2020年高考生物二轮复习精品考点学与练 专题03 酶与ATP[带解析]

【变式探究】模型包括物理模型、概念模型、数学模型等。而物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。下图为某同学制作的酶催化作用的模型。下列叙述正确的是( )

A．该模型是物理模型，能很好地解释酶的专一性 B．图中的A一定是蛋白质，因为A是酶

C．若图中的B表示氨基酸，A表示酶，则该生理过程表示脱水缩合 D．人成熟的红细胞内不能合成酶，也无上述模型表示的生理过程 【答案】A

【解析】从题图可以看出，酶与底物的结合具有专一性，A项正确；A在反应前后的数量和性质不变，表示酶，而酶的化学本质是蛋白质或RNA，B项错误；图中的化学反应属于物质的分解，不可能是氨基酸的脱水缩合，C项错误；人成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器，故不能合成酶，但是可以发生图示物质的分解过程，D项错误。

高频考点四 酶的相关曲线分析

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例4.下图为酶促反应曲线，Km表示反应速率为Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物

2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值增大 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

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【解析】据图分析，Km值越小，达到Vmax需要的底物浓度越低，说明酶与底物亲和力越高，A错误；加入竞

2争性抑制剂，酶与底物结合的机会减少，则Km值增大，B正确；加入非竞争性抑制剂，使酶的活性部位功能丧失，

导致Vmax降低，C正确；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而破坏了酶的空间结构，D正确。

【举一反三】如图是某实验小组利用A酶和B酶进行实验后绘制的曲线图。下列相关叙述正确的是( )

A．该实验的自变量是温度，因变量是酶活性 B．酶活性可用底物的消耗量或产物的生成量来表示 C．若要探究pH对酶活性的影响，应将温度控制在50℃左右 D．80℃时A酶的空间结构完整，B酶的空间结构被破坏 【答案】C

【解析】该实验的自变量是温度和酶的种类，因变量是酶活性，A项错误；酶活性可用单位时间单位体积内底物的消耗量或产物的生成量来表示，B项错误；若要探究pH对酶活性的影响，那么pH值为自变量，应将温度控制在最适温度，即50℃左右，C项正确；在80℃高温条件下，A酶、B酶的空间结构均被破坏，D项错误。

【变式探究】为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：

(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。

(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会________。

(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是___________________________________________。

(4)生物体内酶的化学本质是________，其特性有________(答出两点即可)。

【答案】(1)B (2)加快 (3)不变 60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加 (4)蛋白质或RNA 高效性和专一性

【解析】(1)在60 ℃条件下，反应的最终产物浓度比20 ℃和40 ℃条件下小很多，说明酶在60 ℃条件下最终

失活。20 ℃与40 ℃条件下相比，40 ℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40 ℃条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高10 ℃变成30 ℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 ℃条件下的该酶活性大于20 ℃条件下的，那么A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度条件下t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。

高频考点五 有关酶的实验设计与分析

例5、下表是关于酶专一性的实验设计，相关叙述正确的是( )

1 步骤 编号 注入淀粉溶液 试管Ⅰ 试管Ⅱ

A.该实验的自变量是酶的种类，无关变量是底物的用量、反应温度等 B．步骤3可以选用新鲜的淀粉酶或蔗糖酶

C．若步骤3选用新鲜的淀粉酶，则现象A是无砖红色沉淀，B是有砖红色沉淀 D．该实验还可选用碘液作为检测试剂 【答案】B

【解析】本实验用同种酶催化两种不同的物质来研究酶的专一性，自变量是底物的种类，酶可以选择新鲜的淀粉酶或蔗糖酶，A错误、B正确；若选择新鲜的淀粉酶，试管Ⅰ中的淀粉被水解生成还原糖，所以现象A是产生砖红色沉淀，试管Ⅱ中的蔗糖不能被淀粉酶催化水解，蔗糖是非还原糖，所以现象B是无砖红色沉淀，C错误；蔗糖及蔗糖水解产物都不能跟碘液发生颜色反应，故用碘液无法判断蔗糖是否被催化水解，D错误。

【变式探究】把混有反应物的液体，加到捣碎的土豆汁液中(酶液)，在37℃下观察到某些反应现象。在这种情况下，学生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物，加入酶液中，也可观察到该反应现象；学生乙设计的对照实验是用蒸馏水代替酶液，加入反应物中，则观察不到该反应现象。下面是对此问题的解释，其中可能性最大的一项是( )

2 注入蔗糖溶液 — 3 注入某种酶溶液 2mL 2mL 4 注入斐林5 观察试剂并水浴加现象 热 2mL 2mL A B 2mL — 2mL

A．酶催化的反应即使完全没有反应物，也可缓慢进行 B．酶由于被蒸馏水溶解出来，因而能进行反应 C．该酶液中混有与反应物相同的物质 D．该酶液中混有催化同一反应的多种酶 【答案】C

【解析】学生甲用蒸馏水代替反应物，加入酶液中也可观察到反应现象，说明该酶液中混有与反应物相同的物质；学生乙设计的对照实验说明，蒸馏水不起催化作用。

1．（2019全国卷II·3）某种H-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H-ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是

A．H﹢-ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H﹢转运到细胞外 B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H﹢-ATPase发挥作用导致H﹢逆浓度梯度跨膜运输 C．H﹢-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H﹢所需的能量可由蓝光直接提供 D．溶液中的H﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞 【答案】C

【解析】载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明即H+含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外，A正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+-ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，因此该H+为逆浓度梯度转运，B正确；由题意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+，C错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D正确。

2．（2019天津卷·2）下列过程需ATP水解提供能量的是 A．唾液淀粉酶水解淀粉 B．生长素的极性运输 C．光反应阶段中水在光下分解 D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段

﹢

﹢﹢