2026年高考生物二轮专题复习:易错05 酶和ATP相关实验及概念易错比较(6大易错点)(解析版)_第1页
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文档简介

/易错05酶和ATP相关实验及概念易错比较目录目录第一部分易错点剖析易错典题错因分析避错攻略举一反三易错点1酶参与化学反应过程中自身不会发生改变。易错点2探究温度/PH对酶活性的影响实验比较。易错点3竞争性抑制剂VS非竞争性抑制剂。易错点4误认为ATP是人体唯一的直接能源物质。易错点5不是所有“A”的含义都相同。易错点6ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。第二部分易错题闯关易错点一酶参与化学反应过程中自身不会发生改变易错典题【例1】.2025年诺贝尔化学奖授予了“酶的定向进化与人工设计”领域科学家。科学家通过计算机模拟和实验室筛选,成功创制出催化效率比天然酶高百倍的人工酶。基于酶的本质与作用原理,以下叙述正确的是:(

)A.酶只能在温和的生理条件下发挥作用,高温、强酸强碱均使其永久失活,因此人工酶也无法在工业环境中应用B.酶通过显著降低化学反应所需的活化能,使原本难以发生的反应在常温常压下高效进行,这是其高效性的根本原因C.所有酶的化学本质都是蛋白质,因此其基本单位只能是氨基酸,不存在由RNA构成的酶D.酶在反应前后会被消耗,需要不断合成补充,因此细胞必须持续大量表达各类酶基因以维持代谢稳态【答案】B【知识点】酶的作用及机理、酶的本质、酶的特性、酶在工业生产中的应用【详解】A、酶在温和生理条件下活性最佳,但并非只能在温和条件下发挥作用;高温、强酸强碱可能使酶空间结构破坏而失活,但部分人工酶可通过定向进化增强稳定性,适用于工业环境(如高温反应器),A错误;B、酶作为生物催化剂,通过显著降低化学反应活化能,提高反应速率,这是其高效性的根本原因,与题干中人工酶“催化效率比天然酶高百倍”的原理一致,B正确;C、酶的化学本质不全是蛋白质,存在少数RNA酶(如核酶),其基本单位为核糖核苷酸,C错误;D、酶作为催化剂,在反应前后质和量不变,不会被消耗,无需持续合成补充,细胞通过基因表达调控酶合成,但非因消耗而持续大量表达,D错误。故选B。错因分析易错陷阱:不能正确理解酶的作用机理知识混淆:误认为酶在催化反应过程中作为反应物参加反应。避错攻略【方法总结】酶参与化学反应过程中自身成分和理化性质不会发生改变。【知识链接】酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。酶的作用机理:酶是一种生物催化剂,其作用机理是降低化学反应的活化能,使细胞代谢在温和的条件下快速有序地进行。如图所示酶的特性高效性:催化效率远高于无机催化剂,显著降低化学反应活化能专一性:每种酶只能催化一种或一类特定化学反应,通过"诱导契合"模型与底物特异性结合作用条件温和性:需在适宜温度和pH条件下发挥作用,过酸、过碱或高温会导致酶失活举一反三【变式1-1】2025年11月,《自然》杂志报道了一种新型人工酶,其催化效率远超天然酶。下列关于酶的叙述,正确的是(

)A.酶只能在活细胞内发挥作用,在细胞外则失去活性B.酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率C.酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核苷酸D.酶在催化反应前后,其自身的性质和数量会发生改变【答案】B【知识点】酶的作用及机理、酶的本质、酶的特性【详解】A、酶在活细胞内合成,只要条件适宜,酶可在细胞内或细胞外发挥作用,A错误;B、酶作为生物催化剂,通过显著降低化学反应的活化能来提高反应速率,B正确;C、酶的本质是蛋白质或RNA,其基本组成单位应为氨基酸或核糖核苷酸,C错误;D、酶作为催化剂,其在催化反应前后,自身的性质和数量保持不变,D错误。故选B。【变式1-2】酶是生物催化剂,其作用受多种因素的影响。下列叙述错误的是()A.蛋白酶既可作为催化剂,也可作为反应底物B.酶促反应的最适温度通常高于酶的保存温度C.淀粉酶在催化反应前后其自身的化学性质不变D.咀嚼服用多酶片(主要含胰酶和胃蛋白酶)有利于让酶与底物接触更充分,药效更高【答案】D【知识点】酶的作用及机理、酶的本质、酶的特性、酶促反应的因素及实验【详解】A、蛋白酶的本质是蛋白质,在催化其他蛋白质水解时作为催化剂,但若遇到其他蛋白酶时也可作为被分解的底物,A正确;B、酶促反应的最适温度是酶活性最高的温度,而保存温度通常较低以维持酶的空间结构稳定性,故最适温度一般高于保存温度,B正确;C、淀粉酶作为催化剂,在反应中仅降低反应活化能,反应前后其化学性质和数量均不变,C正确;D、多酶片的肠溶衣可保护胰酶免受胃酸破坏,咀嚼会破坏肠溶衣,导致胰酶在胃中被胃蛋白酶分解而失效,因此“咀嚼服用”反而降低药效,D错误。故选D。【变式1-3】下图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与的能量变化。下列叙述正确的是(

)A.无酶参与则该化学反应不能进行 B.E1是酶为该反应提供的活化能C.此反应为放能反应 D.E4数值越大,则酶的活性越高【答案】D【知识点】酶的作用及机理、酶的特性、吸能反应与放能反应【详解】A、无酶参与时,化学反应也能进行,只是所需活化能较高,反应速率慢,A错误;B、E1表示无酶催化时化学反应所需的活化能,酶的作用是降低活化能,而不是提供活化能,B错误;C、从图中可知,反应物甲的能量小于生成物乙的能量,该反应需要吸收能量,是吸能反应,不是放能反应,C错误;D、E4代表有酶催化时所降低的活化能,其他条件相同的情况下,E4越大,说明酶降低活化能的效果越显著,酶的活性越高,催化效率越高,D正确。故选D。易错点二探究温度/PH对酶活性的影响实验比较易错典题【例2】下列有关酶的实验设计思路正确的是()A.比较过氧化氢在不同条件下分解的实验中,加肝脏研磨液组比加FeCl3组产生的气体量多B.可利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性C.在探究温度对淀粉酶活性的影响实验中,应选斐林试剂检测还原糖的生成D.可利用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响【答案】D【知识点】酶的特性、酶促反应的因素及实验、验证性实验与探究性实验【详解】A、比较过氧化氢分解实验中,加肝脏研磨液(含过氧化氢酶)组比加FeCl₃组反应速率快,体现酶的高效性,但产生的气体量相同(因底物量相同),A错误;B、验证酶专一性时,若用淀粉酶处理淀粉和蔗糖,碘液只能检测淀粉是否分解,无法检测蔗糖是否被分解(蔗糖不与碘液反应),应选用斐林试剂检测还原糖生成,B错误;C、探究温度对淀粉酶活性影响时,斐林试剂需水浴加热,会改变反应体系温度,干扰自变量(温度)的控制,应选用碘液检测淀粉剩余量,C错误;D、过氧化氢酶活性受pH影响,且过氧化氢在酸性或碱性条件下均稳定(不易自发分解),可通过气泡产生速率判断酶活性变化,D正确。故选D。错因分析易错陷阱:不能正确掌握酶活性影响因素的实验探究知识混淆:不能正确选取探究实验的材料和步骤。避错攻略【方法总结】用淀粉酶探究温度对酶活性的影响;用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响【知识链接】探究温度对酶活性的影响(酶活性:酶催化特定化学反应的能力)温度对酶活性的影响试管1试管2试管3稀释唾液1mL1mL1mL淀粉溶液2mL2mL2mL温度37℃温水保温沸水保温冰水保温加碘液后现象不变蓝变蓝变蓝注意:①底物与酶要分别先保温在特定温度下5分钟,然后混合后继续保温。这样避免在预设温度前就发生反应,影响实验结果。②不能用过氧化氢做底物,因为温度会影响其分解。检测不能用斐林试剂,因为需要水浴加热,影响实验结果。探究PH对酶活性的影响pH对酶活性的影响试管1试管2试管3H2O2溶液2mL2mL2mLHCl溶液1mL————NaOH溶液——1mL——蒸馏水————1mLH2O2酶1mL1mL1mL观察各试管气泡生成量或卫生香燃烧情况注意:不用淀粉充当底物,因为淀粉在酸性条件下会分解,影响实验结果结论:过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构破坏,使酶永久失活举一反三【变式2-1】关于酶及其特性的实验设计,下列叙述正确的是(

)A.探究酶的专一性,可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液设计实验B.利用过氧化氢探究酶的高效性,因作用机理不同,加酶组比加FeCl₃组产生的气体量多C.探究pH对酶活性影响的实验步骤为:加底物→加酶→混匀→调pH→观察D.探究温度对酶活性的影响,可利用淀粉酶、淀粉和碘液试剂设计实验【答案】D【知识点】酶的特性、酶促反应的因素及实验【详解】A、探究酶的专一性时,淀粉酶可催化淀粉水解,但不能催化蔗糖水解。碘液仅能检测淀粉是否被分解(淀粉遇碘变蓝,水解后不显色),但无法检测蔗糖是否被分解(蔗糖不与碘液反应)。因此,该实验设计无法验证蔗糖是否被水解,缺乏对照依据,A错误;B、酶的高效性体现在与无机催化剂相比,酶降低反应活化能的效果更显著,因而反应速率更快。但过氧化氢分解的总气体量(产物量)取决于底物量,与催化剂种类无关。加酶组反应速率快,但最终气体量与加FeCl₃组相同,B错误;C、探究pH对酶活性的影响时,需先设置不同pH环境,再加入酶。若先加酶再调pH,酶可能在不适pH下失活,导致实验结果不准确。正确步骤应为:调pH→加酶→混匀→加底物→观察,C错误;D、探究温度对酶活性的影响时,淀粉酶在不同温度下催化淀粉水解的程度不同。碘液可检测淀粉剩余量(蓝色深浅反映水解程度),且碘液本身显色反应不受温度影响,适合作为检测试剂,D正确。故选D。【变式2-2】科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶,并探究了温度对该酶催化反应速率的影响,实验结果如下图所示。下列叙述错误的是()A.该实验中,酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜B.该实验中,酶促反应速率是反应物分子具有的能量和酶空间结构共同作用的结果C.该实验条件下,底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响D.进一步探究该酶最适温度时,宜在50~60℃之间设置更小温度梯度【答案】C【知识点】酶的作用及机理、酶的特性、酶促反应的因素及实验【详解】A、探究温度对该酶催化反应速率的影响应遵循单一变量原则,酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度都是无关变量,无关变量相同且适宜,A正确;B、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能,可知酶促反应速率是反应物分子具有的能量和酶空间结构共同作用的结果,B正确;C、在底物充足的情况下,酶促反应速率与酶的浓度呈正相关,增加酶的用量会使反应速率加快,C错误;D、由图可知,该酶的最适温度在50~60℃之间,所以进一步探究该酶最适温度时,宜在50~60℃之间设置更小温度梯度,D正确。故选C。【变式2-3】为研究某淀粉酶的特性,有关人员做了相关实验,图1为pH对该酶活性的影响曲线,图2为最适温度下底物浓度对该酶催化反应速率的影响。据图分析下列说法正确的是()A.图1显示,在最适温度下,pH=5时淀粉酶活性小于pH=7时活性B.若需精确测定最适pH,可在pH4~6范围内再缩小梯度进行实验C.图2中A点限制因素为底物浓度D.图2中若适当升高温度可提高B点反应速率【答案】A【知识点】酶的特性、酶促反应的因素及实验【详解】A、pH为5时,底物剩余量比pH为7时更多,说明酶促反应速率更慢,因此,pH为5时淀粉酶的活性小于pH为7时的活性,A正确;B、由图1结果可知,pH为6时,该酶的活性较高,为进一步探究确定该酶的最适pH,可行的实验方案是在pH为5至7之间设置更小pH梯度,分别测定该酶的活性,活性最高时对应的pH即为最适pH,B错误;C、由图2可知,图2中A点时限制酶促反应速率的因素是除横坐标以外的其他因素,如酶的浓度、pH或温度等,C错误;D、图2为最适温度下底物浓度对该酶催化反应速率的影响,因此图2中若适当升高温度将降低B点反应速率,D错误。故选A。易错点三竞争性抑制剂VS非竞争性抑制剂易错典题【例3】下图1为两种抑制剂影响酶活性方式的示意图,多酚氧化酶(PPO)催化酚形成褐色黑色素是果蔬褐变的主要原因。图2为某同学探究温度对两种PPO活性大小影响的实验结果。相关叙述正确的(

)A.由图1推测,非竞争性抑制剂降低酶的活性与酶的空间结构改变无关B.由图1推测,可以通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制C.由图2可知,在相同温度条件下酶A的活性高于酶BD.由图2可知,酶A和酶B的最适温度均为40℃【答案】B【知识点】酶的作用及机理、酶的特性、酶促反应的因素及实验【详解】A、由图1推测,非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,导致酶与底物的结合部位空间改变,无法与底物结合,使酶的活性受到抑制,A错误;B、由图1推测,竞争性抑制剂与底物竞争酶与底物的结合位点,使底物无法与酶结合形成酶—底物复合物,进而影响酶促反应速率,因此增加反应体系中底物的浓度,可解除竞争性抑制剂的抑制作用,B正确;C、由图2可知,相同温度条件下,酶A催化后酚剩余量更多,因此与酶B相比,相同温度条件下酶A的活性更低,C错误;D、由图2可知,酶A在50℃时,酚剩余量最少,而酶B在40℃时,酚剩余量最少,但不能确定该温度就是酶的最适温度,原因是温度梯度过大,D错误。故选B。错因分析易错陷阱:不能正确分辨不同种抑制剂的作用机理。避错攻略【方法总结】竞争性抑制剂与底物竞争酶与底物的结合位点,使底物无法与酶结合形成酶—底物复合物,进而影响酶促反应速率;非竞争性抑制剂不与底物竞争,通过与酶的活性中心以外的部位结合,从而使酶的活性中心结构改变,阻止了酶与底物结合【知识链接】影响酶促反应速率的调节剂激活剂:提高酶活性的物质。(有些酶在有激活剂存在时才有活性或性较高;如:Cl-是α-淀粉酶的激活剂)抑制剂:A.竞争性抑制剂:抑制剂与底物竞争酶。(抑制剂的结构与酶的活性中心相似,当抑制抑制与酶结合时,就阻止了底物与酶结合,如果底物与酶结合也会阻止抑制与酶结合。)可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用B.非竞争性抑制剂:抑制剂与底物不存在竞争关系。(抑制剂与酶的活性中心以外的部位结合,从而使酶的活性中心结构改变,阻止了酶与底物结合。如果酶与活性中心结合,使抑制剂结合部位的空间结构发生改变,从而阻止抑制与酶结合。)由于非竞争性抑制剂不与底物竞争,因此,其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。举一反三【变式3-1】降低酶活性的抑制剂包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,其中竞争性抑制剂和底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂结合酶的活性位点以外的部位。某科研人员通过实验探究抑制剂M和N对脂肪酶活性的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是(

)A.竞争性抑制剂可能和酶的底物具有相似的空间构象B.非竞争性抑制剂和酶结合后可能会改变酶的空间构象C.结果表明N是非竞争性抑制剂,M是竞争性抑制剂D.脂肪浓度过高时,竞争性抑制剂可能失去抑制效果【答案】C【知识点】酶促反应的因素及实验【详解】A、竞争性抑制剂需与底物竞争活性位点,因此二者空间构象(结构)需相似,才能结合同一活性位点,A正确;B、非竞争性抑制剂结合酶的“非活性位点”,会导致酶的空间构象(包括活性位点)改变,使底物无法结合,B正确;C、加入M后,增加脂肪(底物)浓度,酶促反应速率能接近对照组(说明底物可“挤掉”N)→N是竞争性抑制剂。加入M后,增加脂肪浓度,酶促反应速率仍远低于对照组(说明底物无法缓解抑制)→M是非竞争性抑制剂,C错误;D、竞争性抑制剂靠“竞争活性位点”起作用,若底物(脂肪)浓度极高,底物会大量占据活性位点,抑制剂无法结合→失去抑制效果,D正确。故选C。【变式3-2】酶浓度和底物浓度都会影响酶促反应速率。如图甲、乙为两种抑制剂降低酶促反应速率的原理示意图,下列叙述错误的是()A.酶作为生物催化剂、催化的底物都是有机物B.酶在细胞内外、体内外都能发挥作用C.若适当增加底物浓度可减弱抑制剂1的抑制作用D.抑制剂2的作用可体现酶结构改变会影响其活性【答案】A【知识点】酶的作用及机理、酶的本质、酶的特性【详解】A、酶是生物催化剂,但其催化的底物可以是有机物或无机物,如过氧化氢酶催化过氧化氢分解,A错误;B、酶在细胞内外、机体内外都能发挥作用,B正确;C、抑制剂1与底物竞争酶的反应位点,若增加底物浓度,底物与酶竞争反应位点的能力增强,可减弱抑制剂1的抑制作用,C正确;D、图乙分析,抑制剂2是通过改变酶的结构而影响其活性,D正确。故选A。【变式3-3】在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如下图1所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子或离子,竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如下图2、图3所示。图4示正常酶及发生竞争性抑制和非竞争性抑制时,底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。下列叙述不正确的是(

)A.当底物与酶活性位点具有互补结构时酶才能与底物结合,说明酶的催化作用具有专一性B.青霉素能抑制细菌合成细胞壁,其化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似,属于竞争性抑制剂C.图4中曲线①代表添加竞争性抑制剂的酶,曲线②代表添加非竞争性抑制剂的酶D.综合上图分析,随着底物浓度升高,抑制的效果变得越来越差的是非竞争性抑制剂【答案】D【知识点】酶的作用及机理、酶的特性【详解】A、底物只能与相应酶的部位结合,体现酶的专一性,A正确;B、青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似,青霉素能与这些酶的活性位点结合,属于竞争性抑制剂,B正确;C、非竞争性抑制剂与酶的其他位点结合,使酶活性下降,这种抑制并不能通过提高底物浓度来消除,图4中曲线②始终低于正常酶曲线,也达不到未加抑制剂时的最大反应速率,曲线①代表添加竞争性抑制剂的酶,曲线②代表添加非竞争性抑制剂的酶,C正确;D、随着底物浓度升高,抑制效力变得越来越小的是竞争性抑制剂,原因是竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点从而降低反应物与酶结合的机会,酶的结构没有发生改变,底物浓度越高,底物与酶活性位点结合的机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小,D错误。故选D。易错点四误认为ATP是人体唯一的直接能源物质易错典题【例4】细胞的生命活动需要能量来驱动,下列关于能量的叙述错误的是()A.水分子跨膜运输时,不管是否借助通道蛋白,都不消耗能量B.糖类是主要的能源物质,而脂肪是良好的储能物质C.PCR和细胞内DNA的复制都需要消耗能量D.细胞中生命活动的能量都是由ATP直接提供【答案】D【知识点】PCR扩增的原理与过程、细胞中的能源物质、自由扩散、协助扩散【分析】生物体内的主要能源物质是糖类,植物细胞内的主要的储能物质是淀粉,动物细胞内的主要储能物质是糖原,生物体内良好的储能物质是脂肪,直接的供能物质是ATP,能量的最终来源是太阳能。【详解】A、水分子跨膜运输时为自由扩散和协助扩散,不管是否借助通道蛋白,都不消耗能量,A正确;B、糖类是生物体主要的能源物质,而脂肪是细胞内良好的储能物质,与糖类相比,同等质量脂肪氧化分解释放更多能量,B正确;C、PCR和体内DNA复制都需要模板、能量,C正确;D、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,少数生命活动是由其他的高能磷酸化合物直接提供能量的,D错误。故选D。错因分析易错陷阱:不能正确分辨主要能源物质和直接供能物质知识混淆:误认为只有ATP可以直接供能。避错攻略【方法总结】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,少数生命活动是由其他的高能磷酸化合物直接提供能量的。(还有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP等)【知识链接】直接供能物质还有UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸注意:NTP与dNTP均是高能磷酸化合物,可用作RNA或DNA的合成原料,合成过程中会脱去两个磷酸基团,并释放出大量的能量。举一反三【变式4-1】.ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述正确的是(

)A.一定含有C、H、O、N、P B.必须在细胞内发挥作用C.必须在有氧条件下合成 D.生物体唯一的直接能源物质【答案】A【知识点】ATP的结构、ATP的功能及利用、细胞中的能源物质【详解】A、ATP由腺苷(腺嘌呤+核糖)和三个磷酸基团组成,腺嘌呤含C、H、N,核糖含C、H、O,磷酸基团含P和O,因此ATP一定含有C、H、O、N、P,A正确;B、ATP主要在细胞内发挥作用(如细胞呼吸、主动运输),条件适宜也可以在细胞外起作用,B错误;C、ATP可通过无氧呼吸(如乳酸菌无氧呼吸)、光合作用光反应(无需有氧条件)合成,并非必须在有氧条件下合成,C错误;D、ATP是主要的直接能源物质,但不是“唯一”的,如GTP、CTP等也可在特定反应中作为直接能源,D错误。故选A。【变式4-2】糖类、脂肪、酶和ATP等都是细胞内与能量有关的有机物,下列相关叙述错误的是(

)A.糖类是人体的主要能源物质,葡萄糖常被形容为“生命的燃料”B.蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来C.酶可以降低化学反应的活化能,使生物化学反应能在一个温和条件下进行D.ATP是人体的直接能源物质,人体所需能量都只来自ATP【答案】D【知识点】酶的特性、有氧呼吸过程、细胞中的能源物质【分析】生物体内能源物质分类:主要能源物质-糖类;重要能源物质-葡萄糖;动物储能物质-糖原、脂肪;植物储能物质-淀粉;直接能源物质-ATP;能量的最终来源-太阳能。【详解】A、糖类是人体的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”,A正确;B、细胞呼吸过程不但能提供能量也是物质代谢的枢纽,可产生种间产物讲蛋白质、糖类和脂质代谢联系起来,B正确;C、酶可以降低化学反应的活化能,使生物化学反应能在一个温和条件下进行,C正确;D、ATP是人体的主要直接能源物质,但不是唯一的直接能源物质,如DNA复制时所需能量可以来自于dGTP、dCTP等,D错误。故选D。【变式4-3】磷酸肌酸是一种分布在肌肉细胞中的高能化合物,训练有素的运动员肌细胞中的磷酸肌酸是ATP的10倍左右。高强度运动时,ATP的水解速率远大于合成速率,细胞激活ATP-磷酸肌酸供能系统维持ATP含量,关系如下图所示。下列说法正确的是()A.磷酸肌酸的水解属于吸能反应B.磷酸肌酸和ATP都是细胞内的直接能源物质C.ATP-磷酸肌酸供能系统需要氧气参与D.由平原进入高原后可能会激活ATP-磷酸肌酸供能系统【答案】D【知识点】ATP与ADP的相互转化、细胞中的能源物质【分析】ATP为细胞生命活动的直接能源物质,在细胞内含量很少,但是ATP与ADP的转化十分迅速,ATP来源与光合作用和呼吸作用,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。【详解】A、磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物能及时水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP,ADP生成ATP需要消耗磷酸肌酸水解提供的能量,因此磷酸肌酸水解属于放能反应,A错误;B、由题干信息可知,高强度运动时,骨骼肌细胞中的ATP含量不足时,需要磷酸肌酸水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP,再由ATP为肌肉收缩供能,说明磷酸肌酸不可为肌肉收缩直接提供能量,B错误;C、ATP-磷酸肌酸供能系统通过去磷酸化和磷酸化进行能量转换来供能,该过程不需要氧气的参与,C错误;D、由平原进入高原后氧气变少,有氧呼吸减弱,产生的ATP减少,故可能会激活ATP—磷酸肌酸供能系统,D正确。故选D。易错点五不是所有“A”的含义都相同易错典题【例5】下图为ATP分子结构示意图,①③表示基团,②④表示化学键,相关叙述错误的是(

)A.①为腺嘌呤,即ATP中的“A”B.②为特殊的化学键,其断裂往往与细胞中的吸能反应相联系C.ATP在各种细胞中含量都很少,但其转化非常迅速D.④为特殊的化学键,其断裂后形成的化合物之一是组成RNA的基本单位【答案】A【知识点】ATP的结构、ATP与ADP的相互转化、ATP的功能及利用【详解】A、①为腺嘌呤,ATP中的“A”为腺苷,腺苷由腺嘌呤和核糖组成,A错误;B、②为特殊的化学键,其断裂会释放能量,往往与细胞中的吸能反应相联系,B正确;C、对于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。由于这些生命活动是持续进行的,细胞无需大量储存ATP,只需维持少量ATP即可满足瞬时能量需求,C正确;D、④为特殊的化学键,其断裂后形成的化合物之一AMP(AMP由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基团组成)是组成RNA的基本单位,D正确。故选A。错因分析易错陷阱:不能正确掌握ATP的基本结构知识混淆:误认为所有的‘A’都是相同的。避错攻略【方法总结】所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤【知识链接】不同化合物中“A”的含义不同化合物结构简式“A”含义ATP腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)DNA腺嘌呤脱氧核苷酸RNA腺嘌呤核糖核苷酸核苷酸腺嘌呤举一反三【变式5-1】ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,如图是ATP的结构式,A、B表示物质,α、β、γ表示磷酸基团的位置。下列叙述错误的是()A.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖,A、B组成腺苷B.ATP的β、γ位磷酸基团脱离后,剩余部分可用于合成RNAC.运动过程中肌肉收缩时,既有ATP水解又有ATP合成D.根尖细胞形成ATP所需能量可直接来源于光能,也可来源于化学能【答案】D【知识点】ATP的结构、ATP与ADP的相互转化、ATP的功能及利用【详解】A、物质A为腺嘌呤,物质B为核糖,腺嘌呤与核糖结合可形成腺苷,A正确;B、ATP的β、γ位磷酸基团脱离后,剩余部分为腺嘌呤核糖核苷酸,它是RNA的基本组成单位之一,可用于合成RNA,B正确;C、运动时肌肉收缩需要ATP水解供能,同时细胞会通过有氧呼吸或无氧呼吸合成ATP,因此肌肉收缩过程中既有ATP水解,又有ATP合成,C正确;D、根尖细胞没有叶绿体,无法进行光合作用,因此形成ATP的能量只能来自细胞呼吸释放的化学能,不能直接来源于光能,D错误。故选D。【变式5-2】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末端磷酸基团(P)转移,可为某些吸能反应供能B.ATP分子的结构可简写成A—P~P~P,其中A代表腺嘌呤C.对于绿色植物来说,ADP转化成ATP过程所需的能量均来自光能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】A【知识点】ATP的结构、ATP与ADP的相互转化、光反应、暗(碳)反应的物质变化和能量变化、有氧呼吸过程【详解】A、γ位的磷酸基团通过特殊化学键与ADP的磷酸基团(Pβ)连接形成ATP,该特殊化学键含有很高能量。因此,当ATP末端磷酸基团(Pγ)转移时,特殊化学键断裂,释放的能量可为某些吸能反应供能,A正确;B、ATP分子的结构可简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷(核糖和腺嘌呤组成的),B错误;C、绿色植物中ADP合成ATP的能量来源有两处:光合作用的光反应阶段利用光能,呼吸作用则利用有机物分解释放的化学能,并非均来自光能,C错误;D、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ADP。因此,剧烈运动时ATP被大量消耗,不会导致细胞中ATP/ADP的比值失衡,D错误。故选A。【变式5-3】下列有关ATP的叙述,正确的是()A.用a位32P标记的ATP可以合成带有32P的DNAB.图中的A代表腺苷与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质C.人体对该化合物的需求量很大,但该化合物在人体内的含量很少D.ATP转化为ADP可为血浆中的葡萄糖进入红细胞提供能量【答案】C【知识点】ATP的结构、ATP的功能及利用、核酸的元素组成及基本单位、协助扩散【详解】A、ATP由腺苷和三个磷酸基团组成,其水解掉两个磷酸基团后形成的腺嘌呤核糖核苷酸是合成RNA的原料,而不是DNA的原料,所以用位32P标记的ATP不能合成带有32P的DNA,A错误;B、图中的A代表腺嘌呤,构成RNA中的碱基“A”也表示腺嘌呤,二者表示的是同一种物质,B错误;C、人体对ATP的需求量很大,然而ATP在人体内的含量很少,不过ATP与ADP可以快速转化,C正确;D、血浆中的葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,协助扩散不需要消耗能量,所以ATP转化为ADP不能为其提供能量,D错误。故选C。易错点六ATP与ADP的相互转化不是可逆反应易错典题【例6】ATP在能量代谢中起着至关重要的作用,下列关于ATP的说法正确的是(

)A.ATP中的“A”代表腺苷,由腺嘌呤和脱氧核糖组成B.在ATP与ADP转化过程中物质和能量是可逆的C.ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求D.蛋白磷酸化过程伴随着能量的转移,其空间结构不发生改变【答案】C【知识点】ATP的结构、ATP与ADP的相互转化、ATP的功能及利用【详解】A、ATP中的“A”代表腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,A错误;B、ATP与ADP的相互转化过程中,物质可逆,但能量不可逆,B错误;C、ATP是直接能源物质,ATP与ADP的快速转化保证了细胞对能量的持续需求,C正确;D、蛋白磷酸化是ATP水解提供磷酸基团的过程,伴随能量转移,且磷酸基团的结合会改变蛋白质的空间结构(构象改变)和活性,D错误。故选C。错因分析易错陷阱:不能正确分辨ATP与ADP的相互转化知识混淆:误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应。避错攻略【方法总结】ATP与ADP的相互转化中物质是可逆的,反应、能量是不可逆的【知识链接】ATP的水解和吸能反应相联系;ATP的合成和放能反应相联系。举一反三【变式6-1】如图表示萤火虫尾部细胞发光的机制。据图分析,下列叙述错误的是()A.荧光素需要接受ATP提供的能量才被激活B.萤火虫尾部细胞中的ATP主要来自细胞呼吸C.萤火虫发光过程中发生的能量转换是ATP中化学能→光能D.发光过程中消耗ATP,萤火虫尾部细胞内ATP含量显著下降【答案】D【知识点】ATP与ADP的相互转化、ATP的功能及利用【详解】A、由图可知,荧光素需要接受ATP提供的能量被激活,在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光,A正确;B、萤火虫为异养生物,其ATP中的能量主要来自细胞呼吸释放的能量,B正确;C、在萤火虫发光过程中伴随着化学能到光能的转变,其中ATP是直接能源物质,所以萤火虫发光过程中发生的能量转换是ATP中化学能→光能,C正确;D、发光过程中消耗ATP,但细胞内ATP含量相对稳定,D错误。故选D。【变式6-2】ATP可将蛋白质磷酸化,磷酸化的蛋白质会改变形状做功,从而推动细胞内系列反应的进行(机理如图所示)。下列说法错误的是(

)A.ATP推动细胞做功,存在吸能反应与放能反应过程B.磷酸化的蛋白质做功,失去的能量主要用于再生ATPC.主动运输过程中,载体蛋白中的能量先增加后减少D.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【答案】B【知识点】蛋白质的结构及多样性、主动运输、ATP的功能及利用、吸能反应与放能反应【详解】A、ATP推动细胞做功过程中,ATP的水解是放能反应,蛋白质磷酸化过程是吸能反应,因此该过程存在吸能反应和放能反应过程,A正确;B、磷酸化的蛋白质做功释放的能量,用于细胞的各种生命活动(如主动运输、肌肉收缩等),而ATP的再生,其能量来自细胞呼吸或光合作用等放能反应,并非来自蛋白质做功的能量,B错误;C、主动运输过程中,ATP水解使载体蛋白磷酸化(载体蛋白获得能量,能量增加),随后载体蛋白通过形状改变运输物质(做功,能量减少),因此载体蛋白的能量先增加后减少,C正确;D、通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构,进而实现细胞信号传递,体现了蛋白质结构与功能相适应的观点,D正确。故选B。【变式6-3】在11月21日刚结束的第十五届全国运动会上,贵州代表团顽强拼搏、奋勇争先,以6金3银11铜的优异战绩,创下了历史最好成绩,实现了突破。人体运动时肌肉细胞工作的直接能源物质是ATP,下列相关描述正确的是(

)A.运动员在运动前做准备活动,是为了积累大量ATP为运动过程供能B.ATP水解释放的能量用于肌肉收缩等生命活动,以满足运动时的能量需求C.ATP水解产生ADP和磷酸的过程,一般是与放能反应相联系D.剧烈运动时,肌细胞中ATP水解速率远大于合成速率,使ATP含量显著下降【答案】B【知识点】ATP的功能及利用、吸能反应与放能反应【详解】A、ATP在细胞内含量少,不能大量积累,A错误;BC、ATP水解时,特殊化学键断裂会释放出能量,用于肌肉收缩等耗能的生命活动,通常与吸能反应相联系,B正确,C错误;D、为满足剧烈运动时的能量需求,ATP水解供能速率加快,但合成速率也加快,ATP含量处于动态平衡之中,不会显著下降,D错误。故选B。1.(2025·广西·高考真题)研究人员探究了不同浓度的油菜蜂花粉多酚(以下简称“多酚”)和药物Q对胰脂肪酶活性的影响(图a);以及不同pH处理多酚后,多酚对该酶的酶促水解速率的影响(图b)。下列说法正确的是()A.单位时间内甘油的生成量,可作为以上实验的检测指标B.在催化脂肪水解过程中,胰脂肪酶提供了大量的活化能C.相同浓度下,药物Q对胰脂肪酶活性的抑制效果强于多酚D.比较不同pH处理后的多酚,乙组对胰脂肪酶活性的抑制效果最弱【答案】A【详解】A、脂肪水解后的产物为甘油和脂肪酸,因此可以用单位时间内甘油的生成量,作为胰脂肪酶活性的检测指标,A正确;B、酶的作用机理为降低化学反应的活化能,而不是提供活化能,B错误;C、由图a可知,相同浓度下,药物Q处理后胰脂肪酶的相对活性高于多酚处理,因此药物Q对胰脂肪酶活性的抑制效果弱于多酚,C错误;D、在图b中,乙组酶促水解速率最低,说明乙组对胰脂肪酶活性的抑制作用最强,D错误。故选A。2.(2025·江西·高考真题)芸香糖苷酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物生产槲皮素、柚皮素和橙皮素等活性物质,具有重要的应用前景。研究人员比较了芸香糖苷酶I、Ⅱ和Ⅲ的酶学性质,部分结果如表。下列叙述正确的是()芸香糖苷酶最适温度(℃)最适pHI504.0Ⅱ704.0Ⅲ406.0A.酶I的反应温度升高20℃,其他条件不变,酶I与酶Ⅱ活性一致B.三种酶在最适的温度和pH条件下,催化底物的活性相同C.三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物,表明它们具有专一性D.三种酶的空间结构会因环境温度和pH的改变而发生变化【答案】D【详解】A、酶的活性受温度影响,在最适温度前,随温度升高酶活性增强;超过最适温度,随温度升高酶活性下降。酶I的最适温度为50℃,升高20℃至70℃时,超过其最适温度,酶活性会因高温变性而下降;而酶Ⅱ的最适温度为70℃,此时活性最高。两者活性不可能一致,A错误;B、最适条件仅表明此时酶活性最高,但不同酶在最适条件下的催化效率(即酶活性)可能因酶的种类和结构差异而不同,B错误;C、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。三种酶均能水解同一类底物(芸香糖苷类黄酮化合物),体现的是酶的催化作用具有共性,而非专一性(专一性强调对特定底物的催化),C错误;D、酶的活性受温度和pH的影响,温度和pH的变化会影响酶的空间结构,进而影响酶的活性。当环境温度或pH偏离最适条件时,酶的空间结构可能发生改变,甚至导致酶变性失活,D正确。故选D。3.(2025·浙江·高考真题)血红素是血红蛋白的组成成分,其合成的简要过程如图所示,其中甲、乙和丙代表不同的物质,酶X能催化甲和乙转变为丙,“(-)”表示抑制作用。下列叙述正确的是()A.酶X为甲和乙的活化提供了能量B.与甲、乙结合后,酶X会发生不可逆的结构变化C.血红素浓度过高会通过反馈调节抑制酶X的活性D.随着甲和乙的浓度提高,酶X催化反应的速率不断提高【答案】C【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供能量,A错误;B、酶与底物结合是可逆的,反应完成后酶会恢复原状,B错误;C、据图可知,图示中“(-)”表示血红素(丙)对酶X的反馈抑制,血红素浓度过高会通过反馈调节抑制酶X的活性,从而使血红素浓度维持在相对稳定的状态,C正确;D、一定范围内,反应速率会随底物浓度增加而提高,但达到酶饱和后速率不再变化,此外血红素的反馈抑制会限制速率持续提高,D错误。故选C。4.(2025·四川·高考真题)D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖,有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2+条件)下,测定不同浓度D-果糖的转化率(转化率=产物量/底物量×100%),其变化趋势如下图。下列叙述正确的是(

)A.升高反应温度,可进一步提高D-果糖转化率B.D-果糖的转化率越高,说明酶Y的活性越强C.若将Co2+的浓度加倍,酶促反应速率也加倍D.2h时,三组中500g·L-1果糖组产物量最高【答案】D【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA,具有高效性、专一性和作用条件较温和的特点。【详解】A、题干中实验是在最适反应条件下进行的,升高温度会使酶的活性降低,从而降低D-果糖转化率,A错误;B、D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关,还与底物(D-果糖)的浓度、反应时间等因素有关,所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强,B错误;C、Co2+可协助酶Y催化反应,但Co2+不是酶,将Co2+的浓度加倍,不一定会使酶促反应速率也加倍,酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响,C错误;D、转化率=产物量/底物量×100%,2h时,500g·L-1果糖组的转化率不是最高,但底物量是最多的,且转化率也较高,根据产物量=底物量×转化率,可知其产物量最高,D正确。故选D。5.(2025·北京·高考真题)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息:本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶;洗涤前先浸泡15~20min,特别脏的衣物可减少浸泡用水量;请勿使用60℃以上热水。下列叙述错误的是(

)A.该洗衣粉含多种酶,不适合洗涤纯棉衣物B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度D.水温过高导致酶活性下降【答案】A【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。【详解】A、酶具有专一性,纯棉衣物的主要成分是纤维素,而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶,均无法分解纤维素,故不会损坏纯棉衣物,A错误;B、洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间,有利于酶与污渍结合催化其分解,B正确;C、一定范围内,减少用水量会提高酶的浓度,从而加快反应速率,C正确;D、酶活性的发挥需要适宜温度,高温会破坏其空间结构导致酶活性下降,故勿使用60℃以上热水,D正确。故选A。6.(2025·江苏·高考真题)为探究淀粉酶是否具有专一性,有同学设计了实验方案,主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(

)步骤甲组乙组丙组①加入2mL淀粉溶液加入2mL淀粉溶液加入2mL蔗糖溶液②加入2mL淀粉酶溶液加入2mL蒸馏水?③60℃水浴加热,然后各加入2mL斐林试剂,再60℃水浴加热A.丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀【答案】C【分析】淀粉酶的专一性指其仅催化淀粉水解,不能催化其他底物(如蔗糖)。实验需设置不同底物与酶的组合,并通过检测还原糖验证结果。斐林试剂用于检测还原糖,但需在沸水浴条件下显色,而题目中实验步骤的温度设置可能影响结果判断。【详解】A、丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液,而非蔗糖酶溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同,若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性,A错误;B、第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应,第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件,B错误;C、乙组(淀粉+蒸馏水)未加酶,若未显色说明淀粉本身不含还原糖,若显色则可能底物被污染或分解,因此乙组结果可用于判断淀粉是否含还原糖,C正确;D、甲组(淀粉+淀粉酶)水解产物为葡萄糖(还原糖),与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色;丙组(蔗糖+淀粉酶)无水解产物,故丙组出现蓝色,D错误。故选C。7.(2023·浙江·高考真题)为探究酶的催化效率,某同学采用如图所示装置进行实验,实验分组、处理及结果如下表所示下列叙述错误的是(

)组别甲中溶液(2mL)乙中溶液(2mL)不同时间测定的相对压强(kpa)0s50s100s150s200s250sI肝脏研磨液H2O2溶液09.09.69.810.010.0IIFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9III蒸馏水H2O2溶液00000.10.1A.H2O2分解生成O2导致压强改变B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时C.250s时I组和III组反应已结束而II组仍在进行D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性【答案】C【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。【详解】A、H2O2分解产物是H2O和O2,其中O2属于气体,会导致压强改变,A正确;B、据表分析可知,甲中溶液酶或无机催化剂等,乙中是底物,应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时,B正确;C、三组中的H2O2溶液均为2ml,则最终产生的相对压强应相同,据表可知,250s时I组反应已结束,但II组和III组压强仍未达到I组的终止压强10.0,故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行,C错误;D、酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,对比I、II组可知,在相同时间内I组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快,说明酶的催化作用具有高效性,D正确。故选C。8.下图为实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”部分操作示意图,该实验的自变量是(

)A.试管中过氧化氢分解的速率 B.氯化铁溶液和过氧化氢酶溶液C.试管中过氧化氢溶液的量 D.试管中产生气泡的量【答案】B【详解】A、比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中,实验的自变量是反应条件,A错误;B、比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验中氯化铁溶液和过氧化氢酶溶液为自变量,B正确;C、试管中过氧化氢溶液的量为实验中的无关变量,应保持相同且适宜,C错误;D、试管中产生气泡的量是本实验中的因变量,据此可判断过氧化氢的分解情况,D错误。故选B。9.某科研小组为探究蛋白酶TSS的最适催化条件,开展了相关实验,结果如下表。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CaCl2B.该酶促反应的最适温度为70℃,最适pH为9C.Ⅰ型胶原蛋白的浓度会影响该酶促反应的速率D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他底物【答案】B【详解】A、比较组②和组③,可知无CaCl2时降解率为0,说明酶的催化活性依赖CaCl2,A正确;B、②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70℃,但由于温度梯度、pH梯度较大,不能说明最适温度为70℃,最适pH为9,B错误;C、底物浓度会影响酶促反应速率,Ⅰ型胶原蛋白作为该酶促反应的底物,其浓度会影响该酶促反应的速率,C正确;D、实验仅以Ⅰ型胶原蛋白为底物,未测试其他底物,因此需补充实验才能确定酶对其他底物的水解能力,D正确。故选B。10.某实验小组研究不同pH条件下新鲜的莴苣、菠菜和白菜叶片的酶提取液对过氧化氢分解速率的影响,实验结果如图所示,下列叙述错误的是(

)A.莴苣提取液中酶活性可能最强B.该实验的自变量是pH和材料类型C.三种酶提取液的最适pH都在7-8D.pH通过影响酶的活性,影响氧气生成速率【答案】C【详解】A、在最适pH等条件下,莴苣提取液使过氧化氢分解速率最高,莴苣提取液中酶活性可能最强,A正确;B、实验研究不同pH和不同材料(莴苣、菠菜、白菜)对过氧化氢分解速率的影响,自变量是pH和材料类型,B正确;C、由图可知,菠菜提取液在pH为7时,过氧化氢分解速率相对较高,所以最适pH在7附近,新鲜的莴苣和白菜叶片的酶提取液最适pH在6~8,C错误;D、pH影响酶活性,进而影响过氧化氢分解(氧气生成)速率,D正确。故选C。11.Na+-K+泵是细胞膜上转运Na+和K+的载体蛋白,因其具ATP水解酶活性,又称Na+-K+-ATP酶,其作用过程如下图所示。据图分析,下列叙述正确的是()A.Na+-K+泵的ATP水解酶活性需要其相应位点与K+结合后才能被激活B.ATP水解后,靠近腺苷的磷酸基团与Na+-K+泵结合,使其磷酸化C.Na+-K+泵的循环作用依赖于其磷酸化和去磷酸化的有序交替进行D.Na+-K+泵的活动,有利于保证细胞内低K+高Na+的离子环境【答案】C【详解】A、Na⁺-K⁺泵的ATP水解酶活性是在Na⁺结合到相应位点后被激活,从图中可看出,细胞内Na⁺结合后ATP水解,Na⁺-K⁺泵被磷酸化,进而转运Na⁺出细胞,A错误;B、ATP水解后,远离腺苷的磷酸基团与Na⁺-K⁺泵结合,使其磷酸化。ATP的结构中,远离腺苷的特殊化学键更易断裂、释放能量并转移磷酸基团,B错误;C、从图中过程可知,Na⁺-K⁺泵先结合Na⁺、被磷酸化(构象改变)排出Na⁺,再结合K⁺、去磷酸化(构象恢复)摄入K⁺。其循环工作依赖于其磷酸化和去磷酸化的有序交替,C正确;D、Na⁺-K⁺泵的功能是排出细胞内的Na⁺、摄入细胞外的K⁺,最终维持细胞内高K⁺、低Na⁺的离子环境,D错误。故选C。12.某实验小组将H2O2酶固定在圆形滤纸片上,利用滤纸片上浮法来探究过酸或过碱对酶活性的影响是否可逆。实验时,取5个200mL的烧杯并编号为A~E,向各烧杯中加入50mLpH为6.0的缓冲液和50mLH2O2溶液。再将含酶的滤纸片平均分为5组(每组8片)并编号为a~e,进行如表1所示操作。接着将a~e组滤纸片依次置于A~E组烧杯中,记录每片滤纸片上浮所需时间并求平均值,结果如表2.回答下列问题。表1组别实验操作pH=2.0缓冲液pH=6.0缓冲液pH=10.0缓冲液a①浸泡6minb①浸泡3min②浸泡3minc①浸泡6mind②浸泡3min①浸泡3mine①浸泡6min表2组别上浮平均所需时间A(pH为2.0)不上浮B(pH为2.0→6.0)不上浮C(pH为6.0)全部上浮,33.63sD(pH为10.0→6.0)5片上浮,78.81sE(pH为10.0)3片上浮,111.67s(1)H2O2酶的作用机理是。不宜用H2O2酶来探究温度对酶活性的影响,原因是。(2)据表2可知,含酶滤纸片经pH为2.0的缓冲液处理后未上浮,恢复至适宜pH后仍未上浮,这说明;含酶滤纸片经pH为10.0的缓冲液处理后有少量上浮,但上浮所需时间延长,恢复至适宜pH后,滤纸片上浮数量增加且上浮所需时间缩短,这说明,但这些组别的酶促反应速率均低于C组,这说明。(3)在人体内,H2O2酶的存在有利于抑制的产生,从而减少其对(答2点)和DNA等物质的破坏,维持细胞膜的稳定性和保护DNA,与细胞抵抗衰老密切相关。【答案】(1)降低化学反应的活化能加热会加快过氧化氢的分解,干扰实验结果(2)过酸条件下酶已失活且这种失活是不可逆的过碱条件下酶的活性受到抑制,但这种抑制是可逆的题设条件下H2O2酶在pH为6.0时活性最强(3)自由基蛋白质、脂质【分析】1、过氧化氢会在过氧化氢酶的催化下,分解为水和氧气。2、影响酶活性的因素主要有:温度、pH等。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。另外低温不会使酶变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。【详解】(1)H2O2酶的作用机理是降低化学反应的活化能。探究温度对酶活性的影响时,温度是自变量,而加热会加快过氧化氢的分解,干扰实验结果,故不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响。(2)含酶滤纸片经pH为2.0的缓冲液处理后未上浮,恢复至最适pH后也未能上浮,说明过酸条件下酶已失活且这种失活是不可逆的。含酶滤纸片经pH为10.0的缓冲液处理后仍有少量上浮,恢复至最适pH后,滤纸片上浮数量增加,上浮时间缩短,说明过碱条件下酶的活性受到抑制,但这种抑制是可逆的,恢复最适pH后酶活性有所恢复;但这些组的酶促反应速率均低于C组,说明题设条件下H2O2酶在pH为6.0时活性最强。(3)在人体内,H2O2酶能分解过氧化氢,从而抑制自由基的产生。自由基会攻击细胞内的蛋白质、脂质(细胞膜的主要成分)和DNA等物质,从而起到维持细胞膜的稳定性和保护DNA,与细胞抵抗衰老密切相关。13.为探究萌发的大麦种子产生淀粉酶的情况,科研小组分别取等量不同萌发天数的大麦种子制成研磨液,在三种不同温度条件下测定其对淀粉溶液(适宜且足量)的水解情况。相同实验时间内测得的实验结果如图所示。回答下列问题:(1)淀粉酶的合成需要经过基因的两个过程,淀粉酶的活性可用来表示。(2)该实验中淀粉相对剩余量可以用(填“碘液”或“斐林试剂”)进行粗略检测,两种试剂中不选另一种试剂的原因是。(3)据图分析,在0~10天内,大麦种子产生淀粉酶量的大致变化趋势是。(4)图示实验结果还表明,大麦种子淀粉酶在不同温度条件下的活性不同,三种温度条件下,时淀粉酶的活性最高。(5)研究发现,淀粉酶的抑制剂能降低其活性,不同的抑制剂对淀粉酶活性的影响不同。该小组研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,结果如图所示。①分析图中抑制剂Ⅰ与抑制剂Ⅱ,抑制酶活性更强的是。据图分析,随着底物浓度的升高,抑制剂(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析,推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因是。②某同学认为该实验小组的实验过程应是:a.将某消化酶溶液等分为①②③三组,将每组等分为若干份,每组设置若干个不同浓度底物的试管;b.在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合;c.在①中加入一定量的蒸馏水,②中加入等量的抑制剂Ⅰ,③中加入等量的抑制剂Ⅱ;d.定时取样检测各反应中底物的量或产物的量,记录实验结果并绘图。该实验操作有不合理的部分,请进行改正:。【答案】(1)转录和翻译淀粉水解速率(一定反应条件下,单位时间内淀粉的消耗量或产物的生成量)(2)碘液斐林试剂鉴定还原糖时需要加热,加热会改变淀粉酶的活性,破坏人为设置的温度梯度,从而影响实验结果(3)先增加后减少(4)40℃(5)抑制剂ⅡⅠ在抑制剂的作用下,酶的活性(催化效率)降低,其降低化学反应活化能的能力下降步骤c应与步骤b互换,即先对酶溶液进行处理再加入底物【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA.。酶的作用机理是降低化学反应的活化能。【详解】(1)淀粉酶的化学本质是蛋白质,基因控制蛋白质合成需经过转录和翻译两个过程;酶活性可通过底物的消耗速率或产物的生成速率来表示。故可用淀粉水解速率(一定反应条件下,单位时间内淀粉的消耗量或产物的生成量)来表示。(2)淀粉遇碘变蓝色,淀粉相对剩余量可以用碘液来进行粗略检测,本实验自变量为温度,斐林试剂鉴定还原糖时需要加热,加热会改变淀粉酶的活性,破坏人为设置的温度梯度,从而影响实验结果。(3)从图中淀粉相对剩余量的变化来看,0~6天左右淀粉剩余量快速下降,说明淀粉酶量增加;6~10天淀粉剩余量下降速率变慢甚至回升,说明淀粉酶量减少,故在0~10天内,大麦种子产生淀粉酶量的大致变化趋势是先增加后减少(4)相同时间内,40℃条件下淀粉相对剩余量最少,说明淀粉酶活性最高。(5)①由图分析,底物浓度为S₂时(或超过一定的底物浓度后),③曲线的反应速率小于②曲线,可知抑制酶活性更强是抑制剂Ⅱ。由图可知,随着底物浓度的升高,曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同,即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性,酶能降低化学反应的活化能。所以抑制剂能降低酶促反应速率的原因是在抑制剂的作用下,酶的活性(催化效率)降低,其降低化学反应活化能的能力下降。②若对酶处理前先将酶与底物混合,则酶会先与底物发生反应,从而影响实验结果,所以上述实验操作是不正确的,应步骤c应与步骤b互换,即先对酶溶液进行处理再加入底物。14.几丁质是昆虫外骨骼的重要组成成分,几丁质的降解主要依赖于N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAGase)的高效催化作用,回答下列问题:(1)几丁质的合成需要细胞内(物质)供能,该供能物质脱去2个磷酸基团后还可以作为构成(物质)的原料之一。(2)NAGase和几丁二糖酶都能降解几丁质,这(“能”或“不能”)否定酶的专一性。与无机催化剂相比,酶具有高效性的原理是

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