小专题2 酶与ATP
【网络构建】
①蛋白质 ②RNA ③催化 ④专一性 ⑤活化能 ⑥A-P~P~P
⑦绿色植物
考点一
【核心提炼·抓主干】
真题重组1
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
[解析] (2)酶具有专一性,胃蛋白酶只能水解蛋白质,不能水解脂肪。
(3)一般来说,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,但其作用的反应物不一定都是有机物,如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物。
(5)低温不会使蛋白质空间结构改变,淀粉酶本质为蛋白质,在0 ℃时其空间结构不会被破坏。
(6)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,蛋白酶会将淀粉酶水解,则淀粉的水解速率会变慢。
(7)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的唾液淀粉酶的最适温度高。(见必修1教材P84 )
(8)胃蛋白酶应在酸性、低温条件下保存。
真题重组2
(1)× (2)× (3)×
[解析] (1)熟马铃薯块茎中酶已经失活,用其代替生马铃薯块茎,实验结果不相同。
(2)探究唾液淀粉酶活性的最适温度时,应围绕37 ℃在梯度为0.5 ℃的不同温度下进行实验,若只设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验,温度梯度太大,不能说明唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃。
(3)探究温度对酶活性的影响时,应将淀粉溶液与淀粉酶溶液分别在设定温度下保温一段时间,待淀粉溶液与淀粉酶溶液都达到设定温度后再混合。
【命题追踪·明考向】
1.A [解析] 酶具有专一性,纯棉衣物的主要成分是纤维素,而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶,均无法分解纤维素,故可用于洗涤纯棉衣物,A错误;洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间,提高催化效率,B正确;一定范围内,减少浸泡衣物的用水量会提高酶的浓度,从而加快反应速率,C正确;酶活性的发挥需要适宜温度,高温会破坏其空间结构导致酶活性下降,D正确。
2.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的,但底物量是最多的,且转化率与其他两组相差不大,根据产物量=底物量×转化率,可知该组产物量最高,D正确。
考点二
【核心提炼·抓主干】
真题重组
(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
[解析] (2)1分子的ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成。
(3)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殊的化学键。
(4)光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP(来自光反应产生的ATP)。
(6)神经细胞内K+顺浓度梯度外流属于协助扩散,不消耗能量。
【命题追踪·明考向】
1.C [解析] 由图可以直接看出,该信号分子的受体位于细胞膜上,不在细胞内,A错误。酶联受体的化学本质是蛋白质,由图可以直接看出,酶联受体能识别信号分子并与其结合,激酶区域被激活后,能催化相关反应,故酶联受体具有识别和催化作用,但无法推出其具有运输作用,B错误。由图可知,ATP水解释放的磷酸分子与激酶区域、应答蛋白结合,使其磷酸化,靶蛋白从无活性状态转变成有活性状态,C正确。从题图中无法推断出活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化,D错误。
2.D [解析] 实验一和二对比,变量为光照的有无,在光照条件下实验一有H+跨膜运输和ATP产生,在黑暗条件下实验二无H+跨膜运输和ATP产生,这说明细菌视紫红质利用光能进行H+跨膜运输,进而为ATP合酶合成ATP提供能量,而不是ATP合酶利用光能合成ATP,A错误;实验一和三对比,变量为是否有细菌视紫红质,实验一有细菌视紫红质,在光照条件下有H+跨膜运输和ATP产生,实验三没有细菌视紫红质,在光照下无H+跨膜运输和ATP产生,这说明细菌视紫红质利用光能进行H+跨膜运输,进而合成ATP,而不是细菌视紫红质直接利用光能合成ATP,B错误;实验二和三对比,实验二有细菌视紫红质,但在黑暗条件下无H+跨膜运输和ATP产生,实验三没有细菌视紫红质,在光照下也无H+跨膜运输和ATP产生,这两个实验的自变量不唯一,无法得出细菌视紫红质依赖光能进行H+跨膜运输的结论,C错误;ATP的合成需要原料ADP和Pi,所以实验过程中,需要向囊泡外部添加ADP和Pi,D正确。小专题2 酶与ATP
考点一 酶的影响因素及相关实验分析
一、梳理酶的作用、特性及相关曲线分析
1.熟知酶的“一来源、一作用、二本质和三特性”
2.解读酶的作用原理与特性曲线
(1)酶的作用原理曲线
[注意]用加热的方法不能降低活化能,但能为反应提供能量。
(2)酶的特性曲线
[注意]①酒精等有机溶剂、高温、过酸、过碱、重金属、紫外线会破坏酶的空间结构,使酶失活,且酶活性不能恢复。
②酶应该在低温、适宜pH条件下保存。
(1)[2023·广东卷]具有催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。( )
(2)[2024·江苏卷]胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。( )
(3)[2024·河北卷]作为生物催化剂,酶作用的反应物都是有机物。( )
(4)[2025·黑吉辽内蒙古卷]耐高温的DNA聚合酶在细胞内或细胞外均可发挥作用。( )
(5)[2023·河北卷]淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏。( )
(6)[2022·浙江6月选考]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。( )
(7)[2021·湖北卷]麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。( )
(8)[2024·河北卷]胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存。( )
二、酶的特性及相关探究实验
(1)[2021·浙江6月选考]“酶的催化效率”实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同。( )
(2)[2021·江苏卷]探究唾液淀粉酶活性的最适温度时,可设置0℃、37℃、100℃三个温度进行实验,记录实验数据。( )
(3)[2022·北京卷]“探究温度对酶活性的影响”实验中,室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合后,在设定温度下保温。( )
1.[2025·北京卷]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15~20min,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
2.[2025·四川卷]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.2h时,三组中500g·L-1果糖组产物量最高
考点二 ATP的结构与功能
一、关注ATP的结构
二、以ATP为核心,构建能量转化模型
(1)[2021·北京卷]ATP含有C、H、O、N、P。( )
(2)[2022·浙江1月选考]腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。( )
(3)[2022·浙江1月选考]腺苷三磷酸分子中与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键。( )
(4)[2025·河北卷]光合作用的暗反应不消耗ATP。( )
(5)[2025·河北卷]水的光解不消耗ATP。( )
(6)[2025·浙江1月选考]神经细胞内K+顺浓度梯度外流需要消耗ATP。( )
1.[2024·安徽卷]在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的,某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是( )
A.细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化
2.[2025·湖北武汉二模]研究人员将ATP合酶和细菌视紫红质定向插入囊泡中,进行了以下三组实验,在黑暗或光照条件下检测有无H+跨膜运输和ATP产生。下列相关说法正确的是( )
组别 实验一 实验二 实验三
实验材料 囊泡+细菌视紫红质+ATP合酶 囊泡+细菌视紫红质+ATP合酶 囊泡+ATP合酶
实验条件 光照 黑暗 光照
实验结果
A.实验一和二对比,说明ATP合酶利用光能合成ATP
B.实验一和三对比,说明细菌视紫红质利用光能合成ATP
C.实验二和三对比,说明细菌视紫红质依赖光能进行H+跨膜运输
D.实验过程中,需要向囊泡外部添加ADP和Pi
磷酸化和去磷酸化
类型 磷酸化 去磷酸化
与ATP 的关系 伴随着ATP的水解,提供磷酸基团 为ATP的合成提供磷酸基团
举例 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化
(续表)
类型 磷酸化 去磷酸化
意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式,可赋予或去除某种酶或蛋白质的某种功能。如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。(共54张PPT)
小专题2
酶与
考点一 酶的影响因素及相关实验分析
考点二 ATP的结构与功能
备用习题
◆
◆
◆
◆
答案速查
蛋白质
催化
专一性
活化能
绿色植物
考点一 酶的影响因素及相关实验分析
一、梳理酶的作用、特性及相关曲线分析
1.熟知酶的“一来源、一作用、二本质和三特性”
2.解读酶的作用原理与特性曲线
(1)酶的作用原理曲线
［注意］用加热的方法不能降低活化能,但能为反应提供能量。
(2)酶的特性曲线
［注意］①酒精等有机溶剂、高温、过酸、过碱、重金属、紫外线会
破坏酶的空间结构,使酶失活,且酶活性不能恢复。
②酶应该在低温、适宜 条件下保存。
真题重组1 自纠自查
(1)[2023·广东卷] 具有催化功能 的发现是对酶化学本质认识的补
充。( )
√
(2)[2024·江苏卷] 胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。( )
×
[解析] 酶具有专一性，胃蛋白酶只能水解蛋白质，不能水解脂肪。
(3)[2024·河北卷] 作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物。
( )
×
[解析] 一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其
作用的反应物不一定都是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧
化氢就是无机物。
(4)[2025·黑吉辽内蒙古卷] 耐高温的 聚合酶在细胞内或细胞外均
可发挥作用。( )
√
(5)[2023·河北卷] 淀粉酶在 时空间结构会被破坏。( )
×
[解析] 低温不会使蛋白质空间结构改变,淀粉酶本质为蛋白质,在
时其空间结构不会被破坏。
(6)[2022·浙江6月选考] 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。( )
×
[解析] 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,蛋白酶会将淀粉酶水解,则淀粉的水解速率会变慢。
(7)[2021·湖北卷] 麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。
( )
×
[解析] 一般而言，植物体内酶的最适温度高于动物，故麦芽中的淀
粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高。(见必修1教材P84 )
(8)[2024·河北卷] 胃蛋白酶应在酸性、 条件下保存。( )
×
[解析] 胃蛋白酶应在酸性、低温条件下保存。
二、酶的特性及相关探究实验
真题重组2 自纠自查
(1)[2021·浙江6月选考] “酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代
替生马铃薯块茎，实验结果相同。( )
×
[解析] 熟马铃薯块茎中酶已经失活，用其代替生马铃薯块茎，实验
结果不相同。
(2)[2021·江苏卷] 探究唾液淀粉酶活性的最适温度时，可设置 、
、 三个温度进行实验，记录实验数据。( )
×
[解析] 探究唾液淀粉酶活性的最适温度时，应围绕 在梯度为
的不同温度下进行实验，若只设置、、 三个温
度进行实验，温度梯度太大，不能说明唾液淀粉酶的最适温度是
。
(3)[2022·北京卷] “探究温度对酶活性的影响”实验中，室温下将淀粉
溶液与淀粉酶溶液混合后，在设定温度下保温。( )
×
[解析] 探究温度对酶活性的影响时，应将淀粉溶液与淀粉酶溶液分
别在设定温度下保温一段时间，待淀粉溶液与淀粉酶溶液都达到设
定温度后再混合。
1.[2025·北京卷]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 ，特别脏的衣物可
减少浸泡用水量；请勿使用 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
√
[解析] 酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，而该洗衣粉
含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，均无法分解纤维素，故可用
于洗涤纯棉衣物，A错误；洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间，
提高催化效率，B正确；一定范围内，减少浸泡衣物的用水量会提高
酶的浓度，从而加快反应速率，C正确；酶活性的发挥需要适宜温度，
高温会破坏其空间结构导致酶活性下降，D正确。
2.[2025·四川卷] 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。可协助酶催化果糖转化为 阿洛酮糖。有人
在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含 条件)下，测定不同浓
度果糖的转化率(转化率产物量/底物量 )，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 果糖转化率
B.果糖的转化率越高，说明酶 的活性越强
C.若将 的浓度加倍，酶促反应速率也加倍
D.时，三组中 果糖组产物量最高
√
[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，从而降低果糖转化率，A错误； 果糖的转化率不
仅与酶的活性有关，还与底物果糖 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的活性强，B错误；
可协助酶催化反应，但不是酶，将 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，
时， 果糖组的转化率不是最高的，但底物量是最多的，且
转化率与其他两组相差不大，根据产物量 底物量×转化率，可知该
组产物量最高，D正确。
考点二 ATP的结构与功能
一、关注 的结构
二、以 为核心,构建能量转化模型
真题重组 自纠自查
(1)[2021·北京卷] 含有C、、、、 。( )
√
(2)[2022·浙江1月选考] 腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和
3个磷酸基团组成。( )
×
[解析] 1分子的 由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成。
(3)[2022·浙江1月选考] 腺苷三磷酸分子中与磷酸基团相连接的化学键
是一种特殊的化学键。( )
×
[解析] 分子的结构式可以简写成 ，磷酸基团与磷酸
基团相连接的化学键是一种特殊的化学键。
(4)[2025·河北卷] 光合作用的暗反应不消耗 。( )
×
[解析] 光合作用暗反应中的还原需要消耗 (来自光反应产生的
)。
(5)[2025·河北卷] 水的光解不消耗 。( )
√
(6)[2025·浙江1月选考] 神经细胞内顺浓度梯度外流需要消耗 。
( )
×
[解析] 神经细胞内 顺浓度梯度外流属于协助扩散，不消耗能量。
1.[2024·安徽卷]在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向
是由细胞内外信号分子共同决定的,某信号分子诱导细胞分化的部分应
答通路如图。下列叙述正确的是( )
A.细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C. 水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化
√
[解析] 由图可以直接看出，该信号分子的受体位于细胞膜上,不在细
胞内,A错误。酶联受体的化学本质是蛋白质,由图可以直接看出,酶联
受体能识别信号分子并与其结合,激酶区域被激活后,能催化相关反应,
故酶联受体具有识别和催化作用,但无法推出其具有运输作用,B错误。
由图可知, 水解释放的磷酸分子与激酶区域、应答蛋白结合,使其
磷酸化，靶蛋白从无活性状态转变成有活性状态,C正确。从题图中
无法推断出活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定
向分化,D错误。
2.[2025·湖北武汉二模]研究人员将 合酶和细菌视紫红质定向插入
囊泡中，进行了以下三组实验，在黑暗或光照条件下检测有无 跨膜
运输和 产生。下列相关说法正确的是( )
组别 实验一 实验二 实验三
实验材料
实验条件 光照 黑暗 光照
实验结果
A.实验一和二对比，说明合酶利用光能合成
B.实验一和三对比，说明细菌视紫红质利用光能合成
C.实验二和三对比，说明细菌视紫红质依赖光能进行 跨膜运输
D.实验过程中，需要向囊泡外部添加和
√
[解析] 实验一和二对比，变量为光照的有无，在光照条件下实验一
有跨膜运输和产生，在黑暗条件下实验二无 跨膜运输和
产生，这说明细菌视紫红质利用光能进行 跨膜运输，进而为
合酶合成提供能量，而不是合酶利用光能合成 ，A
错误;实验一和三对比，变量为是否有细菌视紫红质，实验一有细菌
视紫红质，在光照条件下有跨膜运输和 产生，实验三没有细
菌视紫红质，在光照下无跨膜运输和 产生，这说明细菌视紫
红质利用光能进行跨膜运输，进而合成 ，而不是细菌视紫红
质直接利用光能合成 ，B错误;实验二和三对比，实验二有细菌视
紫红质，但在黑暗条件下无跨膜运输和 产生，实验三没有细
菌视紫红质，在光照下也无跨膜运输和 产生，这两个实验的
自变量不唯一，无法得出细菌视紫红质依赖光能进行 跨膜运输的
结论，C错误;的合成需要原料和 ，所以实验过程中，需要
向囊泡外部添加和 ，D正确。
【微难点】
磷酸化和去磷酸化
类型 磷酸化 去磷酸化
类型 磷酸化 去磷酸化
举例 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化
续表
类型 磷酸化 去磷酸化
意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式，可赋予或去除某种 酶或蛋白质的某种功能。如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。 续表
备用习题
1. 硝态氮(N)可为植物生长发育提供氮素营养,硝酸还原酶(NR)是植物将N转化为N的关键酶。兴趣小组探究了硝酸还原酶在不同pH条件下的催化能力,实验结果如下图。下列相关叙述正确的是 ( )
A.NR在pH为6的环境下变性失活
B.pH为7.5时,NR为化学反应提供的活
化能最高
C.进一步探究最适pH,实验应在pH为7~8的范围内进行
D.影响NR活性的因素还包括温度、N的数量等
√
[解析]由图可知,NR在pH为6的环境下
依然有活性,A错误;由图可知,pH为7.5
时,NR的活性较高,但酶的作用是降低
化学反应活化能,而不是为化学反应提供活化能,B错误;由于该实验的pH梯度较大,不能得出最适pH,若进一步探究最适pH,应在pH为7~8的范围内缩小pH梯度进行实验,C正确;影响NR活性的因素主要有温度和pH,N的数量不会影响NR的活性,D错误。
2. 某小组进行下列探究活动,实验方案如下表所示。
组别 甲 乙 丙 丁
1%淀粉溶液3 mL + - + -
2%蔗糖溶液3 mL - + - +
唾液淀粉酶溶液1 mL - - + +
蒸馏水1 mL + + - -
37 ℃水浴10 min,分别加入检测试剂2 mL,摇匀,热水浴2 min,观察并记录颜色变化 注:①“+”表示加入,“-”表示不加入;②检测试剂为斐林试剂。
下列关于该实验的分析,正确的是 ( )
A.37 ℃水浴10 min,目的是让酶促反应充分进行
B.甲、乙两组是对照组,本实验可证明酶的催化具有高效性
C.本实验无须调节pH,因为pH不是本实验的无关变量
D.本实验可选用碘液作为检测试剂,则无须热水浴2 min这一操作
√
[解析] 底物和酶混合后,37 ℃水浴10 min,目的是让酶促反应充分进行,A正确;甲、乙两组是对照组,本实验可证明酶的催化作用具有专一性,B错误;pH是本实验的无关变量,实验时无关变量要相同且适宜,本实验应调节pH,使其处于适宜状态,C错误;无论蔗糖是否水解,均不能与碘液发生颜色变化,因此本实验不能选用碘液作为检测试剂,D错误。
3. ATP是细胞的能量“货币”,如图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图(M表示酶,Q表示能量,甲、乙表示化合物)。下列叙述正确的是( )
A.载体蛋白在M1的作用下被磷酸化,空间结构发生变化
B.萤火虫发光过程伴随着物质甲的形成,能量由Q2提供
C.物质乙由腺嘌呤和核糖组成,是构成HIV的遗传物质的基本单位之一
D.在抗体合成与分泌过程中,所需能量由Q1提供
√
[解析] ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些蛋白质分子磷酸化后,空间结构发生变化,活性也发生改变,因此载体蛋白在ATP水解酶M2的作用下被磷酸化,A错误;萤火虫尾部的荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并发出荧光,此过程伴随着ATP的水解,即萤火虫发光过程伴随着物质甲的形成，所需能量由Q2提供,B正确;物质乙为腺嘌呤核糖核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基团组成,是构成HIV的遗传物质RNA的基本单位之一,C错误;在抗体合成与分泌过程中,所需能量由ATP水解提供,因此是由Q2提供,D错误。
4. 细胞内的ATP合酶可催化ATP合成,其催化中心的蛋白质有三种不同构象:O态(ATP与酶亲和力低)、L态(ADP、Pi与酶结合疏松)、T态(ADP、Pi与酶结合紧密),ATP合酶的催化功能是由H+跨膜回流时驱动这三种构象的动态变化实现的,如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.原核细胞中存在ATP合酶,叶肉细胞中ATP合酶仅存在于线粒体内膜上
B.T态有利于ATP释放,推测该酶催化中心构象呈L态、T态、O态的周期性变化
C.ATP合酶催化的结果是使H+势能转化为化学能,储存到特殊的化学键中
D.温度和pH都仅通过影响蛋白质的结构,进而影响ATP的合成速率
√
[解析]原核细胞中有ATP合成,因此存在ATP合酶,叶肉细胞中ATP合酶存在于细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、类囊体薄膜上,A错误;催化中心的蛋白质呈O态时,ATP与酶亲和力低,有利于ATP释放,推测该酶催化中心构象呈L态、T态、O态的周期性变化,B错误;ATP合酶催化的结果是将ADP、Pi合成ATP,该过程中H+势能转化为化学能,储存到特殊的化学键中,C正确;温度和pH不仅影响蛋白质的结构,还通过影响H+跨膜回流的速度影响ATP的合成,D错误。
快速核答案
网络构建
蛋白质 催化 专一性 活化能 绿色植物
考点一 酶的影响因素及相关实验分析
核心提炼 抓主干
真题重组1 自纠自查
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
真题重组2 自纠自查
(1)× (2)× (3)×
命题追踪 明考向
1.A 2.D
考点二 ATP的结构与功能
核心提炼 抓主干
真题重组 自纠自查
(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
命题追踪 明考向
1.C 2.D限时集训(二)
1.D [解析] 1个ATP分子中含有1分子核糖、1分子腺嘌呤以及3分子磷酸基团,A错误;ATP分子和ADP分子之间的相互转化是不可逆的过程,B错误;心肌细胞不停地收缩舒张,耗能多,因此腹肌细胞中ATP和磷酸肌酸相互转化的速率比心肌细胞中慢,C错误;据题意可知,磷酸肌酸(C~P)+ADPATP+肌酸(C),故磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联,D正确。
2.B [解析] 耐高温的DNA聚合酶的化学本质是蛋白质,其基本单位为氨基酸,A错误;耐高温DNA聚合酶在细胞内的DNA复制和体外的PCR反应中均能发挥作用,B正确;催化反应除了模板DNA和脱氧核苷酸外,还需要适宜的温度、pH等条件,C错误;低温下酶的结构稳定,故酶适宜低温保存,D错误。
3.B [解析] 混浊的滤液为变性的蛋白质液体,滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关,即蛋白酶活性越强,蛋白质水解越快,澄清时间越短,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 ℃,酶活性可能大于第3、4组,时间可能小于4 min,C错误;组5蛋白酶经高温处理已失活,实验后再将组5放置在57 ℃,滤液也不会变澄清,D错误。
4.D [解析] 结合题意及图示可知,该反应中多步酶促反应依次进行,体现了细胞内酶促反应的有序协调,A正确;产物P对E1的抑制作用即当终产物积累过多时通过反馈抑制起“关闸”作用,可避免不必要的物质和能量消耗,B正确;据题图可知,酶E1既可以催化S的转化,也可以被产物P抑制,故酶E1具有与底物S结合的活性位点和与产物P结合的抑制位点,C正确;产物P与E1可逆性结合只是导致E1构象改变,活性降低,并非使酶“变性失活”,D错误。
5.C [解析] 由题意可知,ATP检测试剂盒的检测原理是荧光素接受ATP提供的能量,在荧光素酶催化下产生荧光,荧光的强度与ATP的量相关。如果每个活细胞中ATP含量大致相同,那么样品中微生物数量越多,释放出的ATP总量就越多,产生的荧光强度也就越强。这样就可以根据荧光强度来推算待测样品中微生物的数量,C符合题意。
6.C [解析] 根据题干信息可知,曲线①表示不同温度下的酶活性相对最高酶活性的百分比,该数值越大,说明相应温度条件下的酶活性越高,A正确;曲线②是在酶活性最高的温度下测其残余酶活性得到的,再据曲线①可知,酶的最适温度为80 ℃,故曲线②中各个数据点的残余酶活性是在80 ℃条件下测得的,B正确;工业化生产中该淀粉酶使用的最佳温度范围应该考虑相对酶活性和残余酶活性两项指标,据图可知,60~70 ℃时相对酶活性和残余酶活性均较高,故工业生产中该酶使用的最佳温度为60~70 ℃,C错误;据图可知,30 ℃条件下残余酶活性为100%,超过30 ℃后残余酶活性低于100%,因此该淀粉酶适宜在30 ℃以下进行低温保存,D正确。
7.D [解析] 催化题图中反应的酶为蛋白质,蛋白质主要由 C、H、O、N四种元素组成,有的蛋白质还含有 S,ATP 的元素组成为 C、H、O、N、P,A 错误;酶的作用机理是降低反应的活化能,B错误;DNA 中所含的五碳糖是脱氧核糖,ADP 中所含的五碳糖为核糖,ADP去掉一个磷酸基团后的结构为腺嘌呤核糖核苷酸,不可以参与DNA的合成,C错误;ATP 能将磷酸基团转移给载体蛋白,载体蛋白磷酸化后构象改变发挥运输功能,该过程消耗的能量由ATP提供,D正确。
8.D [解析] 100 ℃高温处理会破坏淀粉酶的空间结构,使其永久失活,因此100 ℃高温处理后逐渐降低温度淀粉酶活性不可恢复,A错误;据图可知,15 ℃、25 ℃、35 ℃时测得的2 h末的麦芽糖含量均大于1 h末测得的麦芽糖含量,说明1 h末淀粉并未被完全水解,45 ℃时测得的1 h末的麦芽糖含量等于2 h末的麦芽糖含量,可能是温度过高,酶彻底失活造成反应停止导致的,B错误;酶可以降低反应的活化能,但不能为反应提供活化能,C错误;据图可知,15 ℃条件下,该淀粉酶每小时使麦芽糖含量增加0.3 g/mL,因此,6 h末麦芽糖含量有可能达到1.8 g/mL,D正确。
9.(1)降低化学(多酚类物质氧化)反应的活化能 高温
(2)短 低温下PPO的空间结构稳定,PPO活性较低,且在适宜温度下PPO的活性可恢复
(3)使研磨更加充分 在pH为7至8范围内,设置一系列pH梯度的缓冲液,将等量上述缓冲液分别加入不同的试管中,置于35 ℃下保温 一段时间后用分光光度计测定各组混合液的吸光值,并记录
(4)低温保存、高温处理后保存
[解析] (1)PPO是多酚氧化酶,酶的作用机理是降低化学反应的活化能。制作绿茶时,在揉捻之前需经过焙火杀青,其目的是将茶叶经高温处理,防止酶促褐变。(2)分析题图乙可知,在80 ℃下,PPO能维持70 s活性,在90 ℃下,PPO能维持40 s活性,说明温度越高,PPO维持活性的时间越短。低温下PPO的空间结构稳定,PPO活性较低,且在适宜温度下PPO的活性可恢复,因此PPO粗提取液应在低温下临时保存。(3)在制备PPO粗提取液时一般会加入少量二氧化硅,有助于充分研磨。分析题图甲可知,pH在7~8之间时PPO的相对活性最高,为探究浮红茶叶中PPO的最适pH,可设计如下实验:①取5支洁净的试管,编号为A、B、C、D、E,分别加入等量的PPO粗提取液。②在pH为7至8范围内,设置一系列pH梯度的缓冲液,将等量上述缓冲液分别加入不同的试管中,置于35 ℃下保温。③在每支试管中加入等量(且足量)的等浓度的茶多酚溶液。④一段时间后用分光光度计测定各组混合液的吸光值,并记录。(4)桃、苹果、香蕉、荔枝等果实中也含有较多的PPO,褐变会导致果实品质下降,甚至腐败。为降低去皮后的果实和果汁褐变的速度,可低温保存或高温处理后保存。限时集训(二) 酶与ATP
1.[2025·江西新余二模] 磷酸肌酸主要储存于动物和人的肌细胞中,是一种高能磷酸化合物。ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化。下列叙述正确的是 ( )
磷酸肌酸(C~P)+ADPATP+肌酸(C)
A.1个ATP分子中含有1分子核糖、1分子腺苷以及3分子磷酸基团
B.ATP分子和ADP分子之间的相互转化是两个完全可逆的过程
C.腹肌细胞中ATP和磷酸肌酸相互转化的速率比心肌细胞中快
D.磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联
2.[2025·黑吉辽内蒙古卷] 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
3.[2025·浙江1月选考] 取鸡蛋清,加入蒸馏水,混匀并加热一段时间后,过滤得到混浊的滤液。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。
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
据表分析,下列叙述正确的是 ( )
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 ℃条件下,则滤液变澄清时间为6 min
4.[2025·河北石家庄二模] 在细胞内的某反应途径中,从底物S转化为产物P需依次经酶E1、E2、E3催化,具体过程如图所示。当产物P积累过多时,会与E1的非活性中心抑制位点可逆性结合,使E1构象改变,降低E1与S的结合能力,反应减慢或停止。下列相关叙述不正确的是( )
A.该反应途径体现了细胞内酶促反应需相互配合有序进行
B.产物P对E1的抑制作用会减少细胞内物质和能量的浪费
C.酶E1具有与底物S结合的活性位点和与产物P结合的抑制位点
D.产物P与E1结合使E1变性失活从而降低反应速率
5.[2025·广东深圳一模] ATP检测试剂盒检测微生物数量的原理:试剂盒中含充足荧光素和荧光素酶,荧光素接受ATP提供的能量,在荧光素酶的催化下产生荧光,根据荧光的强度可推算出待测样品中微生物的数量。上述推算依据的主要前提是 ( )
A.试剂盒中ATP的含量相同
B.试剂盒中荧光素的含量相同
C.每个活细胞中ATP的含量大致相同
D.微生物细胞中ATP的合成场所相同
6.[2025·河南洛阳二模] 科研工作者对某种淀粉酶的最佳使用温度范围进行测定,图中曲线①表示在不同温度下酶活性相对最高酶活性的百分比。将酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性,由此得到的数据为酶的热稳定性值,用曲线②表示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.曲线①中数值越大,代表相应温度条件下的酶活性越高
B.曲线②中各个数据点的残余酶活性是在80 ℃条件下测得的
C.依据曲线①和②可知,工业生产中该酶使用的最佳温度为70~80 ℃
D.依据曲线①和②可知,该淀粉酶适宜在30 ℃以下进行低温保存
7.[2025·湖南湘潭一模] 底物水平去磷酸化是一种产生ATP的机制(如图),其中磷酸基团被转移到ADP上形成ATP。下列叙述正确的是 ( )
A.图中酶和ATP的元素组成相同
B.图中酶通过为该反应提供化学能而发挥催化作用
C.ADP去掉一个磷酸基团后的结构可直接参与DNA的合成
D.ATP能将磷酸基团转移给载体蛋白并为主动运输供能
8.[2025·福建莆田一模] 某淀粉酶能催化淀粉水解成麦芽糖。取适量该淀粉酶分别在不同温度下水解等量淀粉,并在1小时末和2小时末测定产物麦芽糖的含量,结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.100 ℃高温处理后逐渐降低温度淀粉酶活性可恢复
B.不同温度下处理1 h,各实验组淀粉均被完全水解
C.35 ℃条件下,淀粉酶为淀粉分解提供的活化能最多
D.15 ℃条件下,6 h末麦芽糖含量可能达到1.8 g/mL
9.[2025·江西景德镇三模] 浮梁红茶(又称“浮红”)因其形美、色艳、香郁、味醇的特点享誉海内外。发酵是浮红制作的关键工序,将揉捻后的茶叶置于特定环境,茶叶中的多酚氧化酶(PPO)能催化无色的多酚类物质氧化为褐色醌类物质。科研人员探究了pH、高温等因素对PPO活性的影响,结果如图所示。回答下列问题:
(1)PPO催化无色物质生成褐色物质的机理是 。制作绿茶时,在揉捻之前需经过焙火杀青,其目的是将茶叶经 处理,防止酶促褐变。
(2)据图可知,温度越高,PPO维持活性的时间越 。PPO粗提取液应在低温下临时保存的原因是 。
(3)结合图甲中信息,拟设计实验进一步探究浮红茶叶中PPO的最适pH(注:PPO的最适温度约为35 ℃)。在制备PPO粗提取液时一般会加入少量二氧化硅,目的是 。现有充足的PPO粗提取液、茶多酚、仪器设备(如分光光度计,可定量测量有色物质的吸光值,进而反映有色物质的含量)、pH不同的缓冲液(请自主设置pH范围)和玻璃器皿,简要描述实验过程:
①取5支洁净的试管,编号为A、B、C、D、E,分别加入等量的PPO粗提取液。
② 。
③在每支试管中加入等量(且足量)的等浓度的茶多酚溶液。
④ 。
(4)桃、苹果、香蕉、荔枝等果实中也含有较多的PPO,褐变会导致果实品质下降,甚至腐败。为降低去皮后的果实和果汁褐变的速度,以利于保存。综合上述信息,请你提出两点合理的建议: (答出2点即可)。
