间，纵坐标为数值，且要有图注，曲线见答案。(3)总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和，所以在测定总酶浓度时应对细胞做破碎处理，让细胞内酶释放出来。答案 (1)①取细菌M，稀释后，分别等量接种于若干个含等量培养液的培养瓶中②取其中的培养瓶，分别测定细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度，并记录③在培养过程中，每隔一段时间，重复②④对所得实验数据进行分析和处理(2)(3)破碎7.(2022·全国卷，33)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1mL。②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)_______________________________________________________________。(2)_______________________________________________________________。解析 本题主要考查探究pH影响酶催化活性实验的操作过程，意在考查考生的分析与探究能力。因为题中已经提示不考虑试剂的浓度、剂量等，所以就不用去分析这些数据是否错误，找主要的错误即可。(1)酶的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因此，温度应为无关变量，必须适宜，而70℃恒温水浴的温度过高，会导致12\n5组试管中的酶因高温而失活，最终使不同pH下的实验结果一样。(2)本题使用的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低，用斐林试剂鉴定还原糖必须要加热，如果不加热，则任何一组都不会发生颜色反应。答案 (1)③中70℃应改为37℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在50～65℃水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色考点三 ATP在细胞代谢中的作用1.(2022·江苏卷，14)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是( )A.叶肉细胞合成的糖运输到果实B.吞噬细胞吞噬病原体的过程C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D.细胞中由氨基酸合成新的肽链解析 本题考查细胞的能量代谢。叶肉细胞中糖类运输到果实属于主动运输需要能量，A不选；吞噬细胞吞噬病原体属于胞吞需要ATP提供能量，B不选；淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要消耗ATP提供的能量，C选；氨基酸脱水缩合合成蛋白质需要消耗ATP提供的能量，D不选。答案 C2.(2022·四川卷，1)在生物体内，下列生理活动只能单向进行的是( )A.质壁分离过程中水分子的扩散B.生长素在胚芽鞘中的极性运输C.肝细胞中糖原与葡萄糖的转化D.活细胞内ATP与ADP的转化解析 本题综合考查生物生命活动的相关知识。质壁分离过程中原生质层两侧水分子的扩散是双向的，A错；生长素在胚芽鞘中的极性运输只能由形态学上端运向形态学下端，为单方向运输，B正确。肝细胞中，血糖浓度高时，葡萄糖转化成糖原，反之，糖原分解成葡萄糖，糖原和葡萄糖可双向转化，C错；活细胞内ATP与ADP双向转化，D错。答案 B3.(2022·海南卷，4)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是( )A.DNA复制需要消耗能量B.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量12\nC.物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATPD.细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生解析 本题考查细胞的能量代谢，意在考查考生的分析问题的能力。物质通过协助扩散进出细胞不消耗能量。答案 C4.(2022·四川卷，1)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，下列生命活动不会同时发生的是( )A.细胞的增殖与分化B.光能的吸收与转化C.ATP的合成与分解D.基因的突变与重组解析 本题主要考查植物生长过程中细胞的分裂、分化和能量代谢的相关知识。在离体菊花茎段形成幼苗的过程中发生了细胞的增殖和分化；幼苗的生长需要进行光合作用合成有机物，并将光能转化为化学能储存在有机物中；ATP是生物进行生命活动的直接能源物质，活细胞内时刻进行着ATP的合成与分解过程；幼苗生长过程中会进行有丝分裂，因而有可能发生基因突变，但不可能发生基因重组现象，故D项符合题意。答案 D5.(2022·北京卷，1)细胞中不能合成ATP的部位是( )A.线粒体的内膜B.叶绿体中进行光反应的膜结构C.内质网的膜D.蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构解析 本题考查ATP的合成部位，意在考查考生的归纳、比较能力。真核细胞有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，释放大量能量，A正确；在光合作用的光反应阶段，叶绿体将光能转化为ATP中活跃的化学能，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，B正确；蓝藻(蓝细菌)进行光反应能产生ATP，D正确。答案 C考点扫描命题规律备考指南1.酶的本质及在代谢中的作用(五年八1.酶的化学组成、作用原理及特性。1.通过图表、曲线等形式理解酶的作用原理、影响因素。12\n考)2.影响酶活性的因素与探究(五年八考)3.ATP在细胞代谢中的作用(五年三考)2.温度、pH对酶活性的影响曲线分析与实验设计。3.影响酶促反应的因素及曲线分析。4.ATP的结构、合成及利用。2.通过变量分析、归纳总结与酶有关实验的规律和方法。3.联系光合作用和细胞呼吸，系统复习细胞内的能量供应和利用。12
