通关卷09 ATP和酶-2025年高考生物一轮复习考点通关卷（江苏专用）

通关卷09 ATP和酶 1．ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。 2．ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。 3．许多吸能反应与ATP水解的反应相联系；许多放能反应与ATP的合成相联系。 4．ATP供能机制：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，因而可以参与各种化学反应。 5．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。 6．生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化，酶作用的机理是降低化学反应所需的活化能。 7．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。 8．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 9．酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。 10．酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。 1.酶具有高效性的原理是同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。 2.生物体内酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶的特性有高效性、专一性、酶的作用条件较温和。 3.过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因：酶的空间结构遭到破坏。 考点一 ATP的结构与功能 (1)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成(×) (2)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP(×) (3)人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低(×) (4)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(×) (5)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(√) (6)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(×) 考点二 酶的作用、特性 (1)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(×) (2)酶可降低过氧化氢分解反应的活化能而无机催化剂不能(×) (3)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物(√) (4)产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素(√) (5)蛋白酶能催化多种蛋白质水解，因此蛋白酶不具有专一性(×) 一、单选题 1．磷酸肌酸是动物和人的肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物，其分解释放的能量比ATP水解释放的还多。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基团转移到ADP分子上，从而生成ATP和肌酸。细胞中肌酸积累时，肌酸又会被ATP磷酸化而生成磷酸肌酸和ADP。ATP和磷酸肌酸相互转化的过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．人在剧烈运动时，需要ATP水解提供能量，所以ATP含量会远低于ADP含量 B．肌酸发生磷酸化的过程中并没有伴随着能量的转移 C．磷酸肌酸是肌细胞中的重要储能物质，能为肌细胞收缩直接供能 D．肌细胞中ATP和磷酸肌酸的相互转化，有利于使ATP的含量保持相对稳定 【答案】D 【分析】ATP的结构简式为A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，ATP是生命活动中的直接能源物质。结合题干信息“ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化”分析作答。 【详解】A、ATP与ADP不断相互转化处于动态平衡，因此ATP含量不会远远低于ADP含量，A错误； B、肌酸发生磷酸化的过程中，ATP中的磷酸基团携带着能量转移到肌酸中，B错误； C、磷酸肌酸是肌细胞中的重要储能物质，但不是细胞内的直接能源物质，C错误； D、磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基团转移到ADP分子上，从而生成ATP和肌酸。细胞中肌酸积累时，肌酸又会被ATP磷酸化而生成磷酸肌酸和ADP，由此可见，肌细胞中ATP和磷酸肌酸的相互转化，有利于使ATP的含量保持相对稳定，D正确。 故选D。 2．日常生活中常用ATP荧光检测法检测食物样本中所含细菌等微生物含量，原理如下图。下列叙述错误的是（    ） A．驱动细胞生命活动的直接能源物质ATP存在于各种生物细胞中 B．荧光素酶能降低荧光素酰腺苷酸与氧气反应所需的活化能 C．发光强度与ATP的含量成正相关 D．发光越弱说明待测食物样本越不卫生 【答案】D 【分析】ADP和ATP的关系：ADP是二磷酸腺苷的英文名称缩写，分子式可简写成A-P～P，从分子简式中可以看出．ADP比ATP少了一个磷酸基团和一个特殊化学键。ATP的化学性质不稳定．对细胞的正常生活来说．ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的 【详解】A、ATP是细胞直接利用的能源物质，存在于各种生物细胞中，A正确； B、荧光素酰腺苷酸与氧气在荧光素酶的催化作用下发生反应，酶能够降低化学反应的活化能，B正确； CD、荧光素在荧光素酶和ATP等物质的参与下可进行反应发出荧光．ATP是生命活动能量的直接来源，发光强度与ATP的含量成正比，所以根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，发光越弱，说明含有的ATP量越少，细菌越少，所以越卫生，C正确，D错误。 故选D。 3．生物体内的一些高能磷酸化合物包括ATP、GTP、UTP和CTP，GTP、UTP、CTP和ATP的结构及性质相似，仅是碱基A被碱基G、U、C替代。下列叙述正确的是（    ） A．某高等植物个体中不同细胞合成ATP的场所完全相同 B．四种高能磷酸化合物的组成元素与核苷酸的相同 C．蛋白质的磷酸化伴随着ATP的水解，属于放能反应 D．GTP分子中所有特殊的化学键断裂后，可得到鸟嘌呤脱氧核苷酸 【答案】B 【分析】ATP的结构式可简写成A-P～P～P，式中A代表腺苷，T代表3个，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。通常断裂和合成的是第二个特殊的化学键。一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个特殊的化学键。ATP的一个特殊的化学键水解，形成ADP（二磷酸腺苷），两个特殊的化学键水解，形成AMP（一磷酸腺苷）。ATP、GTP、CTP和UTP结构类似，知识含氮碱基不同。 【详解】A、高等植物个体中不同细胞合成ATP的场所不完全相同，如叶肉细胞产生ATP的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体，根尖细胞产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体，A错误； B、四种高能磷酸化合物的组成元素与核苷酸的相同都是C、H、O、N、P，B正确； C、ATP的水解与吸能反应相联系，蛋白质的磷酸化伴随着ATP的水解，属于吸能反应，C错误； D、GTP含有核糖，GTP分子中所有特殊的化学键断裂后，可得到鸟嘌呤核糖核苷酸，D错误。 故选B。 4．柚苷酶常用于柚子汁脱苦处理，其同时具有α-L-鼠李糖苷酶活性位点和β-D-葡萄糖苷酶活性位点，可将苦味物质柚皮苷逐步分解为无苦味的柚皮素和葡萄糖，其过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．柚苷酶可以同时结合两种底物，说明其不具有专一性 B．探究温度对柚苷酶活性的影响时，将酶与底物混合后再调节温度 C．使用柚苷酶对柚子汁脱苦处理时，如果温度过高会导致柚苷酶活性降低 D．保存柚苷酶时应在最适温度和最适 pH条件下 【答案】C 【分析】酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 【详解】A、柚苷酶虽同时具有两种酶活性位点，可以同时结合两种底物，也具有专一性，A错误； B、探究温度对柚苷酶活性的影响时，应将酶与底物分别调到对应的温度后再混合，以免造成结果不准确，B错误； C、温度、pH、柚苷酶用量和处理时间均会影响柚苷酶活性，如果温度过高会导致柚苷酶活性降低，进而影响脱苦效果，C正确； D、最适温度和最适 pH条件下柚苷酶活性最高，保存柚苷酶时应降低其活性，应该在低温和最适 pH条件下保存，D错误。 故选C。 5．温度、pH、抑制剂和激活剂等都会对酶的活性产生影响，其中能提高酶活性的物质称为激活剂，能降低酶活性的物质称为抑制剂。某研究小组研究了甲、乙、丙三种物质对淀粉酶活性的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ）    A．淀粉酶在活细胞内合成，能够在活细胞外发挥作用 B．该实验的自变量是影响酶活性的物质的种类和含量 C．温度和pH较低对酶的影响机理不同，该实验是在适宜温度和pH下进行的 D．三种物质可能通过影响淀粉酶的结构从而影响酶的活性 【答案】B 【分析】单一变量原则是指其他因素（无关变量）不变，只改变其中一个因素（要研究的因素--实验变量，即自变量），然后观察这个实验变量对实验结果的影响。 【详解】A、酶在活细胞内合成，能够在活细胞外发挥作用，A正确； B、该实验的目的是探究甲、乙、丙三种物质对淀粉酶活性的影响，影响酶活性的物质的种类是该实验的自变量，影响酶活性的物质的含量是无关变量，B错误； C、温度和pH为无关变量，故该实验在适宜温度和pH下进行；温度和pH较低对酶的影响不同，温度较低抑制酶的活性，pH较低会破坏酶的结构，使酶失去活性，C正确； D、根据题图信息，与对照组相比可知，三种物质均影响淀粉酶的活性，可能是影响了淀粉酶的结构，且影响程度不同，D正确。 故选B。 6．下列关于ATP的叙述，正确的是（    ） A．ATP水解掉两个特殊的化学键后可用于RNA的合成 B．ATP中的“A”与DNA和RNA中的“A”为同一种物质 C．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATPADP+Pi的转化 D．奥运健儿比赛时，因过多消耗ATP而导致ADP大量积累 【答案】A 【分析】腺苷三磷酸（ATP）由一分子腺嘌呤碱基、一分子核糖和三分子磷酸基团组成。 【详解】A、ATP水解两个特殊的化学键后变成腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，A正确； B、ATP分子中的“A”代表由腺嘌呤和核糖组成的腺苷，而DNA、RNA中的“A”代表腺嘌呤，B错误； C、淀粉在酶的作用下水解成葡萄糖，不消耗能量，C错误； D、细胞中ATP含量极少，但ATP与ADP相互转化的速度很快，且处于动态平衡之中，不会导致ADP大量积累，D错误。 故选A。 7．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如下图所示，形成有活性的蛋白是一个磷酸化的过程，即“开”的过程，形成无活性的蛋白是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是（  ） A．细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程 B．分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的 C．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系 D．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP 【答案】D 【分析】细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，普遍存在于生物界中，是生物界的共性；吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。 【详解】A、细胞呼吸产生的ATP可在蛋白激酶的作用释放能量，且脱去磷酸基团用于蛋白质的磷酸化，A正确； B、ATP将蛋白质磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白质，同时蛋白质的空间结构发生改变，当磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落时会发生性状改变，因此分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的，B正确； C、细胞呼吸产生的ATP可在蛋白激酶的作用释放能量，且脱去磷酸基团用于蛋白质的磷酸化，为ATP的水解过程，与吸能反应相联系，C正确； D、蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP，D错误。 故选D。 8．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如下图所示，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程、即“开”的过程，形成无活性的蛋白是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是（    ） A．细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程 B．分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的 C．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP D．蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应 【答案】C 【分析】分析题图：蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，蛋白质去磷酸化过程没有产生ATP。 【详解】A、由图可知，ATP水解产生的磷酸基团可参与蛋白质的磷酸化过程，A正确； B、结构决定功能，分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的，B正确； C、蛋白质去磷酸化过程不是放能反应，没有产生ATP，C错误； D、蛋白质的磷酸化和去磷酸化两个过程所需的酶的种类不同，不属于可逆反应，D正确。 故选C。 9．我国科学家将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，成功开发出监测动物体内ATP动态变化的传感器，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．ATP传感器的构建是通过蛋白质工程实现的 B．受体与ATP结合后构象改变，发出绿色荧光 C．ATP传感器对ATP的结构类似物应无反应 D．ATP与传感器上受体的结合应是不可逆的 【答案】D 【分析】分析题图可知，ATP受体与cpEGFP融合后与ATP结合，cpEGFP发出绿色荧光，可据此监测动物体内ATP动态变化。 【详解】A、将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，该过程依赖蛋白质工程技术，需要通过设计相应的氨基酸序列来改造相关基因，A正确； B、由题图可知，ATP与ATP受体结合后构象改变，与之融合的cpEGFP发出绿色荧光，B正确； C、ATP传感器能监测动物体内ATP动态变化，与受体的特异性有关，故对ATP的结构类似物应无反应，C正确； D、ATP传感器监测动物体内ATP动态变化，说明ATP与传感器上受体的结合应是可逆的，D错误。 故选D。 10．科学家在苦杏仁汁中发现了β-葡萄糖苷酶，该酶能催化纤维素水解，某小组进行了温度对该酶活性的影响实验，结果如图所示。下列说法中错误的是（    ）    A．高温条件下酶的相对活性很低，因此该酶适合在高温条件下保存 B．37℃时，纤维素反应60min的消耗量与反应120min的消耗量不同 C．42℃时，随着反应时间的延长，推测该酶的相对活性逐渐下降 D．与45℃相比，42℃时该酶降低纤维素水解反应活化能的作用更显著 【答案】A 【分析】1、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA； 2、酶作用机理：降低化学反应所需要的活化能； 3、酶的特性：（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍；（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应；（3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活； 4、影响酶活性的因素：温度、pH、酶的抑制剂等。 【详解】A 、高温会使酶变性失活，所以该酶不适合在高温条件下保存，A错误； B 、37°C 时，纤维素反应60min的消耗量与反应120min的不同，因为两温度下酶活性差不多，反应时间越长底物消耗量越多，B正确； C 、由图可知，42℃时，随着反应时间的延长，推测该酶的相对活性逐渐下降，C正确； D、 与45℃相比，42℃时酶活性相对较高，所以降低纤维素水解反应活化能的作用更显著，D正确。 故选A。 二、多选题 11．如图为酶促反应曲线，Km表示反应速率为Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是（    ） A．Km值越大，酶与底物亲和力越高 B．加入竞争性抑制剂，Km值增大 C．加入非竞争性抑制剂，Vmax降低 D．非竞争性抑制剂破坏了酶的空间结构 【答案】BCD 【分析】影响酶促反应速率的因素有：①底物浓度，底物浓度不影响酶的活性，通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率；②酶浓度，通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率；③pH和温度通过影响酶的活性，从而影响酶促反应速率；④抑制剂和激活剂。 【详解】A、据图分析，Km值越小，达到1/2Vmax需要的底物浓度越低，说明酶与底物亲和力越高，A错误； B、加入竞争性抑制剂，酶与底物结合的机会减少，则Km值增大，B正确； C、加入非竞争性抑制剂，使酶的活性部位功能丧失，导致Vmax降低，C正确； D、非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而破坏了酶的空间结构，D正确。 故选BCD。 12．某研究小组为验证ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，切取了多个萤火虫发光器并平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别滴加等量的生理盐水、葡萄糖溶液和ATP溶液。实验结果显示各组均有发光的也有不发光的。下列叙述错误的是（    ） A．该实验结果能够表明，ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质 B．切去发光器的时间间隔过长，有些发光器的生命活性已完全丧失 C．该实验中的切取发光器不合理，应选择健康完整的萤火虫为材料 D．萤火虫饥饿处理一段时间后，再切取其发光器立即进行分组实验 【答案】ACD 【分析】ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物，它的大量化学能就储存在高能磷酸键中。ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸键。ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高。ATP来源于光合作用和呼吸作用，场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体。 【详解】A、实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，所以不能证明ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，A错误； B、实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，说明有些发光器的生命活性已完全丧失，B正确； C、完整的萤火虫能够通过呼吸提供能量，所以不能用完整的萤火虫，C错误； D、切取萤火虫的发光器放置一段时间消耗掉能量以后才可以用于实验，D错误。 故选ACD。 13．麦胚富含脂肪、蛋白质等多种营养物质，但由于其含有的脂肪酶会使脂肪水解，从而极易酸败变质。为了延长麦胚储藏期，科研人员研究了不同无机盐对脂肪酶活性的影响，结果如图。下列分析合理的是（    ） A．该实验的自变量是无机盐的种类和无机盐浓度 B．NaCl浓度为4×10⁻⁹mol/L时，对脂肪酶的抑制效果较好 C．麦胚酸败变质的过程与脂肪水解成甘油和脂肪酸有关 D．KCl几乎不影响脂肪酶的活性，可用于延长麦胚储藏期 【答案】ABC 【分析】图中的自变量包括溶液的种类和浓度，根据曲线分析，含有的高活性脂肪酶会使脂肪水解，从而极易酸败变质。为了延长麦胚储藏期，应该抑制脂肪酶活性，KCl几乎不影响脂肪酶的活性，低浓度的NaCl能抑制脂肪酶活性。 【详解】A、分析题图，横坐标为无机盐浓度，即无机盐浓度为自变量，图中共有三条曲线，故无机盐的种类也为本实验的自变量，A正确； B、由题图可知，NaCl浓度为4×10-9mol/L时，脂肪酶相对活性最低，故NaCl浓度为4×10-9mol/L时，对脂肪酶的抑制效果较好，B正确； C、脂肪的基本单位是甘油和脂肪酸；根据题干信息：麦胚富含脂肪、蛋白质等多种营养物质，但由于其含有的脂肪酶会使脂肪水解，从而极易酸败变质，故麦胚极易酸败可能是由脂肪水解成甘油和脂肪酸造成的，C正确； D、KCl几乎不影响脂肪酶的活性，但脂肪酶会使脂肪水解，从而使麦胚极易酸败变质，因此抑制脂肪酶活性才有利于延长麦胚储藏期，D错误。 故选ABC。 三、非选择题 14．图1表示某兴趣小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶的酶促反应速率的影响（其他条件均为最适条件），对实验的结果进行分析并绘制的图；图2表示该兴趣小组利用相关装置进行一系列的实验来研究酶的特点的示意图。据图回答下列问题。 (1)图1所示的实验“其他条件为最适条件”中的最适条件主要指的是温度和pH，若第一次实验用的是人的胰蛋白酶，第二次实验用的是人的胃蛋白酶，则与第一次实验相比，第二次实验对应的温度和pH两个无关变量中需要调整的是 。图1所示实验的自变量是 。 (2)酶抑制剂的作用机理有两种：①与底物争夺酶的结合位点；②与酶结合改变酶的结构，从而抑制酶促反应速率。结合图1分析，抑制剂Ⅰ的作用机理应是 （填序号）；若抑制剂的量不变，提高抑制剂Ⅱ作用下的酶促反应速率的措施是 。 (3)图2所示的实验装置所进行的实验目的是 ，在不另设空白对照组的前提下，用其中的乙装置不能用于验证温度对酶活性的影响，原因是 。 【答案】(1) pH 底物浓度、抑制剂的种类（和抑制剂的有无） (2) ① 增加酶的数量 （浓度） (3) 验证酶具有高效性 温度升高本身就会促进过氧化氢的分解 【分析】实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称做自变量，随着自变量的变化而变化的变量称做因变量，除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则，要注意无关变量应该相同且适宜。 【详解】（1）人的胰蛋白酶和胃蛋白酶的最适温度相同，但是胰蛋白酶的最适pH大于7，胃蛋白酶的最适pH为1.5，所以由胰蛋白酶改为胃蛋白酶后，温度条件保持不变，但pH需降低至1.5；图1所示实验的自变量是底物浓度、抑制剂的有无和抑制剂的种类。 （2）从图1中可以看出，随着底物浓度的增大，抑制剂I的抑制作用被抵消，可以达到无抑制剂时的最大速率，所以抑制剂I的作用机理应是①（与底物争夺酶的结合位点）。抑制剂Ⅱ的作用机理是与酶结合改变酶的结构，从而抑制酶促反应速率，所以要增大抑制剂Ⅱ作用下的最大酶促反应速率，应增加酶的数量（浓度）。 （3）比较图2中的两个装置可以看出，除了催化剂种类不同外，其他处理方法相同，所以该装置可用于验证酶具有高效性。由于温度变化本身就会影响过氧化氢的分解，所以在不另设空白对照组的前提下，乙装置不能用于验证温度对酶活性的影响。 15．腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光 (1)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是 。ATP的水解一般与 （吸能反应/放能反应）相联系。 (2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内 ，在适宜条件下进行反应；②记录 并计算ATP含量；③测算出细菌数量。 (3)酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如图1。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图2所示。      ①据图1分析，随着底物浓度升高， （填抑制剂类型）的抑制作用逐渐减小。据图2分析，两种抑制剂降低酶促反应速率的原因分别是 。 ②结合图1和图2分析抑制剂Ⅰ属于 性抑制剂。 【答案】(1) 化学能→光能 吸能反应 (2) 荧光素和荧光素酶 发光强度 (3) 抑制剂Ⅰ 竞争性抑制剂与底物竞争结合位点，使酶的活性降低 竞争 【分析】ATP又叫腺苷三磷酸，简称为ATP，其结构式是：A﹣P～P～P；A表示腺苷、T表示三个、P表示磷酸基团；“～”表示特殊化学键；ATP是生命活动能量的直接来源，ATP来源于光合作用和呼吸作用；放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。 【详解】（1）根据荧光素接受细菌细胞 ATP 中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光可知，“荧光素-荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是化学能转变为光能，最终发出荧光；放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。 （2）“荧光素—荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后进行离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。 （3）①依据图1可知，抑制剂I所示曲线，随着底物浓度的升高，抑制剂的抑制作用逐渐减小，结合图2可知，该抑制剂发挥作用时，只是与底物竞争酶的活性中心，并没有改变酶的结构，属于竞争性抑制剂；而抑制剂Ⅱ所示曲线表示酶促反应速率降低，可知该抑制剂属于非竞争性抑制剂，改变了酶的结构，使酶的活性降低，酶促反应速率减慢。 ②结合图1和图2，可知，抑制剂Ⅰ 不改变酶的结构，属于竞争性抑制剂。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 通关卷09 ATP和酶 1．ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。 2．ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。 3．许多吸能反应与ATP水解的反应相联系；许多放能反应与ATP的合成相联系。 4．ATP供能机制：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，因而可以参与各种化学反应。 5．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。 6．生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化，酶作用的机理是降低化学反应所需的活化能。 7．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。 8．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 9．酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。 10．酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。 1.酶具有高效性的原理是同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。 2.生物体内酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶的特性有高效性、专一性、酶的作用条件较温和。 3.过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因：酶的空间结构遭到破坏。 考点一 ATP的结构与功能 (1)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成( ) (2)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP( ) (3)人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低( ) (4)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( ) (5)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( ) (6)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( ) 考点二 酶的作用、特性 (1)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( ) (2)酶可降低过氧化氢分解反应的活化能而无机催化剂不能( ) (3)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物( ) (4)产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素( ) (5)蛋白酶能催化多种蛋白质水解，因此蛋白酶不具有专一性( ) 一、单选题 1．磷酸肌酸是动物和人的肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物，其分解释放的能量比ATP水解释放的还多。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基团转移到ADP分子上，从而生成ATP和肌酸。细胞中肌酸积累时，肌酸又会被ATP磷酸化而生成磷酸肌酸和ADP。ATP和磷酸肌酸相互转化的过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．人在剧烈运动时，需要ATP水解提供能量，所以ATP含量会远低于ADP含量 B．肌酸发生磷酸化的过程中并没有伴随着能量的转移 C．磷酸肌酸是肌细胞中的重要储能物质，能为肌细胞收缩直接供能 D．肌细胞中ATP和磷酸肌酸的相互转化，有利于使ATP的含量保持相对稳定 2．日常生活中常用ATP荧光检测法检测食物样本中所含细菌等微生物含量，原理如下图。下列叙述错误的是（    ） A．驱动细胞生命活动的直接能源物质ATP存在于各种生物细胞中 B．荧光素酶能降低荧光素酰腺苷酸与氧气反应所需的活化能 C．发光强度与ATP的含量成正相关 D．发光越弱说明待测食物样本越不卫生 3．生物体内的一些高能磷酸化合物包括ATP、GTP、UTP和CTP，GTP、UTP、CTP和ATP的结构及性质相似，仅是碱基A被碱基G、U、C替代。下列叙述正确的是（    ） A．某高等植物个体中不同细胞合成ATP的场所完全相同 B．四种高能磷酸化合物的组成元素与核苷酸的相同 C．蛋白质的磷酸化伴随着ATP的水解，属于放能反应 D．GTP分子中所有特殊的化学键断裂后，可得到鸟嘌呤脱氧核苷酸 4．柚苷酶常用于柚子汁脱苦处理，其同时具有α-L-鼠李糖苷酶活性位点和β-D-葡萄糖苷酶活性位点，可将苦味物质柚皮苷逐步分解为无苦味的柚皮素和葡萄糖，其过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．柚苷酶可以同时结合两种底物，说明其不具有专一性 B．探究温度对柚苷酶活性的影响时，将酶与底物混合后再调节温度 C．使用柚苷酶对柚子汁脱苦处理时，如果温度过高会导致柚苷酶活性降低 D．保存柚苷酶时应在最适温度和最适 pH条件下 5．温度、pH、抑制剂和激活剂等都会对酶的活性产生影响，其中能提高酶活性的物质称为激活剂，能降低酶活性的物质称为抑制剂。某研究小组研究了甲、乙、丙三种物质对淀粉酶活性的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ）    A．淀粉酶在活细胞内合成，能够在活细胞外发挥作用 B．该实验的自变量是影响酶活性的物质的种类和含量 C．温度和pH较低对酶的影响机理不同，该实验是在适宜温度和pH下进行的 D．三种物质可能通过影响淀粉酶的结构从而影响酶的活性 6．下列关于ATP的叙述，正确的是（    ） A．ATP水解掉两个特殊的化学键后可用于RNA的合成 B．ATP中的“A”与DNA和RNA中的“A”为同一种物质 C．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATPADP+Pi的转化 D．奥运健儿比赛时，因过多消耗ATP而导致ADP大量积累 7．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如下图所示，形成有活性的蛋白是一个磷酸化的过程，即“开”的过程，形成无活性的蛋白是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是（  ） A．细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程 B．分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的 C．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系 D．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP 8．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如下图所示，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程、即“开”的过程，形成无活性的蛋白是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是（    ） A．细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程 B．分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的 C．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP D．蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应 9．我国科学家将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，成功开发出监测动物体内ATP动态变化的传感器，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．ATP传感器的构建是通过蛋白质工程实现的 B．受体与ATP结合后构象改变，发出绿色荧光 C．ATP传感器对ATP的结构类似物应无反应 D．ATP与传感器上受体的结合应是不可逆的 10．科学家在苦杏仁汁中发现了β-葡萄糖苷酶，该酶能催化纤维素水解，某小组进行了温度对该酶活性的影响实验，结果如图所示。下列说法中错误的是（    ）    A．高温条件下酶的相对活性很低，因此该酶适合在高温条件下保存 B．37℃时，纤维素反应60min的消耗量与反应120min的消耗量不同 C．42℃时，随着反应时间的延长，推测该酶的相对活性逐渐下降 D．与45℃相比，42℃时该酶降低纤维素水解反应活化能的作用更显著 二、多选题 11．如图为酶促反应曲线，Km表示反应速率为Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是（    ） A．Km值越大，酶与底物亲和力越高 B．加入竞争性抑制剂，Km值增大 C．加入非竞争性抑制剂，Vmax降低 D．非竞争性抑制剂破坏了酶的空间结构 12．某研究小组为验证ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，切取了多个萤火虫发光器并平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别滴加等量的生理盐水、葡萄糖溶液和ATP溶液。实验结果显示各组均有发光的也有不发光的。下列叙述错误的是（    ） A．该实验结果能够表明，ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质 B．切去发光器的时间间隔过长，有些发光器的生命活性已完全丧失 C．该实验中的切取发光器不合理，应选择健康完整的萤火虫为材料 D．萤火虫饥饿处理一段时间后，再切取其发光器立即进行分组实验 13．麦胚富含脂肪、蛋白质等多种营养物质，但由于其含有的脂肪酶会使脂肪水解，从而极易酸败变质。为了延长麦胚储藏期，科研人员研究了不同无机盐对脂肪酶活性的影响，结果如图。下列分析合理的是（    ） A．该实验的自变量是无机盐的种类和无机盐浓度 B．NaCl浓度为4 10⁻⁹mol/L时，对脂肪酶的抑制效果较好 C．麦胚酸败变质的过程与脂肪水解成甘油和脂肪酸有关 D．KCl几乎不影响脂肪酶的活性，可用于延长麦胚储藏期 三、非选择题 14．图1表示某兴趣小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶的酶促反应速率的影响（其他条件均为最适条件），对实验的结果进行分析并绘制的图；图2表示该兴趣小组利用相关装置进行一系列的实验来研究酶的特点的示意图。据图回答下列问题。 (1)图1所示的实验“其他条件为最适条件”中的最适条件主要指的是温度和pH，若第一次实验用的是人的胰蛋白酶，第二次实验用的是人的胃蛋白酶，则与第一次实验相比，第二次实验对应的温度和pH两个无关变量中需要调整的是 。图1所示实验的自变量是 。 (2)酶抑制剂的作用机理有两种：①与底物争夺酶的结合位点；②与酶结合改变酶的结构，从而抑制酶促反应速率。结合图1分析，抑制剂Ⅰ的作用机理应是 （填序号）；若抑制剂的量不变，提高抑制剂Ⅱ作用下的酶促反应速率的措施是 。 (3)图2所示的实验装置所进行的实验目的是 ，在不另设空白对照组的前提下，用其中的乙装置不能用于验证温度对酶活性的影响，原因是 。 15．腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光 (1)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是 。ATP的水解一般与 （吸能反应/放能反应）相联系。 (2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内 ，在适宜条件下进行反应；②记录 并计算ATP含量；③测算出细菌数量。 (3)酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如图1。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图2所示。      ①据图1分析，随着底物浓度升高， （填抑制剂类型）的抑制作用逐渐减小。据图2分析，两种抑制剂降低酶促反应速率的原因分别是 。 ②结合图1和图2分析抑制剂Ⅰ属于 性抑制剂。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$