第1讲 酶和ATP -【衡中学案】2025年生物一轮总复习（人教版 单选）

! " # $ % & ' ( ) * + ( 第三单元 　 细胞的能量供应和利用 第１讲　 酶和ＡＴＰ !"#$ · %!&' 课标要求 核心素养 １．说明绝大多数酶是一类能催化生化反 应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如 ｐＨ和温度等）的影响。 ２．解释ＡＴＰ是驱动细胞生命活动的直接 能源物质。 １．理解酶的本质及鉴定方法。（生命观念） ２．掌握温度和ｐＨ影响酶活性的原理及相关探究实验。（科学思 维、科学探究） ３．理解ＡＴＰ和ＡＤＰ的相互转化，举例说明ＡＴＰ在生命活动中的 应用。（生命观念、科学思维） !"#$,.c]dFBŽA 1234567-8 ( ｜ ) ｜ * ｜ + １．酶的作用和本质 （１）酶的本质的探索历程 科学家　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 主要观点或成就 ①巴斯德　 　 　 　 　 ａ．引起发酵的是酵母菌细胞中 的某些物质，细胞死亡并裂 解后才能发挥作用 ②李比希 ｂ．发现少数ＲＮＡ也具有生物 催化功能 ③毕希纳 ｃ．从酵母菌细胞中提取出能引 起发酵的物质，并将其称为 酿酶 ④萨姆纳 ｄ．从刀豆种子中提取出脲酶 （第一个），证明脲酶的化学 本质（蛋白质）和作用　 （分解尿素） ⑤切赫和奥特曼 ｅ．糖类变成酒精必须有酵母活 细胞的参与 （２）酶的本质与作用 化学本质 绝大多数是 　 　 蛋白质 少数是　 　 ＲＮＡ 合成原料 　 　 氨基酸 　 　 核糖核苷酸 合成场所 　 　 核糖体 主要是细胞核（真核细胞） 来源 一般来说，活细胞（哺乳动物成熟的红细胞除外）都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体内、外均可 生理功能 　 　 催化作用 （３）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作用机理：　 　 降低化学反应的活化能。 ③如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下 某化学反应的能量变化过程。 Ⅰ．无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是　 Ｙ、Ｘ。 Ⅱ． ｃａ段与ｂａ段的含义分别是　 　 无酶催化条件下 反应所需要的活化能、酶降低的活化能。 Ⅲ．若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则ｂ点 在纵轴上将　 　 向上移动                                           。 !&" ( ( ( ( ( ( ( ! ( ( ( " ( ( ( ! ( ( ( # , - . / 0 1 ( 2 3 + 4 　 　 ①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为 反应提供能量。 ②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。 ③检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块， 通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋 白质，不能用双缩脲试剂鉴定。 ④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学 反应的底物。 ２．比较过氧化氢在不同条件下的分解 （１）实验过程 （２）变量分析 ３．酶的特性 （１）酶具有高效性 含义：与无机催化剂相比，酶具有　 　 高效性。 意义：使细胞代谢　 　 快速进行。 （２）酶具有专一性 含义：每一种酶只能催化　 　 一种或一类化学反应。 意义：使细胞代谢能够　 　 有条不紊地进行。 （３）酶的作用条件较温和 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，都会使酶的　 　 空间结构遭到破坏，使酶永久　 　 失活。低温只是 使酶的活性　 　 降低，但酶的空间结构稳定，在适宜 的温度下酶的活性会升高。 , ｜ - ｜ . ｜ / 易错整合，判断正误。 （１）酶提供了反应过程所必需的活化能。 （ × ） （２）酶活性最高时的温度适合酶的保存。 （ × ） （３）酶只能在细胞内发挥作用。 （ × ） （４）酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。 （ × ） 0 ｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 　 　 图１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，图２表示将Ａ、Ｂ两种物质混 合，Ｔ１时加入酶Ｃ，在最适温度下这两种物质浓度的变 化。据图分析并回答下列问题。 １．图１中Ａ、Ｂ两种酶的化学本质是否相同？ ２．图１中Ｂ酶活性改变的原因是什么？ ３．图１中欲让Ａ、Ｂ两种酶的变化趋势换位，应用哪种 酶处理？ ４．图２中适当降低反应温度，分析Ｔ２值如何变化？ 9:;"5!"<= 4 ｜ 5 ｜ 6 ｜ 7 １．高中教材中常见的酶 （１）ＤＮＡ聚合酶——催化脱氧核苷酸链与单个脱氧 核苷酸之间形成磷酸二酯键，用于ＤＮＡ复制。 （２）ＲＮＡ聚合酶——催化核糖核苷酸链与单个核糖 核苷酸之间形成磷酸二酯键，用于ＲＮＡ合成（转录） 及ＲＮＡ复制                                                                          。 !&# ! " # $ % & ' ( ) * + ( （３）基因工程的工具酶 基因工程 的工具酶 ＤＮＡ连接酶：连接两个ＤＮＡ→  片段 限制酶：特异性切割ＤＮＡ→  分子 耐高温的ＤＮＡ聚合酶：用于ＰＣＲ技 术扩增目的基因（耐高温→ ） （４）解旋酶——用于ＤＮＡ复制时双链间氢键的打开。 （５）核酸水解酶 （６）各种消化酶——可对应催化相关物质的水解，如 淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。 （７）细胞工程的工具酶：纤维素酶、果胶酶（降解细 胞壁）；胰蛋白酶、胶原蛋白酶（动物细胞培养）。 ２．与酶有关的曲线分析 酶的特性 （１）图１中加入酶的曲线和加入无机催化剂的曲线 比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比 较只能说明酶具有催化作用。 （２）图２中两曲线比较说明酶具有（催化作用和）专 一性。 ３．影响酶促反应的因素 （１）温度和ｐＨ ①在一定温度（ｐＨ）范围内，随温度（ｐＨ）的升高，酶 的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐 减弱。 ②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是 抑制酶的活性，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。 （２）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。 ４．对比分析酶与动物激素的“一同三不同” 相同 都具有微量、高效的特点，也具有一定特异性 不同 产生 部位 几乎所有活细胞都能产生酶；而只有内分泌 细胞才能产生激素 化学 本质 酶绝大多数是蛋白质，少数为ＲＮＡ；而激素 的化学本质为多肽和蛋白质、固醇、氨基酸 衍生物等 作用 机制 酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质 不变；激素作为信号分子，在发挥完作用后 被灭活 ５．鉴定酶本质的实验原理和方法 （１）试剂鉴定法：利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生 紫色反应的原理设计实验方案。 （２）酶解鉴定法 6 ｜ 8 ｜ 9 ｜ : 考向一　 围绕酶的本质，考查生命观念 　 　 ) * " （２０２４·山西太原调研）在生物体内，酶 是具有催化作用的有机物。下列关于酶的叙述，错误 的是 （Ｄ ） Ａ．过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是 蛋白质 Ｂ． ＤＮＡ聚合酶和ＤＮＡ连接酶都能催化磷酸二酯 键的形成 Ｃ．胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高 尔基体有关 Ｄ．淀粉酶和盐酸通过升高化学反应的活化能催                                                                         化淀粉水解 !&$ ( ( ( ( ( ( ( ! ( ( ( " ( ( ( ! ( ( ( # , - . / 0 1 ( 2 3 + 4 具有专一性的五类物质 专 一 性 物       质 载体 某些物质通过细胞膜时需要载体协 助，不同物质所需载体不同，载体的专          一性是细胞膜选择透过性的基础 酶 每一种酶只能催化一种或一类化学反 应。如限制性内切核酸酶能识别特定 的核苷酸序列，并在特定的切割位点 上切割ＤＮＡ   分子 激素 激素特异性地作用于靶细胞、靶器官， 其原因在于它的靶细胞膜上或细胞内      存在与该激素特异性结合的受体 ｔＲＮＡ ｔＲＮＡ有６２种，每种ｔＲＮＡ只能识别并      转运一种氨基酸 抗体一种抗体只能与相应的抗原发生特异 性结合 　 　 〔变式训练１〕　 （２０２４·广东深圳调研）嚼馒头时 会感觉有甜味，那是因为唾液淀粉酶将淀粉分解成了 麦芽糖。下列有关酶的说法，错误的是 （Ａ ） Ａ．升高温度和加酶都能加快Ｈ２Ｏ２ 分解的速率， 二者作用机理相同 Ｂ．高温、强酸、强碱都会导致唾液淀粉酶的空间结 构改变而使其失活 Ｃ．唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可 作为蛋白酶催化的反应底物 Ｄ．唾液淀粉酶能够与双缩脲试剂反应显紫色 考向二　 影响酶活性的因素 　 　 ) * # （２０２４·重庆市抽测）某同学探究温度、 ｐＨ、底物浓度与酶促反应速率的关系，绘制出如下曲 线图。有关叙述正确的是 （Ｃ ） Ａ．图１中ＡＢ段与ＢＣ段酶促反应速率的限制因 素相同 　 　 Ｂ．图２中Ｄ点与Ｆ点酶的空间结构都被部分破 坏且不能恢复 Ｃ．图３中把Ｇ点时对应的相关因素调至最适，酶 促反应速率不能同步升高 Ｄ．图１、图２、图３中相关因素分别是底物浓度、 ｐＨ、温度 “三看法”分析酶促反应曲线 　 　 〔变式训练２〕　 （２０２４·广州模拟）酶既具有与底 物（或与底物结构类似的抑制剂）结合的活性部位，也 具有与抑制剂结合的变构部位。当底物与酶活性位点 形成互补结合时，可催化底物发生化学反应。当非竞 争性抑制剂与酶结合后，酶的空间结构改变，酶活性丧 失。酶与底物及其抑制剂的作用原理如图①②③所 示，在不同条件下底物浓度与反应速率的关系如图④ 所示。图① ～③与图④曲线对应正确的是 （Ａ ） Ａ．①—Ⅰ、②—Ⅱ、③—Ⅲ Ｂ．①—Ⅱ、②—Ⅰ、③—Ⅲ Ｃ．①—Ⅲ、②—Ⅱ、③—Ⅰ Ｄ．①—Ⅰ、②—Ⅲ、③—                                                                          Ⅱ !&% ! " # $ % & ' ( ) * + ( !">$†‡*A,‘’ 1234567-8 ( ｜ ) ｜ * ｜ + １．探究温度对酶活性的影响 （１）实验原理 温度影响酶的活性，从而影响　 　 淀粉的水解，滴加 碘液，根据　 　 是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断 酶的活性。 （２）实验步骤、现象及结论 取６支试管，分别编号为１与１′、２与２′、３与３′，并 分别进行以下操作。 试管 编号 １ １′ ２ ２′ ３ ３′ 实 验 步 骤 一 ２ ｍＬ淀 粉酶溶 液 ２ ｍＬ可 溶性淀 粉溶液 ２ ｍＬ淀 粉酶溶 液 ２ ｍＬ可 溶性淀 粉溶液 ２ ｍＬ淀 粉酶溶 液 ２ ｍＬ可 溶性淀 粉溶液 二在冰水中水浴 ５ ｍｉｎ 在６０ ℃温水中 水浴５ ｍｉｎ 在沸水中水浴 ５ ｍｉｎ 三１与１′试管内液体混合，摇匀 ２与２′试管内液 体混合，摇匀 ３与３′试管内液体 混合，摇匀 四在冰水中水浴数分钟 在６０ ℃温水中 水浴相同时间 在沸水中水浴相 同时间 五 取出试管，分别滴加２滴碘液，摇匀，观察现象 实验 现象 呈　 　 蓝色 　 　 无蓝色出现 呈　 　 蓝色 结论酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性 提醒：①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应 物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行 混合。 ②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测 试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在 水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实 验中需严格控制温度。 ③探究温度对酶活性的影响时，不宜用Ｈ２Ｏ２作反应 物，因为Ｈ２Ｏ２易分解，加热条件下其分解会加快，氧 气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。 ２．探究ｐＨ对酶活性的影响 （１）实验原理：　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。 ｐＨ影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，也可 用　 　 带火星的卫生香燃烧的情况来检验Ｏ２ 的生 成速率。 （２）步骤 实验 步骤 实验操 作内容 试管１ 试管２ 试管３ 一注入等量过氧化氢酶溶液 ２滴 ２滴 ２滴 二注入不同ｐＨ的溶液 １ ｍＬ 蒸馏水 １ ｍＬ 盐酸 １ ｍＬ ＮａＯＨ溶液 三注入等量的过氧化氢溶液 ２ ｍＬ ２ ｍＬ ２ ｍＬ 四 观察现象 有大量气泡产生 基本无气 泡产生 基本无气 泡产生 （３）结论：酶的催化作用需要　 　 适宜的ｐＨ，　 　 ｐＨ偏低或偏高都会影响酶的活性。 提醒：①探究ｐＨ对酶活性的影响时，必须先调ｐＨ， 然后再将反应物与酶混合，否则反应物会在未调节 好ｐＨ的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验 的准确性。另外，本实验中也可将过氧化氢酶溶液 和过氧化氢溶液分别调至同一ｐＨ再混合，以保证反 应开始便达到预设ｐＨ。 ②探究ｐＨ对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指 示剂，因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂 失去作用。 , ｜ - ｜ . ｜ / 易错整合，判断正误。 （１）唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是 ３７ ℃。 （ × ） （２）低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结 构。 （ × ） 0 ｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 １．在探究温度对酶活性的影响实验中，底物和酶溶液 应在何时进行混合？ ２．在探究ｐＨ对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的 　 　 最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的ｐＨ 调至实验要求的ｐＨ后再让反应物与酶接触，不宜在 未达到预设ｐＨ前，让反应物与酶接触。 ３．若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响， 检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林 试剂的原因是什么                                                                     ？ !&& ( ( ( ( ( ( ( ! ( ( ( " ( ( ( ! ( ( ( # , - . / 0 1 ( 2 3 + 4 9:;"5!"<= 6 ｜ 8 ｜ 9 ｜ : 考向一　 围绕教材基础实验，考查实验探究与分 析能力 　 　 ) * " （２０２２·浙江６月选考）下列关于研究淀 粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是（Ｂ ） 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 　 　 〔变式训练〕１．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 （Ｂ ） 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、９ Ｄ．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 试总结酶实验中的“宜”与“不宜” （１）若选择淀粉酶探究酶的最适温度，检验试剂 “宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试 剂鉴定时需加热，而该实验中需严格控制温度。 （２）探究ｐＨ对酶活性的影响实验“不宜”选用淀 粉酶，因为加ＨＣｌ调节ｐＨ时，盐酸中的Ｈ ＋能够催化 淀粉的水解。 考向二　 以酶的特性和影响因素为素材，考查实 验设计与评价能力 　 　 ) * # （２０２２·广东卷）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 析错误的是 （Ｃ ） 组别 ｐＨ ＣａＣｌ２ 温度（℃）降解率（％） ① ９ ＋ ９０ ３８ ② ９ ＋ ７０ ８８ ③ ９ － ７０ ０ ④ ７ ＋ ７０ ５８ ⑤ ５ ＋ ４０ ３０ 　 　 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ＣａＣｌ２ 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ｐＨ为９ Ｄ．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他 反应物 “五看法”评价实验设计的方案 一看对照 有无对照实验 如果有对照，再看 对照设计是否合理 实验变量设置 是否进行了编号与标记 是否遵循单一变量原则 是否遵循等量原则              是否排除了干扰因素 ↓        二看材料用具 生物材料选择是否得当 实验器材选择是否合理 药剂选择、使用、{ 用量是否准确 ↓  三看条件是否需要搅拌、加热等实验所需的温度、{ 光照等条件是否合理 ↓  四看步骤 步骤的顺序是否合理 步骤是否完整{ 具体操作是否违反生物学基本原理 ↓  五看结果 实验目的是否与实验结果、结论对应 探究性实验的结果和结论是否讨论全面{ 是否是先写结果后写结论 　 　 〔变式训练２〕　 已知碘液呈黄色，淀粉遇碘变蓝。 多孔反应板可以通过定时取样、滴加碘液和观察颜色 等步骤，从而测定淀粉酶彻底催化淀粉水解所需的时 间。下表表示某实验小组用多孔反应板探究温度对马 铃薯淀粉酶活性影响的实验过程，本实验不考虑淀粉 在酸性条件下的水解。回答下列问题： 步骤 操作 试管组别 １ ２ ３ ４ ５ １．分组 淀粉、 淀粉酶 溶液 各２ ｍＬ ２．温度 处理等 将淀粉、 淀粉酶 溶液各 保温处 理３ ｍｉｎ ０ ℃ ２０ ℃ ４０ ℃ ６０ ℃ ８０ ℃ ① ０ ℃ ２０ ℃ ４０ ℃ ６０ ℃                                                                          ８０ ℃ !&' ! " # $ % & ' ( ) * + ( ３．颜色 反应 ０ ｍｉｎ取 反应液 于多孔 反应板 ４滴 滴加盐 酸终止 反应 １滴 滴加② １滴 ４．重复 颜色反 应 每隔１ ｍｉｎ重复步骤３，直到与碘液颜色相近 时停止实验，并记录此时的时间ｔ 　 　 （１）淀粉酶能分解淀粉的作用机理是　 　 淀粉酶 降低了化学反应的活化能。 （２）表中①处的操作为将相同温度的淀粉与淀粉 酶溶液混匀并开始计时，图中滴加的②是　 　 碘液。 （３）当碘液颜色相近时，２０ ℃条件下的时间短于 ６０ ℃条件下的，说明在　 　 ２０ ℃ （填“２０ ℃”或 “６０ ℃”）条件下酶的活性更高。为减小实验误差，本 实验中可采取的措施是每个温度下做多组平行实验。 实验中滴加盐酸能终止反应的机理是　 　 强酸会导致 蛋白质变性，能使淀粉酶失去活性。 （４）在常规实验中，高温下淀粉无法与碘液形成 稳定的蓝色复合物，因此常见的处理办法是将各组试 管都冷却至０ ℃后，再滴加碘液，但这样操作的弊端是 会改变自变量温度，从而影响实验结果，而加入盐酸和 用多孔反应板进行颜色反应可以尽可能地规避这个问题                      。 !"D$%&,o“”•–— ＡＴＰ 1234567-8 ( ｜ ) ｜ * ｜ + １． ＡＴＰ的结构和功能          ＡＴＰ  结构         化学组成 １  分子核糖 １分子　 　  腺嘌呤 ３分子　 　   磷酸基团 元素组成 　 　 Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、       Ｐ 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 含量 特点 在细胞中含量　 　 少，ＡＴＰ与ＡＤＰ      之间的转化快 功能驱动细胞生命活动的 直接能源物质 利用物质合成；肌肉收缩；主动运输；电 鳐发电； 大脑思考 ２． ＡＴＰ和ＡＤＰ的相互转化过程比较   反应类型→   吸能反应  场所 植物细胞质基质、线粒体、→  叶绿体 动物、真菌细胞质基质、→  线粒体  能量来源 光合作用 　 　→  光能 细胞呼吸 → 有机物中的化学能 能量去向 → 储存于远离腺苷的特殊的化学键中    反应类型 　 　 放能→   反应 场所 →  多种场所 能量来源 →     末端的特殊的化学键   能量去向 叶绿体中专用于暗反应和叶绿 →  体内的物质合成等 细胞呼吸 产生的ＡＴＰ→ 用于各项生命活动 提醒：细胞中ＡＴＰ含量很少，ＡＴＰ与ＡＤＰ之间的转化 非常迅速、及时。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． ＡＴＰ的利用 提醒：这些生命活动所涉及的化学反应都是吸能反 应，需ＡＴＰ水解提供能量才能顺利进行                                               。 !&( ( ( ( ( ( ( ( ! ( ( ( " ( ( ( ! ( ( ( # , - . / 0 1 ( 2 3 + 4 , ｜ - ｜ . ｜ / 易错整合，判断正误。 （１）ＡＴＰ是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。 （ × ） （２）ＡＴＰ脱去两个磷酸基团后，可作为ＲＮＡ分子的合 成原料。 （√ ） （３）ＡＴＰ含有３个特殊的化学键，但是只有一个特殊的 化学键会发生断裂。 （ × ） （４）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ＡＴＰ。 （√ ） （５）ＡＴＰ水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。 （ × ） 0 ｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 １． ＡＴＰ中含有３个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。 请从电荷间的相互作用角度解释ＡＴＰ分子中远离 腺苷的那个特殊化学键容易水解的原因。 ２．人体内ＡＴＰ的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟 约有０． ５ ｋｇ的ＡＴＰ转化为ＡＤＰ，以供运动之需，但 人体内ＡＴＰ总含量并没有太大变化，请分析原因。 ３．萤火虫尾部发光的原理是什么？ 9:;"5!"<= 4 ｜ 5 ｜ 6 ｜ 7 １．归纳概括ＡＴＰ与核苷酸的关系 ２． ＡＴＰ产生量与Ｏ２供给量的关系 6 ｜ 8 ｜ 9 ｜ : 考向一　 运用结构与功能观，考查ＡＴＰ的结构和 功能 　 　 ) * " 将标记的３２Ｐ注入活细胞内，随后迅速分 离细胞内的ＡＴＰ，测定其放射性，下图代表ＡＴＰ的结 构。下列叙述错误的是 （Ａ ） Ａ．①代表ＡＴＰ中的“Ａ”，ＡＴＰ脱去④⑤成为腺嘌 呤核糖核苷酸 Ｂ．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应 相关联 Ｃ． ＡＴＰ中磷酸基团⑤很快就会被３２ Ｐ标记，但是 ＡＴＰ的含量基本不变 Ｄ．细胞癌变后ＡＴＰ末端磷酸基团被取代的速率 加快 ＡＴＰ、ＤＮＡ、ＲＮＡ、核苷酸结构中“Ａ”的含义辨析 （１）ＡＴＰ结构中的Ａ为腺苷，由腺嘌呤和核糖 组成。 （２）ＤＮＡ结构中的Ａ为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一 分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。 （３）ＲＮＡ结构中的Ａ为腺嘌呤核糖核苷酸，由一 分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。 （４）核苷酸结构中的Ａ为腺嘌呤。 可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。                                                                          !&) ! " # $ % & ' ( ) * + ( 　 　 〔变式训练１〕　 （２０２４·天津十二校联考一模）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；形成无活性的蛋白质 是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分 子开关的说法不正确的是 （Ａ ） Ａ．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 Ｂ． ＡＴＰ水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化 Ｃ．蛋白质活性的改变可能是通过蛋白质空间结构 的变化来实现 Ｄ．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ＡＴＰ的 水解相联系 考向二　 ＡＴＰ与ＡＤＰ相互转化 　 　 ) * # 如图是ＡＴＰ中磷酸键逐级水解的过程 图。据下图判断，有关叙述正确的是 （Ｃ ） Ａ．甲为ＡＤＰ，大肠杆菌体内ＡＴＰ→甲过程发生在 线粒体中 Ｂ．催化丙→乙→甲过程的酶与酶３、酶２相同 Ｃ．酶１、酶２和酶３催化的反应均伴有能量释放， 且乙→丙释放的能量最少 Ｄ．物质丙是构成ＲＮＡ的基本组成物质之一 　 　 〔变式训练２〕　 （２０２４·广东佛山市质检）ＡＴＰ合 酶是合成ＡＴＰ所需要的酶，分子结构由突出于膜外的 亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成。当Ｈ ＋顺 浓度梯度穿过ＡＴＰ合酶时，该酶能促使ＡＤＰ与Ｐｉ形 成ＡＴＰ。下列关于ＡＴＰ合酶的分析，错误的是（Ｃ ） Ａ． ＡＴＰ合酶在线粒体、叶绿体内都有分布 Ｂ． ＡＴＰ合酶既具有催化作用，同时也具有运输 作用 Ｃ． ＡＴＰ和ＡＤＰ的相互转化过程都需要ＡＴＰ合酶 的催化 Ｄ． ＡＴＰ合酶催化ＡＤＰ和Ｐｉ形成ＡＴＰ时，伴随着 能量的储存 细胞内ＡＴＰ产生与消耗的生理过程及场所 细胞膜消耗ＡＴＰ：主动运输、胞吞、 胞吐  叶绿体 产生ＡＴＰ：光反应 消耗ＡＴＰ：暗反应和自身ＤＮＡ复制、转录、蛋白质{ 合成等 细胞质  基质 产生ＡＴＰ：细胞呼吸第一阶段 消耗ＡＴＰ：{ 许多生化反应的进行  核糖体消耗ＡＴＰ： 蛋白质的合成  细胞核消耗ＡＴＰ：ＤＮＡ复制、 转录等  线粒体 产生ＡＴＰ：有氧呼吸第二、第三阶段消耗ＡＴＰ：自身ＤＮＡ复制、转录、{ 蛋白质合成等 高尔  基体 消耗ＡＴＰ：植物细胞形成细胞壁、动物细胞形成分{ 泌物等生命活动  内质网消耗ＡＴＰ：有机物的合成、加工、 运输等 PQRS5TUVW ; ｜ < ｜ = ｜ > ｜ "?@:ABCDE ｜ 　 　 阅读下列材料，回答下列问题： 酶的“锁钥”学说与“诱导契合”学说 “锁钥”学说认为，酶具有与底物相结合的互补结 构。“诱导契合”学说认为，酶在与底物结合之前，  空 间结构不完全与底物互补，在底物的作用下，  可诱导酶 出现与底物相结合的互补空间结构，  继而完成酶促  反应①。 为验证上述两种学说，科研人员利用枯草杆菌蛋 白酶（Ｓ酶）进行研究。  该酶可催化两种结构不同的底 物ＣＴＨ和ＣＵ  水解②，且与两者结合的催化中心位置 相同。科研人员进行了４组实验，绘制出反应曲线，如 图所示                                                                          。 !&* ( ( ( ( ( ( ( ! ( ( ( " ( ( ( ! ( ( ( # , - . / 0 1 ( 2 3 + 4 注：ＳＣＴＨ表示催化ＣＴＨ反应后的Ｓ酶，ＳＣＵ表示催 化ＣＵ反应后的Ｓ酶。 （１）“诱导契合”学说在“锁钥”学说的基础上提 出：酶与底物结合时，　 　 （酶的）空间结构会发生相 应改变。 （２）为更直观地呈现实验过程和结果，科研人员 用字母和箭头表示反应简式（Ｐ表示反应产物），  则实 验①可以表示为Ｓ酶＋ ＣＴＨ→ＳＣＴＨ＋ Ｐ ③。请参照实验 ①的写法，写出实验③的反应简式：　 　 （Ｓ酶＋ ＣＵ→ ＳＣＵ ＋ Ｐ）ＳＣＵ ＋ ＣＴＨ→ＳＣＵ ＋ Ｐ（或ＳＣＵ ＋ ＣＴＨ→ＳＣＴＨ ＋ Ｐ）。 （３）根据上述学说内容，对比①和②两组实验结 果，出现该结果的原因可能是　 Ｓ酶的空间结构可以 在不同底物的诱导下发生相应改变，适应与不同底物 的结合，该结果支持“　 　 诱导契合”学说。 （４）为进一步探究ＳＣＴＨ不能催化ＣＵ水解的原因 是ＳＣＴＨ失去活性，还是出现空间结构的固化，请设计一 个补充实验，写出实验思路。 　 　 。 　 　 【解题策略】 获取 信息 信息①（“诱导契合”学说认为酶与底物结合时，  空间结构会发生相应改变）； 信息②（Ｓ酶能催化底物ＣＴＨ和ＣＵ水解）；信息③（实验①可以表示为Ｓ酶＋ ＣＴＨ→ ＳＣＴＨ  ＋ Ｐ）； 题图信息（Ｓ酶能催化ＣＴＨ、ＣＵ水解，ＳＣＵ能 催化ＣＴＨ水解，ＳＣＴＨ不能催化ＣＵ水解  ） 信息 知识 ↓             整合 （１）结合信息①得出答案； （２）实验③为催化ＣＵ反应后的Ｓ酶（ＳＣＵ） 能催化ＣＴＨ反应，根据信息②和信息③， 对实验③反应式进行仿写； （３）Ｓ酶可催化两种结构不同的底物ＣＴＨ 和ＣＵ→ Ｓ酶的空间结构发生改变→符合 “诱导契合”学说； （４）实验思路：ＳＣＴＨ和ＣＴＨ进行反应，检测 反应产物的生成量。预期结果：若ＳＣＴＨ能催 化ＣＴＨ水解，那么ＳＣＴＨ出现空间结构的固 化；若ＳＣＴＨ不能催化ＣＴＨ水解，则为ＳＣＴＨ  失活 F ｜ : ｜ G ｜ H １．（２０２３·浙江卷）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 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 甲中溶液 （０． ２ ｍＬ） 肝脏 提取液 ＦｅＣｌ３ 蒸馏水 乙中溶液 （２ ｍＬ） Ｈ２Ｏ２ 溶液 Ｈ２Ｏ２ 溶液 Ｈ２Ｏ２ 溶液 不同时 间测定 的相对 压强 （ｋＰａ） ０ ｓ ０ ０ ０ ５０ ｓ ９． ０ ０ ０ １００ ｓ ９． ６ ０． １ ０ １５０ ｓ ９． ８ ０． ３ ０ ２００ ｓ １０． ０ ０． ５ ０． １ ２５０ ｓ １０． ０ ０． ９ ０． １ 下列叙述错误的是 （Ｃ ） 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 ２．（２０２３·广东卷）中国制茶工艺源远流长。红茶制 作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚 氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成 的关键。下列叙述错误的是 （Ｃ ） Ａ．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚 接触 Ｂ．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性 Ｃ．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性 Ｄ．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶 品质 ３．（２０２３·浙江卷）某同学研究某因素对酶活性的影 响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于４５ ℃ 水浴１２ ｍｉｎ，酶活性丧失５０％；己糖激酶溶液中加 入过量底物后置于４５ ℃水浴１２ ｍｉｎ，                                                                          酶活性仅丧失 !'! ! " # $ % & ' ( ) * + ( ３％。该同学研究的因素是 （Ｂ ） Ａ．温度　 　 　 　 　 　 　 　 Ｂ．底物 Ｃ．反应时间 Ｄ．酶量 ４．（２０２３·天津卷）衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则 其需要从宿主细胞体内摄取的物质是 （Ｄ ） Ａ．葡萄糖 Ｂ．糖原 Ｃ．淀粉 Ｄ． ＡＴＰ ５．（２０２２·全国乙卷）某种酶Ｐ由ＲＮＡ和蛋白质组成， 可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组 分催化反应所需的条件。某同学进行了下列５组实 验（表中“＋”表示有，“－”表示无）。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 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 （Ｃ ） Ａ．酶Ｐ必须在高浓度Ｍｇ２ ＋条件下才具有催化活性 Ｂ．蛋白质组分的催化活性随Ｍｇ２ ＋浓度升高而升高 Ｃ．在高浓度Ｍｇ２ ＋条件下ＲＮＡ组分具有催化活性 Ｄ．在高浓度Ｍｇ２ ＋条件下蛋白质组分具有催化活性 ６．（２０２２·北京卷）在北京冬奥会的感召下，一队初学 者进行了３个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体 重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测 集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度， 结果如图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单 位时间内 （Ｂ ） Ａ．消耗的ＡＴＰ不变 Ｂ．无氧呼吸增强 Ｃ．所消耗的ＡＴＰ中来自有氧呼吸的增多 Ｄ．骨骼肌中每克葡萄糖产生的ＡＴＰ增多 ７．（２０２２·湖南卷）洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他 成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱 性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失活。此外，加 热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错 误的是 （Ｂ ） Ａ．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活 Ｂ．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的 Ｃ．添加酶稳定剂可提高碱性蛋白酶洗涤剂的去污 效果 Ｄ．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境 污染 温馨提示：复习至此，请完成练案［７］                                                     微专题二　 实验技能专题 　 　 一、实验设计遵循的原则 １．科学性原则 （１）选材科学性：如鉴定还原糖的实验中不能以 西瓜汁为实验材料，因为西瓜汁的红色会干扰颜色 反应。 （２）实验方法科学性：如使用双缩脲试剂时应先 加入Ａ液，再加入Ｂ液。 ２．单一变量原则和等量原则 二者是完全统一的，只不过强调的侧重点不同，前 者强调的是自变量的单一性即实验组和对照组相比只 能有一个变量，而后者强调的是除了自变量之外的一 切对实验结果有影响的无关变量，必须严格控制在适 宜且等量条件下，以平衡和消除无关变量对实验结果 的影响。 ３．平行重复原则 为减小实验误差应进行多次实验，如探究培养液 中酵母菌种群数量动态变化的实验中，每次计数都要 重复至少３次                。 !'" 散，Ｂ错误；Ａ侧表示胃腔，口服甲载体抑制剂抑制甲载体运输 Ｈ ＋，可治疗胃酸分泌过多，Ｃ正确；乙载体利用Ｈ ＋浓度差驱 动ＡＴＰ的合成，则最可能位于线粒体的内膜中，Ｄ正确。故 选Ｂ。 ３． Ｃ　 由图可知，在一定的浓度范围内，葡萄糖的转运速率与葡萄 糖浓度持续呈正相关，当达到一定浓度后，葡萄糖的转运速率 受到了其他因素（如：转运蛋白）的限制，Ａ错误；由题中信息可 知，葡萄糖的跨膜转运不一定需要能量，即不一定伴随着ＡＴＰ 的水解，Ｂ错误；由曲线分析可知，仅存在葡萄糖的情况比同时 存在一定浓度的半乳糖时葡萄糖的转运速率高，所以半乳糖对 葡萄糖的转运具有抑制的作用，Ｃ正确；转运蛋白具有专一性， 且根据“半乳糖的浓度稳定”可知，转运葡萄糖的转运蛋白不能 转运半乳糖，Ｄ错误。故选Ｃ。 ４． Ｃ　 由题图分析可知：外膜转运甘露糖的方式为协助扩散，需 要借助选择性孔蛋白，无须消耗ＡＴＰ，Ａ正确；由题图分析可 知：甘露糖从周质间隙中运输到细胞内借助载体蛋白，需要消 耗ＡＴＰ，所以此方式是主动运输，Ｂ正确；由题图分析可知：周 质蛋白与主动运输泵的结合具有特异性（结合点在图中周质 蛋白右侧），Ｃ错误；革兰氏阴性菌的细胞界限由三部分—— 内膜、外膜和周质间隙（细胞间质）组成，而革兰氏阳性菌只有 单层膜，所以革兰氏阴性菌较阳性菌可能更具有耐药性，Ｄ正 确。故选Ｃ。 ５． Ａ　 ｔ１时，水分子进出花瓣细胞的速率相等，Ａ错误；ｔ０ ～ ｔ１时间 内花瓣细胞液浓度与Ａ溶液浓度的比值越来越大，说明溶质微 粒可以进入细胞，导致细胞液浓度越来越大，Ｂ正确；ｔ２ 时，细胞 液渗透压与Ａ溶液渗透压的比值等于３，则花瓣细胞的吸水能 力大于ｔ０时，Ｃ正确；在ｔ１之前细胞液渗透压与Ａ溶液渗透压的 比值小于１，则花瓣细胞先发生质壁分离，ｔ１ ～ ｔ２ 时细胞液渗透 压与Ａ溶液渗透压的比值大于１，花瓣细胞自动复原，Ｄ正确。 故选Ａ。 ６． Ｂ　 Ｈ ＋在Ｈ ＋ － ＡＴＰ酶的作用下运出细胞，但会在蔗糖－ Ｈ ＋同 向运输器的作用下再进入细胞中，故质外体的ｐＨ是相对稳定 的状态，Ａ错误；高等植物细胞间可以形成通道，细胞间可通过 通道（途径①）进行信息交流，Ｂ正确；载体蛋白只容许与自身 结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生 自身构象的改变，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相 适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，不需要结合，Ｃ错 误；加入Ｈ ＋ － ＡＴＰ酶抑制剂会影响Ｈ ＋运出细胞，进而影响细 胞对蔗糖的吸收，Ｄ错误。故选Ｂ。 ７． Ｄ　 该物质运输过程体现了细胞膜的选择透过性，这是细胞膜 的功能特点，Ａ错误；在质子—蔗糖共转运蛋白中，Ｈ ＋的运输是 协助扩散，不消耗能量，而蔗糖的运输需要消耗能量，直接消耗 的是质子的电化学势能，属于主动运输，Ｂ错误；蔗糖的运输需 要消耗能量，属于主动运输，Ｏ２ 浓度对植物细胞运输蔗糖的速 率有影响，Ｃ错误；质子泵通过主动运输逆浓度梯度运输质子， 使膜内外的Ｈ ＋浓度差得以维持，Ｄ正确。故选Ｄ。 ８．（１）哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器　 １５０　 蛋白质和磷脂　 （２）小于　 红细胞甲失水量小，细胞渗透压较 低，细胞吸水能力较弱　 （３）红细胞膜上存在水通道蛋白，肝细 胞膜上无水通道蛋白 解析：（１）哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，只 有细胞膜一种生物膜；由图示知，猪的红细胞在浓度为 １５０ ｍｍｏｌ ／ Ｌ的ＮａＣｌ溶液中时，细胞体积与初始体积之比为１， 细胞的体积不变，说明浓度为１５０ ｍｍｏｌ ／ Ｌ的ＮａＣｌ溶液为猪红细 胞的等渗溶液；在低渗溶液中，猪红细胞吸水涨破并释放内容 物后，剩余的部分主要是细胞膜，其主要成分是蛋白质和磷脂。 （２）将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在Ａ点和Ｂ点对应浓 度的ＮａＣｌ溶液中，一段时间后，红细胞甲的体积与初始体积之 比大于红细胞乙的体积与初始体积之比，说明红细胞甲的失水 量小于红细胞乙，细胞渗透压较低，细胞吸水能力较弱，所以红 细胞甲的吸水能力小于红细胞乙。 （３）水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜 运输，提高水分子的运输效率。由此可推知红细胞吸水涨破所 需的时间少于肝细胞，其原因可能是红细胞膜上存在水通道蛋 白，肝细胞膜上无水通道蛋白。 情境拓展一　 信号识别与囊泡运输　 主动运输三种类型 针对训练 １． Ｃ　 信号肽（ＳＰ）是由控制“信号肽”（ＳＰ）合成的脱氧核苷酸序 列合成的，所以分泌蛋白基因中有控制ＳＰ合成的脱氧核苷酸 序列，Ａ正确；经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含“信号 肽”，说明在内质网腔内“信号肽”被切除，进而说明内质网腔内 含有能在特定位点催化肽键水解的有机物（酶），Ｂ正确；ＳＲＰ 与ＳＰ结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，ＳＰ 合成缺陷的细胞中，不会合成ＳＰ，因此不会进入内质网中，Ｃ错 误；由“经囊泡包裹离开内质网的蛋白质一般无活性”可推测这 些蛋白质可能还需要在高尔基体内进一步加工，Ｄ正确。 ２． Ｃ　 由图示可知，转运物质Ａ的蛋白质复合体具有催化功能，可 催化ＡＴＰ水解释放能量，Ａ正确；物质Ａ的跨膜运输所需ＡＴＰ 可以产生于细胞质基质（有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸）和线 粒体（有氧呼吸第二、第三阶段），Ｂ正确；由于能吸收光，所以 膜上含有光合色素，因此物质Ｄ的转运方式常存在于高等植物 细胞中，但不存在于高等动物中，Ｃ错误；由图分析可知，物质Ｂ 转运是低浓度到高浓度，即为主动运输，需要载体蛋白的参与， 物质Ｂ和物质Ｃ的转运协同运输，故物质Ｃ也需要载体蛋白的 参与，Ｄ正确。 第三单元　 细胞的能量供应和利用 第１讲　 酶和ＡＴＰ 考点一　 酶的本质、作用和特性 必备知识·夯实基础 知识巩固 １．（１）①—ｅ　 ②—ａ　 ③—ｃ　 ④—ｄ　 ⑤—ｂ　 （２）蛋白质　 ＲＮＡ 　 氨基酸　 核糖核苷酸　 核糖体　 催化作用　 （３）①常态　 活 跃　 ②降低化学反应的活化能　 ③Ｙ、Ｘ　 无酶催化条件下反应 所需要的活化能、酶降低的活化能　 向上 ２．（１）几乎不分解　 对照　 少量　 促进过氧化氢　 发亮　 过氧化 氢酶　 燃烧猛烈　 （２）高温９０ ℃处理，无机催化剂和过氧化氢 酶　 单位时间内产生气泡的多少　 温度 ３．（１）高效性　 快速　 （２）一种或一类　 有条不紊　 （３）比较温 和　 空间结构　 失活　 降低 思维辨析 （１）× 　 （２）× 　 （３）× 　 （４）× 延伸探究 １．不相同。Ａ酶活性不变，能抵抗蛋白酶的降解，则化学本质不是 蛋白质而是ＲＮＡ；Ｂ酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则化学本质 为蛋白质。 ２． Ｂ酶被降解的过程中其分子结构发生改变，从而使其活性丧失。 ３．应选用ＲＮＡ水解酶处理。 ４．该图为最适温度下的物质变化，适当降低反应温度，达到反应 平衡的时间会延长，Ｔ２值会增大。 剖析难点·考点突破 精准命题 　 　 例１：Ｄ　 淀粉酶是生物催化剂，盐酸是无机催化剂，都可以降 低化学反应的活化能来催化淀粉水解，Ｄ错误。 变式训练１：Ａ　 升高温度的原理是提供能量，加酶的原理是 降低化学反应所需的活化能，作用机理不同，Ａ错误；高温、强酸、 强碱都会导致蛋白质的空间结构改变而使其失活，唾液淀粉酶的 化学本质是蛋白质，Ｂ正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，唾 液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反 应底物，Ｃ正确；唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，蛋白质能够与 双缩脲试剂反应显紫色，Ｄ正确。 例２：Ｃ　 分析题图可知，图１、图２、图３中相关因素分别是底物 浓度、温度、ｐＨ，Ｄ错误；图１中限制ＡＢ段酶促反应速率的因素是底 物浓度，限制ＢＣ段酶促反应速率的因素是酶的量等其他因素，Ａ错 误；图２中Ｄ点时酶活性受抑制，但其空间结构未被破坏，Ｂ错误。 变式训练２：Ａ　 图①无抑制剂，酶正常催化化学反应，①对应 图④中的Ⅰ；图②有竞争性抑制剂，                                                                          底物与抑制剂竞争酶的活性 —１２５— 位点，化学反应速率变慢，可以通过提高底物浓度来解除抑制，② 对应图④中的Ⅱ；图③有非竞争性抑制剂，抑制剂与酶变构部位 结合后，酶与底物不能结合，不能通过增加底物浓度来解除抑制， ③对应图④中的Ⅲ，Ｂ、Ｃ、Ｄ三项错误，Ａ项正确。 考点二　 探究影响酶活性的条件 必备知识·夯实基础 知识巩固 １．（１）淀粉的水解　 是否出现蓝色及蓝色的深浅　 （２）蓝色　 无 蓝色出现　 蓝色 ２．（１）２Ｈ２Ｏ２ →过氧化氢酶２Ｈ２Ｏ ＋ Ｏ２ 　 带火星的卫生香燃烧　 （３）适宜的ｐＨ　 ｐＨ偏低或偏高 思维辨析 （１）× 　 （２）× 延伸探究 １．先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一 开始就是预设的温度。 ２．最适温度 ３．因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 剖析难点·考点突破 精准命题 　 　 例１：Ｂ　 低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸 组成，也不会导致酶变性失活，Ａ错误；酶具有高效性，故稀释１００ 万倍的淀粉酶仍有催化能力，Ｂ正确；酶活性的发挥需要适宜条 件，在一定ｐＨ范围内，随着ｐＨ升高，酶活性升高，超过最适ｐＨ 后，随ｐＨ增加，酶活性降低甚至失活，Ｃ错误；淀粉酶的本质是蛋 白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解， 则淀粉的水解速率会变慢，Ｄ错误。 变式训练１：Ｂ　 “探究ｐＨ对过氧化氢酶活性的影响”实验 中，应在加入酶之后先分别加入不同ｐＨ的缓冲液，调节酶所处的 ｐＨ为预设ｐＨ，然后再加入底物，因此①和②不能对调，Ａ错误，Ｂ 正确；探究过氧化氢酶的最适ｐＨ，应设置一系列等浓度梯度的磷 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。 例２：Ｃ　 分析②③组可知，没有添加ＣａＣｌ２，降解率为０，说明 该酶的催化活性依赖于ＣａＣｌ２，Ａ正确；分析①②变量可知，ｐＨ均 为９，都添加了ＣａＣｌ２，温度分别为９０ ℃、７０ ℃，故自变量为温度， Ｂ正确；②组酶的活性最高，此时ｐＨ为９，温度为７０ ℃，但由于温 度梯度、ｐＨ梯度较大，不能说明最适温度为７０ ℃，最适ｐＨ为９，Ｃ 错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其 他反应物还需补充实验，Ｄ正确。 变式训练２：（１）淀粉酶降低了化学反应的活化能　 （２）将相 同温度的淀粉与淀粉酶溶液混匀并开始计时　 碘液　 （３）２０ ℃ 　 每个温度下做多组平行实验　 强酸会导致蛋白质变性，能使淀粉 酶失去活性　 （４）会改变自变量温度，从而影响实验结果 解析：（１）酶的作用机理是降低化学反应的活化能，故淀粉酶 能分解淀粉的作用机理是淀粉酶降低了化学反应的活化能。 （２）为了排除其他因素的干扰，表中①处的操作为将相同温 度的淀粉与淀粉酶溶液混匀并开始计时。图中滴加的②是碘液， 用于判断淀粉的水解程度。 （３）酶活性越高，反应速率越快，所需时间越短，当碘液颜色 相近时，２０ ℃条件下的时间短于６０ ℃条件下的，说明在２０ ℃下 酶的活性更高。为减小实验误差，本实验中可采取的措施是每个 温度下做多组平行实验。由于强酸会导致蛋白质变性而使酶失 活，因此实验中滴加盐酸能终止反应。 （４）高温下淀粉无法与碘液形成稳定的蓝色复合物，因此常 见的处理办法是将各组试管都冷却至０ ℃后，再滴加碘液。但这 样操作会改变温度，从而影响实验结果，而加入盐酸和用多孔反 应板进行颜色反应恰好可以规避这个问题。 考点三　 细胞的能量“货币”ＡＴＰ 必备知识·夯实基础 知识巩固 １． Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ　 腺嘌呤　 磷酸基团　 腺苷　 特殊的化学键　 磷酸基团　 高能磷酸化合物　 不稳定　 少　 直接能源物质 ２．细胞质基质、线粒体、叶绿体　 细胞质基质、线粒体　 光能　 放 能　 暗反应 ３．酶活性　 磷酸化　 空间结构　 吸能　 放能 思维辨析 （１）× 　 （２）√　 （３）× 　 （４）√　 （５）× 延伸探究 １．由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得 这种特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ＡＴＰ而与其 他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊化学键容易 水解。 ２． ＡＴＰ与ＡＤＰ时刻不停地发生相互转化，并且处于动态平衡 之中。 ３．萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在ＡＴＰ提供 能量的前提下，荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧 化荧光素。 剖析难点·考点突破 精准命题 　 　 例１：Ａ　 ①代表腺嘌呤，而ＡＴＰ中的“Ａ”代表腺苷，腺苷是由 腺嘌呤和核糖结合而成的；Ａ错误；④和⑤之间特殊的化学键的形 成过程总需要获取能量，因此总是与放能反应相关联，Ｂ正确； ＡＴＰ中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ＡＴＰ的含量不 变，故磷酸基团⑤很快就会被３２Ｐ标记，Ｃ正确；细胞癌变后细胞代 谢增强，ＡＴＰ和ＡＤＰ的转化加快，Ｄ正确。 变式训练１：Ａ　 蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合 成ＡＴＰ，Ａ错误。 例２：Ｃ　 图中甲为ＡＤＰ，大肠杆菌是原核生物，细胞中没有线 粒体，Ａ错误；酶具有专一性，酶２和酶３分别是催化甲→乙和乙 →丙的酶，催化丙→乙→甲过程的酶是另两种酶，它们不相同， Ｂ错误；物质丙为腺苷（由腺嘌呤和核糖组成），物质乙为腺嘌呤 核糖核苷酸，物质乙是构成ＲＮＡ的基本组成物质之一，Ｄ错误。 变式训练２：Ｃ　 在线粒体基质和线粒体内膜、叶绿体类囊体 薄膜上都能合成ＡＴＰ，因此在线粒体和叶绿体中均有ＡＴＰ合酶，Ａ 正确；结合题干信息“当Ｈ ＋顺浓度梯度穿过ＡＴＰ合酶时，该酶能 促使ＡＤＰ与Ｐｉ形成ＡＴＰ”，可推测ＡＴＰ合酶既具有催化作用又具 有运输作用，Ｂ正确；ＡＴＰ合酶能催化ＡＤＰ与Ｐｉ形成ＡＴＰ，不能催 化ＡＴＰ水解，ＡＴＰ转化为ＡＤＰ的过程中，需要能够水解ＡＴＰ的酶 的参与，Ｃ错误；ＡＴＰ合酶催化ＡＤＰ与Ｐｉ形成ＡＴＰ时，能量储存 在远离Ａ的特殊化学键中，Ｄ正确。 素养提升·强化思维 情境试题　 规范作答 　 　 （１）（酶的）空间结构　 （２）（Ｓ酶＋ ＣＵ→ＳＣＵ ＋ Ｐ）ＳＣＵ ＋ ＣＴＨ→ ＳＣＵ ＋ Ｐ（或ＳＣＵ ＋ ＣＴＨ→ＳＣＴＨ ＋ Ｐ）　 （３）Ｓ酶的空间结构可以在不同 底物的诱导下发生相应改变，适应与不同底物的结合　 诱导契合　 （４）用ＳＣＴＨ和ＣＴＨ进行反应（加入ＣＴＨ），检测反应产物的生成量 真题再现 １． Ｃ　 Ｈ２Ｏ２ 分解产物是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，甲中溶液是酶或无机催化剂等， 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２ ｍＬ，则最终产生的相对压强应相 同，据表可知，２５０ ｓ之前（２００ ｓ）Ⅰ组反应已结束，但Ⅱ组和Ⅲ 组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强１０． ０，故２５０ ｓ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。故选Ｃ。 ２． Ｃ　 红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶 与茶多酚接触，Ａ正确；发酵过程的实质就是酶促反应过程，需 要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活 性，才能获得更多的茶黄素，Ｂ正确；酶的作用条件较温和，发酵 时有机酸含量增加会影响多酚氧化酶的活性，Ｃ错误；高温条件 会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影 响茶品质，Ｄ正确。故选Ｃ。 ３． Ｂ　 由题干可知，两组实验的温度都为４５ ℃，所以研究的因素 不是温度，Ａ错误；由题干分析，己糖激酶溶液置于４５ ℃水浴 １２ ｍｉｎ，酶活性丧失５０％；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于 ４５ ℃水浴１２ ｍｉｎ，酶活性仅丧失３％。                                                                          这两组实验的不同条件 —２２５— 在于是否加入底物。所以研究的因素是底物，Ｂ正确；由题干可 知，两组实验的反应时间均为１２ ｍｉｎ，所以研究的因素不是反应 时间，Ｃ错误；由题干可知，两组实验的酶量一致，所以研究的因 素不是酶量，Ｄ错误。故选Ｂ。 ４． Ｄ　 细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原 体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺乏能量，ＡＴＰ 是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物 质是ＡＴＰ，Ｄ正确，Ａ、Ｂ、Ｃ错误。故选Ｄ。 ５． Ｃ　 第①组中，酶Ｐ在低浓度Ｍｇ２ ＋条件下，有产物生成，说明酶 Ｐ在该条件下具有催化活性，Ａ错误；第③组和第⑤组对照，无 关变量是底物和蛋白质组分，自变量是Ｍｇ２ ＋浓度，无论是高浓 度Ｍｇ２ ＋条件下还是低浓度Ｍｇ２ ＋条件下，两组均没有产物生成， 说明蛋白质组分无催化活性，Ｂ、Ｄ错误；第②组和第④组对照， 无关变量是底物和ＲＮＡ组分，自变量是Ｍｇ２ ＋浓度，第④组在高 浓度Ｍｇ２ ＋条件下有产物生成，第②组在低浓度Ｍｇ２ ＋条件下，没 有产物生成，说明在高浓度Ｍｇ２ ＋条件下ＲＮＡ组分具有催化活 性，Ｃ正确。 ６． Ｂ　 滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ＡＴＰ增多，Ａ错误； 人体无氧呼吸的产物是乳酸，分析题图可知，与集训前相比，集 训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑 雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，Ｂ正确；分析题图 可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此 可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼 吸增强，故所消耗的ＡＴＰ中来自无氧呼吸的增多，Ｃ错误；消耗 等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ＡＴＰ多于无氧呼吸，而滑雪过 程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄 糖产生的ＡＴＰ减少，Ｄ错误。 ７． Ｂ　 由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降 解（自溶）失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失 活，Ａ正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部 分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状 态，因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的，Ｂ错误；碱性 蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性 蛋白酶失活，会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果，添加酶稳 定剂可提高碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，Ｃ正确；酶具有高效 性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸，具有很强的 分解蛋白质的能力，可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍， 添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，Ｄ正确。 练案［７］ Ａ组 １． Ｂ　 包衣可以保护酶不被破坏，胃蛋白酶在胃中起作用，胰酶 （含脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶）在小肠中起作用，双层包衣和酶 的分层设计，以便不同的酶在不同部位释放并发挥作用，而咀 嚼服用可能会影响酶的活性，Ａ正确；双层包衣有利于不同的酶 在相应的场所起作用，胃蛋白酶起作用的部位在胃内，而胰蛋 白酶起作用的部位在小肠，Ｂ错误；多酶片中的酶具有催化作 用，其催化作用的原理是降低食物水解所需的活化能，Ｃ正确； 双层包衣和酶的分层设计，可使不同的酶在不同部位释放并发 挥作用，进而使酶充分发挥催化作用，Ｄ正确。故选Ｂ。 ２． Ｃ　 由图像横坐标和各曲线标注可知，淀粉溶液浓度和无机盐 种类是本实验的自变量，Ａ正确；根据图示分析可知，Ｑ点和Ｐ 点的淀粉水解速率相同，但Ｑ点对应的淀粉溶液浓度更大，所 以Ｑ点条件下淀粉完全水解所需的时间比Ｐ点长，Ｂ正确；甲 组反应速率更快，说明Ｃｌ －能提高淀粉酶降低淀粉水解的活化 能的效果，Ｃ错误；Ｃｕ２ ＋是重金属离子，会使淀粉酶发生空间结 构改变而变性，从而降低反应速率，不是通过与淀粉竞争酶分 子上的活性中心来降低反应速率，Ｄ正确。故选Ｃ。 ３． Ｂ　 多酚氧化酶只能催化茶多酚氧化，是因为酶具有专一性，Ａ 错误；据题意可知，绿茶能保持绿色与短时间内高温破坏多酚 氧化酶空间结构有关，Ｂ正确；杀青就是利用适当的高温钝化酶 的活性，在短时间内制止由酶引起的一系列化学变化，形成绿 茶绿叶绿汤的品质特点。高温导致蛋白质变性，蛋白质结构变 得伸展松散，暴露出的肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应，故 杀青后，多酚氧化酶能与双缩脲试剂发生紫色反应，Ｃ错误；酶 在催化反应过程中可以降低化学反应所需的活化能，不提供能 量，Ｄ错误。故选Ｂ。 ４． Ｃ　 过氧化氢加热易分解，不适合作为反应物探究温度对酶活 性的影响，①不合理；可溶性淀粉溶液可以直接被无机催化剂 Ｈ ＋水解，不适合作为反应物探究ｐＨ对酶活性的影响，②不合 理；新鲜的土豆浸出液含过氧化氢酶，可以与无机催化剂ＦｅＣｌ３ 对比来探究酶的高效性，③合理；碘液既不与蔗糖溶液反应，也 不与蔗糖的水解产物反应，不适合作为该实验的检测试剂，应 选用斐林试剂鉴定实验结果，④不合理。综上所述，①②④不 合理，Ｃ符合题意，Ａ、Ｂ、Ｄ不符合题意。故选Ｃ。 ５． Ｄ　 ＡＤＰ是ＡＴＰ水解掉一个磷酸基团形成的，ＡＴＰ与ＡＤＰ具有 相同的组成元素和核糖，均含有可转移的磷酸基团，Ａ错误； ＡＴＰ的合成过程需要吸收能量，所以适宜光照下，叶肉细胞内 的放能反应均伴随着ＡＴＰ的合成过程，Ｂ错误；分析图可知，蛋 白质被磷酸化激活的过程中，蛋白质需要连接一个磷酸分子， 所以周围环境中会有ＡＤＰ的积累，不会有磷酸分子的积累，Ｃ 错误；Ｃａ２ ＋逆浓度梯度进入细胞是主动运输需要消耗能量，因 此该过程需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变 化，Ｄ正确。故选Ｄ。 ６． Ｂ　 酶是由活细胞产生的有机物，绝大多数酶的化学成分是蛋 白质，少数酶是ＲＮＡ，①正确；酶的活性受到温度、ｐＨ等条件影 响，酶促反应与外界条件有关，酶在适宜条件下就能发挥催化 作用，②错误；和不加酶相比，酶能降低化学反应的活化能，且 酶只能催化一种或一类化学反应具有专一性、和无机催化剂相 比酶具有高效性等特性，③正确；酶是蛋白质或ＲＮＡ，蛋白质一 定含有Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ，ＡＴＰ含有Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ，不是所有的酶都含有 Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ，④错误；一个ＡＴＰ分子中，含有两个特殊的化学 键，⑤错误；植物细胞中叶绿体光反应阶段合成的ＡＴＰ，直接用 于暗反应阶段Ｃ３的还原，⑥错误；对于动物、真菌和绝大多数细 菌来说，细胞呼吸是其产生ＡＴＰ的唯一来源，少数细菌能进行 光合作用，光合作用也是产生ＡＴＰ的来源，⑦错误，Ａ、Ｃ、Ｄ错 误，Ｂ正确。故选Ｂ。 ７． Ｂ　 该题探究ｐＨ对酶活性的影响，应先将底物和酶设在达到实 验所要的ｐＨ值，再将相同ｐＨ值条件下的酶和底物混合，Ａ正 确；反应结束后，胰蛋白酶中的肽键还保持完整，但空间结构被 破坏，此时，向试管中加入双缩脲试剂可出现紫色反应，但这不 能检测出酶的作用效果，Ｂ错误；酶具有最适ｐＨ，在最适ｐＨ的 两侧，存在ｐＨ不同，其反应速率相同的情况，Ｃ正确；ｐＨ过低或过 高都会导致胰蛋白酶因空间结构被破坏而失活，Ｄ正确。故选Ｂ。 ８．（１）核糖　 两分子磷酸基团　 （２）ＡＴＰ与ＡＤＰ相互转化的能量 供应　 高效性　 （３）麦芽糖酶　 不需要 解析：（１）由题图知ＡＴＰ结构式中的五碳糖含有两个羟基为核 糖。若以ＡＴＰ为原料合成某种酶，该酶本质应为ＲＮＡ，此时 ＡＴＰ需要脱掉两分子磷酸基团。 （２）细胞中的ＡＴＰ含量虽然很低，但是细胞内ＡＴＰ与ＡＤＰ相互 转化的能量供应机制可以实现对细胞大量供能。因为酶具有 高效性，所以酶的含量虽然很低，但是也能够保证化学反应的 正常进行。 （３）两分子葡萄糖脱水形成的化合物为麦芽糖，所以若某类酶 促反应模型中产物是两分子葡萄糖，则图中的酶的名称应该为 麦芽糖酶，该过程不消耗能量，故该酶促反应过程是不需要ＡＴＰ 提供能量的。 Ｂ组 １． Ｄ　 据图可知，在相同ＡＴＰ浓度下，酶Ａ催化产生的反应速率相 对值最高，但ＡＤＰ和Ｐｉ的生成量与底物ＡＴＰ的量有关，在相同 ＡＴＰ浓度下，三者产生的最终ＡＤＰ和Ｐｉ量相同，Ａ错误；据图可 知，酶Ａ、酶Ｂ和酶Ｃ的最大反应速率分别是１ ２００、８００和４００， 各曲线达到最大反应速率一半时，三种酶需要的ＡＴＰ浓度分别 是１０、１０和１０，三者相同，Ｂ错误；据图可知，ＡＴＰ浓度相同时， 酶促反应速率大小为酶Ａ ＞酶Ｂ ＞酶Ｃ，Ｃ错误；当反应速率相 对值达到４００时，酶Ａ、酶Ｂ和酶Ｃ的所需要的ＡＴＰ浓度依次 增加，即酶Ａ所需要的ＡＴＰ浓度最低，Ｄ正确。故选Ｄ。 ２． Ｃ　 ＧＴＰ的水解会释放能量，因此该细胞信号传导过程属于细 胞中的吸能反应，Ａ错误；ＧＴＰ中的“Ｇ”表示鸟苷，由鸟嘌呤和 核糖组成，Ｂ错误；ＧＴＰ是由鸟嘌呤、核糖、磷酸组成，ＡＴＰ是由 腺嘌呤、核糖、磷酸组成，所以二者彻底水解的产物只有含氮碱 基是不同的，Ｃ正确；ＧＴＰ脱去两个磷酸基团后可以作为原料合 成ＲＮＡ，Ｄ错误。故选Ｃ                                                                          。 —３２５—