2025版高考生物一轮总复习第3单元细胞的能量供应和利用第7课酶和ATP教师用书

第7课酶和ATP►学业质量水平要求◄1．通过关于酶本质的探究和学习，相识酶的化学本质，总结出酶的作用，并能设计试验证明酶的作用及化学本质。(生命观念、科学思维、科学探究)2．通过分析与综合，明确酶的高效性和专一性的含义，并学会设计试验，探究酶的专一性和温度、pH等对酶促反应的影响，进而明确酶在生产和生活中的应用。(科学探究、科学思维、社会责任)3．基于对细胞生命活动实例的分析，结合ATP的结构特点，认同结构和功能相适应的观点。(生命观念、科学思维)考点一酶的本质、作用和特性1．酶本质的探究历程(连线)答案：①—f②—a③—c④—d、e⑤—b2．酶的本质及作用化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核细胞)来源一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外生理功能催化作用3．酶的作用机理分析(如下图)①为有酶催化的反应曲线；②为没有催化剂的反应曲线；③为有无机催化剂催化的反应曲线。4．酶的催化特性(连线)答案：①—b②—a③—c5．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)试验过程。步骤相同处理向4支试管中分别加入2mL过氧化氢溶液不同处理不处理放在90℃左右的水浴中加热滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液现象气泡基本无少较多很多带火星卫生香无复燃有复燃复燃性较强复燃性很强(2)变量分析。(3)试验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。6．淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)试验原理。①淀粉和蔗糖都是非还原糖，葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原糖。②斐林试剂能鉴定溶液中有无还原糖。③淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖，不能催化蔗糖水解。(2)试验步骤。序号操作步骤试管1试管21注入可溶性淀粉溶液2mL—2注入蔗糖溶液—2mL3注入簇新的淀粉酶溶液2mL2mL4振荡混匀，将试管的下半部浸到60℃左右的热水中，保温5min5取出试管，各加入2mL斐林试剂，振荡摇匀6将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，煮沸1min，视察颜色变更砖红色沉淀淡蓝色(3)试验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。这说明酶具有专一性。1．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。 (×)2．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。 (√)3．酶供应了反应过程中所必需的活化能。 (×)4．酶活性的发挥离不开其特定的结构。 (√)5．同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同。 (×)6．酶分子在催化反应完成后马上被降解成氨基酸。 (×)7．唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37℃。 (×)【教材细微环节命题】1．(必修1P82“探究·实践”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？不能。为什么？因为没有了相宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。2．(必修1P85“科学·技术·社会”)溶菌酶为什么具有抗菌消炎的作用？溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，起到抗菌消炎的作用。细菌性溶菌酶不能(填“能”或“不能”)用于真菌感染。为什么？由于真菌和细菌细胞壁的成分不同和酶具有专一性等缘由，细菌性溶菌酶不能用于真菌感染。1．酶相关模型的构建与解读(1)酶的高效性。①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所须要的时间，不能改变更学反应的平衡点。(2)酶的专一性。①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A对此反应有催化作用。(3)影响酶活性的因素。图甲曲线分析：①在肯定温度(pH)范围内，随温度(pH)的上升，酶的催化作用增加，超过这一范围，酶的催化作用渐渐减弱。②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子的结构未被破坏，温度上升可复原活性。图乙曲线分析：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH＝7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；反应溶液pH的变更不影响酶作用的最适温度。(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响。①图甲：在其他条件相宜、酶量肯定的状况下，酶促反应速领先随底物浓度增加而加快，当底物达到肯定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。②图乙：在底物足够、其他条件相宜的状况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。2．影响因素制约酶活性的机理(1)高温、过酸、过碱——可破坏酶分子的空间结构而导致酶永久性失活(不行逆转)。(2)低温——仅抑制酶活性，并不破坏酶分子的空间结构，当温度适当上升时活性可复原。(3)酶活性还受某些激活剂或抑制剂的影响，前者可提升酶活性，后者则降低酶活性。考向1|酶的本质、作用和特性1．(2024·湖南卷)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而变更构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是()A．碱性蛋白酶在肯定条件下可发生自溶失活B．加热导致碱性蛋白酶构象变更是不行逆的C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂运用量，削减环境污染B解析：由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知，碱性蛋白酶在肯定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由自然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可复原到自然状态，因此部分加热导致的碱性蛋白酶构象变更是可逆的，B错误；碱性蛋白酶受到其他成分的影响而变更构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸，具有很强的分解蛋白质的实力，可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍，添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂运用量，削减环境污染，D正确。2．下列有关酶的叙述，正确的是()A．酶的催化效率比无机催化剂更高是因为酶能降低反应的活化能B．酶都是在核糖体上合成的，但不肯定须要内质网和高尔基体的加工C．在最适温度和最适pH的条件下，酶对细胞代谢的调整作用最强D．酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应D解析：酶和无机催化剂都能降低反应的活化能，酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著，因而催化效率更高，A错误；酶不都在核糖体上合成，如某些化学本质是RNA的酶，蛋白质类酶的合成也不肯定须要内质网和高尔基体的参加，B错误；酶在细胞代谢中有催化作用，在最适温度和最适pH的条件下，酶的催化作用最强，C错误；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，D正确。考向2|影响酶活性的因素3．(2024·浙江6月选考)下列关于探讨淀粉酶的催化作用及特性试验的叙述，正确的是()A．低温主要通过变更淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化实力，是因为酶的作用具高效性C．淀粉酶在肯定pH范围内起作用，酶活性随pH上升而不断上升D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率B解析：低温可以抑制酶的活性，不会变更淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化实力，B正确；酶活性的发挥须要相宜条件，在肯定pH范围内，随着pH上升，酶活性上升，超过最适pH后，随pH增加，酶活性降低甚至失活，C错误；淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，淀粉酶会被水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。4．下图表示变更某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果。请据此分析，变更下列哪种因素才能获得变更后的结果？()A．淀粉溶液量 B．pHC．温度 D．唾液量A解析：变更底物的量，产物的量则会削减，图中比照组的还原糖生成量始终多于试验组的还原糖生成量，故变更的是淀粉溶液量，即降低了底物的量，A正确；变更pH或温度(会影响酶的活性)及变更唾液淀粉酶的量，都会影响化学反应速率，但不改变更学反应的平衡点，即产物的最终产量不变，B、C、D错误。考点二(探究·实践)探究影响酶活性的因素1．探究温度对酶活性的影响(1)试验原理。温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，依据是否出现蓝色及蓝色的深浅来推断酶的活性。(2)试验材料。质量分数为2%的淀粉酶溶液、体积分数为3%的可溶性淀粉溶液、热水、蒸馏水、冰块、碘液(相关用具省略)。(3)试验步骤。序号试验操作内容试管1试管2试管31加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2限制不同的温度条件冰块(5min)60℃温水(5min)沸水(5min)3加入等量的簇新唾液淀粉酶溶液1mL(5min)1mL(5min)1mL(5min)4加入等量的碘液2滴2滴2滴5视察试验现象蓝色无蓝色出现蓝色(4)试验结论：温度过高、过低都会影响酶的活性，相宜温度下酶的活性最高。2．探究pH对酶活性的影响(1)试验原理：2H2O2___过氧化氢酶___2H2O＋O2。pH影响酶的活性，从而影响O2的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的状况来检验O(2)试验材料。质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、物质的量浓度为0.01mol/L的HCl溶液、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、蒸馏水等。(3)试验步骤。序号试验操作内容试管1试管2试管31加入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2加入等量的不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL0.01mol/L的HCl溶液1mL0.01mol/L的NaOH溶液3加入等量的体积分数为3%的过氧化氢溶液2mL2mL2mL4视察试验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将带火星的卫生香插入试管内液面的上方燃烧猛烈不燃烧不燃烧(4)试验结论：过酸、过碱都会影响酶的活性，相宜pH下酶的活性最高。1．酶活性最高时的温度不适合酶的保存。 (√)2．温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率；底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未变更酶活性。 (√)3．低温能降低酶活性的缘由是其破坏了酶的空间结构。 (×)4．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液作为底物。 (×)5．温度过高、低温都能使酶活性降低，二者的作用原理不同。 (√)1．试验材料选择时的留意事项(1)在探究温度对酶活性的影响试验中，不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为试验材料，因为过氧化氢在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响试验结果。(2)在探究pH对酶活性的影响试验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为试验材料，因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响试验结果。2．试验步骤和结果检测的留意事项(1)在探究温度对酶活性的影响试验中，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，保证反应从一起先就是预设的温度。(2)在探究pH对酶活性的影响试验中，宜先保证酶的最适温度(解除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至试验要求的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，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时须要水浴加热，而该试验需严格限制温度。考向1|影响酶活性的因素的基础试验分析1．(2024·广东深圳模拟)红平菇对纤维素的降解是菌丝分泌纤维素酶作用的结果，纤维素酶活性影响菌株对培育基质的降解实力，影响红平菇的生产周期。某探讨团队探讨了温度对红平菇纤维素酶活性的影响，结果如下图所示。下列分析错误的是()A．纤维素酶活性的测定可以用单位时间内纤维素的降解量表示B．该试验结果表明40℃为红平菇纤维素酶的最适温度C．高温或低温对酶活性的影响机理不同D．为指导生产，还可在此试验基础上测定pH等因素对纤维素酶活性的影响B解析：酶活性可以用单位时间内反应物的降解量或产物的生成量来表示，A正确；该试验结果表明纤维素酶的最适温度在30℃到50℃之间，不肯定是40℃，B错误；高温破坏酶的空间结构，低温没有破坏酶的空间结构，只是抑制了酶活性，C正确；为指导生产，还须要在此试验基础上测定pH等因素对纤维素酶活性的影响，才能确定适合红平菇生长的最适条件，D正确。2．(2024·海南卷)某种酶的催化反应速率随温度和时间变更的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是()A．该酶可耐受肯定的高温B．在t1时，该酶催化反应速率随温度上升而增大C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同D解析：由题图可知，该酶在70℃条件下仍具有肯定的活性，故该酶可以耐受肯定的高温，A正确；由图可知，在t1时，酶促反应速率随温度上升而增大，B正确；由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同，其中70℃达到该温度下的最大反应速率时间最短，C正确；相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同，D错误。考向2|试验的拓展和应用3．某同学欲通过下图所示的装置进行与酶有关的试验探讨，下列分析正确的是()A．若不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、Fe3+，则该装置可用于探究酶的专一性B．该装置可用于探究温度对过氧化氢酶活性的影响C．酶促反应速率可用滤纸片进入烧杯液面到浮出烧杯液面的时间(t3－t1)来表示D．该装置不能用于探究pH对酶活性的影响C解析：若滤纸片上分别附有过氧化氢酶、Fe3+，自变量是不同的催化剂，可用来探究酶的高效性，A错误；过氧化氢在高温下分解会加快，故不能选择过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响，B错误；该装置可以用来探究pH对酶活性的影响，D错误。4．(2024·湖北卷)使酶的活性下降或丢失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能复原)；另一类是不行逆抑制剂(与酶不行逆结合，酶的活性不能复原)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。试验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下试验设计思路。请完善该试验设计思路，并写出试验预期结果。(1)试验设计思路取________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量____________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。(2)试验预期结果与结论若出现结果①：____________________________________________________。结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。若出现结果②：____________________________________________________。结论②：甲、乙均为不行逆抑制剂。若出现结果③：____________________________________________________。结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不行逆抑制剂。若出现结果④：__________________________________________________。结论④：甲为不行逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。解析：(1)由题可知，试验目的是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则试验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，试验设计应遵循比照与单一变量原则，故可设计试验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和比照原则)；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理；透析后，从透析袋中取出酶液，测定各自的酶活性。(2)由题可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后比照可推想两种物质的作用机理，可能的状况有：①甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能复原，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②甲、乙均为不行逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能复原，故透析前后，两组的酶活性均不变。③甲为可逆抑制剂，乙为不行逆抑制剂，则甲组中酶活性可以复原，而乙组不能复原，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高；加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。④甲为不行逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中酶活性不能复原，而乙组能复原，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变；加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。答案：(1)2甲物质溶液、乙物质溶液(2)透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高透析前后，两组的酶活性均不变加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高；加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变；加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高考点三ATP1．ATP的组成元素：C、H、O、N、P。2．ATP的分子结构(1)分子结构式：A—P～P～P(简写)。(2)组成图解(填出各部分名称)。由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、二个特别的化学键、三个磷酸基团。3．ATP与ADP的相互转化(1)转化基础：ATP的化学性质不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能。(2)ATP和ADP的相互转化过程比较比较内容ATP水解ATP合成反应式ATP酶ADP＋Pi＋能量ADP＋Pi＋能量→ATP酶ATP水解酶ATP合成酶场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体(植物细胞)能量转化放能吸能能量来源ATP的水解呼吸作用、光合作用能量去向用于各项生命活动储存在ATP中4．ATP为主动运输供能(以Ca2+主动运输为例)(1)参加Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，酶活性被激活。(2)在载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，即载体蛋白的磷酸化。(3)载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变更，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。1．ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。 (√)2．ATP水说明放的能量可用于细胞内的放能反应。 (×)3．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。 (×)4．DNA与ATP中所含元素的种类相同。 (√)5．ATP的结构简式为A—P～P～P，“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团。 (√)【教材细微环节命题】1．(必修1P87正文)人体内，在猛烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变更，请分析缘由：ATP与ADP时刻不停地快速地发生相互转化，并且处于动态平衡之中。2．(必修1P89阅读材料拓展)“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”诗中描述的萤火虫发光的原理是萤火虫尾部细胞中的荧光素接受ATP供应的能量后被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素而发光。1．概括ATP与核苷酸的关系2．比较以下四种结构中“A”的含义结构“A”的名称“A”的分子组成①腺苷腺嘌呤和核糖②腺嘌呤脱氧核苷酸1分子腺嘌呤、1分子脱氧核糖和1分子磷酸③腺嘌呤核糖核苷酸1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸④腺嘌呤—3．ATP的再生和利用图解4．ATP产生量与O2供应量的关系分析(1)A点为无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。(2)AB段随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，ATP产生量渐渐增多。(3)BC段O2供应量超过肯定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸基团等。考向1|ATP的结构和功能1．(2024·浙江1月选考改编)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是()A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为特别化学键C．在水解酶的作用下不断地合成和水解D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带D解析：1分子的ATP是由1分子核糖、1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团组成的，A错误；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特别的化学键，B错误；在水解酶的作用下ATP水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸汲取能量合成ATP，C错误；吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP，D正确。2．ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下图是ATP的分子结构图，下列分析正确的是()A．圆圈内所示为含氮碱基腺嘌呤B．方框内所示为腺嘌呤核糖核苷酸C．细胞合成蛋白质时利用①断裂释放的能量D．②在光合作用过程中简单形成但不易断裂A解析：ATP由腺嘌呤、核糖、磷酸基团(三个)构成，有两个特别的化学键(图中①②)。图中圆圈内为腺嘌呤，A正确；腺嘌呤与核糖一起形成方块内的结构，即腺苷，B错误；合成蛋白质时，利用ATP中远离A的那个磷酸基团脱离，即②断裂供能，C错误；光合作用过程中，ATP中远离A的那个磷酸基团简单结合，也简单脱离，光反应阶段ADP与Pi利用光能形成ATP，而暗反应阶段ATP水解(即②断裂)供能，D错误。考向2|ATP与ADP的相互转化3．(2024·湖北黄冈模拟)下图表示ATP与ADP的相互转化过程，下列相关叙述错误的是()A．图中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖B．食物为ATP充电指的是呼吸作用分解来自食物中的有机物产能C．运动时肌肉细胞中ATP的充电速率远高于其放能速率D．ATP的“充电”和“放能”所须要的酶不同C解析：依据题图推断，M指的是腺嘌呤，N指的是核糖，A正确；食物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能，需通过呼吸作用来完成，B正确；ATP的合成和分解速率始终处于一种动态平衡状态，C错误；酶具有专一性，故ATP的合成和分解所须要的酶不同，D正确。【易错提示】ATP理解的两点提示(1)ATP不等同于能量：ATP是与能量有关的一种高能磷酸化合物，水解时会释放出大量的能量。(2)ATP与ADP的相互转化不行逆：从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量等方面来看是不行逆的。【命题动态】酶和ATP是细胞代谢有序进行的必备物质和条件。“酶”的内容主要包括酶的化学本质、作用特性以及对相关试验的分析和设计；“ATP”的内容主要包括ATP的结构及其在能量供应系统中的作用。从近年的高考看，该专题主要以选择题的形式从“酶在代谢中的作用”角度考查酶的本质、种类、作用特性以及与其他生理过程的联系，另外还常以试验题的形式考查与酶特性有关的试验设计。预料2024年高考中该专题仍将从物质与能量的视角考查酶的作用原理与ATP的结构及其功能。1．(2024·全国卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组试验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。试验组①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA组分＋＋－＋－蛋白质组分＋－＋－＋低浓度Mg2+＋＋＋－－高浓度Mg2+－－－＋＋产物＋－－＋－依据试验结果可以得出的结论是()A．酶P必需在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性B．蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度上升而上升C．在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性D．在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性C解析：第①组中，酶P在低浓度Mg2+条件下，有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；第③组和第⑤组比照，无关变量是底物和蛋白质组分，自变量是Mg2+浓度，无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg2+条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，B、D错误；第②组和第④组比照，无关变量是底物和RNA组分，自变量是Mg2+浓度，第④组在高浓度Mg2+条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2+条件下没有产物生成，说明在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性，C正确。2．(2024·北京卷)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是()A．含有C、H、O、N、PB．必需在有氧条件下合成C．胞内合成须要酶的催化D．可干脆为细胞供应能量[思维培育]B解析：ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成少量ATP，B错误；ATP合成过程中须要ATP合成酶的催化，C正确；ATP是生物体的干脆能源物质，可干脆为细胞供应能量，D正确。1．(生活、学习和实践情境)某小组为了解某种加酶洗衣粉对蛋白质的水解作用，将完全相同的蛋白块置于等量相宜浓度的该洗衣粉溶液中，蛋白块消逝所需的时间与温度的关系如图所示。下列有关叙述正确的是()A．该洗衣粉水解脂肪的最适温度也是45℃B．B、C两点催化效率相同且均低于A点的原理相同C．若变更该洗衣粉溶液的pH，则A点会向左或向右移动D．若减小该洗衣粉溶液的浓度，A、B、C三点均向上移动D解析：分析题图可知，该洗衣粉中的蛋白酶水解蛋白质的最适温度是45℃，由于试验没有涉及温度对该洗衣粉中脂肪酶活性的影响，故无法得出该洗衣粉水解脂肪的最适温度，A错误；B、C两点虽催化效率相同，但低于A点的原理不同，30℃时蛋白酶的活性受到抑制，酶的空间结构没有发生不行逆变更，而60℃时蛋白酶的空间结构发生不行逆变更，B错误；在不同pH条件下，酶的最适温度不变，即变更该洗衣粉溶液的pH，A点不会向左或向右移动，C错误；减小该洗衣粉溶液的浓度，相当于减小其中的酶浓度，催化肯定量的底物时，酶浓度越小，反应速率越慢，蛋白块消逝所需的时间越长，故A、B、C三点均向上移动，D正确。2．(科学试验与探究情境)米胚芽是自然的脂肪酶抑制剂原料，从中提取的脂肪酶抑制剂可作为一种良好的减肥药物。为探讨该脂肪酶抑制剂的抑制机理，探讨者进行了试验探究：将底物乳液、抑制剂和胰脂肪酶按3种依次加入，反应相同时间后测定和计算对酶促反应的抑制率，结果如图所示。下列说法错误的是()依次1：底物乳液与胰脂肪酶反应10min后，加入抑制剂；依次2：抑制剂与胰脂肪酶混合预热10min后，加入底物乳液进行反应。A．上述反应应当在温度为37℃、pH为7.6左右的条件下进行B．依次3应当是底物乳液与抑制剂混合预热10min后，加入胰脂肪酶进行反应C．该脂肪酶抑制剂主要通过与酶结合，阻碍底物—酶的结合达到抑制作用D．该脂肪酶抑制剂通过抑制脂肪酶发挥作用，阻挡脂肪的消化，起到减肥作用C解析：本试验的目的是探讨该脂肪酶抑制剂的抑制机理，试验的自变量是抑制剂运用依次的不同，因变量是抑制率的变更，而温度和pH均为无关变量，试验过程中要求无关变量相同且相宜，因此，该试验须要在37℃、pH为7.6左右的条件下进行，A正确；结合以上分析可知，该试验的自变量是抑制剂、底物和酶的加入依次变更，因此，依次3应当是底物乳液与抑制剂混合预热10min后，加入胰脂肪酶进行反应，B正确；依据试验结果可知，依次3的抑制率最高，这说明该脂肪酶抑制剂主要通过与底物结合，进而阻碍底物—酶的结合来达到抑制作用，C错误；该脂肪酶抑制剂通过抑制脂肪酶与底物的结合，进而发挥阻挡脂肪的消化，削减了脂肪分解产物的汲取，因而可起到减肥作用，D正确。课时质量评价(七)(建议用时：40分钟)一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1．(2024·山东青岛模拟)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内的四种高能磷酸化合物，它们彻底水解的产物只有碱基不同。下列叙述错误的是()A．ATP不是细胞内唯一的干脆能源物质B．一分子GTP中含有2个特别的化学键C．CTP中的“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的D．UTP彻底水解的产物中有碱基尿嘧啶C解析：ATP是细胞内的干脆能源物质，但不是唯一的，题干信息显示GTP、CTP和UTP也可以干脆供应能量，A正确；ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内的四种高能磷酸化合物，它们彻底水解的产物只有碱基不同，说明1分子GTP、CTP和UTP的组成成分也包含3分子磷酸基团、2分子特别的化学键、1分子碱基、1分子核糖，B正确；CTP中的“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，C错误；UTP彻底水解的产物有尿嘧啶、磷酸和核糖，D正确。2．(2024·广东广州模拟)酪氨酸酶可催化酪氨酸转化为多巴醌，引起果蔬褐变。螺旋藻多糖可与酪氨酸竞争，结合于酪氨酸酶的活性位点，其机制如图甲所示。某科研团队探讨了不同浓度螺旋藻多糖对酪氨酸酶促反应速率的影响，试验结果如图乙所示。据此分析下列表述错误的是()A．螺旋藻多糖与酪氨酸的部分结构相像B．螺旋藻多糖可被酪氨酸酶催化产生多巴醌C．添加螺旋藻多糖可抑制果蔬的褐变D．螺旋藻多糖可降低酪氨酸酶促反应的速率B解析：据图可知，螺旋藻多糖与酪氨酸均可与酪氨酸酶结合，说明螺旋藻多糖与酪氨酸的部分结构相像，A正确；酪氨酸酶可催化酪氨酸转化为多巴醌，而螺旋藻多糖不能被催化为多巴醌，B错误；分析题意可知，酪氨酸酶可催化酪氨酸转化为多巴醌，引起果蔬褐变，而添加的螺旋藻多糖能够与酪氨酸竞争性结合酪氨酸酶结合位点，从而使多巴醌的生成削减，可抑制果蔬的褐变，C正确；依据题图可知，螺旋藻多糖对酪氨酸酶活性的影响发生在肯定范围内，螺旋藻多糖浓度越高，酪氨酸酶的活性则越低，即螺旋藻多糖可降低酪氨酸酶促反应的速率，D正确。3．(2024·海南卷)探讨人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2min后快速分别得到细胞内的ATP。结果发觉ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一样。下列有关叙述正确的是()A．该试验表明，细胞内全部ADP都转化成ATPB．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内B解析：依据题意可知，该试验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；依据“结果发觉ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一样”可知，32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；依据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团中，C错误；该试验不能说明ATP与ADP的相互转化主要发生在细胞核内，D错误。4．(2024·广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步探讨，结果见下表。下列分析错误的是()组别pHCaCl2温度/℃降解率/%①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白A．该酶的催化活性依靠于CaCl2B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9D．尚需补充试验才能确定该酶是否能水解其他反应物C解析：分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依靠于CaCl2，A正确；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；该试验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充试验，D正确。5．(2024·湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参加细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是()A．这些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B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C．作为能量“通货”的ATP能参加细胞信号传递D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响B解析：通过蛋白质磷酸化和去磷酸化变更蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，体现了蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；假如这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；依据题干信息可知，进行细胞信息传递的蛋白质须要磷酸化才能起作用，而ATP为其供应了磷酸基团和能量，从而参加细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。6．荧光素酶可以催化荧光素氧化成氧化荧光素，在荧光素氧化的过程中会发出荧光。探讨人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度的关系如下图所示。下列叙述错误的是()A．高浓度NaCl溶液经稀释后酶的活性可以复原B．高温柔Hg2+处理使酶活性降低的缘由相同C．用Mg2+处理荧光素酶可以削减其用量D．Mg2+处理可使荧光素酶催化荧光素氧化时的活化能上升D解析：高浓度NaCl可使蛋白质发生盐析，溶液经稀释后酶的活性可以复原，A正确；高温柔Hg2+处理都会使酶空间结构发生不行逆的变更，酶活性永久性降低，B正确；Mg2+处理荧光素酶后，在较低荧光素酶浓度下就能达到较高发光强度，进而可以削减其用量，C正确；Mg2+处理荧光素酶催化荧光素氧化时，能更显著地降低活化能，D错误。7．(2024·山东日照三模)磷酸肌酸(C～P)是一种存在于肌肉和其他兴奋性组织(如脑和神经)中的高能磷酸化合物，它和ATP在肯定条件下可以相互转化。细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸(C)，可以在短时间内维持细胞中ATP含量的相对稳定。下列叙述错误的是()A．1分子ATP水解后可得1分子腺苷、1分子核糖和3分子磷酸B．磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能干脆为肌肉细胞供能C．猛烈运动时，肌肉细胞中磷酸肌酸与肌酸含量的比值会有所下降D．细胞中的磷酸肌酸对于维持ATP含量的相对稳定具有重要作用A解析：1分子ATP初步水解可得到1分子ADP和1分子磷酸，ATP彻底水解后得到1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸，A错误；磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能干脆为肌肉细胞供能，干脆能源物质是ATP，B正确；猛烈运动时，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，C正确；由题意可知，细胞中的磷酸肌酸对于维持ATP含量的稳定具有重要作用，D正确。8．除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会影响酶的催化效果。下图为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理的示意图。下列说法不正确的是()A．用胰蛋白酶处理生物膜可变更其通透性B．酶只能催化一种或一类化学反应，与酶的自身结构有关C．非竞争性抑制剂可以变更酶的结构，使酶不适于结合底物分子D．竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性抑制的机理相同D解析：用胰蛋白酶处理生物膜，膜蛋白被分解，故可变更膜的通透性，A正确。由图可知，酶只能催化一种或一类化学反应，与酶的自身结构有关，B正确。非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过变更酶的结构使酶不适于结合底物分子，C正确。竞争性抑制剂和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会削减，从而降低酶对底物的催化反应速率；高温通过变更酶的空间结构降低酶的活性，低温只是抑制酶的活性，在低温下，酶的空间结构没有变更，D错误。9．蛋白激酶A(PKA)由两个调整亚基和两个催化亚基组成，其活性受cAMP(腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调整(如下图)。活化的PKA催化亚基能将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，变更这些蛋白的活性。下列有关说法错误的是()A．调整亚基具有结合cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点B．蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解C．ATP不仅是生物的干脆供能物质，还是合成cAMP、DNA等物质的原料D．cAMP与调整亚基结合，使调整亚基和催化亚基分别，释放出高活性的催化亚基C解析：活化的调整亚基与非活化的催化亚基可在cAMP的作用下产生无活性的调整亚基和游离态、活化的催化亚基，说明调整亚基具有结合cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点，A正确；据题干的信息可知，活化的PKA催化亚基可将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，变更这些蛋白的活性，ATP上的磷酸基团转移的过程即是ATP的水解过程，B正确；腺苷酸环化酶催化ATP环化形成cAMP，故ATP不仅是生物的干脆供能物质，还是合成cAMP的原料，但ATP水解后形成的AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)是合成RNA的原料，C错误；cAMP与调整亚基结合，使调整亚基和催化亚基分别，释放出高活性的催化亚基，D正确。10．乳糖酶能催化乳糖水解，有两项与此相关的试验，除自变量外，其他试验条件均设置为最适条件，试验结果如下表所示。下列有关叙述正确的是()试验一(乳糖浓度为10%)酶浓度01%2%4%5%相对反应速率02550100200试验二(酶浓度为2%)乳糖浓度05%10%20%30%相对反应速率025506565A．试验一若接着增加酶浓度，相对反应速率不再增大B．试验一若增加乳糖浓度，相对反应速率将降低C．试验二若接着增加乳糖浓度，相对反应速率不再增大D．试验二若适当提高反应温度，相对反应速率将增大C解析：试验一若接着增加酶浓度，相对反应速率可能接着增大，也可能不变，A错误；试验一若增加乳糖浓度，相对反应速率将上升或不变，B错误；由试验二可知，乳糖浓度为20%和30%时，相对反应速率相等，所以若接着增加乳糖浓度，相对反应速率不再增大，C正确；由题干信息可知，试验二已为最适温度，若适当提高反应温度，酶的活性会降低，相对反应速率将减小，D错误。二、非选择题11．回答