重难点突破：酶与ATP-高考生物一轮复习（原卷版）

专题09li与ATP

一、ATP的结构与功能

I.ATP的结构

⑵ATP中的“一、二、三”

:一个腺等：：二个高能磷酸皱：；三个磷酸基团

2.ATP与ADP的相互转化

ADP+Pi

光能―2_*（CH,O）中的化学能

需呼吸作用能「热能（散失）ADP+Pi

物细泡质基质.一体,-~L化学能性，能量（用于各

ADP+Pi广'酶项生命活动）

C）植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATPo

（2）植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于暗反应,不用于其他生命活动；植物或动物细胞呼吸产生的

ATP才能用于多种生命活动。

解题技巧

细胞内产生与消耗ATP的生理过程

转化场所常见的生理过程

细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐

细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段

产生ATP：光反应

叶绿体

消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等

产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段

线粒体

消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等

核糖体消耗ATP：蛋白质的合成

细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等

二、酶的本质、特性

1.前的本质与作用

（1）酶本质的探索历程

科学家主要观点或成就

a.糖类变酒精必、须酣母细胞死亡并

①巴斯德

释放其中的物质

②李比希b.少数RNA也有•生物催化功能

c.从醉耳细胞中提取发酵物质醺酶

③毕希纳

d.从刀豆种子中提取出麻版（第一个）

e.iiE明赛的的化学本质（蛋白质）和

作用（分解尿素）

⑤切赫和奥特蛀/'f.糖类变酒精必须酵母活细胞参与

（2）酶的本质和作用

解题技巧

正确理解有关酶的本质和作用

项目错误说法正确理解

产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞（不考虑哺乳动物成熟的红细胞等）

化学本质蛋白质有机物（大多数为蛋白质，少数为RNA）

作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用

低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活：

温度影响低温和高温均使酶变性失活

高温使酶变性失活

作用酶具有调节、催化等多种功能酶只起催化作用

来源有的可来源于食物等能只在生物体内合成

强化训练

一、单选题

1.“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星”，这是唐代诗人杜牧描写夜空

中萤火虫的诗句，请思考并判断有关的生物学问题，不正确的是（）

A.萤火虫发光的生物学意义是引诱异性个体交尾繁殖后代

B.萤火虫发光过程中涉及能量的转化

C.萤火虫发光过程中需要酶的催化

D.萤火虫发光的直接能源物质为他萄糖

2.在下列四种化合物的化学组成中，“。”中所对应的含义最接近的是（）

A.①和②B.②和③C.②和④D.①和④

3.（2022年1月•浙江•高考真题）下列关于腺甘三磷酸分子的叙述，正确的是（）

A.It]1个脱氧核糖、1个腺噤吟和3个磷酸基团组成

B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键

C.在水解酶的作用下不断地合成和水解

D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带

4.如图表示ATP-ADP的循环图解。下列叙述正确的是（）

A.①属于放能反应，在细胞内与其他吸能反应密切联系

B.溶酶体中蛋白质水解为氨基酸需要②过程提供能量

C.人在剧烈运动时，过程①和②也能达到平衡

D.各种生物均能独立完成ATP-ADP的循环

5.下列关于能与ATP的叙述，正确的是（）

A.线粒体中不会有ATP的水解过程

B.ATP和酶的组成成分中可能都含有五碳糖

C.ATP的形成需要酶，而酶的合成并不需要ATP

D.ATP与ADP能相互转化，说明能量来源相同

6.下图为ATP与ADP相互转化的关系式。有关说法正确的是（）

©

ATP=ADP+Pi+能量

②

A.过程①产生的能量来自高能磷酸键，1分子ATP中含有3个高能磷酸键

B.ATP是生物体生命活动的直接能源物质

C.①和②互为可逆反应，由相同的酶催化

D.ATP在细胞中大量存在，因为ADP易再生成ATP

7.下列生理过程与醐和ATP没有直接关系的是（）

A.水稻根毛细胞对钾、钙等离子的吸收

B.洋葱根尖分生区细胞分裂过程中染色体移向两极

C.人体的骨骼肌细胞吸收周围组织液中给的氧气

D.胰高血糖素在相应细胞中合成后被分泌到细胞外

8.如图为ATP的分子结构简图，A、B、C表示相应的结构，①②表示化学键。下列叙述正确的是（）

A.A表示腺喋吟，B表示腺昔

B.化学键②的稳定性低于化学键①

C.化学键②的形成所需的能量往往与吸能反应相关联

D.化学键②中能量的释放往往与放能反应相关联

9.甲（ATGG）是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙（A—P〜P〜P）是转录过程中的一种

底物。下列叙述错误的是（）

A.甲、乙、丙的组分中均有糖

B.甲、乙共由5种核甘酸组成

C.丙可作为细胞内的直接能源物质

D.乙彻底水解的产物中有4种有机物

10.ATP的结构示意图如图所示，其中①③表示组成ATP的物质或基团，②©表示化学键。下列有关叙述

中正确的是（）

A.①为腺嚓吟,即结构简式的A

B.载体蛋白磷酸化伴随着②的形成

C.在ATP-ADP循环中③可重复利用

D.蔗糖的合成过程是吸能反应，需要化学键④断裂提供能量

II.ATP分子的结构简式和20个ATP分子所具有的特殊化学键的数目分别是（）。

A.A-P-P〜P、20个B.A-P〜P〜P、60个

C.A-P〜P〜P、40个D.A〜P〜P〜P、60个

12.细胞内ATP和ADP转化可用下面的反应式表示，①②表示两个不同的化学反应，有关叙述正确的是（）

ATP^==*ADP+Pi-能量

A.①表示ATP水解，与细胞中放能反应相联系

B.反应②需要的能量可来自细胞中糖类的水解

C.人剧烈运动时，细胞中反应①的速率明显快于反应②

D.ATP与ADP相互转化的机制是原核生物和真核生物的共性

13.关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是（）

A.DNA复制需要消耗能量

B.细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生

C.物质通过协助扩散进出细胞需要消耗ATP

D.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量

14.科学家以萤火虫为材料，分离出了发光物质…荧光素以及荧光素酶。在有氧的条件下，只要有ATP,

荧光素酶就能催化荧光素的氧化而发出光。从萤火虫中分离得到的荧光素和荧光素酶•直用于ATP的定量

检测。下列关于人体内ATP的叙述中，错误的是（）

A.ATP的分子简式可以表达为A-P~P~P,任意一特殊化学键断裂，形成A-P~P为二磷酸腺甘

B.在线粒体中大量产生ATP时，一定伴随着氧气的消耗

C.在生命活动旺盛的细胞中，线粒体数量较多

D.人体内ATP中的能量最终来自植物吸收的光能

15.细胞代谢能在常温常压条件下顺利进行离不开酶的催化，细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性

是分不开的，睡不但对细胞代谢至关重要，还能为人类的生活添姿彩。下面关于酹的说法不正确的是（）

A.酶用双缩版试剂检验都可呈现紫色

B.酶既可做反应的底物也可以做催化剂

C.温度从0℃升至100c与从降至0℃对酶活性的影响不同

D.含酶牙膏可以分解牙缝里的细菌，使我们的牙齿亮洁，口气清新，可减少踊齿的形成

16.某研究人员为探究金属离了-Ca2+和Mg2+对酸性磷酸酶（ACP）活性的影响，进行了相关实验，实验结果

如图所示，ACP的最适pll为4.9o下列相关叙述错误的是（）

.对ACP活性的影响

A.本实验应设置空白对照实验，实验的自变量是金属离子的浓度

B.各反应体系均加入等量pH为4.9的缓冲液，以保证pH相同且

C.由该实验结果不能确定Ca?+和Mg2+促进ACP活性提高的最适浓度

D.在一定浓度范围内，相同离子浓度下，Ca2+对ACP活性的促进作Ca2+用强于Mg?+

17.（2022•全国乙卷•高考真题）某种IWP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，“一”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.iWP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Mg?+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

18.（2022・广东•高考真题）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

♦

送的是（）

温度（℃）降解率（％）

组别pHCaCl2

①9+9038

②94-7088

③9-700

④7+7058

⑤5+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CaCb

B.结合①、②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70℃,最适pH9

D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物

19.下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。有关分析合理的是（）

123/2J®3.5°Fed.4/?滴丁'的肝脏

口溶液F］研磨液

IiII

常温90c常温常温

A.木实验自变量是催化剂的种类

B.本实验的无关变量有温度和过氧化氢的用曷等

C.1号和4号试管对比可说明酹具有催化作用

D.3号和4号试管对比可说明能具有专一性

20.反刍动物的胃溶菌酶兼具消化酶的功能和抗菌效果，并且能在富含胃蛋白酶和低pH的环境中保持高

活性。反刍动物的胃溶菌酶只由胃黏膜细胞分泌，在出生前胃溶菌酶基因已表达，到断奶前，其胃溶菌酶

的活性达到成年反刍动物水平。下列说法正确的是（）

A.反刍动物只有胃黏膜细胞中才含有合成胃溶菌酶的基因

B.部分胃溶菌酶在反刍动物胃黏膜细胞中的溶酶体中合成

C.胃液中胃溶菌酶的活性与单个能分子活性和能的数量有关

D.胃溶菌的不被胃蛋白酣水解，说明其化学本质不是蛋白质

21.荧光素酶可以催化荧光素氧化成氧化荧光素，在荧光素氧化的过程中会发出荧光。在荧光素足景的条

件下，研究人员用不同条件处理荧光素酹后，测定酶浓度与发光强度的关系如下图所示。下列错误的是（）

发

光

强

度

A.A点限制因素不可能为荧光素浓度或荧光素酶浓度

B.Mg2+处理可使荧光素酶催化荧光素氧化时的活化能升高

C.用Mg2+处理荧光素酶可以减少其用量

D.高温和H扩处理可能使酶的空间结构改变

22.一次实验中，某同学将煮沸冷却的淀粉分别装入甲、乙两个试管各2mL,接着用量筒取2mL新鲜唾

液加入甲试管，又用该量筒（未作任何处理）取2mL清水加入乙试管，振荡甲、乙两试管后放入37°C温

水中lOmino分别向甲乙两试管中各滴入2滴碘液，令人不解的是甲、乙两试管中均不变蓝,下列相关判

断中，正确的是（）

A.甲和乙试管内出现相同的结果，与酶具有高效性有关

B.甲、乙两试管中均不变蓝，说明淀粉均未被彻底分解

C.继续滴加碘液后，乙试管溶液应该变蓝

D.温水中放置10min时间太短，不足以说明问题

23.（2022年6月•浙江•高考真题）下列关于研究淀粉能的催化作用及特性实验的叙述，正确的是（）

A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活

B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性

C.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

D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率

24.如图中c表示温度对酶促反应速率的影响，a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影

响。下列叙述错误的是（）

A.随着温度的升高，底物分子的能量增多，底物更易发生反应

B.在位点1、2所对应的温度时，酶活性降低的机理完全相同

C.温度对反应速率影响的机理与酶对反应速率影响的机理不同

D.c点所对应的温度为最适温度

25.a-淀粉醒可将直链淀粉分解为葡萄糖等产物，其发挥作用的适宜温度为60匕左右。下列相关叙述正确

的是（）

A.低温和高温都会使酶的空间结构被破坏，进而使能失活

B.保存a-淀粉酶的适宜温度为60C左右

C.淀粉酶具有专•性，只能催化淀粉水解

D.在I00C的条件下，a-淀粉酶会被水解成氨基酸

26.（2022・湖北•华中师大一附中模拟预测）幽门螺旋杆菌（Hp）能产生麻酶催化尿素分解形成氨和二氧化

碳，因此若要检测某人胃内是否存在Hp,常用14c呼吸实验检测，受检者口服特殊的尿素（MCO（NH2）2）

胶囊，根据受检者是否能产生282及含量判断有无Hp感染。下列相关叙述错误的是（）

A.麻酶是具有催化作用的蛋白质，能够被蛋白酶水解失活

B.温度、pH会影响胭酶的活性，而尿素浓度的改变不影响腺酶活性

C.一定时间内产生I4CO2的量与配酶含量有关，与口服尿素剂量无关

D.外出聚餐可能会增加Hp的传播途径

27.如果酶的数量一定，下列曲线中最能确切地反映反应速率与底物浓度关系的是（）

A.

底物浓/芟o底物浓度

。底物浓度。底物浓度

二、综合题

28.在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用a、。和丫表示ATP或dATP（（1表示脱氧）

上三个磷酸基团所处的位置（AP。-P0-PY或dAPa-P'Py）。回答下列问题：

（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到

DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的（填“a”、邛”、或“y”）位上。

（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有

32P的磷酸基团应在dATP的（填“a”、邛“、或“Y”）位上。

（3）将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含32P的培养

基中培养一段时间，若得到的所有噬菌体双性DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P

的噬菌体所占比例为，原因是。

《丁②■“如迁叵正

••

ATPdATP

29.（-）如图是ATP与ADP相互转化示意图，①②表示过程，M表示物质。回答下列问题:

（1）ATP的中文名称为,其结构式.

ATP水解的实质是ATP分子中的水解。

（2）在绿色植物体内为图中①提供能量的生理过程是o在人体神经细胞中，许多

（填“吸能''或"放能”）反应与过程②相联系。

（3）①②反应不是可逆反应，原因是o

（二）下列A、B、C三图表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下

QA

■

150

速

一

率

O<•

（1）图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，其原因是受反应液中浓度的限制。

（2）图B中，a点对应的温度称酶反应的。

（3）将装有酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12℃和75℃的水浴锅中，20min后取出，转入37℃的

水浴锅中保温，两试管内的反应情况分别是：甲的反应速度会_______（填“加快”或“减慢”），而乙无催化反

应，因为O

30.细胞代谢离不开能和ATP的作用，I可答下列问题。

（1）人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧烈运动时3秒以内的能量供给。运动员参加短跑比赛过程中,

肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如图所示。图中ATB的变化过程，说明ATP被不解，释放的

能量用于：B->C过程中，ATP含量增加，是由于细胞中的作用增强，释放能量形成ATP,

以弥补细胞中ATP含量的不足。

（2）酶催化化学反应的效率高于无机催化剂，原因是o

（3）含酶牙膏可以分解细菌，使人们的牙齿亮洁、口气清新。将某种含酶牙膏放在质量分数为10%的

NaOH溶液中浸泡一段时间后，再用它进行分解口腔细菌的实验，结果与不使用此牙膏的效果相同。其原

因是：强碱条件使酶的遭到破坏，从而使酶失去活性。

（4）以下是某生物兴趣小组进行的关于酶的实验流程及现象。

A组：淀粉+蔗糖陋-斐林试剂鉴定一不出现砖红色沉淀

B组：蔗糖+蔗糖能―斐林试剂鉴定一出现砖红色沉淀此实验的目的是_________o鉴定实验结果时，需要

在加入斐林试剂后进行,方可出现砖红色沉淀。

31.为研究点篮子幼鱼的生长规律，科研人员研究了养殖温度对其消化酶活性的影响，部分结果如图所示。

回答下列问题：

L

至

'oO

出J

d

澧

oou

o

<n则

・

送n

J

（1）胰蛋白的作用的机理是:该能只能催蛋白质水解，不能催化淀粉等水解，这说

明其具有的特性是________。

（2）胰蛋白酶的活性可用表示；据图可知，与31c相比，在19℃条件下，胰蛋白酶活性

更高，推测分析这是由于低温下点篮子鱼的摄食率降低，此时需要鱼体内有更高的消化吸收效率，以保证

有足够的进行氧化分解释放热能来抵御寒冷。

（3）合成胰蛋白酶需要的能量由提供（填物质名称），该物质水解时断裂释放能

量。

（4）神经细胞中的ATP主要来自____________（填生理过程），其结构简式是。研究发现，

正常成年人安静状态卜24h有40kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10mmo/L,为满足

能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是。

（5）在下列生物体的生命活动中，不直接依赖ATP水解的是

A.胃蛋白酶的合成B.细胞的生长C.骨骼肌的收缩D.甘油进入细胞

32.某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素、均在适宜温度条件下做了以下三个实验，相应的实验结

果如图所示。分析回答下列问题：

（1）酶是;酶的作用机理是。实验］可以得出

的结论是o

（2）实验2中的自变量为,实验2的be段02产生速率不再增大，其限制性因素主要是

（3）实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为（填字母）。当pH小于d或大于f时，过

氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是

33.某科研小组为研究不同的酶抑制剂（可以抑制酶活性的一类物质）对酶活性的影响进行了相关实验,

其结果如图所示，回答下列问题:

B

无抑制剂

促

反

竞争性抑制剂

应

速

率非竞争性抑制剂

0m底物浓度

（1）酶是指O

（2）研究发现，竞争性抑制剂与整结合后，底物不能再与酶结合；而非竞争性抑制剂与酶结合后，底物仍

能与酶结合。据此推测，非竞争性抑制剂与酶结合的位点和底物与酶结合的位点（填''相同”或“不

同叽

（3）为验证物质X属于酶抑制剂，杲兴趣小组将浓度为m的底物均分为甲乙两组，甲组加丽、乙组中加

入酶和物质X。若甲组反应速率（填“大于”或“小于''）乙组，则可验证。在该实验基础上，为了

进•步探究物质X是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂，设计实验的实验思路：在该实验基础上添加丙组，

底物浓度大于m,加入酶和物质X,测定反应速率。预期结果和结论：

34.某种酶的活性与温度的关系妇图所示。请回答下列相关问题。

（1）可以将一作为检测酶活性高低的指标。

（2）在「和Ts的温度环境中，该酶的活性都极低。这两种环境中酶结构上的主要区别是温度达到T5时一

（3）已知经过T?温度处理的该酶，当温度提高到T3时，其活性随着增大；但不知道经过4温度处理的该

酶,当温度降低到T3时，其活性是否可以恢复到较高水平。请完成以下实验设计，对后一个问题进行探究o

①取3支试管，编号为A、B、C,各加入适宜浓度的该酶溶液1mL。将A和B设为对照组，分别在温

度为T3、匕的水浴装置中保温lOmin；将C作为实验组，其温度处理应是先在温度为，口的水浴装置中保

温lOmin,然后再转移到。

②另取适宜浓度的反应物溶液各2mL,分别加入编号为a、b、c的三支试管中，―

③分别将a、b、c中的溶液对应加入A、B、C内，振荡摇匀后依次在各自温度环境中保温10min,检

测各试管中产物的量，记录、比较。

④结果预测与分析：

如果，则说明随着温度由T,降低到T3,该酶的活性可以恢复；

如果，则说明随着温度由T4降低到T3,该酶的活性不能恢复。

（4）本实验需要控制的无关变量有（至少写2点）。

35.为探究植酸酶对加鱼生长和消化酹活性的影响，研究者设计并进行了相关实验，实验步骤及结果如下：

①鲍鱼的驯养：将从海洋中捕获的妒鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养14d,用普通饲料投喂，备用。

②饲料的配制：在每千克普通饲料中添加200mg植酸酶，配制成加酶饲料；并将普通饲料和加酶饲料分别

制成大小相同的颗粒，烘干后储存。

③妒鱼的饲养：挑选体格健壮、大小一致的鲸鱼随机分组，放养于规格相同的浮式海水网箱中，放养密度

为60尾/箱。给对照组的妒鱼定时投喂适量的普通饲料，给实验组的妒鱼同时投喂等量加酶饲料。

④称重并记录：投喂8周后，从每个网箱中随机取20尾躺鱼称重。结果显示，对照组、实验组鱼体平均增

重率分别为859.3%、947.2%。

⑤制备妒鱼肠道中消化酶样品，并分别测定消化酶的活性，结果如下表。

蛋白酶活性活/mg）脂肪的活性（U/mg）淀粉酶活性（U/mg）

对照组1.090.080.12

实验组1.710.100.13

根据上述实验，回答下列问题：

（1）步骤①中选用妒鱼鱼苗而不是成体的主要原因是;实验前的驯养是为了

（2）步骤②中将配制好的饲料进行烘干要特别注意,其原因是_________。

（3）步骤③中还应控制好的无关变量主要有。（至少答两个）

（4）本实验得出的初步结论是_______________________________。

（5）推测妒鱼的食性并说明理由：。

36.某学校研究性学习小组从牡丹中提取出一种酶，为了探究该酶催化分解的底物是葡萄糖还是蔗糖，研

究性学习小组的同学们动手设计并做了如图1所示的实验。请回答问题：

葡Q

萄

备

)

甲

甲

乙