《直通名校》第一部分 专题二 微专题1 酶和ATP（讲义 教师版）-高考生物大二轮专题复习
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| 名称 | 《直通名校》第一部分 专题二 微专题1 酶和ATP（讲义 教师版）-高考生物大二轮专题复习 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-21 18:01:57 | ||
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文档简介
微专题1 酶和ATP
主｜干｜知｜识｜整｜合
1.四个角度区别酶和激素
2.酶的特性及影响酶促反应速率的因素
（1）酶的特性曲线
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有 高效性 。
②图2中两曲线比较，表明酶具有 专一性 。
（2）影响酶促反应速率的因素分析
①分析图1和图2：温度和pH通过影响 酶的活性 来影响酶促反应速率。
②分析图3：OP段限制酶促反应速率的因素是 底物浓度 ，P点以后的限制因素则是 酶浓度 。
提醒：①温度、pH通过影响酶的活性影响酶促反应速率。
②底物浓度、酶浓度通过影响底物和酶的接触面积来影响反应速率，其并不改变酶活性。
3.图示ATP的分子组成
提醒：①ATP≠能量。
②生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少，其供应取决于ATP与ADP间快速转化。
③ATP合成时可产生水，水解时需消耗水。
4.理清能量转换过程和ATP的来源与去路
易｜错｜易｜混｜辨｜析
判断下列有关酶和ATP的叙述的正误
（1）（2023·广东卷）具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。（ √ ）
（2）（2021·全国甲卷）酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。（ × ）
（3）（2022·浙江卷）腺苷三磷酸分子是由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。（ × ）
（4）（2022·浙江卷）腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解。（ × ）
（5）叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。（ √ ）
（6）植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP。（ √ ）
原｜因｜原｜理｜阐｜释
1.（2023·全国乙卷32题，节选）酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是 ；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的 。
提示：高效性、专一性和作用条件较温和 空间结构
2.酶制剂适于在低温（0～4 ℃）下保存的原因是 。
提示：在0～4 ℃时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，因此酶制剂适于在低温（0～4 ℃）下保存
3.测定蛋白酶活性时不能用双缩脲试剂检验蛋白质是否被蛋白酶水解，原因是
。
提示：蛋白酶也是蛋白质，可以与双缩脲试剂发生显色反应
4.ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解的原因是 。
提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酸键这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解
5.若要利用适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5％FeCl3溶液、0.01％过氧化氢酶溶液等材料用品，设计实验同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，请简要写出实验思路及预期的实验结果
。
提示：①实验思路：实验分三支试管（组），分别为加入等量过氧化氢和过氧化氢酶、过氧化氢和FeCl3溶液、过氧化氢和蒸馏水；或取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量且等量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。观察各试管（组）中释放气泡（氧气）的快慢。
②预期的实验结果：O2的释放速度从快到慢依次是加过氧化氢酶溶液的试管（组）、加FeCl3溶液的试管（组）、加蒸馏水的试管（组）
突破点 运用科学思维分析酶和ATP核心知识
酶的抑制剂与酶促反应速率
（2021·湖北高考21题，改编）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，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。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。取两支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液，一段时间后，测定两试管中酶的活性，然后将两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。以下实验结果可以证明甲物质为可逆抑制剂，乙物质为不可逆抑制剂的是（ ）
A.透析后，两组的酶活性均比透析前高
B.透析前后，两组的酶活性均不变
C.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
D.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
解析：C 若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，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，C正确。
1.酶促反应速率与酶、底物的关系
Km是反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，Km值反映的是酶对底物的亲和力：Km越小，说明在较低的底物浓度下就可以达到酶促反应速率的一半，即酶对底物的亲和力高；反之，则低。
2.酶的抑制剂
（1）不可逆抑制剂
不可逆抑制剂与酶分子以共价键结合，过程不可逆，使酶永久失活，甚至使酶分子受到破坏，如某些重金属。
（2）可逆抑制剂
①竞争性抑制剂
竞争性抑制剂的结构和底物很相似，能和底物竞争酶的活性中心的结合位点，使酶不能与底物顺利结合，酶的平均活性下降；当底物浓度升高时，底物与酶的结合处于优势，甚至可能消除抑制剂对酶的抑制效果；所以竞争性抑制剂对酶促反应的最大反应速率没有影响，但Km会增大。
②非竞争性抑制剂
非竞争性抑制剂的结构和底物不同，不与底物竞争酶的结合位点，而是与酶分子的其他部位可逆结合，因此酶与抑制剂的结合不影响酶与底物的结合。非竞争性抑制剂可以降低一定量的酶的最大反应速度，但不改变酶对底物的亲和力，即Km不变。
1.（2024·山东临沂模拟）酶抑制剂包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂。竞争性抑制剂通过与底物争夺酶的结合位点来抑制酶的活性，非竞争性抑制剂通过与酶结合后改变酶的结合位点的结构来抑制酶的活性。下图表示相同酶溶液分别在无抑制剂、两种不同抑制剂条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的情况。已知该实验中只使用了一种酶，下列说法错误的是（ ）
A.甲组为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系
B.乙组反应体系中加入了竞争性抑制剂，增加底物浓度能促进反应速率提高
C.丙组反应体系中加入了非竞争性抑制剂，增加酶浓度不能促进反应速率提高
D.甲组在底物浓度为15时再加入相同的酶，酶促反应速率将呈现上升趋势
解析：C 甲组为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系，其反应速率均高于加入了竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的反应速率，A正确；乙组为竞争性抑制剂与酶结合后的反应速度曲线，其特点是随着底物浓度的增加，底物与酶结合的频率增大，反应速度逐渐增强，B正确；丙组为非竞争性抑制剂与酶结合后的反应速度曲线，其特点是酶的结构被改变，酶不再与底物结合，即使增加底物浓度也不能提高反应速度，但是可以通过增加酶浓度来促进反应速率提高，C错误；甲组在底物浓度为15时，酶促反应速率已达最大，限制酶促反应速率的因素为酶，故甲组在底物浓度为15时再加入相同的酶，酶促反应速率将呈现上升趋势，D正确。
2.（2024·湖南怀化模拟）酶抑制剂能降低酶的活性，主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。图1表示两种抑制剂的作用机理；图2为最适温度下酶促反应曲线，Km表示最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度。下列相关说法错误的是（ ）
A.酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子
B.竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除
C.加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值不变
D.Km值越小，酶与底物亲和力越高
解析：A 酶的化学本质为蛋白质或RNA，蛋白质类酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子，而RNA酶合成场所不是核糖体，A错误；竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除，因为可以增大底物与酶的接触概率，B正确；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，改变酶的构象或阻止产物生成，降低酶的催化活性。即使底物能与酶结合，也无法得到产物。高浓度的底物不能使这种抑制作用逆转。故加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值不变，C正确；Km值越小，说明在底物浓度较低时就达到了Vmax，说明酶与底物亲和力高，D正确。
酶的实验设计与分析
（2024·浙江1月选考17题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。
步骤 处理 试管1 试管2
① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL
② HCl溶液（6 mol/L） — 0.2 mL
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时
⑤ HCl溶液（6 mol/L） 0.2 mL —
⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量
下列叙述错误的是（ ）
A.低温提取以避免PAL失活
B.30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C.④加H2O补齐反应体系体积
D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
解析：B 温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②中试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
探究酶特性的相关实验设计
3.（2024·广东广州二模）甲试管中装有2 mL可溶性淀粉溶液、2 mL酶①溶液；乙试管中装有2 mL蔗糖溶液、2 mL酶①溶液；丙试管中装有2 mL可溶性淀粉溶液、2 mL酶②溶液。利用上述试管验证酶的专一性。下列有关该实验的叙述，正确的是（ ）
A.验证酶的专一性时，只需要考虑自变量的影响，不需要考虑无关变量
B.若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时可选用碘液作为检测试剂
C.若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂
D.甲试管中加入的淀粉溶液、酶溶液都是2 mL，是为了排除无关变量的干扰
解析：C 验证酶的专一性时，实验的自变量应为酶的种类或底物的种类，且实验设计遵循单一变量原则，需控制无关变量相同且适宜，A错误；若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时不可选用碘液作为检测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解，B错误；若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂，根据是否有还原糖的生成判断淀粉是否被水解，C正确；甲试管中加入的底物量与酶量相等，是为了保证在合理的浓度和用量下，反应能顺利进行，D错误。
4.（2024·黑龙江哈尔滨三模）为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水夹H2O2溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是（ ）
A.水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数
B.先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始
C.各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜
D.该实验装置也可用来验证酶具有高效性
解析：B 水槽中滴几滴黑墨水，量筒中收集气体后可形成透明空气柱，便于观察量筒内的氧气体积读数，A正确；先打开分止水夹，再打开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管，可保证各组实验同时开始，B错误；本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，除了自变量缓冲液的pH不同外，其他无关变量应保持相同且适宜，C正确；可用该装置进一步验证“过氧化氢酶的高效性”，则实验的自变量为催化剂的种类，即在缓冲液中加入氯化铁溶液，其他条件均相同，D正确。
NTP、dNTP与能量代谢
（2024·全国甲卷2题）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成。ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键。下列叙述错误的是（ ）
A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂
D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键
解析：C 离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本组成单位之一），故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。
1.明确ATP与核酸的关系
2.磷酸肌酸与ATP
（1）磷酸肌酸是肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物。细胞在急需供能时，在酶的催化下，可生成ATP，以维持细胞中ATP含量的相对稳定：
磷酸肌酸（C～Pi）＋ADPATP＋肌酸（C）
（2）ATP-磷酸肌酸供能系统
进行百米赛跑的前数秒，ATP主要来源于磷酸肌酸；200～400 m赛跑，ATP主要靠无氧呼吸产生；较长时间的运动，如马拉松，主要靠有氧呼吸供应ATP。
5.（2024·山东滨州一模）GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时，在其他蛋白的介导下，发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩，使线粒体一分为二。下列说法正确的是（ ）
A.GTP因含有三个特殊化学键而具有较高能量
B.线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能
C.一般情况下，发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活
D.环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成
解析：B 分析题意，GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，推测其结构简式应为G—P～P～P，含有两个特殊化学键，A错误；结合题意分析可知，发动蛋白具有GTP酶活性，说明其具有催化作用，且线粒体分裂时发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，该过程体现了发动蛋白具有运动功能，B正确；结合题干信息“线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白”可知，一般情况下，发动蛋白在细胞质基质中等待激活，C错误；分析题意可知，环线粒体的纤维状结构是由发动蛋白等组成的，蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成，D错误。
6.（2024·江西赣州模拟）磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下，将自身的磷酸基团转移给ADP分子，合成ATP，有助于维持细胞内ATP含量稳定。研究人员对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的含量（单位为10－6mol·g－1），结果如下表所示。下列有关叙述，错误的是（ ）
物质种类 对照组 实验组
收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
A.肌酸激酶阻断剂的作用机理可能是改变了肌酸激酶的空间结构
B.肌酸激酶存在于肌肉细胞等多种细胞内，说明其不具有专一性
C.上述ATP的合成反应中伴随着磷酸基团的转移和能量的转化
D.实验组中数据表明，部分ATP水解可能生成了AMP而不是ADP
解析：B 据表中数据可知，实验组肌肉收缩前ATP含量为1.30，收缩后为0.75，低于对照组收缩后的1.30，说明肌酸激酶阻断剂能抑制ATP的合成，原理可能是改变了肌酸激酶的空间结构，A正确；肌酸激酶具有专一性，酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误；在肌酸激酶的催化下，将磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子中合成ATP，由ATP为肌细胞直接供能，C正确；据表中数据可知，实验组肌肉收缩前ATP含量为1.30，收缩后为0.75，ATP净消耗量为0.55；而肌肉收缩后ADP的净增加量为0.95－0.60＝0.35，说明部分ATP水解可能生成了AMP而不是ADP，D正确。
一、选择题
1.（2024·河北石家庄模拟）ATP和dATP是细胞中两类重要的能源物质，其分子结构如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A.ATP与dATP是同一种物质的两种不同存在形式
B.细胞中ATP和dATP的合成均伴随着吸能反应
C.ATP与dATP中的能量都储存在腺苷和磷酸基团之中
D.ATP和dATP脱去两个磷酸基团后均可参与核酸的合成
解析：D ATP是腺苷三磷酸，dATP是脱氧腺苷三磷酸，二者的五碳糖不同，是两种物质，A错误；ATP和dATP的合成均伴随着放能反应，B错误；ATP与dATP中的能量主要储存在特殊的化学键中（即图中“～”中），C错误；ATP和dATP脱去两个磷酸基团后分别为腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，均可作为核酸合成的原料，D正确。
2.（2024·辽宁沈阳模拟）某些具有特定序列的DNA也具有催化活性，它们被命名为DNAzymes。研究发现DNAzymes与镁较好地结合后能精确地破坏试管中的靶向RNA，而对其他RNA则没有影响，但该现象在细胞中很少发生。下列叙述错误的是（ ）
A.DNAzymes的基本组成单位是脱氧核苷酸
B.DNAzymes可能会催化磷酸二酯键的断裂
C.推测在细胞中，DNAzymes与镁的结合性较强
D.未来，DNAzymes可能用于HIV等疾病的治疗
解析：C DNAzymes是具有催化活性也具有特定序列的DNA，基本组成单位是脱氧核苷酸，A正确；研究发现DNAzymes与镁较好地结合后能精确地破坏试管中的靶向RNA，因此推测其可能会催化磷酸二酯键的断裂，使RNA被水解，B正确；根据题意可知，DNAzymes与镁较好地结合后才能发挥作用，但该现象在细胞中很少发生，因此推测在细胞中，DNAzymes与镁不易结合，C错误；HIV是以RNA为遗传物质的病毒，根据DNAzymes与镁较好地结合后能精确地破坏试管中的靶向RNA，可知，未来DNAzymes可能用于HIV等疾病的治疗，D正确。
3.（2024·山西临汾三模）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，这些反应离不开酶的催化作用。下列与酶有关的叙述错误的是（ ）
A.溶酶体内水解酶的合成、加工和运输需要核糖体、内质网、高尔基体的参与
B.细胞中各类化学反应能有条不紊进行，与细胞中酶的分布及酶的专一性有关
C.与无机催化剂相比酶具有高效性，是因为酶能为化学反应提供更多的活化能
D.酶制剂适合在低温下保存，是因为低温条件下酶的活性降低且酶的空间结构稳定
解析：C 核糖体是合成蛋白质的场所，内质网和高尔基体是蛋白质的加工场所；溶酶体内水解酶的合成、加工和运输需要核糖体、内质网、高尔基体的参与，A正确。酶具有专一性和高效性，细胞中各类化学反应能有条不紊地进行，与细胞中酶的分布及酶的专一性有关，B正确。酶作用的实质是降低化学反应的活化能，与无机催化剂相比酶具有高效性，是因为酶能显著降低化学反应的活化能，C错误。低温下酶的活性受到抑制而空间结构不改变，故酶制剂适合在低温下保存，D正确。
4.（2024·江西模拟）科研人员对甜菜夜蛾进行了抗药性检测，发现昆虫体内与抗性相关的解毒酶主要包括多功能氧化酶（MFO）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）、羧酸酯酶（CarE）等。下列叙述错误的是（ ）
A.昆虫体内的酶发挥作用时一定伴随ADP的产生
B.MFO、GST是活细胞产生的具有催化活性的有机物
C.温度、pH会影响昆虫体内酶的活性
D.可使用解毒酶抑制剂来增强杀虫剂的作用
解析：A 酶可以降低化学反应的活化能，发挥作用时未必消耗ATP，不一定伴随ADP的产生，A错误；MFO、GST本质是酶，是活细胞产生的具有催化活性的有机物，B正确；温度、pH会影响昆虫体内酶的活性，C正确；昆虫体内与抗性相关的解毒酶主要包括多功能氧化酶（MFO）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）、羧酸酯酶（CarE）等，可使用解毒酶抑制剂来增强杀虫剂的作用，D正确。
5.（2024·陕西安康模拟）如图表示在适宜pH、不同温度下，淀粉在有淀粉酶和无淀粉酶（也无其他催化剂）两种条件下的分解速率变化曲线。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A.图中曲线Ⅰ、Ⅱ对照，说明酶具有专一性的特点
B.若改变pH，则曲线Ⅰ的最大值会改变，但Q点一般不会改变
C.若要长时间保存该淀粉酶，考虑将保存温度设置为Q点
D.可利用可溶性淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响
解析：B 图中Ⅰ、Ⅱ两曲线对照可说明酶具有催化作用，专一性需与其他种类酶进行对比，A错误；图中条件为pH适宜，若改变pH，酶活性降低，但是酶的最适温度不变，故曲线Ⅰ的最大值改变，Q点一般不变，B正确；酶适宜在低温、最适pH条件下保存，C错误；由于可溶性淀粉在酸性条件下也会被水解，因此不可利用可溶性淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响，D错误。
6.（2024·湖南衡阳模拟）马达蛋白能结合并催化ATP水解，利用其中特殊化学键的转移势能沿着细胞骨架定向行走，进而将其所携带的细胞器或大分子物质送到特定位置。下列叙述正确的是（ ）
A.马达蛋白同时具有ATP合酶与水解酶的活性
B.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞中均能合成ATP
C.ATP依次水解三个磷酸基团均产生较高的转移势能
D.代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
解析：B 马达蛋白能催化ATP水解，具有ATP水解酶的活性，A错误；一般来说，活细胞均能合成ATP，B正确；ATP末端的两个磷酸基团具有较高的转移势能，C错误；细胞代谢旺盛时，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，两者处于平衡状态，D错误。
7.（2024·辽宁沈阳三模）E3泛素连接酶在细胞代谢中发挥重要作用，其功能的发挥依赖于该酶复杂的空间构象。下列叙述错误的是（ ）
A.E3泛素连接酶能够与底物结合并降低化学反应的活化能
B.过酸和过碱都会导致E3泛素连接酶的空间构象发生改变
C.E3泛素连接酶发挥作用后会立即被细胞内其他酶系降解
D.温度过高和过低对E3泛素连接酶造成的影响不相同
解析：C 酶的作用机理是降低化学反应的活化能，因此，E3泛素连接酶能够与底物结合并降低化学反应的活化能，A正确；酶的作用条件温和，高温或过酸、过碱都会导致E3泛素连接酶的空间构象发生改变，B正确；E3泛素连接酶发挥作用后不会立即被细胞内其他酶系降解，C错误；温度过高和过低对E3泛素连接酶造成的影响不相同，前者会导致酶失活，而后者会引起酶活性下降，但适宜温度后酶活性会提高，D正确。
8.（2024·河北保定二模）β-葡萄糖苷酶能催化纤维素水解，实验小组测定了温度对该酶活性的影响，实验结果如图所示。根据实验结果，不能得出的结论是（ ）
A.高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性
B.42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的稳定性逐渐下降
C.各温度条件下，酶的活性可用斐林试剂进行检测
D.37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同
解析：C 高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性，甚至使酶失活，A正确；由图可知，在42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的活性逐渐下降，酶的稳定性逐渐下降，B正确；各温度条件下，斐林试剂可以检测生成物葡萄糖的存在，但不能检测浓度，故酶的活性不可用斐林试剂进行检测，C错误；37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同，因为两温度下酶活性差不多，反应时间越长底物消耗量越多，D正确。
9.（2024·河北沧州三模）人胰脂肪酶主要由胰腺腺泡细胞分泌，其活性受板栗壳黄酮等影响，相关实验结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.胰脂肪酶催化脂肪水解时会降低反应所需的活化能
B.温度属于该实验的无关变量，对实验结果几乎无影响
C.pH影响酶活性，图2实验组胰脂肪酶的最适pH增大
D.板栗壳黄酮或可作减肥药，减少人体对脂肪酸的吸收
解析：B 酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A正确；温度属于该实验的无关变量，应保持相同且适宜，若温度不适宜对该实验的影响较大，B错误；pH影响酶活性，图2实验组胰脂肪酶的最适pH增大，C正确；由图可知，加入板栗壳黄酮的酶活性明显低于对照组，说明板栗壳黄酮对酶有抑制作用，所以板栗壳黄酮或可作减肥药，减少人体对脂肪酸的吸收，D正确。
10.（2024·辽宁大连模拟）丙酮酸激酶（PK）可参与下图所示的生化反应。人体红细胞中缺乏PK会引起Na＋积累，造成溶血，导致丙酮酸激酶缺乏症（PKD）。
磷酸烯醇式丙酮酸＋ADP丙酮酸＋ATP
以下推测合理的是（ ）
A.该反应发生在红细胞的线粒体中
B.该反应与细胞内的吸能反应相联系
C.Na＋积累会引起红细胞渗透压升高
D.使用PK抑制剂能够有效治疗PKD
解析：C 人体成熟的红细胞中没有线粒体，A错误；许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，B错误；Na＋积累，导致细胞内离子的浓度增加，会引起红细胞渗透压升高，C正确；人体红细胞中缺乏PK会引起PKD，使用PK抑制剂不能治疗PKD，D错误。
二、非选择题
11.（2024·云南昆明模拟）为了研究pH对某种酶活性的影响，科研小组设置了三个实验：A组（pH＝7）、B组（pH＝9）和C组（pH＝5），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个pH条件下，酶活性最高的是 A 组。酶活性是指 酶催化特定化学反应的能力 。
（2）上述实验操作顺序合理的是 ①③②⑤④ 。
①加入酶 ②加入底物 ③调节溶液pH ④相同时间后终止酶促反应，检测产物浓度 ⑤保温并计时
（3）如果在时间t1时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t2时，C组产物总量 不变 ，原因是 C组条件下，t1时酶已失活，即使增加底物，产物总量也不会增加 。
（4）为进一步测定该酶催化作用的最适pH，请简要写出实验思路 在pH为5～9的范围内设置pH梯度，分别测定酶活性，则峰值所对应的pH即为该酶的最适pH 。
解析：（1）分析图，三个pH条件下，酶活性最高的是A组pH＝7时，曲线上升的斜率较大，酶活性是指酶催化特定化学反应的能力。（2）研究pH对某种酶活性的影响时，操作顺序为①加入酶；③调节溶液pH；②加入底物；⑤保温并计时；④相同时间后终止酶促反应，检测产物浓度。（3）C组条件下，pH＝5，在时间t1时酶已失活，向C组反应体系中即使增加2倍量的底物，产物总量也不会增加，C组产物总量不变。（4）为进一步测定该酶催化作用的最适pH，可以缩小pH梯度，在pH为5～9的范围内设置pH梯度，分别测定酶活性，则峰值所对应的pH即为该酶的最适pH。
一、选择题
1.（2024·山西晋中模拟）酶的“诱导契合学说”认为，酶活性中心的结构原来并不和底物的结构完全吻合，当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生变化，有关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上脱落后，酶活性中心又恢复到原构象。下列说法错误的是（ ）
A.酶活性中心的构象变化有利于生化反应的进行
B.底物和酶契合形成络合物为生化反应降低了活化能
C.低温条件下酶的空间结构稳定，不会影响酶的催化效率
D.酶活性中心的构象发生变化的过程没有发生肽键的断裂
解析：C 由题干“当底物与酶相遇时可诱导酶活性中心的构象发生变化，相关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物，进而生成产物”可知，酶活性中心的构象发生变化有利于生化反应的进行，A正确；酶催化化学反应的机理是降低化学反应所需的活化能，故酶与底物形成络合物时，降低了底物转化成产物所需的活化能，B正确；低温条件下酶的空间结构稳定，但酶活性降低，会影响酶的催化效率，C错误；据图可知，酶活性中心构象发生变化后在一定条件下还可复原，说明该过程肽键并未断裂，否则变形过程无法恢复，D正确。
2.（2024·山东菏泽模拟）天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）具有催化亚基和调节亚基，ATP和CTP均可与调节亚基结合。在反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP，反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是（ ）
A.据图可知，ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂
B.ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性
C.底物浓度相同时，加入CTP组比对照组的最终生成物量会减少
D.同时加入适量ATP和CTP可能会使CTP对ATCase的作用减弱
解析：C CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶的结合，从曲线图可以看出，与对照相比，加入ATP后反应速率加快，加入CTP后反应速率变慢，说明ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂，A正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性，B正确；产物的多少取决于底物量，CTP只是减慢了反应速率，不会改变最终的产物生成量，C错误；CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶的结合，从曲线图可以看出，加入ATP后可能增强了酶与底物天冬氨酸的亲和性，使反应进行得更快，加入CTP后在相同底物浓度下反应速率变慢，CTP可作为天冬氨酸转氨甲酰酶的抑制剂发挥作用，若同时加入ATP和CTP，ATP有可能会削弱CTP对该酶的抑制作用，D正确。
3.（2024·辽宁模拟）蛋白激酶和蛋白磷酸酶是信号通路的“开关分子”，即蛋白激酶能催化蛋白质的磷酸化过程，蛋白磷酸酶能催化蛋白质的去磷酸化过程，其机理如下图。下列相关叙述正确的是（ ）
A.蛋白质的磷酸化属于放能反应，反应过程伴有ATP水解
B.蛋白磷酸酶的作用机理是降低蛋白质去磷酸化的活化能
C.蛋白质发生磷酸化会导致细胞中ADP大量积累
D.载体蛋白磷酸化导致其构象发生不可逆的改变
解析：B 通过图示可知，蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP，与ATP的水解相联系，属于吸能反应，A错误；酶的作用机理是降低反应所需的活化能，因此图中蛋白磷酸酶的作用机理是降低蛋白质去磷酸化的活化能，B正确；细胞中ATP的含量较少但是相对稳定，是因为ATP与ADP相互转化处于动态平衡之中，因此蛋白质发生磷酸化不会导致细胞中ADP大量积累，C错误；蛋白激酶作用于载体蛋白后，催化载体蛋白的磷酸化，ATP末端的磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，导致其空间结构发生了改变，将它所结合的离子或分子从细胞膜的一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状，因此载体蛋白磷酸化导致其构象发生的是可逆的改变，D错误。
4.（2024·安徽合肥二模）氨甲酰转移酶是大肠杆菌胞苷三磷酸（CTP）合成代谢的关键酶，由12条肽链分别构成多个与底物结合的催化亚基、多个与调节物（CTP和ATP）结合的调节亚基。该酶在溶液中存在R态和T态两种活性不同的构象，调节物或底物的结合均会影响其构象并会使反应的速率发生变化，如图所示。下列关于该酶的说法正确的是（ ）
A.至少含游离的氨基和羧基各12个，各亚基间主要通过肽键相连
B.ab段的变化原因是底物与催化亚基的结合使更多酶向T态转变
C.ATP的结合能进一步提高该反应的活化能，从而使酶的活性升高
D.CTP能反馈调节该酶的活性，有利于细胞内CTP含量的相对稳定
解析：D 肽链上相邻氨基酸通过肽键相连，氨甲酰转移酶的12条肽链之间不是通过肽键相连的，而是通过其他化学键如二硫键相连，A错误；ab段的酶促反应速率增大的原因是底物浓度增加，加快了酶促反应的进行，不是因为底物与催化亚基的结合使更多酶向T态转变，B错误；ATP的结合能加快酶促反应的速度，说明降低了化学反应所需的活化能，C错误；CTP是该酶促反应的产物，产物CTP增多，会减弱该酶促反应的速率，从而减弱CTP产生的速度，有利于细胞内CTP含量的相对稳定，D正确。
5.（2024·辽宁丹东二模）超高压技术和木瓜蛋白酶广泛应用于食品工业，为探究木瓜蛋白酶在高压食品体系中的应用，某科研小组将木瓜蛋白酶溶液分别在0.1 MPa（对照组）、200 MPa和600 MPa的压力下处理，测定其平均氢键数量（处理50纳秒（ns）的平均值）和木瓜蛋白酶相对活性变化的数据（注：氢键是稳定蛋白质空间结构的重要非共价结合力），下列说法正确的是（ ）
压力 0.1 MPa 200 MPa 600 MPa
平均氢键数（个） 157.5 155.5 150.5
木瓜蛋白酶 相对活性（％） 100 120 80
A.木瓜蛋白酶是具有催化作用的有机物，基本单位是氨基酸和核糖核苷酸
B.实验过程中适当增加木瓜蛋白酶的浓度会增加木瓜蛋白酶的相对活性
C.实验结果表明，木瓜蛋白酶适宜在最适温度、最适pH和200 MPa压力下保存
D.600 MPa下，木瓜蛋白酶的相对活性降低可能与该压力下酶的空间结构被破坏有关
解析：D 木瓜蛋白酶是具有催化作用的有机物，化学本质是蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误；酶的浓度不会影响酶的活性，B错误；酶应该在低温条件下保存，抑制其活性，C错误；600 MPa下，木瓜蛋白酶的相对活性降低，可能与该压力下酶的空间结构被破坏有关，空间结构被破坏酶就会失去活性，不能起催化作用，D正确。
6.（2024·黑龙江大庆模拟）某地红粒小麦的穗发芽率明显低于白粒小麦，已知穗发芽率与淀粉水解有关。为探究α-淀粉酶和β-淀粉酶活性在两种小麦穗发芽率差异中的作用，科研人员取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨制成提取液，经相应处理后进行了如下实验：
甲组：红粒管1、白粒管1各加入相应提取液0.5 mL→加入1 mL缓冲液→加入适量某试剂使α-淀粉酶失活→加入1 mL淀粉→37 ℃保温适当时间→冷却至常温加适量碘液
乙组：红粒管2、白粒管2各加入相应提取液0.5 mL→加入1 mL缓冲液→X处理→加入1 mL淀粉→37 ℃保温适当时间→冷却至常温加适量碘液
结果显示：甲组两管显色结果无明显差异，乙组的红粒管2颜色显著深于白粒管2
下列叙述错误的是（ ）
A.乙组实验中的“X处理”是加入等量某试剂使β-淀粉酶失活
B.依据植物细胞中酶的特性，本实验保温温度应适当降低
C.实验结果表明α-淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因
D.红、白粒小麦提取液应去除淀粉，加入缓冲液的目的是维持pH
解析：B 结合两组实验可知，乙组实验中的X处理是加入等量某试剂使β-淀粉酶失活，甲、乙两组分别让α-淀粉酶、β-淀粉酶失活，利用减法原理，分别研究β-淀粉酶、α-淀粉酶活性对发芽率的影响，A正确；依据植物细胞中酶的特性，本实验保温温度应适宜，B错误；由题意可知，甲组中加入适量某试剂使α-淀粉酶失活后两管显色结果无明显差异，两管中各自的β-淀粉酶在起作用，说明β-淀粉酶活性与小麦穗发芽率关系不大，α-淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因，C正确；红、白粒小麦提取液应去除淀粉，加入缓冲液的目的是维持pH，排除无关变量的影响，保证酶的最适pH，D正确。
二、非选择题
7.（2024·河南郑州模拟）为揭示Cl－及柑橘黄酮对胰淀粉酶活性和淀粉体外消化的影响，为淀粉体外消化实验以及柑橘黄酮功能食品的开发提供参考，科研人员在有（或无）Cl－的基础上，研究一定浓度的柑橘黄酮对淀粉水解产物还原糖含量变化的影响，结果如图所示。回答下列问题：
（1）本实验的底物为淀粉，胰淀粉酶在体外可水解淀粉的条件是 适宜的温度和pH ，衡量胰淀粉酶活性的高低可根据 单位时间内麦芽糖的生成量 （需写出具体还原糖）判断。如果用斐林试剂进行检测，不能得出实验结果的原因是 斐林试剂只是与还原糖在水浴加热条件下形成砖红色沉淀，不能准确确定麦芽糖的含量变化 。
（2）本实验的自变量是 Cl－的有无和黄酮的有无（时间） ，对无关变量控制的要求是 相同且适宜 。
（3）根据实验结果，推测Cl－是胰淀粉酶激活剂，依据是 加入Cl－的实验组中，还原糖的含量均比不加Cl－的多 ，10 mmol/L Cl－相当于食盐摄入量4.5g/d，是正常人日常摄入食盐的量，能充分激活胰淀粉酶，因此在研究淀粉类食物体外消化特征时，应进行的操作是 添加适量的Cl－ ，该操作的目的为 保证体外实验中胰淀粉酶处于激活状态 。
（4）根据 ①②或③④ 组（填序号）的比较可知，黄酮对胰淀粉酶活性的作用没有影响，依据是 无Cl－处理的条件下，无论是否有黄酮处理，还原糖的产量几乎相同（有Cl－处理的条件下，无论是否有黄酮处理，还原糖的产量也几乎相同） 。
解析：（1）酶活性的发挥需要适宜条件，本实验的底物为淀粉，胰淀粉酶在体外可水解淀粉的条件是适宜的温度和pH；胰淀粉酶可将淀粉分解为麦芽糖，胰淀粉酶的活性可用单位时间内麦芽糖的产生量表示；由于斐林试剂只是与还原糖在水浴加热条件下形成砖红色沉淀，不能准确检测麦芽糖的含量变化，故本实验如果用斐林试剂进行检测，不能得出实验结果。（2）分析题意，本实验科研人员在有（或无）Cl－的基础上，研究一定浓度的柑橘黄酮对淀粉水解产物还原糖含量变化的影响，根据处理方式可知，该实验的自变量是Cl－的有无和黄酮的有无及处理时间。（3）据图可知，无Cl－处理组的还原糖的产量小于有Cl－处理组，有Cl－处理组，反应速率更快，说明Cl－可提高胰淀粉酶降低反应活化能的能力，即推测Cl－是胰淀粉酶激活剂；由于Cl－能充分激活胰淀粉酶，因此在研究淀粉类食物体外消化特征时，应进行的操作是添加适量的Cl－，以保证体外实验中胰淀粉酶处于激活状态。（4）对比①②或③④组可知，无Cl－处理的条件下，无论是否有黄酮处理，还原糖的产量几乎相同（有Cl－处理的条件下，无论是否有黄酮处理，还原糖的产量也几乎相同），可推测黄酮对胰淀粉酶活性的作用没有影响。
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主｜干｜知｜识｜整｜合
1.四个角度区别酶和激素
2.酶的特性及影响酶促反应速率的因素
（1）酶的特性曲线
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有 高效性 。
②图2中两曲线比较，表明酶具有 专一性 。
（2）影响酶促反应速率的因素分析
①分析图1和图2：温度和pH通过影响 酶的活性 来影响酶促反应速率。
②分析图3：OP段限制酶促反应速率的因素是 底物浓度 ，P点以后的限制因素则是 酶浓度 。
提醒：①温度、pH通过影响酶的活性影响酶促反应速率。
②底物浓度、酶浓度通过影响底物和酶的接触面积来影响反应速率，其并不改变酶活性。
3.图示ATP的分子组成
提醒：①ATP≠能量。
②生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少，其供应取决于ATP与ADP间快速转化。
③ATP合成时可产生水，水解时需消耗水。
4.理清能量转换过程和ATP的来源与去路
易｜错｜易｜混｜辨｜析
判断下列有关酶和ATP的叙述的正误
（1）（2023·广东卷）具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。（ √ ）
（2）（2021·全国甲卷）酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。（ × ）
（3）（2022·浙江卷）腺苷三磷酸分子是由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。（ × ）
（4）（2022·浙江卷）腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解。（ × ）
（5）叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。（ √ ）
（6）植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP。（ √ ）
原｜因｜原｜理｜阐｜释
1.（2023·全国乙卷32题，节选）酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是 ；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的 。
提示：高效性、专一性和作用条件较温和 空间结构
2.酶制剂适于在低温（0～4 ℃）下保存的原因是 。
提示：在0～4 ℃时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，因此酶制剂适于在低温（0～4 ℃）下保存
3.测定蛋白酶活性时不能用双缩脲试剂检验蛋白质是否被蛋白酶水解，原因是
。
提示：蛋白酶也是蛋白质，可以与双缩脲试剂发生显色反应
4.ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解的原因是 。
提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酸键这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解
5.若要利用适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5％FeCl3溶液、0.01％过氧化氢酶溶液等材料用品，设计实验同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，请简要写出实验思路及预期的实验结果
。
提示：①实验思路：实验分三支试管（组），分别为加入等量过氧化氢和过氧化氢酶、过氧化氢和FeCl3溶液、过氧化氢和蒸馏水；或取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量且等量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。观察各试管（组）中释放气泡（氧气）的快慢。
②预期的实验结果：O2的释放速度从快到慢依次是加过氧化氢酶溶液的试管（组）、加FeCl3溶液的试管（组）、加蒸馏水的试管（组）
突破点 运用科学思维分析酶和ATP核心知识
酶的抑制剂与酶促反应速率
（2021·湖北高考21题，改编）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，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。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。取两支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液，一段时间后，测定两试管中酶的活性，然后将两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。以下实验结果可以证明甲物质为可逆抑制剂，乙物质为不可逆抑制剂的是（ ）
A.透析后，两组的酶活性均比透析前高
B.透析前后，两组的酶活性均不变
C.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
D.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
解析：C 若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，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，C正确。
1.酶促反应速率与酶、底物的关系
Km是反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，Km值反映的是酶对底物的亲和力：Km越小，说明在较低的底物浓度下就可以达到酶促反应速率的一半，即酶对底物的亲和力高；反之，则低。
2.酶的抑制剂
（1）不可逆抑制剂
不可逆抑制剂与酶分子以共价键结合，过程不可逆，使酶永久失活，甚至使酶分子受到破坏，如某些重金属。
（2）可逆抑制剂
①竞争性抑制剂
竞争性抑制剂的结构和底物很相似，能和底物竞争酶的活性中心的结合位点，使酶不能与底物顺利结合，酶的平均活性下降；当底物浓度升高时，底物与酶的结合处于优势，甚至可能消除抑制剂对酶的抑制效果；所以竞争性抑制剂对酶促反应的最大反应速率没有影响，但Km会增大。
②非竞争性抑制剂
非竞争性抑制剂的结构和底物不同，不与底物竞争酶的结合位点，而是与酶分子的其他部位可逆结合，因此酶与抑制剂的结合不影响酶与底物的结合。非竞争性抑制剂可以降低一定量的酶的最大反应速度，但不改变酶对底物的亲和力，即Km不变。
1.（2024·山东临沂模拟）酶抑制剂包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂。竞争性抑制剂通过与底物争夺酶的结合位点来抑制酶的活性，非竞争性抑制剂通过与酶结合后改变酶的结合位点的结构来抑制酶的活性。下图表示相同酶溶液分别在无抑制剂、两种不同抑制剂条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的情况。已知该实验中只使用了一种酶，下列说法错误的是（ ）
A.甲组为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系
B.乙组反应体系中加入了竞争性抑制剂，增加底物浓度能促进反应速率提高
C.丙组反应体系中加入了非竞争性抑制剂，增加酶浓度不能促进反应速率提高
D.甲组在底物浓度为15时再加入相同的酶，酶促反应速率将呈现上升趋势
解析：C 甲组为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系，其反应速率均高于加入了竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的反应速率，A正确；乙组为竞争性抑制剂与酶结合后的反应速度曲线，其特点是随着底物浓度的增加，底物与酶结合的频率增大，反应速度逐渐增强，B正确；丙组为非竞争性抑制剂与酶结合后的反应速度曲线，其特点是酶的结构被改变，酶不再与底物结合，即使增加底物浓度也不能提高反应速度，但是可以通过增加酶浓度来促进反应速率提高，C错误；甲组在底物浓度为15时，酶促反应速率已达最大，限制酶促反应速率的因素为酶，故甲组在底物浓度为15时再加入相同的酶，酶促反应速率将呈现上升趋势，D正确。
2.（2024·湖南怀化模拟）酶抑制剂能降低酶的活性，主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。图1表示两种抑制剂的作用机理；图2为最适温度下酶促反应曲线，Km表示最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度。下列相关说法错误的是（ ）
A.酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子
B.竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除
C.加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值不变
D.Km值越小，酶与底物亲和力越高
解析：A 酶的化学本质为蛋白质或RNA，蛋白质类酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子，而RNA酶合成场所不是核糖体，A错误；竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除，因为可以增大底物与酶的接触概率，B正确；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，改变酶的构象或阻止产物生成，降低酶的催化活性。即使底物能与酶结合，也无法得到产物。高浓度的底物不能使这种抑制作用逆转。故加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值不变，C正确；Km值越小，说明在底物浓度较低时就达到了Vmax，说明酶与底物亲和力高，D正确。
酶的实验设计与分析
（2024·浙江1月选考17题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。
步骤 处理 试管1 试管2
① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL
② HCl溶液（6 mol/L） — 0.2 mL
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时
⑤ HCl溶液（6 mol/L） 0.2 mL —
⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量
下列叙述错误的是（ ）
A.低温提取以避免PAL失活
B.30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C.④加H2O补齐反应体系体积
D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
解析：B 温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②中试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。
探究酶特性的相关实验设计
3.（2024·广东广州二模）甲试管中装有2 mL可溶性淀粉溶液、2 mL酶①溶液；乙试管中装有2 mL蔗糖溶液、2 mL酶①溶液；丙试管中装有2 mL可溶性淀粉溶液、2 mL酶②溶液。利用上述试管验证酶的专一性。下列有关该实验的叙述，正确的是（ ）
A.验证酶的专一性时，只需要考虑自变量的影响，不需要考虑无关变量
B.若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时可选用碘液作为检测试剂
C.若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂
D.甲试管中加入的淀粉溶液、酶溶液都是2 mL，是为了排除无关变量的干扰
解析：C 验证酶的专一性时，实验的自变量应为酶的种类或底物的种类，且实验设计遵循单一变量原则，需控制无关变量相同且适宜，A错误；若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时不可选用碘液作为检测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解，B错误；若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂，根据是否有还原糖的生成判断淀粉是否被水解，C正确；甲试管中加入的底物量与酶量相等，是为了保证在合理的浓度和用量下，反应能顺利进行，D错误。
4.（2024·黑龙江哈尔滨三模）为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水夹H2O2溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是（ ）
A.水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数
B.先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始
C.各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜
D.该实验装置也可用来验证酶具有高效性
解析：B 水槽中滴几滴黑墨水，量筒中收集气体后可形成透明空气柱，便于观察量筒内的氧气体积读数，A正确；先打开分止水夹，再打开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管，可保证各组实验同时开始，B错误；本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，除了自变量缓冲液的pH不同外，其他无关变量应保持相同且适宜，C正确；可用该装置进一步验证“过氧化氢酶的高效性”，则实验的自变量为催化剂的种类，即在缓冲液中加入氯化铁溶液，其他条件均相同，D正确。
NTP、dNTP与能量代谢
（2024·全国甲卷2题）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成。ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键。下列叙述错误的是（ ）
A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂
D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键
解析：C 离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本组成单位之一），故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。
1.明确ATP与核酸的关系
2.磷酸肌酸与ATP
（1）磷酸肌酸是肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物。细胞在急需供能时，在酶的催化下，可生成ATP，以维持细胞中ATP含量的相对稳定：
磷酸肌酸（C～Pi）＋ADPATP＋肌酸（C）
（2）ATP-磷酸肌酸供能系统
进行百米赛跑的前数秒，ATP主要来源于磷酸肌酸；200～400 m赛跑，ATP主要靠无氧呼吸产生；较长时间的运动，如马拉松，主要靠有氧呼吸供应ATP。
5.（2024·山东滨州一模）GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时，在其他蛋白的介导下，发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩，使线粒体一分为二。下列说法正确的是（ ）
A.GTP因含有三个特殊化学键而具有较高能量
B.线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能
C.一般情况下，发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活
D.环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成
解析：B 分析题意，GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，推测其结构简式应为G—P～P～P，含有两个特殊化学键，A错误；结合题意分析可知，发动蛋白具有GTP酶活性，说明其具有催化作用，且线粒体分裂时发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，该过程体现了发动蛋白具有运动功能，B正确；结合题干信息“线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白”可知，一般情况下，发动蛋白在细胞质基质中等待激活，C错误；分析题意可知，环线粒体的纤维状结构是由发动蛋白等组成的，蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成，D错误。
6.（2024·江西赣州模拟）磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下，将自身的磷酸基团转移给ADP分子，合成ATP，有助于维持细胞内ATP含量稳定。研究人员对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的含量（单位为10－6mol·g－1），结果如下表所示。下列有关叙述，错误的是（ ）
物质种类 对照组 实验组
收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
A.肌酸激酶阻断剂的作用机理可能是改变了肌酸激酶的空间结构
B.肌酸激酶存在于肌肉细胞等多种细胞内，说明其不具有专一性
C.上述ATP的合成反应中伴随着磷酸基团的转移和能量的转化
D.实验组中数据表明，部分ATP水解可能生成了AMP而不是ADP
解析：B 据表中数据可知，实验组肌肉收缩前ATP含量为1.30，收缩后为0.75，低于对照组收缩后的1.30，说明肌酸激酶阻断剂能抑制ATP的合成，原理可能是改变了肌酸激酶的空间结构，A正确；肌酸激酶具有专一性，酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误；在肌酸激酶的催化下，将磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子中合成ATP，由ATP为肌细胞直接供能，C正确；据表中数据可知，实验组肌肉收缩前ATP含量为1.30，收缩后为0.75，ATP净消耗量为0.55；而肌肉收缩后ADP的净增加量为0.95－0.60＝0.35，说明部分ATP水解可能生成了AMP而不是ADP，D正确。
一、选择题
1.（2024·河北石家庄模拟）ATP和dATP是细胞中两类重要的能源物质，其分子结构如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A.ATP与dATP是同一种物质的两种不同存在形式
B.细胞中ATP和dATP的合成均伴随着吸能反应
C.ATP与dATP中的能量都储存在腺苷和磷酸基团之中
D.ATP和dATP脱去两个磷酸基团后均可参与核酸的合成
解析：D ATP是腺苷三磷酸，dATP是脱氧腺苷三磷酸，二者的五碳糖不同，是两种物质，A错误；ATP和dATP的合成均伴随着放能反应，B错误；ATP与dATP中的能量主要储存在特殊的化学键中（即图中“～”中），C错误；ATP和dATP脱去两个磷酸基团后分别为腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，均可作为核酸合成的原料，D正确。
2.（2024·辽宁沈阳模拟）某些具有特定序列的DNA也具有催化活性，它们被命名为DNAzymes。研究发现DNAzymes与镁较好地结合后能精确地破坏试管中的靶向RNA，而对其他RNA则没有影响，但该现象在细胞中很少发生。下列叙述错误的是（ ）
A.DNAzymes的基本组成单位是脱氧核苷酸
B.DNAzymes可能会催化磷酸二酯键的断裂
C.推测在细胞中，DNAzymes与镁的结合性较强
D.未来，DNAzymes可能用于HIV等疾病的治疗
解析：C DNAzymes是具有催化活性也具有特定序列的DNA，基本组成单位是脱氧核苷酸，A正确；研究发现DNAzymes与镁较好地结合后能精确地破坏试管中的靶向RNA，因此推测其可能会催化磷酸二酯键的断裂，使RNA被水解，B正确；根据题意可知，DNAzymes与镁较好地结合后才能发挥作用，但该现象在细胞中很少发生，因此推测在细胞中，DNAzymes与镁不易结合，C错误；HIV是以RNA为遗传物质的病毒，根据DNAzymes与镁较好地结合后能精确地破坏试管中的靶向RNA，可知，未来DNAzymes可能用于HIV等疾病的治疗，D正确。
3.（2024·山西临汾三模）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，这些反应离不开酶的催化作用。下列与酶有关的叙述错误的是（ ）
A.溶酶体内水解酶的合成、加工和运输需要核糖体、内质网、高尔基体的参与
B.细胞中各类化学反应能有条不紊进行，与细胞中酶的分布及酶的专一性有关
C.与无机催化剂相比酶具有高效性，是因为酶能为化学反应提供更多的活化能
D.酶制剂适合在低温下保存，是因为低温条件下酶的活性降低且酶的空间结构稳定
解析：C 核糖体是合成蛋白质的场所，内质网和高尔基体是蛋白质的加工场所；溶酶体内水解酶的合成、加工和运输需要核糖体、内质网、高尔基体的参与，A正确。酶具有专一性和高效性，细胞中各类化学反应能有条不紊地进行，与细胞中酶的分布及酶的专一性有关，B正确。酶作用的实质是降低化学反应的活化能，与无机催化剂相比酶具有高效性，是因为酶能显著降低化学反应的活化能，C错误。低温下酶的活性受到抑制而空间结构不改变，故酶制剂适合在低温下保存，D正确。
4.（2024·江西模拟）科研人员对甜菜夜蛾进行了抗药性检测，发现昆虫体内与抗性相关的解毒酶主要包括多功能氧化酶（MFO）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）、羧酸酯酶（CarE）等。下列叙述错误的是（ ）
A.昆虫体内的酶发挥作用时一定伴随ADP的产生
B.MFO、GST是活细胞产生的具有催化活性的有机物
C.温度、pH会影响昆虫体内酶的活性
D.可使用解毒酶抑制剂来增强杀虫剂的作用
解析：A 酶可以降低化学反应的活化能，发挥作用时未必消耗ATP，不一定伴随ADP的产生，A错误；MFO、GST本质是酶，是活细胞产生的具有催化活性的有机物，B正确；温度、pH会影响昆虫体内酶的活性，C正确；昆虫体内与抗性相关的解毒酶主要包括多功能氧化酶（MFO）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）、羧酸酯酶（CarE）等，可使用解毒酶抑制剂来增强杀虫剂的作用，D正确。
5.（2024·陕西安康模拟）如图表示在适宜pH、不同温度下，淀粉在有淀粉酶和无淀粉酶（也无其他催化剂）两种条件下的分解速率变化曲线。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A.图中曲线Ⅰ、Ⅱ对照，说明酶具有专一性的特点
B.若改变pH，则曲线Ⅰ的最大值会改变，但Q点一般不会改变
C.若要长时间保存该淀粉酶，考虑将保存温度设置为Q点
D.可利用可溶性淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响
解析：B 图中Ⅰ、Ⅱ两曲线对照可说明酶具有催化作用，专一性需与其他种类酶进行对比，A错误；图中条件为pH适宜，若改变pH，酶活性降低，但是酶的最适温度不变，故曲线Ⅰ的最大值改变，Q点一般不变，B正确；酶适宜在低温、最适pH条件下保存，C错误；由于可溶性淀粉在酸性条件下也会被水解，因此不可利用可溶性淀粉和淀粉酶探究pH对酶活性的影响，D错误。
6.（2024·湖南衡阳模拟）马达蛋白能结合并催化ATP水解，利用其中特殊化学键的转移势能沿着细胞骨架定向行走，进而将其所携带的细胞器或大分子物质送到特定位置。下列叙述正确的是（ ）
A.马达蛋白同时具有ATP合酶与水解酶的活性
B.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞中均能合成ATP
C.ATP依次水解三个磷酸基团均产生较高的转移势能
D.代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
解析：B 马达蛋白能催化ATP水解，具有ATP水解酶的活性，A错误；一般来说，活细胞均能合成ATP，B正确；ATP末端的两个磷酸基团具有较高的转移势能，C错误；细胞代谢旺盛时，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，两者处于平衡状态，D错误。
7.（2024·辽宁沈阳三模）E3泛素连接酶在细胞代谢中发挥重要作用，其功能的发挥依赖于该酶复杂的空间构象。下列叙述错误的是（ ）
A.E3泛素连接酶能够与底物结合并降低化学反应的活化能
B.过酸和过碱都会导致E3泛素连接酶的空间构象发生改变
C.E3泛素连接酶发挥作用后会立即被细胞内其他酶系降解
D.温度过高和过低对E3泛素连接酶造成的影响不相同
解析：C 酶的作用机理是降低化学反应的活化能，因此，E3泛素连接酶能够与底物结合并降低化学反应的活化能，A正确；酶的作用条件温和，高温或过酸、过碱都会导致E3泛素连接酶的空间构象发生改变，B正确；E3泛素连接酶发挥作用后不会立即被细胞内其他酶系降解，C错误；温度过高和过低对E3泛素连接酶造成的影响不相同，前者会导致酶失活，而后者会引起酶活性下降，但适宜温度后酶活性会提高，D正确。
8.（2024·河北保定二模）β-葡萄糖苷酶能催化纤维素水解，实验小组测定了温度对该酶活性的影响，实验结果如图所示。根据实验结果，不能得出的结论是（ ）
A.高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性
B.42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的稳定性逐渐下降
C.各温度条件下，酶的活性可用斐林试剂进行检测
D.37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同
解析：C 高温保存会破坏酶的空间结构，降低其活性，甚至使酶失活，A正确；由图可知，在42 ℃时，随着反应时间的延长，酶的活性逐渐下降，酶的稳定性逐渐下降，B正确；各温度条件下，斐林试剂可以检测生成物葡萄糖的存在，但不能检测浓度，故酶的活性不可用斐林试剂进行检测，C错误；37 ℃时，纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同，因为两温度下酶活性差不多，反应时间越长底物消耗量越多，D正确。
9.（2024·河北沧州三模）人胰脂肪酶主要由胰腺腺泡细胞分泌，其活性受板栗壳黄酮等影响，相关实验结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.胰脂肪酶催化脂肪水解时会降低反应所需的活化能
B.温度属于该实验的无关变量，对实验结果几乎无影响
C.pH影响酶活性，图2实验组胰脂肪酶的最适pH增大
D.板栗壳黄酮或可作减肥药，减少人体对脂肪酸的吸收
解析：B 酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A正确；温度属于该实验的无关变量，应保持相同且适宜，若温度不适宜对该实验的影响较大，B错误；pH影响酶活性，图2实验组胰脂肪酶的最适pH增大，C正确；由图可知，加入板栗壳黄酮的酶活性明显低于对照组，说明板栗壳黄酮对酶有抑制作用，所以板栗壳黄酮或可作减肥药，减少人体对脂肪酸的吸收，D正确。
10.（2024·辽宁大连模拟）丙酮酸激酶（PK）可参与下图所示的生化反应。人体红细胞中缺乏PK会引起Na＋积累，造成溶血，导致丙酮酸激酶缺乏症（PKD）。
磷酸烯醇式丙酮酸＋ADP丙酮酸＋ATP
以下推测合理的是（ ）
A.该反应发生在红细胞的线粒体中
B.该反应与细胞内的吸能反应相联系
C.Na＋积累会引起红细胞渗透压升高
D.使用PK抑制剂能够有效治疗PKD
解析：C 人体成熟的红细胞中没有线粒体，A错误；许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，B错误；Na＋积累，导致细胞内离子的浓度增加，会引起红细胞渗透压升高，C正确；人体红细胞中缺乏PK会引起PKD，使用PK抑制剂不能治疗PKD，D错误。
二、非选择题
11.（2024·云南昆明模拟）为了研究pH对某种酶活性的影响，科研小组设置了三个实验：A组（pH＝7）、B组（pH＝9）和C组（pH＝5），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个pH条件下，酶活性最高的是 A 组。酶活性是指 酶催化特定化学反应的能力 。
（2）上述实验操作顺序合理的是 ①③②⑤④ 。
①加入酶 ②加入底物 ③调节溶液pH ④相同时间后终止酶促反应，检测产物浓度 ⑤保温并计时
（3）如果在时间t1时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t2时，C组产物总量 不变 ，原因是 C组条件下，t1时酶已失活，即使增加底物，产物总量也不会增加 。
（4）为进一步测定该酶催化作用的最适pH，请简要写出实验思路 在pH为5～9的范围内设置pH梯度，分别测定酶活性，则峰值所对应的pH即为该酶的最适pH 。
解析：（1）分析图，三个pH条件下，酶活性最高的是A组pH＝7时，曲线上升的斜率较大，酶活性是指酶催化特定化学反应的能力。（2）研究pH对某种酶活性的影响时，操作顺序为①加入酶；③调节溶液pH；②加入底物；⑤保温并计时；④相同时间后终止酶促反应，检测产物浓度。（3）C组条件下，pH＝5，在时间t1时酶已失活，向C组反应体系中即使增加2倍量的底物，产物总量也不会增加，C组产物总量不变。（4）为进一步测定该酶催化作用的最适pH，可以缩小pH梯度，在pH为5～9的范围内设置pH梯度，分别测定酶活性，则峰值所对应的pH即为该酶的最适pH。
一、选择题
1.（2024·山西晋中模拟）酶的“诱导契合学说”认为，酶活性中心的结构原来并不和底物的结构完全吻合，当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生变化，有关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上脱落后，酶活性中心又恢复到原构象。下列说法错误的是（ ）
A.酶活性中心的构象变化有利于生化反应的进行
B.底物和酶契合形成络合物为生化反应降低了活化能
C.低温条件下酶的空间结构稳定，不会影响酶的催化效率
D.酶活性中心的构象发生变化的过程没有发生肽键的断裂
解析：C 由题干“当底物与酶相遇时可诱导酶活性中心的构象发生变化，相关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物，进而生成产物”可知，酶活性中心的构象发生变化有利于生化反应的进行，A正确；酶催化化学反应的机理是降低化学反应所需的活化能，故酶与底物形成络合物时，降低了底物转化成产物所需的活化能，B正确；低温条件下酶的空间结构稳定，但酶活性降低，会影响酶的催化效率，C错误；据图可知，酶活性中心构象发生变化后在一定条件下还可复原，说明该过程肽键并未断裂，否则变形过程无法恢复，D正确。
2.（2024·山东菏泽模拟）天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）具有催化亚基和调节亚基，ATP和CTP均可与调节亚基结合。在反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP，反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是（ ）
A.据图可知，ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂
B.ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性
C.底物浓度相同时，加入CTP组比对照组的最终生成物量会减少
D.同时加入适量ATP和CTP可能会使CTP对ATCase的作用减弱
解析：C CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶的结合，从曲线图可以看出，与对照相比，加入ATP后反应速率加快，加入CTP后反应速率变慢，说明ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂，A正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性，B正确；产物的多少取决于底物量，CTP只是减慢了反应速率，不会改变最终的产物生成量，C错误；CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶的结合，从曲线图可以看出，加入ATP后可能增强了酶与底物天冬氨酸的亲和性，使反应进行得更快，加入CTP后在相同底物浓度下反应速率变慢，CTP可作为天冬氨酸转氨甲酰酶的抑制剂发挥作用，若同时加入ATP和CTP，ATP有可能会削弱CTP对该酶的抑制作用，D正确。
3.（2024·辽宁模拟）蛋白激酶和蛋白磷酸酶是信号通路的“开关分子”，即蛋白激酶能催化蛋白质的磷酸化过程，蛋白磷酸酶能催化蛋白质的去磷酸化过程，其机理如下图。下列相关叙述正确的是（ ）
A.蛋白质的磷酸化属于放能反应，反应过程伴有ATP水解
B.蛋白磷酸酶的作用机理是降低蛋白质去磷酸化的活化能
C.蛋白质发生磷酸化会导致细胞中ADP大量积累
D.载体蛋白磷酸化导致其构象发生不可逆的改变
解析：B 通过图示可知，蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP，与ATP的水解相联系，属于吸能反应，A错误；酶的作用机理是降低反应所需的活化能，因此图中蛋白磷酸酶的作用机理是降低蛋白质去磷酸化的活化能，B正确；细胞中ATP的含量较少但是相对稳定，是因为ATP与ADP相互转化处于动态平衡之中，因此蛋白质发生磷酸化不会导致细胞中ADP大量积累，C错误；蛋白激酶作用于载体蛋白后，催化载体蛋白的磷酸化，ATP末端的磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，导致其空间结构发生了改变，将它所结合的离子或分子从细胞膜的一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状，因此载体蛋白磷酸化导致其构象发生的是可逆的改变，D错误。
4.（2024·安徽合肥二模）氨甲酰转移酶是大肠杆菌胞苷三磷酸（CTP）合成代谢的关键酶，由12条肽链分别构成多个与底物结合的催化亚基、多个与调节物（CTP和ATP）结合的调节亚基。该酶在溶液中存在R态和T态两种活性不同的构象，调节物或底物的结合均会影响其构象并会使反应的速率发生变化，如图所示。下列关于该酶的说法正确的是（ ）
A.至少含游离的氨基和羧基各12个，各亚基间主要通过肽键相连
B.ab段的变化原因是底物与催化亚基的结合使更多酶向T态转变
C.ATP的结合能进一步提高该反应的活化能，从而使酶的活性升高
D.CTP能反馈调节该酶的活性，有利于细胞内CTP含量的相对稳定
解析：D 肽链上相邻氨基酸通过肽键相连，氨甲酰转移酶的12条肽链之间不是通过肽键相连的，而是通过其他化学键如二硫键相连，A错误；ab段的酶促反应速率增大的原因是底物浓度增加，加快了酶促反应的进行，不是因为底物与催化亚基的结合使更多酶向T态转变，B错误；ATP的结合能加快酶促反应的速度，说明降低了化学反应所需的活化能，C错误；CTP是该酶促反应的产物，产物CTP增多，会减弱该酶促反应的速率，从而减弱CTP产生的速度，有利于细胞内CTP含量的相对稳定，D正确。
5.（2024·辽宁丹东二模）超高压技术和木瓜蛋白酶广泛应用于食品工业，为探究木瓜蛋白酶在高压食品体系中的应用，某科研小组将木瓜蛋白酶溶液分别在0.1 MPa（对照组）、200 MPa和600 MPa的压力下处理，测定其平均氢键数量（处理50纳秒（ns）的平均值）和木瓜蛋白酶相对活性变化的数据（注：氢键是稳定蛋白质空间结构的重要非共价结合力），下列说法正确的是（ ）
压力 0.1 MPa 200 MPa 600 MPa
平均氢键数（个） 157.5 155.5 150.5
木瓜蛋白酶 相对活性（％） 100 120 80
A.木瓜蛋白酶是具有催化作用的有机物，基本单位是氨基酸和核糖核苷酸
B.实验过程中适当增加木瓜蛋白酶的浓度会增加木瓜蛋白酶的相对活性
C.实验结果表明，木瓜蛋白酶适宜在最适温度、最适pH和200 MPa压力下保存
D.600 MPa下，木瓜蛋白酶的相对活性降低可能与该压力下酶的空间结构被破坏有关
解析：D 木瓜蛋白酶是具有催化作用的有机物，化学本质是蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误；酶的浓度不会影响酶的活性，B错误；酶应该在低温条件下保存，抑制其活性，C错误；600 MPa下，木瓜蛋白酶的相对活性降低，可能与该压力下酶的空间结构被破坏有关，空间结构被破坏酶就会失去活性，不能起催化作用，D正确。
6.（2024·黑龙江大庆模拟）某地红粒小麦的穗发芽率明显低于白粒小麦，已知穗发芽率与淀粉水解有关。为探究α-淀粉酶和β-淀粉酶活性在两种小麦穗发芽率差异中的作用，科研人员取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨制成提取液，经相应处理后进行了如下实验：
甲组：红粒管1、白粒管1各加入相应提取液0.5 mL→加入1 mL缓冲液→加入适量某试剂使α-淀粉酶失活→加入1 mL淀粉→37 ℃保温适当时间→冷却至常温加适量碘液
乙组：红粒管2、白粒管2各加入相应提取液0.5 mL→加入1 mL缓冲液→X处理→加入1 mL淀粉→37 ℃保温适当时间→冷却至常温加适量碘液
结果显示：甲组两管显色结果无明显差异，乙组的红粒管2颜色显著深于白粒管2
下列叙述错误的是（ ）
A.乙组实验中的“X处理”是加入等量某试剂使β-淀粉酶失活
B.依据植物细胞中酶的特性，本实验保温温度应适当降低
C.实验结果表明α-淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因
D.红、白粒小麦提取液应去除淀粉，加入缓冲液的目的是维持pH
解析：B 结合两组实验可知，乙组实验中的X处理是加入等量某试剂使β-淀粉酶失活，甲、乙两组分别让α-淀粉酶、β-淀粉酶失活，利用减法原理，分别研究β-淀粉酶、α-淀粉酶活性对发芽率的影响，A正确；依据植物细胞中酶的特性，本实验保温温度应适宜，B错误；由题意可知，甲组中加入适量某试剂使α-淀粉酶失活后两管显色结果无明显差异，两管中各自的β-淀粉酶在起作用，说明β-淀粉酶活性与小麦穗发芽率关系不大，α-淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因，C正确；红、白粒小麦提取液应去除淀粉，加入缓冲液的目的是维持pH，排除无关变量的影响，保证酶的最适pH，D正确。
二、非选择题
7.（2024·河南郑州模拟）为揭示Cl－及柑橘黄酮对胰淀粉酶活性和淀粉体外消化的影响，为淀粉体外消化实验以及柑橘黄酮功能食品的开发提供参考，科研人员在有（或无）Cl－的基础上，研究一定浓度的柑橘黄酮对淀粉水解产物还原糖含量变化的影响，结果如图所示。回答下列问题：
（1）本实验的底物为淀粉，胰淀粉酶在体外可水解淀粉的条件是 适宜的温度和pH ，衡量胰淀粉酶活性的高低可根据 单位时间内麦芽糖的生成量 （需写出具体还原糖）判断。如果用斐林试剂进行检测，不能得出实验结果的原因是 斐林试剂只是与还原糖在水浴加热条件下形成砖红色沉淀，不能准确确定麦芽糖的含量变化 。
（2）本实验的自变量是 Cl－的有无和黄酮的有无（时间） ，对无关变量控制的要求是 相同且适宜 。
（3）根据实验结果，推测Cl－是胰淀粉酶激活剂，依据是 加入Cl－的实验组中，还原糖的含量均比不加Cl－的多 ，10 mmol/L Cl－相当于食盐摄入量4.5g/d，是正常人日常摄入食盐的量，能充分激活胰淀粉酶，因此在研究淀粉类食物体外消化特征时，应进行的操作是 添加适量的Cl－ ，该操作的目的为 保证体外实验中胰淀粉酶处于激活状态 。
（4）根据 ①②或③④ 组（填序号）的比较可知，黄酮对胰淀粉酶活性的作用没有影响，依据是 无Cl－处理的条件下，无论是否有黄酮处理，还原糖的产量几乎相同（有Cl－处理的条件下，无论是否有黄酮处理，还原糖的产量也几乎相同） 。
解析：（1）酶活性的发挥需要适宜条件，本实验的底物为淀粉，胰淀粉酶在体外可水解淀粉的条件是适宜的温度和pH；胰淀粉酶可将淀粉分解为麦芽糖，胰淀粉酶的活性可用单位时间内麦芽糖的产生量表示；由于斐林试剂只是与还原糖在水浴加热条件下形成砖红色沉淀，不能准确检测麦芽糖的含量变化，故本实验如果用斐林试剂进行检测，不能得出实验结果。（2）分析题意，本实验科研人员在有（或无）Cl－的基础上，研究一定浓度的柑橘黄酮对淀粉水解产物还原糖含量变化的影响，根据处理方式可知，该实验的自变量是Cl－的有无和黄酮的有无及处理时间。（3）据图可知，无Cl－处理组的还原糖的产量小于有Cl－处理组，有Cl－处理组，反应速率更快，说明Cl－可提高胰淀粉酶降低反应活化能的能力，即推测Cl－是胰淀粉酶激活剂；由于Cl－能充分激活胰淀粉酶，因此在研究淀粉类食物体外消化特征时，应进行的操作是添加适量的Cl－，以保证体外实验中胰淀粉酶处于激活状态。（4）对比①②或③④组可知，无Cl－处理的条件下，无论是否有黄酮处理，还原糖的产量几乎相同（有Cl－处理的条件下，无论是否有黄酮处理，还原糖的产量也几乎相同），可推测黄酮对胰淀粉酶活性的作用没有影响。
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