专题4 酶和 ATP-【备战高考】备战2027高考生物母题题源同步练

②是高浓度到低浓度，不需要能量和载体蛋白，是自 由扩散，③是低浓度到高浓度，需要载体蛋白和能量， 是主动运输，需要载体蛋白的是协助扩散和主动运 输。(3)需要消耗能量的是主动运输。(4)从低浓度 到高浓度的是主动运输。(5)钾离于进入红细胞是主 动运输，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，二氧化碳进 入红细胞是自由扩散。(6)细胞膜中磷脂是双层的， 测得磷脂占有面积是S,细胞膜表面积应是S/2。 (7)细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。(8)细 胞膜的功能特点是具有选择透过性，可以利用此特点 将金属离于和水分开。 [答案](1)蛋白质（载体蛋白）ATP(三磷酸 腺苷)(2)①协助扩散③主动运输(3)③ 主动运输(4)③主动运输(5)主动运输协助 扩散自由扩散(6)0.5S(7)一定的流动性 (8)选择透过性 题源2观察植物细胞的质壁分离和复原 1.B成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与 外界溶液构成渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶 液浓度时，细胞吸水，质量增加：相反则反。从题图中 可以看出：a点表示水分进出细胞达到平衡状态，b点 细胞处于失水状态。当把b点溶液中的萝卜条移入 a浓度溶液中后，细胞吸水，质量增大。 2.D同一细胞，X/Y值越小，表示失水越多，紫 色越深，越不复原；XY值越大，失水越少，蔗糖溶液 浓度越小，所以A、B、C都不正确。不同细胞用相同 浓度蔗糖溶液处理，XY值越大，表示该细胞失水越 小，则该细胞的正常细胞液浓度越高。故D正确。 3.B半透膜两侧溶液有浓度差，浓度差越大， 水分于扩散越快，漏斗管内的液面越高。据最终实验 结果可断定甲中B浓度大于C浓度。当管中液面上 升到一定程度时，h段液柱产生的静水压与渗透压相 等，此时水分于进出半透膜达到动态平衡，管中的液 面停止上升，A、C、D项正确，渗透压越大，表明溶液 的浓度越大，又因h1>h2,说明乙图中渗透压B中溶 液大于C中溶液，也就是说B的浓度一定大于C的 浓度。B选项是错误的。 题源3细胞膜的透性 1.B甲图中漏斗内浓度大于烧杯，根据渗透作 用原理，漏斗液面上升，加入蔗糖酶，蔗糖水解为单 糖，浓度进一步升高，漏斗液面进一步上升，但单槽会 渐渐透过半透膜进入烧杯，内外浓度差减小，漏斗液 。1 面下降，但不会立即下降：乙图玻璃管内液面上升，水 分通过根吸收进入玻璃管，根部发生渗透作用产生向 上的推力：甲装置中蔗糖酶为大分于物质，烧杯中检 测不到蔗糖酶；根据实验的对照原则，单一变量原则， 为验证蒸腾作用，先排除根的干扰，先将A、B两株天 竺葵的茎从中部切断，取上端部分，一株不作处理，一 株用胶水涂抹，封住植物叶片上的气孔，防止蒸腾作 用散失水分。 2.C图中显示S分于由膜外进入膜内时，一方 面需载体C协助，另一方面需消耗能量，故应属主动 运输，而主动运输也可从高浓度到低浓度。 3,B由于半透膜的两侧有浓度差，所以高浓度 的S液面会升高，但是由于液体压强的存在，两侧的 浓度不会最终达到平衡，$侧的浓度依然会高于 R侧。 4.[解析]根据实验目的“探究低温是否会影响 物质的跨膜运输”，确定自变量为温度，即在低温和常 温条件下对比物质的跨膜运输的速率。由于该实验 为探究实验，所以预测实验结果和结论不是唯一的， 解答时三种可能性及相应结论都要叙述出来。分析 低温影响活细胞跨膜运输的原因时，应从跨膜运输的 方式人手，跨膜运输与膜的流动性有关，另外主动运 输和胞吞、胞吐还需要消耗呼吸作用释放的能量，从 而找到解答该题的突破口。 [答案](1)渗透(2)①若1组漏斗液面高度 比2组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输 速率减慢②若2组漏斗的液面高度比1组高，则说 明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快③ 若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明低温并不影响 物质跨膜运输(3)①低温会影响细胞膜的流动性， 从而影响其功能②低温会影响酶的活性，从而影响 呼吸作用释放能量的过程 专题4酶和ATP A组 题源1酶在代谢中的作用 1,C高温能破坏酶的结构使其失去活性，而低 温抑制酶的活性，当温度升高时，酶活性可以恢复。 酶是活细胞产生并具有催化作用的有机物，大多数是 蛋白质，少数是RNA。细胞质基质中有催化葡萄糖 分解形成丙酮酸的酶（即细胞呼吸第一阶段的酶）。 细胞质中线粒体和叶绿体中的DNA可复制转录，故 其内有解旋酶。 2.D甜玉米在成熟过程中可溶性糖会在酶的 作用下转化为淀粉，放在沸水中可破坏酶的结构，使 酶失去活性，所以可溶性糖不能转化成淀粉。 3.D嫩肉粉的主要作用在于利用蛋白酶把肉 中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解，使肉类制品 口感达到嫩而不韧、味美鲜香的效果。A、B和C项 都有高温会导致蛋白酶失活，D项在室温下酶的活性 较强，放置一段时间，让蛋白酶有足够的作用时间，这 样的效果最佳。 4.C蛋白酶不能水解所有的肽键，蛋白酶对其 所作用的反应底物有严格的选择性，一种蛋白酶仅能 作用于蛋白质分于中一定的肽键，如胰蛋白酶催化水 解碱性氨基酸所形成的肽键。利用酶工程可以提高 蛋白酶的稳定性，固定化酶比液体的稳定性高。 5.[解析](1)分于从常态转变为易发生化学 反应的活跃状态所需要的能量称活化能。(2)在同一 底物浓度条件下，Ⅱ和I相比较，酶反应速率慢是因 而Ⅱ的温度低，酶活性低。(3)AB段酶促反应速率 随底物浓度增加而加快，由此可知此段的主要限制因 素是底物浓度；BC段酶促反应速率不再随底物浓度 改变而变化，由此可知该段的主要限制因素是酶浓 度。(4)若想探究酶的最适pH,至少应设计3组不同 的pH(一组为最适pH,一组低于最适pH,一组高于 最适pH)。(5)绘制的曲线低于Ⅱ曲线，形状类似于 Ⅱ曲线。 [答案](1)活化能(2)温度低，酶的活性低 (3)底物浓度酶浓度(4)3(5)略 题源2酶的实验与探究 1.C加酶洗衣粉中的酶在水温45~60℃时， 能充分发挥洗涤作用，水温高于60℃时，碱性蛋白酶 要失去活力，水温低于15℃时，酶的活性迅速下降， 影响洗涤效果。低于40℃时，则酶作用缓慢，但不易 被破坏而失活，A错；表面活性剂能影响碱性蛋白酶 活性，还会使酶失活，B项错误；碱性蛋白酶适合的 pH值为6.0~8.5，故C项正确；蛋白质是衣物上最普 遍存在的污垢，而且是最难被表面活性剂和其他助洗 剂所去除的。蛋白酶能把衣物上蛋白质先分解成可 溶性的肽，然后再分解成氨基酸，从而很容易被洗去， D错。 2.AQ-淀粉酶最适宜温度在60℃左右，在 。1 0℃、25℃时活性较低，100℃温度下变性失活，所以三 支试管用碘液检测都有可能变蓝。0℃、25℃时虽然 酶活性较低，但A、B两支试管还是能产生一些还原 糖，C试管不产生。三支试管中没有一支是处于最适 宜温度条件下，所以三支试管都不能作为对照。每隔 10℃设置一个实验组，温度梯度跨度较大，所以不能 确定该反应的最适温度。 3.[解析]本实验验证的是蔗糖酶和淀粉酶的 催化作用具有专一性，自变量是两种酶，因变量是是 否有砖红色沉淀。实验过程中遵循对照原则和单一 变量原则。 甲、丁对照说明蔗糖酶只催化蔗糖而不催化淀粉 分解，体现了蔗糖酶的专一性。乙、丙对照说明淀粉 酶只催化淀粉而不催化蔗糖分解，体现了淀粉酶的专 一性。甲、乙都能反应产生还原糖，而丙、丁没有还原 性糖的产生。动物体内的酶的最适温度是37℃，温 度下降酶活性下降。 [答案](1) 唾液 溶液 蔗糖 蔗糖溶液 淀粉溶液 淀粉 试管 酶溶液 酶溶液 甲 乙 X 丙 丁 + (2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间 ③取出试 管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时 间④观察实验现象并记录实验结果(3)含有蔗糖 和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试 管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀 (4)酶的催化作用具有专一性(5)20℃低于酶的 最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少 题源3ATP在能量代谢中的作用 1.D叶绿体合成ATP需光照而不需氧气。有 O2时线粒体有氧呼吸能为叶绿体光合作用提供 CO2,但线粒体产生的ATP不能用于光合作用。无 光条件下叶绿体不能进行光合作用，故不能产生 ATP。叶绿体、线粒体能合成ATP说明含有催化 ATP合成的酶，而光合作用与呼吸作用实质上是一 系列的氧化还原反应。 2.B无氧条件下，通过无氧呼吸可以产生 ATP。在有氧的条件下，叶肉细胞进行有氧呼吸，细 胞质基质、线粒体可以合成ATP。在有光的条件下， 叶绿体内在光反应阶段可以合成ATP。叶绿体内合 成ATP不需要氧。细胞质中消耗的ATP来源于细 胞质基质、线粒体和叶绿体。 3.B细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的 ATP主要由线粒体提供，A项正确；ATP是生命活 动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP,睡 眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，故B项错 误：有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中 有ATP形成，C项正确；根细胞吸收矿质元素离于主 要通过主动运输的形式，其消耗的能量主要是由细胞 呼吸所提供的ATP,故D项正确。 4.D在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸 的第一阶段产生少量的ATP,故A正确。正常情况 下线粒体内形成ATP是有氧呼吸的第三阶段需要消 耗氧气，故B正确。在叶绿体内形成ATP需要光照， 故C正确。ADP与ATP能快速地相互转化，细胞内 的ATP不会大量积累，故D错误。 5.AATP属于高能化合物，其水解时一般只 断裂远离腺苷的那个高能磷酸键。纤维素是植物细 胞中的细胞壁的组成成分，淀粉是植物细胞中的储能 物质。在动物体内，根据需要葡萄糖与肝糖原之间可 以相互转化，而肌糖原不能直接分解为葡萄糖。 6.AATP是由1分于的腺嘌呤、1分于的核糖 和3分于的磷酸基组成，因此构成ATP的元素有C、 H、O、N、P:人体内成熟的红细胞中没有线粒体，但也 能通过无氧呼吸产生ATP;原核细胞中没有线粒体， ATP的产生也能通过进行有氧呼吸产生，如硝化 细菌。 7.AATP是生物体生命活动的直接能源物 质，但不是唯一能源物质，ATP在细胞质基质、线粒 体、叶绿体中均可形成。ATP中的A代表的是“腺嘌 吟十核糖”即腺苷。 8.B无氧条件下，呼吸作用的第一阶段也可产 生ATP,A、D错；线粒体中进行的有氧呼吸的第二阶 段，有ATP的合成但不依赖氧，C错。 9.B人体内的红细胞可进行无氧呼吸产生 ATP,故①错；光合作用和化能合成作用过程中分别 发生了光能、化学能向ATP的转化，ATP中的能量 也可以转化为光能（萤火虫）和化学能（合成葡萄糖）。 ATP中的“A”为腺苷，构成DNA和RNA中的碱基 ·1 “A”为腺嘌呤。 10.AA为腺苷，由腺嘌吟和核糖组成，与一个 磷酸结合后即为构成RNA的基本单位之一：腺嘌吟 核糖核苷酸；腺嘌吟核糖核苷酸与一个磷酸结合即为 ADP,与两个磷酸结合即为ATP。 B组 题源1酶在代谢中的作用 1,B由图可知，在一定温度范围内，随温度的 升高酶活性增强，t1属于此区间；超过适宜温度后， 酶活性随温度升高而下降，：属于此区间。在高温 没有使酶失活的范围内，酶活性可随温度的变化而变 化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。 2.D20℃和30℃培养条件下相比较，30℃时淀 粉酶的活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖 的速率更快，相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖 属于还原性糖，与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，麦 芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身为蓝色。 3.D根据图表可知甲含有蛋白质，乙含有淀 粉，甲和乙混合后产生了还原糖，所以可证明甲含有 淀粉酶，将淀粉分解，产生还原性糖。 4.B在氨基酸脱水缩合成蛋白质过程中，氨基 和羧基数目减少，A错：纯化蛋白质时，透析液应选用 缓冲液，C错：蛋白酶具有专一性，不能对油渍的分解 起作用，D错。 5.A酶对催化的底物具有专一性，所以①正 确：酶在体内起了催化作用后就被分解或灭活，然后 再生成利用，所以②错误：酶在一定的温度范围内，随 温度的升高酶的活性增加至最强，然后随温度的增 加，活性逐渐减弱至失活，所以③错误：低温使酶的活 性降低但不会使其失活，所以④正确：酶能够起催化 作用的实质是降低化学反应的活化能，所以⑤正确； 酶可以在体内起作用，也可以在体外起作用，所以⑥ 错误：酶只能由活细胞产生而起催化作用，其本质是 有机物蛋白质或RNA,所以⑦正确，故A正确。 6.C温度和pH值在一定范围内使酶活性逐渐 增强，超过一定值酶活性会下降，甚至失活：在底物充 足的情况下，反应速率与酶浓度呈成正比。 7.D酶量增加一倍时，在底物浓度相同的情况 下，反应速度加快，但是整个反应中，生成物的总量不 变。在其他条件一定的情况下，反应开始时，底物浓 度高反应速度快，随着底物浓度的降低，反应速度逐 渐减慢，因此图③能表示在反应开始后的一段时间内 3 反应速度与时间的关系。 8.AB随着反应时间的延长，反应物逐渐被催 化成生成物，因此反应物逐渐减少。当酶浓度提高 时，反应速度加快，单位时间内生成物的量增多，当反 应物全部参与反应生成产物后，催化反应不再进行。 过氧化氢酶的催化效率远大于Fe3+的催化效率，所 以可用实线表示F3+的催化效率，虚线表示过氧化 氢酶的催化效率：曲线②可以表示不同温度下，生成 物的量与时间的关系，而且在最适温度之前，随着温 度升高，反应结束时间越早，超过最适温度后，随着温 度升高，反应速度降低，反应结束时间越晚，超过失活 的温度后，则是与横坐标平行。如果纵坐标表示反应 速度，则不同温度下，反应速度可以用平行的直线 表示。 9.DA.在曲线的AB段会随着底物浓度的增 大，反应速率增大，限制因素是底物浓度。B酶量会 影响化学反应速率，酶量的增加，可以增大化学反应 速率，酶量减少，可以降低化学反应速率。pH影响 酶活性，在最适pH条件下，减小pH值，酶活性降 低，化学反应速率降低，B点位置下降。 题源2酶的实验与探究 1.D据图可知各种酶都存在的情况下，只提供 氨基酸1就能存活；细菌的变种要提供1、2、5才能生 存，可以判断缺少酶V(因为需要添加氨基酸2)、酶Z (因为需要添加氨基酸5)。 2.C不同温度分别进行实验时，40℃左右反应 最快，说明此时酶的活性较强；从低温升到适宜温度 过程中，酶的活性逐渐增强；高温使酶的空间结构道 到破坏，不能恢复；酶具有高效性，混合后在适宜的温 度下（温度还未升高到60℃时），就会发生凝固现象。 3.[解析](1)3号试管内加入Na2SO,溶液， 4号试管加入蒸馏水对照，两支试管结果相同，都是 浅砖红色，说明Na和SO不影响肠淀粉酶催化活 性。2号试管与3号试管内所加物质的区别在阳离 于，2号为Cu+,3号为Na+,结果2号不反应，3号 出现砖红色，说明C+对酶的活性有抑制作用。1 号试管与3号试管所加物质的区别是阴离于，1号为 C1,3号为SO,1号试管结果为深砖红色，反应比 3号试管更彻底，说明C对酶活性有促进作用。 (2)比较4支试管可知，各试管中加入的物质不同，自 变量为不同的离于。(3)4号试管加入的是蒸馏水， 没有加入任何离于，为空白对照组。(4)不同离于会 。1 引起溶液酸碱度发生变化，酸碱度对酶活性有影响， 为了消除酸碱度的影响，加入缓冲液，使反应液的酸 碱度保持稳定。(5)斐林试剂是NaOH溶液和 CuSO,溶液等量混合而成，含有Na+、Cu+和SO 等，若将步骤⑤和⑥对调顺序，会对实验结果造成 影响。 [答案](1)Na和SO对肠淀粉酶催化活性 没有影响Cu+对（肠淀粉）酶的催化活性有抑制作 用C1厂对（肠淀粉）酶的催化活性有促进作用 (2)不同的离于(3)4(4)维持反应液中pH的稳 定（答案合理即可）(5)不能。因为斐林试剂中有 C+,可参与反应。步骤⑤和⑤对调，其设计不符合 单因于（单一变量）原则的要求 4.[解析](1)图甲中，随着底物浓度的增加，参 与催化的酶量也增多，当底物达到一定浓度时，参与 催化反应的酶已经饱和，化学反应速率达到最大，不 再增加。(2)图甲反应的是底物浓度与反应速率的关 系，则自变量应为底物浓度，影响该反应酶活性的无 关变量还有温度、pH等。(3)图乙中，a点酶活性最 高，其对应的pH值称作该酶的最适pH值。从图示 可知，当pH为4时，酶已失活，故当pH由6降到2 的过程中，酶由于失活而不起作用，反应速率不会发 生变化。(4)动物体内的酶最适pH大多在6.5~8.0 之间，但胃蛋白酶的最适pH例外，为1.5~2；植物体 内酶的最话pH大多在4.5~6.5之间。故图乙可表 示胃蛋白酶催化反应的速率变化曲线。 [答案](1)底物充足，酶已饱和(2)底物浓度 温度、pH等(3)最适pH不变(4)B 题源3ATP在能量代谢中的作用 1.B安静时肌细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动 时肌细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，所以消耗 等摩尔的葡萄糖生成的ATP的量与安静时不等。 Na主要维持细胞外液的渗透压，主要存在于细胞外 液，若细胞内Na+浓度偏高，为维持Na浓度的稳 定，需经主动运输运到细胞外，此过程消耗ATP。人 是恒温动物，当人在寒冷环境中时，肾上腺素和甲状 腺激素分泌增多，代谢增加，细胞产生ATP增加。饥 饿状态下，ATP和ADP相互转化缓慢，但细胞中 ATP与ADP的含量仍处于动态平衡。 2.C主动运输、胞吞、蛋白质的合成都需要消 耗ATP提供的能量，淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 不需要消耗ATP提供的能量。 3.D能使ADP含量增多的生理过程即消耗 ATP的生理过程。蒸腾作用即水通过植物叶片气孔 散失到大气中的过程，组织液中的氧气以自由扩散的 方式进入肝细胞，这两个过程都不消耗ATP。特殊 状态的叶绿素a接受光能被激发而失去电于，失去电 于的特殊状态的叶绿素在功能上发生了变化，成为 强氧化剂，可以最终从水中夺得电于而恢复原结构。 这样特殊状态的叶绿素a分于就把光能转变成电能， 然后在酶的作用下把电能储存在ATP中，因此叶绿 体中叶绿素a失去电于不但不消耗ATP,还会产 生ATP。 4.[解析]在绿色植物体内，光能转变成ATP 中的化学能，然后再转移到有机物中，有机物被动物 消化吸收后，可以氧化分解释放出其中的能量，大部 分以热能的形式散失，维持生物体的体温，少部分能 量转移到ATP中用于各种生命活动，如生物放电、肌 肉收缩等。静脉滴注ATP时，ATP要到达组织细胞 内，首先要通过毛细血管的管壁细胞(2层膜)，然后 进入组织细胞(1层膜)，共通过3层细胞膜。 [答案](1)④(2)③(3)①②③④(4)C (5)ATP与ADP之间进行相互转化(6)B 专题5细胞呼吸 A组 题源1细胞呼吸 1.D无氧呼吸的最终产物应该是乳酸或者是 酒精和二氧化碳，有氧呼吸前两阶段产生的[H门在线 粒体内膜上与氧结合生成水。无氧呼吸不需要) 参与，但是并没有[H]的积累，[H]只在细胞质基质 中参与反应，产生了无氧呼吸的产物。质量相同的脂 肪和糖类，脂肪所储存的能量更多，因此脂肪是主要 的储能物质。 2.B破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的 组织细胞后大量繁殖，所以其代谢类型应为无氧呼 吸；由于该细菌已经侵人细胞，所以消灭该菌首先要 通过细胞免疫途径。 3.A过量摄入糖类会导致葡萄糖经过糖酵解， 即细胞呼吸的第一阶段，生成丙酮酸，丙酮酸经过转 化，可以生成甘油和脂肪酸，两者可合成脂肪，导致体 内脂肪积累，因此图中的过程X、物质Y和物质Z分 别是糖酵解、丙酮酸和脂肪酸。 。1 4.D考查植物个体发育时有关代谢的知识。 种于萌发是一个活跃的生长过程，旺盛的物质代谢和 活跃的物质运输都需要呼吸作用提供物质和能量保 证，因此种于萌发需吸收大量的氧气。在种于萌发初 期由于种皮的透气能力较差，供氧不足，种于进行无 氧呼吸。随水分的吸收种皮软化或破裂，种皮的透气 性增强，有氧呼吸逐渐增强。种于萌发出土前，不能 进行光合作用，其萌发所需的营养物质来自于种于本 身所贮存的养料。 5.C有氧呼吸是体内绝大多数细胞呼吸作用 的主要方式，能够为各种细胞的生命活动提供能量， 其进行场所主要是线粒体。在题目给出的选项中，红 细胞无线粒体这一结构，只能进行无氧呼吸而不进行 有氧呼吸。 6.D无氧呼吸虽然氧化分解不彻底，但仍属于 氧化反应。在完全无氧的环境中贮藏的水果，会进行 无氧呼吸，产生的酒精引起水果腐烂，因此水果贮藏 需要低氧环境。无氧呼吸的酶只存在于细胞基质而 不存在于线粒体，有氧呼吸的酶则存在于细胞质基 质、线粒体内膜和基质中。 7.B蔬菜和水果不断地进行呼吸作用，消耗有 机物，要想保证有机物尽量少地消耗，需要降低呼吸 作用。温度能够影响酶的活性，所以低温、低氧能够 降低呼吸作用。而保鲜则需要适宜的湿度，不同的蔬 菜、水果需要的湿度不同。 8.D考查对不同生物呼吸作用的理解。有氧 呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的，即场所相同、 物质变化相同和所需要的酶相同。有氧呼吸的第二、 三阶段是在线粒体内进行的，且释放的能量多，有氧 呼吸的产物是二氧化碳和水，酒精或乳酸是无氧呼吸 的产物。 9.D细胞呼吸是指在生物体内有机物在细胞 内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他 产物，并且释放出能量的过程。无论有氧呼吸还是无 氧呼吸，糖类都是主要的能源物质。有氧呼吸和无氧 呼吸第一阶段完全相同，都能产生还原性氢和丙酮 酸。植物的有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物是二氧 化碳，能量都是逐步释放。 10.A完全无氧环境中，物质消耗并不是最少， 在一定氧浓度下，无氧呼吸受抑制，同时有氧呼吸很 弱，物质损耗可减小到最低程度；酵母菌既可进行有 氧呼吸，也可进行无氧呼吸；线粒体基质中也存在有 5专题4酶和ATP 考纲·题型解读 1.以选择题、填空题、实验题的形式考查酶的概念、特性及酶在细胞代谢中的作用。 2.以实验探究题的形式考查影响酶活性的因素的实验探究。 3.以选择题、填空题的形式考查ATP的分子组成及在能量代谢中的作用。 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 十年高考母题题源揭秘 [解析]酶具有高效性，当加入酶之后，反应物会迅速减 少，最终降为0。 [答案]D 题源1 酶在代谢中的作用 解题模型1.2 酶的分布、分类、合成和分泌过程 解题模型1.1 (1)酶的分布 酶是活细胞产生的具催化能力的有机物 酶可以在细胞内发挥作用，比如线粒体内的呼吸氧化 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 酶和叶绿体中的光合作用酶等：也可以分泌到细胞外起作 合成原朴氨基酸 核糖核苷酸 用，比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。不仅如此，在 合成场所核糖体 体外适宜的条件下酶也具有催化作用，比如可以把唾液淀粉 细胞核（真核生物） 酶加入试管里，在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。 来源 一般来说，活细胞都能产生酶 (2)酶的分类 生理功能生物催化制 ①根据酶在细胞中的作用可分为：胞外酶（如各种消 作用原理降低反应分子的活化能 化酶)、胞内酶（如呼吸酶、与光合作用有关的酶）。 作用特性高效性：专一性：作用条件温和 ②根据酶作用的反应物和产生器官分为：胃蛋白酶、 胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和肠麦芽耨酶、胰脂肪酶、肠脂 [真题1](2023·新课标)甲、乙两酶 肪酶等。 种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处活 ③根据酶所催化的化学反应性质分为：水解酶、氧化 理时间的关系如图所示。下列分析错误 甲酶 酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。 的是 () (3)酶的合成过程：①遵循中心法则；②蛋白质类酶的 A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 乙酶 合成包括转录和翻译，原料是氨基酸，而RNA类酶的合成 B.甲酶不可能是具有催化功能 的RNA 时间 过程只有转录，原料是核糖核苷酸。 (4)酶的分泌过程：胞外酶合成之后要分泌到细胞外 C.乙酶的化学本质为蛋白质 发挥作用，因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成 D.乙酶活性的改变是因为其分于结构的改变 过程。它的合成、加工和分沁过程需要核糖体、内质网、高 [解析]从图形可知，使用蛋白酶处理后，甲酶活性不变， 尔基体、线粒体等的参与。 可知甲酶对分解蛋白质的酶有抗降解性质，因此甲酶可能 是RNA。 [真题3](2023·福建)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的 [答案]B 蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应，由此 [真题2](2023·海南)某一不可逆化学反应(S~P+W) 可推测核糖体中能催化该反应的物质是 在无酶和有酶催化时均可以进行，当该反应在无酶条件下进行 A.蛋白酶 B.RNA聚合酶 到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确 C.RNA D.逆转录酶 表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是() [解析]核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，主要由 RNA和蛋白质构成，其功能是按照mRNA的指令将氨基酸合 成蛋白质多肽链；当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后， 甲 余下的物质主要是RNA,且到目前为止，人们发现在生物体内 具有催化作用的大多数是蛋白质，其次是RNA。 丙 [答案]C [真题4](2021·海南)酶A、B、C是大肠杆菌的三种酶， 时间 每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤，其中任意一种酶的 ·42· 缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上 解题模型1.4 生长。 与酶相关的图表曲线解读 化合物甲醇化合物乙醇化合物丙醇化合物丁 (1)表示酶的高效性的曲线 现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培 十反应物生成量 养基上的生长情况如下表： 加入酶无机催化剂 平衡点 突变体 突变体a 突变体b 突变体c 添加物 (酶A缺陷)》 (酶B缺陷) 酶C缺陷)》 没有催化剂 化合物乙 不生长 不生长 生长 时间 化合物丙 不生长 生长 生长 ①催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比， 由上可知：酶A、B、C在该反应链中的作用顺序依次是 酶的催化效率更高。 ②酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不能改变化学 A.酶A、酶B、酶C B.酶A、酶C、酶B 反应的平衡点。 C.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A (2)表示酶专一性的图解 [解析]由题意可知，酶A缺陷时，添加化合物乙和化合物丙 均得不到化合物丁而导致突变体a不能生长，则酶A催化化合物丙 到化合物丁的转化：酶B缺陷时，添加化合物乙不生长而添加化合 物丙生长，则酶B催化化合物乙到化合物丙的转化：酶C缺陷时，添 加化合物乙和丙均生长，则酶C催化化合物甲到化合物乙的转化， 则在该反应链中酶的作用顺序依次是：酶C、酶B、酶A。 ①图中A表示酶，B表示被催化的反应物。 [答案]D ②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。 (3)影响酶活性的曲线 解题模型1.3 (1)酶和其他化合物的比较 比较项目 酶 动物激素 促反应速率 反应 来源 所有活细胞产生 动物专门的内分泌腺产生 速率 化学本质 蛋白质或RNA 多肽或蛋白质、固醇类、氨基酸 衍生物 最适温度温度 最适pHpH 生理 催化作用 调节代谢 8 乙 功能 大部分在细胞内 ①在一定温度(pH)范围内，随着温度(pH)的升高，酶 分布部位 (胞内酶)，有些在 主要分布在内环境中 的催化作用增强；超过酶的最适温度(pH)后，随着温度 细胞外（胞外酶） (pH)的升高，酶的催化作用减弱。 (2)酶、激素、抗体、载体、维生素等与蛋白质的关系 ②过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使 维生素均为有机物，有些种类是脂溶性的，如维生素 酶失去活性：而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构 A、维生素D:部分动物激素是蛋白质，还有部分属于脂质， 未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。 如性激素；而绝大多数种类的酶属于蛋白质，如唾液淀粉 (4)反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 酶、胃蛋白酶等。抗体、载体则全部属蛋白质。它们的关 系可用下图表示： 反应速率 酶促反应速率 维生素脂质激素蛋白质 抗体截体 反应物浓度[ 酶浓度E [真题5](2023·海南)关于酶的叙述，正确的是( (在反应物足量情况下) A.酶提供了反应过程所必需的活化能 甲 乙 B.酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关 ①在其他条件适宜，酶浓度一定条件下，酶促反应速 C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失 率随反应物浓度增加而加快：但当反应物达到一定浓度 D.酶分于在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。 [解析门酶的功能是降低反应所需活化能，且易受环境影 ②在反应物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应 响，酶在反应前后，不发生任何改变。 速率与酶浓度成正比。 [答案]C 43 [真题6](2023·新课标全国Ⅱ)关于酶的叙述，错误的是 B.As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢 ( C.P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关 A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 D.P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生 B.低温能降低酶活性的原因是破坏了酶的空间结构 长发有 C,酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 [解析]砷在水稻中的富集是以主动运输的形式进行，由 D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 膜的功能特，点决定，酶的活性受重金属影响。 [解析]低温只能抑制酶的活性，若酶的空间结构被破坏， [答案]BCD 则酶将会失去生理活性，所以B错误。 题源2酶的实验与探究 [答案]B [真题7](2023·海南)关于温度对酶活性影响的叙述，错 解题模型2.1 误的是 ( 酶的本质和生理作用的验证 A,不同酶的最适温度可能相同 (1)酶是蛋白质的验证思路 B.随着温度降低，酶促反应的活化能下降 C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 (对照组：标准蛋白质溶液十双缩脲溶液检测出现紫色反应 D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果 实脸组：特测酶溶液十双缩碟溶液检是香出现常色 [解析]反应的活化能是物质固有的一种特性，通过提高 通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶液是 蛋白质，否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量为待测 温度可以用来提供这部分的能量，在实验过程中，只能通过催化 酶溶液和标准蛋白质溶液，因变量为是否出现紫色反应。 剂来降低反应物的活化能，温度的改变对于活化能来说没有任 同理，也可用吡罗红来进行验证酶是RNA的实验。 何的意义。 (2)酶的催化作用的验证思想 [答案]B (对照组：反应物十蒸馏水检测反应物不被分解 [真题8](2022·上海)下图表示细胞中某条生化反应链， 实验组：反应物十等量的相应酶溶液检测反应物被分解 图中E一E代表不同的酶，A~E代表不同的化合物。据图判 实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底 断下列叙述中正确的是 ( 物是否被分解。 [真题10](2022·海南)为探究NaC1和CuS).对唾液淀 Es EE 粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请 A.若E催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快 回答： B.若E,催化的反应被抑制，则B积累到较高水平 试管编号 C.若E:的催化速度比E:快，则D的产量比E多 1 2 3 实验步骤 D.若E的催化速度比E快，则B的产量比A多 1%NaCI溶液(mL) 1 [解析]据题千信息，可以看出：若E催化的反应被抑制， 1%CuSO,溶液(mL) 1 则A转化为B的速度将会减慢，故A选项错误；虽E催化的反 1%Na2S)溶液(mL) 1 应被抑制，但由于B还能继续转化为C,故B的积累并没有达到 蒸馏水(mL) 1 较高水平，所以B选项错误；若E的催化速度比E:快，则C更 pH6.8缓冲液(mL) 1 1 1 1 多地转化为D,D的产量比E多，故C选项正确：若E1催化速度 1%淀粉溶液(mL) 1 比E快，则A更多转化为B,但又由于B还会转化成C,故B的 垂液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1 产量不一定比A多，所以D选项错误。 各试管放人37℃恒温水浴保温适宜时间 本题考查酶的催化作用及物质间的转化关系。试题难度中 取出试管，加入1%碘溶液0.1mL 等。解题的关键是注意物质间的联系，紧扣图解去分析。 观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色 [答案]C [真题9](2023·江苏)（多选）研究发现，砷(As)可以富 (1)实验中加入缓冲液的作用是 20 集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株 (2)分析实验结果可知：对酶活性有影响的离于是 高、根长和干重；加P(与As原于结构相似)处理后水稻茎叶和 ,其中对酶活性有抑制作用的离子是 ,对酶活 根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。 性有促进作用的离于是 对此现象合理的解释是 ( (3)该实验中设置4号试管的目的是 ;设置 A,As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定 3号试管的目的是 ·44。 (4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1一4号 (3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最 试管中的颜色依次是 适温度的实验思路 根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加人斐林试 [答案](1)脂肪缓冲(2)蛋白质(3)在55~65℃内 剂，其原因是 设置温度梯度，分别测定不同温度下底物的分解速度，速度最快 [解析](1)加入缓冲液的作用是雏持反应液中pH的稳 的组为该酶的最适温度。 定。(2)根据实验结果可知，对酶活性有影响的离子是CI和 解题模型2.3 C+,对酶活性有抑制作用的离子是C+,对酶活性有促进作 用的离子是C1。(3)设置4号的目的是形成对照组，设置3号 酶和适宜条件的探究 实验的自变量（即单一变量）为温度或pH,因变量是 试管的目的是确定N+和SO对唾液淀粉酶催化活性有没有 反应物分解的速度或存在量。 影响。(4)1号试管深砖红色，2号试管蓝色，3号试管浅砖红色， (1)适宜的温度 4号试管浅砖红色。保温之前不能加入斐林试剂，原因是：斐林 设计思路：反应物十T!十酶溶液，反应物十T十酶溶 试剂中有C2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性。 [答案](1)维持反应液中pH的稳定(2)C1和Cu+ 液，反应物十T十酶溶液…反应物十工十酶溶液检测反 Cu2+C1(3)对照确定Na+和SO对唾液淀粉酶催化活 应物分解的速度或存在的量。 性是否有影响(4)深砖红色无砖红色（或蓝色）浅砖红色 在实验步骤中要注意： 浅砖红色斐林试剂中有C+,其可抑制唾液淀粉酶的活性 .在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放 在各自所需温度下保温一段时间。 解题模型2.2 b.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应 酶的特性的验证 物被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因斐 (1)酶的专一性探究 林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同 (2)适宜的pH 酶溶液，因变量是反应物是否被分解。 设计思路：反应物十pH1十酶溶液，反应物十pH2十酶 设计思路一：换反应物不换酶。 检测 溶液，反应物十pH十酶溶液…反应物十pH.十酶溶液 (实验组：反应物十相应酶溶液 反应物被分解 检测 对照组：另一反应尚十等量相同酶溶液检测反应物不被分解 反应物分解的速度或存在的量。 设计思路二：换酶不换反应物。 [真题12](2023·江苏)（多选）为了探究温度、pH对酶活 |实验组：反应物十相应酶溶液检别反应尚被分解 性的影响，下列实验设计不合理的是 对照组：相同反应物十等量另一酶溶液检测反应物不被分解 实验编号引 探究课题 选用材料与试剂 注意：①选择好检测反应的试剂。如反应物选择淀粉 ① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液新鲜的肝脏研磨液 和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应物是 ⑧ 温度对酶活性的 新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液 否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘 影响 碘液 液无法检测蔗糖是否被水解。②保证蔗糖的纯度和新鲜 程度是做好实验的关键。 新制的蔗糖溶液可溶性淀粉溶液 ③ pH对酶活性的影响 (2)酶的高效性实验探究 碘液 时照组：反应物十无机馆化剂检底物分解捷度 新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶 pH对酶活性的影响 实验组：反应物十等量酶溶液检别底物分解建度 液斐林试剂 实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解 A.实验① B.实验② 速度。 C.实验③ D.实验④ [解析]H)2加热易分解，不适合用于探究温度对酶活性 [真题11] (2023·全国)某同学从温度为55~65℃的泉 影响的实验：溶液中DH会影响淀粉的水解，同时会与碘液发生 水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。 酸碱反应，而斐林试剂中有Cu()H)2,可以与酸发生反应，所以 回答问题： 不宜用淀粉酶探究H对酶活性影响的实验；因此一般用过氧 (1)测定脂肪酶活性时，应选择 作为该酶作用 化氢酶探究H对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性 的物质，反应液中应加入 溶液以维持其酸碱度稳定。 的影响。 (2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混 [答案]ACD 合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为 45 解题模型2.4 单位时间内底物的 提取液的pH 在探究影响酶活性的条件实验中的注意事项 消耗量 6.06.26.46.66.87.07.27.47.67.88.0 (1)制备的可溶性淀粉液一定要冷却后才能使用，如 0.02 果用刚煮沸的可溶性淀粉液进行实验，就会因温度过高而 酶保护 0.03 破环淀粉酶的活性。 剂的浓 0.04 (2)淀粉酶的来源不同，其最适温度也不一定相同，在 度 保温时必须加以考虑。市售的淀粉酶的最适温度一般在 (mol/L) 0.05 60°C左右，唾液淀粉酶的最适温度在37C。 0.06 (3)在探究温度对酶活性的影响时，对照组加入等量的反 应物（如2mL可溶性淀粉）后，要先放入不同环境5min使反 题源3 ATP在能量代谢中的作用 应物达到所处不同环境的温度，然后再加新鲜酶液摇匀雏持 5min。否则若加入酶后再放入不同温度的环境中，由于酶的 解题模型3.1 高效性，在升温或降温的过程中已把反应物给分解了。 1.ATP的组成 (4)在探究H对酶活性影响的实验中，操作时必须先将 ATP存在于各种活细胞中，是一种高能磷酸化合物。 酶置于不同环境条件下（加蒸馏水、加氢氧化钠、加盐酸），然后 当其水解时，远离A的那个高能磷酸键断裂，水解释放出 再加入反应物（如可溶性淀粉液）。不能在加入酶后，先加入 大量能量，多达30.54kJ/mol,ATP的组成分析如下： 反应物，再加入盐酸或氢氧化钠，这样容易使反应物在酶的作 从ATP的结构式分析，一分子ATP包括一个分子腺 用下水解，无法证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。 苷（由腺嘌呤和核糖组成），三分子磷酸基团（两个高能磷 酸键)。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键首先断裂，释 [真题13](2023·广东)食品种类多，酸碱度范围广。生 物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅 放能量，变成ADP:若完全水解，另一个高能磷酸键也能断 裂，变成AMP。即 相关文献，得知： (1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据下图可知， 更适宜作为食品添加剂，理由是 NH2 蛋白酶的活力可用 的量来表示。 NC、 腺嘌呤 木瓜蛋白酶 CH HC. OH OH OH N 馨 HO-PO-P~O O-CH2O ∥ 胃蛋白酶 胰蛋白酶 H >核糖 A 6 8 10 pH 高能磷酸键 HO OH (2)该蛋白酶的提取工艺流程如下： 加酶保护剂 (0.020.10ml/1)加65%乙醇 调提取液pH 磷酸腺苷(RNA单位之一即AMP) (5.09.0) 4℃组织匀浆→上清液 二磷酸腺苷(ADP) 沉淀物测酶活力 (粗酶制剂)（单位：U) 三磷酸腺苷(ATP) 兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究 实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02~0.06mol/L范围 2.ATP、DNA、RNA和核苷酸中“A”的含义 内，酶活力较高；提取液pH在6.0~8.0范围内，酶活力较 ATP、DNA、RNA和核苷酸中均有“A”,这些A均与 高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最 腺嘌呤有密切关系，但具体含义却各有区别。核苷酸分子 佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并 中的A是腺噪吟，ATP中的A是腺苷，由腺嘌吟和核糖组 确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记 成。DNA和RNA中的A分别是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺 录表。 嘌呤核糖核苷酸。 [解析](1)从图中可知木瓜蛋白酶适应范围广，所以可 [真题14](2019·海南)下面关于ATP的叙述，错误的是 以选作食品添加剂。酶的活力我们一般用酶催化的底物消耗 量或者底物生成量表示。(2)实验目的是为了探究酶保护剂的 A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布 最造浓度和提取液的pH值，所以我们可以把酶保护剂的浓度 B.ATP合成所需的能量由磷酸提供 和提取液的p日值作为自变量，单位时间内底物的消耗量为因 C.ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸 变量。 D.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化 [答案](1)木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活性不随pH的 [解析]考查ATP的组成、作用和ATP与ADP的相互转 变化而变化单位时间内底物消耗（或产物生成）(2)课题：探 化。ATP是生物生命活动的直接能源物质。ATP分子的结构 究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH 简式为A一P~P~P,其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团， “~”代表高能磷酸键。ATP水解变化成ADP的过程释放能量 46· 供给生命活动。ADP吸收能量转化成ATP,这部分能量来自生 据图回答： 物的呼吸作用，另外植物体内的能量还可以来自光能。ATP与 (1)磷元素进入浮游植物细胞后，以 分于的形式成 ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之 为细胞膜支架的成分：在细胞内，磷元素通过参与 中的。只要有消耗ATP的地方就会有ATP的分布。ATP连续 反应（写反应式），保持细胞内ATP含量的相对 水解两次变成AMP和2分子的磷酸，AMP为腺嘌呤核糖核 稳定。 苷酸。 (2)分析发现，P1、P。采样点浮游植物种类差别非常明显， [答案]B 从进化角度分析，这是 的结果。 (3)无机磷浓度高于P,的采样点，浮游动物的密度反而比 解题模型3.2 P采样点低，下列有关其原因的分析，不可能的是 ATP和ADP的相互转化 (单选)。 TP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解和重新 A.可被浮游动物取食的浮游植物种类较少 生成，这对于细胞中能量的捕获、贮存和释放非常重要。TP B.水体溶解氧较高 在细胞内含量并不多，但可迅速转化循环利用。如图所示： C.浮游动物的捕食者数量较多 D.水体有害物质浓度较高 ATP (4)请用箭头补充完成该河口生物群落中氮元素的流向图。 发能 能 能量1 酶 酶2 生 浮游植物 浮游动物 大型消费者 分解者 于应 于应 放中 吸中 能量2 ADP [解析](1)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，ADP和 Pi合成ATP。(2)生物与环境的关系。这是自然选择的结果， 酶1 转化式：ADP十Pi十能量 膝2ATP 造成浮游植物种类差别明显。(3)水体中的溶氧较高，对大多数 上述ATP与ADP的相互转化过程不是化学上的可 动物是有利的，而不是减少的原因，所以选择B。 逆反应，现归纳如下： [答案](1)磷脂 ADP+P+位益号ATm (2)自然选 ①反应条件不同：ATP的分解是一种水解反应，催化 (3)B 该反应的酶属于水解酶；而ATP的合成是一种合成反应， (4) 催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一性，因此反应条 浮游植物 浮游动物一大型消费者一 分解者 件不同。 | ②能量来源不同：ATP水解释放的能量是储存在高能 磷酸键中的化学能，而合成ATP的能量主要是有机物中 解题模型3.3 的化学能和太阳能。 ATP的形成途径 ③合成与分解的场所不同：ATP合成的场所是细胞 质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所很多，如： 植物一→光合作用：光能色素吸收一电能腾ATP→发生于叶绿体类 细胞膜（供主动运输消耗的能量）、叶绿体基质（将ATP (光反应) 传递、转化ADP+P■ 囊体薄膜上 发生于细胞质 中的能量释放出来，储存在合成的有机物中)、细胞质基 细菌浮吸作用：有机物莞能量 热能→散失 基质和线粒体 质（由ATP供能，活化氨基酸，将活化的氨基酸转移到相 真菌 化学能酯AT发生于细胞膜 中（原核生物 应的mRNA上)，细胞核(DNA复制和RNA合成所消耗 ADP+Pi 和细胞质中)】 的能量)等。因此，合成与分解的场所不尽相同。 动物 磷酸肌酸+ADP髯一ATP+肌酸→发生于骨骼肌细胞中 ④两者的功能不同：ATP是生物体内生命活动的直接 能源物质，它水解时释放的能量可以供各项生命活动需 [真题16](2005·广东)在高等植物细胞中，线粒体和叶 要；而ATP的合成伴随着能量的储存，该反应实际上是生 绿体是能量转换的重要细胞器，请回答以下问题： 物体内能量的转换过程。 (1)叶绿体中合成ATP的能量来源是 ,合成的 ATP用于 ,释放的氧气的来源是 ,CO除来 [真题15](2023·天津)夏初，在某河口多地点采集并测 自大气外还来源于 定水样，结果表明，各采样点无机氨浓度相近，而无机磷浓度差 (2)线粒体中合成ATP的能量来源是 ,合成的 异较大。按无机磷浓度由低到高的顺序，绘制各采样点对应的 ATP用于 ,吸收的氧气除来自大气外还来源于 浮游植物和浮游动物的密度曲线，结果如下图。 密度 (3)将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液，分别加入盛有丙 浮游植物 酮酸溶液和NaHCO,溶液的两支大小相同的试管中，给予充足 光照，都会产生气泡。清问这两种气泡成分是否一样？请解释 原因。 浮游动物 (4)假如将上述两支试管移入黑暗的环境中，保持温度不 变，两支试管产生气泡的量分别有什么变化？为什么？ 无机磷浓度 47· [解析](1)绿色植物进行光合作用合成ATP的能量来源 [真题17](2004·广东、广西)ATP是生物体内的高能化 是光照，光合作用释放的氧气全部来源于水。呼吸作用和大气 合物。人和动物的生命活动所需要的ATP主要通过 中的二氧化碳共同为植物提供二氧化碳。（2)有机物在线粒体 作用释放的能量来合成。植物体内ATP主要通过】 作 中氧化分解，形成ATP为生命活动提供能量，消耗的氧气除来 用释放的能量来合成。植物体内ADP转化成ATP所需要的能 自大气外还来自光合作用。(3)不一样，前者为二氧化碳，后者 量主要来自 作用和 作用。ATP中 为氧气。(4)光合作用需要光能，而呼吸作用只要温度不变，呼 水解，释放能量用于生命活动。 吸强度就基本不变，所以前者产生气泡量基本不变，后者逐渐减 [解析]考查动、植物体内ATP的来源和作用。动物体内 少直至停止。考查光合作用与呼吸作用的物质变化及相互 使ADP合成ATP的能量来自呼吸作用（包括有氧呼吸和无氧 关系。 呼吸)；植物体内的ATP除来自呼吸作用外还可以来自光合作 [答案](1)光能C的还原水的分解呼吸作用(2) 用。ATP是生物体内的直接能源物质，其高能磷酸键水解，释 有机物的分解生命活动光合作用(3)不一样。因为丙酮 放出的能量，可被用于生物体的各项生命活动。 酸在线粒体中进行有氧呼吸，产生了CO,而叶绿体利用HCO [答案]呼吸光合呼吸光合高能磷酸键 进行光合作用产生O:。(4)前者基本不变，后者逐渐减少直 至停止。因为光是光合作用的必需条件，而在温度恒定时，呼吸 作用基本稳定。 十年高考母题原型训练 (★代表高考出现的频次) 解题模型3.4 生物体内的能源物质总结 A组 在细胞中，糖类、脂肪、蛋白质都是有机物且含量较 题源1酶在代谢中的作用（★★★★★） 多，贮存着大量的化学能。当其被氧化分解时，这些化学 能就释放出来，供生命活动所利用，因此它们是能源物质。 1.(2021·重庆)下列有关酶的叙述，正确的是 但在正常情况下，糖类分解供能约占总能量的70%以上， A,高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 因此，糖类是生命活动的主要能源物质。具体地说，葡萄 B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质 糖是细胞内的重要能源物质，糖类中的淀粉是植物细胞中 C.细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶 贮存能量的物质，糖原是动物细胞中贮存能量的物质。 D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶 脂肪分子中贮存的能量多（每克糖类或蛋白质完全氧 2.(2021·上海)将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻， 化时放出17.15kJ的能量，每克脂肪完全氧化时放出 可保持其甜味。这是因为加热会 38.91kJ的能量，是同质量的糖类、蛋白质的两倍还多)，是 A.提高淀粉酶活性 理想的贮能物质，所以脂肪是生物的主要贮能物质。蛋白 B.改变可溶性糖分于结构 质在细胞内是主要的结构物质和调节物质，虽也少量地分 C.防止玉米粒发芽 解供能，但供能比例小，所以是能源物质，但不是主要能源 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶 物质。若动物长时间严重饥饿，就会大量分解蛋白质作能 3.(2021·广东)嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加 源物质，但这样会破坏细胞和生物体的基本结构，使生物 剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是 体不能维持正常的新陈代谢，从而危及生命。 A.炒肉的过程中加入 细胞中还有高能化合物如ATP,它们的分子中有高能 B.肉炒熟后起锅前加入 磷酸键。ATP水解时可放出较多的能量，直接为生命活动 C.先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟 供能，所以ATP是直接能源物质。 D.室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟 (1)细胞中的重要能源物质一一葡萄糖。 4.(2020·广东)关于蛋白酶的叙述，不正确的是( (2)植物细胞中储存能量的物质—一淀粉。 A.蛋白酶是蛋白质 (3)动物细胞中储存能量的物质一糖原。 B.蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病 (4)生物体内储存能量的主要物质一脂肪。 C.蛋白酶可以水解所有的肽键 (5)生物体进行各项生命活动的主要能源物质一 D.利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性 糖类。 5.下图表示在不同条件下，酶促反应的速度变化曲线，试 (6)生物体进行各项生命活动的直接能源物 分析： 质一ATP。 反应速度 (7)生物体进行各项生命活动的最终能源物质一一太 C1酶浓度相对值为2个单位37℃ 阳能。 Ⅱ酶浓度相对值为2个单位25℃ 注意：(1)ADP形成ATP时有H)生成，ATP转化 为ADP时则需消耗HO。 (2)叶绿体中产生的ATP专用于光合作用暗反应，不 可用于其他生命细胞，且光反应中产生的ATP远多于呼 0 底物浓度 吸作用过程所产生的ATP。 (1)分于从常态转变为易发生化学反应的活跃状态所需要 的能量称 48· (2)Ⅱ和I相比较，酶反应速率慢，这是因为 20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试 (3)AB段和BC段影响酶反应速率的主要限制因于分别是 管中的颜色会比37C时的浅，其原因是 为 (4)若想探究酶的最适pH,至少应设计 组不同 题源3ATP在能量代谢中的作用（★★★） 的pH。 (5)请在坐标系中绘出在酶浓度相对值为1、温度为25℃条 1.(2021·上海)下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正 件下酶的反应速度曲线。 确的是 ( 题源2酶的实验与探究（★★★★★） A,适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要O: B.只要提供O,线粒体就能为叶绿体提供CO,和ATP 1.(2023·江苏)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是 C.无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATP D.叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原 A.高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好 反应 B.洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进 作用 2.(2020·广东)关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的 C.在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用 描述，正确的是 D.洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥 A.无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源 作用 B.有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产 2.取3支试管分别加入等量&-淀粉酶溶液，分为A、B、C 生ATP 组，并分别调整到0℃、25C、100℃，然后在每支试管中加入温度 C.线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧 分别为0°℃、25℃、100℃的等量淀粉溶液，保持各组温度30分钟 D.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体 后，继续进行实验。下列关于该实验的说法合理的是() 3.(2023·大纲)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。 A,若向三支试管中各加入等量的碘液，试管内液体颜色都 下列有关ATP的叙述，错误的是 () 可能出现蓝色 A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用 B.若向三支试管中各加入等量的斐林试剂，水浴加热一段 B.机体在运动时消耗ATP,睡眼时则不消耗ATP 时间，试管中都不出现砖红色沉淀 C.在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP C.该实验的对照组是A组，实验组是B,C组 D.只要在0℃和100℃之间每隔10°C设置一个实验组，就 D.植物根细胞吸收矿质元素离于所需的ATP来源于呼吸 可确定该反应的最适温度 作用 3.(2021·全国)请用所给的实验材料和用具，设计实验来 4.下列关于真核细胞内合成ATP的叙述，错误的是( 验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求 A.在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP 完成实验设计，补充实验步骤，预测实验结果、得出结论，并回答 B.正常情况下，线粒体内形成ATP时伴随着氧气的消耗 问题。 C.在绿色植物叶绿体内，形成ATP的过程需要光照 实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀 D.ADP与ATP相互转化，使细胞内ATP大量积累 粉4种溶液，斐林试剂，试管，37°C恒温水浴锅，沸水浴锅。 5,关于细胞内能源物质的描述正确的是 (1)若“+”代表加入适量的溶液，“一”代表不加溶液，甲、乙 ①ATP属于高能化合物②纤维素是植物细胞中的储能 等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。 物质③ATP水解时一般只断裂远离腺苷的那个高能磷酸键 溶液 蔗糖 淀粉 蔗糖酶 唾液淀粉 ④在动物体内，根据需要葡萄糖与肝糖原、肌糖原之间可以相 试管 溶液 溶液 溶液 酶溶液 互转化 甲 A.①③ B.②③ C.③④ D.①④ 6.以下关于ATP的叙述中，正确的是 A.细胞中ATP与ADP处于动态平衡中 B.组成ATP的元素有C、H、)、N、P、S C.人体内成熟的红细胞中没有线粒体，因而不能产生ATP (2)实验步骤： D.原核细胞中没有线粒体，ATP的产生只能依靠无氧呼吸 ①按照上表中的设计，取试管、加溶液。 7,生物体内关于ATP的描述错误的是 () ② ⊙ ①ATP是生物体生命活动的唯一能源物质②ATP可在 ④ 线粒体、叶绿体中形成③ATP在细胞质基质中也能形成 (3)结果预测： ④ATP只能在线粒体中形成⑤ATP中A代表腺苷，也就是 腺嘌昤⑥高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用、细 (4)结论： 胞呼吸 (5)在上述实验中，如果仅将37°C恒温水浴锅的温度调到 A.①④⑤ B.②③⑥ C.④⑤⑥ D.①②③ ·49 8.关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是 颜色。结果是 ( 分 A无氧条件下，光合作用是细胞内ATP的唯一来源 B.无氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产 生ATP 提聚滚 蒸馏水 C.线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧 淀粉液 淀粉液 D.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体 9.下列有关ATP的叙述，其中正确的是 ( A.甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色 ①人体内成熟的红细胞中没有线粒体，不能产生ATP B.甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 ②ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能 C.甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色 和化学能③在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成 D.甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 ATP④ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的 3.(2023·广东)分析下表，可推测 不是同一物质 溶液 双缩腺试剂 碘液 斐林试剂 A.①②③ B.②③④ 甲 十 C.③④ D.①②③④ 乙 10.ATP的结构简式可表示为A一P~PP,下列图示正确 甲、乙混合 + + 表示ATP的是 ( 注：“十”显色，“十十”显色更深；“一”不显色。 A.甲溶液含有淀粉 B.乙溶液含有还原糖 A. 腺嘌呤(A) 核糖 C.混合溶液不含淀粉 D.混合溶液含有淀粉酶 4.(2022·江苏)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形 成的蛋白质，下列叙述正确的是 () B.腺嘌呤(A) A.该蛋白酶分于结构中至少含有129个氨基和129个 羧基 C.腺嘌呤(A) 团 B.该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 C,利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液 D.腺嘌呤(A) D.用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶 核糖 洗衣粉好 5.下列关于酶的论述，正确的是 () B组 ①对底物有严格的选择性②酶在体内不能更新③温度 题源1 酶在代谢中的作用（★★★★★） 越高酶的活性越大④酶制剂通常在低温下保存⑤酶能降低 化学反应所需要的能量⑥酶只能在细胞内发挥催化作用 1.(2021·宁夏)如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述 ⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 正确的是 () A.①④⑤⑦ B.②④⑤⑦ C.②③④⑥ D.①②⑥⑦ 6.酶在催化生物体内的化学反应时，反应速率与很多因素 有关。下列曲线中正确的是（假设其他条件都适宜且稳定） ( 0 反 反 温度/℃ A.当反应温度由tg调到最适温度时，酶活性下降 速率 B.当反应温度由t调到最适温度时，酶活性上升 C.酶活性在t,时比t1高，故t2时更适合酶的保存 D.酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更 温度 酶浓度 A 严重 2.(2005·全国)将小麦种于分别置于20°C和30℃培养箱 应速率 速 中培养4天，依次取等量的萌发种于分别制成提取液I和提取 液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下 图加入等量的提取液和蒸馏水，45C水浴保温5分钟，立即在3 反应物浓度 pH值 C D 支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察试管中的 ·50 7.下图表示在不同条件下，酶催化反应的速度（或生成物） 1 .4X.6 +2 变化，下列叙述不正确的是 3 5 度 A.V、W B.W、Y C.Y、Z D.V、Z ①底物浓度 (mg) ②反应时间（分钟） ③反应时间 2.下图实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影 A.图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度 响。先将酶和乳汁分别放入2支试管，然后将2试管放入同一 关系 水浴（温度用°℃表示）中保温15min,再将酶和乳汁倒入同一试 B.图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量变 管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验，记录 化的示意曲线 在不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表： C若图②中的实线表示Fe3+的催化效率，则虚线可表示过 氧化氢酶的催化效率 D.图③不能表示在反应开始后的一段时间内反应速度与时 、乳汁 定温度 间的关系 混合物 8.(多选)下图表示在不同条件下，酶催化反应的速度（或生 2mL酶 2mL乳汁 成物)变化情况。以下有关叙述正确的是 装置 A B D E F 水浴温度(C) 10 20 30 40 50 60 凝乳时间/min 不凝固7.0 4.0 1.5 4.0 不凝固 关于该实验的下列叙述中，错误的是 ( 反应时间(min) ① A.该实验说明酶的活性受温度的影响，40°C左右是凝乳酶 比较适宜的温度 A.图①能用来表示反应物浓度与反应时间的关系 B.将装置A内的混合物加温到40℃时也会使乳汁凝固，说 B.图②虚线表示增加酶浓度后，其他条件不变时，生成物量 明温度适当升高时，酶的活性增强 与反应时间关系的变化情况 C.将酶和乳汁倒入同一试管中混合后，再升温至60°C时， C.若图②中的实线表示过氧化氢酶对H)2分解的催化效 乳汁不凝固 率，则虚线可表示Fe+的催化效率 D.将F内混合物降温至10C时，不会发生乳汁凝固现象 D.图②也可以用来表示不同温度下，反应速度与时间的 关系 3.为探究不同离于对肠淀粉酶（最适pH为8）活性的影响， 9.下图中曲线a表示在最适t℃、最适pH条件下，底物浓 某同学开展了相关的实验，其实验步骤和结果见表。请回答： 度与酶促反应速率的关系。据图分析，下列叙述不正确的是 试管编 号1% 2号1% 3 号1% 号及试剂 4号蒸馏 ( NaCI溶 CuSO:溶 NaS)4溶 实验步骤 水(mL) ◆反应速率 液(mL) 液(mL) 液(mL) 曲线b B ①加人试剂 1 1 1 1 曲线a ②加入pH8缓 1 1 1 曲线c 冲液(mL) 底物浓度 ③加入1%淀粉 1 1 1 溶液(mL) A.在曲线的AB段限制反应速率的主要因素是底物浓度 ④加入肠淀粉 B.在曲线的B点时再加入一定量的酶，可以用曲线b表示 酶溶液(mL) C.酶的数量减少后，图示反应速率可用曲线c表示 ⑤各试管室温下反应2min D.减小pH值，重复该实验，曲线中B点位置不变 ⑥加入刚配制好的斐林试剂1mL 题源2酶的实验与探究（★★★★★） ⑦将各试管放人盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min 1.如图表示细菌的反应程序，在这个程序中一种氨基酸由 ⑧观察、记录 深砖 无砖红色 结果 红色 浅砖红色 浅砖红色 (或浅蓝色) 另一种氨基酸通过酶的作用产生。1到6代表不同的氨基酸，V 到乙代表不同的酶。所有氨基酸对生命都是重要的，原始种的 (1)分析结果，得出结论： 细菌只需要氨基酸1，而细菌的变种只有在培养基中提供氨基酸 比较3号与4号试管的实验结果，可得出的结论是 1、2、5才能生存，则该变种细菌不存在的酶是 ·51 比较2号与3号试管的实验结果，可得出的结论是 B.吞噬细胞吞噬病原体的过程 C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 比较1号与3号试管的实验结果，可得出的结论是 D.细胞中由氨基酸合成新的肽链 3.下列生理过程中，不能使ADP含量增多的是( (2)本实验的自变量是 ①暗反应②小肠吸收葡萄糖③蒸腾作用④呼吸运动 (3)四组实验中属于空白对照的是 号试管的实验。 ⑤组织液中氧气进入肝细胞⑥有丝分裂⑦叶绿体中叶绿 (4)实验中加入缓冲液的作用是 素a失去电于⑧兴奋在神经纤维上传导 (5)实验步骤⑤和步骤⑥能否对调（即先做步骤⑥，再做步 A.①②③ B.④⑤⑥ 骤⑤)？请作出判断并简述理由： C.⑤⑦⑧ D.③⑤⑦ 4.如图为生物体的新陈代谢与ATP关系的示意图，请 4.图甲、乙分别表示酶浓度一定时，反应速率与底物浓度 回答： pH值的关系。请据图回答下列问题： ATP 无机物 应速率 应 ① ①@ ② ADP 有机物 ADP ④ Pi) 分解产物 ATP 123 4底物浓度 0 24 6 图甲 图乙 (1)海洋中的电鲠有放电现象，其电能是由图中的 (1)图甲中，底物达到某一浓度后，反应速率趋向稳定，其原 过程释放的能量转变而来的。 因是 (2)某人感冒发烧，其体温上升所需要的能量是由图中 (2)为绘制图甲曲线，实验中的自变量为 过程释放出来的。 关变量包括 (3)用图中的数宇依次表示光能转变为骨骼肌收缩所需能 (3)图乙中，a点对应的pH值称作该酶的 量的过程： 该实验中若将pH从6降到2，反应速率将 (4)医药商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人体静脉 (4)图乙可表示下列 催化反应的速率变化曲线。 滴注这种药物，ATP到达心肌细胞内最少要通过的细胞膜有 A.唾液淀粉酶 B.胃蛋白酶 C.胰蛋白酶 D.植物淀粉酶 A.1层 B.2层 题源3ATP在能量代谢中的作用（★★★） C.3层 D.4层 (5)经测定，正常成年人静止状态下24h将有40 kgATP发 1.(2020·天津)下列有关ATP的叙述，正确的是() 生转化，而细胞内ADP、ATP的总量仅为2~10mmol/L,为满 ①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成 足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是 ATP的量与安静时相等 ②若细胞内Na浓度偏高，为维持Na浓度的稳定，细胞消 (6)下图中，能正确表示动物组织内ATP的生成量与氧气 耗ATP的量增加 供应量之间的关系的是 ( ③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生 ATP的量增加 ATP 生 ④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态 盛 平衡 O2供应量 O,供应量 A.①② B.②③ A B ATP C.③④ D.①④ T 生 2.(2023·江苏)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是 O2供应量 0,供应量 A.叶肉细胞合成的糖运输到果实 D ·52·