2026《金版教程》高考复习方案生物创新多选版-第7讲 酶与ATP

第7讲酶与ATP1.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.比较过氧化氢在不同条件下的分解、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用、影响酶活性的条件。1．(2024·河北，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，酶的作用底物可以是无机物，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。2．(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位磷酸基团之间的化学键答案：C解析：ATP为直接能源物质，～表示特殊化学键，γ位磷酸基团脱离ATP生成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A正确；ATP分子水解两个特殊化学键后，得到RNA的组成单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；ATP可在细胞核中发挥作用，如为DNA和RNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的化学键能在细胞核中断裂，C错误；光合作用的光反应，可将光能转化为活跃的化学能，储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的化学键中，D正确。考点一酶的本质、作用及特性1．细胞代谢2．酶在细胞代谢中的作用3．酶的本质(1)连线酶本质的探索历程答案：①—f②—a③—c④—d、e⑤—b(2)酶的概念eq\x(\s\up1(05))活细胞产生的具有eq\x(\s\up1(06))催化作用的eq\x(\s\up1(07))有机物，多数是eq\x(\s\up1(08))蛋白质，少数是eq\x(\s\up1(09))RNA。(3)对酶的理解4．酶的特性(1)高效性(2)专一性(3)作用条件较温和①在eq\x(\s\up1(26))最适的温度(pH)条件下，酶的活性最高。在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用eq\x(\s\up1(27))增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐eq\x(\s\up1(28))减弱(见下图)。②绝大多数酶是蛋白质，过酸、过碱和高温都会使蛋白质分子eq\x(\s\up1(29))空间结构遭到破坏，使酶eq\x(\s\up1(30))永久失活。低温只是使eq\x(\s\up1(31))酶活性下降，但是酶的空间结构稳定，适宜温度下酶的活性会eq\x(\s\up1(32))升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。5．影响酶促反应因素(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线(2)温度和pH对酶促反应速率的影响据图可知，不同pH条件下，酶最适温度eq\x(\s\up1(35))不变；不同温度条件下，酶最适pHeq\x(\s\up1(36))不变。(3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响①底物浓度对酶促反应速率的影响②酶浓度对酶促反应速率的影响(4)酶的抑制剂——竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂①竞争性抑制剂与底物具有类似的结构，能与底物竞争酶的活性部位，导致酶促反应被抑制。②非竞争性抑制剂不与酶活性部位结合，而与酶的其他位点结合，可引起酶构象改变并导致酶无法与底物结合，或者虽然可以与底物结合但是无法得到产物等，会导致酶活性丧失。③两种抑制剂与底物浓度的关系随底物浓度增加，竞争性抑制剂的抑制作用可消除，而非竞争性抑制剂的抑制作用不可消除。[特别提醒](1)酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。(2)温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触，进而影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。1．信息获取与加工[例1]将A、B两种物质混合，t1时加入酶C。下图为在最适温度下A、B浓度随时间变化的曲线。下列叙述正确的是()A．酶C降低了B生成A反应的活化能B．该体系中的酶促反应速率先快后慢C．酶C活性降低导致t2后B增加缓慢D．适当降低反应温度，t1～t2间隔缩短答案：B解析：t1时加入酶C后，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶C催化物质A生成了物质B。由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能，A错误；由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢(减慢的原因是底物减少)，B正确；t2后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C错误；图示是在最适温度条件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，t1～t2间隔延长，D错误。“四看法”分析酶促反应曲线2．模型建构[例2](多选)竞争性抑制剂可与底物竞争性结合酶的活性位点，进而改变反应速率(如图)。下列叙述错误的是()A．酶可以显著降低化学反应的活化能B．竞争性抑制剂与底物在结构上具有相似性C．加入竞争性抑制剂后的酶促反应曲线为bD．增加底物浓度不能减弱竞争性抑制剂的效果答案：CD解析：竞争性抑制剂可与底物竞争性结合酶的活性位点，说明竞争性抑制剂与底物在结构上具有相似性，B正确；加入竞争性抑制剂后，酶促反应速率会下降，但是没有改变生成物的量，故加入竞争性抑制剂后的酶促反应曲线为a，C错误；增加底物浓度，可增加底物与酶结合的几率，可减弱竞争性抑制剂的效果，D错误。3．逻辑推理与论证[例3]核糖体由蛋白质和RNA分子组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是()A．蛋白酶 B．蛋白质C．RNA D．RNA酶答案：C解析：核糖体由蛋白质和RNA组成，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，剩余部分为RNA，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应，说明核糖体中能催化该反应的物质是RNA。故选C。4．科学探究[例4](多选)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果不能直接得出的结论是()A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力答案：ABD解析：由于污布1、2所用的酶量和洗衣粉类型不同，污布2、4所用洗衣粉类型不同、酶量相同，污布2、3所用酶量和洗衣粉类型相同，只能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污效果比对污布类型3强，但不能确定对污布类型2的去污力最强，A错误，C正确；本实验中没有对同一类型的污布用不同的洗衣粉处理，因此不能确定不同类型洗衣粉对碱性纤维素酶去污力的影响，B错误；本实验中没有对同一污布用相同类型洗衣粉在不同酶用量情况下进行处理，不能确定加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力，D错误。5．长句表达[例5]姜撞奶是广东著名风味小吃，其做法是将一定温度的牛奶按比例倒入常温下的姜汁中，一段时间后牛奶发生凝固现象(凝乳)。甲同学尝试制作姜撞奶，他将煮沸后的牛奶与姜汁混合，结果没有成功凝乳。为探究凝乳的最佳温度，乙同学进行了以下实验：①取锥形瓶7个，标号1～7，各加入牛奶100mL，取试管7个，标号1～7，各加入等量姜汁；②________________________________________________________________________；③将试管中的姜汁加到相同温度下的锥形瓶中，搅拌均匀；④观察记录，结果如下：锥形瓶号1234567牛奶温度/℃30405060708090凝乳时间/min191054515未凝请回答下列有关问题：(1)该实验的自变量是________，无关变量包括________________________(举出2个)。(2)步骤②的具体操作是________________________________________________________________________。(3)推测姜汁中可能含有一种能使牛奶蛋白质凝固的酶，那么根据上述实验结果，甲同学尝试制作姜撞奶失败的原因很可能是：________________________________________。(4)有同学怀疑6号锥形瓶的实验结果，为确定该结果是否由偶然因素造成，你给甲同学的建议是：________。答案：(1)温度姜汁的量、牛奶的量、pH等(2)将加入牛奶的锥形瓶和加入姜汁的试管分别保温在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃温度下(3)煮沸后的牛奶导致姜汁中的使牛奶蛋白质凝固的酶变性失活(4)重复实验[例6](2025·八省联考四川)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是()注：吸光度大小与醌类物质含量成正相关。A．低氧环境可促进褐变发生B．喷洒柠檬酸可抑制褐变发生C．保存和运输生菜的最适pH值为6D．40℃时PPO活性最高，适于生菜保存答案：B解析：多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，因此低氧环境可抑制褐变发生，A错误；由图示可知，柠檬酸可以减弱PPO相对活性，从而减少醌类物质的形成，即抑制褐变发生，B正确；结合图示可知，pH值为6时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明pH值为6时褐变易发生，从而不利于保存和运输生菜，C错误；结合图示可知，温度为40℃时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明温度为40℃时褐变易发生，PPO活性最高，从而不利于生菜的保存，D错误。[例7](2023·广东，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：揉捻可以破坏细胞结构，使多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；酶的活性受温度、pH等因素的影响，发酵时，保持适宜的温度有利于维持多酚氧化酶的活性，有机酸含量增加会改变pH，进而影响多酚氧化酶的活性，B正确，C错误；高温会使多酚氧化酶失活，可防止过度氧化影响茶品质，D正确。考点二酶的相关实验1．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解2．实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验原理：淀粉和蔗糖都是eq\x(\s\up1(07))非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖能够与eq\x(\s\up1(08))斐林试剂发生反应，生成eq\x(\s\up1(09))砖红色的沉淀。(2)目的要求：探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。(3)实验步骤序号操作步骤1号试管2号试管1注入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2mL—2注入质量分数为3%的蔗糖溶液—2mL3注入质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液2mL2mL4轻轻振荡，保温5min60℃60℃5加斐林试剂，轻轻振荡2mL2mL6水浴加热酒精灯加热，煮沸1min(4)实验结果试管1eq\x(\s\up1(10))有砖红色沉淀试管2eq\x(\s\up1(11))无砖红色沉淀(5)实验结论：淀粉酶只催化eq\x(\s\up1(12))淀粉水解，不能催化eq\x(\s\up1(13))蔗糖水解，酶具有eq\x(\s\up1(14))专一性。3．实验：探究温度对酶活性的影响(1)实验原理反应原理：蓝色eq\o(→,\s\up7(碘液))淀粉eq\o(→,\s\up7(淀粉酶))eq\x(\s\up1(15))麦芽糖eq\o(→,\s\up7(碘液))无蓝色出现鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响eq\x(\s\up1(16))淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)进行实验(以唾液淀粉酶的催化作用为例)步骤试管1试管2试管3试管4试管5试管6第一步2mL淀粉溶液＋＋＋1mL淀粉酶溶液＋＋＋第二步分别保温5min冰浴37℃水浴沸水浴第三步将酶与底物混合将试管2中的溶液倒入试管1中混合将试管4中的溶液倒入试管3中混合将试管6中的溶液倒入试管5中混合第四步分别保温2min冰浴37℃水浴沸水浴用自来水冲凉第五步加检测试剂加入2滴碘液，观察颜色变化(3)实验结果：沸水浴和冰浴两组的实验结果：eq\x(\s\up1(17))呈现蓝色，37℃水浴组的实验结果：eq\x(\s\up1(18))无明显颜色反应。(4)实验结论：eq\x(\s\up1(19))酶的作用需要适宜的温度，温度偏高或偏低都会影响酶的活性，使酶活性降低。4．实验：探究pH对酶活性的影响(1)实验原理反应原理：2H2O2eq\o(→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O＋O2。鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用eq\x(\s\up1(20))带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。(2)进行实验步骤试管1试管2试管3第一步加入2滴肝脏研磨液第二步1mLpH＝7的缓冲液1mL盐酸溶液1mLNaOH溶液第三步加入2mLH2O2溶液第四步观察气泡生成速率(或插入点燃的卫生香，观察复燃情况)(3)实验结果试管2和3：eq\x(\s\up1(21))无明显气泡产生(或卫生香不复燃)，试管1：eq\x(\s\up1(22))有大量气泡产生(或卫生香复燃)。(4)实验结论：eq\x(\s\up1(23))酶的作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。[特别提醒]酶实验中的“宜”与“不宜”(1)若选择淀粉酶探究酶的最适温度，检验试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需加热，而该实验中需严格控制温度。(2)探究pH对酶活性的影响实验“不宜”选用淀粉酶，因为加HCl调节pH时，盐酸中的H＋能够催化淀粉的水解。5．探究酶的化学本质(1)将A、B两种酶分别用同一种蛋白酶处理，A酶活性不变，能抵抗该种蛋白酶的降解，则其化学本质不是蛋白质，而是eq\x(\s\up1(24))RNA；B酶活性降低，能被蛋白酶降解，则其化学本质为eq\x(\s\up1(25))蛋白质。(2)B酶活性改变的原因是B酶被降解，结构发生改变。[知识拓展]1．对比法——验证酶的作用及特性(1)酶的催化作用的验证思路对照组：反应物＋清水eq\o(→,\s\up7(检测))反应物不被分解。实验组：反应物＋等量的相应酶溶液eq\o(→,\s\up7(检测))反应物被分解。(2)酶的高效性实验探究对照组：反应物＋无机催化剂eq\o(→,\s\up7(检测))反应物分解速率。实验组：反应物＋等量酶溶液eq\o(→,\s\up7(检测))反应物分解速率。(3)酶的专一性实验探究①设计思路一：换反应物不换酶，即一酶多底物实验组：酶溶液＋反应物1eq\o(→,\s\up7(检测))反应物被分解。对照组：酶溶液＋等量反应物2eq\o(→,\s\up7(检测))反应物不被分解。②设计思路二：换酶不换反应物，即一底物多酶实验组：反应物＋酶1溶液eq\o(→,\s\up7(检测))反应物被分解。对照组：反应物＋等量酶2溶液eq\o(→,\s\up7(检测))反应物不被分解。2．梯度法——探究酶的最适温度和最适pH[例1]为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如表所示：步骤基本过程试管A试管B1加入2%过氧化氢溶液3mL3mL2加入马铃薯匀浆少许—3加入二氧化锰—少许4检测据此分析，下列叙述错误的是()A．实验的可变因素是催化剂的种类B．可用产生气泡的速率作检测指标C．该实验能说明酶的作用具有高效性D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验答案：D解析：由题意可知，该实验的可变因素是催化剂的种类，A正确；可用产生气泡的速率作检测指标，B正确；该实验通过过氧化氢酶与无机催化剂催化过氧化氢分解速率的比较，能说明酶的作用具有高效性，C正确；该实验能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，两者都含有过氧化氢酶，D错误。[例2]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，两组实验结果如图所示。第1组曲线是在pH＝7.0，20℃条件下，向5mL3%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果，第2组实验比第1组改变了一个条件。下列有关说法正确的是()A．本实验的目的是探究温度对过氧化氢酶活性的影响B．第2组实验提高了反应体系中H2O2溶液的浓度C．应保证两组实验反应体系的pH和H2O2溶液浓度相同D．实验结果说明过氧化氢酶的最适温度高于20℃答案：B解析：结合题干信息分析题图可知，随反应时间增加生成O2总量的相对值不断增加，但第2组反应结束时产生的O2总量明显高于第1组；若是提高了反应体系的温度，只是改变酶的活性，改变到达化学平衡点所用的时间，但不改变最终产物的量，所以第2组实验改变的一个条件应该是H2O2溶液的浓度，而不是温度。[例3](多选)图中曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析，错误的是()A．降低反应温度后，反应速率可用曲线a表示B．在B点增加酶量，反应速率可用曲线c表示C．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素D．增加pH后重复该实验，A、B点位置都将上移答案：CD解析：b曲线是在最适温度、最适pH条件下测得的，降低温度后，酶活性降低，反应速率下降，可用曲线a表示，A正确；B点以后，酶促反应速率不再随反应物浓度的增大而增大，说明反应物浓度不是限制因素，有可能酶量限制了酶促反应速率的进一步提高，因此在B点增加酶量，可以进一步提高反应速率，即可用c曲线表示，B正确；AB段表示反应速率随反应物浓度的增加而增加，说明限制AB段反应速率的主要因素是反应物浓度，C错误；b曲线是在最适温度、最适pH条件下测得的，增大pH，酶的活性减弱，A、B点位置都下移，D错误。[例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：第①组中，酶P在低浓度Mg2＋条件下有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；第③组和第⑤组对照，酶P成分有蛋白质无RNA，自变量是Mg2＋浓度，无论是高浓度Mg2＋条件下还是低浓度Mg2＋条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分在何种Mg2＋浓度下均无催化活性，B、D错误；第②组和第④组对照，酶P成分有RNA无蛋白质，自变量是Mg2＋浓度，第④组在高浓度Mg2＋条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2＋条件下没有产物生成，说明在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性，C正确。[例5]小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：分组步骤红粒管白粒管对照管①加样0.5mL提取液0.5mL提取液C②加缓冲液(mL)111③加淀粉溶液(mL)111④37℃保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色显色结果＋＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”数目越多表示蓝色越深。步骤①中加入的C是________，步骤②中加缓冲液的目的是________。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是________；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越________。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应________。(2)小麦淀粉酶包括α­淀粉酶和β­淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：X处理的作用是使________。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著________(填“深于”或“浅于”)白粒管，则表明α­淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。答案：(1)0.5mL蒸馏水控制pH红粒小麦低缩短(2)β­淀粉酶失活深于解析：(1)对照管中应加入与实验管中等量的蒸馏水(0.5mL蒸馏水)；步骤②中加缓冲液的目的是控制pH。表格信息显示：红粒管中蓝色深于白粒管，说明淀粉酶活性较低的品种是红粒小麦；题干信息给出“红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦”，据此可推测淀粉酶活性越低，穗发芽率越低。若减少底物淀粉溶液的浓度，可适当缩短酶作用的时间，以减少淀粉的分解，保持显色结果不变。(2)小麦淀粉酶包括α­淀粉酶和β­淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，自变量为小麦淀粉酶的种类，因变量为显色结果，实验Ⅰ中使α­淀粉酶失活(保留了β­淀粉酶活性)，故实验Ⅱ中X处理的作用是使β­淀粉酶失活(保留α­淀粉酶活性)。若Ⅰ中两管(α­淀粉酶失活)显色结果无明显差异，且Ⅱ中两管(β­淀粉酶失活)显色结果为红粒管颜色明显深于白粒管，则表明α­淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。考点三细胞的能量“货币”ATP1．ATP是一种高能磷酸化合物2．ATP的功能(1)ATP是驱动细胞生命活动的eq\x(\s\up1(12))直接能源物质。(2)ATP的供能原理3．ATP与ADP的相互转化4．ATP的利用(1)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，例如：电鳐发电、大脑思考等。(2)ATP为主动运输供能的机制ATP水解释放的eq\x(\s\up1(23))磷酸基团使蛋白质等分子eq\x(\s\up1(24))磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构eq\x(\s\up1(25))发生改变，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。(3)ATP是细胞的能量“货币”吸能反应一般与eq\x(\s\up1(26))ATP的水解相联系，如蛋白质的合成。放能反应一般与eq\x(\s\up1(27))ATP的合成相联系，如葡萄糖的氧化分解。由此可见，能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间流通。5．生物体内常见的几种能源物质(1)主要能源物质：eq\x(\s\up1(28))葡萄糖。(2)主要储能物质：eq\x(\s\up1(29))脂肪。(3)植物储能物质：eq\x(\s\up1(30))淀粉、脂肪。(4)动物储能物质：eq\x(\s\up1(31))糖原、脂肪。(5)直接能源物质：eq\x(\s\up1(32))ATP。(6)最终能源：eq\x(\s\up1(33))太阳能。(7)能源物质为生命活动供能的过程[例1](2025·广东省模拟题)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B．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解析：蛋白质磷酸化需要特定的氨基酸序列，失去特定氨基酸，将无法磷酸化，因此这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会影响细胞信号传递，B错误；ATP在蛋白质磷酸化的过程中提供能量和磷酸基团，参与细胞信号传递过程，C正确；蛋白质的磷酸化和去磷酸化分别在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下进行，温度影响酶的活性，因此蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响，D正确。[例2]下列有关细胞中能量代谢的某些过程，叙述错误的是()A．图1的化学反应体现了酶具有专一性B．①反应的能量可来自于细胞呼吸和光合作用C．ATP水解释放的磷酸基团可以使相应蛋白质磷酸化，导致蛋白质的空间结构发生改变D．ATP中2个特殊的化学键断裂后的产物可作为合成DNA分子的原料答案：D解析：由图1可知，ATP水解反应是ATP水解酶催化，而ATP合成反应是ATP合成酶催化，体现了酶的专一性，A正确；由图2可知，①反应是ATP的合成，能量来自于细胞呼吸和光合作用，B正确；ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，使载体蛋白磷酸化，从而使其结构发生变化，C正确；ATP中2个特殊化学键断裂后的产物为腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，腺嘌呤核糖核苷酸是合成RNA的原料，而合成DNA的原料是脱氧核糖核苷酸，D错误。[例3](多选)ATP荧光检测仪是基于萤火虫发光原理(如图所示)设计的仪器，它可以通过快速检测ATP的含量以确定样品中微生物的数量，用于判断卫生状况。下列有关说法不正确的是()A．该检测仪的使用原理体现了生物界的统一性B．荧光素转变为荧光素酰腺苷酸是一个放能反应C．检测结果中荧光的强度很高说明该微生物细胞中一直存在大量ATPD．反应过程中形成的AMP是一种高能磷酸化合物答案：BCD解析：该检测仪的使用原理中运用了ATP的合成水解过程，所有生物细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性，A正确；荧光素转化为荧光素酰腺苷酸的过程需要消耗ATP，是一个吸能反应，B错误；细胞内储存的ATP很少，C错误；ATP是一种高能磷酸化合物，AMP是脱掉两个磷酸基团后的产物，AMP不含有特殊化学键，不是高能磷酸化合物，D错误。[例4]纯净的ATP呈白色粉末状，能够溶于水，作为一种药物常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。ATP片剂可以口服，注射液可供肌肉注射或静脉滴注。下列说法不正确的是()A．细胞中需要能量的生命活动都是由ATP水解直接供能的B．活细胞中ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的，其消耗与再生速度相对平衡C．ATP水解产生的磷酸基团可与多种功能蛋白结合，使其磷酸化而导致构象改变，活性也被改变D．ATP片剂可以口服的原理是人体消化道内没有ATP的水解酶，而且ATP可以直接被吸收答案：A解析：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP水解直接供能，但也有少数由GTP、UTP等供能，A错误。跨章节知识联系课时作业题号12345678难度★★★★★★★★对点酶在日常生活中应用核酶功能和特点ATP和酶温度对酶活性的影响酶与底物的关系ATP结构及ATP、ADP间相互转化ATP、ADP间相互转化ATP、GTP比较题号910111213141516难度★★★★★★★★★★★★★★★★★对点酶在生活中的应用竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂影响酶促反应速率的因素ATP拓展酶和ATP底物浓度对酶促反应速率影响pH对酶活性的影响影响酶活性的因素1．(2025·八省联考云南)酶不仅在生命活动中具有重要作用，还在日常生活中有广泛运用。下列说法正确的是()A．植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁B．能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，可用来洗涤蚕丝制品C．食物中的淀粉和蔗糖在咀嚼过程中会被唾液淀粉酶催化水解D．参与细胞内DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶和T4DNA连接酶答案：A解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁，A正确；能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，其中的酶是蛋白酶，蚕丝制品中的蚕丝主要成分也是蛋白质，该洗衣粉不能用来洗涤蚕丝制品，B错误；由于酶的专一性，唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，C错误；DNA复制时，解旋酶解开双螺旋，DNA聚合酶催化子链的延伸，DNA连接酶(但不是T4DNA连接酶)连接不连续合成的子链，T4DNA连接酶是T4噬菌体中分离出来的，一般用于基因工程中，D错误。2．核酶是具有催化功能的RNA分子，在特异的结合并切割特定的mRNA后，核酶可以从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的mRNA分子，下列说法正确的是()A．核酶具有热稳定性，故核酶的活性不受温度的影响B．向含有核酶的溶液中滴加双缩脲试剂，可以发生紫色反应C．核酶发挥作用时有氢键的形成，也有磷酸二酯键的断裂D．与不加酶相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可以反映酶的高效性答案：C解析：核酶的热稳定性较高，其活性也受温度的影响，如低温抑制其活性，A错误；核酶是具有催化功能的RNA分子，不属于蛋白质，所以向含有核酶的溶液中滴加双缩脲试剂，不会发生紫色反应，B错误；核酶与催化底物特异性结合时，核酶和mRNA之间有氢键形成，而切割mRNA分子时也有磷酸二酯键的断裂，C正确；酶的高效性是和无机催化剂进行比较而得出的，D错误。3．下列关于ATP和酶的叙述，不正确的是()①哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体，不能产生ATP②探究植物细胞的吸水和失水实验中质壁分离和复原过程中不消耗ATP③ATP和RNA具有相同的五碳糖④有氧呼吸和无氧呼吸的各阶段都能形成ATP⑤利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性⑥可利用过氧化氢和过氧化氢酶反应探究pH对酶活性的影响⑦酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能⑧ATP中的能量可来源于光能和化学能，也可转化为光能和化学能A．②③⑥⑦⑧ B．①②④⑤C．①②⑤⑧ D．①④⑤答案：D解析：哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体，但可通过无氧呼吸产生少量的ATP，①错误；质壁分离和复原过程中水的跨膜运输方式为被动运输，不消耗ATP，②正确；ATP和RNA具有相同的五碳糖，即核糖，③正确；有氧呼吸各阶段都能产生ATP，无氧呼吸只有第一阶段能产生ATP，④错误；由于碘液不能检测蔗糖是否水解，因此利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液不能验证酶的专一性，⑤错误；可利用过氧化氢和过氧化氢酶反应探究pH对酶活性的影响，⑥正确；酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，只是酶降低化学反应活化能更显著，⑦正确；ATP中的能量可来源于光能和化学能，也可转化为光能和化学能，⑧正确。故选D。4．新鲜菠萝直接食用会“蜇嘴”，而食堂里的菠萝咕噜肉吃起来则不会，这与菠萝蛋白酶的活性有关。某生物兴趣小组通过实验探究温度对菠萝蛋白酶活性的影响，结果如下图所示。下列说法错误的是()A．菠萝蛋白酶的活性随温度升高而增大B．不同温度下菠萝蛋白酶的活性可能相同C．沸水浸泡过的菠萝吃起来不会“蜇嘴”D．可在40℃左右研究pH对菠萝蛋白酶活性的影响答案：A解析：由题图可知，温度超过40℃时，菠萝蛋白酶的活性随温度升高而减小，A错误；据题图可知，在20℃和60℃左右时，菠萝蛋白酶的活性相同，即不同温度下菠萝蛋白酶的活性可能相同，B正确；由题图可知，沸水处理后菠萝蛋白酶的活性几乎为0，所以吃起来不会“蜇嘴”，C正确；研究pH对酶活性的影响时，无关变量需要相同且适宜，温度对本实验来说是无关变量，即可在温度为40℃左右时进行实验，D正确。5．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是()A．酶1与产物B结合后失活，说明酶的功能与其空间结构有关B．酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性C．酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的基因序列D．酶1与产物B的相互作用可以防止细胞产生过多的产物A答案：B解析：酶1与产物B结合后失活，与有活性时相比结构发生了变化，说明酶的功能与其空间结构有关，A正确；酶1只催化两种底物合成产物A的反应，具有专一性，B错误；由图可知，酶1属于蛋白质，蛋白质的结构与功能由控制其合成的基因决定，C正确；酶1与产物B结合使酶1无活性，合成产物A的反应会中断，这样可以防止细胞产生过多的产物A，D正确。6．(2025·北京市月考)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；根据题意“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记”可知，32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，B正确，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。7.细胞内每时每刻都进行着许多化学反应，这些反应的顺利进行离不开酶与ATP的重要作用。如图表示在酶1和酶2催化下ATP与ADP相互转化的过程。有关叙述不正确的是()A．ATP是生命活动的直接能源物质B．ATP分子的结构简式是A～P～P～PC．酶1、酶2专一性保证图示反应有序进行D．酶1、酶2的活性受温度影响答案：B8．GDP(鸟苷二磷酸)接受ATP转移来的一个磷酸基团后可合成GTP，GTP可激活细胞膜上的G蛋白以发挥信号转导作用。下列相关叙述错误的是()A．ATP和GTP均由C、H、O、N、P组成B．GTP与ATP均有两个特殊的化学键C．G蛋白发挥信号转导作用时消耗的能量可能由GTP提供D．叶绿体基质中合成ATP的过程伴随着NADPH的形成答案：D解析：ATP和GTP只有碱基种类不同，二者均由C、H、O、N、P组成，A正确；GTP与ATP分子结构类似，均含有三个磷酸基团、两个特殊的化学键，B正确；GTP与G蛋白结合并分解释放能量，以促进G蛋白实现信号转导，C正确；叶绿体基质中进行暗反应，消耗ATP和NADPH，D错误。9．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其在生活中有多种应用，下列叙述错误的是()A．果胶酶能分解果肉细胞细胞壁中的果胶，提高果汁产量B．含酶牙膏可以分解细菌，使牙齿亮洁C．发烧时食欲减退是由于唾液淀粉酶等酶活性下降D．胃蛋白酶进入小肠后，能使蛋白质初步水解答案：D解析：胃蛋白酶的最适pH为1.5，在胃内初步水解蛋白质，进入小肠后变性失活，不能分解蛋白质，D错误。10．大多数酶都能被某些化学试剂所抑制，酶活性的抑制分为可逆的和不可逆的。可逆性的酶抑制剂分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，其作用机理如图。某同学据图所作的分析错误的是()A．底物形态结构与酶活性部位的互补性可体现酶的专一性B．非竞争性抑制剂的量一定时，增加酶浓度不影响酶促反应速率C．不能通过增加底物的量来缓解非竞争性抑制剂的作用效果D．随着底物浓度升高，抑制效果越来越小的是竞争性抑制剂答案：B解析：非竞争性抑制剂的量一定时，增加酶浓度，酶促反应速率可能提高，B错误；非竞争性抑制剂能使酶失去催化活性，增加底物的量不能缓解非竞争性抑制剂的作用效果，C正确；非竞争性抑制剂的抑制作用与底物浓度无关，对于竞争性抑制剂，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，竞争性抑制剂的抑制效果越来越小，D正确。11．图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()A．图甲中物质a可以是麦芽糖也可以是乳糖B．图甲中物质b能降低该化学反应的活化能，其化学本质与无机催化剂相同C．图乙中若曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率，则三者温度为曲线①>曲线②>曲线③D．图乙中若曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率，则三者酶浓度为曲线①>曲线②>曲线③答案：D解析：根据酶的特点在反应前后化学性质不发生改变，可判断b是酶，a是底物，在b的作用下a水解成2个分子的c。麦芽糖水解得到两个葡萄糖，乳糖水解得到葡萄糖和半乳糖，所以a可能是麦芽糖，不可能是乳糖，A错误；图甲中物质b能降低该化学反应的活化能，可能是酶或无机催化剂，而酶属于生物有机物，所以不能说其化学本质与无机催化剂相同，B错误；图乙中曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率，到达化学反应平衡点的时间越短，反应速率越快，则反应速率曲线①＞曲线②＞曲线③，但温度不一定是曲线①＞曲线②＞曲线③，也可能是曲线①的温度最低，C错误；若曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线①是这三个中酶浓度最高的，因为它的反应时间最短，其次是曲线②，最小的是曲线③，D正确。12．睡眠是动物界普遍存在的现象，腺苷是一种重要的促眠物质。图1为腺苷合成及转运示意图，为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器，并使之表达在BF区的细胞膜上，其工作原理如图2所示。下列说法正确的是()A．储存在囊泡中的ATP通过主动运输转运至胞外，脱去3个磷酸产生腺苷B．利用AK活性抑制剂能达到改善失眠症患者睡眠的效果C．腺苷与腺苷受体的组成元素中相同的有C、H、O、N、PD．该传感器通过检测荧光强度来指示腺苷浓度，应与ATP等衍生物不会发生荧光反应答案：BD解析：储存在囊泡中的ATP通过胞吐运输到细胞外，ATP脱去3个磷酸产生腺苷，A错误；腺苷是一种重要的促眠物质，AK活性抑制剂可增加腺苷的含量，因此能达到改善失眠症患者睡眠的效果，B正确；腺苷不含磷酸，含有的元素为C、H、O、N，腺苷受体是蛋白质，组成元素中有C、H、O、N，C错误；分析图2可知，传感器的工作原理是腺苷与受体结合改变受体的空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并在被激发后发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度，如果与ATP等衍生物也发生荧光反应，将影响实验结果，D正确。13．ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一，而合成ATP需要ATP合成酶的参与，该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质子(H＋)动力势能的推动下合成ATP，下列说法正确的是()A．该酶广泛分布于线粒体、叶绿体的内外膜和原核细胞的质膜上B．ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定C．H＋跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散，需要转运蛋白协助D．ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡答案：BCD解析：呼吸作用和光合作用都能产生ATP，ATP合成酶广泛分布于细胞质基质、线粒体基质和内膜、叶绿体类囊体膜上，线粒体的外膜、叶绿体的内外膜上并没有该酶附着，A错误；磷脂双分子层内部为疏水性质，ATP合成