专题二 保分突破1 细胞代谢中的酶和ATP-【创新大课堂】2026年高考二轮生物专题复习

保分突破1 细胞代谢中的酶和ATP 1．酶的相关辨析 (1)酶具有催化(降低反应分子活化能)作用，它不具有调节功能，也不能作为能源(或组成)物质。 (2)辨析酶、激素、神经递质、抗体 ①四者均具有特异性(专一性)、高效性等特性。 ②激素、神经递质、抗体都是由细胞分泌到内环境中发挥作用，发挥作用后即被灭活(神经递质也可被回收)，而酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用，且可以多次发挥作用。 ③绝大多数活细胞能产生酶(哺乳动物的成熟红细胞不能)，但只有少数特异性细胞能合成并分泌激素、神经递质、抗体。 (3)酶促反应速率≠酶的活性。酶催化化学反应的能力称为酶活性，酶催化的化学反应的速率称为酶促反应速率。通常以测出的酶促反应速率来衡量酶活性，但是酶促反应速率并不等于酶活性，如高温使过氧化氢酶活性为零时(不起催化作用)，过氧化氢的分解速率并不为零。 2．ATP的四个易错点 (1)ATP的产生场所 ①绿色植物叶肉细胞中产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体。 ②动物及其他真核生物产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体。 ③原核细胞产生ATP的场所为细胞质基质和细胞膜。 (2)ATP≠能量 ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。因此，线粒体不仅可分解有机物，也能合成有机物(ATP)。 (3)不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中 ATP含量很少，只是转化非常迅速及时。 (4)不可认为ATP分解大于合成或合成大于分解，事实上，ATP与ADP的相互转化总处于动态平衡中。耗能较多时，ATP水解迅速，但其合成也迅速。 3．调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引发构象变化 类型 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化 概念 在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程 在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程 图示过程 意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活 【易错辨析】 判断下列有关酶和ATP的叙述 (1)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的(　×　) 提示：少数酶的化学本质是RNA；激素的化学本质不都是蛋白质。 (2)酶和激素都必须和特异性受体结合才能发挥作用(　×　) 提示：酶和底物特异性结合发挥作用。 (3)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物(　√　) (4)用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用斐林试剂也可用碘液检测(　×　) 提示：用斐林试剂进行检测时，需要水浴加热，会影响实验结果。 (5)淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖、细胞中由氨基酸合成新的肽链均需要ATP提供能量(　×　) 提示：淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要ATP 提供能量。 (6)蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血(　×　) 提示：蛇毒中的磷脂酶具有专一性，只能催化磷脂分子的水解，不能催化蛋白质水解。 (7)麦芽中的淀粉酶比人体中唾液淀粉酶的最适温度低(　×　) 提示：一般而言，植物体内酶的最适温度高于动物，故麦芽中的淀粉酶比人体中唾液淀粉酶的最适温度高。 (8)蛋白质磷酸化一般指在蛋白激酶催化下把 ATP磷酸基团转移到底物蛋白质的氨基酸残基上的过程，因此蛋白激酶能为相关蛋白质磷酸化过程提供活化能(　×　) 提示：蛋白激酶能降低蛋白质磷酸化的活化能，不能提供能量。 1．(2025·北京高考)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20 min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60 ℃以上热水。下列叙述错误的是(　　) A．该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物 B．洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解 C．减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D．水温过高导致酶活性下降 答案　A 解析　A．纯棉衣物的主要成分是纤维素，该洗衣粉含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，由于酶具有专一性，因此可以洗涤纯棉衣物，A错误；洗涤前浸泡衣物有利于酶与污渍中的蛋白质等有机物充分结合，催化其分解，B正确；减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度，加快酶与衣物中有机物污渍的反应速率，有利于特别脏的衣物的清洗，C正确；水温过高会导致酶的空间结构遭到破坏，使酶的活性下降，甚至永久失活，D正确。 2．(2024·广东，15)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5－Ay3－Bi－CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ Ce5 ＋ ＋＋ － － Ay3－Bi－CB － － ＋＋ ＋＋＋ Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋ Bi － － － － CB － － － － 注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。 A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 答案　B 解析　据表格分析可知，Ce5与Ay3分别催化纤维素类底物和褐藻酸类底物，说明两者的催化功能不同，当Ay3与Ce5同时存在时，即Ce5组与Ce5－Ay3－Bi－CB组比较，Ce5组催化纤维素类底物W2的活性减弱，说明两者之间可能存在相互影响，A正确；Bi组不能催化纤维素类底物和褐藻酸类底物，说明其无催化活性，Ay3组与Ay3－Bi－CB组比较，不论是否与Bi结合，Ay3均可催化底物S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；Ce5－Ay3－Bi－CB组与Ay3－Bi－CB组比较，无论Ce5是否存在，该酶催化褐藻酸类底物的活性均不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；若要研究CB是否与纤维素类底物的催化活性有关，自变量为有无CB，所以应增加检测Ce5－Ay3－Bi肽链的活性，与Ce5－Ay3－Bi－CB组比较，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。 3．(2025·浙江高考)取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。据表分析，下列叙述正确的是(　　) 组别 1 2 3 4 5 温度(℃) 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间(min) 16 9 4 6 50 min未澄清 A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4～6 min D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6 min 答案　B 解析　稀释后的鸡蛋清经加热后变性，浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，在蛋白酶的催化下，蛋白质被水解，浑浊的滤液变澄清，蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，滤液变澄清时间越短，因此滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，A错误；组3滤液变澄清时间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确；若实验温度为52 ℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4 min，C错误；组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57 ℃，滤液也不会澄清，D错误。 4．(2025·黑吉辽蒙卷高考)下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是(　　) A．基本单位是脱氧核苷酸 B．在细胞内或细胞外均可发挥作用 C．当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D．为维持较高活性，适宜在70～75 ℃下保存 答案　B 解析　耐高温的DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误；酶既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，B正确；DNA复制时需要模板、能量、原料和酶，而酶发挥作用需要适宜的温度和pH，因此只有模板DNA和脱氧核苷酸存在时并不一定能催化反应，C错误；高温会破坏酶的空间结构使酶失活，低温条件下酶的活性受到抑制，但空间结构稳定，因此酶适宜在低温条件下保存，D错误。 5．(2025·四川高考)D­阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2＋可协助酶Y催化D­果糖转化为D­阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2＋条件)下，测定不同浓度D­果糖的转化率(转化率＝产物量/底物量×100%)，其变化趋势如下图。下列叙述正确的是(　　) A．升高反应温度，可进一步提高D­果糖转化率 B．D­果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C．若将Co2＋的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D．2 h时，三组中500 g·L－1果糖组产物量最高 答案　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；Co2＋可协助酶Y催化反应，但Co2＋不是酶，将Co2＋的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率也加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误；转化率＝产物量/底物量×100%，2 h时，500 g·L－1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。 1．(2025·青海西宁三模)纳米酶是一类蕴含酶学特性的纳米材料，具有催化活性高、稳定、成本低和易于大规模生产等特点。研究人员制备了能催化H2O2分解的纳米酶，如图是探究其特性的一项实验结果，图中“ΔDO”表示加入H2O2 5 min后反应体系中溶氧量的变化情况。下列相关叙述正确的是(　　) A．该纳米酶的最适pH为8.0 B．该纳米酶在发挥作用后被迅速降解为氨基酸 C．纳米酶通过与底物结合发挥作用，能显著降低化学反应的活化能 D．实验过程中应控制好纳米酶的用量、H2O2溶液的浓度、O2的浓度等无关变量 答案　C 解析　pH为8.0不一定是该纳米酶的最适pH，需要进一步增大pH进行探究，A错误；纳米酶在催化作用前后性质和数量暂时保持不变，即不会被降解，B错误；酶发挥作用时，通常其活性中心会与所催化的反应物结合，作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；O2浓度是因变量，D错误。 2．(2025·黑龙江二模) 某同学在淀粉—琼脂块上的5个圆点位置(如图)分别用蘸有不同液体的棉签涂抹，加入的液体分别为①清水、②煮沸的新鲜唾液、③与盐酸混合的新鲜唾液、④新鲜唾液、⑤52%的蔗糖酶溶液。将该淀粉—琼脂块放入37 ℃恒温箱中保温，2 h后取出，在圆点处滴加碘液处理1 min后冲洗掉碘液，观察圆点位置的颜色变化。下列分析正确的是(　　) A．圆点①②③④⑤处的颜色各不相同 B．圆点②③处的淀粉酶均变性失活 C．圆点①③④处的结果可说明高温降低酶的活性 D．圆点①⑤处的结果可用于探究酶的专一性 答案　B 解析　淀粉酶可水解淀粉—琼脂块上的淀粉，再用碘液检测淀粉是否被水解，煮沸的新鲜唾液(②)、与盐酸混合的新鲜唾液(③)中的淀粉酶均变性失活，但盐酸可以使淀粉水解，清水(①)和2%的蔗糖酶溶液(⑤)不能使淀粉水解，所以圆点①②⑤处的颜色均为蓝色，圆点③④处可能是无色或较浅蓝色，A错误；唾液里的唾液淀粉酶本质是蛋白质，而过酸、过碱或温度过高都会使蛋白质失活，B正确；圆点①②④处的结果可说明高温降低酶的活性，C错误；圆点④⑤处的结果可用于探究酶的专一性，D错误。 3．(2025·陕西宝鸡三模)某生物兴趣小组设计实验“探究不同植物材料中过氧化氢酶的活性”。已知实验室所用过氧化氢酶活性与温度的关系如图1所示，实验中分别制取不同植物材料匀浆过滤液5 mL，加入5 mL过氧化氢溶液，在图1中a点所对应的温度下进行，所得实验结果如图2所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．该实验中每一组都是实验组，也是其他组别的对照组 B．该实验的结果说明菠菜体内过氧化氢酶的量最多或活性最大 C．若实验温度为图1中b点所对应的温度，则实验结果与上述相同 D．该实验的自变量是植物材料种类，但温度、pH也可影响实验结果 答案　C 解析　本实验属于相互对照实验，每一组均为实验组，又是其他组别的对照组，A正确；该实验结果显示，菠菜过滤液对应的过氧化氢的产氧速率最大，该产氧速率最大可能是过氧化氢酶的量多或活性最大引起的，B正确；加热可以给过氧化氢分子提供能量，可加快过氧化氢的分解。若用图1中b点所对应的温度，过氧化氢酶的活性相同，酶促反应速率相同，但温度不同，过氧化氢自行分解的速率不同，C错误；根据实验目的可知，该实验的自变量是植物材料种类，温度、pH属于无关变量，因此温度、pH也可影响实验结果，D正确。 4．(2025·浙江温州二模)ATP的结构决定了其作为直接能源物质的功能。下列叙述正确的是(　　) A．1个腺苷和2个磷酸基团组成ATP B．细胞中所有生命活动都由ATP直接提供能量 C．磷酸基团带有负电荷导致它们之间的高能磷酸键不稳定 D．通过ADP的合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应 答案　C 解析　ATP由1个腺苷和3个磷酸基团组成，其中腺苷由腺嘌呤和核糖组成，A错误；细胞中绝大多数生命活动由ATP直接提供能量，但不是所有，如光合作用光反应阶段中，水的光解所需能量来自光能，不是由ATP提供，B错误；ATP中磷酸基团带有负电荷，同性相斥，导致它们之间的化学键不稳定，容易断裂释放能量，C正确；通过ATP的合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应，而不是ADP的合成和水解，ATP水解生成ADP和磷酸并释放能量，吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，D错误。 5．(2025·重庆二模)下图表示的是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶构成的细胞内信号传递途径，激活的蛋白激酶3通过某种途径启动某一基因的表达。下列说法错误的是(　　) A．蛋白激酶1磷酸化和去磷酸化过程体现了进化与适应的观点 B．蛋白激酶1特定磷酸化位点的氨基酸缺失会影响信号传递 C．ATP转化为ADP的过程中释放能量，产生的磷酸可以参与信号传递 D．蛋白激酶3的磷酸化和去磷酸化反应受pH的影响 答案　A 解析　磷酸化和去磷酸化是蛋白质功能调控的常见机制，其存在体现了生物分子结构与功能的适应性(如通过修饰改变活性)。然而，“进化与适应”观点通常指物种在长期自然选择中形成的适应性特征，而非分子层面的动态调控过程，A错误；磷酸化位点的特定氨基酸缺失会破坏磷酸化过程，直接影响信号传递，B正确；据图分析，ATP转化为ADP释放的磷酸(Pi)可被激酶用于蛋白质磷酸化，参与信号传递，C正确；磷酸化和去磷酸化反应由酶催化，酶活性受pH影响，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $