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第8讲 酶和ATP
必修1 分子与细胞
第二单元 细胞代谢
课标要求 1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 2.活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。
3.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
考点1 酶的作用、本质和特性
一、酶的作用和本质
1．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解。
(1)方法步骤
(2)实验过程的变量及对照分析
(3)实验结论
2．酶的催化作用机理
(1)活化能：分子从常态转变为________________________的活跃状态所需要的能量称为活化能。
(2)酶催化作用的原理：__________________的活化能。
(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在______条件下快速有序地进行。
容易发生化学反应
降低化学反应
温和
(4)酶作用原理曲线分析
①无酶催化的反应曲线是___，有酶催化的反应曲线是___。
②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是_____________________。
③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将______移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能，但会____________。
乙
甲
酶降低的活化能
向上
提供能量
3．酶本质的探究历程(连线)
4．酶的作用和本质
哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶。
二、酶的特性
1．高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。
2．专一性
每一种酶只能催化_______________化学反应。
3．作用条件较温和
在___________________________条件下，酶的活性最高。______________________________会使酶的空间结构遭到破坏而失活；______条件下，酶的活性很低，但空间结构稳定。
一种或一类
最适宜的温度和pH
过酸、过碱或温度过高
低温
温度、pH是通过影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率的；而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积，进而影响酶促反应速率的。
1．(必修1 P82“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？为什么？
_________________________________________________________________________________________。
2．(必修1 P85“科学·技术·社会”)溶菌酶能够溶解细菌的_______，具有抗菌消炎的作用。在临床上与_________混合使用，能增强抗生素的疗效。
不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用
细胞壁
抗生素
底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。
(2)图乙：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正比。
(3)图丙：在其他条件适宜的情况下，酶量增加，酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上方移(对应b点位置)。
1．酶提供了反应过程所必需的活化能。( )
提示：酶的作用是降低活化能。
2．酶活性的发挥离不开其特定的结构。( )
3．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。( )
提示：低温不破坏酶的结构。
4．酶活性最高时的温度适合酶的保存。( )
提示：酶适合保存在低温条件下。
×
√
×
×
5．酶在催化反应完成后立即被分解。( )
提示：酶是催化剂，其在催化反应完成后不会被分解。
6．酶只能在细胞内发挥作用。( )
提示：酶在细胞内和细胞外都能发挥作用。
×
×
1．右图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理
后酶活性与处理时间的关系，据图分析：
(1)A、B两种酶的化学本质是否相同？理由是_________。____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)B酶活性改变的原因是___________________________________ _________________________________________________。
不相同
A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，其化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质
B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失
2．酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。
(1)结合图示信息判断：高温、过酸、过碱对酶活性的影响与____________________________________的作用相同，通过增加底物浓度的方法可以降低或解除_______________________________对酶的抑制作用。
(2)研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究该氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B。
①实验思路：_______________________________________________ _________________________________________________________。
②预期实验结果及结论：____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
非竞争性抑制剂(模型B)
竞争性抑制剂(模型A)
在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸， 同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化
若酶促反应速率能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B
1．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的高是因为酶能降低化学反应的活化能
B．酶的组成成分中一定不含糖类
C．在最适温度和最适pH的条件下，酶对细胞代谢的调节作用最强
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 [酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，酶在降低化学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；绝大多数酶是蛋白质、少数是RNA，RNA中含核糖，B错误；酶不起调节作用，而是起催化作用，C错误。]
1
酶的作用、本质和特性
√
2．(2024·广东卷)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
√
B [由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，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．(2023·广东卷)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
2
影响酶活性的因素
√
C [红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。]
4．许多药物是通过阻断酶活性而起作用的。制药公司研发药物时首先筛选出能够阻断酶活性的化合物，然后对该化合物进行修饰，使之更为有效。下列叙述错误的是( )
A．有些药物能结合在酶的底物结合区域起到阻断作用
B．提升药物对酶的结合能力能够增强该药物的有效性
C．理想的药物是能对绝大多数酶的活性起到阻断作用
D．药物研发过程需要综合考虑药物对人体的各种影响
3
影响酶活性的机理
√
C [酶能起催化作用，主要是通过酶与底物结合起作用的，有些药物能结合在酶的底物结合区域起到阻断作用，提升药物对酶的结合能力能够增强该药物的有效性，A、B正确；药物研发过程需要综合考虑药物对人体的各种影响，由于酶具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应，为避免对正常生理活动造成干扰，理想的药物是只针对某一类酶活性起阻断作用的，C错误，D正确。]
考点2 (探究·实践)探究酶的专一性和影响酶活性的条件
一、酶促反应和酶活性
1．酶促反应：酶所催化的化学反应一般是在____________的条件下进行的。
2．酶活性
(1)定义：酶催化特定____________的能力。
(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的______表示。
比较温和
化学反应
速率
二、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1．实验原理
(1)淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成_________。
(2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用____________鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
还原糖
斐林试剂
2．实验步骤
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － ___ mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL ___ mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的______试剂 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸2 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
2
2
斐林
3.实验结论及分析
(1)实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明___________ _________________________，2号试管不出现砖红色沉淀，说明_____________________。结论：______________________________ _________________________________________________________。
(2)该实验的自变量是_______________；因变量是_______________ _______________。本实验设计思路是_______________________ ____________________________。
产生了还
原糖，淀粉被水解
蔗糖没有被水解
淀粉酶只能催化淀粉水解，
不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性
底物的种类
底物是否被淀
粉酶水解
探究同一种酶是否能
催化不同底物水解
三、探究温度对酶活性的影响
1．实验原理
(1)反应原理
(2)鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据__________________及_______________来判断酶的活性。
是否出现蓝色
蓝色的深浅
2．实验步骤与现象(如表)
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 一 1 mL淀
粉酶溶液 2 mL淀
粉溶液 1 mL淀
粉酶溶液 2 mL淀
粉溶液 1 mL淀
粉酶溶液 2 mL淀
粉溶液
二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象
变蓝
不变蓝
变蓝
3.实验结论：_______________________________________________ __________________________________。
四、探究pH对酶活性的影响
1．实验原理
在最适温度条件下酶的活性最高，高温、低温都影
响酶的活性
带火星的卫生香燃烧情况
2．实验步骤与现象(如表)
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象
卫生香燃
烧猛烈
卫生香燃烧不猛烈
卫生香燃烧不猛烈
3.实验结论：______________________________________________ ______________________________________。
在最适pH条件下，酶的活性最高，过酸、过碱都
影响酶的活性
1．实验变量控制的三个原则
实验变量 控制原则 实例
自变量 单一变量原则 “探究温度对酶活性的影响”实验中只有温度一个自变量
无关变量 等量适宜原则 “探究温度对酶活性的影响”实验中pH为无关变量，无关变量不但要相同，还要适宜
因变量 可观测性原则 “探究温度对酶活性的影响”实验中，根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来，便于实验结果的观测
2.酶相关实验探究的“三宜”和“五不宜”
1．(2022·广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl2 温度/℃ 降解率/%
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．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pH 9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
√
C [分析②③组可知，③组没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②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；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。]
2．在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”的实验中，有学习小组对实验进行了改进，改进后的装置如图所示。下列叙述正确的是( )
A．装置中①为H2O2溶液，②为过氧化氢酶，两者也可以对调
B．待过氧化氢酶与相应pH的磷酸缓冲液接触一段时
间后，再注入H2O2溶液
C．探究过氧化氢酶的最适pH，可将磷酸缓冲液pH分别调至2、4、6、7、8、9
D．在水浴条件下，还可以用该装置来探究温度对过氧化氢酶活性的影响
√
B [“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应在加入酶之后先分别加入不同pH的缓冲液，调节酶所处的pH为预设pH，然后再加入底物，A错误，B正确；探究过氧化氢酶的最适pH，应设置一系列等浓度梯度的磷酸缓冲液pH，C错误；“探究温度对过氧化氢酶活性的影响”实验中，不可选择过氧化氢作为实验材料，因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响，D错误。]
3．为探究影响酶活性的因素，某同学设计了一个实验方案(见下表)，下列说法错误的是( )
试管 底物和试剂 实验条件
1 1 cm3瘦肉块＋4 mL蒸馏水 ①
2 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴，pH＝8
3 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴，pH＝1.5
4 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 0 ℃水浴，pH＝1.5
A．①的实验条件是37 ℃水浴，pH＝8
B．本实验的自变量有不同的温度和pH
C．2、3试管研究的问题中，温度属于无关变量
D．增加胃蛋白酶的用量能缩短反应时间
√
A [分析题意，本实验目的是探究影响酶活性的因素，实验设计应遵循对照与单一变量原则，分析表格可知，①的实验条件是37 ℃水浴，pH＝1.5，A错误；结合表格可知，本实验的自变量有不同的温度(0 ℃和37 ℃)和pH(pH＝8和pH＝1.5)，B正确；2、3试管研究的问题中，实验的自变量是pH，则温度属于无关变量，应保持一致，C正确；酶能提高反应速率，增加胃蛋白酶浓度，其他条件不变，反应速率会加快，底物完全耗尽所需的时间缩短，D正确。]
4．酶是细胞代谢正常进行的必要条件之一。某生物兴趣小组进行了以下有关酶的探究实验。请回答相关问题：
实验甲：探究温度对酶活性的影响。
实验乙：探究pH对酶活性的影响。
实验丙的实验流程及现象
A组：淀粉＋蔗糖酶→斐林试剂鉴定→不出现砖红色沉淀
B组：蔗糖＋蔗糖酶→斐林试剂鉴定→出现砖红色沉淀
(1)实验室有过氧化氢酶与唾液淀粉酶，可提供给兴趣小组进行实验甲、乙的探究，实验乙应该选择的酶是____________, 与无机催化剂相比，该酶_____________________________________________，因而催化效率更高。
(2)实验甲、乙共同的无关变量是__________________________ _______________________________(答出两点)等。
(3)实验丙的实验目的是____________________________________。有同学认为，实验结果检测时，除了上述检测方法之外，也可以选择碘液作为检测试剂，你是否同意该同学的观点，并说明理由：__________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)实验乙的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是pH，由于淀粉在酸性条件下能水解，会对实验结果造成干扰，所以应选择过氧化氢酶，而不是唾液淀粉酶。与无机催化剂相比，过氧化氢酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著，具有高效性。(2)根据分析可知，实验甲的自变量是温度，实验乙的自变量是pH，两个实验的无关变量包括酶浓度、反应时间、底物浓度等，在实验中，要保证无关变量相同且适宜。(3)根据分析可知，实验丙证明了酶具有专一性，因此实验丙的实验目的是验证酶具有专一性；不同意该同学用碘液作为实验丙检测试剂的观点，因为蔗糖及其水解产物均不与碘液发生显色反应，因此不能用碘液检测蔗糖是否分解。
答案：(1)过氧化氢酶 降低活化能的作用更显著
(2)酶浓度、底物浓度、反应时间 (3)验证酶具有专一性 不同意；蔗糖及其水解产物均与碘液没有显色反应，因此不能用碘液检测蔗糖是否分解(或碘液不能检测蔗糖是否水解)
考点3 细胞的能量“货币”ATP
一、ATP的结构和功能
1．元素组成：___________________________。ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。
2．化学组成：1分子_________、1分子______、3分子磷酸基团。其结构简式为_____________________。
C、H、O、N、P
腺嘌呤
核糖
A—P～P～P
3．结构
4．结构特点：ATP是一种_____________________，含有2个特殊的化学键；ATP的化学性质_________，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。
5．含量特点：在细胞中含量少，ATP与ADP之间的转化快。
6．功能：驱动细胞生命活动的__________________。
7．利用：物质合成、肌肉收缩、主动运输、电鳐发电、大脑思考等。
高能磷酸化合物
不稳定
直接能源物质
1．(必修1 P86“相关信息”)写出图中的“A”的含义。
①______；②_________；③________________________；
④________________________。
腺苷
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
二、ATP和ADP的相互转化过程比较
无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
2．(必修1 P87“图5-4”)ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应？______，原因是_________________________________________ _________________________________________________________。
不是
虽然从物质方面来看是可逆的，但从酶、
进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的
三、ATP供能的原理
1．ATP为主动运输供能示意图
2．ATP水解释放的____________使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，____________发生变化，______也被改变，因而可以参与特定的化学反应。
3．ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系
①吸能反应：一般与ATP的______相联系，如蛋白质合成等。
②放能反应：一般与ATP的______相联系，如葡萄糖的氧化分解。
(2)能量通过_______________在吸能反应和放能反应之间流通。
磷酸基团
空间结构
活性
水解
合成
ATP分子
ATP产生量与O2供给量的关系分析
1．1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。( )
提示：1个ATP分子中含有1个腺嘌呤、1个核糖和3个磷酸基团。
2．ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。
( )
3．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。( )
提示：淀粉水解成葡萄糖时不合成ATP。
4．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。( )
×
√
×
√
5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。( )
提示：无氧呼吸也能产生ATP。
6．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。 ( )
提示：内质网膜上不能产生ATP。
×
×
蛋白质磷酸化和去磷酸化是调节和控制蛋白质活力和功能的最重要的机制。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，参与细胞信号传递，调控蛋白质的活性和功能，如图所示。
(1)某种信号到达和信号减弱时发挥作用的酶分别是__________________________，体现了酶的_________(填特性)。
(2)蛋白激酶催化的反应属于______(填“吸能”或“放能”)反应。
(3)蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会造成的结果是______________________________________________________。
蛋白激酶和蛋白磷酸酶
专一性
吸能
影响细胞信号传递，影响蛋白质功能发挥
1．(2025·广东湛江模拟)NTP家族由ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鸟苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)构成。它们的结构只是碱基不同，下图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，α～γ表示磷酸基团(Pi)的位置。下列叙述错误的是( )
1
ATP的结构及ATP与ADP的相互转化
A．物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷
B．许多吸能反应与ATP的水解反应相联系
C．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
D．CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成
D [ATP的结构式可简写成A—P～P～P，式中A代表腺苷，由腺嘌呤(A)和核糖(B)组成，A正确；ATP的水解反应是放能反应，与之相联系的是吸能反应，B正确；1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤(G)、核糖和磷酸，C正确；CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖构成，D错误。]
√
2．下图表示ATP与ADP相互转化的能量供应机制，下列相关说法正确的是( )
√
A．真核细胞中，甲、乙两过程所用到的酶和反应场所完全不同
B．许多放能反应往往与乙过程相联系，许多吸能反应往往与甲过程相联系
C．代谢耗能越多的细胞，该能量供应机制的运行速率越快
D．在所有生物体内，都存在该能量供应机制，这体现了生物界的统一性
C [甲、乙两过程的反应场所可能相同，真核细胞的呼吸作用第一阶段发生在细胞质基质，合成少量的ATP，与此同时细胞质基质中还要进行其他需能的化学反应，伴随着ATP的水解，两过程均发生在细胞质基质，A错误；甲过程是ATP的合成，乙过程是ATP的水解，在细胞内，许多放能反应与甲过程相联系，许多吸能反应与乙过程相联系，B错误；ATP是直接能源物质，可直接为细胞内的吸能反应提供能量，因此代谢耗能越多的细胞，ATP和ADP的转化速率越快，C正确；病毒必须寄生于活细胞，不能自己将ADP和ATP相互转化，故病毒没有该能量供应机制，D错误。]
细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所
3．ATP生物荧光检测仪广泛应用于物品表面清洁度测评。原理是利用荧光素酶测定环境物体表面ATP的含量，再通过检测仪器上的荧光强度反映环境中微生物的数量。下列说法错误的是( )
A．萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP提供的能量被氧化而发光
B．荧光素的激活属于吸能反应过程，与ATP水解相关联
C．ATP生物荧光检测仪的发光值大反映出微生物菌体储存大量ATP
D．ATP生物荧光检测仪的发光值与物体表面的微生物污染程度呈正相关
2
细胞中ATP的利用
√
C [萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP水解时释放的能量使荧光素被氧化而发光，A正确；荧光素的激活与ATP水解相关联，属于吸能反应过程，B正确；ATP生物荧光检测仪的发光值大反映出微生物多，C错误；微生物越多，提供的ATP就越多，荧光强度越强，所以检测时荧光强度与物体表面上微生物污染程度呈正相关，D正确。]第8讲 酶和ATP
1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 2.活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。 3.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
考点1 酶的作用、本质和特性
一、酶的作用和本质
1．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解。
(1)方法步骤
(2)实验过程的变量及对照分析
(3)实验结论
2．酶的催化作用机理
(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。
(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
(4)酶作用原理曲线分析
①无酶催化的反应曲线是乙，有酶催化的反应曲线是甲。
②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是酶降低的活化能。
③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将向上移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能，但会提供能量。
3．酶本质的探究历程(连线)
4．酶的作用和本质
哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶。
二、酶的特性
1．高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。
2．专一性
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
3．作用条件较温和
在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。过酸、过碱或温度过高会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温条件下，酶的活性很低，但空间结构稳定。
温度、pH是通过影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率的；而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积，进而影响酶促反应速率的。
1．(必修1 P82“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？为什么？
不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。
2．(必修1 P85“科学·技术·社会”)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。
(2)图乙：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正比。
(3)图丙：在其他条件适宜的情况下，酶量增加，酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上方移(对应b点位置)。
1．酶提供了反应过程所必需的活化能。( × )
提示：酶的作用是降低活化能。
2．酶活性的发挥离不开其特定的结构。( √ )
3．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。( × )
提示：低温不破坏酶的结构。
4．酶活性最高时的温度适合酶的保存。( × )
提示：酶适合保存在低温条件下。
5．酶在催化反应完成后立即被分解。( × )
提示：酶是催化剂，其在催化反应完成后不会被分解。
6．酶只能在细胞内发挥作用。( × )
提示：酶在细胞内和细胞外都能发挥作用。
1．下图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分析：
(1)A、B两种酶的化学本质是否相同？理由是不相同。A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，其化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质。
(2)B酶活性改变的原因是B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。
2．酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。
(1)结合图示信息判断：高温、过酸、过碱对酶活性的影响与非竞争性抑制剂(模型B)的作用相同，通过增加底物浓度的方法可以降低或解除竞争性抑制剂(模型A)对酶的抑制作用。
(2)研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究该氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B。
①实验思路：在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸， 同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化。
②预期实验结果及结论：若酶促反应速率能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B。
酶的作用、本质和特性
1．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的高是因为酶能降低化学反应的活化能
B．酶的组成成分中一定不含糖类
C．在最适温度和最适pH的条件下，酶对细胞代谢的调节作用最强
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 [酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，酶在降低化学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；绝大多数酶是蛋白质、少数是RNA，RNA中含核糖，B错误；酶不起调节作用，而是起催化作用，C错误。]
2．(2024·广东卷)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
B [由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，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。]
影响酶活性的因素
3．(2023·广东卷)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
C [红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。]
影响酶活性的机理
4．许多药物是通过阻断酶活性而起作用的。制药公司研发药物时首先筛选出能够阻断酶活性的化合物，然后对该化合物进行修饰，使之更为有效。下列叙述错误的是( )
A．有些药物能结合在酶的底物结合区域起到阻断作用
B．提升药物对酶的结合能力能够增强该药物的有效性
C．理想的药物是能对绝大多数酶的活性起到阻断作用
D．药物研发过程需要综合考虑药物对人体的各种影响
C [酶能起催化作用，主要是通过酶与底物结合起作用的，有些药物能结合在酶的底物结合区域起到阻断作用，提升药物对酶的结合能力能够增强该药物的有效性，A、B正确；药物研发过程需要综合考虑药物对人体的各种影响，由于酶具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应，为避免对正常生理活动造成干扰，理想的药物是只针对某一类酶活性起阻断作用的，C错误，D正确。]
考点2 (探究·实践)探究酶的专一性和影响酶活性的条件
一、酶促反应和酶活性
1．酶促反应：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
2．酶活性
(1)定义：酶催化特定化学反应的能力。
(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
二、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1．实验原理
(1)淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。
(2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
2．实验步骤
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸2 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
3.实验结论及分析
(1)实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。
(2)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
三、探究温度对酶活性的影响
1．实验原理
(1)反应原理
(2)鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
2．实验步骤与现象(如表)
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 一 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 1 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min
三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象 变蓝 不变蓝 变蓝
3.实验结论：在最适温度条件下酶的活性最高，高温、低温都影响酶的活性。
四、探究pH对酶活性的影响
1．实验原理
(1)反应原理：2H2O22H2O＋O2。
(2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响单位时间内O2的生成量，可用带火星的卫生香燃烧情况来检验O2产生量的多少。
2．实验步骤与现象(如表)
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象 卫生香燃烧猛烈 卫生香燃烧不猛烈 卫生香燃烧不猛烈
3.实验结论：在最适pH条件下，酶的活性最高，过酸、过碱都影响酶的活性。
1．实验变量控制的三个原则
实验变量 控制原则 实例
自变量 单一变量原则 “探究温度对酶活性的影响”实验中只有温度一个自变量
无关变量 等量适宜原则 “探究温度对酶活性的影响”实验中pH为无关变量，无关变量不但要相同，还要适宜
因变量 可观测性原则 “探究温度对酶活性的影响”实验中，根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来，便于实验结果的观测
2.酶相关实验探究的“三宜”和“五不宜”
1．(2022·广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl2 温度/℃ 降解率/%
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．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pH 9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
C [分析②③组可知，③组没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②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；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。]
2．在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”的实验中，有学习小组对实验进行了改进，改进后的装置如图所示。下列叙述正确的是( )
A．装置中①为H2O2溶液，②为过氧化氢酶，两者也可以对调
B．待过氧化氢酶与相应pH的磷酸缓冲液接触一段时间后，再注入H2O2溶液
C．探究过氧化氢酶的最适pH，可将磷酸缓冲液pH分别调至2、4、6、7、8、9
D．在水浴条件下，还可以用该装置来探究温度对过氧化氢酶活性的影响
B [“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应在加入酶之后先分别加入不同pH的缓冲液，调节酶所处的pH为预设pH，然后再加入底物，A错误，B正确；探究过氧化氢酶的最适pH，应设置一系列等浓度梯度的磷酸缓冲液pH，C错误；“探究温度对过氧化氢酶活性的影响”实验中，不可选择过氧化氢作为实验材料，因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响，D错误。]
3．为探究影响酶活性的因素，某同学设计了一个实验方案(见下表)，下列说法错误的是( )
试管 底物和试剂 实验条件
1 1 cm3瘦肉块＋4 mL蒸馏水 ①
2 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴，pH＝8
3 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴，pH＝1.5
4 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 0 ℃水浴，pH＝1.5
A．①的实验条件是37 ℃水浴，pH＝8
B．本实验的自变量有不同的温度和pH
C．2、3试管研究的问题中，温度属于无关变量
D．增加胃蛋白酶的用量能缩短反应时间
A [分析题意，本实验目的是探究影响酶活性的因素，实验设计应遵循对照与单一变量原则，分析表格可知，①的实验条件是37 ℃水浴，pH＝1.5，A错误；结合表格可知，本实验的自变量有不同的温度(0 ℃和37 ℃)和pH(pH＝8和pH＝1.5)，B正确；2、3试管研究的问题中，实验的自变量是pH，则温度属于无关变量，应保持一致，C正确；酶能提高反应速率，增加胃蛋白酶浓度，其他条件不变，反应速率会加快，底物完全耗尽所需的时间缩短，D正确。]
4．酶是细胞代谢正常进行的必要条件之一。某生物兴趣小组进行了以下有关酶的探究实验。请回答相关问题：
实验甲：探究温度对酶活性的影响。
实验乙：探究pH对酶活性的影响。
实验丙的实验流程及现象
A组：淀粉＋蔗糖酶→斐林试剂鉴定→不出现砖红色沉淀
B组：蔗糖＋蔗糖酶→斐林试剂鉴定→出现砖红色沉淀
(1)实验室有过氧化氢酶与唾液淀粉酶，可提供给兴趣小组进行实验甲、乙的探究，实验乙应该选择的酶是 , 与无机催化剂相比，该酶 ，因而催化效率更高。
(2)实验甲、乙共同的无关变量是 (答出两点)等。
(3)实验丙的实验目的是 。有同学认为，实验结果检测时，除了上述检测方法之外，也可以选择碘液作为检测试剂，你是否同意该同学的观点，并说明理由：_______________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)实验乙的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是pH，由于淀粉在酸性条件下能水解，会对实验结果造成干扰，所以应选择过氧化氢酶，而不是唾液淀粉酶。与无机催化剂相比，过氧化氢酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著，具有高效性。(2)根据分析可知，实验甲的自变量是温度，实验乙的自变量是pH，两个实验的无关变量包括酶浓度、反应时间、底物浓度等，在实验中，要保证无关变量相同且适宜。(3)根据分析可知，实验丙证明了酶具有专一性，因此实验丙的实验目的是验证酶具有专一性；不同意该同学用碘液作为实验丙检测试剂的观点，因为蔗糖及其水解产物均不与碘液发生显色反应，因此不能用碘液检测蔗糖是否分解。
答案：(1)过氧化氢酶 降低活化能的作用更显著
(2)酶浓度、底物浓度、反应时间 (3)验证酶具有专一性 不同意；蔗糖及其水解产物均与碘液没有显色反应，因此不能用碘液检测蔗糖是否分解(或碘液不能检测蔗糖是否水解)
考点3 细胞的能量“货币”ATP
一、ATP的结构和功能
1．元素组成：C、H、O、N、P。ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。
2．化学组成：1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸基团。其结构简式为A—P～P～P。
3．结构
4．结构特点：ATP是一种高能磷酸化合物，含有2个特殊的化学键；ATP的化学性质不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。
5．含量特点：在细胞中含量少，ATP与ADP之间的转化快。
6．功能：驱动细胞生命活动的直接能源物质。
7．利用：物质合成、肌肉收缩、主动运输、电鳐发电、大脑思考等。
1．(必修1 P86“相关信息”)写出图中的“A”的含义。
①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
二、ATP和ADP的相互转化过程比较
无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
2．(必修1 P87“图5-4”)ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应？不是，原因是虽然从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。
三、ATP供能的原理
1．ATP为主动运输供能示意图
2．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。
3．ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系
①吸能反应：一般与ATP的水解相联系，如蛋白质合成等。
②放能反应：一般与ATP的合成相联系，如葡萄糖的氧化分解。
(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP产生量与O2供给量的关系分析
1．1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。( × )
提示：1个ATP分子中含有1个腺嘌呤、1个核糖和3个磷酸基团。
2．ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。( √ )
3．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。( × )
提示：淀粉水解成葡萄糖时不合成ATP。
4．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。( √ )
5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。( × )
提示：无氧呼吸也能产生ATP。
6．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。 ( × )
提示：内质网膜上不能产生ATP。
蛋白质磷酸化和去磷酸化是调节和控制蛋白质活力和功能的最重要的机制。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，参与细胞信号传递，调控蛋白质的活性和功能，如图所示。
(1)某种信号到达和信号减弱时发挥作用的酶分别是蛋白激酶和蛋白磷酸酶，体现了酶的专一性(填特性)。
(2)蛋白激酶催化的反应属于吸能(填“吸能”或“放能”)反应。
(3)蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会造成的结果是影响细胞信号传递，影响蛋白质功能发挥。
ATP的结构及ATP与ADP的相互转化
1．(2025·广东湛江模拟)NTP家族由ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鸟苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)构成。它们的结构只是碱基不同，下图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，α～γ表示磷酸基团(Pi)的位置。下列叙述错误的是( )
A．物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷
B．许多吸能反应与ATP的水解反应相联系
C．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
D．CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成
D [ATP的结构式可简写成A—P～P～P，式中A代表腺苷，由腺嘌呤(A)和核糖(B)组成，A正确；ATP的水解反应是放能反应，与之相联系的是吸能反应，B正确；1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤(G)、核糖和磷酸，C正确；CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖构成，D错误。]
2．下图表示ATP与ADP相互转化的能量供应机制，下列相关说法正确的是( )
A．真核细胞中，甲、乙两过程所用到的酶和反应场所完全不同
B．许多放能反应往往与乙过程相联系，许多吸能反应往往与甲过程相联系
C．代谢耗能越多的细胞，该能量供应机制的运行速率越快
D．在所有生物体内，都存在该能量供应机制，这体现了生物界的统一性
C [甲、乙两过程的反应场所可能相同，真核细胞的呼吸作用第一阶段发生在细胞质基质，合成少量的ATP，与此同时细胞质基质中还要进行其他需能的化学反应，伴随着ATP的水解，两过程均发生在细胞质基质，A错误；甲过程是ATP的合成，乙过程是ATP的水解，在细胞内，许多放能反应与甲过程相联系，许多吸能反应与乙过程相联系，B错误；ATP是直接能源物质，可直接为细胞内的吸能反应提供能量，因此代谢耗能越多的细胞，ATP和ADP的转化速率越快，C正确；病毒必须寄生于活细胞，不能自己将ADP和ATP相互转化，故病毒没有该能量供应机制，D错误。]
细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所
细胞中ATP的利用
3．ATP生物荧光检测仪广泛应用于物品表面清洁度测评。原理是利用荧光素酶测定环境物体表面ATP的含量，再通过检测仪器上的荧光强度反映环境中微生物的数量。下列说法错误的是( )
A．萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP提供的能量被氧化而发光
B．荧光素的激活属于吸能反应过程，与ATP水解相关联
C．ATP生物荧光检测仪的发光值大反映出微生物菌体储存大量ATP
D．ATP生物荧光检测仪的发光值与物体表面的微生物污染程度呈正相关
C [萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP水解时释放的能量使荧光素被氧化而发光，A正确；荧光素的激活与ATP水解相关联，属于吸能反应过程，B正确；ATP生物荧光检测仪的发光值大反映出微生物多，C错误；微生物越多，提供的ATP就越多，荧光强度越强，所以检测时荧光强度与物体表面上微生物污染程度呈正相关，D正确。]
课时分层作业(八)
1．抗体酶又称催化抗体，是一种具有催化功能的抗体分子。抗体酶将抗体的高度选择性和酶的高效催化功能巧妙结合，在其可变区赋予了酶的特性。下列相关叙述正确的是( )
A．该酶可以提高化学反应的活化能
B．该酶彻底水解后的产物是二氧化碳和水
C．探究该酶的最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温
D．低温和高温均会使该酶失活
C [酶的作用原理是降低化学反应的活化能，A错误；该酶是一种具有催化功能的抗体分子，本质为蛋白质，彻底水解后的产物是氨基酸，B错误；探究该酶的最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温，然后再将相同温度下的酶和底物混合，C正确；低温不会使该酶失活，D错误。]
2．在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为细胞的能量“货币”。下列相关叙述错误的是( )
A．ATP作为细胞的能量“货币”体现了生物界具有统一性
B．ATP水解释放的能量可以降低细胞内化学反应所需的活化能
C．ATP中两个“～”断裂后形成的物质可作为合成某些酶的单体
D．某蛋白磷酸化过程伴随着能量的转移，且其空间结构改变
B [ATP作为细胞的能量“货币”体现了生物界具有统一性，A正确；ATP水解可释放能量，而降低细胞内化学反应活化能的物质是酶，B错误；少数酶的化学本质是RNA，ATP中两个“～”断裂后形成腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成RNA的原料，C正确；在酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与某蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，造成该蛋白的磷酸化，且其空间结构改变，D正确。]
3．(2025·广东清远模拟)正常情况下，胰腺分泌的消化酶主要以无活性的酶原形式存在，如胰蛋白酶原、弹性蛋白酶原等。胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶的作用下被激活成为有活性的胰蛋白酶。在某些诱因下，这些酶原在胰腺内被异常激活，引发胰腺的自身消化，表现出急性胰腺炎的症状。下图为胰腺分泌的几种酶原激活的示意图。下列分析错误的是( )
A．图中“激活”指的是蛋白酶催化部分肽键水解
B．与弹性蛋白酶原相比，弹性蛋白酶的空间结构发生了改变
C．胰蛋白酶可激活多种酶原，不具有专一性
D．胰蛋白酶抑制剂可以缓解急性胰腺炎的症状
C [题图中“激活”指的是蛋白酶催化部分肽键水解，使无活性的酶原变成有活性的酶，A正确；与弹性蛋白酶原相比，弹性蛋白酶的空间结构发生了改变，转化成有活性的酶，进而发挥酶的催化作用，B正确；胰蛋白酶具有专一性，C错误；由题意“在某些诱因下，这些酶原在胰腺内被异常激活，引发胰腺的自身消化，表现出急性胰腺炎的症状”可知，胰蛋白酶抑制剂可以缓解急性胰腺炎的症状，D正确。]
4．(2025·广东茂名模拟)动物体内部分酶的活性受磷酸化的影响，进而影响细胞代谢(如图)，相关叙述错误的是( )
A．ATP水解释放的磷酸基团使酶1磷酸化
B．肝细胞和肌肉细胞中均有酶1、酶2、酶3分布
C．胰高血糖素作用于靶细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强
D．磷酸化会改变酶的空间结构并改变其活性，利于细胞代谢
B [ATP水解产生ADP的同时也会产生磷酸，为酶1的磷酸化提供磷酸基团，A正确；肌肉细胞内不能将糖原水解为葡萄糖，没有酶3分布，B错误；胰高血糖素作用于靶细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强，从而促进糖原水解，进而升高血糖，C正确；磷酸化会改变酶的空间结构并改变酶的活性，有利于细胞代谢，D正确。]
5．纺织厂常用枯草杆菌生产的α-淀粉酶除去织物中的淀粉。为探究α-淀粉酶的最适温度，某科研小组在适宜条件下进行了实验，棉花初始质量为5 g，每组在各自温度下保温20 min后测量棉花减重，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是( )
组别 1 2 3 4 5 6
棉花减重/g 0 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15
温度/℃ 25 35 45 55 65 75
A．该实验应保证每组的α-淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量完全相同
B．每组应先将α-淀粉酶与棉花混合，再进行保温
C．实验结果表明α-淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃
D．若验证α-淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验脂肪分解情况
B [该实验中加入的α-淀粉酶的浓度、体积及棉花的初始质量等属于无关变量，应保证相同且适宜，A正确；每组应先将α-淀粉酶和棉花分别预热到设置温度，再进行混合，B错误；结合实验结果可推测，α-淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃，C正确；若验证α-淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验分解情况，进而可说明酶具有专一性，D正确。]
6．ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。下列说法正确的是( )
A．进行细胞呼吸时，细胞质基质中可以产生大量的ATP
B．一分子ADP中的两个特殊化学键水解后可释放能量
C．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一
D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系
D [细胞质基质中可进行细胞呼吸的第一阶段，该阶段只产生少量的ATP，A错误；一分子ADP含有一个特殊化学键，ADP水解的实质是特殊化学键断裂释放能量，B错误；dATP是脱氧腺苷三磷酸，ATP是腺苷三磷酸，两者组成成分最主要的不同是dATP中含有脱氧核糖，ATP中含核糖，ATP水解产生ADP，ADP水解可产生AMP，AMP是构成RNA的基本单位之一，dATP经过水解之后可以得到dAMP，是构成DNA的基本单位之一，C错误；ATP转化为ADP的过程中释放能量，可用于细胞中某些吸能反应，D正确。]
7．存在于生物膜上的ATP合酶复合体，能将H＋从膜的一侧运输到另一侧，并催化ATP的形成(如图)。下列关于ATP合酶复合体的结构和功能的叙述错误的是( )
A．ATP合酶复合体是一种参与协助扩散的转运蛋白
B．ATP合酶复合体可以降低合成ATP所需的活化能
C．合成ATP的能量来源于细胞中原有ATP的水解
D．线粒体内膜和类囊体薄膜上存在ATP合酶复合体
C [结合题意和题图可知，ATP合酶复合体能将H＋从浓度高的一侧运输到浓度低的一侧，说明图中H＋的运输方式为协助扩散，ATP合酶复合体是一种参与协助扩散的转运蛋白，A正确；H＋顺浓度梯度跨膜的同时ATP合酶复合体催化ATP合成，可见合成ATP所需能量直接来自H＋顺浓度梯度运输释放的能量，C错误；叶绿体的类囊体薄膜和线粒体的内膜上都能合成ATP，都分布着ATP合酶复合体，D正确。]
8．多酶片是由胰酶和胃蛋白酶共同组成的复方制剂。其中胰酶为混合酶，主要含胰蛋白酶、胰淀粉酶及胰脂肪酶，胃蛋白酶为单一酶。将胰酶颗粒与蔗糖制成的空白颗粒混合均匀后，用压片机压好基片，在30 ℃左右包肠溶衣(聚丙烯酸树脂层)，吹干后再包胃蛋白酶层，最后包糖衣即可成药。下列有关多酶片及其制作的叙述，正确的是( )
A．多酶片外包糖衣是利用了胃蛋白酶的专一性特点
B．减小聚丙烯酸树脂层的pH，有利于胰酶保持活性
C．胃蛋白酶在小肠中因空间结构改变而失去活性
D．口服多酶片时，嚼碎或研成粉末药效更好
C [多酶片外包糖衣的目的是防止胃蛋白酶在到达胃液前被破坏，失去活性，A错误；高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，故减小聚丙烯酸树脂层的pH，不利于胰酶保持活性，B错误；胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠中的pH偏碱性，胃蛋白酶在小肠中会因空间结构改变而失去活性，C正确；口服多酶片时，嚼碎或研成粉末，会使多酶片中的酶全部释放出来，其中的酶可能被消化酶分解，这样做会降低药效，D错误。]
9．植物细胞中的多酚氧化酶是一种存在于质体(具有双层生物膜的细胞器)中的含有铜离子的酶，它能催化质体外的多酚类物质形成黑色素或其他色素，从而出现褐变，导致农产品品质下降。下列有关说法错误的是( )
A．该实例可以说明无机盐是构成细胞中某些化合物的重要成分
B．多酚氧化酶能够使多酚类物质转变为容易发生化学反应的活跃状态
C．茶叶细胞中多酚氧化酶活性高，多酚类物质含量多，有利于制作绿茶
D．生物膜系统结构的完整性和细胞中物质区域化分布可有效阻止褐变
C [多酚氧化酶是一种存在于质体中的含有铜离子的酶，说明无机盐是构成细胞中某些化合物的重要成分，A正确；酶的作用是降低化学反应的活化能，所以多酚氧化酶能够使多酚类物质转变为容易发生化学反应的活跃状态，B正确；茶叶细胞中多酚氧化酶活性高，多酚类物质含量多，有利于制作红茶，制作绿茶应该降低多酚氧化酶的活性，防止褐变，C错误；生物膜系统的功能之一是将细胞分隔成小区室，使各种化学反应互不干扰，保证了生命活动高效、有序地进行，所以生物膜系统结构的完整性和细胞中物质区域化分布可有效阻止褐变，D正确。]
10．植酸(肌醇六磷酸)作为磷酸的储存库，广泛存在于植物体中。禽类、猪等单胃动物不能分解植酸，饲料中的植酸因不能被利用而随粪便排出，导致磷浪费。植酸酶能够水解饲料中的植酸而释放出无机磷，提高饲料中磷的利用率，减少无机磷源的使用，降低饲料配方成本，是一种绿色高效的畜禽饲料添加剂。科研人员对真菌分泌的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如图。请分析回答问题：
(1)植酸酶是一种胞外酶，其合成和分泌所经过的具膜细胞器有__________________。
(2)两种植酸酶中更适合添加在饲料中的是____________，理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)为探究植酸酶在饲料中的适宜添加量，研究人员进行了如下实验，请完成下表。
实验原理：植酸酶在一定温度和pH下，水解植酸生成无机磷和肌醇衍生物。
在酸性溶液中，无机磷与钒钼酸铵反应会生成黄色的复合物，在波长420 nm蓝光下进行比色测定。
实验步骤 实验简要操作过程
制备饲料悬浮液 称取500 g饲料，加入500 mL蒸馏水，用搅拌机搅拌制成匀浆，加蒸馏水定容到1 000 mL，最后用缓冲液调整pH到6
配制①________的植酸酶溶液 称取适量的某植酸酶溶于蒸馏水中，并依次稀释制成质量浓度分别为0.01 g/mL、0.02 g/mL、0.03 g/mL、0.04 g/mL、0.05 g/mL的酶溶液
控制变量，进行实验 取6只锥形瓶编号1～6，分别加入40 mL的饲料悬浮液，②____________________________ _______________________________________________________________________________________________________________。振荡摇匀后放入37 ℃水浴中保温适宜时间。(提示：酶溶液的用量为2 mL)
测定产物吸光值，并计算③________的含量 经过处理后，分别在各瓶中加入适宜钒钼酸铵显色液，并在波长420 nm蓝光下测定吸光值
解析：(1)植酸酶的化学本质是蛋白质，能分泌到细胞外起作用，需要内质网和高尔基体两种具膜细胞器的加工。(2)由曲线图可知，植酸酶A的适宜pH为2和6，胃中的pH为酸性，则植酸酶A添加在饲料后进入胃中仍能发挥作用。(3)该实验的目的是探究植酸酶在饲料中的适宜添加量，则实验过程中需要配制一系列不同浓度的植酸酶溶液。在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，1号瓶作空白对照，添加等量的蒸馏水，为了使反应更充分，培养过程中需振荡摇匀。根据题干信息“在酸性溶液中，无机磷与钒钼酸铵反应会生成黄色的复合物”可知该实验是测定产物吸光值，并计算无机磷的含量。
答案：(1)内质网、高尔基体 (2)植酸酶A 胃中pH为酸性，植酸酶A适宜pH为2和6，在胃中仍能发挥作用 (3)①不同浓度 ②在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，1号瓶中加入等量蒸馏水 ③无机磷
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层作业(八) 酶和ATP
1．抗体酶又称催化抗体，是一种具有催化功能的抗体分子。抗体酶将抗体的高度选择性和酶的高效催化功能巧妙结合，在其可变区赋予了酶的特性。下列相关叙述正确的是( )
A．该酶可以提高化学反应的活化能
B．该酶彻底水解后的产物是二氧化碳和水
C．探究该酶的最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温
D．低温和高温均会使该酶失活
C [酶的作用原理是降低化学反应的活化能，A错误；该酶是一种具有催化功能的抗体分子，本质为蛋白质，彻底水解后的产物是氨基酸，B错误；探究该酶的最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温，然后再将相同温度下的酶和底物混合，C正确；低温不会使该酶失活，D错误。]
2．在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为细胞的能量“货币”。下列相关叙述错误的是( )
A．ATP作为细胞的能量“货币”体现了生物界具有统一性
B．ATP水解释放的能量可以降低细胞内化学反应所需的活化能
C．ATP中两个“～”断裂后形成的物质可作为合成某些酶的单体
D．某蛋白磷酸化过程伴随着能量的转移，且其空间结构改变
B [ATP作为细胞的能量“货币”体现了生物界具有统一性，A正确；ATP水解可释放能量，而降低细胞内化学反应活化能的物质是酶，B错误；少数酶的化学本质是RNA，ATP中两个“～”断裂后形成腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成RNA的原料，C正确；在酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与某蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，造成该蛋白的磷酸化，且其空间结构改变，D正确。]
3．(2025·广东清远模拟)正常情况下，胰腺分泌的消化酶主要以无活性的酶原形式存在，如胰蛋白酶原、弹性蛋白酶原等。胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶的作用下被激活成为有活性的胰蛋白酶。在某些诱因下，这些酶原在胰腺内被异常激活，引发胰腺的自身消化，表现出急性胰腺炎的症状。下图为胰腺分泌的几种酶原激活的示意图。下列分析错误的是( )
A．图中“激活”指的是蛋白酶催化部分肽键水解
B．与弹性蛋白酶原相比，弹性蛋白酶的空间结构发生了改变
C．胰蛋白酶可激活多种酶原，不具有专一性
D．胰蛋白酶抑制剂可以缓解急性胰腺炎的症状
C [题图中“激活”指的是蛋白酶催化部分肽键水解，使无活性的酶原变成有活性的酶，A正确；与弹性蛋白酶原相比，弹性蛋白酶的空间结构发生了改变，转化成有活性的酶，进而发挥酶的催化作用，B正确；胰蛋白酶具有专一性，C错误；由题意“在某些诱因下，这些酶原在胰腺内被异常激活，引发胰腺的自身消化，表现出急性胰腺炎的症状”可知，胰蛋白酶抑制剂可以缓解急性胰腺炎的症状，D正确。]
4．(2025·广东茂名模拟)动物体内部分酶的活性受磷酸化的影响，进而影响细胞代谢(如图)，相关叙述错误的是( )
A．ATP水解释放的磷酸基团使酶1磷酸化
B．肝细胞和肌肉细胞中均有酶1、酶2、酶3分布
C．胰高血糖素作用于靶细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强
D．磷酸化会改变酶的空间结构并改变其活性，利于细胞代谢
B [ATP水解产生ADP的同时也会产生磷酸，为酶1的磷酸化提供磷酸基团，A正确；肌肉细胞内不能将糖原水解为葡萄糖，没有酶3分布，B错误；胰高血糖素作用于靶细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强，从而促进糖原水解，进而升高血糖，C正确；磷酸化会改变酶的空间结构并改变酶的活性，有利于细胞代谢，D正确。]
5．纺织厂常用枯草杆菌生产的α-淀粉酶除去织物中的淀粉。为探究α-淀粉酶的最适温度，某科研小组在适宜条件下进行了实验，棉花初始质量为5 g，每组在各自温度下保温20 min后测量棉花减重，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是( )
组别 1 2 3 4 5 6
棉花减重/g 0 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15
温度/℃ 25 35 45 55 65 75
A．该实验应保证每组的α-淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量完全相同
B．每组应先将α-淀粉酶与棉花混合，再进行保温
C．实验结果表明α-淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃
D．若验证α-淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验脂肪分解情况
B [该实验中加入的α-淀粉酶的浓度、体积及棉花的初始质量等属于无关变量，应保证相同且适宜，A正确；每组应先将α-淀粉酶和棉花分别预热到设置温度，再进行混合，B错误；结合实验结果可推测，α-淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃，C正确；若验证α-淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验分解情况，进而可说明酶具有专一性，D正确。]
6．ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。下列说法正确的是( )
A．进行细胞呼吸时，细胞质基质中可以产生大量的ATP
B．一分子ADP中的两个特殊化学键水解后可释放能量
C．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一
D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系
D [细胞质基质中可进行细胞呼吸的第一阶段，该阶段只产生少量的ATP，A错误；一分子ADP含有一个特殊化学键，ADP水解的实质是特殊化学键断裂释放能量，B错误；dATP是脱氧腺苷三磷酸，ATP是腺苷三磷酸，两者组成成分最主要的不同是dATP中含有脱氧核糖，ATP中含核糖，ATP水解产生ADP，ADP水解可产生AMP，AMP是构成RNA的基本单位之一，dATP经过水解之后可以得到dAMP，是构成DNA的基本单位之一，C错误；ATP转化为ADP的过程中释放能量，可用于细胞中某些吸能反应，D正确。]
7．存在于生物膜上的ATP合酶复合体，能将H＋从膜的一侧运输到另一侧，并催化ATP的形成(如图)。下列关于ATP合酶复合体的结构和功能的叙述错误的是( )
A．ATP合酶复合体是一种参与协助扩散的转运蛋白
B．ATP合酶复合体可以降低合成ATP所需的活化能
C．合成ATP的能量来源于细胞中原有ATP的水解
D．线粒体内膜和类囊体薄膜上存在ATP合酶复合体
C [结合题意和题图可知，ATP合酶复合体能将H＋从浓度高的一侧运输到浓度低的一侧，说明图中H＋的运输方式为协助扩散，ATP合酶复合体是一种参与协助扩散的转运蛋白，A正确；H＋顺浓度梯度跨膜的同时ATP合酶复合体催化ATP合成，可见合成ATP所需能量直接来自H＋顺浓度梯度运输释放的能量，C错误；叶绿体的类囊体薄膜和线粒体的内膜上都能合成ATP，都分布着ATP合酶复合体，D正确。]
8．多酶片是由胰酶和胃蛋白酶共同组成的复方制剂。其中胰酶为混合酶，主要含胰蛋白酶、胰淀粉酶及胰脂肪酶，胃蛋白酶为单一酶。将胰酶颗粒与蔗糖制成的空白颗粒混合均匀后，用压片机压好基片，在30 ℃左右包肠溶衣(聚丙烯酸树脂层)，吹干后再包胃蛋白酶层，最后包糖衣即可成药。下列有关多酶片及其制作的叙述，正确的是( )
A．多酶片外包糖衣是利用了胃蛋白酶的专一性特点
B．减小聚丙烯酸树脂层的pH，有利于胰酶保持活性
C．胃蛋白酶在小肠中因空间结构改变而失去活性
D．口服多酶片时，嚼碎或研成粉末药效更好
C [多酶片外包糖衣的目的是防止胃蛋白酶在到达胃液前被破坏，失去活性，A错误；高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，故减小聚丙烯酸树脂层的pH，不利于胰酶保持活性，B错误；胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠中的pH偏碱性，胃蛋白酶在小肠中会因空间结构改变而失去活性，C正确；口服多酶片时，嚼碎或研成粉末，会使多酶片中的酶全部释放出来，其中的酶可能被消化酶分解，这样做会降低药效，D错误。]
9．植物细胞中的多酚氧化酶是一种存在于质体(具有双层生物膜的细胞器)中的含有铜离子的酶，它能催化质体外的多酚类物质形成黑色素或其他色素，从而出现褐变，导致农产品品质下降。下列有关说法错误的是( )
A．该实例可以说明无机盐是构成细胞中某些化合物的重要成分
B．多酚氧化酶能够使多酚类物质转变为容易发生化学反应的活跃状态
C．茶叶细胞中多酚氧化酶活性高，多酚类物质含量多，有利于制作绿茶
D．生物膜系统结构的完整性和细胞中物质区域化分布可有效阻止褐变
C [多酚氧化酶是一种存在于质体中的含有铜离子的酶，说明无机盐是构成细胞中某些化合物的重要成分，A正确；酶的作用是降低化学反应的活化能，所以多酚氧化酶能够使多酚类物质转变为容易发生化学反应的活跃状态，B正确；茶叶细胞中多酚氧化酶活性高，多酚类物质含量多，有利于制作红茶，制作绿茶应该降低多酚氧化酶的活性，防止褐变，C错误；生物膜系统的功能之一是将细胞分隔成小区室，使各种化学反应互不干扰，保证了生命活动高效、有序地进行，所以生物膜系统结构的完整性和细胞中物质区域化分布可有效阻止褐变，D正确。]
10．植酸(肌醇六磷酸)作为磷酸的储存库，广泛存在于植物体中。禽类、猪等单胃动物不能分解植酸，饲料中的植酸因不能被利用而随粪便排出，导致磷浪费。植酸酶能够水解饲料中的植酸而释放出无机磷，提高饲料中磷的利用率，减少无机磷源的使用，降低饲料配方成本，是一种绿色高效的畜禽饲料添加剂。科研人员对真菌分泌的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如图。请分析回答问题：
(1)植酸酶是一种胞外酶，其合成和分泌所经过的具膜细胞器有__________________。
(2)两种植酸酶中更适合添加在饲料中的是____________，理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)为探究植酸酶在饲料中的适宜添加量，研究人员进行了如下实验，请完成下表。
实验原理：植酸酶在一定温度和pH下，水解植酸生成无机磷和肌醇衍生物。
在酸性溶液中，无机磷与钒钼酸铵反应会生成黄色的复合物，在波长420 nm蓝光下进行比色测定。
实验步骤 实验简要操作过程
制备饲料悬浮液 称取500 g饲料，加入500 mL蒸馏水，用搅拌机搅拌制成匀浆，加蒸馏水定容到1 000 mL，最后用缓冲液调整pH到6
配制①________的植酸酶溶液 称取适量的某植酸酶溶于蒸馏水中，并依次稀释制成质量浓度分别为0.01 g/mL、0.02 g/mL、0.03 g/mL、0.04 g/mL、0.05 g/mL的酶溶液
控制变量，进行实验 取6只锥形瓶编号1～6，分别加入40 mL的饲料悬浮液，②____________________________ _______________________________________________________________________________________________________________。振荡摇匀后放入37 ℃水浴中保温适宜时间。(提示：酶溶液的用量为2 mL)
测定产物吸光值，并计算③________的含量 经过处理后，分别在各瓶中加入适宜钒钼酸铵显色液，并在波长420 nm蓝光下测定吸光值
解析：(1)植酸酶的化学本质是蛋白质，能分泌到细胞外起作用，需要内质网和高尔基体两种具膜细胞器的加工。(2)由曲线图可知，植酸酶A的适宜pH为2和6，胃中的pH为酸性，则植酸酶A添加在饲料后进入胃中仍能发挥作用。(3)该实验的目的是探究植酸酶在饲料中的适宜添加量，则实验过程中需要配制一系列不同浓度的植酸酶溶液。在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，1号瓶作空白对照，添加等量的蒸馏水，为了使反应更充分，培养过程中需振荡摇匀。根据题干信息“在酸性溶液中，无机磷与钒钼酸铵反应会生成黄色的复合物”可知该实验是测定产物吸光值，并计算无机磷的含量。
答案：(1)内质网、高尔基体 (2)植酸酶A 胃中pH为酸性，植酸酶A适宜pH为2和6，在胃中仍能发挥作用 (3)①不同浓度 ②在2～6号瓶中分别加入2 mL不同浓度的酶溶液，1号瓶中加入等量蒸馏水 ③无机磷
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