資源簡介

【高考精粹】2022高考生物二輪學案
熱點4 酶與ATP
【考綱要求】
1.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)。2.酶在代謝中的作用(Ⅱ)。
要點一 酶在代謝中的作用
1.辨析酶的概念關系圖
2.讀懂酶相關的曲線
(1)酶的作用機理
①表示無酶催化時反應進行所需要的活化能的是ac段。
②表示有酶催化時反應進行所需要的活化能的是bc段。
③酶降低的活化能是ab段。
(2)酶的作用特性
圖1
圖2
①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較,說明酶具有高效性,而與不加催化劑的曲線比較只能說明酶具有催化作用。
②圖2中兩條曲線比較說明酶具有專一性。
(3)酶的影響因素
①溫度和pH
圖甲和圖乙顯示:高溫、過酸、過堿都會使酶失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結構未被破壞,溫度升高可恢復活性。從圖丙和圖丁可以看出:反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。
②底物濃度和酶濃度
圖甲中OP段的限制因素是底物濃度,而P點之后的限制因素有酶濃度和酶活性;圖乙對反應底物的要求是底物足量。
3.辨清酶的相關實驗設計
要點二 細胞內的能量通貨——ATP
1.明辨ATP的結構
　　2.能量轉換過程和ATP的來源與去路
　　3.生物體內的能源物質與ATP
　4.ATP產生速率與O2供給量的關系分析
(1)圖甲表示能進行有氧呼吸的細胞的ATP產生速率與O2供給量的關系
①A點表示在無氧條件下,細胞可通過無氧呼吸分解有機物,產生少量ATP。
②AB段表示隨O2供給量增多,有氧呼吸明顯加強,通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多,ATP的產生速率隨之增加。
③BC段表示O2供給量超過一定值后,ATP的產生速率不再增加,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
(2)圖乙可表示哺乳動物成熟紅細胞、蛔蟲成蟲體細胞等只進行無氧呼吸的細胞的ATP產生速率與O2供給量的關系,其ATP來自無氧呼吸,與O2供給量無關。
考點一 酶在代謝中的作用
【典型例題】（2021·天津市新華中學模擬預測）除了溫度和pH對酶活性有影響外，一些抑制劑也會降低酶的催化效果。圖甲為酶作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理示意圖，圖乙為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線。下列說法不正確的是（ ）
A．圖甲中非競爭性抑制劑降低酶活性的機理與高溫、低溫對酶活性抑制的機理不同
B．根據圖甲可推知，競爭性抑制劑與底物具有類似結構而與底物競爭酶的活性位點
C．圖乙中底物濃度相對值大于15時，限制曲線A酶促反應速率的主要因素是酶濃度
D．圖乙中曲線B和曲線C分別是在酶中添加了非競爭性抑制劑和競爭性抑制劑的結果
【分析】
圖1中的競爭性抑制劑和底物爭奪酶的同一活性部位，使酶和底物的結合機會減少，從而降低酶對底物的催化反應速率，而非競爭性抑制劑和酶活性位點以外的其他位點結合，通過改變酶的結構，從而使酶失去催化活性，降低酶對底物的催化反應速率。
圖2中的酶促反應速率隨底物濃度變化的三條曲線中，底物濃度較低時，曲線A的反應速率最高，表示未加入抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線；加入競爭性抑制劑后酶對底物的結合機會降低，但升高底物濃度后酶和底物的結合機會又會升高，其催化反應速率又升高，可知曲線B是表示加入競爭性抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線；加入非競爭性抑制劑后酶會失去催化活性，降低酶對底物的催化反應速率，可知曲線C是表示加入非競爭性抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線。
【詳解】
A、非競爭性抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合，通過改變酶的結構使酶的活性受到抑制，高溫會使酶的空間結構破壞使酶的活性受到抑制，但低溫只是抑制酶的活性，酶在低溫下酶的空間結構沒有改變，A正確；
B、競爭性抑制劑和底物能夠爭奪酶的同一活性部位，說明競爭性抑制劑與底物可能具有類似結構，B正確；
C、底物濃度相對值大于15時，曲線甲中的酶促應速率隨著底物濃度的不再增加，表明此時底物濃度不再是限制酶促反應的因素，此后限制曲線甲酶促反應速率的主要因素是酶濃度，C正確；
D、由以上分析知，曲線B是表示加入競爭性抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線，曲線C是表示加入非競爭性抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線，D錯誤。
故選D。
【變式訓練】
（2021·云南·模擬預測）如圖曲線乙表示在外界條件均適宜時，反應物濃度與酶促反應速率的關系。據圖分析正確的是（ ）
A．反應物濃度是限制曲線AB段反應速率的主要因素
B．酶量增加后，圖示反應速率可用曲線丙表示
C．降低pH，重復該實驗，A、B點位置都不變
D．B點后，升高溫度，酶活性增強，曲線將呈現甲所示的變化
【分析】
曲線圖中限制因子的判斷方法：（1）曲線上升階段：縱坐標隨橫坐標增加而增加，限制因子為橫坐標代表的物理量（橫坐標為時間時，限制因子不是時間，而是隨時間變化而變化的溫度或光照等環境因素）；（2）曲線水平階段：縱坐標不再隨橫坐標增加而增加，限制因子為橫坐標以外的物理量。
【詳解】
A、AB段反應速率隨反應物濃度增加而增加，反應物濃度是限制曲線AB段反應速率的主要因素，A正確；
B、酶量增加后，反應速率增大，圖示反應速率可用曲線甲表示，B錯誤；
C、曲線表示在外界條件均適宜時，反應物濃度與酶促反應速率的關系，降低pH，重復該實驗，A、B點位置均將下降，C錯誤；
D、B點后，升高溫度，酶活性下降，曲線不會呈現甲所示變化，D錯誤。
故選A。
【點睛】
本題結合曲線圖，考查影響酶促反應速率的因素，解答本題的關鍵是曲線圖的分析，要求考生能準確判斷出同一條曲線中不同段或不同點的影響因素，還要求學生能結合所學的影響酶促反應速率的因素，判斷環境條件改變后，曲線的走向或曲線中相關點的位置如何移動。
考點二 原核細胞和真核細胞的異同
【典型例題】（2021·山東省實驗中學一模）螢火蟲尾部發光器能發光的機理如圖所示。ATP快速熒光檢測儀中含有熒光素、熒光素酶等物質，用來快速檢測食品表面的微生物，下列說法正確的是
A．ATP是細胞中的能量貨幣，細胞中儲存大量ATP為生命活動供能
B．ATP快速熒光檢測儀只能檢測是否有微生物殘留，不能檢測數量
C．ATP快速熒光檢測儀既可以檢測殘留的需氧型微生物，也可以檢測厭氧型微生物
D．熒光素酶可以催化熒光素轉化為熒光素酰腺苷酸
【分析】
ATP快速熒光檢測儀中含有熒光素、熒光素酶等物質，用來快速檢測食品表面的微生物，原理是熒光素與ATP接觸形成熒光素酰腺苷酸，后者在熒光素酶的作用下被氧氣氧化發光。
【詳解】
A、ATP是細胞中的能量貨幣，但細胞中儲存的ATP較少，需要ATP與ADP不斷轉化來為生命活動供能，A錯誤；
B、微生物殘留量越多，產生的ATP越多，所發熒光強度越強，所以用熒光檢測儀也能檢測微生物的數量，B錯誤；
C、ATP快速熒光檢測儀能檢測殘留的所有能產生ATP的微生物，包括需氧微生物和厭氧微生物，C正確；
D、由圖可知，熒光素酶可以催化螢光素酰腺苷酸轉化為氧合熒光素，D錯誤。
故選C。
【點睛】
本題旨在考查學生理解ATP快速熒光檢測儀的原理，把握相關知識的內在聯系，并應用相關知識綜合解決問題的能力。
【變式訓練】
（2021·江西·模擬預測）人體細胞中的高能磷酸化合物有多種，如ATP、GTP、UTP和CTP等，這四者的區別在于所含堿基的不同。ATP是細胞能量的通貨，GTP主要用于蛋白質的合成，UTP主要用于糖原的合成，CTP主要用于脂肪和磷脂的合成。下列分析錯誤的是（ ）
A．ATP能為蛋白質、糖原、脂肪和磷脂的合成提供能量
B．劇烈運動時，細胞內的各種高能磷酸化合物含量不斷增加
C．四種化合物脫去兩個高能磷酸鍵后能成為合成RNA的原料
D．人體細胞線粒體中合成的ATP的量比細胞質基質中合成的多
【分析】
1個ATP分子中含有一個腺苷、三個磷酸基團和2個高能磷酸鍵。其中遠離腺苷的高能磷酸鍵易于斷裂釋放出其中的能量，吸收能量后也易于形成。當ATP的一個高能磷酸鍵水解，形成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(Pi);當ATP的兩個高能磷酸鍵同時水解時，形成焦磷酸(PPi)和一磷酸腺苷(AMP)即腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本單位之一。
【詳解】
A、ATP是細胞能量的通貨，因此ATP能為蛋白質、糖原、脂肪和磷脂的合成提供能量，A正確；
B、細胞中ATP的含量很少，但ATP和ADP轉化速度很快，因此劇烈運動時，細胞內的各種高能磷酸化合物轉化速度很快，含量變化不大，B錯誤；
C、四種化合物中的糖都是核糖，脫去兩個高能磷酸鍵后是核糖核苷酸，是合成RNA的原料，C正確；
D、有氧呼吸的二三階段在線粒體中進行，可產生大量能量，并產生較多的ATP，細胞呼吸第一階段在細胞質基質中進行，產生少量的能量，并產生較少的ATP，D正確。
故選B。
第I卷（選擇題）
一、單選題
1．（2021·海南·高考真題）研究發現，人體內某種酶的主要作用是切割、分解細胞膜上的“廢物蛋白”。下列有關敘述錯誤的是（ ）
A．該酶的空間結構由氨基酸的種類決定
B．該酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA參與
C．“廢物蛋白”被該酶切割過程中發生肽鍵斷裂
D．“廢物蛋白”分解產生的氨基酸可被重新利用
2．（2021·海南·高考真題）某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據圖分析，下列有關敘述錯誤的是（ ）
A．該酶可耐受一定的高溫
B．在t1時，該酶催化反應速率隨溫度升高而增大
C．不同溫度下，該酶達到最大催化反應速率時所需時間不同
D．相同溫度下，在不同反應時間該酶的催化反應速率不同
3．（2021·遼寧·高考真題）腈水合酶（N0）廣泛應用于環境保護和醫藥原料生產等領域，但不耐高溫。利用蛋白質工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩定的融合型腈水合酶（N1）。下列有關敘述錯誤的是（　　）
A．N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩定性的原因之一
B．加入連接肽需要通過改造基因實現
C．獲得N1的過程需要進行轉錄和翻譯
D．檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合，再置于高溫環境
4．（2021·浙江·高考真題）下列關于酶的特性及其影響因素相關實驗的敘述，正確的是（　　）
A．“酶的催化效率”實驗中，若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖，實驗結果相同
B．“探究pH對過氧化氧酶的影響”實驗中，分別加入不同pH的緩沖液后再加入底物
C．“探究酶的專一性”實驗中，設置1、2號試管的目的是檢驗酶液中是否混有還原糖
D．設溫度對蛋白酶活性影響的實驗方案時，可選擇本尼迪特試劑檢測反應產物
5．（2021·海南·高考真題）研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞，1~2min后迅速分離得到細胞內的ATP。結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是（ ）
A．該實驗表明，細胞內全部ADP都轉化成ATP
B．32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性
C．32P在ATP的3個磷酸基團中出現的概率相等
D．ATP與ADP相互轉化速度快，且轉化主要發生在細胞核內
6．（2021·北京·高考真題）ATP是細胞的能量“通貨”，關于ATP的敘述錯誤的是（　　）
A．含有C、H、O、N、P B．必須在有氧條件下合成
C．胞內合成需要酶的催化 D．可直接為細胞提供能量
7．（2021·江蘇蘇州·模擬預測）圖中甲曲線表示在最適溫度下某種酶的酶促反應速率與反應物濃度之間的關系，乙、丙兩條曲線分別表示該酶促反應速率隨溫度或pH的變化趨勢。下列相關敘述正確的是
A．圖中的D點和G點酶的活性很低的原因是酶的空間結構遭到破壞
B．酶分子在催化生物反應完成后立即被降解成氨基酸或核苷酸
C．AB段限制反應速度的因素是反應物濃度，在B點適當增加酶濃度，反應速率將增大
D．圖中E點代表該酶的最適pH，短期保存該酶的適宜條件對應于圖中的D、H兩點
8．（2021·天津河西·一模）圖示在25℃、pH=7條件下，向2mL的H2O2溶液中加入兩滴肝臟研磨液，H2O2分解產生O2量隨時間的變化。若該酶促反應過程中改變某一條件，以下分析正確的是
A．以Fe3+替代肝臟研磨液，a值不變，b值增大
B．將肝臟研磨液煮沸后使用，a值不變，b值減小
C．溫度為15℃時，a值不變，b值減少
D．H2O2量增加為4mL時，a值增大，b值減小
9．（2021·浙江寧波·一模）下圖為“探究pH對過氧化氫酶活性的影響”的實驗裝置。下列敘述錯誤的是（ ）
A．本實驗裝置不能用于探究溫度對酶活性的影響
B．反應結束后量筒內氣體體積越大，酶的活性越高
C．通過轉動反應小室使H2O2溶液與濾紙片接觸后反應發生
D．加入各組反應小室中的相應濾紙片的大小和數量一定要相同
10．（2021·黑龍江·大慶教師發展學院一模）dATP是三磷酸脫氧腺苷的英文名稱縮寫，其結構式可簡寫成dA—P P P（該結構式中的dA表示脫氧腺苷）。下列關于dATP和ATP的敘述正確的是（　　）
A．dATP與ATP分子結構的主要區別是含氮堿基不同
B．dATP徹底水解后可形成3種有機物
C．ATP中的高能磷酸鍵水解，可為某些吸能反應供能
D．動物細胞內生成ATP的場所主要在細胞質基質
11．（2021·重慶·模擬預測）直接給細胞生命活動提供能量的有機物是ATP，下列有關ATP的敘述，錯誤的是（ ）
A．ATP中的“A”與構成DNA、RNA中的堿基“A”不是同一物質
B．真核細胞無氧呼吸產生ATP的場所是細胞質基質
C．神經細胞產生動作電位時Na＋內流需要消耗ATP
D．ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成
12．（2021·陜西省洛南中學二模）如圖是ATP與ADP的循環圖解，其中①②表示過程。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．綠色植物在黑暗條件下，①過程也能發生
B．細胞中的吸能反應一般與②過程相聯系
C．與平靜狀態時相比，劇烈運動時①②過程都會加快
D．細胞進行呼吸作用釋放的能量全部用于①過程
二、多選題
13．（2021·河南羅山·一模）在過氧化氫酶的催化下，H2O2分解釋放的O2與愈創木酚反應生成茶褐色產物；氧氣產生越多，溶液顏色越深。為探究pH對酶活性的影響，某研究小組運用比色法，測定了5min內茶褐色產物量的變化，結果見圖。下列敘述錯誤的是（ ）
A．pH ＝ 6是過氧化氫酶的最適pH
B．pH為5 8的緩沖液處理組反應結束時的產物相對量是不同的
C．在pH為3的緩沖液中過氧化氫酶因空間結構被破壞而失活
D．0 1min的曲線斜率，可比較不同 pH條件下的酶活性
14．（2021·江蘇·模擬預測）削皮的土豆塊放置一段時間后很快會發生褐變現象，這是土豆中的多酚氧化酶通過氧化多酚類物質引起的。某同學向編號為1、2、3、4、5的5支試管中分別加入了5 mL質量分數為1%的兒茶酚溶液（多酚類物質），并將5支試管和5支裝有2 g剛削皮的土豆塊的試管分別放入相應溫度的水浴鍋（如圖裝置）中保溫5 min，其中水浴溫度分別為0 ℃、25 ℃、50 ℃、75 ℃、100 ℃。5 min后將土豆塊加入相應水溫下裝有兒茶酚溶液的試管中，振蕩后放回相應溫度的水浴鍋中，10 min后觀察到的實驗現象（褐變等級）如下表。下列相關敘述正確的是（ ）
實驗組別 1號試管 2號試管 3號試管 4號試管 5號試管
實驗現象（褐變等級） 0 1 3 1．5 0
A．該實驗的目的是探究溫度對多酚氧化酶活性的影響
B．用該實驗裝置處理的目的是保證酶與底物結合時在實驗預設溫度下進行
C．實驗說明，該實驗中多酚氧化酶的最適溫度是50 ℃
D．1號和5號試管中褐變等級相同，是因為兩支試管中多酚氧化酶的活性相同
15．（2021·湖南·長郡中學模擬預測）螢火蟲是鞘翅目螢科昆蟲的通稱，其腹部末端下方有發光器，能發黃綠色光，由于大部分的能量都轉化為光能，只有少部分轉化為熱能，所以稱之為冷光。發光器能發光的機理如圖所示，下列說法錯誤的是 （ ）
A．可以利用螢火蟲發光的原理檢測密閉容器內 O2的含量
B．ATP 是細胞中的能量貨幣，細胞中儲存大量 ATP 為生命活動供能
C．熒光素接受 ATP 水解產生的磷酸基團后形成熒光素酰腺苷酸
D．螢火蟲發光器發光原理為我們研究提高能量轉化為光能的效率提供了思路
16．（2021·山西運城·模擬預測）下列關于ATP和酶的相關敘述中，錯誤的是（ ）
A．酶中一定不含糖，ATP中一定含糖
B．在生命活動旺盛的細胞中ATP的含量較多
C．酶促反應速率與酶濃度、底物濃度有關
D．酶在細胞內外均能催化相關化學反應
第II卷（非選擇題）
三、解答題
17．（2021·天津市寶坻區第一中學三模）cAMP(環化一磷酸腺苷）是由ATP脫去兩個磷酸基后環化而成的一種細胞內的信號分子，其結構組成如圖1所示。人在饑餓時，腎上腺髓質分泌腎上腺素可參與血糖調節，使血糖濃度升高，調節機理及部分過程如圖2所示。請回答下列問題：
（1）圖1中，A所示物質名稱是___________，每個cAMP分子含有___________個高能磷酸鍵。
（2）圖2中，ATP的合成場所是__________。正常情況下，腎上腺素、cAMP、葡萄糖、糖原可存在于人體內環境中的有__________。
（3）圖2中，腎上腺髓質分泌腎上腺素的調節方式是__________。發生圖示生理過程時，血管C、E兩處的血糖濃度大小關系最可能為__________
（4）當血糖含量升高后，信號分子X發揮作用，它最可能是__________與腎上腺素作用關系是__________
（5）結合圖2分析，下列因素中可能會引發低血糖癥的有__________（填下列字母）。
a．體內產生G2蛋白抗體 b． 體內產生腎上腺素受體的抗體
c．信號分子X含量過高 d． 控制酶P合成的基因發生突變
18．（2021·黑龍江·鐵人中學模擬預測）細胞的生命活動離不開酶和ATP，據圖回答下列問題：
（1）圖1表示人體內苯丙氨酸的代謝途徑，尿黑酸在人體內積累會使人的尿液中含有尿黑酸，這種尿液暴露于氧氣中會變成黑色，這種癥狀為尿黑酸癥。如圖缺乏酶______（填序號）會使人患尿黑酸癥。該圖體現基因通過_________________________________________進而控制生物體的性狀。
（2）在甲、乙、丙三支試管中分別加入一定量的苯丙氨酸溶液和等量的酶①溶液，甲為最適溫度，乙、丙均高于最適溫度條件下進行反應，產物量隨時間的變化曲線如圖2所示。乙、丙試管溫度的關系為乙____________丙（填“大于”、“小于”或者“等于”）。T1時刻甲試管產物量不再增加的原因是_______________________。
（3）圖3表示ATP酶復合體的結構和主要功能，ATP酶復合體的存在說明生物膜具有的功能有____________和___________。
（4）ATP化學性質不穩定，請解釋ATP與ADP容易相互轉化的原因是_______________________。
四、實驗題
19．（2021·河南羅山·一模）研究人員從一種野生植物的根中提取出一種不溶于水的化學物質，有人認為這種化學物質是一種能催化葡萄糖分解的酶，有人認為是一種能催化蔗糖分解的酶。請回答以下問題。
（1）寫出可以鑒定此物質的化學本質是否是蛋白質的兩種試劑名稱。
第一種試劑：_______________________________。
第二種試劑：_______________________________。
（2）為了探究此物質是催化葡萄糖分解的酶還是催化蔗糖分解的酶，研究人員設計了如圖所示的實驗過程，請預測可能的實驗結果。
水浴加熱后，如果 _____________________，說明該物質是能催化蔗糖分解的酶；如果______________________，則說明該物質是能催化葡萄糖分解的酶。
（3）若以上實驗完成后，已經確定該物質為催化葡萄糖分解的酶，且化學本質是蛋白質，現需要確定其催化作用的最適pH，設計實驗的基本思路是先設置________________，再參照（2）圖中甲試管的處理方法進行預實驗。實驗結束后，再在其中選擇__________________的兩支試管所對應的pH區間內，設置_____________________，重復進行實驗。
20．（2021·江西·模擬預測）小麥種子結在麥穗中，麥穗的結構如圖所示，麥穗發芽影響小麥的產量和品質。某興趣小組研究發現引種的紅粒小麥的麥穗發芽率明顯低于當地白粒小麥。回答下列問題：
（1）酶活性是指____________，探究溫度對淀粉酶活性實驗，不選用斐林試劑的原因是____________。
（2）將紅、白粒小麥種子進行研磨制成提取液，探究淀粉酶活性與麥穗發芽率的關系實驗時，需要除去提取液中的淀粉，原因是____________。紅粒小麥的麥穗發芽率明顯低于當地白粒小麥，最可能的原因是____________。
（3）小麥淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，研究表明：α-淀粉酶活性差異是引起這兩種麥穗發芽率差異的主要原因，而不是β-淀粉活性差異引起的。現提供紅、白粒小麥種子研磨提取液、α-淀粉酶活性抑制劑、β-淀粉酶活性抑制劑蒸餾水、緩沖溶液、淀粉溶液、碘液和水浴裝置。應設置____________組實驗組，進行對比實驗后，實驗結果為____________，即可驗證上述結論。
答案解析部分
第I卷（選擇題）
一、單選題
1．A
【分析】
酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物，大多數為蛋白質。
【詳解】
A、根據題意可知：該酶的化學本質為蛋白質，蛋白質空間結構具有多樣性的原因是氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈的空間結構不同造成的，A錯誤；
B、根據題意可知：該酶的化學本質為蛋白質，因此該酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA參與，B正確；
C、“廢物蛋白”被該酶切割的過程中會發生分解，肽鍵斷裂，C正確；
D、氨基酸是蛋白質的基本單位，因此“廢物蛋白”分解產生的氨基酸可被重新利用，D正確。
故選A。
2．D
【分析】
據圖分析可知，在圖示溫度實驗范圍內，50℃酶的活性最高，其次是60℃時，在40℃時酶促反應速率隨時間延長而增大。
【詳解】
A、據圖可知，該酶在70℃條件下仍具有一定的活性，故該酶可以耐受一定的高溫，A正確；
B、據圖可知，在t1時，酶促反應速率隨溫度升高而增大，即反應速率與溫度的關系為40℃＜＜50℃＜60℃＜70℃，B正確；
C、由題圖可知，在不同溫度下，該酶達到最大催化反應速率（曲線變平緩）時所需時間不同，其中70℃達到該溫度下的最大反應速率時間最短，C正確；
D、相同溫度下，不同反應時間內該酶的反應速率可能相同，如達到最大反應速率（曲線平緩）之后的反應速率相同，D錯誤。
故選D。
3．D
【分析】
1、蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）。
2、蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質。
3、蛋白質工程的基本原理：它可以根據人的需求來設計蛋白質的結構，又稱為第二代的基因工程。基本途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）。
【詳解】
A、在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩定的融合型腈水合酶（N1），則N1與N0氨基酸序列有所不同，這可能是影響其熱穩定性的原因之一，A正確；
B、蛋白質工程的作用對象是基因，即加入連接肽需要通過改造基因實現，B正確；
C、N1為蛋白質，蛋白質的合成需要經過轉錄和翻譯兩個過程，C正確；
D、酶具有高效性，檢測N1的活性需先將其置于高溫環境，再與底物充分混合，D錯誤。
故選D。
4．B
【分析】
1、酶是由活細胞產生的具有催化活性的有機物，其中大部分是蛋白質、少量是RNA。
2、酶的特性：
①高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。
②專一性：每一種酶只能催化一種或者一類化學反應。
③酶的作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。
【詳解】
A、熟馬鈴薯塊莖中酶已經失活，用其代替生馬鈴薯塊莖，實驗結果不相同，A錯誤；
B、“探究pH對過氧化氧酶的影響”實驗中，不同pH為自變量，在酶溶液中分別加入不同pH的緩沖液后，再與底物混合，以保證反應pH為預設pH，B正確；
C、“探究酶的專一性”實驗中，設置1、2號試管的目的是檢驗淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有還原糖，C錯誤；
D、探究溫度對蛋白酶活性影響的實驗中，溫度作為自變量，而本尼迪特試劑檢驗還原糖需要水浴加熱，會改變實驗溫度，影響實驗結果，故不能選擇本尼迪特試劑檢測反應產物，D錯誤。
故選B。
5．B
【分析】
ATP又叫三磷酸腺苷，簡稱為ATP，其結構式是：A-P～P～P，A-表示腺苷、T-表示三個、P-表示磷酸基團，“～”表示高能磷酸鍵。
【詳解】
A、根據題意可知：該實驗不能說明細胞內全部ADP都轉化成ATP，A錯誤；
B、根據題意“結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。”說明：32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性，B正確；
C、根據題意可知：放射性幾乎只出現在ATP的末端磷酸基團，C錯誤；
D、該實驗不能說明轉化主要發生在細胞核內，D錯誤。
故選B。
6．B
【分析】
A代表腺苷，P代表磷酸基團，ATP中有1個腺苷，3個磷酸基團，2個高能磷酸鍵，結構簡式為A-P～P～P。
【詳解】
A、ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；
B、在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成ATP，B錯誤；
C、ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；
D、ATP是生物體的直接能源物質，可直接為細胞提供能量，D正確。
故選B。
7．C
【分析】
據題文的描述和圖示分析可知：該題考查學生對影響酶活性的因素等相關知識的識記和理解能力以及識圖分析能力。
【詳解】
A、高溫、過酸、過堿都會使酶失活，據此可推知：乙曲線表示該酶促反應速率隨溫度的變化趨勢，丙曲線表示該酶促反應速率隨pH的變化趨勢，D點所示的低溫條件下，酶的空間結構沒有遭到破壞，G點所示低pH條件下，酶的空間結構遭到破壞，A錯誤；
B、酶是生物催化劑，酶分子在催化生物反應完成后不立即被降解成氨基酸或核苷酸，B錯誤；
C、在AB段限制反應速率的因素是反應物濃度，在B點限制反應速率的因素是酶的濃度，所以在B點適當增加酶的濃度，反應速率都將增大，C 正確；
D、綜上分析，圖中E、H點分別代表該酶的最適溫度和最適pH，保存該酶應在最適pH、低溫條件下，D錯誤。
故選C。
【點睛】
本題的易錯點在于對A選項的判斷。因對“高溫、過酸、過堿都會使酶失活，低溫可降低酶的活性但不會導致酶失活”的記憶存在偏差而沒能很好的把握曲線的變化趨勢，誤認為：D點所示的低溫條件下，酶的空間結構也遭到破壞。
8．A
【分析】
有關曲線圖的分析問題，關鍵在于：明確橫、縱坐標的含義以及曲線的變化趨勢、起點、轉折點、終點等點的含義，再運用所學的相關知識加以分析，合理地解釋特定情境下的曲線含義，在解題的過程中就可以有效處理，得到答案。
【詳解】
A、O2的最大釋放量只與H2O2的量有關。Fe3+降低活化能的作用較H2O2酶的低，以Fe3+替代肝臟研磨液，則酶促反應速率變慢，H2O2完全分解所用的時間延長，a值不變，b值增大，A正確；
B、將肝臟研磨液煮沸，其中的H2O2酶變性失活，H2O2不穩定，在常溫下也能緩慢分解，所以H2O2完全分解所用的時間延長，a值不變，b值增大，B錯誤；
C、溫度由25℃降為15℃時，酶的活性降低，酶促反應速率變慢，H2O2完全分解所用的時間延長，因此a值不變，b值增大，C錯誤；
D、H2O2量由2mL增至4mL時，O2的最大釋放量增加，a值增大，b值也增大，D錯誤。
【點睛】
本題以曲線圖為載體，考查學生對影響酶促反應的因素等知識要點的理解和掌握情況，以及曲線分析能力。
9．B
【分析】
分析圖示可知，該實驗探究pH對過氧化氫酶活性的影響，自變量是不同的pH，底物是H2O2，浸過肝臟研磨液的濾紙片中含有過氧化氫酶，過氧化氫酶能催化H2O2水解，產生氧氣和水，即量筒中產生的氣泡內是氧氣，氣泡產生的速率代表了酶促反應的速率，酶活性越強，氣泡產生越快，相同時間內產生的氣體量越多。
【詳解】
A、由于H2O2在加熱的條件下分解較快，故不能用本實驗裝置來驗證溫度影響酶的活性，A正確；
B、由分析知，氣泡產生的速率代表了酶促反應的速率，酶活性越強，氣泡產生越快，B錯誤；
C、實驗時，先在反應小室中加入相應pH值的緩沖液和H2O2溶液，通過轉動反應小室使濾紙片接觸瓶中溶液進行反應，C正確；
D、各組反應小室中相應濾紙片的大小和數量屬于無關變量，應保持一致，D正確。
故選B。
10．C
【分析】
ATP 的結構簡式是 A-P～P～P，其中 A 代表腺苷，T 是三的意思，P 代表磷酸基團；ATP和ADP的轉化過程中，所需的酶的種類不同、能量來源不同（ATP水解釋放的能量，來自高能磷酸鍵的化學能，并用于生命活動，而合成ATP的能量來自呼吸作用或光合作用）、場所不同（ATP水解在細胞的各處，而ATP合成在線粒體，葉綠體，細胞質基質）。
【詳解】
A、與ATP相比，dATP分子結構的主要區別是所含的五碳糖種類不同，前者含的是核糖，后者含的是脫氧核糖，A錯誤；
B、dATP徹底水解生成腺嘌呤、脫氧核糖、磷酸3種物質，但磷酸不是有機物，因此dATP徹底水解后的形成的有機物種類有2種，B錯誤；
C、ATP中的高能磷酸鍵水解時，可釋放能量，能為某些吸能反應供能，C正確；
D、動物細胞內生成ATP的能量來自呼吸作用，動物呼吸作用的場所主要在線粒體，D錯誤。
故選C。
11．C
【分析】
ATP元素組成：ATP 由C、H、O、N、P五種元素組成。結構特點：ATP中文名稱叫三磷酸腺苷，結構簡式A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，為新陳代謝所需能量的直接來源。
【詳解】
A、ATP中的“A”指腺苷，DNA、RNA中的堿基“A”指腺嘌呤，它們不是同一物質，A正確；
B、真核細胞無氧呼吸產生ATP的場所是細胞質基質，B正確；
C、神經細胞興奮時Na＋內流屬于協助擴散，不消耗能量，C錯誤；
D、一分子ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸組成，D正確。
故選C。
12．D
【分析】
分析題圖：圖示為ATP-ADP的循環圖解，其中①表示ATP的合成過程，該過程往往伴隨著放能反應；②表示ATP的水解過程，該過程往往伴隨著吸能反應。
【詳解】
A、綠色植物在黑暗條件下，能進行細胞呼吸，呼吸作用能產生ATP，①過程也能發生，①過程能發生在細胞質基質和線粒體中，A正確；
B、細胞中的吸能反應往往與ATP的水解相聯系，即與②過程相聯系，B正確；
C、與處于平靜狀態時相比，劇烈運動時需要能量較多，所以①②過程都會加快，C正確；
D、細胞進行呼吸作用釋放的能量大部分以熱能的形式散失，少部分用于合成ATP，即①過程，D錯誤。
故選D。
2、多選題
13．AB
【分析】
酶的催化具有高效性（酶的催化效率遠遠高于無機催化劑）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學反應的進行）、需要適宜的溫度和pH值（在最適條件下，酶的催化活性是最高的，低溫可以抑制酶的活性，隨著溫度升高，酶的活性可以逐漸恢復，高溫、過酸、過堿可以使酶的空間結構發生改變，使酶永久性的失活），據此分析解答。
【詳解】
A、該探究實驗結果顯示，pH為6時的產物相對量最大，可代表酶的活性最大，但由于設定的pH值梯度較大，故不能確定其最適pH為6，A錯誤；
B、探究pH對酶活性的影響，底物的量為無關變量，各組要相同，反應最終生成物的量取決于反應的底物量，由于pH為5-8的緩沖液處理組，酶具有一定的活性，若實驗時間內各組能將底物完全分解，則完全結束時的產物相對量應該相同，B錯誤；
C、過酸、過堿都會使酶因空間結構被破壞而失活，據圖示可知，在pH為3的緩沖液中產物生成量沒有增加，說明過氧化氫酶因空間結構被破壞而失活，C正確；
D、依據0～1min的曲線斜率，可比較不同pH條件下的酶活性，斜率越大，酶活性越高，D正確。
故選AB。
14．AB
【分析】
分析表格數據可知，該實驗目的是探究溫度對多酚氧化酶活性的影響，自變量是溫度，因變量褐變程度，可以反映多酚氧化酶活性。由實驗結果可知，多酚氧化酶活性50℃＞75℃＞25℃，0℃酶活性降低，100℃酶已失活，催化效率為0。
【詳解】
A、分析題干信息可知，該實驗的目的是探究溫度對多酚氧化酶活性的影響，自變量是溫度，因變量是褐變程度，A正確；
B、用該實驗裝置處理，使酶與底物先在對應溫度下保溫一段時間再混合，目的是保證酶與底物結合時在實驗預設溫度下進行，B正確；
C、實驗結果顯示，50 ℃條件下褐變最深，說明50 ℃ 時多酚氧化酶的活性較高，但由于實驗設置的溫度跨度較大，所以不能說明50 ℃ 就是多酚氧化酶的最適溫度，C錯誤；
D、100 ℃ 熱水可使多酚氧化酶失活，而用0 ℃ 冷水處理則是抑制了多酚氧化酶的活性，D錯誤。
故選AB。
15．ABC
【分析】
ATP快速熒光檢測儀中含有熒光素、熒光素酶等物質，用來快速檢測食品表面的微生物，原理是熒光素與ATP接觸形成熒光素酰腺苷酸，后者在熒光素酶的作用下被氧氣氧化發光。
【詳解】
A、螢火蟲發光的過程會消耗O2，可利用螢火蟲發光的原理檢測密閉容器內O2的有無，但不能檢測O2的含量，A錯誤；
B、ATP是細胞中的能量貨幣，但細胞中儲存的ATP較少， 細胞內 ATP 與 ADP 的相互轉化是時刻不停得發生并且處于動態平衡的，因此 ATP 在細胞內不會大量存在，B錯誤；
C、由圖可知，熒光素接受 ATP 水解產生的能量后形成熒光素酰腺苷酸，C錯誤；
D、由于螢火蟲將ATP中大部分的能量都轉化為光能，只有少部分轉化為熱能，為我們研究提高能量轉化為光能的效率提供了思路，D正確。
故選ABC。
16．AB
【分析】
酶的本質是有機物，大多數酶是蛋白質，還有少量的酶是RNA。影響酶促反應速率的因素主要有：溫度、pH、底物濃度和酶濃度。ATP的結構簡式是A-P～P～P，其中A代表腺苷，T代表三個，P代表磷酸，又叫三磷酸腺苷，ATP在細胞內的含量很少，但是細胞對于ATP的需要量很大，ATP與ADP在細胞內不停地轉化，保證了細胞對于ATP的大量需求。
【詳解】
A、少數酶是RNA，含核糖，A錯誤；
B、ATP在細胞內含量很少,所需要的大量的ATP依靠ATP與ADP的快速轉化來提供，B錯誤；
C、酶的濃度能影響酶促反應速率，在底物的量足夠多時，隨著酶濃度的升高，酶促反應速率逐漸加快，底物濃度也能影響酶促反應速率，在一定范圍內，隨著底物濃度的升高，酶促反應速率逐漸加快，C正確；
D、有的酶可在細胞內發揮作用，如呼吸酶，有的酶可在細胞外都發揮作用，如消化酶，D正確。
A、故選AB。
第II卷（非選擇題）
三、解答題
17．腺嘌呤 0 細胞質基質和線粒體 腎上腺素、葡萄糖 神經調節 C【分析】
cAMP(環化一磷酸腺苷）是由ATP脫去兩個磷酸基后環化而成的一種細胞內的信號分子，分析圖1可知，A為腺嘌呤，與一分子核糖和一分子磷酸連在一起。分析圖2可知，下丘腦通過神經支配腎上腺髓質使其分泌腎上腺素，通過血液運輸后，腎上腺素作用于靶細胞（肝臟細胞）膜上的受體，引起靶細胞內的代謝變化。
【詳解】
（1）圖1中，A所示物質名稱是腺嘌呤，B處化學鍵是連接核糖和磷酸的磷酸二酯鍵，由于每個cAMP分子是由ATP脫去兩個磷酸基后環化而成的，即ATP斷裂兩個高能磷酸鍵后形成的，故cAMP不含高能磷酸鍵。
（2）圖2中，細胞通過呼吸作用產生ATP，故ATP的合成場所是細胞質基質和線粒體。正常情況下，腎上腺素、葡萄糖可存在內環境中，而cAMP、糖原存在細胞內，不屬于內環境中的成分。
（3）圖2中，腎上腺髓質分泌腎上腺素受下丘腦的神經支配，其調節方式是神經調節。腎上腺素能促進肝糖原分解形成葡萄糖，使血糖升高，而血流方向為C→D→E，所以E處比C、D處血糖高，故發生圖示生理過程時，血管C、E兩處的血糖濃度大小關系最可能為C（4）當血糖含量升高后，信號分子X發揮作用，據圖可知X能抑制肝糖原分解，所以它最可能是胰島素，能降低血糖，與腎上腺素作用相反，故關系是拮抗。
（5）a．信號分子X作用于G2蛋白，產生與腎上腺素相反的作用，若體內產生G2蛋白抗體，則該抗體會與G2蛋白結合，使信號分子X不能與G2蛋白結合，導致血糖升高，a錯誤；
b． 若體內產生腎上腺素受體的抗體，該抗體會與腎上腺素受體結合，則腎上腺素不能與相應受體結合，使血糖降低，b正確；
c．信號分子X含量過高，與G2蛋白結合，會抑制肝糖原分解形成葡萄糖，使血糖降低，c正確；
d． 酶P活化可催化肝糖原的水解，控制酶P合成的基因發生突變，會使肝糖原分解速率降低，進而使血糖隨著細胞的消耗而降低，d正確。
故選bcd。
【點睛】
本題考查ATP的結構和血糖調節的過程，意在考查考生分析圖示獲取信息的能力，以及應用所學知識解決實際問題的能力。
18．③ 控制酶的合成來控制代謝過程 小于 苯丙氨酸消耗殆盡 物質運輸 能量轉換 遠離A的高能磷酸鍵容易水解和形成
【分析】
（1）酶在最適溫度下活性最高，超過最適溫度，隨溫度升高，酶活性逐漸降低。
（2）酶的作用機理是降低化學反應的活化能，從而加快反應速率，在底物量一定的條件下，不能增加生成物的量。
【詳解】
（1）據圖可知，人體內的尿黑酸在酶③的作用下轉化為乙酰乙酸，然后在酶缺乏酶④的作用下分解為二氧化碳和水，缺乏酶③會導致人體內尿黑酸積累，使人患尿黑酸癥。該圖體現基因通過　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　控制酶的合成控制代謝，進而控制生物體的性狀。
（2）根據題意可知，圖2中甲為最適溫度，乙、丙均高于最適溫度，乙最初的產量高于丙，根據酶活性與溫度的關系，可判斷乙、丙試管溫度的關系為乙小于丙。酶只能加快反應速率，不能增加生成物的量，T1時刻甲試管產物量不再增加的原因是苯丙氨酸消耗殆盡。
（3）據圖3可知，ATP酶復合體在順濃度運輸氫離子的同時，可借助氫離子濃度差的化學勢能合成ATP，說明生物膜具有的功能有物質運輸和能量轉換的功能。
（4）ATP化學性質不穩定，遠離A的高能磷酸鍵在酶的催化之下容易水解和形成，因此細胞中ATP與ADP容易相互轉化。
【點睛】
基因控制性狀的途徑
（1）直接控制途徑：基因――→控制蛋白質的結構――――→直接控制生物體的性狀。
（2）間接控制途徑：基因――→控制酶的合成――→控制代謝過程――――→間接控制生物體的性狀。
四、實驗題
19．（1） 雙縮脲試劑　 蛋白酶 (兩空順序可調換)
（2） 甲、乙兩試管都出現磚紅色沉淀　 甲、乙兩試管都不出現磚紅色沉淀
（3） 一系列等pH梯度的實驗組 磚紅色沉淀最少 一系列具有更小pH梯度的實驗組
【分析】
斐林試劑可用于鑒定還原糖，在水浴加熱的條件下，溶液的顏色變化為磚紅色沉淀。斐林試劑只能檢驗生物組織中還原糖（如葡萄糖、麥芽糖、果糖）存在與否，而不能鑒定非還原性糖（如淀粉、蔗糖）。蛋白質可與雙縮脲試劑產生紫色反應。
（1）可用蛋白酶鑒定該物質，若溶液變澄清，說明蛋白酶能將該物質水解，則該物質為蛋白質；也可以用雙縮脲試劑鑒定蛋白質，若顏色變為紫色，則該物質是蛋白質；
（2）分析圖示可知，若該物質是分解蔗糖的酶，則乙試管中的蔗糖能被分解為葡萄糖和果糖（兩者都是還原糖），而甲試管中的葡萄糖不被分解，故加入斐林試劑水浴加熱后，兩支試管都出現磚紅色沉淀，說明該物質是能催化蔗糖分解的酶。若該物質是分解葡萄糖的酶，則甲試管中的葡萄糖被分解，乙試管不發生反應，加入斐林試劑水浴加熱后，兩支試管都不出現磚紅色沉淀，說明該物質是能催化葡萄糖分解的酶；
（3）要確定酶催化作用的最適pH，自變量應是pH，需設置一系列等pH梯度的實驗組進行試驗。酶催化作用越強，則葡萄糖被水解的量越大，加入斐林試劑后產生的磚紅色沉淀越少，因此在其中選擇兩支試管磚紅色沉淀最少的試管。設置一系列具有更小pH梯度的實驗組，重復進行實驗。
【點睛】
答題關鍵在于掌握酶的化學本質及酶的特性，并結合蛋白質、還原糖鑒定實驗分析該探究實驗得出結論。
20．（1） 酶催化特定化學反應的能力 斐林試劑在使用時需用50～65℃水浴加熱，加熱會改變原本的預設溫度
（2） 防止種子中原有淀粉對實驗結果的影響，保證實驗的準確性 紅粒小麥種子細胞中的淀粉酶活性較低，淀粉被分解得少
（3） 兩 使α-淀粉酶失活、保留β-淀粉酶活性的實驗組，兩試管顯色結果無明顯差異；使β-淀粉酶失活，保留α-淀粉酶活性的實驗組，紅粒管顏色顯著深于白粒管
【分析】
1、淀粉水解產生的麥芽糖、葡萄糖屬于還原糖，可以用斐林試劑檢測，在水浴加熱的條件下產生磚紅色沉淀。
2、由于斐林試劑使用時需要水浴加熱，因此該試劑不能用于探究溫度對淀粉酶活性的影響。
（1）酶活性是指酶催化一定化學反應的能力，影響酶活性的外界條件包括pH、溫度和酶的抑制劑。淀粉酶能催化淀粉水解產生的麥芽糖、葡萄糖屬于還原糖；斐林試劑在使用時需用50～65℃水浴加熱，加熱會改變原本的預設溫度，使最終的實驗結果不能保證是在原有溫度條件下真實進行的實驗結果，因此在探究溫度對淀粉酶活性的影響的實驗中，一般不選用斐林試劑作為檢測試劑。
（2）小麥種子中含有淀粉，本實驗的底物是淀粉，故為了防止種子中原有淀粉對實驗結果的影響，為保證實驗的準確性，對紅、白粒小麥種子研磨液，要用一定的方法去除其中的淀粉，制成提取液。本實驗的單一變量是小麥籽粒的顏色，若紅粒小麥的麥穗發芽率明顯低于當地白粒小麥，最可能的原因是紅粒小麥種子細胞中的淀粉酶活性較低，淀粉被分解得少，則種子的發芽率低。
（3）本實驗目的是探究α-淀粉酶和β-淀粉酶活性在麥穗發芽率差異中的作用，故應該一組A組為α-淀粉酶失活、保留β-淀粉酶活性，另一組B組為β-淀粉酶失活，保留α-淀粉酶活性的實驗組，進行對比實驗，故應設置兩組實驗組。若A組中兩試管顯色結果無明顯差異，表明不是β-淀粉酶活性引起發芽率差異，導致紅粒種子發芽率低；B組中紅粒管α-淀粉酶活性低，導致紅粒管顏色顯著深于白粒管，即可說明α-淀粉酶活性差異是引起這兩種麥穗發芽率差異的主要原因。
【點睛】
本題主要考查了酶活性、探究淀粉酶活性與穗發芽率的關系等相關知識，考查了學生對知識的理解和記憶能力，實驗設計和分析能力，解答此類題目首先應明確實驗的變量與對照關系。
考綱解讀
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