高中生物考点04 酶和ATP-2022年高考生物一轮复习小题多维练（新高考专用）（有答案）

考点04 酶和ATP

1.根据以下关于过氧化氢分解实验的过程和结果，下列分析错误的是(   )

注：“-”表示无气泡产生；“+”表示气泡产生多少。

A.a和d对照说明酶具有高效性

B.c和d是对比实验，自变量是催化剂类型

C.a、c对照说明FeCl3具有催化作用

D.a、d不能说明酶的催化具有专一性

【答案】A

【分析】

1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物， 其中大部分是蛋白质、少量是RNA。

2、酶的特性：①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍；②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应；③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。

3、由表可知，90℃加热条件没有酶催化条件下也有气泡产生，说明高温可以引起过氧化氢的分解；加入无机催化剂，气泡更多；加入酶，气泡产生最多，说明反应速率最快。

【详解】

A、根据以上分析可知，a和d对照说明酶具有催化作用，c和d对照说明酶具有高效性，A错误；

B、c和d对比，自变量是催化剂类型，说明酶具有高效性，B正确；

C、a组是空白对照组， c组是加入无机催化剂FeCl3的一组， 因此a、c对照说明FeCl3具有催化作用， C正确；

D、a组是空白对照组，d组是有机催化剂，a和d对照说明酶具有催化作用，不能说明酶的催化具有专一性，D正确。

2.关于酶与ATP的叙述正确的是(   )

A.某种酶经蛋白酶处理后活性不变，推断其组成成分中含有核糖

B.酶既能降低化学反应的活化能又能为底物提供能量

C.酶的形成需要消耗ATP，ATP的形成不需要酶的催化

D.ATP在细胞内的含量较多， 满足了各种代谢活动的能量需求

【答案】A

【分析】

1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA.

2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。

3、ATP与ADP相互转化的过程：

(1)ADP和ATP的关系：ADP是二磷酸腺苷的英文名称缩写分子式可简写成A--P～P～P， 从分子简式中可以看出。ADP比ATP少了一个磷酸基团和个特殊的化学键。ATP的化学性质不稳定。对细胞的正常生活来说。ATP与ADP的相互转化， 是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。

(2)ATP的水解：在有关酶的催化作用下ATP分子中远离A的那个特殊的化学键很容易水解。于是远离A的那个磷酸基团就脱离开来，形成游离的Pi(磷酸)。

(3)ATP的合成：在另一种酶的作用下，ADP接受能量与一个Pi结合转化成ATP，ATP与ADP相互转变的反应是不可逆的， 反应式中物质可逆， 能量不可逆。ADP和Pi可以循环利用， 所以物质可逆； 但是形成ATP时所需能量绝不是ATP水解所释放的能量，所以能量不可逆。

【详解】

A、酶的化学本质多数为蛋白质， 少数为RNA， 若某种酶经蛋白酶处理后活性不变， 说明其不是蛋白质类的酶， 那么应该为RNA类的酶，RNA的组成成分中含有核糖，A正确；B、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，不能为底物提供能量，B错误；

C、酶的形成属于物质的合成反应， 因此需要消耗ATP，ATP的形成同样需要ATP合成酶的催化作用，C错误；

D、ATP在细胞内的含量较少， 通过ATP与ADP之间的迅速转化， 满足了细胞中绝大多数代谢活动的能量需求， 维持了细胞内ATP与ADP的动态平衡，D错误。

3.在大肠杆菌细胞内， 肽酰转移酶能催化蛋白质合成过程中肽键的形成， 该酶是rRNA的组成部分， 用核酸酶处理该酶后蛋白质的合成受阻。下列相关叙述错误的是(   )

A.肽酰转移酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应

B.肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用

C.细胞中的rRNA是DNA通过转录产生的

D.大肠杆菌的mRNA在转录结束后才与核糖体结合

【答案】D

【分析】1、双缩脲试剂可与蛋白质中的肽键发生紫色反应； 2、核糖体的主要成分是蛋白质和rRNA； 3、原核细胞中转录和翻译可同时进行。

【详解】

A、肽酰转移酶是rRNA的组成部分，成分是RNA， 能催化蛋白质合成过程中肽键的形成， 故其不能与双缩脲试剂发生紫色反应，A正确；

B、肽酰转移酶是rRNA的组成部分， 而rRNA是核糖体的重要组成成分， 因此肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用，B正确；C、细胞中的rRNA是以DNA的一条链为模板， 通过转录产生的，C正确；

D、大肠杆菌是原核生物， 其细胞中不存在核膜， 因此转录和翻译过程会同时进行， 即转录还未结束，mRNA就会与核糖体结合，D错误。

4.（多选）为探究影响酶活性的因素，验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，

如表所示。下列相关叙述不正确的是(   )

A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量pH可设置为3、7、9

B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测

C.方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测

D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多

【答案】ACD

【分析】在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH；利用淀粉酶、淀粉和蔗糖为材料验证酶的专一性时，要注意使用斐林试剂检测；蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应；高温、过酸、过碱使酶的空间结构遭到破坏，导致酶失活。

【详解】

A、胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.0左右，在探究pH对酶活性的影响的实验中，若将pH设置为3、7、9，则胃蛋白酶会变性失活，无法达到实验目的，A错误；

B、淀粉酶能分解淀粉，不能分解蔗糖，利用斐林试剂检测生成物可以达到验证淀粉酶是否具有专一性的实验目的，B正确；

C、根据酶的专一性，蛋白酶可以将蛋白质分解，但蛋白酶的化学本质是蛋白质，也能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误；

D、在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶失去活性，因此方案④不能达到实验目的，D错误。

5.   （多选）胰蛋白酶原是胰蛋白酶的前体，由胰脏合成后在十二指肠粘膜分泌的肠激酶作用下，在6位赖氨酸和7位异亮氨酸之间切断。该过程如下图所示，活性中心指酶能够直接与底物分子结合，并催化底物化学反应的部位。下列相关叙述正确的是(   )

A.图中胰蛋白酶的激活过程说明肠激酶具有专一性

B.与胰蛋白酶原相比，胰蛋白酶的空间结构发生了改变

C.胰蛋白酶的活性中心通过为底物提供能量而发挥催化作用

D.胰蛋白酶原是一种分泌蛋白，以胞吐的方式分泌出来

【答案】ABD

【分析】分析图可知：胰蛋白酶原和胰蛋白酶相比，肠激酶识别了胰蛋白酶原首端的一段序列，并在6号和7号两个氨基酸之间进行了切割，此时切割的也是肽键，形成的六肽中也存在肽键。

【详解】

A、酶具有专一性，胰蛋白酶在6位赖氨酸和7位异亮氨酸之间切断，该激活过程说明肠激酶具有专一性，A正确；

B、胰蛋白酶原通过剪切然后激活变成胰蛋白酶，该过程涉及肽键的断裂，故结构已经改变，B正确；

C、酶的作用是催化，其作用机理是降低化学反应的活化能，不提供能量，C错误；

D、胰蛋白酶原是分泌蛋白属于大分子物质，大分子物质通过胞吐的方式分泌，D正确。

1.萤火虫尾部发光器能发光的机理如图所示。ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质， 用来快速检测食品表面的微生物， 下列说法正确的是(   )

A.ATP是细胞中的能量货币， 细胞中储存大量ATP为生命活动供能

B.ATP快速荧光检测仪只能检测是否有微生物残留， 不能检测数量

C.ATP快速荧光检测仪既可以检测残留的需氧型微生物， 也可以检测厌氧型微生物

D.荧光素酶可以催化荧光素转化为荧光素酰腺苷酸

【答案】C

【分析】ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质， 用来快速检测食品表面的微生物， 原理是荧光素与ATP接触形成荧光素酰腺苷酸，后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。

【详解】

A、ATP是细胞中的能量货币， 但细胞中储存的ATP较少， 需要ATP与ADP不断转化来为生命活动供能，A错误；

B、微生物残留量越多， 产生的ATP越多， 所发荧光强度越强， 所以用荧光检测仪也能检测微生物的数量，B错误；

C、ATP快速荧光检测仪能检测残留的所有能产生ATP的微生物， 包括需氧微生物和厌氧微生物，C正确；

D、由图可知，荧光素酶可以催化荧光素酰腺苷酸转化为氧合荧光素，D错误。

【点睛】本题旨在考查学生理解ATP快速荧光检测仪的原理， 把握相关知识的内在联系， 并应用相关知识综合解决问题的能力。

2.除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法不正确的是(   )

A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性抑制的机理不同

B.根据图甲可推知，竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点

C.图乙中底物浓度相对值大于15时，限制曲线A酶促反应速率的主要因素是酶浓度

D.图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果

【答案】D

【分析】图1中的竞争性抑制剂和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，从而降低酶对底物的催化反应速率，而非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率。图2中的酶促反应速率随底物浓度变化的三条曲线中，底物浓度较低时，曲线A的反应速率最高，表示未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线；加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低，但升高底物浓度后酶和底物的结合机会又会升高，其催化反应速率又升高，可知曲线B是表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线；加入非竞争性抑制剂后酶会失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率，可知曲线C是表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。

【详解】

A、非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制，高温会使酶的空间结构破坏使酶的活性受到抑制，但低温只是抑制酶的活性，酶在低温下酶的空间结构没有改变，A正确；

B、竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位，说明竞争性抑制剂与底物可能具有类似结构，B正确；

C、底物浓度相对值大于15时，曲线甲中的酶促应速率随着底物浓度的不再增加，表明此时底物浓度不再是限制酶促反应的因素，此后限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度，C正确；

D、由以上分析知曲线B是表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，曲线C是表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，D错误。

3.（多选）下表是探究温度对唾液淀粉酶活性影响实验的一些试剂及处理措施，下列分析正确的是(   )

A.唾液淀粉酶能够显著降低淀粉水解所需要的活化能

B.1号试管中的淀粉在唾液淀粉酶和ATP的作用下水解为麦芽糖

C.2号试管滴加碘液后变蓝是因为高温破坏了唾液淀粉酶的结构

D.实验步骤的顺序是：加缓冲液→加淀粉→加酶→保温→加碘液

【答案】AC

【分析】根据题干信息和表格分析，该实验的目的是探究温度对唾液淀粉酶活性影响，自变量是温度，因变量是酶的活性，唾液稀释液、缓冲液、淀粉溶液、稀碘液等属于无关变量。

【详解】

A、唾液淀粉酶是生物催化剂，可以催化淀粉水解，具有高效性，可以显著降低化学反应所学活化能，A正确；

B、淀粉的水解反应是放能反应， 不需要ATP，B错误；

C、2号试管中沸水浴破坏了唾液淀粉酶的空间结构，导致酶丧失了活性，使得淀粉不能被水解，因此该试管中滴加碘液后变蓝，C正确；

D、该实验中酶和淀粉应该在相应的温度下保温，然后再混合，D错误。

4.（多选）在日常生活中，削皮的土豆块一段时间后会发生褐变现象，这是土豆中的多酚氧化酶通过氧化多酚类物质引起的。某同学用土豆和儿茶酚探究了温度对酶活性的影响，实验步骤和结果如下表，相关叙述正确的是(   )

A.实验中儿茶酚的浓度、土豆块大小、温度属于无关变量

B.步骤2的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下

C.实验结果显示50℃条件下多酚氧化酶的活性较高

D.刚削皮的土豆立即用热水快速处理可防止褐变现象发生

【答案】BCD

【分析】分析表格数据可知，该实验目的是探究温度对多酚氧化酶活性的影响，自变量是温度，因变量为褐变程度，可以反映多酚氧化酶活性，由实验结果可知，多酚氧化酶活性50℃>75℃>25℃，100℃时酶已失活。

【详解】

A、实验中温度属于自变量，儿茶酚的浓度、土豆块大小属于无关变量，A错误；

B、步骤2先在对应温度下保温一段时间再混合的目的是保证酶与底物在实验预设温度下结合，B正确；

C、实验结果显示50℃条件下褐变最深，说明多酚氧化酶的活性较高，C正确；

D、刚削皮的土豆立即用热水快速处理可使多酚氧化酶失活，可防止褐变现象发生，D正确。

5.（多选）酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，下列有关酶的叙述正确的是(   )

A.H2O2受热分解加快和加入肝脏研磨液H2O2分解反应原理不同

B.两种酶催化的反应速率不同，反应速率高的酶有高效性

C.酶促反应过程中不一定需要ATP， 但ATP合成一定需要酶

D.酶的高效性保证了细胞内各种代谢有条不紊的进行

【答案】AC

【分析】有关酶的知识需要掌握以下几点：

(1)酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。

(2) 化学本质：大多数是蛋白质， 少数是RNA；

(3)作用机理：能够降低化学反应的活化能；

(4)特性：高效性(与无机催化剂相比)、专一性、需要温和的条件。

【详解】A、H2O2受热分解加快的原理是加热为H2O2提供了活化能， 加入肝脏研磨液H2O2 分解加快的原理是H2O2酶降低了反应的活化能，A正确；

B、高效性是酶和无机催化剂比较，两种酶促反应不能比较高效性，B错误；

C、酶促反应(如放能反应) 过程中不需要ATP， 但ATP合成一定需要酶， 如ATP合成酶， C正确；

D、酶的专一性保证了细胞内各种代谢有条不紊的进行，D错误。

1.（2020·山东高考真题）经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成裹泡，在裹泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(   )

A.M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性

B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成

C.S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累

D.M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内

【答案】D

【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体"出芽“形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。

2、分析题干信息可知，经内质网加工的蛋白质，只有在S酶的作用下形成M6P标志，才能被高尔基体膜上的M6P受体识别，最终转化为溶酶体酶，无识别过程的蛋白质则被运往细胞膜分泌到细胞外。

【详解】

A、酶具有专一性的特点，S酶在某些蛋白质上形成M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；

B、由分析可知，部分经内质网加工的蛋白质，在S酶的作用下会转变为溶酶体酶，该蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的，B正确；

C、由分析可知，在S酶的作用下形成溶酶体酶，而S酶功能丧失的细胞中，溶酶体的合成会受阻，则衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；

D、M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不能被识别，最终会被分泌到细胞外，D错误。

【点睛】本题考查溶酶体的形成过程及作用等知识，旨在考查考生获取题干信息的能力，并能结合所学知识准确判断各选项。

2.（2020·浙江高考真题）为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是(   )

A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中

B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致

C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液

Ｄ.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围

【答案】C

【分析】探究pH对过氧化氢酶的影响实验中，自变量是过氧化氢酶所处环境的pH，因变量是过氧化氢酶的活性，通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映，其他条件为无关变量，应保持相同且适宜。

【详解】

A、温度也会影响酶的活性，且该实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，则反应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确

B、各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应保持一致，B正确；

C、应将反应小室稍立起，使有滤纸片的一侧在上面，然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液，此时混合液不能与滤纸片接触，C错误；

D、比较各组量筒中收集的气体量，可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围，D正确。

3.（2020·北京高考真题）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了(   )

A.悬液中酶的浓度

B.H2O2溶液的浓度

Ｃ.反应体系的温度

D.反应体系的pH

【答案】B

【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度(pH)前，随着温度(pH)的升高，酶活性增强；到达最适温度(pH)时，酶活性最强；超过最适温度(pH)后，随着温度(pH)的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高过低都会使酶变性失活。由图可知，第2组比第1组生成的氧气的总量高

【详解】

A、提高酶的浓度能够提高速率，不能提高氧气的量，A错误；

B、提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；

C、适度的提高温度可以加快反应速率，不能提高产物的量，C错误；

D、改变反应体系的pH，可以改变反应速率，不能提高产物的量，D错误

4.(2021·湖南高考真题)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

2. 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

【答案】B

【分析】分析图形， 在信号的刺激下， 蛋白激酶催化ATP将蛋白质磷酸化， 形成ADP和磷酸化的蛋白质， 使蛋白质的空间结构发生改变；而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落，形成去磷酸化的蛋白质，从而使蛋白质空间结构的恢复。

【详解】A、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；

B、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；

C、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；

D、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。