2026创新设计高考总复习生物（人教版）教师用-第8课时 酶和ATP

第8课时酶和ATP课标要求1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。3.活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。考情分析1.酶在代谢中的作用2024·河北卷，2；2023·天津卷，6；2023·广东卷，1；2023·全国乙卷，32；2022·湖南卷，32.酶的相关实验探究2024·广东卷，15；2024·浙江1月选考，7；2023·浙江6月选考，7；2022·重庆卷，7；2022·北京卷，12；2022·全国乙卷，4；2022·广东卷，13；2021·湖北卷，213.ATP的结构和功能2024·全国甲卷，2；2023·湖南卷，8；2023·北京卷，2；2021·北京卷，1；2021·海南卷，14命题点一酶在代谢中的作用1.酶的本质和作用[认知觉醒]判断下列说法的正误。(1)酶不一定都会与双缩脲试剂发生紫色反应。(√)(2)酶提供了反应过程所必需的活化能。(×)(3)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(√)(4)酶在催化反应完成后立即被分解。(×)(5)酶只能在细胞内发挥作用。(×)(6)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(×)(7)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(×)(8)产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定能产生激素。(√)如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分析：(1)A、B两种酶的化学本质是否相同？理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示不相同。A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，其化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被该种蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质(2)B酶活性改变的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失思维升华(1)加热不能降低化学反应的活化能，而是为反应提供活化能。(2)检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，观察其消失情况得出结论，不能用双缩脲试剂检测，原因是蛋白酶本身也是蛋白质。(3)酶既可以作为催化剂，又可以被蛋白酶、RNA酶等水解。2.酶的特性(1)高效性酶与无机催化剂的相同点：①都能降低化学反应的活化能；②可加快化学反应速率，缩短达到平衡点的时间，但不改变平衡点。(2)专一性每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)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；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定；酶的保存宜选择低温、适宜的pH等条件。[认知觉醒]酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。(1)结合图示信息判断：高温、过酸、过碱对酶活性的影响与__________________的作用相同。(2)分析图1和图2，通过增加底物浓度的方法可以降低或解除________________(填抑制剂种类)对酶的抑制作用。(3)研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究该氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B。①实验思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②预期实验结果及结论：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示(1)非竞争性抑制剂(模型B)(2)竞争性抑制剂(3)①在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸，同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化②若酶促反应速率能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B如图中曲线Ⅰ、Ⅱ是胰蛋白酶在不同条件下催化某种物质反应速率的变化曲线。(1)与无机催化剂相比，酶具有________性，原因是______________________________________________________________________________________。(2)Ⅰ、Ⅱ________(填“能”或“不能”)催化脂肪，判断的依据是____________________________________________________________________。(3)Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率慢，这是因为________________________。温度过高使酶的活性降低，同时会使酶的________遭到破坏，使酶永久________。(4)在该温度和pH条件下，要提升B点，可采取的措施是______________________。(5)若该酶是人的胃蛋白酶(最适pH为1.5)，若其他条件不变，反应液pH由10逐渐降低到2，则酶催化反应的速度将______，原因是___________________________________________________________________________________________。提示(1)高效酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高(2)不能Ⅰ、Ⅱ是胰蛋白酶，酶具有专一性(3)温度较低，酶活性较弱空间结构失活(4)增大酶量或提高酶浓度(5)不变胃蛋白酶的最适pH为1.5，pH为10时已经失活，再改变pH，酶的活性不变(1)胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存。(2024·河北卷，2B)(×)提示应在低温和最适pH条件下保存酶。(2)具有催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。(2023·广东卷，1B)(√)(3)淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高。(2023·浙江6月选考，10C)(×)提示pH过高会导致酶变性失活。(4)“探究温度对酶活性的影响”实验中，室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合后，在设定温度下保温。(2022·北京卷，12C)(×)提示应分别在设定温度下保温一段时间后再混合。(5)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。(2021·湖北卷，2D)(×)提示一般来说，动物体内酶的最适温度比植物低。(6)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(2021·全国甲卷，1A)(×)提示大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；只有部分激素是蛋白质类。题型1酶的作用及特性(生命观念)[例1](2024·河北卷，2)下列关于酶的叙述，正确的是()A.作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物B.胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存C.醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上D.从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶答案D解析作为生物催化剂，酶作用的反应物可以是无机物，A错误；应在低温和最适pH条件下保存酶，B错误；醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等草食类动物的肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解成葡萄糖，供草食类动物吸收，因此，从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶，D正确。[例2](不定项)(2025·河北高三模拟)如图表示随着温度的变化(其他条件适宜)，H2O2在有酶和无酶条件下的分解速率变化曲线图。据图分析，下列叙述错误的是()A.图中a曲线对应无酶条件，b曲线对应有酶条件B.图中a、b曲线对照不能说明该酶具有高效性的特点C.当温度低于最适温度时，酶的空间结构将被破坏D.图中M点对应的温度下，适合长时间保存该酶答案CD解析b曲线中温度过高或者过低，反应速率都会受到抑制，说明b曲线表示在有酶的条件下H2O2的分解速率变化曲线，a曲线中的反应速率随着温度升高而升高，说明a曲线表示无酶条件下H2O2的分解速率变化曲线，A正确；题图可说明酶具有催化作用，但不能说明酶具有高效性，B正确；温度低于最适温度时，酶的活性会下降，但其空间结构不会被破坏，C错误；酶应在低温、最适pH条件下保存，D错误。题型2酶相关的曲线分析(科学思维)[例3](2025·广东茂名调研)叶酸是某些细菌生长所必需的物质，对氨基苯甲酸是合成叶酸的原料。磺胺类药与对氨基苯甲酸结构相似，与其竞争性结合叶酸合成酶，从而抑制叶酸的合成，起到杀菌作用。研究人员进行了相关实验，结果如图。下列分析正确的是()A.底物增大到一定浓度时，两组的反应速率不再增加主要受时间限制B.可推测磺胺类药对叶酸合成酶的空间结构造成了不可逆的破坏C.若细菌产生的叶酸合成酶量增加，则可能减弱磺胺类药的杀菌作用D.促进细菌吸收对氨基苯甲酸，可增强磺胺类药物的杀菌作用答案C解析底物增大到一定浓度时，两组的反应速率不再增加主要受酶数量限制，A错误；依据“磺胺类药与对氨基苯甲酸结构相似，与其竞争性结合叶酸合成酶”，推测磺胺类药与对氨基苯甲酸竞争性结合酶活性中心，并未改变酶的空间结构，B错误；若细菌产生的叶酸合成酶量增加，其与对氨基苯甲酸结合的概率增大，合成叶酸的量增多，可能减弱磺胺类药的杀菌作用，C正确；促进细菌吸收对氨基苯甲酸，可降低磺胺类药物的竞争效果，从而降低药物的杀菌作用，D错误。[例4](不定项)(2025·山东济宁检测)对苯二酚氧化酶在染料降解、造纸、食品加工等方面有重要作用。研究人员在其他条件适宜的情况下，对该酶的最适温度和温度稳定性(将纯化后的酶液在不同温度下保温1h后，在最适温度条件下测酶活性)进行了测定，结果如图所示。下列说法错误的是()A.该酶宜在60℃左右的条件下保存及发挥作用B.该酶的最适温度和温度稳定性的测定条件相同C.在最适温度条件下，该酶为化学反应提供更多能量D.某次利用该酶催化的反应需1.5h完成，则温度应控制在60℃以下答案ABC解析酶的保存一般在低温条件下，A错误；研究人员在温度梯度为10℃，其他条件适宜的情况下，测定该酶的最适温度，将纯化后的酶液在不同温度下保温1h后，在最适温度条件下测酶活性(温度稳定性)，二者测定条件不同，B错误；酶可以降低化学反应的活化能，不能提供能量，C错误；在温度达到60℃后，酶保温1h后相对酶活性为0，而该酶促反应需1.5h完成，因此反应温度需控制在60℃以下，D正确。命题点二酶的相关实验探究1.比较过氧化氢在不同条件下的分解——验证酶的高效性(1)实验原理2H2O2eq\o(→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O＋O2↑，可用点燃但无火焰的卫生香复燃的情况来检验O2的生成速率。(2)实验设计与现象分析(3)实验变量与对照分析(4)实验结论①②对照，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；①④对照，说明酶具有催化作用；③④对照，说明酶具有高效性。2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用——验证酶的专一性(1)实验结论：酶具有专一性，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。(2)上述实验中不能(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。(3)若甲组和乙组最后结果都有砖红色沉淀，原因可能是：蔗糖溶液被还原糖污染或蔗糖被微生物分解成还原糖。3.探究温度对酶活性的影响(1)实验原理(2)实验步骤和结果取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。试管编号11′22′33′实验步骤一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃温水中水浴5min在沸水中水浴5min三1与1′试管内液体混合，摇匀2与2′试管内液体混合，摇匀3与3′试管内液体混合，摇匀四在冰水中水浴数分钟在60℃温水中水浴相同时间在沸水中水浴相同时间五取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象实验现象呈蓝色无蓝色出现呈蓝色结论酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性[深度思考](1)淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？提示保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。(2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？为什么？提示不能。探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而加热能促进过氧化氢分解，影响对实验结果的分析。(3)在探究pH对酶活性的影响的实验中能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？提示不能。因为淀粉在酸性条件下会发生水解反应，影响对实验结果的分析。[思维拓展]溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。多酶片含有两层保护膜，服用时切忌嚼碎，否者内层的酶会因胃酸而失活，进而被胃蛋白酶水解。题型与酶有关的实验探究(科学探究)[例1](不定项)(2025·山东临沂高三模拟)某研究小组将淀粉与淀粉酶分别保温至0℃、60℃、100℃，一段时间后，按对应温度分别混匀，混合溶液各装入一个透析袋中，再将透析袋放入装有液体的烧杯中，将装置温度分别调整到对应的温度，反应相同时间后将透析袋取出，并用试剂对烧杯中的溶液进行鉴定。下列相关叙述正确的是()A.本实验中检验试剂不能选用斐林试剂，以免温度对实验结果造成干扰B.该实验研究的目的是温度对酶活性的影响，温度和反应时间是自变量C.上述过程中调整装置温度应在放入透析袋前进行D.透析袋的作用是将麦芽糖和葡萄糖等小分子与淀粉等大分子分离答案CD解析本实验中透析袋的作用是将生成的麦芽糖和葡萄糖与未反应的淀粉和酶混合物分离开，之后取剩余在烧杯中的反应液进行检测，因此可选用斐林试剂进行检测，A错误，D正确；该实验研究的目的是温度对酶活性的影响，温度是自变量，反应时间是无关变量，B错误；本实验应先将酶和底物在相应温度下保温，然后混合，混合后要继续在相应温度下保温，使酶与底物充分反应，因此应先调整烧杯内的液体温度，再将装有混合溶液的透析袋置于其中，C正确。[例2](2024·广东卷，15)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5Ay3BiCB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是()肽链纤维素类底物褐藻酸类底物W1W2S1S2Ce5-Ay3-Bi-CB＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ce5＋＋＋－－Ay3-Bi-CB－－＋＋＋＋＋Ay3－－＋＋＋＋＋Bi－－－－CB－－－－注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。A.Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响B.Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关答案B解析Ce5与Ay3分别催化纤维素类底物和褐藻酸类底物，当缺少Ce5后，Ay3BiCB就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化与专一性无关，B错误；去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。[例3](2024·九省联考黑、吉卷，16改编)植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列叙述错误的是()条件及结果组别①②③④果胶＋＋＋＋多聚半乳糖醛酸酶＋＋＋＋Ca2＋－＋－－Mn2＋－－＋－55℃－－－＋半乳糖醛酸＋－＋＋＋＋＋注：“＋”表示存在和量的多少，“－”表示无，①～③组在常温下实验。A.由①④组可知，自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量B.由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响C.该实验说明，喷施Mn2＋制剂可缩短果实成熟期D.该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性答案D解析①④组条件只有温度不同，故自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量，A正确；由①②③条件为离子的不同，因变量为半乳糖醛酸的量，表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响，B正确；对比①③组实验可知，喷施Mn2＋制剂，半乳糖醛酸增多，能促进果实的软化和成熟脱落，缩短果实成熟期，C正确；多聚半乳糖醛酸酶具有专一性，D错误。教材中具有专一性(或特异性)的五类物质命题点三ATP的结构和功能1.ATP是一种高能磷酸化合物[认知觉醒]如图表示ATP的结构式，图中α、β、γ分别表示ATP中的三个磷酸基团。(1)据ATP的结构式分析，ATP的组成元素有哪些？含有几个磷酸基团？含有几个特殊化学键？提示ATP的组成元素为C、H、O、N、P。含有3个磷酸基团。2个特殊化学键。(2)为什么ATP中远离A端的特殊化学键不稳定？ATP怎样实现能量的转移？提示由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。(3)ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？提示不是。在ATP中，“A”代表腺苷(腺嘌呤＋核糖)；在碱基中，“A”代表腺嘌呤。(4)如果β和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，形成的物质名称是什么？它与核酸有何关系？提示如果β和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，形成腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一。(5)合成DNA，往往用dNTP作原料，原因是什么？提示既可以提供原料，又能够提供能量。[深度思考]在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，分析该现象得到的结论是：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离；②该过程中ATP既有合成又有水解；③部分32P标记的ATP是重新合成的2.ATP和ADP的相互转化[认知觉醒]如图从左到右表示，ATP合成和分解的过程，下列叙述错误的是③①ATP生成ADP的过程中，ATP分子的末端磷酸基团会脱离下来；②能量1在动物体内可以来自细胞呼吸，在植物体内可以来自光合作用和细胞呼吸；③能量2可以用于各项生命活动，例如人的红细胞吸收葡萄糖分子的过程；④在原核细胞中也可以发生ATP和ADP的相互转化过程；⑤图中酶1和酶2的化学本质相同，但二者的种类不同；⑥在正常生物体内，ATP与ADP的相互转化不断发生并处于动态平衡中。提示葡萄糖进入人红细胞的方式是协助扩散，不消耗能量，③错误。思维升华细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所3.ATP的利用(1)细胞内的吸能反应和放能反应(2)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2＋释放为例)[认知觉醒]蛋白质磷酸化和去磷酸化是调节和控制蛋白质活力和功能的最重要的机制。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，调控蛋白质的活性和功能，如图所示。(1)某种信号到达和信号减弱时发挥作用的酶分别是________________________体现了酶的________(填特性)。(2)蛋白激酶催化的反应属于________(填“吸能”或“放能”)反应。(3)蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会造成的结果是________________________________________________________________________________________________。提示(1)蛋白激酶和蛋白磷酸酶专一性(2)吸能(3)影响细胞信号传递，影响蛋白质功能发挥4.ATP产生量与O2供给量的关系分析(1)腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。(2022·浙江1月选考，3A)(×)提示腺苷三磷酸分子由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。(2)ATP必须在有氧条件下合成。(2021·北京卷，1B)(×)提示无氧呼吸也可产生ATP。(3)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(2019·全国卷Ⅲ，1C)(×)提示高尔基体不能合成ATP。(4)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。(2019·天津卷，2A)(×)提示淀粉水解不需要消耗ATP。题型1ATP的结构和功能(结构与功能观)[例1](2024·全国甲卷，2改编)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示特殊的化学键，下列叙述错误的是()A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNAC.β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键不能在细胞核中断裂D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键答案C解析离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本组成单位之一)，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键，D正确。[例2](2021·海南卷，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是()A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATPB.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内答案B解析根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；腺苷由腺嘌呤和核糖构成，不含磷元素，无放射性，B正确；根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。题型2细胞中ATP的利用(科学思维)[例3](不定项)(2025·山东菏泽高三模拟)细胞中生命活动绝大多数所需要的能量都是由ATP直接提供的，ATP是细胞的能量“货币”。研究发现，ATP还可以传导信号和作为神经递质发挥作用，其转运到细胞外的方式如图所示。下列叙述正确的是()A.ATP通过途径①转运到细胞外的过程不需要消耗能量，但要与通道蛋白结合B.ATP通过途径②转运到细胞外时会发生载体蛋白构象的改变C.若ATP作为神经递质，需要经过途径③，既消耗能量也需要载体D.ATP可用于治疗心肌炎答案B解析ATP经过途径①转运到细胞外的过程是不需要与通道蛋白结合的，属于协助扩散，不消耗能量，A错误；ATP通过途径②转运到细胞外时需要与载体蛋白结合，会发生载体蛋白构象的改变，B正确；若ATP作为神经递质，需要经过途径③胞吐的方式，该方式需要消耗能量但不需要载体，C错误。[例4](2025·河南名校联盟)ATP是一种非常重要的化合物，它是细胞的能量“货币”，其结构简式为A—P～P～P。ATP的水解可以为物质的主动运输供能，如图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是()A.ATP中离A最远的两个磷酸基团被水解后，剩余部分是组成RNA的一种基本单位B.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶C.在运输Ca2＋的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移D.由图可知，细胞中Ca2＋的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输，而ATP水解总是与放能反应有关答案D解析ATP中“～”代表一种特殊的化学键，断开两个这种化学键，就形成了A—P，即AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，它是组成RNA的一种基本单位，A正确；如图所示，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，酶活性就被激活了，B正确；在运输Ca2＋的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，此过程就是载体蛋白的磷酸化，C正确；细胞中Ca2＋的跨膜运输是主动运输，需要ATP水解释放能量为其供能，细胞内许多吸能反应与ATP水解相联系，D错误。磷酸化和去磷酸化(1)在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团去除称为去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，称光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，称氧化磷酸化。这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向ATP的转移。若蛋白质分子加上磷酸基团，称蛋白质分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白质分子去除磷酸基团，称蛋白质分子的去磷酸化。(2)磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白质分子的磷酸化和蛋白质分子的去磷酸化。蛋白质分子的磷酸化过程，往往伴随着ATP水解，提供磷酸基团，在蛋白激酶的作用下完成。蛋白质分子的去磷酸化，在蛋白磷酸酶的作用下完成。1.(2023·广东卷，1)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是()A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质答案C解析红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会影响多酚氧化酶的活性，C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。2.(2022·湖南卷，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是()A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染答案B解析由题干信息“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此一定程度的加热导致碱性蛋白酶的构象改变是可逆的，B错误；添加酶稳定剂有利于保持酶结构的稳定，进而提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；添加碱性蛋白酶可提高洗涤的去污能力，减少洗涤剂的用量，减少磷元素的排放，减少对环境的污染，D正确。3.(2023·天津卷，6)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是()A.该酶基因突变B.该酶基因启动子甲基化C.该酶中一个氨基酸发生变化D.该酶在翻译过程中肽链加工方式变化答案B解析基因控制蛋白质的合成，基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A不符合题意；启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质，若该酶基因启动子甲基化，可能导致该酶基因的转录过程无法进行，不能合成该酶，B符合题意；蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。故若该酶中一个氨基酸发生变化(氨基酸种类变化)或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都可能导致该酶的空间结构变化而导致其功能改变，活性降低，C、D不符合题意。4.(2022·广东卷，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是()组别pHCaCl2温度/℃降解率/%①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。A.该酶的催化活性依赖于CaCl2B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度C.该酶催化反应的最适温度为70℃，最适pH为9D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物答案C解析分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于分组较少且设置梯度较大，不能说明其最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。限时练8酶和ATP(时间：30分钟)一、选择题1.(2025·辽宁高三诊断)食物在加工的过程中，“火候”会影响风味。除了食物中蛋白质和糖类分子本身的变化外，酶的活性受到温度的影响也是改变食物品质的重要因素。请分析下列做法与原理相符的是()A.刚采摘的玉米立即放入沸水中片刻，可保持甜味，因为加热会使淀粉快速水解B.用煮沸冷却后的盐水腌制泡菜，主要是为了防止温度过高使亚硝酸盐积累过多C.高温煮熟的豆浆再加入石膏会凝结成豆腐，因为石膏会使蛋白质中的肽键断裂D.嫩肉粉(主要成分是蛋白酶)室温下与肉片混匀放置一段时间再炒，因为高温会使酶失活答案D解析高温可以使可溶性糖转化为淀粉的酶的结构发生改变而失去活性，从而保持其甜味，A错误；用煮沸冷却后的盐水腌制泡菜，主要是为了杀灭杂菌，B错误；高温煮熟的豆浆再加入石膏会凝结成豆腐，不会破坏肽键，C错误；室温下，蛋白酶先与肉片混合，充分发挥作用，然后再炒，防止高温使酶失活，D正确。2.(2025·山东济宁高三模拟)ATP含量与细胞的种类、数量及代谢活性有一定关系，ATP荧光仪已经广泛应用于土壤、水体和生物体内的微生物检测，原理如图所示。下列相关叙述错误的是()荧光素＋ATP＋O2eq\o(→,\s\up10(荧光素酶),\s\do8(Mg2＋))氧化荧光素＋AMP(腺苷一磷酸)＋PPi(焦磷酸)＋H2O＋荧光A.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质B.AMP表示腺苷一磷酸，推测焦磷酸分子含两个磷酸基团C.待检样品中某种微生物的数量与荧光的强度大小呈正相关D.检测生鲜肉中的某种细菌时，ATP主要来自线粒体内膜答案D解析绝大多数生命活动都由ATP直接供能，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，A正确；ATP水解形成AMP和两个磷酸基团，推测焦磷酸分子含两个磷酸基团，B正确；待检样品中某种微生物的数量越多，产生的ATP越多，荧光的强度越大，C正确；细菌属于原核细胞，无线粒体，D错误。3.(2025·广东梅州高三检测)ATP是细胞的直接能源物质，下图为ATP的结构式，下列相关叙述正确的是()(注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理，α、β、γ表示磷酸基团位置)A.ATP分子中含有的糖和DNA分子中含有的糖是一样的B.ATP末端磷酸基团(Pγ)转移，可为某些吸能反应供能C.ATP脱去Pβ、Pγ后形成腺苷，是组成RNA的基本单位之一D.剧烈运动时ATP被大量消耗，导致细胞中ATP/ADP的比值失衡答案B解析ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A错误；当ATP末端磷酸基团(Pγ)转移时，特殊的化学键断裂，释放的能量可为某些吸能反应供能，B正确；ATP脱去Pβ、Pγ后形成腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，C错误；细胞中ATP与ADP的含量都保持相对稳定，当大量消耗ATP时，细胞也会大量产生ATP，不会导致细胞中ATP/ADP的比值失衡，D错误。4.(2022·全国乙卷，4)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。实验组①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA组分＋＋－＋－蛋白质组分＋－＋－＋低浓度Mg2＋＋＋＋－－高浓度Mg2＋－－－＋＋产物＋－－＋－根据实验结果可以得出的结论是()A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性答案C解析由第①组可知，酶P在低浓度Mg2＋条件下也有产物的生成，说明并非一定要在高浓度Mg2＋条件下酶P才具有催化活性，A错误；由第③组和第⑤组对比可知，只有蛋白质组分存在时，在低浓度Mg2＋和高浓度Mg2＋的条件下，均无产物的生成，说明在两种条件下蛋白质组分都没有催化活性，无法得出选项中的结论，B错误；由第④组和第⑤组对比可知，在高浓度Mg2＋条件下，第④组有产物的生成，第⑤组没有产物的生成，说明RNA组分在高浓度Mg2＋条件下具有催化活性，蛋白质组分没有催化活性，C正确，D错误。5.(2025·山东高三模拟预测)天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)具有催化亚基和调节亚基，ATP和CTP均可与调节亚基结合。在反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP，反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是()A.据图可知，ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂B.ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性C.底物浓度相同时，加入CTP组比对照组的最终生成物量会减少D.同时加入适量ATP和CTP可能会使CTP对ATCase的作用减弱答案C解析CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶的结合，与对照相比，加入ATP后反应速率加快，加入CTP后反应速率变慢，说明ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂，A正确；产物的多少取决于底物量，CTP只是减慢了反应速率，不会改变最终的产物生成量，C错误；从曲线图可以看出，加入CTP后在相同底物浓度下反应速率变慢，CTP可作为天冬氨酸转氨甲酰酶的抑制剂发挥作用，若同时加入适量ATP和CTP，ATP可能会削弱CTP对该酶的抑制作用，D正确。6.(2025·山东德州模拟)细胞中L酶上的两个位点(位点1和位点2)可以与ATP和亮氨酸结合，进而催化tRNA与亮氨酸结合，促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2，在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度，结果如图。下列叙述正确的是()A.L酶可为tRNA与亮氨酸结合提供能量B.突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合C.ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合D.ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合答案D解析酶不能为化学反应提供能量，A错误；根据左图，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明突变体细胞L1中L酶能与ATP结合，B错误；据左图可知，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明该突变不影响与ATP结合，而突变体细胞L2中检测到的放射性明显降低，说明L2突变不能结合ATP，故推测ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点2和位点1结合，C错误；亮氨酸与L酶的位点1结合，根据右图，突变体细胞L2检测到的放射性极低，说明ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合，D正确。7.(2025·四川成都高三检测)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。ATP为Ca2＋的主动运输供能的过程如图所示。下列叙述错误的是()A.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白能降低ATP水解的活化能B.ATP水解产生的磷酸基团与载体蛋白结合使其发生磷酸化C.载体蛋白磷酸化后其空间结构发生改变导致其活性也改变D.Ca2＋的主动运输伴随能量的转移是细胞内的一种放能反应答案D解析从图中看出，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白能够催化ATP水解，所以能降低ATP水解的活化能，A正确；ATP水解产生的磷酸基团与载体蛋白结合使其发生磷酸化，载体蛋白磷酸化后其空间结构发生改变导致其活性也改变，从而实现Ca2＋的跨膜运输，B、C正确；Ca2＋的主动运输伴随能量的转移是细胞内的一种吸能反应，D错误。8.(不定项)(2025·江西南昌模拟)在一个固定温度下，反应体系中不同能量底物分子的数量呈正态分布，其分布规律如图中钟形实线所示。分子能量达到活化能的底物分子可以发生反应。下列相关叙述，正确的是()A.若反应体系原本没有酶，加入酶之后的活化能可以用①表示B.若反应体系原本没有酶，加热之后不同能量底物分子的数量分布可以用③表示C.若反应体系原本有酶，加