第3章 周末练9 ATP、酶（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（浙科版）

**基本信息** 以ATP和酶的核心概念为框架，通过概念辨析与实验分析题，系统构建物质与能量观及科学探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |ATP是细胞内的“能量通货”|3选择+1填空（12分），如荧光素酶实验题|概念辨析（结构简式、高能磷酸键）、实验分析（变量控制）|从结构（元素组成→结构简式）到功能（直接能源），再到动态转化（ATP-ADP循环）| |酶是生物催化剂|3选择+1填空（18分），如温度对麦芽糖酶活性影响题|特性判断（高效性、专一性）、实验设计（结果预测）|从本质（蛋白质/RN A）到特性（降低活化能），再到影响因素（温度/pH）及作用机理|

周末练9　ATP、酶 [分值：60分] 一、ATP是细胞内的“能量通货” 1．ATP的功能：是细胞生命活动的直接能源。 2．腺苷三磷酸—ATP元素组成是C、H、O、N、P，由1个腺嘌呤和1个核糖和3个磷酸基团组成，“～”表示高能磷酸键。 3．ATP分子去掉末端2个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸，该物质是组成RNA的基本单位之一。 4．在活细胞中，ATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中，但含量很低。 5．在酶的作用下，远离腺苷的那个高能磷酸键水解，形成ADP和磷酸，释放出的能量可以被细胞利用，如肌肉收缩、神经细胞活动以及细胞中许多其他消耗能量的活动。 6．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，此过程被称为ATP—ADP循环。特点：(1)ATP—ADP循环速度很快，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平；(2)ATP所含能量不多，便于流通使用，是细胞中的“能量通货”。 7．ATP与ADP两者转化时，物质可逆，能量不可逆，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。 (选择题，每题5分) 1．(2025·衢州高一期中)下列关于细胞的能量“货币”——ATP的叙述，正确的是(　　) A．ATP中的“T”代表胸腺嘧啶核苷酸 B．ATP中远离“A”的高能磷酸键易水解 C．ATP的结构简式可表示为A—P—P—P D．细胞中ATP的含量多，且与ADP的转化快 答案　B 解析　ATP中的“T”代表三个，A错误；ATP的结构简式是A—P～P～P，远离“A”的高能磷酸键易水解，B正确，C错误；细胞中ATP的含量不多，可与ADP快速转化，以满足能量需求，D错误。 2．(2025·台州高一期中)萤火虫细胞的“能量通货”是ATP，如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列相关说法正确的是(　　) A．图中a为腺苷，组成元素为C、H、O、N和P B．图2中进行①过程时，图1中的b键和c键断裂并释放能量 C．有机物的氧化分解往往伴随着图2中的②过程 D．代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率 答案　C 解析　图中a为腺嘌呤核糖核苷酸，组成元素为C、H、O、N和P，A错误；图2中进行①ATP的水解过程时，图1中的c键断裂并释放能量，B错误；有机物的氧化分解过程产生ATP，即有机物的氧化分解往往伴随着图2中的②ATP合成过程，C正确；正常细胞中ATP与ADP之间时刻不停地发生相互转化，以保证细胞对能量的需求，即代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率，D错误。 3．(2025·丽水高一期中)下列关于ATP的叙述，正确的是(　　) A．菠菜根尖细胞中能合成ATP的细胞器只有线粒体 B．ATP分子中与磷酸基团相连接的化学键都是高能磷酸键 C．肌肉细胞中ATP含量因大量消耗而明显降低 D．ATP是细胞中能量的唯一载体，也是能量的直接来源 答案　A 解析　合成ATP的生理过程有细胞呼吸和光合作用，菠菜根尖细胞中没有叶绿体，其中能合成ATP的细胞器只有线粒体，A正确；一个ATP分子含1个腺苷、3个磷酸基团和2个高能磷酸键、1个普通磷酸键，即ATP分子中与磷酸基团相连接的化学键有2个是高能磷酸键，B错误；肌肉细胞中ATP大量消耗的同时也会产生，含量不会降低，处于动态平衡之中，C错误；细胞中能量的载体不止ATP一种(如GTP等)，ATP是细胞中的直接能源物质，D错误。 4．(12分)萤火虫的发光具有警戒、御敌、诱集等作用。萤火虫发光的基本生物化学反应是荧光素酶可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光，可以用以下这个方程式来表示，①代表生物体内的某种重要化学物质。 荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋①＋2Pi＋CO2＋光 (1)荧光素氧化并且放出荧光，这个过程伴随的能量转换形式是______________。ATP的水解一般与______(填“吸能”或“放能”)反应相联系。 (2)萤火虫发出荧光时，ATP为荧光素的激发提供能量，ATP结构如图所示，ATP水解生成①和两分子磷酸基团，该过程中断裂的化学键是__________(填图中标号)，生成的①是构成__________的基本单位之一。 (3)某同学利用荧光素、荧光素酶、ATP、葡萄糖等溶液为实验材料，在体外模拟萤火虫发光，用荧光仪检测荧光亮度。具体操作如表： 组别 底物 条件 能源 荧光亮度 ① 荧光素 荧光素酶 葡萄糖 － ② 荧光素 荧光素酶 ATP ＋＋＋ 注：荧光亮度的强弱用“＋”表示，无荧光用“－”表示。 该实验证明______________________________________________。 (4)利用“荧光素酶－荧光素体系”可快速检测食品中的细菌数量，其原理是每个细菌中ATP含量大致相同且基本稳定，荧光亮度可反映ATP含量，ATP含量与细菌数量呈__________(填“正相关”或“负相关”)。 答案　(1)化学能→光能　吸能　(2)Ⅱ和Ⅲ　RNA　(3)荧光素发光的直接能源是ATP，不是葡萄糖　(4)正相关 解析　(1)荧光素氧化并且放出荧光，这是化学能转化为光能的过程；由于ATP水解释放能量，为吸能反应提供能量来源，所以ATP的水解一般与吸能反应相联系。(3)从表格中可以看出，有荧光素、荧光素酶存在时，加入ATP有荧光产生，加入葡萄糖无荧光产生。这证明了ATP是直接能源物质，葡萄糖中的能量不能直接用于发光反应，即该实验证明荧光素发光的直接能源是ATP，不是葡萄糖。(4)由于每个细菌中ATP含量大致相同且基本稳定，荧光亮度可反映ATP含量，所以ATP含量与细菌数量呈正相关，即细菌数量越多，ATP含量越多，荧光亮度越强。 二、酶是生物催化剂 1．酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质，极少数是RNA。 2．酶具有专一性即一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。 3．酶具有高效性的原因：酶的作用是降低化学反应的活化能，使得化学反应加快。 4．酶活性：单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。影响因素：温度、pH、有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂。 5．温度对酶促反应的影响：(1)温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速度加快。(2)酶分子本身会随温度的升高而发生空间结构改变，导致热变性，升到一定温度，酶将完全失去活性。这两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。 6．过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温会使酶的活性降低，但不会破坏酶的分子结构，当温度适宜时，酶的催化作用可以恢复。 7．酶量的增加会提高酶促反应的速率，但不会改变化学反应的平衡点；适当增加反应物的浓度，提高反应速率的同时，生成物的量也增加。 8．温度和pH是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的。底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触面积来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。 9．酶能催化底物分子发生反应，是因为酶分子有一定的空间结构，能和底物分子结合，形成酶—底物复合物，然后这个复合物会发生一定的形状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落。 (选择题，每题5分) 1．(2025·杭州高一阶段检测)二氧化锰和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解成水和氧气。如表为某兴趣小组进行的实验及其相应结果。下列叙述错误的是(　　) 试管 反应物 加入物质 反应条件 实验现象 1 2%过氧化氢溶液 二氧化锰 室温 少量气泡 2 2%过氧化氢溶液 马铃薯匀浆 室温 大量气泡 A.本实验说明酶的催化作用具有高效性 B．本实验还能证明酶在细胞外也具有催化作用 C．若收集产生的全部气体，则从1号和2号试管收集到的气体体积基本相同 D．若将反应条件改为热水浴，则2号试管不会产生气泡 答案　D 解析　该实验的自变量是催化剂的种类，结果是加入过氧化氢酶的2号试管产生大量的气泡，与加入无机催化剂的1号试管相比，说明酶具有高效性，A正确；该实验是在细胞外进行的，结果也产生大量的气泡，说明酶在细胞外也具有催化作用，B正确；无机催化剂和酶都不会改变化学反应的平衡点，因此各组最后产生的气体体积是相等的，C正确；将反应条件改为热水浴，2号试管中的过氧化氢酶失去活性，但高温也会分解过氧化氢产生氧气，因此2号试管也会产生气泡，D错误。 2．(2025·绍兴高一阶段检测)用某种纤维素酶催化纤维素水解为葡萄糖的实验来探究温度对酶活性的影响，得到结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A．本实验的自变量是反应时间 B．丙组反应速率最快 C．该酶的最适温度是45 ℃ D．适当升高温度甲组反应速率加快 答案　D 解析　该实验的自变量是温度及反应时间，A错误；丙组反应物的浓度减小最慢，说明丙组反应速率最慢，B错误；本实验只有3个温度，3个温度中45 ℃时该酶活性最强，但无法判断该酶的最适温度是45 ℃，C错误。 3．(2025·湖州高一阶段检测)酶分子具有相应底物的活性中心，用于结合并催化底物发生反应。在37 ℃、适宜pH等条件下，用NaCl和CuSO4研究Cl－、Cu2＋对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，得到实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．应增加对照组用于排除Na＋和SO的影响 B．P点和Q点条件下淀粉水解速率相同，酶活性相同 C．甲组反应速率最快，说明Cl－能增强唾液淀粉酶活性 D．Cu2＋可能改变了唾液淀粉酶活性中心结构导致水解速率降低 答案　B 解析　该实验的目的是研究Cl－、Cu2＋对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，故应增加对照组用于排除Na＋和SO的影响，A正确；P点和Q点条件下淀粉水解速率相同，但是底物浓度不一样，所以酶活性不相同，B错误。 4．(18分)(2025·宁波高一期中)图1和图2是某兴趣小组根据实验绘制的“影响H2O2分解速率”的曲线图，图3是该兴趣小组绘制的“温度对麦芽糖酶活性影响”的曲线图。请回答下列问题： (1)与无机催化剂相比，酶的催化效率具有高效性的原因是____________________________。图1和图2所代表的实验中，实验的自变量依次为__________________、____________。 (2)图2酶促反应中限制bc段O2产生速率的主要因素是______________。 (3)(10分)该兴趣小组还根据图3做了关于温度影响麦芽糖酶活性的实验，探究经过温度t4处理的酶，当温度降低到t3时，其活性是否可以恢复到较高水平。他们进行了如下实验：取3支试管，分别编号为A、B、C，各加入适宜浓度的麦芽糖酶溶液1 mL；关于自变量的设置：A和B作为对照组应分别在温度为__________的水浴装置中保温适宜时间，C作为实验组的处理为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；将处理完的酶溶液分别与等量麦芽糖混合，在相同且适宜条件下反应，观察并记录实验结果。 用试纸检测各组____________(填“较短时间内”或“反应结束后”)的葡萄糖产量。若实验结果中三组的葡萄糖含量大小关系为__________，则说明经过温度t4处理的酶，当温度降低到t3时，其活性可以恢复到较高水平。 答案　(1)酶比无机催化剂能降低更多化学反应的活化能　催化剂种类和时间　H2O2浓度　(2)过氧化氢酶量(浓度)　(3)t3、t4　先在温度为t4的水浴装置中保温适宜时间，后在温度为t3的水浴装置中保温适宜时间　较短时间内　A＝C＞B 解析　(3)由于该实验目的是研究经过t4温度处理的酶，当温度降低到t3时，其活性是否可以恢复到较高水平，故根据实验目的，该实验需分为三组，一组温度设定在t3，一组温度设定在t4，一组温度应从t4降到t3。因此A和B作为对照组应分别在温度为t3、t4的水浴装置中保温适宜时间，C作为实验组的处理为先在温度为t4的水浴装置中保温适宜时间，后在温度为t3的水浴装置中保温适宜时间。应该用试纸检测各组较短时间内的葡萄糖产量，因为如果反应结束后，不管酶活性如何，最终产物量可能相同，不能准确反映酶活性的差异。若经过温度t4处理的酶，当温度降低到t3时其活性可以恢复到较高水平，那么C组(先t4温度再t3温度)的葡萄糖产量应该和A组(t3)接近(或相等)且高于B组(t4)，即A＝C>B。 学科网（北京）股份有限公司 $