专题03 细胞的物质输入及输出、酶和ATP（期末真题汇编，山东专用）高三生物上学期

专题03 细胞的物质输入及输出、酶和ATP（期末备考试题） 4大高频考点概览 考点01 细胞的物质输入及输出 考点02 酶的本质作用及特性 考点03 影响酶活性的因素 考点04 ATP的结构和功能 地 城 考点01 细胞的物质输入及输出 一、单项选择题（每题6分，共36分） 1.（烟台2024高三期末）某生物兴趣小组借鉴教材渗透作用实验，向新鲜鱼鳔内注入适量质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液并扎紧口，称重后浸入质量浓度为0.05g/mL的蔗糖溶液中，每隔10分钟称重一次，发现鱼鳔重量逐渐增加，1小时后重量不再变化。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ） A. 鱼鳔重量增加的直接原因是蔗糖分子进入鱼鳔内 B. 1小时后鱼鳔重量不变，说明水分子不再进出鱼鳔 C. 若在外界溶液中加入蔗糖酶，鱼鳔重量增加速率会减慢 D. 该实验中鱼鳔相当于半透膜，其通透性与细胞膜完全相同 2.（胶州2023高三期末）紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞是观察质壁分离的理想材料，某同学将其置于不同处理条件下，观察细胞形态变化。下列关于该实验的叙述，不正确的是（ ） A. 实验前需用显微镜观察细胞的初始形态，作为对照 B. 若将细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液中，细胞液浓度会逐渐升高 C. 若将质壁分离的细胞置于清水中，原生质层恢复原状后会停止吸水 D. 若用根尖分生区细胞替代，也能观察到明显的质壁分离现象 3.（济南2024高三期末）神经细胞在产生兴奋时，细胞膜内外的Na⁺、K⁺浓度会发生变化，其膜内外离子分布如图。下列关于Na⁺、K⁺跨膜运输的叙述，正确的是（ ） A. 神经细胞静息时，Na⁺通过主动运输排出细胞 B. 神经细胞兴奋时，Na⁺通过离子通道进入细胞，属于协助扩散 C. K⁺通过K⁺泵进入细胞的过程，不消耗ATP D. 两种离子的运输方式相同，均需载体蛋白协助 4.（青岛2023高三期末）细胞膜上的载体蛋白分为离子泵和离子通道两类，离子泵具有ATP水解酶活性，能利用ATP能量运输离子；离子通道在特定刺激下开放，允许离子顺浓度梯度运输。下列关于植物根尖细胞吸收离子的叙述，错误的是（ ） A. 根尖细胞吸收NO₃⁻通常需要离子泵参与，属于主动运输 B. 缺氧会影响离子泵介导的离子吸收，对离子通道介导的吸收无影响 C. 温度升高会影响离子泵的活性，进而影响离子吸收速率 D. 离子通道开放的条件可能是细胞膜电位的变化或特定化学信号刺激 5.（淄博2024高三期末）将小鼠肝细胞置于不同浓度的NaCl溶液中培养，一段时间后测定细胞体积和细胞数量，结果如图。下列叙述正确的是（ ） A. 曲线甲代表细胞数量，曲线乙代表细胞体积 B. NaCl浓度低于a时，细胞吸水膨胀，部分细胞可能胀破 C. NaCl浓度为a时，细胞内外NaCl溶液浓度相等 D. 实验结果表明，细胞膜具有选择透过性和全透性 6.（潍坊2023高三期末）细胞摄取大分子物质时，会通过胞吞作用形成囊泡进入细胞；排出大分子时，囊泡与细胞膜融合将物质释放，即胞吐作用。下列关于胞吞和胞吐的叙述，正确的是（ ） A. 胞吞和胞吐不需要膜上蛋白质参与，仅与膜的流动性有关 B. 胞吞和胞吐过程中，物质跨膜层数为0层 C. 胞吞摄取的大分子物质，直接被溶酶体分解 D. 胞吐释放的物质一定是蛋白质等大分子物质 二、不定项选择题（每题8分，共32分） 7.（济宁2024高三期末）小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程如图。下列关于该过程的叙述，正确的是（ ） A. 葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，依赖Na⁺的浓度梯度 B. Na⁺-K⁺泵转运Na⁺和K⁺的过程，消耗的ATP来自细胞呼吸 C. 若细胞外Na⁺浓度降低，葡萄糖的吸收速率会下降 D. 葡萄糖进入细胞后，会顺浓度梯度通过自由扩散排出到组织液 8.（泰安2023高三期末）某同学将同一批紫色洋葱外表皮细胞分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，测定细胞液相对浓度（P值）随时间的变化，结果如图（文字描述：曲线①②③分别对应三种蔗糖浓度，①P值先升高后稳定，②P值基本不变，③P值先降低后稳定）。下列叙述正确的是（ ） A. 曲线①对应的蔗糖浓度最高，细胞失水最快 B. 曲线②对应的蔗糖浓度与细胞液初始浓度相等，无水分子进出 C. 曲线③对应的蔗糖浓度最低，细胞最终发生质壁分离复原 D. 三条曲线最终稳定时，细胞的吸水能力：①>②>③ 9.（威海2024高三期末）研究人员测定了不同氧气浓度对某植物根细胞吸收某离子速率的影响，结果如图。下列关于该实验的分析，合理的是（ ） A. 该离子的吸收方式可能为主动运输，需要能量和载体蛋白 B. 氧气浓度为0时，吸收速率不为0，可能依赖无氧呼吸供能 C. 吸收速率达到稳定后，限制因素可能是载体蛋白的数量 D. 若降低温度，图中稳定后的吸收速率会升高 10.（东营2023高三期末）载体蛋白和通道蛋白是细胞膜上两类重要的转运蛋白，载体蛋白转运物质时会发生构象变化，通道蛋白则形成亲水性通道供物质通过。下列关于两种蛋白的叙述，正确的是（ ） A. 载体蛋白和通道蛋白都具有特异性，只能转运特定物质 B. 协助扩散和主动运输都可能需要载体蛋白，而通道蛋白仅参与协助扩散 C. 载体蛋白转运物质的速率与物质浓度呈正相关，无饱和现象 D. 通道蛋白的开放和关闭受多种因素调控，具有可调节性 三、非选择题（共32分） 11. （枣庄2024高三期末）（16分）某生物小组以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料，探究“植物细胞的吸水和失水”实验，实验过程及部分结果如图。请结合实验回答下列问题： （1）该实验的自变量是________，实验中观察到的因变量是________（答出2点即可）。（4分） （2）图B细胞处于________状态，此时原生质层与细胞壁之间的液体是________，判断依据是________。（6分） （3）若将图B细胞置于清水中后，未观察到图C的复原现象，可能的原因是什么？请提出2点合理推测。（6分） 12.（日照2023高三期末）（16分）图甲为物质跨膜运输方式示意图；图乙为某细胞对不同物质的转运速率随物质浓度变化的曲线。请分析回答： （1）图甲中①②③代表的运输方式依次是________、________、________。其中需要载体蛋白协助的是________，需要消耗能量的是________。（5分） （2）图乙中曲线a对应图甲中的________运输方式，理由是________；曲线b对应图甲中的________运输方式，判断依据是________。（6分） （3）若图甲中③表示小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式，当细胞外葡萄糖浓度过高时，葡萄糖的运输速率会受到哪些因素限制？请简要说明。（5分） 地 城 考点02 酶的本质作用及特性 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题只有一个选项符合题目要求） 1.（2023年济南高三上学期期末考试题改编）新冠疫苗生产过程中需利用RNA聚合酶催化病毒RNA的合成，某研究团队对该酶的化学本质及合成场所进行了探究。关于新冠疫苗生产中所用RNA聚合酶的叙述，正确的是（ ） A. 该酶的化学本质一定是蛋白质，其合成场所是附着在内质网上的核糖体 B. 若该酶是RNA，其合成场所主要是细胞核，且可催化核糖核苷酸形成RNA C. 该酶催化反应时，能为RNA合成提供能量，降低反应的活化能 D. 该酶的活性受温度影响，低温会导致酶的空间结构被破坏 2.（2024年青岛高三上学期期末考试题改编）过氧化氢是细胞代谢的有害物质，过氧化氢酶可将其分解为水和氧气。某同学通过实验探究过氧化氢酶与Fe³⁺的催化效率，实验数据为命题依据。下列关于该实验的分析，错误的是（ ） A. 实验的自变量是催化剂的种类，因变量是单位时间内氧气的产生量 B. 过氧化氢酶的催化效率高于Fe³⁺，说明酶具有高效性 C. 若增加过氧化氢的量，两组实验的氧气产生总量都会增加 D. 该实验可证明酶的催化作用具有专一性 3.（2025年烟台高三上学期期末考试题改编）某科研团队研究蔗糖酶对不同底物的催化作用，绘制了反应速率随底物浓度变化的曲线，如图所示。结合图解分析，下列叙述正确的是（ ） A. 曲线①中反应速率达到平稳时，限制因素是底物浓度 B. 曲线②说明蔗糖酶对淀粉的催化作用具有高效性 C. 该实验可证明蔗糖酶的催化作用具有专一性 D. 若提高温度，曲线①的峰值会一定程度上升 4.（2024年临沂高三上学期期末考试题改编）在食品加工中，果胶酶可分解果胶，使果蔬汁更易榨取。研究人员探究了温度对果胶酶活性的影响，得到不同温度下酶活性相对值数据。下列关于温度对果胶酶活性影响的叙述，正确的是（ ） A. 低温下果胶酶活性低，是因为酶的空间结构被破坏 B. 最适温度下，果胶酶的活性最高，催化效率最强 C. 高温下果胶酶活性低，是因为酶的活性被抑制 D. 温度对果胶酶活性的影响是不可逆的 二、不定项选择题（本题共2小题，每小题6分，共12分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 5.（2023年淄博高三上学期期末考试题改编）细胞内存在多种酶，有的参与物质合成，有的参与物质分解。溶酶体内含有多种水解酶，过氧化物酶体内含有过氧化氢酶等氧化酶，二者均为具膜细胞器。关于溶酶体和过氧化物酶体中酶的叙述，正确的是（ ） A. 两类细胞器中的酶均由附着在内质网上的核糖体合成 B. 溶酶体中的水解酶可分解衰老、损伤的细胞器 C. 过氧化物酶体中的酶在细胞器外无法发挥催化作用 D. 两类细胞器中的酶活性都受温度和pH的影响 6.（2025年潍坊高三上学期期末考试题改编）某同学探究了pH和温度对胃蛋白酶活性的影响，胃蛋白酶的最适pH约为1.5，最适温度约为37℃，实验结果如图所示。结合图解及所学知识，下列叙述正确的是（ ） A. 图甲中，pH为3.0时胃蛋白酶活性较低，是因为酶的空间结构发生改变 B. 图乙中，温度为50℃时，若降至37℃，酶活性可恢复至最高水平 C. 图甲中，pH由1.5升至6.0，酶活性逐渐降低 D. 胃蛋白酶的活性受pH和温度的共同影响 三、非选择题（本题共2小题，每小题11分，共22分） 7.（2024年泰安高三上学期期末考试题改编）为探究酶的高效性，某生物兴趣小组以过氧化氢为底物，设置了三组实验：甲组加入2mL过氧化氢溶液+1mL蒸馏水；乙组加入2mL过氧化氢溶液+1mL FeCl₃溶液；丙组加入2mL过氧化氢溶液+1mL新鲜肝脏研磨液（含过氧化氢酶），观察各组气泡产生情况。请回答下列问题： （1）该实验的自变量是________，因变量是________。（4分） （2）预期实验结果：________组气泡产生最快最多，________组气泡产生最慢最少。（2分） （3）该实验中甲组的作用是________，乙组和丙组对比可证明________。（2分） （4）若实验中丙组未观察到明显气泡，可能的原因是什么？（答出两点即可）（3分） 8.（2023年济宁高三上学期期末考试题改编）某研究人员绘制了酶促反应速率受多种因素影响的综合曲线，如图所示。结合图解，回答下列问题： （1）图A中，曲线上升阶段的限制因素是________，平稳阶段的限制因素是________。（4分） （2）图B曲线说明，在底物充足时，酶促反应速率与酶浓度的关系是________。（2分） （3）图C曲线表明，酶的作用条件具有________性；若将实验温度升高10℃，曲线的峰值会向哪个方向移动？请说明理由。（5分）地 城 考点03 影响酶活性的因素 一、单项选择题（共8小题，每小题4分，共32分） 1.（2023年济南高三期末考试题改编）加酶洗衣粉是生活中常用的清洁用品，其有效成分中的蛋白酶、脂肪酶等活性直接影响去污效果。某家庭使用加酶洗衣粉时，发现不同水温下去污能力差异明显。下列关于水温对加酶洗衣粉中酶活性影响的叙述，正确的是（ ） A．低温下酶活性低是因为酶的空间结构被破坏 B．温水环境下酶活性最高，去污效果最佳 C．高温下酶活性丧失，且无法恢复 D．水温越高，酶促反应速率越快，去污能力越强 2.（2024年青岛高三期末考试题改编）人体消化道内存在多种消化酶，不同部位的消化酶适应不同的pH环境。胃蛋白酶主要在胃中发挥作用，胰蛋白酶主要在小肠中发挥作用。已知胃蛋白酶的最适pH约为2.0，胰蛋白酶的最适pH约为8.0。下列关于两种酶活性与pH关系的叙述，错误的是（ ） A．pH改变会影响酶活性中心的氨基酸残基质子化状态 B．在pH=7.0的环境中，胰蛋白酶活性高于胃蛋白酶 C．将胃蛋白酶转移至pH=8.0的环境中，活性会恢复 D．两种酶的最适pH差异与它们的生理功能环境相适应 3.（2025年烟台高三期末考试题改编）医学研究发现，某些药物通过抑制特定酶的活性发挥治疗作用。伊文斯蓝是一种常用的实验试剂，可与辣根过氧化物酶的活性位点结合，影响其催化功能。伊文斯蓝对辣根过氧化物酶活性的影响机制属于（ ） A．竞争性抑制 B．非竞争性抑制 C．激活作用 D．不可逆性抑制 4.（2023年潍坊高三期末考试题改编）某科研小组探究甲、乙、丙三种离子对α-淀粉酶活性的影响，将等浓度的三种离子溶液分别与α-淀粉酶混合，测定相对酶活性（加入离子后的活性/未加离子的活性×100%）分别为95%、93%、90%。下列相关说法正确的是（ ） A．三种离子均为酶的激活剂 B．实验中温度和pH应保持相同且适宜 C．离子通过改变底物结构影响酶活性 D．酶活性降低后无法降低化学反应活化能 5.（2024年淄博高三期末考试题改编）嗜热菌是生活在高温环境中的微生物，其体内的淀粉酶能在70℃以上保持活性；而嗜冷菌的淀粉酶在0℃时仍能发挥部分功能。关于不同来源淀粉酶的叙述，错误的是（ ） A．嗜热菌淀粉酶的最适温度高于普通淀粉酶 B．低温不会破坏嗜冷菌淀粉酶的空间结构 C．高温下嗜热菌淀粉酶的肽键会发生断裂 D．两种酶的结构差异与其适应的环境相关 6.（2025年临沂高三期末考试题改编）某同学进行“温度对酶活性影响”的实验，取3支试管分别加入2mL淀粉溶液，编号1、2、3，分别置于0℃、37℃、100℃水浴5min，再加入1mL唾液淀粉酶，继续保温10min后滴加碘液。实验预期的现象是（ ） A．1号试管蓝色最深，3号试管蓝色较浅 B．2号试管蓝色最深，1号试管蓝色较浅 C．3号试管蓝色最深，2号试管无蓝色 D．1号试管蓝色较浅，3号试管无蓝色 7.（2023年济宁高三期末考试题改编）缓冲溶液在酶促反应实验中常用，可维持反应体系pH的稳定。某实验小组在探究pH对过氧化氢酶活性影响时，向不同组加入等量缓冲液调节pH。加入缓冲液的目的是（ ） A．提供酶促反应所需的能量 B．避免反应过程中pH发生波动 C．作为酶促反应的底物 D．增强酶的空间稳定性 8.（2024年泰安高三期末考试题改编）米氏方程描述了底物浓度对酶促反应速率的影响，在低底物浓度时，反应速率随底物浓度增加而上升；达到一定浓度后，反应速率趋于稳定。反应速率趋于稳定的原因是（ ） A．酶的活性降低 B．底物浓度过高抑制酶活性 C．酶的数量有限，活性位点饱和 D．反应体系pH发生改变 二、不定项选择题（共4小题，每小题5分，共20分，多选、少选、错选均不得分） 9.（2025年日照高三期末考试题改编）下图为pH对胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响曲线，横坐标为pH（范围1-14），纵坐标为酶活性（相对值）。胃蛋白酶曲线起点为pH=1时活性约30%，在pH=2.0时达到峰值100%，pH超过3后迅速下降，pH=4时活性降至10%以下；胰蛋白酶曲线起点为pH=5时活性约20%，在pH=8.5时达到峰值100%，pH低于6或高于11时活性迅速下降至10%以下。根据图解分析，下列说法正确的是（ ） A．胃蛋白酶在酸性环境中活性较高，碱性环境中失活 B．pH=7.0时，胰蛋白酶活性高于胃蛋白酶 C．两种酶的活性与pH的关系均呈“钟形”曲线 D．随pH升高，胰蛋白酶活性先升高后降低 10.（2023年威海高三期末考试题改编）某科研团队探究温度和底物浓度对蔗糖酶活性的影响，实验设置不同温度梯度（20℃、30℃、40℃、50℃、60℃）和不同底物浓度梯度，测定单位时间内葡萄糖的生成量。下列实验结果分析正确的是（ ） A．在底物浓度充足时，40℃可能是蔗糖酶的最适温度 B．在20℃时，增加底物浓度可能提高反应速率 C．在60℃时，即使增加底物浓度，反应速率也不会提高 D．底物浓度为0时，酶活性也能通过检测得出 11.（2024年东营高三期末考试题改编）激活剂能提高酶的活性，如Ca²⁺可激活钙蛋白酶，使其由无活性状态转为活性状态；当Ca²⁺浓度降低后，钙蛋白酶又恢复为无活性状态。关于激活剂对酶活性影响的叙述，正确的是（ ） A．Ca²⁺通过改变钙蛋白酶的空间结构影响其活性 B．激活剂的作用效果与自身浓度相关 C．激活剂能降低酶促反应的活化能 D．钙蛋白酶的活性状态可逆，体现了酶的稳定性 12.（2025年枣庄高三期末考试题改编）某实验小组探究重金属离子Cu²⁺对过氧化氢酶活性的影响，设置对照组（不加Cu²⁺）和实验组（加入不同浓度Cu²⁺），测定酶活性，结果显示实验组酶活性均低于对照组，且浓度越高活性越低。下列分析正确的是（ ） A．Cu²⁺可能是过氧化氢酶的非竞争性抑制剂 B．实验组与对照组的温度应保持相同 C．增加底物浓度可消除Cu²⁺对酶活性的影响 D．Cu²⁺可能破坏了酶的活性中心结构 三、非选择题（共3小题，共48分） 13.（2023年济南高三期末考试题改编）α-淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，某生物兴趣小组为探究温度对α-淀粉酶活性的影响，设计了如下实验方案： Ⅰ取6支洁净试管，编号1-6，分别加入2mL质量分数为1%的淀粉溶液。 Ⅱ将1-3号试管置于0℃、37℃、100℃水浴锅中保温5min；4-6号试管分别加入1mLα-淀粉酶溶液，同样在上述温度下保温5min。 Ⅲ将对应温度的酶溶液倒入淀粉溶液中，摇匀后继续保温10min。 Ⅳ向每支试管中加入2滴碘液，观察颜色变化并记录。 回答下面的问题： （1）该实验的自变量是________，因变量是________。（4分） （2）步骤2中，酶溶液和淀粉溶液分别保温5min的目的是什么？（6分） （3）预期实验结果中，颜色最深的试管是________，原因是________；无明显蓝色的试管是________，原因是________。（8分） （4）若将步骤3中“继续保温10min”改为“继续保温60min”，推测1号试管的颜色会发生什么变化？请解释原因。（6分） 14.（2024年青岛高三期末考试题改编）下图为两种抑制剂（竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂）对酶促反应速率的影响曲线。回答下面的问题： （1）分析曲线b与曲线a的差异，说明竞争性抑制剂的作用机制。（6分） （2）比较曲线c与曲线a的差异，解释非竞争性抑制剂对酶促反应的影响。（6分） （3）医学上常用阿司匹林抑制环氧合酶的活性以减轻炎症，已知阿司匹林与环氧合酶的活性位点结合，使其无法与底物结合。请判断阿司匹林属于哪种类型的抑制剂，并说明依据。（6分） 15.（2025年烟台高三期末考试题改编）某工厂生产加酶洗衣粉，其主要成分是碱性蛋白酶，可有效分解衣物上的蛋白质污渍。为提高产品性能，研发人员探究pH和温度对碱性蛋白酶活性的影响，得到如下数据： 温度/℃\pH 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 30 65 78 85 72 60 40 72 86 95 88 75 50 68 80 88 80 68 60 50 62 70 62 50 注：表中数据为相对酶活性（%） 回答下面的问题： （1）根据表格数据，判断碱性蛋白酶的最适温度和最适pH分别是多少？请说明判断依据。（6分） （2）若工厂生产的加酶洗衣粉在冬季使用时去污效果不佳，结合实验数据分析可能的原因，并提出改进建议。（6分） （3）某消费者将加酶洗衣粉与洁厕灵（主要成分为盐酸，pH约为1）混合使用，发现去污效果明显下降，请解释原因。（4分） 地 城 考点04 ATP的结构和功能 一、单项选择题（每题只有一项符合题意） 1.（2024年山东省济南市高三上学期期末考试）短跑运动员在比赛过程中，肌肉细胞需要快速供能以维持高强度运动，其能量供应主要依赖ATP与ADP的快速转化。下列关于该过程中ATP的叙述，正确的是（ ） A. ATP中的“A”代表腺嘌呤，“T”代表三个磷酸基团 B. 运动员短跑时，细胞内ATP的含量会急剧下降 C. ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂并释放能量 D. 睡眠时细胞不消耗ATP，因此ATP合成速率显著降低 2.（2025年山东省青岛市高三上学期期末考试）ATP的结构是其实现功能的基础，科研人员通过X射线衍射技术解析出ATP的分子结构，下图为ATP分子结构示意图。结合上述图解，下列说法错误的是（ ） A. 图中④为普通磷酸键，⑤为高能磷酸键 B. ①②③结合的部分为腺苷，是由腺嘌呤和核糖组成的 C. 若去掉③，剩余部分可作为RNA的基本组成单位之一 D. ATP水解时⑤断裂比④断裂释放的能量更多 3.（2023年山东省烟台市高三上学期期末）细胞呼吸是ATP合成的重要途径，在有氧呼吸过程中，葡萄糖经过多步反应逐步释放能量，其中部分能量用于合成ATP。某研究小组检测了细胞呼吸过程中ATP的合成速率，结果显示其与呼吸速率呈正相关。关于有氧呼吸过程中ATP合成的叙述，正确的是（ ） A. 有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，且第三阶段产生的ATP最多 B. 有氧呼吸合成ATP的能量直接来自葡萄糖的氧化分解 C. 有氧呼吸产生的ATP可直接用于光合作用暗反应 D. 若抑制有氧呼吸酶的活性，细胞内ATP合成会立即停止 4.（2024年山东省潍坊市高三上学期期末）主动运输是细胞逆浓度梯度吸收物质的方式，该过程需要载体蛋白协助且消耗ATP。某植物细胞在吸收K⁺的过程中，ATP的供应直接影响吸收速率。下列关于该过程中ATP作用的叙述，正确的是（ ） A. ATP为载体蛋白提供能量，使其构象发生改变 B. ATP直接为K⁺提供能量，使其逆浓度梯度运输 C. 该过程中ATP的水解与K⁺的运输是同步且互不关联的 D. 细胞内ATP含量越高，K⁺的吸收速率就一定越快 二、不定项选择题（每题有一项或多项符合题意） 5.（2025年山东省临沂市高三上学期期末考试）ATP与ADP的相互转化是细胞能量代谢的核心过程，下图为ATP与ADP相互转化示意图。 结合图解及相关知识，下列说法正确的是（ ） A. ①过程释放的能量可用于肌肉收缩、神经递质释放等生命活动 B. ②过程所需能量在植物细胞中可来自光合作用和细胞呼吸 C. ①和②过程的酶种类相同，且都需要Mg²⁺作为辅酶 D. 细胞内ATP与ADP的转化处于动态平衡，保证能量供应稳定 6.（2023年山东省济宁市高三上学期期末）ATP不仅是细胞的直接能源物质，其结构中的部分成分还可参与其他物质的合成。科研人员发现，ATP水解产生的AMP（腺嘌呤核糖核苷酸）可作为原料参与核酸合成。下列关于ATP结构及相关物质合成的叙述，正确的是（ ） A. ATP分子中含有核糖，而核糖是RNA的组成成分之一 B. AMP去掉磷酸基团后，可作为合成DNA的原料 C. ATP水解产生的能量可用于DNA复制所需原料的合成 D. 细胞内ATP的合成与分解过程中，物质是可逆的，能量是不可逆的 三、非选择题 7.（2024年山东省泰安市高三上学期期末）萤火虫的发光原理是其腹部发光器中的荧光素在荧光素酶的催化下，消耗ATP并与氧气反应，发出荧光。某生物兴趣小组利用萤火虫发光器开展了“验证ATP是直接能源物质”的实验，实验步骤如下： ①取数十只萤火虫，剪取其腹部发光器，干燥3h后研成粉末； ②将粉末均分为甲、乙两组，分别装入两个小瓶中，各滴加少量蒸馏水，观察到两组均发出淡黄色荧光，1min后荧光消失； ③向甲组滴加适量葡萄糖溶液，向乙组滴加等量ATP溶液，在黑暗环境中观察荧光出现情况。 （1）步骤②中荧光消失的原因是________________________。 （2）预测步骤③的实验结果：________________________，该结果可证明ATP是直接能源物质，理由是________________________。 （3）若向另一组发光器粉末中滴加等量ADP溶液，预测荧光出现情况并解释：________________________。 （4）除萤火虫发光外，列举两项细胞中需要ATP供能的生命活动：________________________。 8.（2025年山东省淄博市高三上学期期末）ATP酶复合体存在于生物膜上，其功能是将生物膜一侧的H⁺搬运到另一侧，并催化ATP合成。下图为ATP酶复合体的结构及功能示意图（注：A侧和B侧为生物膜两侧，①表示H⁺运输，②表示ATP合成）。 （1）ATP酶复合体具有________和________两大功能，从图中可看出，H⁺从B侧运输到A侧的跨膜运输方式为________，判断依据是________________________。 （2）推测植物叶肉细胞中含有该复合体的细胞器有________，理由是________________________。 （3）若该生物膜为线粒体内膜，则B侧为线粒体________（填“基质”或“内膜外侧”），此时②过程合成ATP所需的能量直接来自________________________。 （4）科学家发现GTP（三磷酸鸟苷）也能为细胞供能，从化学结构角度分析其原因：________________________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞的物质输入及输出、酶和ATP（期末备考试题） 4大高频考点概览 考点01 细胞的物质输入及输出 考点02 酶的本质作用及特性 考点03 影响酶活性的因素 考点04 ATP的结构和功能 地 城 考点01 细胞的物质输入及输出 一、单项选择题（每题6分，共36分） 1.（烟台2024高三期末）某生物兴趣小组借鉴教材渗透作用实验，向新鲜鱼鳔内注入适量质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液并扎紧口，称重后浸入质量浓度为0.05g/mL的蔗糖溶液中，每隔10分钟称重一次，发现鱼鳔重量逐渐增加，1小时后重量不再变化。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ） A. 鱼鳔重量增加的直接原因是蔗糖分子进入鱼鳔内 B. 1小时后鱼鳔重量不变，说明水分子不再进出鱼鳔 C. 若在外界溶液中加入蔗糖酶，鱼鳔重量增加速率会减慢 D. 该实验中鱼鳔相当于半透膜，其通透性与细胞膜完全相同 【答案】C 【解析】鱼鳔重量增加是因为外界溶液浓度低于鱼鳔内，水分子通过自由扩散进入鱼鳔，蔗糖分子无法通过鱼鳔（半透膜），A错误；1小时后达到渗透平衡，水分子进出鱼鳔的速率相等，并非停止，B错误；加入蔗糖酶后，外界蔗糖被分解为葡萄糖和果糖，溶质分子增多，外界溶液浓度升高，水分子进入鱼鳔的速率减慢，重量增加速率下降，C正确；鱼鳔仅具有半透性，而细胞膜具有选择透过性，通透性不同，D错误。 2.（胶州2023高三期末）紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞是观察质壁分离的理想材料，某同学将其置于不同处理条件下，观察细胞形态变化。下列关于该实验的叙述，不正确的是（ ） A. 实验前需用显微镜观察细胞的初始形态，作为对照 B. 若将细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液中，细胞液浓度会逐渐升高 C. 若将质壁分离的细胞置于清水中，原生质层恢复原状后会停止吸水 D. 若用根尖分生区细胞替代，也能观察到明显的质壁分离现象 【答案】D 【解析】质壁分离实验需遵循对照原则，实验前观察初始形态是必要步骤，A正确；置于0.3g/mL蔗糖溶液中，细胞渗透失水，液泡体积变小，细胞液浓度逐渐升高，B正确；置于清水中，细胞吸水，原生质层恢复原状后，因细胞壁限制不再吸水，C正确；根尖分生区细胞为幼嫩细胞，无大液泡，不具备质壁分离的结构基础，无法观察到明显质壁分离现象，D错误。 3.（济南2024高三期末）神经细胞在产生兴奋时，细胞膜内外的Na⁺、K⁺浓度会发生变化，其膜内外离子分布如图。下列关于Na⁺、K⁺跨膜运输的叙述，正确的是（ ） A. 神经细胞静息时，Na⁺通过主动运输排出细胞 B. 神经细胞兴奋时，Na⁺通过离子通道进入细胞，属于协助扩散 C. K⁺通过K⁺泵进入细胞的过程，不消耗ATP D. 两种离子的运输方式相同，均需载体蛋白协助 【答案】B 【解析】神经细胞静息时，Na⁺主要通过通道蛋白外流，A错误；兴奋时，Na⁺顺浓度梯度通过离子通道进入细胞，不需要消耗能量，属于协助扩散，B正确；K⁺通过K⁺泵进入细胞是逆浓度梯度进行的，需要K⁺泵水解ATP提供能量，属于主动运输，C错误；Na⁺兴奋时为协助扩散，K⁺通过泵运输为主动运输，方式不同，D错误。 4.（青岛2023高三期末）细胞膜上的载体蛋白分为离子泵和离子通道两类，离子泵具有ATP水解酶活性，能利用ATP能量运输离子；离子通道在特定刺激下开放，允许离子顺浓度梯度运输。下列关于植物根尖细胞吸收离子的叙述，错误的是（ ） A. 根尖细胞吸收NO₃⁻通常需要离子泵参与，属于主动运输 B. 缺氧会影响离子泵介导的离子吸收，对离子通道介导的吸收无影响 C. 温度升高会影响离子泵的活性，进而影响离子吸收速率 D. 离子通道开放的条件可能是细胞膜电位的变化或特定化学信号刺激 【答案】B 【解析】植物根尖细胞吸收NO₃⁻是逆浓度梯度进行的，需要离子泵（载体蛋白）和能量，属于主动运输，A正确；离子通道介导的运输虽不直接消耗ATP，但温度、pH等环境因素会影响膜的流动性和通道蛋白活性，缺氧时细胞代谢受影响，可能间接影响通道蛋白合成等过程，B错误；温度影响酶活性，离子泵的ATP水解酶活性受温度影响，进而影响主动运输速率，C正确；离子通道具有特异性激活条件，如神经细胞的Na⁺通道可被电位变化激活，某些通道可被化学信号激活，D正确。 5.（淄博2024高三期末）将小鼠肝细胞置于不同浓度的NaCl溶液中培养，一段时间后测定细胞体积和细胞数量，结果如图。下列叙述正确的是（ ） A. 曲线甲代表细胞数量，曲线乙代表细胞体积 B. NaCl浓度低于a时，细胞吸水膨胀，部分细胞可能胀破 C. NaCl浓度为a时，细胞内外NaCl溶液浓度相等 D. 实验结果表明，细胞膜具有选择透过性和全透性 【答案】B 【解析】低浓度NaCl溶液中，细胞吸水膨胀，体积变大，部分细胞胀破导致数量减少；高浓度下细胞失水，体积变小，数量增多。因此曲线甲为细胞体积，曲线乙为细胞数量，A错误；NaCl浓度低于a时，细胞液浓度高于外界，细胞吸水膨胀，动物细胞无细胞壁保护，部分会胀破，B正确；a处细胞体积和数量相交，但不能说明细胞内外浓度相等，可能是细胞壁（若为植物细胞）或细胞膜弹性限制了体积变化，C错误；实验中细胞吸水失水体现细胞膜的流动性和选择透过性，无全透性表现，D错误。 6.（潍坊2023高三期末）细胞摄取大分子物质时，会通过胞吞作用形成囊泡进入细胞；排出大分子时，囊泡与细胞膜融合将物质释放，即胞吐作用。下列关于胞吞和胞吐的叙述，正确的是（ ） A. 胞吞和胞吐不需要膜上蛋白质参与，仅与膜的流动性有关 B. 胞吞和胞吐过程中，物质跨膜层数为0层 C. 胞吞摄取的大分子物质，直接被溶酶体分解 D. 胞吐释放的物质一定是蛋白质等大分子物质 【答案】B 【解析】胞吞过程中，大分子需与膜上受体蛋白结合才能触发膜内陷，受体蛋白参与该过程，A错误；胞吞和胞吐通过囊泡与膜融合完成，物质始终在囊泡或膜结构内，未真正“跨膜”，跨膜层数为0，B正确；胞吞的大分子物质先形成囊泡，囊泡与溶酶体融合后才被分解，并非直接分解，C错误；胞吐释放的物质除蛋白质外，还可能是神经递质（如乙酰胆碱，小分子）等，D错误。 二、不定项选择题（每题8分，共32分） 7.（济宁2024高三期末）小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程如图。下列关于该过程的叙述，正确的是（ ） A. 葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，依赖Na⁺的浓度梯度 B. Na⁺-K⁺泵转运Na⁺和K⁺的过程，消耗的ATP来自细胞呼吸 C. 若细胞外Na⁺浓度降低，葡萄糖的吸收速率会下降 D. 葡萄糖进入细胞后，会顺浓度梯度通过自由扩散排出到组织液 【答案】ABC 【解析】葡萄糖逆浓度梯度进入细胞，借助葡萄糖-Na⁺共转运蛋白，利用Na⁺的浓度梯度势能，属于主动运输，A正确；Na⁺-K⁺泵为主动运输载体，水解的ATP来自细胞呼吸（有氧呼吸为主），B正确；Na⁺浓度梯度是葡萄糖吸收的动力，细胞外Na⁺浓度降低，动力减弱，葡萄糖吸收速率下降，C正确；葡萄糖进入细胞后，排出到组织液是顺浓度梯度，但需载体蛋白协助，属于协助扩散，而非自由扩散，D错误。 8.（泰安2023高三期末）某同学将同一批紫色洋葱外表皮细胞分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，测定细胞液相对浓度（P值）随时间的变化，结果如图（文字描述：曲线①②③分别对应三种蔗糖浓度，①P值先升高后稳定，②P值基本不变，③P值先降低后稳定）。下列叙述正确的是（ ） A. 曲线①对应的蔗糖浓度最高，细胞失水最快 B. 曲线②对应的蔗糖浓度与细胞液初始浓度相等，无水分子进出 C. 曲线③对应的蔗糖浓度最低，细胞最终发生质壁分离复原 D. 三条曲线最终稳定时，细胞的吸水能力：①>②>③ 【答案】AD 【解析】细胞液相对浓度（P值）升高说明细胞失水，升高越快、最终P值越高，外界蔗糖浓度越高，曲线①P值升高最快且最终最高，对应蔗糖浓度最高，A正确；曲线②P值不变，说明水分子进出速率相等，达到渗透平衡，并非无水分子进出，B错误；曲线③P值降低，说明细胞吸水，外界蔗糖浓度低于细胞液浓度，植物细胞有细胞壁保护，不会发生质壁分离，更不会复原，C错误；P值越高，细胞液浓度越高，吸水能力越强，最终①P值最高，③最低，故吸水能力①>②>③，D正确。 9.（威海2024高三期末）研究人员测定了不同氧气浓度对某植物根细胞吸收某离子速率的影响，结果如图。下列关于该实验的分析，合理的是（ ） A. 该离子的吸收方式可能为主动运输，需要能量和载体蛋白 B. 氧气浓度为0时，吸收速率不为0，可能依赖无氧呼吸供能 C. 吸收速率达到稳定后，限制因素可能是载体蛋白的数量 D. 若降低温度，图中稳定后的吸收速率会升高 【答案】ABC 【解析】吸收速率随氧气浓度升高而上升，说明需能量供应，可能为主动运输，主动运输还需载体蛋白，A正确；氧气浓度为0时，细胞进行无氧呼吸产生ATP，可为吸收过程供能，故吸收速率不为0，B正确；氧气浓度足够高时，能量不再是限制因素，此时吸收速率稳定，限制因素可能是载体蛋白数量，C正确；温度影响酶活性和膜流动性，降低温度会影响无氧呼吸和有氧呼吸酶活性（能量供应减少），也会影响载体蛋白活性，导致稳定后的吸收速率下降，D错误。 10.（东营2023高三期末）载体蛋白和通道蛋白是细胞膜上两类重要的转运蛋白，载体蛋白转运物质时会发生构象变化，通道蛋白则形成亲水性通道供物质通过。下列关于两种蛋白的叙述，正确的是（ ） A. 载体蛋白和通道蛋白都具有特异性，只能转运特定物质 B. 协助扩散和主动运输都可能需要载体蛋白，而通道蛋白仅参与协助扩散 C. 载体蛋白转运物质的速率与物质浓度呈正相关，无饱和现象 D. 通道蛋白的开放和关闭受多种因素调控，具有可调节性 【答案】ABD 【解析】转运蛋白均具有特异性，载体蛋白只能结合特定物质，通道蛋白仅允许特定大小和电荷的物质通过，A正确；协助扩散可通过载体蛋白或通道蛋白进行，主动运输仅通过载体蛋白进行，B正确；载体蛋白数量有限，当物质浓度达到一定程度后，转运速率达到饱和，不再随浓度升高而增加，C错误；通道蛋白如离子通道，可受电位、化学信号等调控开放或关闭，具有可调节性，D正确。 三、非选择题（共32分） 11. （枣庄2024高三期末）（16分）某生物小组以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料，探究“植物细胞的吸水和失水”实验，实验过程及部分结果如图。请结合实验回答下列问题： （1）该实验的自变量是________，实验中观察到的因变量是________（答出2点即可）。（4分） （2）图B细胞处于________状态，此时原生质层与细胞壁之间的液体是________，判断依据是________。（6分） （3）若将图B细胞置于清水中后，未观察到图C的复原现象，可能的原因是什么？请提出2点合理推测。（6分） 【答案】（1）外界溶液浓度；液泡体积大小、液泡颜色深浅、原生质层与细胞壁的位置关系（答出2点即可） （2）质壁分离；蔗糖溶液；细胞壁具有全透性，蔗糖溶液可进入细胞壁与原生质层之间 （3）①蔗糖溶液浓度过高，细胞失水过多死亡；②置于清水中的时间过短，未达到复原状态；③蔗糖溶液中含有有害物质，导致细胞死亡（答出2点即可） 【解析】（1）实验探究细胞在不同浓度外界溶液中的吸水失水，自变量为外界溶液浓度；因变量是细胞的吸水失水表现，如液泡体积（失水变小、吸水变大）、液泡颜色（失水变深、吸水变浅）、原生质层与细胞壁的位置关系（失水时分离、吸水时复原）。 （2）图B细胞原生质层与细胞壁分离，处于质壁分离状态；细胞壁全透性，外界蔗糖溶液可进入间隙，故间隙液体为蔗糖溶液。 （3）质壁分离复原的前提是细胞保持活性，未复原可能是细胞死亡（如蔗糖浓度过高、有害物质损伤），也可能是复原时间不足。 12.（日照2023高三期末）（16分）图甲为物质跨膜运输方式示意图；图乙为某细胞对不同物质的转运速率随物质浓度变化的曲线。请分析回答： （1）图甲中①②③代表的运输方式依次是________、________、________。其中需要载体蛋白协助的是________，需要消耗能量的是________。（5分） （2）图乙中曲线a对应图甲中的________运输方式，理由是________；曲线b对应图甲中的________运输方式，判断依据是________。（6分） （3）若图甲中③表示小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式，当细胞外葡萄糖浓度过高时，葡萄糖的运输速率会受到哪些因素限制？请简要说明。（5分） 【答案】（1）自由扩散；协助扩散；主动运输；②③；③ （2）①（自由扩散）；运输速率与物质浓度呈正相关，无饱和现象；②或③（协助扩散或主动运输）；运输速率受载体蛋白数量限制，存在饱和现象 （3）①载体蛋白的数量：载体蛋白数量有限，达到饱和后速率不再上升；②能量供应：主动运输需能量，若能量不足会限制速率；③细胞膜的流动性：温度等影响膜流动性，间接影响运输速率（答出2点并说明，合理即可） 【解析】（1）图甲中①顺浓度梯度、无载体，为自由扩散；②顺浓度梯度、有载体，为协助扩散；③逆浓度梯度、有载体且耗能，为主动运输。协助扩散（②）和主动运输（③）需载体，仅主动运输（③）耗能。 （2）图乙曲线a速率与浓度线性相关，无饱和性，对应自由扩散（①）；曲线b有饱和现象，说明受载体数量限制，可对应协助扩散（②）或主动运输（③）。 （3）小肠上皮细胞吸收葡萄糖为主动运输，浓度过高时，载体数量先达到饱和；同时主动运输需能量，能量供应不足会限制速率；膜流动性影响载体蛋白功能，也会间接影响速率。 地 城 考点02 酶的本质作用及特性 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题只有一个选项符合题目要求） 1.（2023年济南高三上学期期末考试题改编）新冠疫苗生产过程中需利用RNA聚合酶催化病毒RNA的合成，某研究团队对该酶的化学本质及合成场所进行了探究。关于新冠疫苗生产中所用RNA聚合酶的叙述，正确的是（ ） A. 该酶的化学本质一定是蛋白质，其合成场所是附着在内质网上的核糖体 B. 若该酶是RNA，其合成场所主要是细胞核，且可催化核糖核苷酸形成RNA C. 该酶催化反应时，能为RNA合成提供能量，降低反应的活化能 D. 该酶的活性受温度影响，低温会导致酶的空间结构被破坏 【答案】B 【解析】本题考查酶的本质及作用特性。酶的化学本质是蛋白质或RNA，RNA聚合酶可催化RNA合成，若其为蛋白质，合成场所可能是游离核糖体（胞内酶），A错误；若为RNA，真核细胞中主要在细胞核内以DNA为模板合成，且其催化功能是将核糖核苷酸聚合形成RNA，B正确；酶催化反应的原理是降低活化能，不能为反应提供能量，C错误；低温会抑制酶活性，但不会破坏酶的空间结构，高温才会导致空间结构破坏，D错误。 2.（2024年青岛高三上学期期末考试题改编）过氧化氢是细胞代谢的有害物质，过氧化氢酶可将其分解为水和氧气。某同学通过实验探究过氧化氢酶与Fe³⁺的催化效率，实验数据为命题依据。下列关于该实验的分析，错误的是（ ） A. 实验的自变量是催化剂的种类，因变量是单位时间内氧气的产生量 B. 过氧化氢酶的催化效率高于Fe³⁺，说明酶具有高效性 C. 若增加过氧化氢的量，两组实验的氧气产生总量都会增加 D. 该实验可证明酶的催化作用具有专一性 【答案】D 【解析】本题考查酶的高效性实验探究。实验探究过氧化氢酶与Fe³⁺的催化效率，自变量为催化剂种类，因变量可通过单位时间内氧气产生量衡量，A正确；酶与无机催化剂对比，催化效率更高，体现酶的高效性，B正确；氧气产生总量取决于过氧化氢的量，增加底物量，两组产物总量都会增加，C正确；专一性是指一种酶催化一种或一类底物，该实验未涉及不同底物或不同酶的对比，无法证明专一性，D错误。 3.（2025年烟台高三上学期期末考试题改编）某科研团队研究蔗糖酶对不同底物的催化作用，绘制了反应速率随底物浓度变化的曲线，如图所示。结合图解分析，下列叙述正确的是（ ） A. 曲线①中反应速率达到平稳时，限制因素是底物浓度 B. 曲线②说明蔗糖酶对淀粉的催化作用具有高效性 C. 该实验可证明蔗糖酶的催化作用具有专一性 D. 若提高温度，曲线①的峰值会一定程度上升 【答案】C 【解析】本题考查酶的专一性及曲线分析。曲线①达到平稳时，底物浓度已足够高，限制因素是酶的数量，A错误；曲线②反应速率极低，说明蔗糖酶对淀粉催化效率低，无法体现高效性，B错误；同一酶（蔗糖酶）对不同底物（蔗糖、淀粉）催化效率差异显著，可证明专一性，C正确；题干未说明实验温度是否为最适温度，提高温度若偏离最适温度，峰值可能下降，D错误。 4.（2024年临沂高三上学期期末考试题改编）在食品加工中，果胶酶可分解果胶，使果蔬汁更易榨取。研究人员探究了温度对果胶酶活性的影响，得到不同温度下酶活性相对值数据。下列关于温度对果胶酶活性影响的叙述，正确的是（ ） A. 低温下果胶酶活性低，是因为酶的空间结构被破坏 B. 最适温度下，果胶酶的活性最高，催化效率最强 C. 高温下果胶酶活性低，是因为酶的活性被抑制 D. 温度对果胶酶活性的影响是不可逆的 【答案】B 【解析】本题考查温度对酶活性的影响。低温抑制酶活性，但不破坏空间结构，升温后活性可恢复，A错误；最适温度是酶活性最高的温度，此时催化效率最强，B正确；高温会破坏酶的空间结构，导致酶失活，而非抑制，C错误；低温对酶活性的影响可逆，高温不可逆，D错误。 二、不定项选择题（本题共2小题，每小题6分，共12分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 5.（2023年淄博高三上学期期末考试题改编）细胞内存在多种酶，有的参与物质合成，有的参与物质分解。溶酶体内含有多种水解酶，过氧化物酶体内含有过氧化氢酶等氧化酶，二者均为具膜细胞器。关于溶酶体和过氧化物酶体中酶的叙述，正确的是（ ） A. 两类细胞器中的酶均由附着在内质网上的核糖体合成 B. 溶酶体中的水解酶可分解衰老、损伤的细胞器 C. 过氧化物酶体中的酶在细胞器外无法发挥催化作用 D. 两类细胞器中的酶活性都受温度和pH的影响 【答案】BD 【解析】本题考查酶的合成及功能。两类细胞器中的酶若为蛋白质，可能由游离或附着核糖体合成，若为RNA则不由核糖体合成，A错误；溶酶体的功能是分解衰老、损伤的细胞器及吞噬病原体，依赖其中的水解酶，B正确；酶只要条件适宜，在细胞内或外均可发挥作用，C错误；酶的活性普遍受温度和pH影响，两类细胞器中的酶也不例外，D正确。 6.（2025年潍坊高三上学期期末考试题改编）某同学探究了pH和温度对胃蛋白酶活性的影响，胃蛋白酶的最适pH约为1.5，最适温度约为37℃，实验结果如图所示。结合图解及所学知识，下列叙述正确的是（ ） A. 图甲中，pH为3.0时胃蛋白酶活性较低，是因为酶的空间结构发生改变 B. 图乙中，温度为50℃时，若降至37℃，酶活性可恢复至最高水平 C. 图甲中，pH由1.5升至6.0，酶活性逐渐降低 D. 胃蛋白酶的活性受pH和温度的共同影响 【答案】ACD 【解析】本题考查pH和温度对酶活性的综合影响。胃蛋白酶最适pH约1.5，pH=3.0偏离最适值，会导致酶空间结构改变，活性降低，A正确；图乙中50℃超过最适温度，高温已破坏酶的空间结构，降温后活性无法恢复，B错误；图甲中pH从1.5升至6.0，偏离最适pH，活性逐渐降低，C正确；酶活性受多种因素共同影响，胃蛋白酶的活性同时受pH和温度调控，D正确。 三、非选择题（本题共2小题，每小题11分，共22分） 7.（2024年泰安高三上学期期末考试题改编）为探究酶的高效性，某生物兴趣小组以过氧化氢为底物，设置了三组实验：甲组加入2mL过氧化氢溶液+1mL蒸馏水；乙组加入2mL过氧化氢溶液+1mL FeCl₃溶液；丙组加入2mL过氧化氢溶液+1mL新鲜肝脏研磨液（含过氧化氢酶），观察各组气泡产生情况。请回答下列问题： （1）该实验的自变量是________，因变量是________。（4分） （2）预期实验结果：________组气泡产生最快最多，________组气泡产生最慢最少。（2分） （3）该实验中甲组的作用是________，乙组和丙组对比可证明________。（2分） （4）若实验中丙组未观察到明显气泡，可能的原因是什么？（答出两点即可）（3分） 【答案】（1）催化剂的种类（有无催化剂及催化剂类型）；单位时间内气泡产生量（或气泡产生速率）（每空2分） （2）丙；甲（每空1分） （3）空白对照；酶具有高效性（每空1分） （4）肝脏研磨液不新鲜（酶活性低或失活）；过氧化氢溶液已变质；实验温度过低或过高（答出两点即可，每点1.5分） 【解析】本题考查酶高效性的实验探究。（1）实验探究不同催化剂对过氧化氢分解的影响，自变量为催化剂种类（甲组无催化剂，乙组无机催化剂，丙组酶催化剂），因变量通过单位时间内气泡产生量衡量反应速率。（2）酶的催化效率高于无机催化剂，无催化剂反应最慢，故丙组气泡最多最快，甲组最慢最少。（3）甲组为空白对照，排除无关变量影响；乙组（无机催化剂）与丙组（酶）对比，催化效率差异体现酶的高效性。（4）丙组无明显气泡，可能是酶活性问题（如研磨液不新鲜、温度不适）、底物问题（过氧化氢变质）或操作问题（如试剂加错）等。 8.（2023年济宁高三上学期期末考试题改编）某研究人员绘制了酶促反应速率受多种因素影响的综合曲线，如图所示。结合图解，回答下列问题： （1）图A中，曲线上升阶段的限制因素是________，平稳阶段的限制因素是________。（4分） （2）图B曲线说明，在底物充足时，酶促反应速率与酶浓度的关系是________。（2分） （3）图C曲线表明，酶的作用条件具有________性；若将实验温度升高10℃，曲线的峰值会向哪个方向移动？请说明理由。（5分） 【答案】（1）底物浓度；酶浓度（每空2分） （2）在一定范围内，酶促反应速率与酶浓度呈正相关（或随酶浓度增加而增加）（2分） （3）作用条件温和（或专一性以外的特性，答“温和性”也可）（1分）；峰值会向下移动（2分）；理由：图C是在最适温度下测定的，升高温度会偏离最适温度，导致酶活性降低，反应速率下降（2分） 【解析】本题考查影响酶促反应速率的因素及曲线综合分析。（1）图A中，底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而上升，限制因素是底物浓度；底物浓度足够高后，酶数量不足，反应速率平稳，限制因素是酶浓度。 （2）图B中底物充足，酶浓度是唯一限制因素，反应速率随酶浓度增加而线性上升，呈正相关。 （3）图C中酶活性随pH变化而变化，体现作用条件温和；图C为最适温度下的曲线，升高温度会破坏酶的空间结构，降低酶活性，反应速率峰值下降，曲线峰值向下移动。 地 城 考点03 影响酶活性的因素 一、单项选择题（共8小题，每小题4分，共32分） 1.（2023年济南高三期末考试题改编）加酶洗衣粉是生活中常用的清洁用品，其有效成分中的蛋白酶、脂肪酶等活性直接影响去污效果。某家庭使用加酶洗衣粉时，发现不同水温下去污能力差异明显。下列关于水温对加酶洗衣粉中酶活性影响的叙述，正确的是（ ） A．低温下酶活性低是因为酶的空间结构被破坏 B．温水环境下酶活性最高，去污效果最佳 C．高温下酶活性丧失，且无法恢复 D．水温越高，酶促反应速率越快，去污能力越强 【答案】C 【解析】低温仅抑制酶活性，不破坏空间结构，A错误；不同酶最适温度不同，加酶洗衣粉最适温度一般为30-50℃，并非所有温水都达最适，B错误；高温破坏酶空间结构，活性丧失且不可恢复，C正确；超过最适温度后，温度升高酶活性下降，反应速率减慢，D错误。 2.（2024年青岛高三期末考试题改编）人体消化道内存在多种消化酶，不同部位的消化酶适应不同的pH环境。胃蛋白酶主要在胃中发挥作用，胰蛋白酶主要在小肠中发挥作用。已知胃蛋白酶的最适pH约为2.0，胰蛋白酶的最适pH约为8.0。下列关于两种酶活性与pH关系的叙述，错误的是（ ） A．pH改变会影响酶活性中心的氨基酸残基质子化状态 B．在pH=7.0的环境中，胰蛋白酶活性高于胃蛋白酶 C．将胃蛋白酶转移至pH=8.0的环境中，活性会恢复 D．两种酶的最适pH差异与它们的生理功能环境相适应 【答案】C 【解析】pH通过影响酶活性中心氨基酸残基质子化状态改变活性，A正确；pH=7.0时，胃蛋白酶活性接近0，胰蛋白酶活性较高，B正确；胃蛋白酶在pH=8.0时已变性失活，活性无法恢复，C错误；酶的最适pH与生理环境一致，体现适应性，D正确。 3.（2025年烟台高三期末考试题改编）医学研究发现，某些药物通过抑制特定酶的活性发挥治疗作用。伊文斯蓝是一种常用的实验试剂，可与辣根过氧化物酶的活性位点结合，影响其催化功能。伊文斯蓝对辣根过氧化物酶活性的影响机制属于（ ） A．竞争性抑制 B．非竞争性抑制 C．激活作用 D．不可逆性抑制 【答案】A 【解析】伊文斯蓝与酶活性位点结合，与底物竞争结合位点，符合竞争性抑制特征，A正确；非竞争性抑制剂结合非活性位点，B错误；其作用是抑制而非激活，C错误；题干未提及抑制不可逆，无法判断为不可逆抑制，D错误。 4.（2023年潍坊高三期末考试题改编）某科研小组探究甲、乙、丙三种离子对α-淀粉酶活性的影响，将等浓度的三种离子溶液分别与α-淀粉酶混合，测定相对酶活性（加入离子后的活性/未加离子的活性×100%）分别为95%、93%、90%。下列相关说法正确的是（ ） A．三种离子均为酶的激活剂 B．实验中温度和pH应保持相同且适宜 C．离子通过改变底物结构影响酶活性 D．酶活性降低后无法降低化学反应活化能 【答案】B 【解析】三种离子处理后酶活性均低于100%，应为抑制剂，A错误；实验遵循单一变量，温度和pH为无关变量，需相同且适宜，B正确；离子通过改变酶结构影响活性，而非底物结构，C错误；酶活性降低后仍能降低活化能，只是降低幅度减小，D错误。 5.（2024年淄博高三期末考试题改编）嗜热菌是生活在高温环境中的微生物，其体内的淀粉酶能在70℃以上保持活性；而嗜冷菌的淀粉酶在0℃时仍能发挥部分功能。关于不同来源淀粉酶的叙述，错误的是（ ） A．嗜热菌淀粉酶的最适温度高于普通淀粉酶 B．低温不会破坏嗜冷菌淀粉酶的空间结构 C．高温下嗜热菌淀粉酶的肽键会发生断裂 D．两种酶的结构差异与其适应的环境相关 【答案】C 【解析】嗜热菌适应高温环境，淀粉酶最适温度高于普通酶，A正确；低温不破坏酶空间结构，B正确；高温破坏空间结构，但肽键不会断裂，C错误；酶结构与功能相适应，结构差异源于环境适应，D正确。 6.（2025年临沂高三期末考试题改编）某同学进行“温度对酶活性影响”的实验，取3支试管分别加入2mL淀粉溶液，编号1、2、3，分别置于0℃、37℃、100℃水浴5min，再加入1mL唾液淀粉酶，继续保温10min后滴加碘液。实验预期的现象是（ ） A．1号试管蓝色最深，3号试管蓝色较浅 B．2号试管蓝色最深，1号试管蓝色较浅 C．3号试管蓝色最深，2号试管无蓝色 D．1号试管蓝色较浅，3号试管无蓝色 【答案】C 【解析】2号试管温度为唾液淀粉酶最适温度（37℃），淀粉水解最彻底，碘液无蓝色；1号试管低温抑制酶活性，淀粉部分水解，蓝色较浅；3号试管高温使酶失活，淀粉未水解，蓝色最深，C正确，A、B、D错误。 7.（2023年济宁高三期末考试题改编）缓冲溶液在酶促反应实验中常用，可维持反应体系pH的稳定。某实验小组在探究pH对过氧化氢酶活性影响时，向不同组加入等量缓冲液调节pH。加入缓冲液的目的是（ ） A．提供酶促反应所需的能量 B．避免反应过程中pH发生波动 C．作为酶促反应的底物 D．增强酶的空间稳定性 【答案】B 【解析】缓冲液作用是维持pH稳定，避免反应中pH波动影响酶活性，B正确；不提供能量，A错误；缓冲液不是底物，C错误；不直接增强酶稳定性，D错误。 8.（2024年泰安高三期末考试题改编）米氏方程描述了底物浓度对酶促反应速率的影响，在低底物浓度时，反应速率随底物浓度增加而上升；达到一定浓度后，反应速率趋于稳定。反应速率趋于稳定的原因是（ ） A．酶的活性降低 B．底物浓度过高抑制酶活性 C．酶的数量有限，活性位点饱和 D．反应体系pH发生改变 【答案】C 【解析】底物浓度饱和后，酶活性位点全部结合底物，酶数量有限导致速率稳定，C正确；此时酶活性未降低，A错误；底物浓度过高一般不抑制酶活性，B错误；反应体系pH由缓冲液维持，不改变，D错误。 二、不定项选择题（共4小题，每小题5分，共20分，多选、少选、错选均不得分） 9.（2025年日照高三期末考试题改编）下图为pH对胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响曲线，横坐标为pH（范围1-14），纵坐标为酶活性（相对值）。胃蛋白酶曲线起点为pH=1时活性约30%，在pH=2.0时达到峰值100%，pH超过3后迅速下降，pH=4时活性降至10%以下；胰蛋白酶曲线起点为pH=5时活性约20%，在pH=8.5时达到峰值100%，pH低于6或高于11时活性迅速下降至10%以下。根据图解分析，下列说法正确的是（ ） A．胃蛋白酶在酸性环境中活性较高，碱性环境中失活 B．pH=7.0时，胰蛋白酶活性高于胃蛋白酶 C．两种酶的活性与pH的关系均呈“钟形”曲线 D．随pH升高，胰蛋白酶活性先升高后降低 【答案】ABD 【解析】胃蛋白酶在pH=1-3活性较高（酸性环境），pH>4活性极低（碱性环境失活），A正确；pH=7.0时，胃蛋白酶活性接近0，胰蛋白酶活性较高，B正确；胃蛋白酶曲线仅在酸性范围有活性，不呈完整“钟形”曲线，C错误；胰蛋白酶活性随pH升高先升（5-8.5）后降（8.5-11），D正确。 10.（2023年威海高三期末考试题改编）某科研团队探究温度和底物浓度对蔗糖酶活性的影响，实验设置不同温度梯度（20℃、30℃、40℃、50℃、60℃）和不同底物浓度梯度，测定单位时间内葡萄糖的生成量。下列实验结果分析正确的是（ ） A．在底物浓度充足时，40℃可能是蔗糖酶的最适温度 B．在20℃时，增加底物浓度可能提高反应速率 C．在60℃时，即使增加底物浓度，反应速率也不会提高 D．底物浓度为0时，酶活性也能通过检测得出 【答案】ABC 【解析】底物充足时，40℃时反应速率可能最高，推测为最适温度，A正确；20℃时酶活性未饱和，增加底物浓度可提高速率，B正确；60℃时酶已变性失活，增加底物浓度无效，C正确；底物浓度为0时，无产物生成，无法检测酶活性，D错误。 11.（2024年东营高三期末考试题改编）激活剂能提高酶的活性，如Ca²⁺可激活钙蛋白酶，使其由无活性状态转为活性状态；当Ca²⁺浓度降低后，钙蛋白酶又恢复为无活性状态。关于激活剂对酶活性影响的叙述，正确的是（ ） A．Ca²⁺通过改变钙蛋白酶的空间结构影响其活性 B．激活剂的作用效果与自身浓度相关 C．激活剂能降低酶促反应的活化能 D．钙蛋白酶的活性状态可逆，体现了酶的稳定性 【答案】AB 【解析】Ca²⁺结合钙蛋白酶后改变其空间结构，使其激活，A正确；Ca²⁺浓度降低后酶恢复无活性，说明作用效果与浓度相关，B正确；激活剂不直接降低活化能，而是增强酶降低活化能的能力，C错误；活性状态可逆体现酶的可调节性，而非稳定性D错误。 12.（2025年枣庄高三期末考试题改编）某实验小组探究重金属离子Cu²⁺对过氧化氢酶活性的影响，设置对照组（不加Cu²⁺）和实验组（加入不同浓度Cu²⁺），测定酶活性，结果显示实验组酶活性均低于对照组，且浓度越高活性越低。下列分析正确的是（ ） A．Cu²⁺可能是过氧化氢酶的非竞争性抑制剂 B．实验组与对照组的温度应保持相同 C．增加底物浓度可消除Cu²⁺对酶活性的影响 D．Cu²⁺可能破坏了酶的活性中心结构 【答案】ABD 【解析】Cu²⁺与酶非活性位点结合，改变结构影响活性，可能为非竞争性抑制剂，A正确；温度为无关变量，需保持相同，B正确；非竞争性抑制无法通过增加底物浓度消除，C错误；Cu²⁺可能破坏酶活性中心结构，导致活性下降。D正确。 三、非选择题（共3小题，共48分） 13.（2023年济南高三期末考试题改编）α-淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，某生物兴趣小组为探究温度对α-淀粉酶活性的影响，设计了如下实验方案： Ⅰ取6支洁净试管，编号1-6，分别加入2mL质量分数为1%的淀粉溶液。 Ⅱ将1-3号试管置于0℃、37℃、100℃水浴锅中保温5min；4-6号试管分别加入1mLα-淀粉酶溶液，同样在上述温度下保温5min。 Ⅲ将对应温度的酶溶液倒入淀粉溶液中，摇匀后继续保温10min。 Ⅳ向每支试管中加入2滴碘液，观察颜色变化并记录。 回答下面的问题： （1）该实验的自变量是________，因变量是________。（4分） （2）步骤2中，酶溶液和淀粉溶液分别保温5min的目的是什么？（6分） （3）预期实验结果中，颜色最深的试管是________，原因是________；无明显蓝色的试管是________，原因是________。（8分） （4）若将步骤3中“继续保温10min”改为“继续保温60min”，推测1号试管的颜色会发生什么变化？请解释原因。（6分） 【答案】（1）温度；α-淀粉酶的活性（或淀粉的水解程度） （2）使酶溶液和淀粉溶液达到预设温度，避免混合后温度波动影响实验结果，保证反应在设定温度下进行。 （3）100℃（3号试管）；高温使α-淀粉酶变性失活，淀粉未水解，碘液变蓝最深；37℃（2号试管）；该温度为α-淀粉酶最适温度，淀粉完全水解，碘液无明显蓝色。 （4）蓝色变浅；低温仅抑制酶活性，不破坏空间结构，长时间保温后，酶仍能缓慢催化淀粉水解，使淀粉量减少，蓝色变浅。 【解析】（1）实验目的为探究温度对酶活性的影响，自变量为温度；因变量通过淀粉水解程度体现，即酶活性。 （2）若直接混合，酶和淀粉的温度不同会导致反应体系温度变化，无法准确探究预设温度对酶活性的影响，先保温可使两者温度一致。 （3）37℃为淀粉酶最适温度，催化效率最高；100℃高温使酶失活，无法催化淀粉水解；0℃低温抑制酶活性，淀粉部分水解，蓝色较浅。 （4）低温下酶结构稳定，活性可恢复，延长保温时间可使酶缓慢催化反应进行。 14.（2024年青岛高三期末考试题改编）下图为两种抑制剂（竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂）对酶促反应速率的影响曲线。回答下面的问题： （1）分析曲线b与曲线a的差异，说明竞争性抑制剂的作用机制。（6分） （2）比较曲线c与曲线a的差异，解释非竞争性抑制剂对酶促反应的影响。（6分） （3）医学上常用阿司匹林抑制环氧合酶的活性以减轻炎症，已知阿司匹林与环氧合酶的活性位点结合，使其无法与底物结合。请判断阿司匹林属于哪种类型的抑制剂，并说明依据。（6分） 【答案】（1）竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，当底物浓度较低时，抑制剂结合活性位点的概率高，反应速率低于无抑制剂组；当底物浓度足够高时，底物可占据大部分活性位点，反应速率可达到与无抑制剂组相同的最大速率（Vmax）。 （2）非竞争性抑制剂与酶的非活性位点结合，改变酶的空间结构，使活性位点结构改变，无法与底物有效结合，导致酶的最大催化速率（Vmax）降低；且无论底物浓度如何增加，都无法恢复最大速率。 （3）竞争性抑制剂；依据是阿司匹林与环氧合酶的活性位点结合，阻止底物与活性位点结合，与竞争性抑制剂的作用机制一致。 【解析】（1）曲线b与a的最大速率相同，但达到Vmax所需底物浓度更高，符合竞争性抑制的特征。 （2）曲线c的Vmax低于a，说明酶的催化能力本质下降，符合非竞争性抑制的作用机制。 （3）竞争性抑制剂的核心特征是与底物竞争活性位点，题干信息符合该特征。 15.（2025年烟台高三期末考试题改编）某工厂生产加酶洗衣粉，其主要成分是碱性蛋白酶，可有效分解衣物上的蛋白质污渍。为提高产品性能，研发人员探究pH和温度对碱性蛋白酶活性的影响，得到如下数据： 温度/℃\pH 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 30 65 78 85 72 60 40 72 86 95 88 75 50 68 80 88 80 68 60 50 62 70 62 50 注：表中数据为相对酶活性（%） 回答下面的问题： （1）根据表格数据，判断碱性蛋白酶的最适温度和最适pH分别是多少？请说明判断依据。（6分） （2）若工厂生产的加酶洗衣粉在冬季使用时去污效果不佳，结合实验数据分析可能的原因，并提出改进建议。（6分） （3）某消费者将加酶洗衣粉与洁厕灵（主要成分为盐酸，pH约为1）混合使用，发现去污效果明显下降，请解释原因。（4分） 【答案】（1）最适温度为40℃，最适pH为10.0；判断依据：表格中40℃、pH=10.0时相对酶活性最高（95%）。 （2）原因：冬季水温较低（低于40℃），碱性蛋白酶活性降低，催化蛋白质水解的能力下降，去污效果不佳。改进建议：在洗衣粉中添加低温激活剂，提高低温下酶的活性；或建议消费者使用温水（40℃左右）洗涤。 （3）洁厕灵pH约为1，呈强酸性，而碱性蛋白酶的最适pH为10.0，强酸性环境会破坏酶的空间结构，使酶变性失活，导致去污效果下降。 【解析】（1）酶的最适温度和pH是使酶活性最高的温度和pH，结合表格数据可直接判断。 （2）结合表格数据，低温下酶活性较低，可通过提高温度或添加激活剂改善活性。 （3）强酸会破坏酶的空间结构，导致酶失活，无法发挥催化作用。 地 城 考点04 ATP的结构和功能 一、单项选择题（每题只有一项符合题意） 1.（2024年山东省济南市高三上学期期末考试）短跑运动员在比赛过程中，肌肉细胞需要快速供能以维持高强度运动，其能量供应主要依赖ATP与ADP的快速转化。下列关于该过程中ATP的叙述，正确的是（ ） A. ATP中的“A”代表腺嘌呤，“T”代表三个磷酸基团 B. 运动员短跑时，细胞内ATP的含量会急剧下降 C. ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂并释放能量 D. 睡眠时细胞不消耗ATP，因此ATP合成速率显著降低 【答案】C 【解析】ATP中的“A”代表腺苷（由腺嘌呤和核糖组成），“T”代表“三个”的含义，A错误；细胞内ATP含量极少但处于动态平衡中，短跑时ATP水解速率加快，合成速率也同步加快，含量不会急剧下降，B错误；ATP的结构特点是含有两个高能磷酸键，水解时远离腺苷的高能磷酸键优先断裂并释放能量，为生命活动供能，C正确；睡眠时细胞仍进行呼吸作用、物质合成等生命活动，需消耗ATP，只是消耗速率降低，合成速率也相应调整，D错误。 2.（2025年山东省青岛市高三上学期期末考试）ATP的结构是其实现功能的基础，科研人员通过X射线衍射技术解析出ATP的分子结构，下图为ATP分子结构示意图。结合上述图解，下列说法错误的是（ ） A. 图中④为普通磷酸键，⑤为高能磷酸键 B. ①②③结合的部分为腺苷，是由腺嘌呤和核糖组成的 C. 若去掉③，剩余部分可作为RNA的基本组成单位之一 D. ATP水解时⑤断裂比④断裂释放的能量更多 【答案】B 【解析】ATP分子结构中，相邻磷酸基团之间的化学键为高能磷酸键，磷酸基团与核糖之间的化学键为普通磷酸键，故图中④为普通磷酸键，⑤为高能磷酸键，A正确；腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，图中①为腺嘌呤，②为核糖，①与②结合形成腺苷，③为磷酸基团，B错误；若去掉③（末端磷酸基团），剩余部分为ADP，再去掉②（中间磷酸基团）后剩余部分为腺嘌呤核糖核苷酸，可作为RNA的基本组成单位之一，C正确；高能磷酸键断裂释放的能量远多于普通磷酸键，⑤为高能磷酸键，④为普通磷酸键，故⑤断裂释放能量更多，D正确。 3.（2023年山东省烟台市高三上学期期末）细胞呼吸是ATP合成的重要途径，在有氧呼吸过程中，葡萄糖经过多步反应逐步释放能量，其中部分能量用于合成ATP。某研究小组检测了细胞呼吸过程中ATP的合成速率，结果显示其与呼吸速率呈正相关。关于有氧呼吸过程中ATP合成的叙述，正确的是（ ） A. 有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，且第三阶段产生的ATP最多 B. 有氧呼吸合成ATP的能量直接来自葡萄糖的氧化分解 C. 有氧呼吸产生的ATP可直接用于光合作用暗反应 D. 若抑制有氧呼吸酶的活性，细胞内ATP合成会立即停止 【答案】A 【解析】有氧呼吸第一阶段（细胞质基质）、第二阶段（线粒体基质）均能产生少量ATP，第三阶段（线粒体内膜）产生大量ATP，A正确；有氧呼吸合成ATP的能量直接来自有机物氧化分解产生的化学能，并非直接来自葡萄糖，葡萄糖需逐步分解为丙酮酸等中间产物后再释放能量，B错误；光合作用暗反应所需ATP来自光反应，有氧呼吸产生的ATP用于细胞其他生命活动，如主动运输、物质合成等，C错误；细胞除有氧呼吸外，若为植物细胞或原核细胞，还可通过无氧呼吸或光合作用合成ATP，故抑制有氧呼吸酶活性，ATP合成不会立即停止，D错误。 4.（2024年山东省潍坊市高三上学期期末）主动运输是细胞逆浓度梯度吸收物质的方式，该过程需要载体蛋白协助且消耗ATP。某植物细胞在吸收K⁺的过程中，ATP的供应直接影响吸收速率。下列关于该过程中ATP作用的叙述，正确的是（ ） A. ATP为载体蛋白提供能量，使其构象发生改变 B. ATP直接为K⁺提供能量，使其逆浓度梯度运输 C. 该过程中ATP的水解与K⁺的运输是同步且互不关联的 D. 细胞内ATP含量越高，K⁺的吸收速率就一定越快 【答案】A 【解析】主动运输中，ATP水解释放的能量用于载体蛋白的构象改变，使载体蛋白能将物质逆浓度梯度运输，A正确；ATP并非直接为被运输物质供能，而是为载体蛋白的功能实现供能，B错误；ATP的水解为K⁺的主动运输提供能量，二者是能量供应与消耗的关联过程，C错误；K⁺的吸收速率受载体蛋白数量和ATP供应双重影响，当载体蛋白达到饱和时，即使ATP含量再高，吸收速率也不会增加，D错误。 二、不定项选择题（每题有一项或多项符合题意） 5.（2025年山东省临沂市高三上学期期末考试）ATP与ADP的相互转化是细胞能量代谢的核心过程，下图为ATP与ADP相互转化示意图。 结合图解及相关知识，下列说法正确的是（ ） A. ①过程释放的能量可用于肌肉收缩、神经递质释放等生命活动 B. ②过程所需能量在植物细胞中可来自光合作用和细胞呼吸 C. ①和②过程的酶种类相同，且都需要Mg²⁺作为辅酶 D. 细胞内ATP与ADP的转化处于动态平衡，保证能量供应稳定 【答案】ABD 【解析】①过程为ATP水解，释放的能量可用于各项需能生命活动，如肌肉收缩（机械能）、神经递质释放（胞吐，需能量），A正确；植物细胞中ATP合成（②过程）的能量来源包括光合作用光反应（光能转化）和细胞呼吸（化学能释放），B正确；①过程为水解反应，需要ATP水解酶，②过程为合成反应，需要ATP合成酶，二者酶种类不同，且这两种酶的催化不需要Mg²⁺，Mg²⁺是叶绿素的组成成分，C错误；细胞内ATP含量极少，通过ATP与ADP的快速转化维持动态平衡，从而保证生命活动的稳定能量供应，D正确。 6.（2023年山东省济宁市高三上学期期末）ATP不仅是细胞的直接能源物质，其结构中的部分成分还可参与其他物质的合成。科研人员发现，ATP水解产生的AMP（腺嘌呤核糖核苷酸）可作为原料参与核酸合成。下列关于ATP结构及相关物质合成的叙述，正确的是（ ） A. ATP分子中含有核糖，而核糖是RNA的组成成分之一 B. AMP去掉磷酸基团后，可作为合成DNA的原料 C. ATP水解产生的能量可用于DNA复制所需原料的合成 D. 细胞内ATP的合成与分解过程中，物质是可逆的，能量是不可逆的 【答案】ACD 【解析】ATP中的腺苷由腺嘌呤和核糖组成，核糖是RNA的重要组成成分，A正确；AMP为腺嘌呤核糖核苷酸，去掉磷酸基团后为腺嘌呤核糖，而DNA的原料是脱氧核苷酸，含脱氧核糖，故不能作为合成DNA的原料，B错误；DNA复制所需的脱氧核苷酸合成过程需要能量，可由ATP水解提供，C正确；ATP与ADP的转化中，物质可通过水解和合成相互转化（可逆），但能量来源和去向不同（合成来自光能或化学能，水解释放的能量用于生命活动，不可逆），D正确。 三、非选择题 7.（2024年山东省泰安市高三上学期期末）萤火虫的发光原理是其腹部发光器中的荧光素在荧光素酶的催化下，消耗ATP并与氧气反应，发出荧光。某生物兴趣小组利用萤火虫发光器开展了“验证ATP是直接能源物质”的实验，实验步骤如下： ①取数十只萤火虫，剪取其腹部发光器，干燥3h后研成粉末； ②将粉末均分为甲、乙两组，分别装入两个小瓶中，各滴加少量蒸馏水，观察到两组均发出淡黄色荧光，1min后荧光消失； ③向甲组滴加适量葡萄糖溶液，向乙组滴加等量ATP溶液，在黑暗环境中观察荧光出现情况。 （1）步骤②中荧光消失的原因是________________________。 （2）预测步骤③的实验结果：________________________，该结果可证明ATP是直接能源物质，理由是________________________。 （3）若向另一组发光器粉末中滴加等量ADP溶液，预测荧光出现情况并解释：________________________。 （4）除萤火虫发光外，列举两项细胞中需要ATP供能的生命活动：________________________。 【答案】（1）发光器粉末中的ATP已被消耗殆尽 （2）甲组不发出荧光，乙组发出荧光；葡萄糖不能直接为发光反应供能，而ATP可直接供能 （3）不发出荧光，因为ADP不含高能磷酸键，不能为发光反应提供能量 （4）主动运输、蛋白质合成（或细胞分裂、神经递质释放等，合理即可） 【解析】（1）步骤②中荧光出现是因为发光器粉末中残留的ATP为荧光素酶催化反应供能，1min后荧光消失是由于残留的ATP被完全消耗，无法继续供能。 （2）葡萄糖是主要能源物质，但不能直接为生命活动供能，需先转化为ATP；ATP是直接能源物质，可直接供能。故甲组滴加葡萄糖溶液不发光，乙组滴加ATP溶液发光，证明ATP是直接能源物质。 （3）ADP仅含一个普通磷酸键，不含高能磷酸键，无法水解释放能量供发光反应，故滴加ADP溶液不发出荧光。 （4）细胞中需ATP供能的生命活动包括主动运输（逆浓度梯度运输）、蛋白质合成（氨基酸脱水缩合）、细胞分裂（染色体复制和移动）、神经递质释放（胞吐）等，任选两项即可。 8.（2025年山东省淄博市高三上学期期末）ATP酶复合体存在于生物膜上，其功能是将生物膜一侧的H⁺搬运到另一侧，并催化ATP合成。下图为ATP酶复合体的结构及功能示意图（注：A侧和B侧为生物膜两侧，①表示H⁺运输，②表示ATP合成）。 （1）ATP酶复合体具有________和________两大功能，从图中可看出，H⁺从B侧运输到A侧的跨膜运输方式为________，判断依据是________________________。 （2）推测植物叶肉细胞中含有该复合体的细胞器有________，理由是________________________。 （3）若该生物膜为线粒体内膜，则B侧为线粒体________（填“基质”或“内膜外侧”），此时②过程合成ATP所需的能量直接来自________________________。 （4）科学家发现GTP（三磷酸鸟苷）也能为细胞供能，从化学结构角度分析其原因：________________________。 【答案】（1）运输（搬运H⁺）；催化（合成ATP）；协助扩散；顺浓度梯度运输，且需要ATP酶复合体（载体蛋白）协助，不消耗能量 （2）线粒体、叶绿体；线粒体的内膜和叶绿体的类囊体薄膜上均能合成ATP，且都存在H⁺的跨膜运输 （3）基质；H⁺顺浓度梯度运输形成的电化学梯度（或质子浓度差） （4）GTP分子中含有高能磷酸键，水解时可释放大量能量供生命活动利用 【解析】（1）由题干可知，ATP酶复合体可搬运H⁺（运输功能）和催化ATP合成（催化功能）；图中H⁺从B侧到A侧需该复合体协助，且结合其催化ATP合成的功能推测，该过程为顺浓度梯度运输（否则需消耗能量，无法合成ATP），故为协助扩散。 （2）植物叶肉细胞中线粒体（内膜进行有氧呼吸第三阶段，合成ATP，伴随H⁺跨膜）和叶绿体（类囊体薄膜进行光反应，合成ATP，伴随H⁺跨膜）均能合成ATP且存在H⁺运输，故推测这两种细胞器含有该复合体。 （3）线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，H⁺从线粒体基质（B侧）向内膜外侧（A侧）运输形成质子浓度差，质子顺浓度梯度回流时驱动ATP合成，故B侧为线粒体基质，合成ATP的能量来自质子浓度差形成的电化学梯度。 （4）ATP供能的核心是含有高能磷酸键，水解可释放大量能量；GTP与ATP结构相似，也含有高能磷酸键，故可通过水解高能磷酸键供能。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $