小练8 酶和ATP在细胞代谢中的作用-【衡水金卷·先享题】2026年新高考生物拿满基础分自主小练（SWX）

拿满基础分自主小练·生物学·SWX 小练8 酶和ATP右 (建议用时30分 考情分析主要考查：酶的作用、特性（高效性、专一性、作 ADP的相互转化. 题型：以选择题为主难度：中等考频（★★★★） 选择题（单选每题2分，多选每题3分） 1.(教材改编题)1982年科学家发现了一种具 有催化功能的RNA,并将其命名为“核酶”。 下列关于酶与ATP的叙述，正确的是 A.作为催化剂的核酶在反应过程中要与底 物活性部位结合发生构象改变，但反应 结束后核酶与底物分离构象复原 B.加酶洗衣粉由于直接加入了从生物体内 提取的酶，所以比普通洗衣粉具有更强 的去污能力 C.在DNA的复制中，ATP能直接提供能 量，但脱去两个磷酸基团不能作为DNA 复制的材料 D.很多放能反应需要磷酸基团从ATP转 移到反应物上，导致反应物活化推动反 应的进行 2.(教材改编题)蛋白激酶和蛋白磷酸酶是信 号通路的“开关分子”，即蛋白激酶能催化 蛋白质的磷酸化过程，蛋白磷酸酶能催化 蛋白质的去磷酸化过程，其机理如下图。 下列相关叙述错误的是 信号 信号 输入 ↑输出 ATP ADP 蛋白激酶 蛋白质 蛋百驴 蛋白磷酸酶⑩ H20 A.蛋白质的磷酸化属于吸能反应，导致细 胞中ADP大量积累 B.作为能量“货币”的ATP既能提供能量 又参与细胞信号传递 C.蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋 白质结构与功能相适应的观点 D.载体蛋白磷酸化导致其构象发生的改变 是可逆的 3.(教材改编题)酶分子作为高效催化剂，使 细胞代谢能在常温、常压等较温和条件下 快速地进行。一些吸能反应所需能量并不 是由葡萄糖等氧化分解直接提供的，往往 要依赖ATP和ADP之间的快速转化这 生物界共用的能量供应机制。下列相关叙 述正确的是 A.有酶催化的反应一般不需要ATP供能 B.酶的合成是放能反应，酶的水解是吸能 反应 班级： 姓名： 。。。。。。。。。。。。。。 王细胞代谢中的作用 钟，满分26分) 用条件较温和)及影响因素；ATP的化学组成、功能及与 C.相同条件下，酶的催化能力比无机催化 剂强 D.人等哺乳动物的成熟红细胞通过无氧呼 吸产生ATP 4.(2025重庆八中高一期中)科学家在深海热 泉口发现了一种原核生物一嗜热古菌， 其能在80℃高温下高效合成ATP。这种 生物的Thermo-ATP合酶可利用硫化物氧 化释放的能量驱动ATP合成。下列关于 ATP在能量代谢中作用的叙述，错误的是 A.该古菌合成ATP的能量来源于硫化物 中的化学能 B.ATP分子中远离腺苷的特殊的化学键 断裂时，可为细胞直接供能 C.该生物的Thermo-ATP合酶分布于线粒 体内膜 D.即使环境中硫化物充足，古菌细胞内的 ATP含量仍保持动态平衡 5.(2026山东月考)下列有关钙离子主动运输 过程的叙述，错误的是 A.载体蛋白与钙离子结合时，能催化ATP 水解 B.ATP水解时，脱离的磷酸基团挟较高 能量 C.载体蛋白与钙离子脱离时，恢复较高能 量水平 D.载体蛋白磷酸化后，其空间结构发生改变 6.(教材改编题)磷酸肌酸(C~P)是一种存在于 肌细胞中的高能磷酸化合物，在高强度运动、 细胞急需供能时，磷酸肌酸在肌酸激酶的催化 下及时水解将磷酸基团转移给ADP再生 ATP,即磷酸肌酸(CP)+ADP=ATP+ 肌酸(C),该过程称为ATP一磷酸肌酸供能系 统。下列叙述中正确的是 A.磷酸肌酸水解属于放能反应，此时ATP 合成不需要游离的磷酸 B.剧烈运动时肌细胞中肌酸与磷酸肌酸含 量的比值会有所下降 C.用肌酸激酶阻断剂处理肌细胞，细胞将 会缺乏ATP供应而死亡 D.ATP和磷酸肌酸均可作为细胞代谢的 直接能量物质 7.(教材改编题)溶酶体膜上的载体蛋白 V-ATPase酶可利用ATP水解释放的能 量，将细胞质基质中的H+转运进溶酶体 中，以维持溶酶体中pH的稳定。下列说法 错误的是 A.推测V-ATPase酶具有催化和运输的 功能 B.V-ATPase酶以胞吐的方式运输出细胞 C.V-ATPase酶运输H+时自身构象发生 改变 D.V-ATPase酶功能异常可能使溶酶体 pH升高 8.(多选，2025湖南联考)酶的分子中存在许 多功能基团，例如一NH2、一COOH、一SH、 一OH等，但并不是这些基团都与酶活性有 关。一般将与酶活性有关的基团称为酶的 必需基团，如图为酶的结构和酶的活性中 心示意图，下列叙述错误的是 多肽链 底物分子 酶的活性中心 活性中心外 的必需基 催化基团)活性中心内 结合基团)的必需基团 A.酶是由活细胞产生的只在细胞内完成催 化作用的蛋白质 B.酶与底物接触只限于酶分子上与酶活性 密切有关的较小区域 C.酶不仅能缩短反应时间还能改变反应平 衡状态 D.酶的活性部位既能与底物结合，又能与 竞争性抑制剂结合，不能体现酶的专 一一性 9.(多选，教材改编题)质子泵是生物膜上逆 浓度梯度转运H+的蛋白质 H+-K+-ATP酶是一种P型质子泵，主要存 在于胃壁细胞，通过自身的磷酸化与去磷 酸化完成H+/K+跨膜转运，其作用机理如 图所示(“十”表示促进磷酸化)。药物奥美 拉唑是一种质子泵抑制剂，能有效减缓因 胃酸分泌过多引起的胃溃疡。下列叙述正 确的是 胃蛋白酶 信号分子aMl-RCa2 信号分子b2 RJ-cAMP-+KA 信号分子c-G-R]-Ca2+TP 門壁细胞過腔 A.胃蛋白酶不能水解M1-R、H2-R、G-R, 推测三种物质是非蛋白质类物质 B.奥美拉唑抑制质子泵活性会导致胃壁细 胞中ATP大量积累 C.H+-K-ATP酶能催化ATP水解为主 动运输供能，将①(K+)运入细胞以及 ②(H+)运出细胞 16 D.奥美拉唑治疗胃溃疡的机理可能是抑制 H-K+-ATP酶的活性从而抑制胃酸 分泌 10.(多选，教材改编题)人体有两种酶HK和 GK,它们结构不同，但可以催化相同反 应，使葡萄糖与ATP反应生成6-磷酸葡 萄糖和ADP。二者的酶促反应速率如图 所示。据此分析下列相关叙述错误的是 GK ._..K 1015 葡萄糖浓度/(mmol/L) A.ATP为两种酶所催化的反应提供能量 和磷酸基团 B.两种酶催化反应过程中，消耗的葡萄糖 和ATP量相同 C.葡萄糖浓度在10mmol/L时，HK酶的 催化活性会受到抑制 D.随葡萄糖浓度增加，GK的酶促反应速 率高于HK 11.(多选，2026湖南邵阳市模拟)ATP如何 运出线粒体备受关注，线粒体膜上存在由 核基因编码的ATP/ADP反向转运蛋白 AAC,借助AAC,ATP可从线粒体基质运 至膜间隙并最终运出线粒体，具体机制如 图，图中还标出各物质转运数量及电荷 数，内部腺苷磷酸库可储存ATP和ADP。 米酵菌酸可以竞争结合在AAC的ATP 结合位点上。下列相关叙述错误的是 线粒体膜间隙 线粒体基质。 ADP ATP合酶 ATP nH+ H (n+1)H 电子传递链 H+ H P 腺 P转运体 Pi 磷酸库 ATP4- CAAC ATP4-+ ADP3- ADP3- A.AAC转运ATP时，因ATP带4个负 电荷，会使膜间隙负电荷降低，电位 升高 B.电子传递链泵出H+,H+顺浓度梯度回 流驱动ATP合酶合成ATP C.Pi转运体将Pi运入基质，为ATP合成 提供原料，其转运与膜电位无关 D.误食含米酵菌酸的食物可能会导致细 胞严重缺少能量而死亡参考答案及解析 只名师提醒 1.目前一般认为主动运输发生需要三个条件，即逆浓 度梯度、载体蛋白和能量(ATP)。 2.判断物质进出细胞方式时，先要判断细胞膜内侧或 外侧。方法一：根据糖蛋白的位置，糖蛋白位于细胞 膜外侧；方法二：根据提供能量的位置，提供能量的 一侧是细胞内侧。 :3.载体蛋白可以重复使用。载体蛋白在运输分子或离 子时，其空间结构发生变化，其释放所结合的物质 后，又恢复原状，可继续转运同种物质的其他分子或 离子。 8.ACD【解析】能自由通过磷脂双分子层的运输方式 为自由扩散，图乙中的葡萄糖为协助扩散，乳酸为主 动运输，A正确；葡萄糖和乳酸都不能直接通过磷脂 双分子层，当浓度都为1ol/L时，无浓度差，但水分 子能自由通过半透膜，且水分子从A向B与从B向 A扩散的数目相同，丙装置液面保持不变，B错误；若 将乙中的蛋白质①与甲整合作为半透膜，A溶液中的 葡萄糖可以通过协助扩散进入B溶液，但B溶液中 的乳酸不能穿过半透膜，导致B侧的总浓度会大于A 侧，所以B侧的液面会上升，C正确；在无能量供应的 条件下，乳酸不能穿过半透膜，故不会形成浓度差，D 正确。 9.AC【解析】图1中①~⑤分别表示自由扩散、协助 扩散、协助扩散、主动运输、胞吞（胞吐）。若图1中戊 为药物的运载体，因为药物A与有亲水性磷脂分子 头部接近，故为水溶性分子，药物通过胞吞进入细胞 需消耗细胞内ATP和膜蛋白参与，A正确：图2中 H+出细胞的方式为主动运输，H+进细胞是顺浓度 方向，为协助扩散，蔗糖进细胞的方式为主动运输，因 为消耗能量(H+浓度差形成的势能)和转运蛋白的参 与，B错误：图1中④⑤的运输方式和图2中H+出细 胞都需要细胞呼吸提供能量，所以细胞呼吸抑制剂处 理细胞，对图1中④⑤和图2中H出细胞有影响，C 正确：图1中①方式表示自由扩散，相对分子质量小 的物质（如氧气、CO2、水等）可以自由扩散方式进出 细胞，但水更多是以②协助扩散方式进出细胞，离子 以协助扩散或主动运输方式进出细胞，D错误。 小练8酶和ATP在细胞代谢中的作用 1.C【解析】发生反应时，底物与酶的活性部位结合， A错误；加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体，而 是经过酶工程改造的产品，比一般的酶稳定性强，B 错误；在DNA的复制中，ATP能直接提供能量，但脱 1 生物学·SWX 去两个磷酸基团后是腺嘌岭核糖核苷酸，是合成 RNA的原料，不能作为DNA复制的材料，C正确：磷 酸基团从ATP转移到反应物上，磷酸基团携带能量， 使反应物磷酸化转化为活化状态，这是吸能反应，D 错误。 2.A【解析】据图可知，蛋白质磷酸化过程需要消耗 ATP,与ATP的水解相联系，属于吸能反应，细胞中 ATP的含量较少但是相对稳定，是因为ATP与ADP 相互转化处于动态平衡之中，因此蛋白质发生磷酸化 不会导致细胞中ADP大量积累，A错误：据图可知进 行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而 ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信 号传递，B正确：通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变 蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，体 现出蛋白质结构与功能相适应的观点，C正确；蛋白 激酶作用于载体蛋白后，催化载体蛋白的磷酸化， ATP末端的磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，导 致其空间结构发生了改变，将它所结合的离子或分子 从细胞膜的一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白 随后又恢复原状，因此载体蛋白磷酸化导致其构象发 生的改变是可逆的，D正确。 R拓楼延伸 蛋白质的磷酸化和去磷酸化 项目 蛋白质磷酸化 蛋白质去磷酸化 在蛋白激酶催化下， 在蛋白磷酸酶 将ATP末端的磷酸 催化下，磷酸化 过程 基团转移到蛋白质 的蛋白质上的 特定位点的氨基酸 磷酸基团脱落 残基上 蛋白质空间结构改 蛋白质空间结 结果 变→蛋白质活性 构恢复 改变 3.D【解析】有酶催化的吸能反应需要ATP供能，A 错误；酶的合成为吸能反应，B错误；酶具有高效性， 在适宜条件下，酶的催化能力确实比无机催化剂强， 其原因在于酶能更显著地降低化学反应的活化能。 但是若是高温、强酸、强碱等情况下，酶的空间结构被 破坏，酶活性丧失，此时酶的催化能力比无机催化剂 弱，C错误；哺乳动物的成熟红细胞无细胞核和众多 细胞器，只进行无氧呼吸产生ATP,D正确。 4.C【解析】由题干“这种生物的Thermo-ATP合酶可 利用硫化物氧化释放的能量驱动ATP合成”可知，该 古菌合成ATP的能量来源于硫化物中的化学能，A 生物学·SWX 正确：ATP是细胞的直接能源物质，ATP分子中远 离腺苷的特殊的化学键断裂时，会释放出大量能量， 可为细胞直接供能，B正确：嗜热古菌是原核生物，原 核生物没有线粒体，所以该生物的Thermo-ATP合 酶不可能分布于线粒体内膜，C错误：细胞内的ATP 含量很少，但ATP与ADP的相互转化时刻不停地发 生并且处于动态平衡之中，即使环境中硫化物充足， 古菌细胞内的ATP含量仍保持动态平衡，D正确。 问名师提醒 ATP的结构和数量关系 :(1)ATP结构： :①1分子ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子： 磷酸基团构成。 ②ATP=腺苷十磷酸；腺苷=腺嘌呤十核糖。 (2)ATP结构中的数量关系： ①ATP分子中有两个特殊的化学键，其中远离A的那 个特殊的化学锭容易断裂，释放能量。 :②腺苷和磷酸基团数量关系为1：3。 5.C【解析】参与Ca+主动运输的载体蛋白是一种能 催化ATP水解的酶，当膜内的Ca+与其相应位点结 合时，其酶活性就被激活，在催化ATP水解释放能量 的同时，进行钙离子的转运，A正确；ATP末端特殊 化学键有较高的转移势能，水解时，末端的磷酸基团 从ATP脱落，脱离的磷酸基团挟较高能量，B正确； 载体蛋白与钙离子脱离时，恢复较低能量水平，C错 误；载体蛋白磷酸化后，其空间结构发生改变，将物质 进行转运，D正确。 6.A【解析】磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物能及 时水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP,ADP生成 ATP需要消耗磷酸肌酸水解提供的能量，所以磷酸 肌酸水解属于放能反应，A正确；剧烈运动时，消耗 ATP加快，ADP转化为ATP的速率也加快，磷酸肌 酸的磷酸基团转移到ADP分子上，产生肌酸，导致磷 酸肌酸和肌酸含量的比值会有所下降，B错误；据题 意可知，肌酸激酶能催化ATP合成，细胞合成ATP 除了这条途径外，ADP在ATP合成酶的作用下也能 合成ATP,故用肌酸激酶阻断剂处理肌细胞，肌细胞 不会缺乏ATP供应而死亡，C错误；磷酸肌酸可作为 能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能，ATP 是直接能源物质，D错误。 7.B【解析】溶酶体膜上的载体蛋白V-ATPase酶可 利用ATP水解释放的能量，将细胞质基质中的H 转运进溶酶体中，推测V-ATPase酶具有催化和运输 的功能，A正确；V-ATPase酶不会运出细胞，B错误； ·1 参考答案及解析 据题意可知，V-ATPase酶是一种载体蛋白，载体蛋 白运输H+时需要与之结合并发生自身构象的改变， C正确：V-ATPase酶功能异常，导致细胞质基质中的 H+转运进溶酶体受抑制，可能会使溶酶体pH升高， D正确。 8.ACD【解析】酶是由活细胞产生的，在细胞内和细 胞外均可以起催化作用，A错误；酶与底物接触的部 位是酶活性中心的结合基团，B正确；酶能缩短反应 时间但是不能改变反应平衡状态，C错误：酶的活性 部位既能与底物结合，又能与竞争性抑制剂结合，可 以体现酶的专一性，D错误。 9.CD【解析】M1-R、H2-R、GR是三种受体，化学本 质是蛋白质，胃蛋白酶不能将M1-R、H2-R、GR水 解，可能的原因是这些蛋白质已经被修饰，A错误： ATP与ADP在细胞中的转化是时刻不停发生并且 处于动态平衡之中，ATP在细胞中不会大量积累，B 错误；据图可知H+-K+-ATP酶既可以催化ATP水 解为主动运输供能，又是转运H+和K的载体，其运 输方式都是主动运输，由于胃腔中有大量盐酸，H浓 度大于胃壁细胞内的H+浓度，H通过主动运输被 转运到细胞外，为逆浓度运输，故②代表H,①代表 K+,C正确；H+过多地被转运到胃腔中导致胃酸分 泌过多，引起胃溃疡，H+通过主动运输被转运到细胞 外，药物奥美拉唑可以抑制H+-K+-ATP酶的活性， 使H+的主动运输受到抑制，减少胃壁细胞分泌胃 酸，达到治疗的目的，D正确。 10.BCD【解析】该反应是吸能反应，ATP为两种酶所 催化的反应提供能量和磷酸基团，A正确：两种酶催 化等量葡萄糖磷酸化时，消耗ATP的量相同，但据 图可知，在不同葡萄糖浓度时，两种酶催化反应速率 不同，即消耗葡萄糖量不同，所以消耗ATP的量也 不相同，B错误；图中葡萄糖浓度在10mmol/L之 前，HK酶催化的反应速率就不再随着葡萄糖浓度 增加而增加，也可能是酶浓度限制了反应速率，C错 误；据图可知，葡萄糖浓度低于5mmol/L时，随葡 萄糖浓度增加，GK的酶促反应速率低于HK,D 错误。 11.AC【解析】从图中可看出AAC转运ATP时， ATP带4个负电荷进入膜间隙，会使膜间隙负电荷 相对增多，电位降低，A错误；图中显示电子传递链 将H+泵出，形成H+浓度梯度，H+顺浓度梯度回流 可驱动ATP合酶合成ATP,B正确；Pi转运体转运 Pi与膜电位有关，图中Pi的转运与膜两侧电荷分布 参考答案及解析 有关，C错误；米酵菌酸可以竞争性地结合在线粒体 AAC的ATP结合位点上，误食含米酵菌酸的食物 可能会影响AAC转运体的功能，使AAC转运的 ATP减少，从而导致细胞严重缺少能量而死亡，D 正确。 小练9酶的相关实验分析 1.C【解析】据温度对酶活性影响的曲线及题中信息 可推测，三组所用温度的大小关系有4种可能性：乙 在最适温度或附近，丙在最适温度右侧，甲在最适温 度左侧，即丙组>乙组>甲组：乙在最适温度附近，甲 在最适温度右侧，丙在最适温度左侧，即甲组>乙组 >丙组；乙在最适温度附近或右侧，甲、丙都在乙右 侧，即甲组>丙组>乙组：乙在最适温度附近或左侧， 甲、丙在乙左侧，即乙组>丙组>甲组，A正确；在探 究温度对酶活性影响的实验中，因为酶有高效性，酶 和底物混合前必须将酶和底物分别在对应温度条件 下处理一段时间，再混匀，B正确；甲组可能处于最适 温度右侧的较高温度，可能会使酶失活，而高温对酶 活性的影响是不可逆的，实验中若将甲组的温度条件 调整成乙组温度条件，淀粉水解速率不一定提高，C 错误；该实验的自变量是不同温度，所以实验结果检 测只能用碘液检测淀粉是否水解，如果用斐林试剂检 测还原糖的产生，需要水浴加热，会改变各组温度条 件，D正确。 2.B【解析】验证酶的专一性时，实验的自变量应为酶 的种类或底物的种类，且实验设计遵循单一变量原 则，需控制无关变量相同且适宜，A错误；若酶①为淀 粉酶，则甲、乙试管进行对比时不可选用碘液作为检 测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解，只能用 斐林试剂检测是否产生还原糖，B正确；若酶①为淀 粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用 斐林试剂作为检测试剂，根据是否有还原糖的生成判 断淀粉是否水解，也可用碘液检测，C错误；甲试管中 加入的底物量与酶量相等，是为了保证在合理的浓度 和用量下，反应能顺利进行，D错误。 3.C【解析】蔗糖无论分解与否，都不会与碘液反应， 因此利用淀粉酶、淀粉和蔗糖验证酶的专一性时，不 能用碘液检测实验结果，A正确；过氧化氢在加热时 分解会加快，因此探究温度对酶活性的影响时，不宜 用过氧化氢和过氧化氢酶，B正确：探究H对酶活 性影响，为防止底物先和酶反应影响实验结果，应将 调pH放在加底物前，故实验步骤为：加酶→调pH→ 加底物→混匀→观察，C错误；保存酶时，需要把pH 1 生物学·SWX 控制在最适H,温度为低温条件，使其结构不易被破 坏且活性最低，D正确。 Q特别提醒 1.选择实验材料时的注意事项： (1)在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择 过氧化氢(HO2)和过氧化氢酶作为实验材料，因为 过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条 件下分解会加快，从而影响实验结果。 (2)在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀 粉和淀粉酶作为实验材料，因为在酸性条件下淀粉 本身分解也会加快，从而影响实验结果。 2.实验步骤和结果检测的注意事项： (1)在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶 溶液应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)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶 的最适温度（排除温度于扰），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，检测底物是否被分解，指试剂宜选用碘液，不宜 选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热， 而该实验中需严格控制温度。 4.D【解析】题干中实验是在最适反应条件下进行的， 升高温度会使酶的活性降低，从而降低D-果糖转化 率，A错误；D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有 关，还与底物(D-果糖)的浓度、反应时间等因素有 关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强， B错误：Co+可协助酶Y催化反应，但Co+不是酶， 将C0+的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率也加 倍，C错误；转化率=产物量/底物量×100%，2h时， 500g·L1D-果糖组的转化率不是最高，但底物量 是最多的，且转化率也较高，根据产物量=底物量× 转化率可知，其产物量最高，D正确。 5.D【解析】图1曲线表示酶专一性曲线，若用淀粉作 底物，自变量为淀粉酶和蔗糖酶，检测试剂用碘液或 斐林试剂均可得出图1曲线，A错误：图1曲线表示 酶专一性曲线，若证明酶具有高效性需要酶与无机催 化剂进行对照，B错误：图3曲线对应的实验自变量 为pH和温度，不能用H2O2作底物，因为H2O2在不 同的温度下分解速率不同，无关变量可对实验结果造 成影响，C错误；图2表示温度对酶活性的影响，最适 温度下酶活性最强，低温时酶活性被抑制但没有失