还剩37页未读，
继续阅读
所属成套资源：新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习 （含解析）
成套系列资料，整套一键下载
新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题07_酶与ATP（含解析）
展开
这是一份新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题07_酶与ATP（含解析），共40页。试卷主要包含了酶的本质，ATP在能量代谢中的作用等内容，欢迎下载使用。
专题07 酶与ATP
考点一、酶的本质、作用与特性
【要点速记】
1．酶的作用和本质
（1）酶的本质与合成：
酶的本质
绝大多数是_________
少数是_______
合成原料
氨基酸
____________
合成场所
__________
主要是细胞核（真核细胞）
（2）作用及其机理：
①曲线解读：图中表示有酶催化的反应曲线是____________，若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向___________移动。若a—c表示无酶催化时所需的活化能，则该酶降低的活化能可表示为__________。
②结论：酶具有催化作用，可以降低化学反应的活化能。
（3）来源：一般_____________都能产生。
2．酶的特性
【重难点突破】
1．酶的高效性
（1）与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
（2）酶只能缩短达到化学平衡的时间，不改变化学反应的平衡点。
2．酶的专一性
（1）在底物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能催化底物的反应。
（2）在底物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物的反应。
3．温度和pH对酶促反应速率的影响
（1）在最适温度（pH）条件下，酶的活性最高，温度（pH）偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
（2）过酸、过碱、高温都会使酶变性失活;而低温只是抑制了酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
（3）从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
4．底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
（1）甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
（2）乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
5．“四步法”分析酶促反应曲线
（1）第一步――识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标（自变量）和纵坐标（因变量）的含义。
（2）第二步――析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。
（3）第三步――明点（特殊点）：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。
（4）第四步――判断：“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的含义（有的曲线直接标出），首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。
考点二、ATP在能量代谢中的作用
【要点速记】
1．ATP的结构
（1）元素组成：________________。
（2）化学组成：1分子①_________，1分子②_______和3分子④___________。
（3）结构简式：_____________。
2．ATP和ADP的相互转化
（1）转化原因：ATP的化学性质不稳定，________的那个高能磷酸键容易断裂与合成。
（2）转化关系及过程比较：
比较项目
ATP的合成
ATP的水解
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸）
储存在___________中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
___________________________
生物体的需能部位
3．ATP的利用
【重难点突破】
1．ATP与ADP的相互转化
（1）动态平衡：细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量（光能或化学能），生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。
（2）不是可逆过程：ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用，它们不是可逆反应。
（3）ATP≠能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质，不能将二者等同起来。
2．ATP产生量与O2供给量之间的关系模型
（1）起始点：O2供给量为0时，可经无氧呼吸产生ATP。
（2）上升段：与O2浓度有关，O2浓度越大，ATP产生量越大。
（3）平衡段：因为受酶、ADP 或磷酸等制约，ATP产生量不再随O2浓度增大而增加。
（4）改变横轴：若横轴改为呼吸强度，则曲线应从0开始。
专题07 酶与ATP（基础）
一、单选题
1．下列物质中不属于能源物质的是（ ）
A．糖类 B．ATP C．蛋白质 D．无机盐
【答案】D
【解析】糖类、蛋白质氧化分解形成ATP可以给生物体提供能量，因此糖类、ATP、蛋白质属于能源物质，无机盐不能提供能量，不属于能源物质，Ａ、B、C错误，故选D。
2．下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．酶都是生物大分子 B．酶都在核糖体上合成
C．酶都在细胞内发挥作用 D．随环境温度降低，人体内酶活性下降
【答案】A
【解析】酶的化学本质为蛋白质或RNA，都是生物大分子，A正确；少部分酶是RNA，合成部位主要在细胞核，B错误；酶在细胞内外均可发挥作用，C错误；人体的体温为37℃左右，且能在一定范围内保持相对稳定，所以人体内酶的活性不会随环境温度的降低而下降，D错误。
3．肌细胞收缩所需要的能量直接来自（ ）
A．肌糖原水解为葡萄糖 B．葡萄糖氧化分解
C．葡萄糖合成肌糖原 D．ATP的高能磷酸键断裂
【答案】D
【解析】ATP是细胞生命活动的直接能源物质，糖类等有机物中的能量先转移到ATP中，才能被细胞生命活动直接利用，因此肌细胞收缩所需要的能量直接来自ATP水解，D正确。
4．下表为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，相关分析不正确的是（ ）
试管1
试管2
试管3
试管4
温度
常温
90℃
常温
常温
加
入
试
剂
3%的H2O2溶液
2 mL
2 mL
2 mL
2 mL
3．5%的FeCl3溶液
\
\
2滴
\
20%的新鲜肝脏研磨液
\
\
\
2滴
实验现象
无变化
有大量气泡产生
有气泡产生
有大量气泡产生
A．该实验的因变量是过氧化氢的分解速率
B．1号试管是对照组，2号试管、3号试管、4号试管是实验组
C．比较3号试管和4号试管中的实验现象，可以说明酶具有高效性
D．比较2号试管和4号试管中的实验现象，可以说明酶具有专一性
【答案】D
【解析】由分析可知，该实验的因变量是过氧化氢的分解速率，A正确；1号试管是对照组，2号试管、3号试管、4号试管是实验组，B正确；3号试管和4号试管中的实验现象说明，酶与无机催化剂相比具有高效性，C正确；比较2号试管和4号试管中的实验现象，因为单一变量是酶的有无，故可以说明酶具有催化作用，D错误。
5．人体细胞内能发生ATP向ADP转化的细胞器是（ ）
A．核糖体 B．内质网 C．高尔基体 D．以上都可以
【答案】D
【解析】人体细胞内能发生ATP向ADP转化的过程，实际上就是消耗ATP（能量）的过程，核糖体合成蛋白质需要消耗能量，内质网合成有机物需要消耗能量，高尔基体分泌蛋白质、形成细胞壁都需要消耗能量，故选D。
6．下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．酶都是活细胞产生的一类特殊蛋白质 B．酶分子的形状只适合与一种分子结合
C．形成酶－底物复合物时底物形状未改变 D．酶催化作用的强弱可用反应速率表示
【答案】D
【解析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，A错误；酶分子的形状能适合与一种分子或一类分子结合，B错误；酶与底物特异性结合，形成酶－底物复合物，酶-底物复合物形状改变，底物变成产物，随后产物脱落，酶恢复原状，C错误；酶促反应的速率可以用单位时间内产物的生成速率来表示，D正确。
7．如图表示过氧化氢在过氧化氢酶和无酶催化条件下分解过程中的能量变化，假设酶所处的环境为最适条件，下列对于图中曲线的分析正确的是（ ）
A．图中E表示过氧化氢酶使活化能降低的数值
B．若将有过氧化氢酶催化的反应温度升高15℃，则曲线②的峰值会降低
C．曲线①表示过氧化氢在过氧化氢酶催化条件下分解
D．图示可说明酶的催化作用具有高效性
【答案】A
【解析】根据分析可知，①②之间的差值E表示过氧化氢酶使活化能降低的数值，A正确；题干中假设酶所处的环境为最适条件，故将有酶催化的反应温度升高10℃，酶的活性下降，降低的活化能减小，②的峰值会升高，B错误；根据分析可知，①表示过氧化氢在无酶催化条件下分解，C错误；酶的高效性是与无机催化剂相比，图示没有描述无机催化剂的催化效果，故不能体现酶具有高效性，D错误。
8．下列关于ATP的叙述，错误的是（ ）
A．ATP水解所释放的能量可用于多种生命活动 B．吸能反应一般与ATP水解反应有关
C．在ATP与ADP转化过程中物质和能量是可逆的 D．ATP是生命活动的直接能源物质
【答案】C
【解析】ATP水解释放的能量来自高能磷酸键的化学能，并用于各种生命活动，A正确；ATP水解为放能反应，ATP水解反应和吸能反应相联系，B正确；ATP与ADP相互转化过程不是可逆反应，其中物质是可循环利用的，能量是不可逆的，C错误；ATP是生命活动的直接能源物质，D正确。
9．如图是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。下列有关叙述正确的是（ ）
A．本实验的因变量是不同的催化剂
B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C．1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验
D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热可以降低反应的活化能
【答案】C
【解析】本实验的因变量是过氧化氢分解的速率，A错误；本实验的无关变量有温度和底物的量等，B错误；1号与3号相比单一变量是催化剂的有无；1号与4号相比单一变量为酶的有无，故可分别构成对照实验，C正确；分析1号、2号试管的实验结果可知加热不能降低化学反应的活化能，但可以提高反应物分子的能量，进而加快反应速率，D错误。
10．为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是（ ）
实验编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液 新鲜的肝脏研磨液
②
温度对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液 碘液
③
pH对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液 可溶性淀粉溶液 碘液
④
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液 斐林试剂
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
【答案】B
【解析】过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响，A错误；过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响，一般用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，B正确；蔗糖酶不能水解淀粉，该设计不能得出实验结论，C错误；用新制的淀粉酶溶液催化可溶性淀粉溶液水解，应该用碘液检测，因为斐林试剂需要水浴加热，温度也会影响酶的活性，此外，淀粉在酸性条件下会水解，故一般不用淀粉探究pH对酶活性的影响实验，D错误。
11．细胞代谢能迅速而有条不紊地进行离不开酶和ATP的作用，下列叙述中正确的是（ ）
A．酶的催化作用具有高效性是因为酶能降低化学反应的活化能
B．DNA解旋酶和DNA聚合酶作用的部位相同
C．在ATP中A代表腺苷， P代表磷酸基团，T代表三个高能磷酸键
D．ATP的合成与分解都离不开酶
【答案】D
【解析】酶的催化作用具有高效性是因为酶比无机催化剂更能显著降低化学反应的活化能，A错误；DNA解旋酶作用于氢键，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键，B错误；在ATP中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三个磷酸基团，而分子中只有两个高能磷酸键，C错误；ATP的合成与分解都离不开酶的催化作用，D正确。
12．下图是ATP与ADP相互转化的示意图。有关说法正确的是（ ）
A．图中Pi代表磷酸，B为ADP B．在动物体内E1，只来自有氧呼吸
C．植物细胞中E2，可直接用于水分的吸收 D．A1和A2的不同作用体现了其专一性
【答案】D
【解析】分析题图可知，图中Pi代表磷酸，B为ATP，C为ADP，A错误；对于人、动物、真菌和细菌来说，E1来自细胞呼吸，包括有氧呼吸和无氧呼吸，B错误；植物吸收水分的方式为自由扩散，不需要消耗能量，C错误；A1和A2两种酶催化的反应不同，体现了酶的专一性，D正确。
13．下列关于酶的实验设计，正确的是（ ）
A．用过氧化氢溶液、肝脏研磨液作材料探究温度对酶活性的影响
B．用淀粉和蔗糖溶液、淀粉酶，反应后滴加碘液验证酶的专一性
C．用蛋白酶、蛋白块作实验材料验证蛋白酶能够催化蛋白质分解
D．设置pH为2、7、12的条件，探究pH对胃蛋白酶活性的影响
【答案】C
【解析】过氧化氢的分解易受温度影响，所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，A错误；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时，碘液不能检测蔗糖是否被水解，应该选用斐林试剂检测是否产生还原性糖，B错误；用蛋白酶、蛋白块作实验材料，可验证蛋白酶能够催化蛋白质分解，C正确；胃蛋白酶的适宜pH是1.5－2.0，探究pH对胃蛋白酶活性的影响，设置的pH应存在低于最适PH的、最适PH的、高于最适PH的，故不能设置成2、7、12，D错误。
14．某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到下图结果。下列分析不正确的是（ ）
A．Mn2+降低了相应化学反应过程所必需的活化能
B．Co2+或Mg2+可能导致酶结构的改变使其活性降低
C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用
D．该水解酶的用量是实验的无关变量
【答案】A
【解析】与对照组相比，加Mn2+后提高了某水解酶活性，酶降低了化学反应的活化能，A错误；与对照组比较看出，Co2+或Mg2+使酶活性降低，可能是两种离子导致酶结构的改变使其活性降低，B正确；在该实验中自变量是金属离子的种类，由实验结果看出，不同离子对酶的活性有提高或降低作用，C正确；该水解酶的用量是实验的无关变量，D正确。
15．下列有关叙述中，其中正确的是（ ）
A．经过强酸、强碱、高温、低温处理的酶会永久失活
B．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态的过程为活化能
C．动物体内的酶比植物体内的酶最适温度偏高
D．在酸性条件下，蛋白质、脂肪、淀粉都可以水解
【答案】D
【解析】经过强酸、强碱、高温处理的酶会永久失活，低温会降低酶的活性，不会使酶失活，A错误；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称为活化能，B错误；一般来说，动物体内的酶比植物体内的酶最适温度偏低，C错误；在酸性条件下，蛋白质、脂肪、淀粉都可以水解，D正确。
16．大多数酶是蛋白质。下列关于酶的叙述中，错误的是（ ）
A．酶的高效性是相对于无机催化剂而言的
B．酶适合在低温、低pH条件下保存
C．酶的合成需要ATP参与
D．酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应
【答案】B
【解析】酶的高效性是相对于无机催化剂而言的，A正确；酶适合在低温和合适的pH（不是低pH）条件下保存，因为酶在过酸条件下会发生变性，B错误；酶是大分子物质，由小分子合成，合成过程中贮存能量，能量来自于ATP，C正确；酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应，D正确。
17．ATP是细胞中的能量通货，下列叙述不正确的是（ ）
A．ATP中的能量可来自细胞呼吸释放的能量和光合作用固定的太阳能
B．ATP水解形成ADP和Pi时，释放的能量可直接用于生命活动
C．ATP中的腺苷是由腺漂吟和脱氧核糖组成
D．ATP-ADP循环使得细胞内的ATP处于动态平衡之中
【答案】C
【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量；ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，直接用于各种生命活动；ATP中的腺苷是由腺嘌呤和核糖组成；ATP—ADP循环，使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。故A、B、D正确，C错误。
18．在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，该现象不能说明（ ）
A．ATP中远离A的P容易脱离 B．部分32P标志的ATP是重新合成的
C．ATP是细胞内的直接能源物质 D．该过程中ATP既有合成又有分解
【答案】C
【解析】实验发现ATP的末端P带上放射性标记，说明ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱离，A正确；放射性标记来自培养液中加入32P标记的磷酸分子，说明32P标志的ATP是重新合成的，B正确；本实验不能证明ATP是直接的能源物质，C错误；32P标志的ATP是重新合成的，且ATP的总量变化不大，说明存在ATP的水解，D正确。
19．将四支装有等量等浓度H2O2溶液的试管进行不同的处理，测定各试管在相同时间内释放的氧气量，如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．①②组的结果不同，二者分解等量H2O2所需的活化能相同
B．比较①组、②组和④组的结果，可以说明过氧化氢酶具有高效性
C．③④组结果存在差异的主要原因是过氧化氢酶能降低反应的活化能
D．若在④组的基础上增加②组条件，则相同时间内④组释放的氧气量增加
【答案】A
【解析】加热能为H2O2的分解提供能量，使H2O2分解反应加快，但不会改变该反应活化能的大小，A正确；比较①组、②组和④组的结果可以说明过氧化氢酶具有催化作用，欲说明过氧化氢酶具有高效性，需要比较①组、③组和④组的结果，B错误；无机催化剂和酶都能降低反应的活化能，其中酶降低活化能的效果更为显著，C错误；在高温条件下过氧化氢酶的活性会降低甚至丧失，故若在④组的基础上增加②组条件（90℃水浴），则相同时间内④组释放的氧气量减少，D错误。
20．下表是某同学设计实验方案以研究酶的专一性特性，有关说法合理的是 （ ）
步骤
操作方法
试管
I
Ⅱ
1
注入可溶性淀粉溶液
2ml
-
2
注入蔗糖溶液
-
2mL
3
加入酶试剂
1mL
1mL
4
注入斐林试剂，加热
2mL
2mL
A．若两支试管均加入淀粉酶，碘液也可作为检测试剂
B．若两支试管均加入淀粉酶，都不会出现砖红色沉淀
C．若两支试管均加入蔗糖酶，都会出现砖红色沉淀
D．若两支试管均加入蔗糖酶，该实验能证明酶的专一性
【答案】D
【解析】若两支试管均加入淀粉酶，淀粉酶只能催化淀粉水解不能催化蔗糖水解，而碘液不能检测蔗糖是否被水解，A错误；若两支试管均加入淀粉酶，淀粉酶能催化淀粉水解产生还原糖，因此注入斐林试剂水浴加热后试管I会出现砖红色沉淀，B错误；若两支试管均加入蔗糖酶，蔗糖酶只能催化蔗糖水解不能催化淀粉水解，因此试管I不会出现砖红色沉淀，试管Ⅱ会出现砖红色沉淀，C错误；若两支试管均加入蔗糖酶，试管I不出现砖红色沉淀，试管Ⅱ出现砖红色沉淀，证明酶具有专一性，D正确。
21．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量随时间的变化曲线。下列关于该酶促反应的叙述正确的是（ ）
A．pH＝c，H2O2不分解，e点永远为0 B．pH＝a，e点下移，d点左移
C．温度降低5 ℃条件下，e点不移，d点右移 D．H2O2量增加时，e点不移，d点左移
【答案】C
【解析】pH＝c，H2O2酶变性失活，H2O2在常温下也能缓慢分解，因此e点不为0，A错误；pH＝a时，酶的活性降低，H2O2完全分解产生的O2量不变，所以e点不移动，但H2O2完全分解所用的时间延长，所以d点右移，B错误；图乙曲线是在最适温度下、pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化，温度降低5 ℃条件下，酶的活性降低，H2O2完全分解产生的O2量不变，所以e点不移动，但H2O2完全分解所用的时间延长，因此d点右移，C正确；H2O2量增加时，H2O2完全分解产生的O2量增加，所用的时间延长，所以e点上移，d点右移，D错误。
22．某生物兴趣小组研究甲、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
【答案】C
【解析】据图分析，不同的温度条件下，降低化学反应活化能效率最高的酶的种类不同，A错误；在30℃条件下竞争能力最强的微生物应该是乙，B错误；对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶，C正确；低温的作用机理和强酸、强碱以及高温不同，因此若将温度改为PH，则所得实验结果曲线与图示结果不完全相同，D错误。
二、综合题
23．为研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如下图。回答下列问题：
（1）酶作用的机理为___________，酶的特性有_________、_________及作用条件比较温和。
（2）若此酶为动物体内提取的某种消化酶，则研究它在细胞中合成和运输采用的科学方法为___________，其分泌过程主要体现了细胞膜的___________性。
（3）三个温度条件下，该酶活性最低的是_________组（填字母）。如果在时间t2时，使该组温度降低20℃，其他条件保持不变，那么在t3时，产物总量____________。
【答案】（1）降低化学反应所需活化能 高效性 专一性
（2）同位素标记法 流动
（3）C 不变
【解析】（1）生物体内酶的化学本质是蛋白质或RNA，其特性有高效性、专一性、作用条件温和。作用机理是酶能降低化学反应的活化能。
（2）酶的本质大多数是蛋白质，研究它在生物体内的合成和运输使用的科学方法为同位素标记法，分泌蛋白质合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，其分泌过程体现了细胞膜的流动性。
（3）分析曲线图可知：在B组（40℃），反应到达化学平衡所需要的时间最短，C组60℃条件下，由于温度过高，酶已失活，故三个温度条件下，该酶活性最高的是B组，最低的是C组。看图可知，在时间t2时，产物浓度不再改变，高温酶已经失活，那么在t3时，C组产物总量也不变。
24．中国是茶的故乡，茶的种类多种多样，如红茶、绿茶等。红茶是新鲜茶叶经萎凋脱水、揉捻、发酵等工序制成，因红汤红叶，故称红茶。同学甲查阅相关资料，对茶叶变红做出了解释：茶叶在揉捻过程中，细胞破损，细胞中酚氧化酶催化茶单宁形成茶红素。回答下列相关问题：
（1）同学乙不赞同该解释，因为氧气进入细胞的方式为____________________，故揉捻前细胞中一直存在氧气，茶叶就应是红色的。
（2）同学丙对同学甲的解释进行了修正。在正常情况下，酚氧化酶与茶单宁位于细胞的不同结构中，只有当酚氧化酶、茶单宁和氧气共同接触时，才形成茶红素，在该反应中，酚氧化酶的作用机理是_________________。揉捻后，还需将茶叶保持在30~40℃发酵一段时间，原因是_______________________，从而生成更多茶红素。
（3）同学丁结合绿茶的制作对同学丙的解释进行了实验验证。在制作绿茶时，必须先对叶片进行________________操作，才能保持茶叶鲜绿的颜色。
【答案】（1）自由扩散
（2）降低化学反应的活化能 酚氧化酶的最适温度在30~40℃
（3）高温处理（或加热处理）
【解析】（1）气体分子进出细胞的方式为自由扩散，氧气为气体分子，因此，氧气进入细胞的方式为自由扩散，故揉捻前细胞中一直存在氧气，茶叶就应是红色的。
（2）酶具有催化作用，酶起作用的机理是降低化学反应的活化能，据此可推测，在该反应中，酚氧化酶的作用机理应该为降低化学反应的活化能。由于酚氧化酶的最适温度在30~40℃，因此，需将茶叶保持在30~40℃发酵一段时间，从而生成更多茶红素。
（3）题意显示茶叶变红的机理是酚氧化酶的作用，绿茶的制作过程中应该是破坏了相关酶的活性，从而保持了绿茶的颜色，为验证绿茶的制作机理。实验时，需要先对叶片进行高温处理（或加热处理），实验结果应该显示茶叶保持鲜绿色，从而验证上述结论。
25．据图分析并回答下列问题：
（1）图1曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。图中_______表示酶所降低的活化能，如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将________（填“上移”或“下移”）。
（2）图2纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是_________（填“A”或“B”）。
（3）图3是ATP与ADP之间的相互转化图。其中B表示_______（物质），X1和X2______（填“是”或“否”）同一种物质，在细胞的主动运输过程中伴随着_______（填“酶1”或“酶2”）所催化的化学反应，ATP之所以喻为细胞内流通的能量“通货”，是因为能量可通过ATP在_____________________________之间循环流通。
【答案】（1）ab 上移
（2）B
（3）ADP 是 酶1 吸能反应和放能反应
【解析】（1）酶的作用机理是显著降低化学反应的活化能，从而提高反应速率，据题目图解，同无催化条件比较，酶降低的活化能是ab线段表示；酶同无机催化剂比较，降低活化能的效果更显著，因此b在纵轴上将上移。
（2）酶量增加1倍时，在底物浓度相同情况下，反应速率一开始就比原来的高，最终平衡，故选B。
（3）由A到B释放能量，由B到A吸收能量，因此判断A是ATP，B是ADP。X1和X2都是磷酸，是同一种物质；细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，为吸能反应，一般与ATP水解相联系；有些反应式释放能量，为放能反应，一般与ATP的合成相关，因此ATP被喻成为细胞内流通的能量“通货”。
专题07 酶与ATP（提高）
一、单选题
1．下列有关酶和ATP的叙述，错误的是（ ）
A．酶具有催化作用的原因是酶能为反应过程供能
B．氨基酸脱水缩合的过程能使ADP含量增加
C．高温、强酸强碱会破坏淀粉酶的空间结构导致失活
D．ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸组成
【答案】A
【解析】酶具有催化作用的原因是酶能降低反应活化能，A错误；氨基酸脱水缩合的过程消耗能量ATP，ATP水解会使ADP含量增加，B正确；高温、强酸强碱、重金属盐等都会破坏蛋白质的空间结构，C正确；ATP名为三磷酸腺苷，由腺苷（腺嘌呤、核糖）和磷酸组成，D正确。
2．下列实验中，温度属于无关变量的是（ ）
①证明酶具有专一性的实验中，将实验温度设置为酶的最适温度
②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90℃
③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，设置0℃、37℃、100℃三种温度
④用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，两组实验均在室温下进行
A．①② B．①②③ C．①④ D．①③④
【答案】C
【解析】证明酶具有专一性的实验中，温度属于无关变量，需要设置为相同且适宜，①正确；比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90℃，此时的温度属于自变量，②错误；探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，温度属于自变量，③错误；用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，温度属于无关变量，④正确。
3．ATP不仅是细胞中放能反应和吸能反应的纽带，更是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP的“A”是由一个核糖和一个腺苷组成的
B．ATP中有一个磷酸基团连接在脱氧核糖分子上
C．ATP水解所产生的能量用于吸能反应
D．在常温下细胞呼吸所释放的能量大部分转变成ATP中的化学能
【答案】C
【解析】ATP中的“A”指腺苷，由一个腺嘌呤和一个核糖分子组成，A错误；ATP中没有脱氧核糖，含有的是核糖，B错误；ATP是细胞中各种生命活动的直接能源物质，ATP水解所产生的能量用于其他吸能反应，C正确；在常温下细胞呼吸所释放的能量大部分转变成热能，少部分转变成ATP中的化学能，D错误。
4．如图所示酶X的活性与温度的关系示意图。下列有关分析错误的是（ ）
A．酶X的化学本质是有机物，能降低化学反应的活化能
B．本实验中，pH、底物量和酶量应保持相同且适宜
C．在20～40℃范围内设置更小的温度梯度，可进一步探究酶X的最适温度
D．高于最适温度和低于最适温度酶活性减弱的原因相同
【答案】D
【解析】酶是由活细胞产生的有机物，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数为RNA，酶具有催化作用，即降低化学反应的活化能，A正确；“探究酶的活性与温度的关系”实验中遵循单一变量，自变量是温度，pH、底物量和酶量都是无关变量，无关变量相同且适宜，B正确；本实验可以确定酶在20～40℃范围内的活性较高，但该范围较大不能确定最适温度，所以需要设置更小的温度梯度，进一步探究酶的最适温度，C正确；温度影响酶活性的原理不同，低温抑制酶活性，酶活性减弱，高温改变酶的空间结构，是酶变性失活，D错误。
5．核酶是具有催化功能的单链RNA分子，可降解特异的mRNA序列。下列关于核酶的叙述正确的是（ ）
A．ATP和核酶的元素组成相同，ATP中的“A”不能作为核酶的基本组成单位
B．与无机催化剂不同的是核酶能够降低所催化反应的活化能
C．核酶降解特异的mRNA序列时，破坏的是相邻碱基之间的氢键
D．验证核酶的专一性时，可以用能够鉴定RNA的试剂来检测实验结果
【答案】A
【解析】ATP的全称是三磷酸腺苷，A代表腺苷，核酶成分是RNA，基本单位是核糖核苷酸，两者的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，ATP中的“A”不能作为核酶的基本组成单位，A正确；无机催化剂与酶都能降低活化能，与无机催化剂不同的是核酶能够降低催化反应的活化能的效果更显著，B错误；核酸降解特异的mRNA序列时，破坏的是相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；验证核酶的专一性时，可以用RNA和其他底物作对照，核酶只降解特异的mRNA序列，不能降解其他底物来验证实验结果，D错误。
6．下列有关细胞中酶的叙述，错误的是（ ）
A．细胞内能够合成酶的场所不只是核糖体 B．酶能降低化学反应的活化能
C．一些蛋白酶可作为药品治疗某些疾病 D．叶肉细胞的叶绿体内膜上存在固定CO2的酶
【答案】D
【解析】酶的化学本质是蛋白质或RNA，RNA合成的场所不是核糖体，A正确；酶通过降低化学反应的活化能提高反应的速率，B正确；一些蛋白酶可作为药品治疗某些疾病，例如多酶片中含有消化酶，治疗消化不良，C正确；在叶肉细胞内，CO2的固定发生在叶绿体基质中，叶绿体内膜上不存在固定CO2的酶，D错误。
7．如图是同一反应的酶促反应和非酶促反应曲线相关叙述正确的是（ ）
A．E1是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线
B．E2是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线
C．E3是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线
D．E2是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线
【答案】D
【解析】分析曲线可知，E2和E3是化学反应所需要的活化能。由于酶可以降低化学反应的活化能，反应速率高，转化率也高，因此E2是酶促反应所需要的活化能，对应的A、C曲线是酶促反应曲线；E3是非酶促反应所需要的活化能，对应的B、D曲线是非酶促反应曲线。D正确。
8．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：甲组（20 ℃）、乙组（40 ℃）和丙组（60 ℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。下列问题叙述错误的是（ ）
A．三个温度条件下，该酶活性最高的是乙组
B．在时间t1之前，如果甲组温度提高10 ℃，那么甲组酶催化反应的速度会加快
C．若上述反应的底物是淀粉，则检测试剂宜用斐林试剂而不用碘液
D．如果在时间t2时，向丙组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量不变
【答案】C
【解析】曲线图显示：在反应开始的一段时间内，乙组40 ℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，A正确；在时间t1之前，如果甲组温度提高10 ℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快，B正确；由于斐林试剂需要水浴，改变实验设定的温度，所以不能用斐林试剂检测，需要用碘液检测，C错误；对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，丙组的酶在60 ℃条件下已经失活，所以向丙组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量不变，D正确。
9．ATP是细胞中的能量“货币”，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP分子由腺苷、磷酸和脱氧核糖组成
B．加入呼吸抑制剂可使根细胞中ADP含量增加
C．ATP释放的能量可用于水在光下分解生成O2
D．生命活动中需要的能量都是由ATP直接提供的
【答案】B
【解析】ATP分子由腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）和磷酸组成，A错误；呼吸抑制剂的作用是抑制细胞呼吸，会使根细胞中ATP含量减少，ADP含量增加，B正确；ATP释放的能量可在暗反应中用于C3还原，水在光下分解生成O2所需能量是色素吸收的光能（转化的电能），C错误；细胞中绝大多数需要能量的生命活动是由ATP直接供能的，D错误。
10．下图表示在不同条件下，酶的催化反应速率（或生成物量）的变化。下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系
B．图②虚线表示增加酶的浓度，其他条件不变时，生成物量变化的示意曲线
C．若图②中的实线表示Fe3+的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D．图③不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速度与时间的关系
【答案】D
【解析】酶促反应过程中，其他条件都不变的情况下，酶的浓度增加一倍时，酶促反应速率也会随之提高一倍，曲线图如图①所示，A正确；酶促反应过程中，其他条件都不变的情况下，酶浓度增加，反应速率也随之增加，达到化学反应平衡点所需要的时间减少，但是不会改变化学反应的平衡点，即产物的量是不变的，如图②所示；B正确；酶的催化具有高效性的特点，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，达到平衡点所需的时间更少，如图②所示，C正确；酶促反应开始以后一段时间，底物浓度逐渐减少，酶促反应速率随底物浓度的减少而逐渐降低，图③可以表示反应开始一段时间内反应速率与时间之间的关系，D错误。
11．．细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接供能，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP合成酶通过为ADP供能和降低活化能来催化ATP的合成
B．无光条件下，线粒体是植物叶肉细胞中能产生ATP的唯一场所
C．马拉松运动中，骨骼肌细胞内ATP的水解速率远大于合成速率
D．细胞中的能量通过ATP在吸能和放能反应之间的循环实现流通
【答案】D
【解析】ATP合成酶不提供能量，只能降低反应所需要的活化能来催化ATP的合成，故A错误。无光条件下，细胞质基质和线粒体都能产生ATP，故B错误。马拉松运动中，骨骼肌细胞内ATP的水解速率和合成速率是相等的，故C错误。细胞中的能量通过ATP在吸能和放能反应之间的循环实现流通，所以说ATP是能量通货，故D正确。
12．图1和图2是某兴趣小组通过实验探究H2O2分解的条件而绘制的曲线图。下列说法不正确的是（ ）
A．图1和图2所代表的实验中，实验的自变量依次为催化剂的种类、H2O2浓度
B．由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有高效性
C．图2中，若在bc段加入适量的过氧化氢酶，则氧气产生速率会增大
D．H2O2在加热时分解速率加快，因此，将H2O2酶加到90℃水浴加热的H2O2溶液中，反应速率会加快
【答案】D
【解析】由分析可知，图1中实验的自变量为催化剂的种类，图2实验的自变量是H2O2浓度，A正确；图1中在未达到反应平衡时，加入过氧化氢酶的反应速率大于加入FeCl3的反应速率，说明过氧化氢酶具有高效性，B正确；由分析可知，bc段限制因素有可能是过氧化氢酶的浓度，此时若加入H2O2酶，则反应会加快，C正确；H2O2在加热时分解速率加快，但酶在高温条件下会变性失活，因此，将H2O2酶加到90℃水浴加热的H2O2溶液中，反应速率不变，D错误。
13．如图为用同一种酶进行的不同实验结果，下列有关叙述正确的是（ ）
A．本实验研究的酶是淀粉酶
B．图1曲线是研究该酶具有高效性的结果
C．实验结果表明，该酶活性的最适温度是30℃、最适pH值是7
D．pH=2与温度为20℃条件下酶活性减弱的原因不同
【答案】D
【解析】由图3可知麦芽糖含量不断的减少，本实验研究的酶是麦芽糖酶，A错误；图1设置了不同温度下，生成物的含量所用的时间长短，探究的是温度对酶活性的影响，B错误；图1中，温度由20℃到30℃，酶的活性逐渐加强，温度由30℃到40℃时，酶的活性逐渐下降，说明最适温度在30℃左右，需要具体设置温度梯度探究最适温度才行，图2可以看出最适pH是7，C错误；pH=2酶活性减弱是因为酶空间结构发生不可逆改变，温度为20℃条件下酶活性只是暂时减弱，升高温度酶活性可以恢复，D正确。
14．研究人员从青霉菌中提取淀粉酶，在不同温度条件下分别催化（等量且足量）淀粉发生水解反应，相同时间内其产物的相对含量如图所示。相关分析正确的是（ ）
A．淀粉酶的最适温度在15～50°C之间
B．45°C条件下，可通过增加底物浓度提高酶活性
C．55°C条件下，可通过增加酶量提高产物的相对含量
D．45°C条件下比40°C条件下酶降低反应活化能的作用明显
【答案】D
【解析】淀粉酶的最适温度在40~50℃之间，A错误；反应物淀粉是足量的，故增加底物浓度不影响酶的活性，B错误；55℃条件下酶已经失活，不具有催化作用，C错误；根据以上分析可知，45℃时酶的活性最高，故45°C条件下比40°C条件下酶降低反应活化能的作用明显，D正确。
15．在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ）。下列说法错误的是（ ）
A．ATP水解掉两个磷酸基团后所得的物质是合成RNA分子的单体之一
B．dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同，但稳定性不同
C．已知某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端，若要使已有DNA末端被32P标记上，则带有32P的磷酸基团应在ATP的“γ”位上
D．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“γ”位上
【答案】D
【解析】ATP水解失去2个磷酸基团后，剩余部分为腺嘌呤、核糖和磷酸基团，是RNA的组成单位之一，A正确；dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同，但稳定性不同，远离“dA”的高能磷酸键更易水解，B正确；ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动，已知某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端，若用该酶把32P标记到DNA末端上，则带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上，C正确；dA—Pα～Pβ～Pγ（d表示脱氧）脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一，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α位上，D错误。
二、综合题
16．某同学利用淀粉酶进行实验探究，结果如下图所示，请回答下列问题：
（1）淀粉酶的化学本质是________________ ，其催化淀粉高效降解的原因是能显著降低反应所需活化能，活化能指________________ 。
（2）该实验的自变量是________________ ，写出两个无关变量________________ 。
（3）pH为1的实验结果与预期不符，最可能的原因是酸能_____________，推测pH为3时酶的活性__________pH为9时酶的活性。
【答案】（1）蛋白质 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量
（2）pH 温度、淀粉起始量、反应时间、酶用量等
（3）催化淀粉水解 小于
【解析】（1）淀粉酶的化学本质是蛋白质，其催化淀粉高效降解的原因是能显著降低反应所需活化能，活化能指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量。
（2）由柱状图可知，该实验的自变量是pH，无关变量有温度、淀粉起始量、反应时间、酶用量等，应控制相同且适宜。
（3）图示中pH为1时的淀粉剩余量小于pH为3时，但此时酶的活性按预期应低于pH为3时，该实验结果与预期不符，最可能的原因是酸能催化淀粉水解，增大了淀粉的水解量；图示中pH为3时与pH为9时的淀粉剩余量相同，但pH为3时酸也催化了淀粉的水解，因此可推测pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性。
17．酶是一类极为重要的生物催化剂，在生物体的细胞代谢中发挥着重要的作用。请回答下列问题：
（1）与无机催化剂相比，酶具有专一性、高效性和_______________ 的特性。真核细胞内合成酶的场所有________________，这些酶被合成后往往需要进一步加工才具有催化活性。
（2）在达到最适温度之前，适当升高温度可使酶促反应速率加快：一方面是温度升高会为参加反应的底物分子提供一定的___________；另一方面，适当升温会提高酶分子_________的能力，从而使反应加快。
（3）以适宜浓度的过氧化氢、过氧化氢酶和蒸馏水为实验材料探究酶具有催化作用，请写出简要的实验设计思路：________________________________________________________。
【答案】（1）作用条件较温和 核糖体、细胞核（线粒体、叶绿体）
（2）活化能 降低反应的活化能
（3）将一定量适宜浓度的过氧化氢溶液均分为两组，一组加入适量的过氧化氢酶溶液，另一组加入等量的蒸馏水，置于相同且适宜的条件下，观察气泡的产生情况
【解析】（1）与无机催化剂相比，酶具有专一性、高效性和作用条件较温和的特性。酶的化学本质是蛋白质或RNA，因此真核细胞内合成酶的场所有核糖体和细胞核。
（2）酶的活性受温度的影响。在达到最适温度之前，适当升高温度可使酶促反应速率加快：一方面是温度升高会为参加反应的底物分子提供一定的活化能；另一方面，适当升温会提高酶分子降低反应的活化能的能力，从而使反应加快。
（3）以适宜浓度的过氧化氢、过氧化氢酶和蒸馏水为实验材料探究酶具有催化作用，实验的自变量为有无过氧化氢酶，因变量为过氧化氢的分解速率，以气泡的产生情况作为实验观察的指标。实验设计时遵循对照原则和单一变量原则。因此实验设计思路为：将一定量适宜浓度的过氧化氢溶液均分为两组，一组加入适量的过氧化氢酶溶液，另一组加入等量的蒸馏水，置于相同且适宜的条件下，观察气泡的产生情况。
18．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答：
（1）ATP的结构简式是______________________________________________，神经细胞中的ATP主要来自______________（细胞结构）。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是______________________________________________________。
（2）由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是______________。
（3）一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的________________________属于无关变量，应予以排除。
【答案】（1）A—P～P～P 线粒体 ATP与ADP相互迅速转化
（2）腺苷
（3）典型神经递质
【解析】（1）ATP的结构简式是A—P～P～P 。动物细胞中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以神经细胞中的ATP主要来自线粒体。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成。
（2）ATP脱去1个磷酸基团为ADP，脱去两个磷酸基团为AMP，AMP是组成RNA的基本单位之一，如果磷酸基团完全脱落，剩下的则是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。
（3）实验思路是设法把ATP与典型神经递质分开，单独去研究其作用，即：用化学物质阻断典型神经递质，所以典型神经递质是实验的无关变量。
19．用某纤维素酶催化纤维素水解的实验来探究温度对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果。请据图回答下列问题：
（1）纤维素酶能够催化纤维素水解成_______________，该产物可与______________试剂在加热时生成砖红色沉淀。
（2）该实验中以___________作为因变量；纤维素酶的作用机理是_____________________。
（3）若在t1之前将乙组实验温度提高10 ℃，那么乙组酶催化反应的速率会____________（填“升高”“降低”“不变”或“无法确定”），原因是_________________________________。
（4）若在t2时向丙组反应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量_________（填“增加”“减少”或“不变”） ，原因是__________________________。
（5）若要进一步探究纤维素酶催化该反应的最适温度，请写出设计思路：_______________________________________________________________________________。
【答案】（1）葡萄糖 斐林
（2）反应物的浓度 降低化学反应的活化能
（3）无法确定 无法确定该酶的最适温度，升高10 ℃，酶的活性无法确定
（4）不变 t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
（5）在20℃-70℃之间设置较小的一系列温度梯度，重复上述实验，检测反应物浓度随时间的变化
【解析】（1）纤维素酶可以将纤维素水解成葡萄糖，葡萄糖是还原糖可以和斐林试剂在加热时生成砖红色沉淀。
（2）实验中以反应物的浓度作为因变量；纤维素酶的作用机理是降低化学反应的活化能。
（3）若在t1之前，乙组实验温度提高10℃，由于从图中看不出酶的最适温度，所以酶的活性会加快或降低或不变，故乙组酶催化反应的速率会加快或降低或不变，因此无法确定。
（4）70℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加。因此若在t2时向丙组反应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量不变。
（5）若要进一步探究纤维素酶催化该反应的最适温度，应在20℃-70℃之间设置较小的一系列温度梯度，重复上述实验，检测反应物浓度随时间的变化。
专题07 酶与ATP（挑战）
一、单选题
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．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值对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察
D．探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和斐林试剂设计实验
【答案】C
【解析】在探究酶的专一性实验时，不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液设计实验，因为如果淀粉完全分解，用碘液检测不出实验现象，A错误；无机催化剂和有机催化剂的作用机理相同，都是降低化学反应的活化能，B错误；探究pH值对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察，C正确；利用斐林试剂检测产物量时，需要水浴加热，反应温度就会发生改变，影响实验结果，所以不能选用斐林试剂验证温度对酶活性的影响，D错误。
2．酶具有高效性、专一性、作用条件温和等特性，下列说法正确的是（ ）
A．低温下保存酶是因为低温能改变酶的空间结构降低酶活性
B．探究温度对酶活性影响实验时，选择的反应物最好是过氧化氢
C．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时，不能用碘液进行鉴定
D．温度适宜条件下，酶可为化学反应提供活化能而加速化学反应
【答案】C
【解析】低温条件不能改变酶的空间结构，故酶适合在低温下保存，A错误；过氧化氢受热易分解，不能用来证明温度对酶活性的影响，B错误；利用碘液不能检测蔗糖是否分解，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供活化能，D错误。
3．磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP 分子中来合成ATP（A—P～P～P）。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的含量，结果如下表所示，根据实验结果，下列有关分析正确的是（ ）
磷酸腺苷
对照组/（10-6mol·g-1）
实验组/（10-6mol·g-1）
收缩前
收缩后
收缩前
收缩后
ATP
1．30
1．30
1．30
0．75
ADP
0．60
0．60
0．60
0．95
A．对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化
B．实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成
C．对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定
D．实验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键
【答案】C
【解析】肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化，故有ATP和ADP的相互转化，A错误；实验组肌肉收缩后ATP含量下降，说明有ATP分解，但根据数据无法判断有无ATP合成，B错误；磷酸肌酸能将自身的磷酸基团转移到ADP 分子中来合成ATP，故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定，C正确；实验组数据中没有AMP的含量变化，故不能表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键，D错误。
4．如图为淀粉－琼脂培养基，其上的6个位置分别放置经不同溶液浸泡过的滤纸片。将该培养基置于37℃条件下保温。30min后加入碘液处理，观察6个位置的颜色如表所示。
位置
滤纸的浸泡液
碘液处理后的颜色
1
唾液淀粉酶溶液（pH为6.8）
接近无色
2
蒸馏水
蓝色
3
与HCl混合的唾液淀粉酶溶液
蓝色
4
与NaOH混合的唾液淀粉酶溶液
蓝色
5
煮沸后冷却的唾液淀粉酶溶液
蓝色
6
蛋白酶溶液
?
下列叙述错误的是（ ）
A．37℃保温的目的是排除温度对实验结果的影响
B．由位置1和2的实验结果可得出唾液淀粉酶具有催化作用
C．将位置3的滤纸浸于pH为6.8的溶液中，酶的活性恢复
D．由于酶具有专一性，位置6的颜色应该是蓝色
【答案】C
【解析】唾液淀粉酶的最适温度是37°C，而温度是本实验的无关变量，因此37°C保温的目的是排除温度对实验结果的影响，A正确；位置1和2的自变量是唾液淀粉酶的有无，实验结果说明唾液淀粉酶具有催化淀粉水解的作用，B正确；过酸（位置3）、过碱（位置4）或温度过高（位置5），会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，因此将位置3的滤纸浸于pH为6.8的溶液中，酶的活性不会恢复，C错误；由于酶具有专一性，蛋白酶不能催化淀粉水解，因此位置6的颜色应该是蓝色，D正确。
5．酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，两者作用特点如图甲所示，图乙表示相应的反应速度。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果
B．曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制
C．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低
D．竞争性抑制剂与该酶催化的底物结构相似
【答案】C
【解析】从乙图可知，曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果；A正确；曲线a、b反应速率不再随底物浓度的增加而增加，是受酶浓度的限制；B正确；曲线c表示在非竞争性抑制剂作用下酶的活性降低，C错误；由于酶具有专一性，竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，故与该酶催化的底物结构相似，D正确。
6．细胞内有多种高能磷酸化合物，而ATP是较重要的一种。下列叙述正确的是（ ）
A．细胞中ATP的含量高低与细胞代谢强弱呈正相关
B．ATP是细胞内的能量通货，也是重要的储能物质
C．细胞内能为吸能反应直接提供能量的不全是ATP
D．叶绿体内合成的ATP可用于细胞主动吸收无机盐
【答案】C
【解析】细胞中ATP的含量很少，但是转化非常迅速，A错误；ATP是细胞内的能量通货，不是重要的储能物质，B错误；细胞内能为吸能反应直接提供能量的不全是ATP，如NADPH也可以为光合作用暗反应供能，C正确；叶绿体内合成的ATP只能用于暗反应过程，D错误。
7．某小组利用如图所示实验装置开展了pH对酶活性影响的研究（滤纸片在猪肝匀浆中浸泡10min）。下列叙述正确的是（ ）
A．该装置也可用于探究酶数量与酶促反应速率的关系
B．为避免猪肝匀浆滴落，实验前应将滤纸片高温烘干
C．反应结束后可通过观察产生的气体体积来判断各组酶活性
D．每组实验结束用清水冲洗装置后，即可进行下一组实验
【答案】A
【解析】不同大小的滤纸粘附酶量不同，故该装置也可用于探究酶数量与酶促反应速率的关系，A正确；高温烘干滤纸，将粘附在滤纸上酶变性而失活，B错误；反应结束时间长短来判断各组酶活性，如果底物一定反应结束后产生的气体体积相等，不能判断酶的活性，C错误；每组实验结束不能用清水冲洗装置后，就进行下一组实验，因为装置中有残留的酶未清理干净，而影响实验，D错误。
8．能荷是指总的腺苷酸系统中（即ATP、ADP和AMP浓度之和）所负荷高能磷酸键的数量，即能量负荷，计算公式为能荷＝（ATP+0.5ADP）/（ATP+ADP+AMP），下列生理过程能使细胞内的能荷增加的是（ ）
A．［H］和O2在生物膜上结合产生H2O
B．植物生长素由顶芽向侧芽运输
C．成熟的红细胞通过渗透作用吸水
D．氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链
【答案】A
【解析】根据题意分析，当消耗ATP时，计算公式中的分子变小，而分母不变，则能荷变小；当产生ATP时，计算公式中的分子变大，而分母不变，则能荷变大。［H］和O2在生物膜上结合产生H2O的过程产生ATP，能荷变大，A正确；植物生长素由顶芽向侧芽运输的方式是主动运输，需要消耗ATP，导致能荷变小，B错误；成熟的红细胞通过渗透作用吸水，不消耗ATP，也不产生ATP，因此能荷不变，C错误；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链的过程需要消耗ATP，导致能荷变小，D错误。
9．20世纪60年代，医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉，某同学为了探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的影响进行实验，结果如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．淀粉酶可以降低该反应的活化能
B．若该酶是唾液淀粉酶，应先将每一组温度控制在37℃
C．据图分析，该同学共设置了7组实验进行相互对照
D．据图分析，pH为1时酶的活性大于pH为3时酶的活性
【答案】D
【解析】淀粉酶可以降低该反应的活化能，A正确；唾液淀粉酶的最适温度是37℃，为减少误差，应先将每一组温度控制在37℃，B正确；据图分析，该同学共设置了7组实验进行相互对照，C正确；据图分析，pH为1时淀粉酶已失活，其酶活性小于pH为3时酶的活性，pH为1时淀粉剩余量比pH为3时少的原因是淀粉在酸性条件下也会水解，D错误。
10．在3支试管中均加入等量的5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的二氧化锰、鲜猪肝研磨液、唾液，一段时间内测得底物含量变化如图。则对图的表述正确的是（ ）
①曲线b表示二氧化锰的催化作用，a与b的对照反映了无机催化剂的专一性特点
②曲线c表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，a与c对照反映了酶的专一性特点
③曲线c与b的对照可以说明酶的高效性
④曲线a不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物
A．①② B．③④ C．①②④ D．②③④
【答案】D
【解析】a为唾液的催化作用，b为二氧化锰的催化作用，a与b的对照不能反映无机催化剂的专一性特点，①错误；a为唾液的催化作用，c为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，唾液中的唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，a与c对照反映了酶的专一性特点，②正确；b为二氧化锰的催化作用，c为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，与无机催化剂相比，酶具有高效性，③正确；a为唾液的催化作用，由于唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物，底物的量没有减少，④正确。
11．下图是ATP逐级水解的过程图，其中③是腺苷，⑤是能量。下列有关叙述错误的是（ ）
A．ATP和①的快速转化依赖于酶的高效性
B．②是组成RNA的基本单位之一
C．酶的作用机理是降低了化学反应所需的活化能
D．ATP水解过程中，Ⅲ过程释放⑤最多
【答案】D
【解析】ATP与①ADP的快速转化依赖于酶催化作用的高效性，A正确；②为AMP，是腺嘌呤+核糖+磷酸组成，也称为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，B正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；酶a～c催化的反应（底物的量相同），Ⅲ过程断裂的是普通磷酸键，释放能量较少，D错误。
12．赤霉素（GA3）可以影响苹果试管苗α-淀粉酶活性。如图为某实验小组研究GA3处理柱型苹果试管苗和普通型苹果试管苗所得的结果（处理时间均为15天）。下列分析错误的是（ ）
A．相同GA3浓度条件下，普通型苹果试管苗的α-淀粉酶活性小于柱型苹果试管苗
B．2.0mg/L是GA3促进柱型苹果试管苗α-淀粉酶活性的最适浓度
C．GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响与其浓度有关
D．GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响可能与处理时间有关
【答案】A
【解析】据图可知，GA3浓度在0.5mg/L~1.5mg/L时，普通型苹果的α-淀粉酶活性高于柱型苹果，A错误；分析曲线可知，2.0mg/L是GA3促进柱型苹果试管苗α-淀粉酶活性的最适浓度，B正确；据分析可知，两种苹果试管苗α-淀粉酶活性与GA3的浓度有关，C正确；实验中处理时间均为15天，即处理时间为无关变量，实验中自变量为GA3浓度和苹果种类，但随着苹果的成熟度不同，可能会导致苹果中α-淀粉酶活性变化，故GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响可能与处理时间有关，D正确。
二、综合题
13．受损伤的马铃薯细胞内酚氧化酶（PPO）和底物（酚类物质）直接接触，引起马铃薯的褐变。为探究温度对 PPO 活性的影响，实验小组进行如下实验：
（1）PPO 粗提液的提取在__________（填“低温”或“高温”）条件下将新鲜马铃薯用蒸馏水洗净、去皮，取 20g 样品放入含 50mL 磷酸缓冲液（pH 值为 5.5）的研钵中，同时加入少量石英砂，研磨、离心、上清液即为 PPO 的粗提液，加缓冲液研磨的目的是_________________________________________________________________________。
（2）不同温度下 PPO 活性的测定
步骤顺序
试管 1
试管 2
试管 3
试管 4
试管 5
试管 6
试管 7
试管 8
PPO 粗提液
2mL
2mL
2mL
2mL
酚类底物
2mL
2mL
2mL
2mL
反应
混合振荡
混合振荡
混合振荡
混合振荡
温度预处理
（5min）0℃
15℃
30℃
45℃
保温时间
5min
5min
5min
5min
记录结果
+
++++
++++
++
（注：反应底物充足；实验结果中“+”越多褐色越深）
①实验步骤顺序有不妥之处，请改正_________________________。
②实验结果表明：15℃和 30℃温度条件，PPO 具有相同的活性，从酶的特性分析其原因是__________________________________________________。
③为进一步探究 PPO 最适温度，应在_____________范围内设置温度梯度。
（3）在温度 30℃的条件下，取等量提取液分别加到四支盛有等量过氧化氢溶液、pH 分别为 3、5、7、9 的试管中，结果发现每一支试管都产生气体。请回答：
①该实验的课题是：_____________________。
②各实验组均在 30℃下进行的原因是：a_____________；b_____________。
【答案】（1）低温 保持 PPO 的活性（防止 PPO 失活）
（2）①“反应”步骤改在“温度预处理”之后 ②在酶的最适温度前后，可以有相同的催化效率 ③15℃－30℃
（3）①探究不同 pH 对过氧化氢酶活性的影响 ② 30℃是过氧化氢酶作用的适宜温度 排除温度变化（无关变量）对实验结果的影响
【解析】（1）高温、过酸和过碱都会使酶的空间结构被破坏，使酶失活，因此PPO 粗提液的提取在低温条件下进行，同时研磨时加缓冲液研磨的目的是防止酚氧化酶（PPO）失活。
（2）①本实验应该将酶和底物先放在不同的温度条件下一段时间，再将相同温度下的酶和底物混合，故“反应”步骤改在“温度预处理”之后。
②15℃和30℃温度条件，PPO具有相同的活性，是因为在酶的最适温度前后，可以有不同的温度条件相同的催化效率。
③15℃和30℃温度条件，PPO具有相同的活性，故该酶的最适温度位于15℃-30℃之间，故在15℃-30℃范围内设置温度梯度，可以进一步探究酶的最适温度。
（3）①该题自变量是不同pH值，因变量为酶活性，所以实验目的是探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响。
②30℃是过氧化氢酶的适宜温度，恒温是排除温度变化（无关变量）对实验结果的影响。
14．白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道粘膜中的真菌，当机体免疫功能下降时，菌丝大量生长，侵入细胞引起疾病。V蛋白具有ATP酶活性，对菌丝形成有重要作用。为研究药物D（一种ATP酶抑制剂）的作用，科研人员进行了如下实验。
（1）白色念珠菌与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白色念珠菌具有____________。ATP分子的结构简式是______________________，V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子____________________中的能量被释放出来，同时产生无机磷。
（2）为研究不同浓度药物D对V蛋白的作用，科研人员将V蛋白与反应缓冲液混合，实验组加入用DMSO溶解的不同浓度的药物D溶液，室温孵育10 min之后向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30 min。再向反应体系中加入孔雀绿试剂（可与无机磷反应呈现绿色），定量分析反应体系的绿色深浅，得到如图所示结果。
①本实验中测定的绿色深浅，可反映出____________________的量，从而得到V蛋白活性。
②本实验以对照组数据作为V蛋白活性相对值1，对照组的处理是______________，室温孵育10 min，向反应体系中加入ATP 溶液，室温反应30 min。
③实验结果说明________________________________________________________________。
【答案】（1）核膜包围的细胞核 A－P～P～P 高能磷酸键
（2）ATP水解 将V蛋白与反应缓冲液混合，加入等量DMSO溶液 药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强
【解析】（1）白色念珠菌是一种真菌，属于真核生物，大肠杆菌属于原核生物，白色念珠菌与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白色念珠菌具有核膜包围的细胞核；ATP分子的结构简式是A-P～P～P；V蛋白具有ATP酶活性，V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子高能磷酸键中的能量被释放出来，同时产生无机磷。
（2）①孔雀绿试剂可与无机磷反应呈现绿色，而无机磷是ATP的水解产物，所以本实验中测定的绿色深浅，可反映出ATP水解的量，从而得到V蛋白活性。
②本实验的目的是研究不同浓度药物D对V蛋白的作用，可推知自变量是不同浓度的药物D，所以本实验的对照组处理是将V蛋白与反应缓冲液混合，加入等量DMSO溶液，室温孵育10 min，向反应体系中加入ATP 溶液，室温反应30 min。
③据图可知，实验结果为随着药物D浓度的增加，V蛋白活性相对值降低，说明药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强。
15．某同学为验证pH对淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，制订了下列实验方案。请回答：实验方案：①取5支试管，标上A、B、C、D、E。
②在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入1mL质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液。
③在A试管中加入2mL质量分数为2%的盐酸，B试管中加入2mL质量分数为5%的盐酸，C试管中加入2mL蒸馏水，D试管中加入2mL质量分数为2%的氢氧化钠溶液，E试管中加入2mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，摇匀。
④然后再向5支试管中分别加入10mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。
⑤将5支试管放在适宜的恒温水浴中，实验进行5min后测定试管中可溶性淀粉含量。
某同学将上述实验记为实验一。同时还做了如下实验二：将加入5支试管中的淀粉酶溶液的量减半，重复上述实验．在相同时间内，分别测得两次实验中淀粉含量变化并绘制成如图所示的曲线。（不考虑盐酸对淀粉水解的影响）
（1）实验一中的因变量是________________________。
（2）曲线甲是第_______次实验的结果，原因是____________________________。
（3）曲线甲和乙中，淀粉含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是_________________。造成a、b两点不同的原因是实验中________________________。
（4）淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖通过氧化分解释放的能量部分储存在ATP中，请写出ATP合成的反应式________________________。
【答案】（1）可溶性淀粉的变化量
（2）二 甲与乙所用时间相同，但甲分解的淀粉量较少，说明甲中所含酶的量较少
（3）同一种酶的最适pH值是一定的，不会由于浓度的不同而改变 酶的用量不同，相同时间内分解的淀粉量不同
（4）ADP+Pi+能量→ATP
【解析】（1）根据以上分析已知，实验一的因变量是可溶性淀粉的变化量。
（2）据图分析，甲与乙所用时间相同，但甲分解的淀粉量较少，说明甲中所含酶的量较少，因此甲曲线是第二次实验的结果。
（3）据图分析，曲线甲和乙中淀粉含量的最低点位于横坐标同一位置，其原因是同一种酶的最适pH值是一定的，不会由于浓度的不同而改变；造成a、b两点不同的原因是实验中酶的用量不同，导致相同时间内分解的淀粉量不同。
（4）ATP合成的原料是ADP、Pi，还需要能量，其反应式为：ADP+Pi+能量→ATP。
专题07 酶与ATP
考点一、酶的本质、作用与特性
【要点速记】
1．酶的作用和本质
（1）酶的本质与合成：
酶的本质
绝大多数是_________
少数是_______
合成原料
氨基酸
____________
合成场所
__________
主要是细胞核（真核细胞）
（2）作用及其机理：
①曲线解读：图中表示有酶催化的反应曲线是____________，若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向___________移动。若a—c表示无酶催化时所需的活化能，则该酶降低的活化能可表示为__________。
②结论：酶具有催化作用，可以降低化学反应的活化能。
（3）来源：一般_____________都能产生。
2．酶的特性
【重难点突破】
1．酶的高效性
（1）与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
（2）酶只能缩短达到化学平衡的时间，不改变化学反应的平衡点。
2．酶的专一性
（1）在底物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能催化底物的反应。
（2）在底物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物的反应。
3．温度和pH对酶促反应速率的影响
（1）在最适温度（pH）条件下，酶的活性最高，温度（pH）偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
（2）过酸、过碱、高温都会使酶变性失活;而低温只是抑制了酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
（3）从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
4．底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
（1）甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
（2）乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
5．“四步法”分析酶促反应曲线
（1）第一步――识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标（自变量）和纵坐标（因变量）的含义。
（2）第二步――析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。
（3）第三步――明点（特殊点）：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。
（4）第四步――判断：“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的含义（有的曲线直接标出），首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。
考点二、ATP在能量代谢中的作用
【要点速记】
1．ATP的结构
（1）元素组成：________________。
（2）化学组成：1分子①_________，1分子②_______和3分子④___________。
（3）结构简式：_____________。
2．ATP和ADP的相互转化
（1）转化原因：ATP的化学性质不稳定，________的那个高能磷酸键容易断裂与合成。
（2）转化关系及过程比较：
比较项目
ATP的合成
ATP的水解
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸）
储存在___________中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
___________________________
生物体的需能部位
3．ATP的利用
【重难点突破】
1．ATP与ADP的相互转化
（1）动态平衡：细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量（光能或化学能），生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。
（2）不是可逆过程：ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用，它们不是可逆反应。
（3）ATP≠能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质，不能将二者等同起来。
2．ATP产生量与O2供给量之间的关系模型
（1）起始点：O2供给量为0时，可经无氧呼吸产生ATP。
（2）上升段：与O2浓度有关，O2浓度越大，ATP产生量越大。
（3）平衡段：因为受酶、ADP 或磷酸等制约，ATP产生量不再随O2浓度增大而增加。
（4）改变横轴：若横轴改为呼吸强度，则曲线应从0开始。
专题07 酶与ATP（基础）
一、单选题
1．下列物质中不属于能源物质的是（ ）
A．糖类 B．ATP C．蛋白质 D．无机盐
【答案】D
【解析】糖类、蛋白质氧化分解形成ATP可以给生物体提供能量，因此糖类、ATP、蛋白质属于能源物质，无机盐不能提供能量，不属于能源物质，Ａ、B、C错误，故选D。
2．下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．酶都是生物大分子 B．酶都在核糖体上合成
C．酶都在细胞内发挥作用 D．随环境温度降低，人体内酶活性下降
【答案】A
【解析】酶的化学本质为蛋白质或RNA，都是生物大分子，A正确；少部分酶是RNA，合成部位主要在细胞核，B错误；酶在细胞内外均可发挥作用，C错误；人体的体温为37℃左右，且能在一定范围内保持相对稳定，所以人体内酶的活性不会随环境温度的降低而下降，D错误。
3．肌细胞收缩所需要的能量直接来自（ ）
A．肌糖原水解为葡萄糖 B．葡萄糖氧化分解
C．葡萄糖合成肌糖原 D．ATP的高能磷酸键断裂
【答案】D
【解析】ATP是细胞生命活动的直接能源物质，糖类等有机物中的能量先转移到ATP中，才能被细胞生命活动直接利用，因此肌细胞收缩所需要的能量直接来自ATP水解，D正确。
4．下表为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，相关分析不正确的是（ ）
试管1
试管2
试管3
试管4
温度
常温
90℃
常温
常温
加
入
试
剂
3%的H2O2溶液
2 mL
2 mL
2 mL
2 mL
3．5%的FeCl3溶液
\
\
2滴
\
20%的新鲜肝脏研磨液
\
\
\
2滴
实验现象
无变化
有大量气泡产生
有气泡产生
有大量气泡产生
A．该实验的因变量是过氧化氢的分解速率
B．1号试管是对照组，2号试管、3号试管、4号试管是实验组
C．比较3号试管和4号试管中的实验现象，可以说明酶具有高效性
D．比较2号试管和4号试管中的实验现象，可以说明酶具有专一性
【答案】D
【解析】由分析可知，该实验的因变量是过氧化氢的分解速率，A正确；1号试管是对照组，2号试管、3号试管、4号试管是实验组，B正确；3号试管和4号试管中的实验现象说明，酶与无机催化剂相比具有高效性，C正确；比较2号试管和4号试管中的实验现象，因为单一变量是酶的有无，故可以说明酶具有催化作用，D错误。
5．人体细胞内能发生ATP向ADP转化的细胞器是（ ）
A．核糖体 B．内质网 C．高尔基体 D．以上都可以
【答案】D
【解析】人体细胞内能发生ATP向ADP转化的过程，实际上就是消耗ATP（能量）的过程，核糖体合成蛋白质需要消耗能量，内质网合成有机物需要消耗能量，高尔基体分泌蛋白质、形成细胞壁都需要消耗能量，故选D。
6．下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．酶都是活细胞产生的一类特殊蛋白质 B．酶分子的形状只适合与一种分子结合
C．形成酶－底物复合物时底物形状未改变 D．酶催化作用的强弱可用反应速率表示
【答案】D
【解析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，A错误；酶分子的形状能适合与一种分子或一类分子结合，B错误；酶与底物特异性结合，形成酶－底物复合物，酶-底物复合物形状改变，底物变成产物，随后产物脱落，酶恢复原状，C错误；酶促反应的速率可以用单位时间内产物的生成速率来表示，D正确。
7．如图表示过氧化氢在过氧化氢酶和无酶催化条件下分解过程中的能量变化，假设酶所处的环境为最适条件，下列对于图中曲线的分析正确的是（ ）
A．图中E表示过氧化氢酶使活化能降低的数值
B．若将有过氧化氢酶催化的反应温度升高15℃，则曲线②的峰值会降低
C．曲线①表示过氧化氢在过氧化氢酶催化条件下分解
D．图示可说明酶的催化作用具有高效性
【答案】A
【解析】根据分析可知，①②之间的差值E表示过氧化氢酶使活化能降低的数值，A正确；题干中假设酶所处的环境为最适条件，故将有酶催化的反应温度升高10℃，酶的活性下降，降低的活化能减小，②的峰值会升高，B错误；根据分析可知，①表示过氧化氢在无酶催化条件下分解，C错误；酶的高效性是与无机催化剂相比，图示没有描述无机催化剂的催化效果，故不能体现酶具有高效性，D错误。
8．下列关于ATP的叙述，错误的是（ ）
A．ATP水解所释放的能量可用于多种生命活动 B．吸能反应一般与ATP水解反应有关
C．在ATP与ADP转化过程中物质和能量是可逆的 D．ATP是生命活动的直接能源物质
【答案】C
【解析】ATP水解释放的能量来自高能磷酸键的化学能，并用于各种生命活动，A正确；ATP水解为放能反应，ATP水解反应和吸能反应相联系，B正确；ATP与ADP相互转化过程不是可逆反应，其中物质是可循环利用的，能量是不可逆的，C错误；ATP是生命活动的直接能源物质，D正确。
9．如图是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。下列有关叙述正确的是（ ）
A．本实验的因变量是不同的催化剂
B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C．1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验
D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热可以降低反应的活化能
【答案】C
【解析】本实验的因变量是过氧化氢分解的速率，A错误；本实验的无关变量有温度和底物的量等，B错误；1号与3号相比单一变量是催化剂的有无；1号与4号相比单一变量为酶的有无，故可分别构成对照实验，C正确；分析1号、2号试管的实验结果可知加热不能降低化学反应的活化能，但可以提高反应物分子的能量，进而加快反应速率，D错误。
10．为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是（ ）
实验编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液 新鲜的肝脏研磨液
②
温度对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液 碘液
③
pH对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液 可溶性淀粉溶液 碘液
④
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液 斐林试剂
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
【答案】B
【解析】过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响，A错误；过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响，一般用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，B正确；蔗糖酶不能水解淀粉，该设计不能得出实验结论，C错误；用新制的淀粉酶溶液催化可溶性淀粉溶液水解，应该用碘液检测，因为斐林试剂需要水浴加热，温度也会影响酶的活性，此外，淀粉在酸性条件下会水解，故一般不用淀粉探究pH对酶活性的影响实验，D错误。
11．细胞代谢能迅速而有条不紊地进行离不开酶和ATP的作用，下列叙述中正确的是（ ）
A．酶的催化作用具有高效性是因为酶能降低化学反应的活化能
B．DNA解旋酶和DNA聚合酶作用的部位相同
C．在ATP中A代表腺苷， P代表磷酸基团，T代表三个高能磷酸键
D．ATP的合成与分解都离不开酶
【答案】D
【解析】酶的催化作用具有高效性是因为酶比无机催化剂更能显著降低化学反应的活化能，A错误；DNA解旋酶作用于氢键，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键，B错误；在ATP中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三个磷酸基团，而分子中只有两个高能磷酸键，C错误；ATP的合成与分解都离不开酶的催化作用，D正确。
12．下图是ATP与ADP相互转化的示意图。有关说法正确的是（ ）
A．图中Pi代表磷酸，B为ADP B．在动物体内E1，只来自有氧呼吸
C．植物细胞中E2，可直接用于水分的吸收 D．A1和A2的不同作用体现了其专一性
【答案】D
【解析】分析题图可知，图中Pi代表磷酸，B为ATP，C为ADP，A错误；对于人、动物、真菌和细菌来说，E1来自细胞呼吸，包括有氧呼吸和无氧呼吸，B错误；植物吸收水分的方式为自由扩散，不需要消耗能量，C错误；A1和A2两种酶催化的反应不同，体现了酶的专一性，D正确。
13．下列关于酶的实验设计，正确的是（ ）
A．用过氧化氢溶液、肝脏研磨液作材料探究温度对酶活性的影响
B．用淀粉和蔗糖溶液、淀粉酶，反应后滴加碘液验证酶的专一性
C．用蛋白酶、蛋白块作实验材料验证蛋白酶能够催化蛋白质分解
D．设置pH为2、7、12的条件，探究pH对胃蛋白酶活性的影响
【答案】C
【解析】过氧化氢的分解易受温度影响，所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，A错误；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时，碘液不能检测蔗糖是否被水解，应该选用斐林试剂检测是否产生还原性糖，B错误；用蛋白酶、蛋白块作实验材料，可验证蛋白酶能够催化蛋白质分解，C正确；胃蛋白酶的适宜pH是1.5－2.0，探究pH对胃蛋白酶活性的影响，设置的pH应存在低于最适PH的、最适PH的、高于最适PH的，故不能设置成2、7、12，D错误。
14．某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到下图结果。下列分析不正确的是（ ）
A．Mn2+降低了相应化学反应过程所必需的活化能
B．Co2+或Mg2+可能导致酶结构的改变使其活性降低
C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用
D．该水解酶的用量是实验的无关变量
【答案】A
【解析】与对照组相比，加Mn2+后提高了某水解酶活性，酶降低了化学反应的活化能，A错误；与对照组比较看出，Co2+或Mg2+使酶活性降低，可能是两种离子导致酶结构的改变使其活性降低，B正确；在该实验中自变量是金属离子的种类，由实验结果看出，不同离子对酶的活性有提高或降低作用，C正确；该水解酶的用量是实验的无关变量，D正确。
15．下列有关叙述中，其中正确的是（ ）
A．经过强酸、强碱、高温、低温处理的酶会永久失活
B．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态的过程为活化能
C．动物体内的酶比植物体内的酶最适温度偏高
D．在酸性条件下，蛋白质、脂肪、淀粉都可以水解
【答案】D
【解析】经过强酸、强碱、高温处理的酶会永久失活，低温会降低酶的活性，不会使酶失活，A错误；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称为活化能，B错误；一般来说，动物体内的酶比植物体内的酶最适温度偏低，C错误；在酸性条件下，蛋白质、脂肪、淀粉都可以水解，D正确。
16．大多数酶是蛋白质。下列关于酶的叙述中，错误的是（ ）
A．酶的高效性是相对于无机催化剂而言的
B．酶适合在低温、低pH条件下保存
C．酶的合成需要ATP参与
D．酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应
【答案】B
【解析】酶的高效性是相对于无机催化剂而言的，A正确；酶适合在低温和合适的pH（不是低pH）条件下保存，因为酶在过酸条件下会发生变性，B错误；酶是大分子物质，由小分子合成，合成过程中贮存能量，能量来自于ATP，C正确；酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应，D正确。
17．ATP是细胞中的能量通货，下列叙述不正确的是（ ）
A．ATP中的能量可来自细胞呼吸释放的能量和光合作用固定的太阳能
B．ATP水解形成ADP和Pi时，释放的能量可直接用于生命活动
C．ATP中的腺苷是由腺漂吟和脱氧核糖组成
D．ATP-ADP循环使得细胞内的ATP处于动态平衡之中
【答案】C
【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量；ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，直接用于各种生命活动；ATP中的腺苷是由腺嘌呤和核糖组成；ATP—ADP循环，使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。故A、B、D正确，C错误。
18．在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，该现象不能说明（ ）
A．ATP中远离A的P容易脱离 B．部分32P标志的ATP是重新合成的
C．ATP是细胞内的直接能源物质 D．该过程中ATP既有合成又有分解
【答案】C
【解析】实验发现ATP的末端P带上放射性标记，说明ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱离，A正确；放射性标记来自培养液中加入32P标记的磷酸分子，说明32P标志的ATP是重新合成的，B正确；本实验不能证明ATP是直接的能源物质，C错误；32P标志的ATP是重新合成的，且ATP的总量变化不大，说明存在ATP的水解，D正确。
19．将四支装有等量等浓度H2O2溶液的试管进行不同的处理，测定各试管在相同时间内释放的氧气量，如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．①②组的结果不同，二者分解等量H2O2所需的活化能相同
B．比较①组、②组和④组的结果，可以说明过氧化氢酶具有高效性
C．③④组结果存在差异的主要原因是过氧化氢酶能降低反应的活化能
D．若在④组的基础上增加②组条件，则相同时间内④组释放的氧气量增加
【答案】A
【解析】加热能为H2O2的分解提供能量，使H2O2分解反应加快，但不会改变该反应活化能的大小，A正确；比较①组、②组和④组的结果可以说明过氧化氢酶具有催化作用，欲说明过氧化氢酶具有高效性，需要比较①组、③组和④组的结果，B错误；无机催化剂和酶都能降低反应的活化能，其中酶降低活化能的效果更为显著，C错误；在高温条件下过氧化氢酶的活性会降低甚至丧失，故若在④组的基础上增加②组条件（90℃水浴），则相同时间内④组释放的氧气量减少，D错误。
20．下表是某同学设计实验方案以研究酶的专一性特性，有关说法合理的是 （ ）
步骤
操作方法
试管
I
Ⅱ
1
注入可溶性淀粉溶液
2ml
-
2
注入蔗糖溶液
-
2mL
3
加入酶试剂
1mL
1mL
4
注入斐林试剂，加热
2mL
2mL
A．若两支试管均加入淀粉酶，碘液也可作为检测试剂
B．若两支试管均加入淀粉酶，都不会出现砖红色沉淀
C．若两支试管均加入蔗糖酶，都会出现砖红色沉淀
D．若两支试管均加入蔗糖酶，该实验能证明酶的专一性
【答案】D
【解析】若两支试管均加入淀粉酶，淀粉酶只能催化淀粉水解不能催化蔗糖水解，而碘液不能检测蔗糖是否被水解，A错误；若两支试管均加入淀粉酶，淀粉酶能催化淀粉水解产生还原糖，因此注入斐林试剂水浴加热后试管I会出现砖红色沉淀，B错误；若两支试管均加入蔗糖酶，蔗糖酶只能催化蔗糖水解不能催化淀粉水解，因此试管I不会出现砖红色沉淀，试管Ⅱ会出现砖红色沉淀，C错误；若两支试管均加入蔗糖酶，试管I不出现砖红色沉淀，试管Ⅱ出现砖红色沉淀，证明酶具有专一性，D正确。
21．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量随时间的变化曲线。下列关于该酶促反应的叙述正确的是（ ）
A．pH＝c，H2O2不分解，e点永远为0 B．pH＝a，e点下移，d点左移
C．温度降低5 ℃条件下，e点不移，d点右移 D．H2O2量增加时，e点不移，d点左移
【答案】C
【解析】pH＝c，H2O2酶变性失活，H2O2在常温下也能缓慢分解，因此e点不为0，A错误；pH＝a时，酶的活性降低，H2O2完全分解产生的O2量不变，所以e点不移动，但H2O2完全分解所用的时间延长，所以d点右移，B错误；图乙曲线是在最适温度下、pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化，温度降低5 ℃条件下，酶的活性降低，H2O2完全分解产生的O2量不变，所以e点不移动，但H2O2完全分解所用的时间延长，因此d点右移，C正确；H2O2量增加时，H2O2完全分解产生的O2量增加，所用的时间延长，所以e点上移，d点右移，D错误。
22．某生物兴趣小组研究甲、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
【答案】C
【解析】据图分析，不同的温度条件下，降低化学反应活化能效率最高的酶的种类不同，A错误；在30℃条件下竞争能力最强的微生物应该是乙，B错误；对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶，C正确；低温的作用机理和强酸、强碱以及高温不同，因此若将温度改为PH，则所得实验结果曲线与图示结果不完全相同，D错误。
二、综合题
23．为研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如下图。回答下列问题：
（1）酶作用的机理为___________，酶的特性有_________、_________及作用条件比较温和。
（2）若此酶为动物体内提取的某种消化酶，则研究它在细胞中合成和运输采用的科学方法为___________，其分泌过程主要体现了细胞膜的___________性。
（3）三个温度条件下，该酶活性最低的是_________组（填字母）。如果在时间t2时，使该组温度降低20℃，其他条件保持不变，那么在t3时，产物总量____________。
【答案】（1）降低化学反应所需活化能 高效性 专一性
（2）同位素标记法 流动
（3）C 不变
【解析】（1）生物体内酶的化学本质是蛋白质或RNA，其特性有高效性、专一性、作用条件温和。作用机理是酶能降低化学反应的活化能。
（2）酶的本质大多数是蛋白质，研究它在生物体内的合成和运输使用的科学方法为同位素标记法，分泌蛋白质合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，其分泌过程体现了细胞膜的流动性。
（3）分析曲线图可知：在B组（40℃），反应到达化学平衡所需要的时间最短，C组60℃条件下，由于温度过高，酶已失活，故三个温度条件下，该酶活性最高的是B组，最低的是C组。看图可知，在时间t2时，产物浓度不再改变，高温酶已经失活，那么在t3时，C组产物总量也不变。
24．中国是茶的故乡，茶的种类多种多样，如红茶、绿茶等。红茶是新鲜茶叶经萎凋脱水、揉捻、发酵等工序制成，因红汤红叶，故称红茶。同学甲查阅相关资料，对茶叶变红做出了解释：茶叶在揉捻过程中，细胞破损，细胞中酚氧化酶催化茶单宁形成茶红素。回答下列相关问题：
（1）同学乙不赞同该解释，因为氧气进入细胞的方式为____________________，故揉捻前细胞中一直存在氧气，茶叶就应是红色的。
（2）同学丙对同学甲的解释进行了修正。在正常情况下，酚氧化酶与茶单宁位于细胞的不同结构中，只有当酚氧化酶、茶单宁和氧气共同接触时，才形成茶红素，在该反应中，酚氧化酶的作用机理是_________________。揉捻后，还需将茶叶保持在30~40℃发酵一段时间，原因是_______________________，从而生成更多茶红素。
（3）同学丁结合绿茶的制作对同学丙的解释进行了实验验证。在制作绿茶时，必须先对叶片进行________________操作，才能保持茶叶鲜绿的颜色。
【答案】（1）自由扩散
（2）降低化学反应的活化能 酚氧化酶的最适温度在30~40℃
（3）高温处理（或加热处理）
【解析】（1）气体分子进出细胞的方式为自由扩散，氧气为气体分子，因此，氧气进入细胞的方式为自由扩散，故揉捻前细胞中一直存在氧气，茶叶就应是红色的。
（2）酶具有催化作用，酶起作用的机理是降低化学反应的活化能，据此可推测，在该反应中，酚氧化酶的作用机理应该为降低化学反应的活化能。由于酚氧化酶的最适温度在30~40℃，因此，需将茶叶保持在30~40℃发酵一段时间，从而生成更多茶红素。
（3）题意显示茶叶变红的机理是酚氧化酶的作用，绿茶的制作过程中应该是破坏了相关酶的活性，从而保持了绿茶的颜色，为验证绿茶的制作机理。实验时，需要先对叶片进行高温处理（或加热处理），实验结果应该显示茶叶保持鲜绿色，从而验证上述结论。
25．据图分析并回答下列问题：
（1）图1曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。图中_______表示酶所降低的活化能，如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将________（填“上移”或“下移”）。
（2）图2纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是_________（填“A”或“B”）。
（3）图3是ATP与ADP之间的相互转化图。其中B表示_______（物质），X1和X2______（填“是”或“否”）同一种物质，在细胞的主动运输过程中伴随着_______（填“酶1”或“酶2”）所催化的化学反应，ATP之所以喻为细胞内流通的能量“通货”，是因为能量可通过ATP在_____________________________之间循环流通。
【答案】（1）ab 上移
（2）B
（3）ADP 是 酶1 吸能反应和放能反应
【解析】（1）酶的作用机理是显著降低化学反应的活化能，从而提高反应速率，据题目图解，同无催化条件比较，酶降低的活化能是ab线段表示；酶同无机催化剂比较，降低活化能的效果更显著，因此b在纵轴上将上移。
（2）酶量增加1倍时，在底物浓度相同情况下，反应速率一开始就比原来的高，最终平衡，故选B。
（3）由A到B释放能量，由B到A吸收能量，因此判断A是ATP，B是ADP。X1和X2都是磷酸，是同一种物质；细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，为吸能反应，一般与ATP水解相联系；有些反应式释放能量，为放能反应，一般与ATP的合成相关，因此ATP被喻成为细胞内流通的能量“通货”。
专题07 酶与ATP（提高）
一、单选题
1．下列有关酶和ATP的叙述，错误的是（ ）
A．酶具有催化作用的原因是酶能为反应过程供能
B．氨基酸脱水缩合的过程能使ADP含量增加
C．高温、强酸强碱会破坏淀粉酶的空间结构导致失活
D．ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸组成
【答案】A
【解析】酶具有催化作用的原因是酶能降低反应活化能，A错误；氨基酸脱水缩合的过程消耗能量ATP，ATP水解会使ADP含量增加，B正确；高温、强酸强碱、重金属盐等都会破坏蛋白质的空间结构，C正确；ATP名为三磷酸腺苷，由腺苷（腺嘌呤、核糖）和磷酸组成，D正确。
2．下列实验中，温度属于无关变量的是（ ）
①证明酶具有专一性的实验中，将实验温度设置为酶的最适温度
②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90℃
③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，设置0℃、37℃、100℃三种温度
④用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，两组实验均在室温下进行
A．①② B．①②③ C．①④ D．①③④
【答案】C
【解析】证明酶具有专一性的实验中，温度属于无关变量，需要设置为相同且适宜，①正确；比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90℃，此时的温度属于自变量，②错误；探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，温度属于自变量，③错误；用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，温度属于无关变量，④正确。
3．ATP不仅是细胞中放能反应和吸能反应的纽带，更是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP的“A”是由一个核糖和一个腺苷组成的
B．ATP中有一个磷酸基团连接在脱氧核糖分子上
C．ATP水解所产生的能量用于吸能反应
D．在常温下细胞呼吸所释放的能量大部分转变成ATP中的化学能
【答案】C
【解析】ATP中的“A”指腺苷，由一个腺嘌呤和一个核糖分子组成，A错误；ATP中没有脱氧核糖，含有的是核糖，B错误；ATP是细胞中各种生命活动的直接能源物质，ATP水解所产生的能量用于其他吸能反应，C正确；在常温下细胞呼吸所释放的能量大部分转变成热能，少部分转变成ATP中的化学能，D错误。
4．如图所示酶X的活性与温度的关系示意图。下列有关分析错误的是（ ）
A．酶X的化学本质是有机物，能降低化学反应的活化能
B．本实验中，pH、底物量和酶量应保持相同且适宜
C．在20～40℃范围内设置更小的温度梯度，可进一步探究酶X的最适温度
D．高于最适温度和低于最适温度酶活性减弱的原因相同
【答案】D
【解析】酶是由活细胞产生的有机物，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数为RNA，酶具有催化作用，即降低化学反应的活化能，A正确；“探究酶的活性与温度的关系”实验中遵循单一变量，自变量是温度，pH、底物量和酶量都是无关变量，无关变量相同且适宜，B正确；本实验可以确定酶在20～40℃范围内的活性较高，但该范围较大不能确定最适温度，所以需要设置更小的温度梯度，进一步探究酶的最适温度，C正确；温度影响酶活性的原理不同，低温抑制酶活性，酶活性减弱，高温改变酶的空间结构，是酶变性失活，D错误。
5．核酶是具有催化功能的单链RNA分子，可降解特异的mRNA序列。下列关于核酶的叙述正确的是（ ）
A．ATP和核酶的元素组成相同，ATP中的“A”不能作为核酶的基本组成单位
B．与无机催化剂不同的是核酶能够降低所催化反应的活化能
C．核酶降解特异的mRNA序列时，破坏的是相邻碱基之间的氢键
D．验证核酶的专一性时，可以用能够鉴定RNA的试剂来检测实验结果
【答案】A
【解析】ATP的全称是三磷酸腺苷，A代表腺苷，核酶成分是RNA，基本单位是核糖核苷酸，两者的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，ATP中的“A”不能作为核酶的基本组成单位，A正确；无机催化剂与酶都能降低活化能，与无机催化剂不同的是核酶能够降低催化反应的活化能的效果更显著，B错误；核酸降解特异的mRNA序列时，破坏的是相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；验证核酶的专一性时，可以用RNA和其他底物作对照，核酶只降解特异的mRNA序列，不能降解其他底物来验证实验结果，D错误。
6．下列有关细胞中酶的叙述，错误的是（ ）
A．细胞内能够合成酶的场所不只是核糖体 B．酶能降低化学反应的活化能
C．一些蛋白酶可作为药品治疗某些疾病 D．叶肉细胞的叶绿体内膜上存在固定CO2的酶
【答案】D
【解析】酶的化学本质是蛋白质或RNA，RNA合成的场所不是核糖体，A正确；酶通过降低化学反应的活化能提高反应的速率，B正确；一些蛋白酶可作为药品治疗某些疾病，例如多酶片中含有消化酶，治疗消化不良，C正确；在叶肉细胞内，CO2的固定发生在叶绿体基质中，叶绿体内膜上不存在固定CO2的酶，D错误。
7．如图是同一反应的酶促反应和非酶促反应曲线相关叙述正确的是（ ）
A．E1是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线
B．E2是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线
C．E3是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线
D．E2是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线
【答案】D
【解析】分析曲线可知，E2和E3是化学反应所需要的活化能。由于酶可以降低化学反应的活化能，反应速率高，转化率也高，因此E2是酶促反应所需要的活化能，对应的A、C曲线是酶促反应曲线；E3是非酶促反应所需要的活化能，对应的B、D曲线是非酶促反应曲线。D正确。
8．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：甲组（20 ℃）、乙组（40 ℃）和丙组（60 ℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。下列问题叙述错误的是（ ）
A．三个温度条件下，该酶活性最高的是乙组
B．在时间t1之前，如果甲组温度提高10 ℃，那么甲组酶催化反应的速度会加快
C．若上述反应的底物是淀粉，则检测试剂宜用斐林试剂而不用碘液
D．如果在时间t2时，向丙组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量不变
【答案】C
【解析】曲线图显示：在反应开始的一段时间内，乙组40 ℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，A正确；在时间t1之前，如果甲组温度提高10 ℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快，B正确；由于斐林试剂需要水浴，改变实验设定的温度，所以不能用斐林试剂检测，需要用碘液检测，C错误；对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，丙组的酶在60 ℃条件下已经失活，所以向丙组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量不变，D正确。
9．ATP是细胞中的能量“货币”，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP分子由腺苷、磷酸和脱氧核糖组成
B．加入呼吸抑制剂可使根细胞中ADP含量增加
C．ATP释放的能量可用于水在光下分解生成O2
D．生命活动中需要的能量都是由ATP直接提供的
【答案】B
【解析】ATP分子由腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）和磷酸组成，A错误；呼吸抑制剂的作用是抑制细胞呼吸，会使根细胞中ATP含量减少，ADP含量增加，B正确；ATP释放的能量可在暗反应中用于C3还原，水在光下分解生成O2所需能量是色素吸收的光能（转化的电能），C错误；细胞中绝大多数需要能量的生命活动是由ATP直接供能的，D错误。
10．下图表示在不同条件下，酶的催化反应速率（或生成物量）的变化。下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系
B．图②虚线表示增加酶的浓度，其他条件不变时，生成物量变化的示意曲线
C．若图②中的实线表示Fe3+的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D．图③不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速度与时间的关系
【答案】D
【解析】酶促反应过程中，其他条件都不变的情况下，酶的浓度增加一倍时，酶促反应速率也会随之提高一倍，曲线图如图①所示，A正确；酶促反应过程中，其他条件都不变的情况下，酶浓度增加，反应速率也随之增加，达到化学反应平衡点所需要的时间减少，但是不会改变化学反应的平衡点，即产物的量是不变的，如图②所示；B正确；酶的催化具有高效性的特点，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，达到平衡点所需的时间更少，如图②所示，C正确；酶促反应开始以后一段时间，底物浓度逐渐减少，酶促反应速率随底物浓度的减少而逐渐降低，图③可以表示反应开始一段时间内反应速率与时间之间的关系，D错误。
11．．细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接供能，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP合成酶通过为ADP供能和降低活化能来催化ATP的合成
B．无光条件下，线粒体是植物叶肉细胞中能产生ATP的唯一场所
C．马拉松运动中，骨骼肌细胞内ATP的水解速率远大于合成速率
D．细胞中的能量通过ATP在吸能和放能反应之间的循环实现流通
【答案】D
【解析】ATP合成酶不提供能量，只能降低反应所需要的活化能来催化ATP的合成，故A错误。无光条件下，细胞质基质和线粒体都能产生ATP，故B错误。马拉松运动中，骨骼肌细胞内ATP的水解速率和合成速率是相等的，故C错误。细胞中的能量通过ATP在吸能和放能反应之间的循环实现流通，所以说ATP是能量通货，故D正确。
12．图1和图2是某兴趣小组通过实验探究H2O2分解的条件而绘制的曲线图。下列说法不正确的是（ ）
A．图1和图2所代表的实验中，实验的自变量依次为催化剂的种类、H2O2浓度
B．由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有高效性
C．图2中，若在bc段加入适量的过氧化氢酶，则氧气产生速率会增大
D．H2O2在加热时分解速率加快，因此，将H2O2酶加到90℃水浴加热的H2O2溶液中，反应速率会加快
【答案】D
【解析】由分析可知，图1中实验的自变量为催化剂的种类，图2实验的自变量是H2O2浓度，A正确；图1中在未达到反应平衡时，加入过氧化氢酶的反应速率大于加入FeCl3的反应速率，说明过氧化氢酶具有高效性，B正确；由分析可知，bc段限制因素有可能是过氧化氢酶的浓度，此时若加入H2O2酶，则反应会加快，C正确；H2O2在加热时分解速率加快，但酶在高温条件下会变性失活，因此，将H2O2酶加到90℃水浴加热的H2O2溶液中，反应速率不变，D错误。
13．如图为用同一种酶进行的不同实验结果，下列有关叙述正确的是（ ）
A．本实验研究的酶是淀粉酶
B．图1曲线是研究该酶具有高效性的结果
C．实验结果表明，该酶活性的最适温度是30℃、最适pH值是7
D．pH=2与温度为20℃条件下酶活性减弱的原因不同
【答案】D
【解析】由图3可知麦芽糖含量不断的减少，本实验研究的酶是麦芽糖酶，A错误；图1设置了不同温度下，生成物的含量所用的时间长短，探究的是温度对酶活性的影响，B错误；图1中，温度由20℃到30℃，酶的活性逐渐加强，温度由30℃到40℃时，酶的活性逐渐下降，说明最适温度在30℃左右，需要具体设置温度梯度探究最适温度才行，图2可以看出最适pH是7，C错误；pH=2酶活性减弱是因为酶空间结构发生不可逆改变，温度为20℃条件下酶活性只是暂时减弱，升高温度酶活性可以恢复，D正确。
14．研究人员从青霉菌中提取淀粉酶，在不同温度条件下分别催化（等量且足量）淀粉发生水解反应，相同时间内其产物的相对含量如图所示。相关分析正确的是（ ）
A．淀粉酶的最适温度在15～50°C之间
B．45°C条件下，可通过增加底物浓度提高酶活性
C．55°C条件下，可通过增加酶量提高产物的相对含量
D．45°C条件下比40°C条件下酶降低反应活化能的作用明显
【答案】D
【解析】淀粉酶的最适温度在40~50℃之间，A错误；反应物淀粉是足量的，故增加底物浓度不影响酶的活性，B错误；55℃条件下酶已经失活，不具有催化作用，C错误；根据以上分析可知，45℃时酶的活性最高，故45°C条件下比40°C条件下酶降低反应活化能的作用明显，D正确。
15．在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ）。下列说法错误的是（ ）
A．ATP水解掉两个磷酸基团后所得的物质是合成RNA分子的单体之一
B．dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同，但稳定性不同
C．已知某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端，若要使已有DNA末端被32P标记上，则带有32P的磷酸基团应在ATP的“γ”位上
D．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“γ”位上
【答案】D
【解析】ATP水解失去2个磷酸基团后，剩余部分为腺嘌呤、核糖和磷酸基团，是RNA的组成单位之一，A正确；dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同，但稳定性不同，远离“dA”的高能磷酸键更易水解，B正确；ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动，已知某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端，若用该酶把32P标记到DNA末端上，则带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上，C正确；dA—Pα～Pβ～Pγ（d表示脱氧）脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一，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α位上，D错误。
二、综合题
16．某同学利用淀粉酶进行实验探究，结果如下图所示，请回答下列问题：
（1）淀粉酶的化学本质是________________ ，其催化淀粉高效降解的原因是能显著降低反应所需活化能，活化能指________________ 。
（2）该实验的自变量是________________ ，写出两个无关变量________________ 。
（3）pH为1的实验结果与预期不符，最可能的原因是酸能_____________，推测pH为3时酶的活性__________pH为9时酶的活性。
【答案】（1）蛋白质 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量
（2）pH 温度、淀粉起始量、反应时间、酶用量等
（3）催化淀粉水解 小于
【解析】（1）淀粉酶的化学本质是蛋白质，其催化淀粉高效降解的原因是能显著降低反应所需活化能，活化能指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量。
（2）由柱状图可知，该实验的自变量是pH，无关变量有温度、淀粉起始量、反应时间、酶用量等，应控制相同且适宜。
（3）图示中pH为1时的淀粉剩余量小于pH为3时，但此时酶的活性按预期应低于pH为3时，该实验结果与预期不符，最可能的原因是酸能催化淀粉水解，增大了淀粉的水解量；图示中pH为3时与pH为9时的淀粉剩余量相同，但pH为3时酸也催化了淀粉的水解，因此可推测pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性。
17．酶是一类极为重要的生物催化剂，在生物体的细胞代谢中发挥着重要的作用。请回答下列问题：
（1）与无机催化剂相比，酶具有专一性、高效性和_______________ 的特性。真核细胞内合成酶的场所有________________，这些酶被合成后往往需要进一步加工才具有催化活性。
（2）在达到最适温度之前，适当升高温度可使酶促反应速率加快：一方面是温度升高会为参加反应的底物分子提供一定的___________；另一方面，适当升温会提高酶分子_________的能力，从而使反应加快。
（3）以适宜浓度的过氧化氢、过氧化氢酶和蒸馏水为实验材料探究酶具有催化作用，请写出简要的实验设计思路：________________________________________________________。
【答案】（1）作用条件较温和 核糖体、细胞核（线粒体、叶绿体）
（2）活化能 降低反应的活化能
（3）将一定量适宜浓度的过氧化氢溶液均分为两组，一组加入适量的过氧化氢酶溶液，另一组加入等量的蒸馏水，置于相同且适宜的条件下，观察气泡的产生情况
【解析】（1）与无机催化剂相比，酶具有专一性、高效性和作用条件较温和的特性。酶的化学本质是蛋白质或RNA，因此真核细胞内合成酶的场所有核糖体和细胞核。
（2）酶的活性受温度的影响。在达到最适温度之前，适当升高温度可使酶促反应速率加快：一方面是温度升高会为参加反应的底物分子提供一定的活化能；另一方面，适当升温会提高酶分子降低反应的活化能的能力，从而使反应加快。
（3）以适宜浓度的过氧化氢、过氧化氢酶和蒸馏水为实验材料探究酶具有催化作用，实验的自变量为有无过氧化氢酶，因变量为过氧化氢的分解速率，以气泡的产生情况作为实验观察的指标。实验设计时遵循对照原则和单一变量原则。因此实验设计思路为：将一定量适宜浓度的过氧化氢溶液均分为两组，一组加入适量的过氧化氢酶溶液，另一组加入等量的蒸馏水，置于相同且适宜的条件下，观察气泡的产生情况。
18．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答：
（1）ATP的结构简式是______________________________________________，神经细胞中的ATP主要来自______________（细胞结构）。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是______________________________________________________。
（2）由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是______________。
（3）一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的________________________属于无关变量，应予以排除。
【答案】（1）A—P～P～P 线粒体 ATP与ADP相互迅速转化
（2）腺苷
（3）典型神经递质
【解析】（1）ATP的结构简式是A—P～P～P 。动物细胞中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以神经细胞中的ATP主要来自线粒体。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成。
（2）ATP脱去1个磷酸基团为ADP，脱去两个磷酸基团为AMP，AMP是组成RNA的基本单位之一，如果磷酸基团完全脱落，剩下的则是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。
（3）实验思路是设法把ATP与典型神经递质分开，单独去研究其作用，即：用化学物质阻断典型神经递质，所以典型神经递质是实验的无关变量。
19．用某纤维素酶催化纤维素水解的实验来探究温度对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果。请据图回答下列问题：
（1）纤维素酶能够催化纤维素水解成_______________，该产物可与______________试剂在加热时生成砖红色沉淀。
（2）该实验中以___________作为因变量；纤维素酶的作用机理是_____________________。
（3）若在t1之前将乙组实验温度提高10 ℃，那么乙组酶催化反应的速率会____________（填“升高”“降低”“不变”或“无法确定”），原因是_________________________________。
（4）若在t2时向丙组反应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量_________（填“增加”“减少”或“不变”） ，原因是__________________________。
（5）若要进一步探究纤维素酶催化该反应的最适温度，请写出设计思路：_______________________________________________________________________________。
【答案】（1）葡萄糖 斐林
（2）反应物的浓度 降低化学反应的活化能
（3）无法确定 无法确定该酶的最适温度，升高10 ℃，酶的活性无法确定
（4）不变 t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
（5）在20℃-70℃之间设置较小的一系列温度梯度，重复上述实验，检测反应物浓度随时间的变化
【解析】（1）纤维素酶可以将纤维素水解成葡萄糖，葡萄糖是还原糖可以和斐林试剂在加热时生成砖红色沉淀。
（2）实验中以反应物的浓度作为因变量；纤维素酶的作用机理是降低化学反应的活化能。
（3）若在t1之前，乙组实验温度提高10℃，由于从图中看不出酶的最适温度，所以酶的活性会加快或降低或不变，故乙组酶催化反应的速率会加快或降低或不变，因此无法确定。
（4）70℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加。因此若在t2时向丙组反应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量不变。
（5）若要进一步探究纤维素酶催化该反应的最适温度，应在20℃-70℃之间设置较小的一系列温度梯度，重复上述实验，检测反应物浓度随时间的变化。
专题07 酶与ATP（挑战）
一、单选题
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．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值对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察
D．探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和斐林试剂设计实验
【答案】C
【解析】在探究酶的专一性实验时，不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液设计实验，因为如果淀粉完全分解，用碘液检测不出实验现象，A错误；无机催化剂和有机催化剂的作用机理相同，都是降低化学反应的活化能，B错误；探究pH值对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察，C正确；利用斐林试剂检测产物量时，需要水浴加热，反应温度就会发生改变，影响实验结果，所以不能选用斐林试剂验证温度对酶活性的影响，D错误。
2．酶具有高效性、专一性、作用条件温和等特性，下列说法正确的是（ ）
A．低温下保存酶是因为低温能改变酶的空间结构降低酶活性
B．探究温度对酶活性影响实验时，选择的反应物最好是过氧化氢
C．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时，不能用碘液进行鉴定
D．温度适宜条件下，酶可为化学反应提供活化能而加速化学反应
【答案】C
【解析】低温条件不能改变酶的空间结构，故酶适合在低温下保存，A错误；过氧化氢受热易分解，不能用来证明温度对酶活性的影响，B错误；利用碘液不能检测蔗糖是否分解，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供活化能，D错误。
3．磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP 分子中来合成ATP（A—P～P～P）。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的含量，结果如下表所示，根据实验结果，下列有关分析正确的是（ ）
磷酸腺苷
对照组/（10-6mol·g-1）
实验组/（10-6mol·g-1）
收缩前
收缩后
收缩前
收缩后
ATP
1．30
1．30
1．30
0．75
ADP
0．60
0．60
0．60
0．95
A．对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化
B．实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成
C．对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定
D．实验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键
【答案】C
【解析】肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化，故有ATP和ADP的相互转化，A错误；实验组肌肉收缩后ATP含量下降，说明有ATP分解，但根据数据无法判断有无ATP合成，B错误；磷酸肌酸能将自身的磷酸基团转移到ADP 分子中来合成ATP，故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定，C正确；实验组数据中没有AMP的含量变化，故不能表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键，D错误。
4．如图为淀粉－琼脂培养基，其上的6个位置分别放置经不同溶液浸泡过的滤纸片。将该培养基置于37℃条件下保温。30min后加入碘液处理，观察6个位置的颜色如表所示。
位置
滤纸的浸泡液
碘液处理后的颜色
1
唾液淀粉酶溶液（pH为6.8）
接近无色
2
蒸馏水
蓝色
3
与HCl混合的唾液淀粉酶溶液
蓝色
4
与NaOH混合的唾液淀粉酶溶液
蓝色
5
煮沸后冷却的唾液淀粉酶溶液
蓝色
6
蛋白酶溶液
?
下列叙述错误的是（ ）
A．37℃保温的目的是排除温度对实验结果的影响
B．由位置1和2的实验结果可得出唾液淀粉酶具有催化作用
C．将位置3的滤纸浸于pH为6.8的溶液中，酶的活性恢复
D．由于酶具有专一性，位置6的颜色应该是蓝色
【答案】C
【解析】唾液淀粉酶的最适温度是37°C，而温度是本实验的无关变量，因此37°C保温的目的是排除温度对实验结果的影响，A正确；位置1和2的自变量是唾液淀粉酶的有无，实验结果说明唾液淀粉酶具有催化淀粉水解的作用，B正确；过酸（位置3）、过碱（位置4）或温度过高（位置5），会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，因此将位置3的滤纸浸于pH为6.8的溶液中，酶的活性不会恢复，C错误；由于酶具有专一性，蛋白酶不能催化淀粉水解，因此位置6的颜色应该是蓝色，D正确。
5．酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，两者作用特点如图甲所示，图乙表示相应的反应速度。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果
B．曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制
C．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低
D．竞争性抑制剂与该酶催化的底物结构相似
【答案】C
【解析】从乙图可知，曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果；A正确；曲线a、b反应速率不再随底物浓度的增加而增加，是受酶浓度的限制；B正确；曲线c表示在非竞争性抑制剂作用下酶的活性降低，C错误；由于酶具有专一性，竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，故与该酶催化的底物结构相似，D正确。
6．细胞内有多种高能磷酸化合物，而ATP是较重要的一种。下列叙述正确的是（ ）
A．细胞中ATP的含量高低与细胞代谢强弱呈正相关
B．ATP是细胞内的能量通货，也是重要的储能物质
C．细胞内能为吸能反应直接提供能量的不全是ATP
D．叶绿体内合成的ATP可用于细胞主动吸收无机盐
【答案】C
【解析】细胞中ATP的含量很少，但是转化非常迅速，A错误；ATP是细胞内的能量通货，不是重要的储能物质，B错误；细胞内能为吸能反应直接提供能量的不全是ATP，如NADPH也可以为光合作用暗反应供能，C正确；叶绿体内合成的ATP只能用于暗反应过程，D错误。
7．某小组利用如图所示实验装置开展了pH对酶活性影响的研究（滤纸片在猪肝匀浆中浸泡10min）。下列叙述正确的是（ ）
A．该装置也可用于探究酶数量与酶促反应速率的关系
B．为避免猪肝匀浆滴落，实验前应将滤纸片高温烘干
C．反应结束后可通过观察产生的气体体积来判断各组酶活性
D．每组实验结束用清水冲洗装置后，即可进行下一组实验
【答案】A
【解析】不同大小的滤纸粘附酶量不同，故该装置也可用于探究酶数量与酶促反应速率的关系，A正确；高温烘干滤纸，将粘附在滤纸上酶变性而失活，B错误；反应结束时间长短来判断各组酶活性，如果底物一定反应结束后产生的气体体积相等，不能判断酶的活性，C错误；每组实验结束不能用清水冲洗装置后，就进行下一组实验，因为装置中有残留的酶未清理干净，而影响实验，D错误。
8．能荷是指总的腺苷酸系统中（即ATP、ADP和AMP浓度之和）所负荷高能磷酸键的数量，即能量负荷，计算公式为能荷＝（ATP+0.5ADP）/（ATP+ADP+AMP），下列生理过程能使细胞内的能荷增加的是（ ）
A．［H］和O2在生物膜上结合产生H2O
B．植物生长素由顶芽向侧芽运输
C．成熟的红细胞通过渗透作用吸水
D．氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链
【答案】A
【解析】根据题意分析，当消耗ATP时，计算公式中的分子变小，而分母不变，则能荷变小；当产生ATP时，计算公式中的分子变大，而分母不变，则能荷变大。［H］和O2在生物膜上结合产生H2O的过程产生ATP，能荷变大，A正确；植物生长素由顶芽向侧芽运输的方式是主动运输，需要消耗ATP，导致能荷变小，B错误；成熟的红细胞通过渗透作用吸水，不消耗ATP，也不产生ATP，因此能荷不变，C错误；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链的过程需要消耗ATP，导致能荷变小，D错误。
9．20世纪60年代，医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉，某同学为了探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的影响进行实验，结果如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．淀粉酶可以降低该反应的活化能
B．若该酶是唾液淀粉酶，应先将每一组温度控制在37℃
C．据图分析，该同学共设置了7组实验进行相互对照
D．据图分析，pH为1时酶的活性大于pH为3时酶的活性
【答案】D
【解析】淀粉酶可以降低该反应的活化能，A正确；唾液淀粉酶的最适温度是37℃，为减少误差，应先将每一组温度控制在37℃，B正确；据图分析，该同学共设置了7组实验进行相互对照，C正确；据图分析，pH为1时淀粉酶已失活，其酶活性小于pH为3时酶的活性，pH为1时淀粉剩余量比pH为3时少的原因是淀粉在酸性条件下也会水解，D错误。
10．在3支试管中均加入等量的5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的二氧化锰、鲜猪肝研磨液、唾液，一段时间内测得底物含量变化如图。则对图的表述正确的是（ ）
①曲线b表示二氧化锰的催化作用，a与b的对照反映了无机催化剂的专一性特点
②曲线c表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，a与c对照反映了酶的专一性特点
③曲线c与b的对照可以说明酶的高效性
④曲线a不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物
A．①② B．③④ C．①②④ D．②③④
【答案】D
【解析】a为唾液的催化作用，b为二氧化锰的催化作用，a与b的对照不能反映无机催化剂的专一性特点，①错误；a为唾液的催化作用，c为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，唾液中的唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，a与c对照反映了酶的专一性特点，②正确；b为二氧化锰的催化作用，c为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，与无机催化剂相比，酶具有高效性，③正确；a为唾液的催化作用，由于唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物，底物的量没有减少，④正确。
11．下图是ATP逐级水解的过程图，其中③是腺苷，⑤是能量。下列有关叙述错误的是（ ）
A．ATP和①的快速转化依赖于酶的高效性
B．②是组成RNA的基本单位之一
C．酶的作用机理是降低了化学反应所需的活化能
D．ATP水解过程中，Ⅲ过程释放⑤最多
【答案】D
【解析】ATP与①ADP的快速转化依赖于酶催化作用的高效性，A正确；②为AMP，是腺嘌呤+核糖+磷酸组成，也称为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，B正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；酶a～c催化的反应（底物的量相同），Ⅲ过程断裂的是普通磷酸键，释放能量较少，D错误。
12．赤霉素（GA3）可以影响苹果试管苗α-淀粉酶活性。如图为某实验小组研究GA3处理柱型苹果试管苗和普通型苹果试管苗所得的结果（处理时间均为15天）。下列分析错误的是（ ）
A．相同GA3浓度条件下，普通型苹果试管苗的α-淀粉酶活性小于柱型苹果试管苗
B．2.0mg/L是GA3促进柱型苹果试管苗α-淀粉酶活性的最适浓度
C．GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响与其浓度有关
D．GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响可能与处理时间有关
【答案】A
【解析】据图可知，GA3浓度在0.5mg/L~1.5mg/L时，普通型苹果的α-淀粉酶活性高于柱型苹果，A错误；分析曲线可知，2.0mg/L是GA3促进柱型苹果试管苗α-淀粉酶活性的最适浓度，B正确；据分析可知，两种苹果试管苗α-淀粉酶活性与GA3的浓度有关，C正确；实验中处理时间均为15天，即处理时间为无关变量，实验中自变量为GA3浓度和苹果种类，但随着苹果的成熟度不同，可能会导致苹果中α-淀粉酶活性变化，故GA3对两种苹果试管苗α-淀粉酶活性的影响可能与处理时间有关，D正确。
二、综合题
13．受损伤的马铃薯细胞内酚氧化酶（PPO）和底物（酚类物质）直接接触，引起马铃薯的褐变。为探究温度对 PPO 活性的影响，实验小组进行如下实验：
（1）PPO 粗提液的提取在__________（填“低温”或“高温”）条件下将新鲜马铃薯用蒸馏水洗净、去皮，取 20g 样品放入含 50mL 磷酸缓冲液（pH 值为 5.5）的研钵中，同时加入少量石英砂，研磨、离心、上清液即为 PPO 的粗提液，加缓冲液研磨的目的是_________________________________________________________________________。
（2）不同温度下 PPO 活性的测定
步骤顺序
试管 1
试管 2
试管 3
试管 4
试管 5
试管 6
试管 7
试管 8
PPO 粗提液
2mL
2mL
2mL
2mL
酚类底物
2mL
2mL
2mL
2mL
反应
混合振荡
混合振荡
混合振荡
混合振荡
温度预处理
（5min）0℃
15℃
30℃
45℃
保温时间
5min
5min
5min
5min
记录结果
+
++++
++++
++
（注：反应底物充足；实验结果中“+”越多褐色越深）
①实验步骤顺序有不妥之处，请改正_________________________。
②实验结果表明：15℃和 30℃温度条件，PPO 具有相同的活性，从酶的特性分析其原因是__________________________________________________。
③为进一步探究 PPO 最适温度，应在_____________范围内设置温度梯度。
（3）在温度 30℃的条件下，取等量提取液分别加到四支盛有等量过氧化氢溶液、pH 分别为 3、5、7、9 的试管中，结果发现每一支试管都产生气体。请回答：
①该实验的课题是：_____________________。
②各实验组均在 30℃下进行的原因是：a_____________；b_____________。
【答案】（1）低温 保持 PPO 的活性（防止 PPO 失活）
（2）①“反应”步骤改在“温度预处理”之后 ②在酶的最适温度前后，可以有相同的催化效率 ③15℃－30℃
（3）①探究不同 pH 对过氧化氢酶活性的影响 ② 30℃是过氧化氢酶作用的适宜温度 排除温度变化（无关变量）对实验结果的影响
【解析】（1）高温、过酸和过碱都会使酶的空间结构被破坏，使酶失活，因此PPO 粗提液的提取在低温条件下进行，同时研磨时加缓冲液研磨的目的是防止酚氧化酶（PPO）失活。
（2）①本实验应该将酶和底物先放在不同的温度条件下一段时间，再将相同温度下的酶和底物混合，故“反应”步骤改在“温度预处理”之后。
②15℃和30℃温度条件，PPO具有相同的活性，是因为在酶的最适温度前后，可以有不同的温度条件相同的催化效率。
③15℃和30℃温度条件，PPO具有相同的活性，故该酶的最适温度位于15℃-30℃之间，故在15℃-30℃范围内设置温度梯度，可以进一步探究酶的最适温度。
（3）①该题自变量是不同pH值，因变量为酶活性，所以实验目的是探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响。
②30℃是过氧化氢酶的适宜温度，恒温是排除温度变化（无关变量）对实验结果的影响。
14．白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道粘膜中的真菌，当机体免疫功能下降时，菌丝大量生长，侵入细胞引起疾病。V蛋白具有ATP酶活性，对菌丝形成有重要作用。为研究药物D（一种ATP酶抑制剂）的作用，科研人员进行了如下实验。
（1）白色念珠菌与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白色念珠菌具有____________。ATP分子的结构简式是______________________，V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子____________________中的能量被释放出来，同时产生无机磷。
（2）为研究不同浓度药物D对V蛋白的作用，科研人员将V蛋白与反应缓冲液混合，实验组加入用DMSO溶解的不同浓度的药物D溶液，室温孵育10 min之后向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30 min。再向反应体系中加入孔雀绿试剂（可与无机磷反应呈现绿色），定量分析反应体系的绿色深浅，得到如图所示结果。
①本实验中测定的绿色深浅，可反映出____________________的量，从而得到V蛋白活性。
②本实验以对照组数据作为V蛋白活性相对值1，对照组的处理是______________，室温孵育10 min，向反应体系中加入ATP 溶液，室温反应30 min。
③实验结果说明________________________________________________________________。
【答案】（1）核膜包围的细胞核 A－P～P～P 高能磷酸键
（2）ATP水解 将V蛋白与反应缓冲液混合，加入等量DMSO溶液 药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强
【解析】（1）白色念珠菌是一种真菌，属于真核生物，大肠杆菌属于原核生物，白色念珠菌与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白色念珠菌具有核膜包围的细胞核；ATP分子的结构简式是A-P～P～P；V蛋白具有ATP酶活性，V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子高能磷酸键中的能量被释放出来，同时产生无机磷。
（2）①孔雀绿试剂可与无机磷反应呈现绿色，而无机磷是ATP的水解产物，所以本实验中测定的绿色深浅，可反映出ATP水解的量，从而得到V蛋白活性。
②本实验的目的是研究不同浓度药物D对V蛋白的作用，可推知自变量是不同浓度的药物D，所以本实验的对照组处理是将V蛋白与反应缓冲液混合，加入等量DMSO溶液，室温孵育10 min，向反应体系中加入ATP 溶液，室温反应30 min。
③据图可知，实验结果为随着药物D浓度的增加，V蛋白活性相对值降低，说明药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强。
15．某同学为验证pH对淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，制订了下列实验方案。请回答：实验方案：①取5支试管，标上A、B、C、D、E。
②在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入1mL质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液。
③在A试管中加入2mL质量分数为2%的盐酸，B试管中加入2mL质量分数为5%的盐酸，C试管中加入2mL蒸馏水，D试管中加入2mL质量分数为2%的氢氧化钠溶液，E试管中加入2mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，摇匀。
④然后再向5支试管中分别加入10mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。
⑤将5支试管放在适宜的恒温水浴中，实验进行5min后测定试管中可溶性淀粉含量。
某同学将上述实验记为实验一。同时还做了如下实验二：将加入5支试管中的淀粉酶溶液的量减半，重复上述实验．在相同时间内，分别测得两次实验中淀粉含量变化并绘制成如图所示的曲线。（不考虑盐酸对淀粉水解的影响）
（1）实验一中的因变量是________________________。
（2）曲线甲是第_______次实验的结果，原因是____________________________。
（3）曲线甲和乙中，淀粉含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是_________________。造成a、b两点不同的原因是实验中________________________。
（4）淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖通过氧化分解释放的能量部分储存在ATP中，请写出ATP合成的反应式________________________。
【答案】（1）可溶性淀粉的变化量
（2）二 甲与乙所用时间相同，但甲分解的淀粉量较少，说明甲中所含酶的量较少
（3）同一种酶的最适pH值是一定的，不会由于浓度的不同而改变 酶的用量不同，相同时间内分解的淀粉量不同
（4）ADP+Pi+能量→ATP
【解析】（1）根据以上分析已知，实验一的因变量是可溶性淀粉的变化量。
（2）据图分析，甲与乙所用时间相同，但甲分解的淀粉量较少，说明甲中所含酶的量较少，因此甲曲线是第二次实验的结果。
（3）据图分析，曲线甲和乙中淀粉含量的最低点位于横坐标同一位置，其原因是同一种酶的最适pH值是一定的，不会由于浓度的不同而改变；造成a、b两点不同的原因是实验中酶的用量不同，导致相同时间内分解的淀粉量不同。
（4）ATP合成的原料是ADP、Pi，还需要能量，其反应式为：ADP+Pi+能量→ATP。
相关试卷
新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题36 细胞工程（含解析）： 这是一份新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题36 细胞工程（含解析），共40页。试卷主要包含了植物细胞工程，动物细胞培养和核移植技术，动物细胞融合与单克隆抗体等内容，欢迎下载使用。
新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题35 基因工程（含解析）： 这是一份新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题35 基因工程（含解析），共42页。试卷主要包含了基因工程的工具，基因工程的基本操作程序等内容，欢迎下载使用。
新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题28 群落的结构与演替（含解析）： 这是一份新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题28 群落的结构与演替（含解析），共39页。试卷主要包含了群落的结构，群落的演替等内容，欢迎下载使用。
