高三生物学一轮复习10　必修1　第二单元　第8讲　酶和ATP（教师版）

第8讲酶和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．活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。3．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。考点1酶的作用、本质和特性一、酶的作用和本质1．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解。(1)方法步骤(2)实验过程的变量及对照分析(3)实验结论2．酶的催化作用机理(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。(4)酶作用原理曲线分析①无酶催化的反应曲线是乙，有酶催化的反应曲线是甲。②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是酶降低的活化能。③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将向上移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能，但会提供能量。3．酶本质的探究历程(连线)提示：①—f②—a③—c④—d、e⑤—b4．酶的作用和本质二、酶的特性1．酶具有高效性(1)原因：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。(2)意义：使细胞代谢快速进行。(3)数学模型：①曲线a与b对比说明酶具有高效性。②曲线a与c对比说明酶具有催化作用。2．酶具有专一性(1)定义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。(3)物理模型：说明：图中A表示酶，B表示被A催化的底物(或反应物)，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。3．酶的作用条件较温和(1)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。(2)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。在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。1．(人教版必修1P82探究·实践)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？__________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用2．(人教版必修1P85科学·技术·社会)溶菌酶能够溶解细菌的__________，具有抗菌消炎的作用。在临床上与__________混合使用，能增强该物质的疗效。提示：细胞壁抗生素[深化拓展]底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。(2)图乙：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正比。(3)图丙：在其他条件适宜的情况下，酶量增加，酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上方移(对应b点位置)。(4)温度、pH是通过影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率的；而底物浓度和酶浓度是通过影响底物分子与酶分子接触的概率，进而影响酶促反应速率的。1．酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。 (×)提示：酶的作用机理是降低化学反应的活化能。2．酶在催化反应完成后立即被分解。 (×)提示：酶是催化剂，其在催化反应完成后不会被分解。3．酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用。 (√)4．胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成。 (×)提示：胃蛋白酶可以分解蛋白质，蛋白质的水解不消耗ATP，不会伴随着ADP的生成。5．酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同。 (×)提示：低温使酶的活性受到抑制，高温因酶的空间结构被破坏而失活；在最适温度的两侧可能存在两个温度对应的酶的活性相同。6．酶制剂适宜在最适温度和最适pH条件下保存。 (×)提示：酶制剂应在低温和最适pH条件下保存。1．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_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)B酶活性改变的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：(1)不相同。A酶的酶活性不受蛋白酶影响，其化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质(2)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2．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，通过增加底物浓度的方法可以降低或解除______________________对酶的抑制作用。(2)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)竞争性抑制剂(模型A)(2)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若酶促反应速率在一定范围内随底物浓度升高而加快，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不发生变化，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B酶的作用、本质和特性1．(链接人教版必修1P78、P84正文)细胞代谢离不开酶的催化。下列关于酶的叙述，错误的是()A．低温和高温抑制酶活性的原因不同，高温可能导致酶变性B．一般情况下，酶在反应前后的化学性质和含量不变C．酶在催化反应的过程中不改变化学反应的活化能D．pH会影响酶的空间结构，进而影响酶的活性C[低温和高温抑制酶活性的原因不同，低温抑制酶的活性，而高温使酶发生空间结构的改变，可能导致酶变性，A正确；酶是生物催化剂，不参与化学反应，只是起催化作用，在反应前后的化学性质和含量不变，B正确；酶作用的原理是降低化学反应的活化能，C错误；pH过高或过低都会改变酶的空间结构，进而降低酶的活性，D正确。]2．(链接人教版必修1P79－80思考·讨论)核酶是具有催化功能的小分子RNA，通过催化靶位点RNA链中化学键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断靶基因的表达。下列说法错误的是()A．核酶含C、H、O、N、P五种大量元素，基本单位是核糖核苷酸B．核酶的催化活性不受温度和酸碱度的影响C．核酶通过特异性裂解靶RNA的磷酸二酯键起作用D．核酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎B[核酶是RNA分子，故核酶含C、H、O、N、P五种大量元素，基本单位是核糖核苷酸，A正确；酶具有专一性、高效性和作用条件温和的特性，酶的活性易受温度和酸碱度的影响，B错误；核酶能够在特定位点切断RNA，使得RNA的磷酸二酯键断开，从而失去活性，C正确；由分析可知：核酶特异性地剪切底物RNA分子，可阻断基因的表达，故核酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎，D正确。]影响酶活性的因素3．(链接人教版必修1P84正文)脲酶是一种能使尿素分解成NH3和CO2的蛋白酶。如图表示pH对两种脲酶的酶活性(相对值)的影响。下列叙述错误的是()A．酶活性可用单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量来表示B．该实验中有两个自变量，一个因变量C．该实验中，在植物刀豆脲酶和海洋细菌脲酶各自的最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均最高D．若将pH从13下降到8，推测海洋细菌脲酶的活性先下降后升高D[酶活性可用单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量来表示，A正确。该实验中的自变量为pH和脲酶种类，因变量为酶活性，B正确。该实验中，在最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均最高，C正确。pH为13时，海洋细菌脲酶的空间结构可能已遭到破坏，酶已变性失活，若将pH从13下降到8，其酶活性不变(失活)，D错误。]4．(2024·广东四校联考)科研人员从某种微生物细胞中分离得到了一种酶Q，为了探究该酶的最适温度，进行了相关实验，实验结果如图甲所示；图乙为酶Q在60℃下催化一定量的底物时，生成物的量随时间变化的曲线。下列分析不正确的是()A．由图甲可知，该种微生物适合在较高的温度环境中生存B．增加图甲各温度的实验组数，可使得到的最适温度范围更精准C．图乙实验中若升高温度，酶Q的活性不一定升高D．图乙中，在t2时增加底物的量，酶Q的活性不变B[由图甲可知，温度较高时，底物的剩余量减少，故酶活性较高，说明该种微生物适合在较高的温度环境中生存，A正确；图甲各温度的实验组数，随温度升高，酶的活性一直在增强，没有出现下降的趋势，故不能得到酶活性的最适温度范围，需要再增加温度范围，减小温度梯度，才可使得到的最适温度范围更精准，B错误；由于不能确定该酶的最适温度，故图乙实验中若升高温度，酶Q的活性不一定升高，C正确；酶活性受温度和pH的影响，与底物的量无关，故图乙中，在t2时增加底物的量，酶Q的活性不变，D正确。]考点2(探究·实践)探究酶的专一性和影响酶活性的条件一、酶促反应和酶活性1．酶促反应：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。2．酶活性(1)定义：酶催化特定化学反应的能力。(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。二、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用1．实验原理(1)淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。(2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。2．实验步骤试管编号12注入可溶性淀粉溶液2mL－注入蔗糖溶液－2mL注入新鲜的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保温5min新配制的斐林试剂2mL2mL沸水浴煮沸1min实验现象有砖红色沉淀没有砖红色沉淀3．实验结论及分析(1)实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。(2)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。三、探究温度对酶活性的影响1．实验原理(1)反应原理(2)鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，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．实验步骤与现象试管编号试管1试管1′试管2试管2′试管3试管3′实验步骤一1mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液1mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液1mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中约5min放入60℃热水中约5min放入100℃热水中约5min三将试管1与1′内的液体混合后继续在0℃冰水内放置10min将试管2与2′内的液体混合后继续在60℃热水内放置10min将试管3与3′内的液体混合后继续在100℃热水内放置10min四取出试管各加入两滴碘液，振荡实验现象变蓝不变蓝变蓝3．实验结论：高温、低温都影响酶的活性。四、探究pH对酶活性的影响1．实验原理(1)反应原理：2H2O2过氧化氢酶2H2O＋O(2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响单位时间内O2的生成量，可用点燃的卫生香燃烧情况来检验O2产生量的多少。2．实验步骤与现象试管编号试管1试管2试管3实验步骤一2滴过氧化氢酶溶液二1mL蒸馏水1mL物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸溶液1mL物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液三2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液实验现象卫生香燃烧猛烈卫生香燃烧不猛烈卫生香燃烧不猛烈3．实验结论：过酸、过碱都影响酶的活性。酶相关实验探究的“宜”和“不宜”1．(链接人教版必修1P81探究·实践)某小组进行下列探究活动，实验方案如下表所示。组别甲乙丙丁1%淀粉溶液3mL＋－＋－2%蔗糖溶液3mL－＋－＋唾液淀粉酶溶液1mL－－＋＋蒸馏水1mL＋＋－－37℃水浴10min，分别加入检测试剂2mL，摇匀，热水浴2min，观察并记录颜色变化注：①“＋”表示加入，“－”表示不加入；②检测试剂为斐林试剂。下列关于该实验的分析，正确的是()A．37℃水浴10min，目的是让酶促反应充分进行B．甲、乙两组是对照组，可证明酶的催化具有高效性C．本实验无需调节pH，因为pH不是本实验的无关变量D．本实验可选用碘液作为检测试剂，则无需热水浴2min这一操作A[底物和酶混合后，37℃水浴10min，目的是让酶促反应充分进行，A正确；甲、乙两组是对照组，可证明酶的催化具有专一性，B错误；pH是本实验的无关变量，实验时无关变量要相同且适宜，本实验需调节pH，使其处于最适状态，C错误；淀粉遇碘变蓝，而无论蔗糖是否水解，均不能与碘液发生颜色变化，因此本实验不能选用碘液作为检测试剂，D错误。]2．(链接人教版必修1P82探究·实践)实验材料的选择与实验目的相匹配是实验成功的关键。下列关于酶实验的选材与实验目的不相匹配的是()A．利用淀粉酶、蔗糖酶、淀粉和斐林试剂验证酶的专一性B．利用荧光素酶、荧光素、ATP、重金属离子探究重金属对酶活性的影响C．利用过氧化氢、新鲜猪肝研磨液和氯化铁溶液验证酶的高效性D．利用淀粉酶、淀粉、不同pH的缓冲液探究pH对酶活性的影响D[用同一种酶催化不同底物，或者用不同种类的酶催化同种底物，都能验证酶的专一性，A不符合题意；利用荧光素酶、荧光素、ATP、重金属离子探究重金属对酶活性的影响，自变量是重金属离子的有无(浓度)，B不符合题意；利用过氧化氢、新鲜猪肝研磨液(过氧化氢酶)和氯化铁溶液(无机催化剂)验证酶的高效性，C不符合题意；酸也能催化淀粉水解，探究pH对酶活性的影响不适宜用淀粉当底物，D符合题意。](教师用书独具)(链接人教版必修1P82探究·实践)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”的实验中，有学习小组对实验进行了改进，改进后的装置如图所示。下列叙述正确的是()A．装置中①为H2O2溶液，②为过氧化氢酶，两者也可以对调B．待过氧化氢酶与相应pH的磷酸缓冲液接触一段时间后，再注入H2O2溶液C．探究过氧化氢酶的最适pH，可将磷酸缓冲液pH分别调至2、4、6、7、8、9D．在水浴条件下，还可以用该装置来探究温度对过氧化氢酶活性的影响B[“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应在过氧化氢酶与相应pH的磷酸缓冲液接触一段时间后，调节酶所处的pH为预设pH，然后再加入底物，A错误，B正确；探究过氧化氢酶的最适pH，应再缩小pH范围，设置一系列浓度梯度的磷酸缓冲液pH，C错误；“探究温度对过氧化氢酶活性的影响”实验中，不可选择过氧化氢作为实验材料，因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响，D错误。]考点3细胞的能量“货币”ATP一、ATP的结构和功能1．元素组成：C、H、O、N、P。ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。2．化学组成：1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸基团。其结构简式为A—P～P～P。3．结构4．结构特点：ATP是一种高能磷酸化合物，含有2个特殊的化学键；ATP的化学性质不稳定，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。5．含量特点：在细胞中含量少，ATP与ADP之间的转化快。6．功能：驱动细胞生命活动的直接能源物质。7．利用：物质合成、肌肉收缩、主动运输、电鳐发电、大脑思考等。1．(人教版必修1P86相关信息)写出图中的“A”的含义。①__________；②__________；③____________________；④_________________。提示：腺苷腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸2．(人教版必修1P89拓展应用T3)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：_______________________________________________________________________________________________________。提示：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源二、ATP和ADP的相互转化过程比较无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。3．(人教版必修1P87图5-4)ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应？_____________________________________________________________，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：不是虽然从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的三、ATP供能的原理1．ATP为主动运输供能示意图2．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。四、ATP是细胞内流通的能量“货币”1．化学反应中的能量变化与ATP的关系(1)吸能反应：一般与ATP的水解相联系，如蛋白质的合成等。(2)放能反应：一般与ATP的合成相联系，如葡萄糖的氧化分解。2．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。[深化拓展]ATP产生量与O2供给量的关系分析1．AMP可为人体细胞RNA的合成提供原料。 (√)2．人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP。 (×)提示：ATP的合成和水解处于动态平衡之中，无论安静状态，还是剧烈运动中ATP的合成和水解的量基本相等。3．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。 (×)提示：淀粉水解成葡萄糖时不合成ATP。4．细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量。 (×)提示：放能反应是指能源物质氧化分解释放能量的反应。5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。 (×)提示：无氧呼吸也能产生ATP。6．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。 (×)提示：内质网膜上不能产生ATP。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、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ATP的结构及其合成和利用1．(链接人教版必修1P86相关信息)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中C[ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子的主动运输提供能量，A正确；ATP分子水解两个特殊的化学键后，得到RNA的基本单位之一——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rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键能在细胞核中断裂，C错误；光合作用光反应可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的特殊的化学键中，故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中，D正确。]2．(链接人教版必修1P87图5-4)如图是ATP与ADP的循环图解，其中①②表示过程。下列相关叙述错误的是()A．绿色植物在黑暗条件下，①过程也能发生B．细胞中的吸能反应一般与②过程相联系C．与平静状态时相比，剧烈运动时①过程减慢，②过程加快D．在动物体内，①过程所需的能量均来自细胞进行呼吸作用释放的能量C[植物在黑暗条件下，能进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP，①过程也能发生，A正确；细胞中需要能量的生命活动绝大多数是由ATP直接提供的，故细胞中的吸能反应一般与②过程相联系，B正确；与处于平静状态时相比，剧烈运动时需要能量较多，所以①②过程都会加快，C错误；在动物细胞内，①过程发生的场所是细胞质基质和线粒体，所需的能量均来自细胞进行呼吸作用释放的能量，D正确。]细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所ATP结构和功能的拓展3．(链接人教版必修1P86相关信息)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP，每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下图1为ATP的结构式、下图2为NTP和dNTP的结构式。下列叙述正确的是()A．①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成DNA的基本单位B．④中含有两个特殊的化学键，两个特殊的化学键都断裂会生成ADP和PiC．若图2中2′连接的X表示H，则该结构代表物质NTPD．dATP的末端磷酸基团转移，可为某些吸能反应供能D[图1中②代表的是核糖，则①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成RNA的基本单位，A错误；④中含有两个特殊的化学键，断裂③会生成ADP和Pi，两个特殊的化学键都断裂会形成AMP和两个Pi，B错误；若图2中2′连接的X表示H，则为脱氧核糖，该结构代表物质dNTP，C错误；dATP的末端磷酸基团转移，可释放能量，可以为某些吸能反应供能，D正确。]4．(链接人教版必修1P86正文、P88正文)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。如图1为腺苷合成及转运示意图，图2是记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平变化的一种腺苷传感器。下列说法正确的是()A．AMP是合成DNA的基本单位B．储存在囊泡中的ATP通过主动运输转运至胞外C．ATP可被膜上的水解酶水解，脱去2个磷酸基团产生腺苷D．腺苷与其受体结合可改变受体空间结构，使绿色荧光蛋白构象改变进而发出荧光D[分析题意，AMP是由ATP脱去两个磷酸基团后形成的，AMP是合成RNA的基本单位，A错误；分析图1可知，储存在囊泡中的ATP是通过胞吐方式转运至胞外的，B错误；ATP转运至胞外后，可被酶分解，脱去3个磷酸基团产生腺苷，C错误；分析图2可知，腺苷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发出荧光，D正确。]1．(2024·河北卷)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D[一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物，A错误；胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误；醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体这一结构，C错误；成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。]2．(2024·浙江1月卷)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。步骤处理试管1试管2①苯丙氨酸1.0mL1.0mL②HCl溶液(6mol/L)—0.2mL③PAL酶液1.0mL1.0mL④试管1加0.2mLH2O。2支试管置于30℃水浴1小时⑤HCl溶液(6mol/L)0.2mL—⑥试管2加0.2mLH2O。测定2支试管中的产物量下列叙述错误的是()A．低温提取以避免PAL失活B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗C．④加H2O补齐反应体系体积D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应B[温度过高，酶会失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保持无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。]3．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB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B[由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物降解的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物降解的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就无催化纤维素类底物降解的活性，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物降解的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2降解，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物降解的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物降解的催化活性与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降解的催化活性是否与CB相关，D正确。]4．(不定项)(2023·辽宁卷)基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是()A．SDS可以提高MMP2和MMP9活性B．10℃保温降低了MMP2和MMP9活性C．缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性D．MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性BC[37℃保温、加SDS、加缓冲液组比37℃保温、不加SDS、加缓冲液组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，SDS可降低MMP2和MMP9活性，A错误；与37℃(不加SDS)相比，10℃(不加SDS)保温下的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，10℃保温降低了MMP2和MMP9活性，B正确；缓冲液可以维持pH条件的稳定，从而维持MMP2和MMP9活性，C正确；MMP2和MMP9都属于酶，酶具有专一性，D错误。](教师用书独具)(2023·浙江6月卷)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。组别甲中溶液(0.2mL)乙中溶液(2mL)不同时间测定的相对压强(kPa)0s50s100s150s200s250sⅠ肝脏提取液H2O2溶液09.09.69.810.010.0ⅡFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9Ⅲ蒸馏水H2O2溶液00000.10.1下列叙述错误的是()A．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C[H2O2分解的产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；据表分析可知，甲中溶液为酶或无机催化剂等，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；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之前(200s)Ⅰ组反应已经结束，但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强10.0kPa，故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；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。]课时分层作业(八)酶和ATP1．(2024·河北唐山期末)纤溶酶可以将沉积在血管内的纤维蛋白分解，从而保持血管畅通。下列关于纤溶酶的叙述错误的是()A．最适pH可能是7.35～7.45B．缺乏时可能导致血栓形成C．经胞吐释放后最终进入血浆D．可以为纤维蛋白分解提供活化能D[细胞外液的pH为7.35～7.45，纤溶酶可以将沉积在血管内的纤维蛋白分解，从而保持血管畅通，纤溶酶在血浆中起作用，A正确；纤溶酶可以将沉积在血管内的纤维蛋白分解，从而保持血管畅通，缺乏时沉积在血管内的纤维蛋白增加，可能导致血栓形成，B正确；纤溶酶是在血浆中起作用的，在细胞内合成，属于分泌蛋白，故经胞吐释放后最终进入血浆，C正确；纤溶酶可以降低纤维蛋白分解的活化能，不能提供活化能，D错误。]2．(2024·湖南师大附中月考)乳糖酶是人体小肠中的一种消化酶。人体缺乏乳糖酶会引起乳糖消化吸收障碍，部分患者出现腹痛、胀气和腹泻等消化不良的临床症状，称为乳糖不耐受。下列相关说法错误的是()A．组成乳糖酶和乳糖的化学元素均为C、H、O、NB．乳糖属于二糖，水解形成单糖后利于被吸收利用C．乳糖酶在体内和体外均可以发挥催化的作用D．饮用经乳糖酶处理的牛奶能缓解乳糖不耐受症状A[乳糖酶是蛋白质，元素组成主要是C、H、O、N，乳糖是二糖，元素组成是C、H、O，A错误；乳糖属于二糖(2个单糖脱水缩合形成)，水解形成葡萄糖和半乳糖后利于被吸收利用，B正确；酶在体内和体外均可以发挥催化的作用，使化学反应更容易发生，C正确；乳糖酶能降解乳糖，饮用经乳糖酶处理的牛奶能缓解乳糖不耐受症状，D正确。]3．(2024·江西师范大学附中模拟)细菌学家弗莱明将细菌接种到人的泪液中，发现细菌很快死亡。经研究发现在人的眼泪中找到一种可以催化细菌细胞壁水解的蛋白质——溶菌酶。下列有关叙述正确的是()A．溶菌酶在人体泪腺细胞中的溶酶体内由氨基酸脱水缩合而成B．溶菌酶属于免疫活性物质，参与特异性免疫C．溶菌酶经低温处理后活性降低，适当升温后酶活性可恢复D．溶菌酶可催化多种细菌细胞壁的水解，说明其不具有专一性C[氨基酸脱水缩合形成溶菌酶的场所是核糖体，不是溶酶体，A错误；溶菌酶属于免疫活性物质，参与非特异性免疫，B错误；溶菌酶作为一种酶，其化学本质是蛋白质，经低温处理后活性降低，但空间结构未改变，没有失活，适当升温后酶活性可恢复，C正确；酶具有专一性，可催化一种或一类化学反应，溶菌酶可催化多种细菌细胞壁的水解，说明其可催化一类化学反应，具有专一性，D错误。]4．(2024·湖南师大附中二模)多酶片常用于治疗消化不良。多酶片为双层结构，外层为糖衣，内层为肠溶衣。糖衣包裹的是胃蛋白酶，肠溶衣包裹胰蛋白酶、胰淀粉酶等胰酶，如图所示。药物先进入胃，再进入肠，定点崩解发挥疗效。下列相关分析错误的是()A．患者服用多酶片时应整片吞服，不宜捣碎或嚼碎服用B．食物中的蛋白质均在胃中被消化，淀粉均在小肠中被消化C．肠溶衣中的化学成分在酸性环境中不易被分解D．胃蛋白酶和胰酶的最适pH差异较大，但两者的最适温度相似B[患者服用多酶片时应整片吞服，不宜捣碎或嚼碎服用，避免嚼碎后的胰酶在胃中变性失活，A正确；淀粉的消化从口腔开始，蛋白质的消化是从胃开始的，且两者都最终会在小肠被消化，B错误；肠溶衣中的化学成分在酸性环境中不易被分解，可防止胰酶在胃中的酸性环境下变性失活，C正确；胃蛋白酶的最适pH为1.5，胰酶的最适pH为7.0左右，两者最适pH差异较大，但两者的最适温度相似，均为37℃左右，D正确。]5．如图表示ATP与ADP相互转化的能量供应机制，下列相关说法正确的是()A．真核细胞中，甲、乙两过程所用到的酶和反应场所完全不同B．许多放能反应往往与乙过程相联系，许多吸能反应往往与甲过程相联系C．代谢耗能越多的细胞，该能量供应机制的运行速率越快D．在所有生物体内，都存在该能量供应机制，这体现了生物界的统一性C[甲、乙两过程的反应场所可能相同，真核细胞的呼吸作用第一阶段发生在细胞质基质，合成少量的ATP，与此同时细胞质基质中还要进行其他吸能的化学反应，伴随着ATP的水解，两过程均发生在细胞质基质，A错误；甲过程是ATP的合成，乙过程是ATP的水解，在细胞内，许多放能反应与甲过程相联系，许多吸能反应与乙过程相联系，B错误；ATP是直接供能物质，可直接为细胞内的吸能反应提供能量，因此代谢耗能越多的细胞，ATP和ADP的转化速率越快，C正确；病毒必须寄生于活细胞，不能自己将ADP和ATP相互转化，故病毒没有该能量供应机制，D错误。]6．(2024·广东实验中学检测)某生物学兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时，根据实验结果绘制如下曲线图。下列相关叙述正确的是()A．降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶B．在30℃条件下竞争能力最强的一定是微生物丙C．对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶D．若将温度改为pH，则所得实验结果曲线与图示结果相同C[由图可知，不同的温度条件下降低化学反应活化能效率最高的微生物种类不同，三种微生物的酶在最适温度下，降低化学反应活化能的效率都高，A错误；在30℃条件下竞争能力最强的一定是微生物乙，B错误；由图可知，对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶，C正确；若将温度改为pH，则所得实验结果一般不相同，强酸和强碱下酶都会失活，D错误。]7．(2024·深圳罗湖区期末)下图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下、pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若改变该酶促反应的某一初始条件，以下分析或判断正确的是()A．若pH＝a，则e点向下移动，d点向左移动B．若pH＝c，H2O2酶中的肽键将被破坏而失活C．若H2O2量增加，则e点不移动，d点向左移动D．若反应温度降低，则e点不移动，d点向右移动D[pH＝a时，酶的活性下降，不改变化学反应平衡点，但到达平衡点的时间延长，图乙e点不变，d点右移，A错误；若pH＝c，催化速率为零，pH过高，H2O2酶的本质是蛋白质，会变性失活，只是空间结构被破坏，肽键没有断裂，B错误；H2O2量增加时，达到化学反应平衡所需时间延长，且化学反应的平衡点升高，即e点上移，d点右移，C错误；图乙表示在最适温度下，温度降低时，酶的活性下降，不改变化学反应平衡点，但到达平衡点的时间延长，图乙e点不变，d点右移，D正确。]8．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。磺胺类药物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．可推测磺胺类药物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的量增加，则可能减弱磺胺类药物的杀菌作用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C[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含量的限制，A错误；磺胺类药物降低叶酸合成酶的活性的机理是与对氨基苯甲酸竞争酶活性中心，并没有对酶的空间结构造成不可逆的破坏，B错误；若细菌产生的叶酸合成酶的量增加，与对氨基苯甲酸的结合增多，叶酸的合成增多，可能减弱磺胺类药物的杀菌作用，C正确；高浓度的对氨基苯甲酸有利于叶酸的合成，因此可通过抑制细菌吸收对氨基苯甲酸增强磺胺类药物的杀菌作用，D错误。]9．(2024·湖南师大附中月考)真核生物的mRNA3′末端都有由100～200个A组成的Poly(A)尾。Poly(A)尾不是由DNA编码的，而是转录后的前mRNA以ATP为前体，由RNA末端腺苷酸转移酶，即Poly(A)聚合酶催化聚合到3′末端，如果不能及时合成Poly(A)尾，mRNA则不能在细胞质中被检测到。下图为酵母细胞中某种酶分子的作用过程模式图。下列相关叙述错误的是()A．该酶分子主要是在细胞核中合成的B．适当的低温和高温交替变化有利于该酶发挥作用C．酶和底物之间的碱基配对方式决定了该酶的特异性D．Poly(A)尾很可能用于增强mRNA的稳定性，避免被酶降解C[该酶能和底物碱基配对，该酶是一种RNA酶，主要在细胞核合成，A正确；因为该酶通过与底物进行碱基配对发挥作用，低温环境有利于酶和底物之间形成氢键并结合，高温环境有利于氢键断裂，便于底物释放，B正确；碱基配对方式只有几种