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第08讲 酶和ATP
目录 01 课标达标练 【题型一】酶的本质与作用机理 【题型二】酶的特性 【题型三】酶促反应的影响因素 【题型四】ATP的结构与功能 【题型五】ATP与ADP的相互转化 02 能力突破练（新角度+新情境+新考法） 03 高考溯源练（含2025年高考真题）
题型一 酶的本质与作用机理
1．下列关于酶的说法正确的是（ ）
A．生物体内的酶都是在核糖体上合成的
B．离子泵既可运输物质也可催化化学反应
C．酶可以为化学反应提供更多的活化能
D．细胞内所有的化学反应都需要酶的催化
【答案】B
【解析】A、生物体内的酶大多数是蛋白质（在核糖体合成），但少数酶是RNA（如核酶），RNA合成场所主要在细胞核通过转录形成，并非核糖体，A错误；
B、离子泵作为载体蛋白，在进行主动运输时能转运离子，同时具有ATP水解酶的活性，可催化ATP水解供能，B正确；
C、酶的作用是降低化学反应的活化能，而非提供活化能，C错误；
D、细胞内绝大多数化学反应需要酶催化，但并非所有反应（如某些物理扩散或自发反应）都需要酶，D错误。
2．多酶片是一种可以治疗消化不良、食欲不振的药物，如图是多酶片的结构模式图。下列叙述错误的是（　　）
A．胃蛋白酶进入小肠后可能会失活或者被胰蛋白酶水解
B．胰脂肪酶催化脂肪水解的实质是提供化学反应所需的活化能
C．对于吞咽药片困难的患者，碾碎后服用多酶片，其功效明显减弱
D．肠溶衣在胃液中不易被溶解，可以保护胰蛋白酶等的活性
【答案】B
【解析】A、胃蛋白酶的最适 pH 在 1.5 - 2.2，小肠内 pH 约为 7.6，胃蛋白酶进入小肠后，由于 pH 不适宜，可能会失活；同时胃蛋白酶是蛋白质，胰蛋白酶可以催化蛋白质水解，所以胃蛋白酶进入小肠后可能会被胰蛋白酶水解，A 正确；
B、 酶催化化学反应的实质是降低化学反应所需的活化能，而不是提供活化能，B 错误；
C、 多酶片的肠溶衣可以保护其中的胰蛋白酶等在胃中不被破坏，若碾碎后服用，肠溶衣被破坏，胰蛋白酶等会在胃中被破坏，其功效明显减弱，C 正确；
D、 肠溶衣不溶于胃液，可溶于肠液，这样能在胃液中保护胰蛋白酶等不被溶解，从而保证其活性，D 正确。
3．下图是某种核酶催化反应的示意图，下列叙述正确的是（　　）
A．该酶可与双缩脲试剂反应生成紫色物质
B．该酶与底物通过氢键连接形成酶——底物复合物
C．在该酶的催化下底物被彻底水解
D．该酶的催化活性不受温度影响
【答案】B
【解析】A、据图中反应产物可知，此反应的底物是RNA，该酶是一条单链，有5'端和3'端，故该酶是RNA类的物质，而双缩脲试剂是与蛋白质发生紫色反应，此酶不能与双缩脲试剂反应生成紫色物质，A错误；
B、该酶与底物均为RNA类的物质，通过氢键连接形成复合物，B正确；
C、该酶只将底物水解成了两个RNA片段，并没有彻底水解，C错误；
D、该酶由氢键形成了一定的空间结构，温度会影响氢键的形成和断裂，故将影响该酶的空间结构，也会影响其催化活性，D错误。
4．食品检测时常用涂有胆碱酯酶的“农药残留速测卡”检测菠菜表面是否残留有机磷农药，操作过程如图所示（操作后将速测卡置于37℃恒温箱装置中10min为佳），其原理为：胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质，有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。下列叙述正确的是（ ）
A．将农药残留速测卡置于常温下保存可延长有效期
B．秋冬季节检测，“红色”和“白色”的叠合时间应适当延长
C．“白色”药片呈现的蓝色越深，说明菠菜表面残留的有机磷农药越多
D．每批测定应设置滴加等量菠菜浸洗液到“白色药片”上的空白对照卡
【答案】B
【解析】A、农药残留速测卡发挥作用依赖于胆碱酯酶，保存酶应该在低温环境下可以延长有效期，A错误；
B、秋冬季节温度较低，酶的活性减弱，检测时，为保证结果准确性，“红色”和“白色”的叠合时间应适当延长，B正确；
C、、“白色”药片呈现的蓝色越深，说明菠菜表面残留的有机磷农药越少，对胆碱酯酶的抑制作用越弱，C错误；
D、每批测定应设置滴加等量纯净水到“白色药片”上的空白对照卡，D错误。
故选B。
5．过渡态是指化学反应过程中反应物达到的能量最高状态。根据过渡态理论，没有催化剂作用的化学反应进程示意图如图所示，其中E1、E2代表相应过程所需的能量，下列有关分析正确的是（ ）
A．酶能降低图中E2代表的活化能
B．加热能降低图中E1代表的活化能
C．pH能影响酶使反应物转化到过渡态所需的时间
D．酶的用量能影响图中E1代表的能量多少
【答案】C
【解析】A、酶和无机催化剂均能降低图中E1代表的活化能，A错误；
B、加热能够为反应提供能量，不是降低图中E1代表的活化能，B错误；
C、pH能影响酶的活性，酶的活性不同，反应物转化到过渡态所需的时间不同，C正确；
D、酶的用量不能影响图中E1代表的能量多少，只影响反应完成所需的时间，D错误。
题型二 酶的特性
6．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
【答案】D
【解析】A、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；
B、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；
C、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；
D、 转化率=产物量/底物量×100%，2h时，500g·L-1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量=底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。
7．科研人员用蘸有不同液体的棉签在淀粉-琼脂块上分别涂抹了5个圆点位置(如图)，然后将该淀粉-琼脂块放入37℃恒温箱中保温，充足时间后取出，在圆点处滴加碘液处理1min后冲洗掉碘液，观察圆点位置的颜色变化。下列说法错误的是（ ）
A．圆点①②③⑤处的颜色相同，与④处的不同
B．圆点②③处的淀粉酶空间结构发生不可逆改变
C．圆点②④处的结果可说明高温使淀粉酶失活
D．圆点④⑤处的结果可用于验证酶的专一性
【答案】A
【解析】A、淀粉酶可水解淀粉一琼脂块上的淀粉，再用碘液检测淀粉是否被水解，煮沸的新鲜唾液(②)、与盐酸混合的新鲜唾液(③)中的淀粉酶均变性失活，但盐酸可以使淀粉水解，清水(①)和2%的蔗糖酶溶液(⑤)不能使淀粉水解，所以圆点①②⑤处的颜色均为蓝色，圆点③④处可能是无色或较浅蓝色，A错误；
B、唾液里的唾液淀粉酶本质是蛋白质，而高温、过酸都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，B正确；
C、圆点②④形成对照，自变量是唾液是否高温处理，②④处的结果可说明明高温使淀粉酶失活，C正确；
D、圆点④⑤形成对照，自变量酶的种类，④有淀粉酶，⑤有蔗糖酶，④⑤处的结果可用于探究酶的专一性，D正确。
8．如图是某类酶发挥作用的模型。据图分析，下列叙述正确的是（　　）
A．b是具有催化作用的酶 B．c和d是a的分解产物
C．该模型体现了酶的专一性 D．该模型体现了酶的高效性
【答案】C
【解析】AB、a在反应前后没有变化，所以a代表酶，b代表底物，c和d是b的分解产物，AB错误；
CD、该模型的含义是：酶a与底物b专一性结合，催化化学反应的发生，产生了产物c和d，所以该模型可以解释酶的专一性，但不能解释酶的高效性，C正确，D错误。
9．某真菌中存在一种水解酶，科研人员研究pH对该酶活性的影响。他们在30℃条件下，设置不同pH缓冲液环境，加入等量且足量的相同底物溶液和等量的酶液，分别在反应30分钟、1小时和2小时后，测定产物生成量（单位：mmol）。实验结果如下表所示：
反应时间 pH5.0 pH6.0 pH7.0 pH8.0
30min 0.4 0.9 1.2 0.1
1h 0.6 1.3 1.5 0.1
2h 0.9 1.6 1.6 0.1
根据实验结果分析，下列叙述错误的是（ ）
A．该酶发挥作用的最适pH在6.0到8.0之间
B．若要长期保存该酶，应保存在pH=8.0的条件下
C．pH=6.0时的产物最终产量与pH=7.0时相同，但酶活性不相同
D．科研人员设置30℃的温度条件，很可能是因为30℃为该酶促反应的最适温度
【答案】B
【解析】A、在最适宜的温度下，酶的活性最高，由表中数据看出，pH6.0~7.0 时活性较高，而 pH8.0 时活性几乎丧失。由于 6.0~8.0 范围包含了活性最高的 pH 区间，因此该说法合理，A正确；
B、长期保存酶应选择最适pH以维持结构稳定。pH8.0时产物量极低，可能因酶变性失活，保存此条件不合理，B错误；
C、pH6.0和7.0的最终产物量相同（1.6mmol），说明底物耗尽，但pH7.0的反应速率更快，表明酶活性更高，C正确；
D、研究pH对酶活性的影响时，需将温度控制在最适温度（如30℃）以排除干扰，D正确。
10．五峰宜红茶和利川功夫茶都是湖北省享誉海内外的红茶。发酵是红茶制作的关键工序，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的醌类物质。科研人员探究了高温因素对PPO活性的影响，结果如图所示。以下叙述错误的是（　　）
A．制作绿茶时，先高温炒制茶叶可以有效防止茶叶变色
B．探究过程中是先将底物和酶溶液混合后再放在相应温度下保温一段时间
C．温度越高，PPO保持活性的时间越短，PPO粗提取液应在低温下临时保存
D．PPO的相对活性可用单位时间内多酚类物质的消耗量或者醌类物质的生成量来表示
【答案】B
【解析】A、制作绿茶时，需要保持茶叶的绿色。由题干可知，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的醌类物质，而高温会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。所以先高温炒制茶叶，可使多酚氧化酶（PPO）失活，从而有效防止茶叶变色，A正确；
B、在探究温度对酶活性的影响实验中，应先将底物和酶溶液分别放在相应温度下保温一段时间，使它们达到预设温度，然后再将相同温度下的底物和酶溶液混合，以保证反应是在预设温度下进行的。如果先将底物和酶溶液混合后再放在相应温度下保温一段时间，在混合过程中酶就已经开始催化反应，会影响实验结果的准确性，B错误；
C、从图中可以看出，随着温度的升高，PPO保持活性的时间越短，说明高温会加速酶的失活。为了保持PPO的活性，PPO粗提取液应在低温下临时保存，因为低温条件下酶的活性受到抑制，但空间结构稳定，不会失活，C正确；
D、酶的活性可以用单位时间内底物的消耗量或者产物的生成量来表示。在本题中，PPO能催化无色的多酚类物质氧化为褐色的醌类物质，所以PPO的相对活性可用单位时间内多酚类物质的消耗量或者醌类物质的生成量来表示，D正确。
题型三 酶促反应的影响因素
11．下图为温度、pH和底物浓度影响酶促反应速率关系曲线图，相关叙述正确的是（ ）
A．甲曲线中，bc段反应速率不变的原因是酶的空间结构被破坏
B．影响乙曲线的因素是pH，影响丙曲线的因素是温度
C．丙曲线中，g点与i点酶的空间结构都可能改变且不能恢复
D．乙曲线中，e点比f点为化学反应提供的活化能多
【答案】C
【解析】A 、甲曲线（底物浓度影响 ）中，bc 段反应速率不变是因底物浓度饱和，酶数量有限，并非酶空间结构破坏（空间结构破坏会使酶失活，反应速率下降 ），A 错误；
B 、乙曲线为温度影响 （低温时酶促反应速率不为0），超过最适点后酶活性下降；丙曲线（如 pH 影响 ）中，过酸 / 过碱会破坏酶结构，B 错误；
C 、丙曲线若为 pH 影响，过酸 / 过碱会破坏酶结构，i 点不可逆，g 点若为过酸 / 过碱也不可逆，C 正确；
D、酶的作用是降低活化能，而非 “提供活化能”；e 点（适宜条件 ）降低活化能更多，f 点（不适条件 ）降低活化能少，但 “提供活化能” 表述错误，D 错误。
12．在催化反应中，竞争性抑制剂与底物(S)结构相似，可与S竞争性结合酶(E)的活性部位；反竞争性抑制剂只能与酶-底物复合物(ES)结合，不能直接与游离酶结合。抑制剂与E 或ES结合后，催化反应无法进行，产物(P)无法形成。下列说法错误的是（ ）
A．酶是多聚体，大多数以氨基酸为单体，其作用的底物可以是无机物
B．ES→P+E所需要的活化能比S直接转化为P 所需要的活化能要低
C．酶量一定的条件下，底物浓度越高，竞争性抑制剂的抑制效率越高
D．底物充足的条件下，即使酶量增加，反竞争性抑制剂存在的反应速率也不会增加
【答案】C
【解析】A、酶是生物大分子，大多数酶是蛋白质，蛋白质是多聚体，其单体是氨基酸。酶的作用底物可以是无机物，例如过氧化氢酶催化过氧化氢（无机物）的分解，A正确；
B、酶能降低化学反应的活化能，ES→P+E是在酶催化下的反应，所以所需要的活化能比S直接转化为P所需要的活化能要低，B正确；
C、在酶量一定的条件下，底物浓度越高，底物与酶活性部位结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性部位结合的机会就越小，抑制效率越低，C错误；
D、反竞争性抑制剂只能与酶 - 底物复合物(ES)结合，底物充足的条件下，增加酶量会使ES增多，但由于反竞争性抑制剂的存在，其与ES结合后催化反应无法进行，所以反应速率不会增加，D正确。
故选C。
13．CHIB是一种几丁质降解酶，由4段序列以CBM50-GH18-FN3-CTD方式连接而成。科研人员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 甲壳几丁质 昆虫几丁质 真菌几丁质
CBM50-GH18-FN3-CTD ++ +++ ++
CBM50 +++
GH18-FN3-CTD +++ ++
GH18 +
FN3
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A．该酶对昆虫几丁质降解的催化活性与CBM50无关
B．CBM50和GH18催化底物不同，但可能存在相互影响
C．FN3无催化活性，但与GH18的催化专一性有关
D．无法判断该酶对几丁质降解的催化是否与CTD相关
【答案】C
【解析】A、原酶（CBM50-GH18-FN3-CTD）和GH18-FN3-CTD（无CBM50）对昆虫几丁质的活性均为+++，说明CBM50与昆虫几丁质催化活性无关，A正确；
B、GH18只对甲壳几丁质有催化活性，CBM50只对真菌几丁质有催化活性，GH18-FN3-CTD只对昆虫几丁质和真菌几丁质有催化活性，两段肽链组合形成的CBM50-GH18-FN3-CTD却对三种几丁质都有催化活性，说明CBM50和GH18催化底物不同，但可能存在相互影响，B正确；
C、GH18只对甲壳几丁质有催化活性，GH18-FN3-CTD对昆虫几丁质和真菌几丁质有催化活性，没有体现GH18催化的专一性，C错误；
D、所有肽链均含 CTD（如 CBM50 - GH18 - FN3 - CTD、GH18 - FN3 - CTD ），无 “不含 CTD” 的对照→ 无法判断 CTD 是否参与催化，D正确。
14．下图表示某些因素对纤维素酶活性影响的实验研究，底物壳聚糖与纤维素具有相近的化学结构，纤维素酶对它们都有不同程度的水解作用。下列分析正确的是（ ）
A．纤维素酶不止一个结合底物的位点，故它不具有专一性
B．通过增大底物浓度来提高酶的活性，加快酶促反应速率
C．纤维素酶对纤维素的水解作用强于对壳聚糖的水解作用
D．本实验研究的自变量有pH大小、温度高低和底物的种类
【答案】D
【解析】A、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，纤维素酶具有专一性，A错误；
B、酶活力也称酶活性，是指酶催化一定化学反应的能力，增加底物浓度不能增加酶促反应速率，B错误；
C、纤维素酶对纤维素的水解作用，在pH小于4.8、温度低于60℃时强于对壳聚糖的水解作用，在pH大于4.8、小于6.3的范围内弱于对壳聚糖的水解作用，在pH约为4.8与6.3、温度为60℃时，纤维素酶对纤维素和壳聚糖的水解作用相同，C错误；
D、分析题图可知，本实验研究的自变量是pH、温度和底物种类，酶浓度、底物浓度等为无关变量，D正确。
15．α-淀粉酶能够把淀粉水解为糊精，在工业生产中有着广泛应用。科研人员为研究甲、乙、丙三种离子对其活性影响，将三种离子的盐酸盐配制成1.0mol/L的溶液，分别测定三种溶液对酶活性的影响，结果如表所示（相对酶活性=加入盐酸盐后的酶活性/未加盐酸盐的酶活性）。下列说法错误的是（ ）
盐酸盐 甲 乙 丙
相对酶活性 115% 95% 90%
A．表中实验结果可能是在温度相同但pH不同的条件下测定的
B．为保证实验结果的可靠性，每组实验需要设置一定的重复组
C．三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性
D．该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性
【答案】A
【解析】A、实验中研究的是不同离子对酶活性的影响，根据单一变量原则，除自变量（离子种类）外，其他无关变量（如温度、pH）应保持相同且适宜，A错误；
B、设置重复组可减少实验误差，提高结果可靠性，符合实验设计规范，B正确；
C、离子可能通过改变酶的空间结构（如可逆结合或轻微构象变化）影响其活性，如甲离子可能作为激活剂，乙、丙可能为抑制剂，C正确；
D、该实验的自变量为三种盐酸盐的种类（对应不同离子），而因变量为（相对）酶活性，D正确。
故选A。
题型四 ATP的结构与功能
16．下图所示物质除常见功能外，还可以作为原料参与RNA合成过程。下列说法错误的是（ ）
A．图示物质的水解常常与吸能反应相联系
B．图中两个特殊化学键“~”水解断裂后生成磷酸和腺苷
C．细胞膜上的Ca2+载体蛋白可以被γ位基团磷酸化
D．γ位基团含有的放射性无法直接转移到RNA分子中
【答案】B
【解析】A、图示物质为 ATP，ATP 的水解会释放能量，常常与吸能反应相联系，为吸能反应提供能量，A正确；
B、图中两个特殊化学键 “~” 水解断裂后生成磷酸、腺嘌呤核糖核苷酸，而不是磷酸和腺苷，腺苷是腺嘌呤和核糖组成的，B错误；
C、细胞膜上的Ca2+载体蛋白在转运Ca2 +的过程中，可以被 ATP 水解产生的γ位磷酸基团磷酸化，从而改变载体蛋白的空间结构，实现对Ca2 +的转运，C正确；
D、 RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸，合成 RNA 时是 ATP 脱去两个磷酸基团，以腺嘌呤核糖核苷酸的形式参与 RNA 合成，γ位基团含有的放射性无法直接转移到 RNA 分子中，D正确。
17．三磷酸胞苷（CTP，由胞嘧啶、核糖与三个磷酸构成）参与磷脂和核酸的合成，CTPS是合成CTP的关键酶。CTPS基因启动子上具有原癌基因Myc表达产物的结合位点，CTPS含量升高时会聚合成一种丝状结构—“细胞蛇”。相关叙述错误的是（ ）
A．CTP可以作为合成RNA的原料之一
B．细胞蛇的形成与核酸合成有关
C．细胞蛇的组成成分与染色质相同
D．Myc可能通过调控CTPS基因的表达促进细胞增殖
【答案】C
【解析】A．CTP由胞嘧啶、核糖和三个磷酸基团构成，CTP脱去两分子磷酸，就是胞嘧啶核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，A正确；
B．细胞蛇由CTPS含量升高时聚合形成的，而CTPS是合成CTP的关键酶，CTP脱去两分子磷酸是合成核酸的原料，因此细胞蛇的形成与核酸合成相关，B正确；
C．细胞蛇是CTPS（蛋白质）的聚合物，而染色质由DNA和蛋白质组成，两者组成成分不同，C错误；
D．已知CTPS基因启动子上具有原癌基因Myc表达产物的结合位点，cys通过促进CTPS的表达进而控制形成更多的CTP，CTP参与磷脂和核酸的合成，从而促进细胞增殖，D正确。
故选C。
18．2023年《科学》期刊报道，科学家在深海热泉口发现了一种原核生物——嗜热古菌，其能在80℃高温下高效合成ATP。这种生物的Thermo - ATP合酶可利用硫化物氧化释放的能量驱动ATP的合成。下列关于ATP在能量代谢中作用的叙述错误的是（　　）
A．嗜热古菌合成ATP的能量来源于硫化物氧化释放的化学能
B．ATP分子中远离腺苷的特殊化学键断裂时，可为细胞直接供能
C．推测嗜热古菌的Thermo - ATP合酶分布于其线粒体内膜上
D．即使环境中硫化物充足，古菌细胞内的ATP含量仍保持动态平衡
【答案】C
【解析】A、题干指出嗜热古菌利用硫化物氧化释放的能量合成ATP，属于化能合成作用，A正确；
B、ATP水解时远离腺苷的特殊化学键断裂，释放能量直接用于生命活动，B正确；
C、嗜热古菌为原核生物，无线粒体，其ATP合酶应分布于细胞膜而非线粒体内膜，C错误；
D、细胞中ATP与ADP的转化处于动态平衡，即使硫化物充足，ATP含量仍保持相对稳定，D正确。
19．静息状态下，肌细胞溶胶中Ca2+浓度极低，此时胞内Ca 主要存储于肌质网中（一种特殊的内质网）。兴奋时，肌质网释放Ca2+引起肌细胞溶胶中Ca2+浓度升高而引起肌收缩。肌质网膜上存在一种Ca2+载体，能催化水解ATP，将Ca2+载体磷酸化，实现Ca2+逆浓度向肌质网内运输。该载体转运过程中的两个状态（E1和E2）如图所示。（ ）
A．该载体对Ca2+的转运过程利用了ATP水解所释放的能量
B．E2中该载体通过构象变化向细胞溶胶运输Ca2+导致肌收缩
C．若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常
D．ATP含量增加到一定量后，载体的运输速率不再随其增加
【答案】B
【解析】A、根据题干信息，该载体对Ca2+的转运是主动运输方式，利用了ATP水解所释放的能量，A正确；
B、图示中载体的 E1状态是载体蛋白的磷酸化，通过其空间结构变化完成Ca2+的逆浓度梯度运输，E2是去磷酸化状态，恢复可以重新结合Ca2+的状态，因此这个主动运输过程是把Ca2+向肌质网（其内Ca2+浓度高）中运输，降低了肌细胞质基质中Ca2+浓度，肌细胞由收缩恢复为舒张状态，B错误；
C、肌质网膜上的Ca2+载体数量不足或功能减弱，不利于肌质网回收Ca2+，使肌细胞质基质中Ca2+维持较高浓度，引起肌细胞持续收缩， C正确；
D、在主动运输中，ATP含量增加，该载体的运输速率增大，但受到载体数量等的限制，达到最大速率后保持稳定，D正确。
20．糖酵解是细胞呼吸中葡萄糖经过一系列反应生成丙酮酸的过程，在糖酵解中丙酮酸激酶能催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸，并产生ATP，如图所示。该酶的活性受多种因素影响，ATP也能与该酶结合调控该酶的活性，以保证细胞中能量的供求平衡。下列相关叙述正确的是（ ）
A．推测Mg2+、K+可激活丙酮酸激酶，上述合成ATP的场所是线粒体基质
B．②③④是特殊的化学键，丙酮酸激酶活性的高低也会影响细胞的有氧呼吸
C．经过糖酵解，葡萄糖中的能量主要储存在丙酮酸中
D．当机体处于运动状态时，肌细胞中ATP与该酶的结合加速
【答案】C
【解析】A、酵解是在细胞质基质中进行的，从图中可知Mg2+、K+参与丙酮酸激酶催化的反应，可激活丙酮酸激酶，但合成ATP的场所是细胞质基质，而不是线粒体基质，A错误；
B、②③是特殊的化学键，④不是。丙酮酸激酶催化糖酵解过程中丙酮酸的生成，糖酵解是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，其活性高低会影响细胞呼吸，B错误；
C、糖酵解过程中，葡萄糖分解为丙酮酸，葡萄糖中的能量大部分储存在丙酮酸中，C正确；
D、当机体处于运动状态时，细胞需要更多能量，会加快糖酵解产生ATP的速率，此时ATP与该酶的结合应减弱，从而使酶活性增强，加快反应进行，D错误。
题型五 ATP与ADP的相互转化
21．萤火虫尾部细胞中的荧光素在荧光素酶和能量的作用下与氧发生反应，发出荧光。某同学利用荧光素、荧光素酶、蛋白酶、ATP等溶液为材料，在体外模拟萤火虫发光，具体操作如下表，下列叙述错误的是（ ）
组别 底物 酶 能源 结果
① 荧光素 不加酶 ATP 未发出荧光
② 荧光素 荧光素酶 ATP 发出荧光
③ 荧光素 蛋白酶 ATP 未发出荧光
④ 荧光素 荧光素酶 葡萄糖 ？
A．由①、②组的结果可证明酶具有高效性
B．由②、③组的结果可证明酶具有专一性
C．实验④的结果最可能是未发出荧光
D．荧光素酶催化荧光素发光的反应与ATP的水解相关联
【答案】A
【解析】A、①组不加酶，②组加荧光素酶，结果②组发光而①组未发光，说明酶具有催化作用，但未与无机催化剂对比，无法证明高效性，A错误；
B、②组用荧光素酶，③组用蛋白酶，底物均为荧光素，结果②组发光而③组未发光，说明酶对底物具有专一性，B正确；
C、④组用葡萄糖代替ATP，但葡萄糖需经细胞呼吸生成ATP才能供能，而体外实验缺乏相关酶和条件，无法生成ATP，故无法发光，C正确；
D、荧光素发光是吸能反应，需ATP水解提供能量，两者相关联，D正确。
22．人体细胞内ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生。下图为ATP与ADP循环的示意图。有关说法不正确的是（ ）
A．ATP中的A表示腺嘌呤
B．能量1直接来自有机物中的化学能
C．反应①需要合成酶，反应②需要水解酶
D．能量2直接来自高能磷酸键中的能量
【答案】A
【解析】A、ATP的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，A错误；
B、人体内细胞呼吸产生ATP，由有机物中的能量转变为ATP 的化学能和热能，B正确；
C、反应①需要ATP合成酶，反应②需要ATP水解酶，C正确；
D、能量2为ATP水解释放的能量，直接来自高能磷酸键中的能量，D正确。
23．ATP是细胞内重要的化合物，对生命活动的正常进行具有非常重要的作用，其结构如图1所示。cAMP是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成的一种细胞内的信号分子，其结构如图2所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．图1中①和图2中⑤均表示腺苷
B．图1中②是DNA的基本单位之一
C．cAMP与RNA所含的元素种类相同
D．ATP在形成cAMP的过程中需要消耗能量
【答案】C
【解析】腺苷由腺嘌呤和核糖组成，①为腺苷，⑤是腺嘌呤，A错误；
B、②是RNA的基本单位之一，B错误；
C、cAMP与磷脂分子所含的元素种类相同，都是C、H、O、N、P，C正确；
D、ATP在形成cAMP的过程中，会发生ATP水解，释放能量，D错误。
24．ATP的合成和水解存在能量转化关系，下列关于ATP的说法错误的是（ ）
A．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能
B．②一般与放能反应相联系，③一般与吸能反应相联系
C．ATP和ADP之间相互转化的速率越快，单位时间所能提供的能量就越多
D．细胞中ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性
【答案】B
【解析】A、ATP中的能量可以来源于光能（光合作用产生）和化学能（呼吸作用产生），也能转化成光能（萤火虫）和化学能，A正确；
B、②是ATP分解，释放的能量用于其他吸能的生命活动，故ATP的水解与吸能反应相联系，③表示ATP合成，而放能反应释放的能量用于ATP的合成，故③一般与放能反应相联系，B 错误；
C、ATP和ADP在体内含量低，两者之间相互转化的速率越快，单位时间所能提供的能量就会越多，C正确；
D、细胞中绝大多数的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供，ATP和ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，这体现了生物界统一性，D正确。
25．如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法中不正确的一组是（　　）
①图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为特殊的化学键
②图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
③ATP与ADP相互转化过程中物质和能量均不可循环利用
④在肌肉收缩过程中，只有酶1在发挥作用
A．①④ B．②④ C．②③ D．③④
【答案】D
【解析】图中A表示腺嘌呤，b、c表示特殊的化学键，①正确；图2中反应向右进行时，远离腺苷的特殊的化学键即图1中c键断裂并释放能量，②正确；ATP与ADP相互转化过程中，物质是可循环利用的，③错误；在肌肉收缩过程中，ATP与ADP的转化都在进行，酶1和酶2都发挥作用，④错误。选D.
1．（以尿酸为情境）尿酸是嘌呤类碱基代谢的终产物，如果体内尿酸滞留过多，会引起尿酸以尿酸盐结晶的形式沉积于关节以及关节周围，形成针状晶体，在关节处沉积时会摩擦软骨引起炎症与疼痛。这些结晶被吞噬细胞吞噬后，会破坏吞噬细胞内的溶酶体膜而引起吞噬细胞自溶性死亡，进而导致痛风。下列说法错误的是（ ）
A．由尿酸盐结晶引起的吞噬细胞自溶性死亡是细胞坏死
B．ATP、DNA 与 RNA 分子的组成中都含有两种嘌呤类碱基
C．尿酸含量的增加会直接影响内环境的渗透压和酸碱度
D．日常生活中对关节热敷及适当多喝水可缓解痛风发作
【答案】B
【解析】A、由尿酸盐结晶引起的吞噬细胞自溶性的非正常死亡，属于细胞坏死，A正确；
B、DNA 和 RNA都含有的嘌呤类碱基为腺嘌呤和鸟嘌呤，而ATP 中的 A 为腺苷，是由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成的，不含鸟嘌呤，B 错误；
C、尿酸属于内环境中的代谢废物，积累过多超出人体维持稳态的调节能力范围，会引起内环境的渗透压升高，pH 降低（即影响酸碱度），C 正确；
D、对关节热敷可导致局部温度升高，减少尿酸晶体在关节处沉积，进而减少因摩擦软骨引起的炎症与疼痛，多喝水可减少内环境渗透压，进而增加排尿量，促进尿酸以尿液的形式排泄，D 正确。
2．（2025·四川巴中·三模）生活在寒冷环境中的微生物能够产生嗜冷酶（一种蛋白质），保证其在较低温环境中的生命活力。嗜冷酶在较低温或常温条件下具有较高的催化效率，高温时却会快速失活。如图是在其他反应条件适宜时，温度对嗜冷酶活性影响的情况。下列相关叙述正确的是（ ）
A．嗜冷酶与无机催化剂提高化学反应速率的原理不同
B．该实验的自变量是温度，图中实线表示酶活性相对值
C．若在B点条件下降低反应体系的pH，则反应物剩余量相对值将降低
D．C点时说明高温破坏了嗜冷酶的空间结构而使酶变性失活
【答案】D
【解析】A、酶和无机催化剂作用的机理是降低化学反应的活化能，作用机理相同，A错误；
B、图示是在其他反应条件适宜时，温度对嗜冷酶活性影响的情况，因此该实验的自变量是温度，由于嗜冷酶在较低温或常温条件下具有较高的催化效率，高温时却会快速失活，因此虚线表示酶活性，实线表示反应物剩余量相对值，B错误；
C、图示是在其他反应条件适宜时测定的，因此若在B点降低反应体系的pH，酶的活性降低，反应速率减慢，则反应物剩余量相对值将增加，C错误；
D、高温破坏酶的空间结构使酶失活，D正确。
3．（2025·安徽蚌埠·三模）多聚磷酸激酶PPK2可以利用多聚磷酸盐（PolyP）为磷酸基团供体，实现AMP、ADP、ATP、PolyP之间磷酸基团的高效定向转移。PPK2酶偏好长链的聚磷酸盐，短链聚磷酸盐分子会阻断PPK2酶上的ADP结合位点SMc02148，科研人员通过在PPK2酶上构建一个替代的ADP结合位点SMc02148-KET来提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP、ADP、AMP均是驱动细胞生命活动的直接能源物质
B．PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向
C．提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率可使生物体储存大量ATP
D．构建ADP结合位点SMc02148-KET可通过直接改变氨基酸序列实现
【答案】B
【解析】A、ATP是生命活动的直接能源物质，ADP和AMP不是，A错误；
B、酶具有专一性，PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向，B正确；
C、生物体中不会储存大量ATP，细胞中ATP的含量少，且相对稳定，C错误；
D、构建替代的ADP结合位点应通过蛋白质工程实现，需要直接改变基因中的核苷酸序列实现，D错误。
故选B。
4．（2025·河北沧州·三模）中国制茶工艺的历史源远流长。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和单宁氧化成红褐色是红茶茶色形成的关键。下列叙述错误的是（　　）
A．多酚氧化酶在细胞中初步合成的场所是内质网
B．多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同
C．多酚氧化酶能降低化学反应的活化能
D．高温处理会破坏多酚氧化酶的构象使其失活
【答案】A
【解析】 A、多酚氧化酶是蛋白质，在核糖体初步合成，而非内质网，内质网主要进行加工、运输，A错误；
B、多酚氧化酶催化茶多酚等反应，二者在细胞中分布可能不同（酶在特定部位，底物在相应区域 ），B正确；
C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，多酚氧化酶也不例外，C正确；
D、高温会破坏蛋白质（酶 ）的空间构象，使酶失活，高温干燥工序可让多酚氧化酶失活，终止发酵，D正确。
5．（2025·山东聊城·三模）蛋白质合成后，它的第一个氨基酸会被氨基肽酶水解除去，然后由氨酰-tRNA蛋白转移酶把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，若该信号氨基酸为苏氨酸等必需氨基酸之一时，该蛋白质可长时间发挥作用；若为其它氨基酸，则该蛋白质不久后会与多个泛素分子结合，进入蛋白酶体（一种非膜结构的细胞器）被降解。下列叙述错误的是（　　）
A．可通过改变信号氨基酸的种类来延长蛋白质的寿命
B．不是细胞内所有酶分子都含有一个信号氨基酸
C．信号氨基酸的氨基与多肽链的羧基会发生脱水缩合
D．蛋白酶体应同时具有识别泛素分子和催化泛素分子脱离蛋白质的作用
【答案】C
【解析】A、由题干信息可知，若该信号氨基酸为苏氨酸等必需氨基酸之一时，则该蛋白质可长时间发挥作用；若该信号氨基酸为其他氨基酸时，则该蛋白质进入蛋白酶体被降解，说明信号氨基酸可决定蛋白质的寿命，因此可通过改变信号氨基酸的种类来延长蛋白质的寿命，A正确；
B、绝大部分的酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA，RNA类型的酶不含氨基酸，故并不是细胞内所有酶分子中都含有一个信号氨基酸，B正确；
C、由题意可知，氨酰－tRNA蛋白转移酶可把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，因此多肽链与信号氨基酸脱水缩合发生在肽链的氨基和氨基酸的羧基之间，C错误；
D、据题干信息可知，若为其它氨基酸，则该蛋白质不久后会与多个泛素分子结合，进入蛋白酶体被降解，所以蛋白酶体应同时具有识别泛素分子和催化泛素分子脱离蛋白质的作用，D正确。
6．（以糖酵解为情境）丙酮酸激酶是糖酵解过程（细胞呼吸第一阶段）中的主要限速酶之一，能够催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP生成丙酮酸和ATP。细胞中的ATP浓度较高时，ATP也能与该酶结合调控该酶的活性，进而调节糖酵解速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（　　）
A．该酶主要存在于细胞的线粒体基质中
B．ATP与该酶结合时，该酶的活性可能减弱
C．ADP或ATP与该酶结合时不会引起该酶的空间结构发生改变
D．当机体处于运动状态时，肌细胞中ATP与该酶的结合加速
【答案】B
【解析】A、丙酮酸激酶是糖酵解过程中的主要限速酶之一，糖酵解发生的场所是细胞质基质，因此该酶主要存在于细胞质基质中，A错误；
B、丙酮酸激酶能够催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP生成丙酮酸和ATP，细胞中的ATP浓度较高时，ATP能与该酶结合抑制该酶的活性，从而减少ATP的生成，B正确；
C、酶与底物发生结构时，酶—底物复合物会发生性状的改变，因此ADP或ATP与该酶结合时会引起该酶的空间结构发生改变，C错误；
D、当机体处于运动状态时，氧气供应不足，细胞呼吸速率减弱，肌细胞中ADP与该酶的结合减弱，细胞呼吸产生ATP更少，D错误。
7．（2025·河北衡水·三模）磷酸化是指在蛋白质或其他分子上加入一个磷酸（PO）基团，磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多反应起着生物“开/关”作用，能使某些蛋白质活化或失活。下列叙述正确的是（　　）
A．丙酮酸反应生成乳酸的过程中可发生ADP的磷酸化
B．ATP中最靠近腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能
C．细胞内合成ATP需要酶，但合成酶不需要ATP
D．主动运输时，载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移
【答案】D
【解析】A、丙酮酸反应生成乳酸的过程并没有释放能量，因此没有发生ADP的磷酸化，也没有生成ATP，A错误；
B、ATP中最末端的磷酸基团才具有较高的转移势能，B错误；
C、细胞内合成ATP是通过光合作用或呼吸作用等过程，这些过程都需要酶的催化。酶的本质是蛋白质或RNA，合成蛋白质和RNA的过程都需要消耗能量，即需要ATP提供能量，C错误；
D、主动运输时，在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子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，这就是载体蛋白的磷酸化，D正确。
故选D。
8．（2025·天津武清·二模）细胞中L酶上的两个位点（位点1和位点2）可以与ATP和亮氨酸结合，进而催化tRNA与亮氨酸结合，促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2，在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化，进而抑制L酶的活性
B．突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合
C．ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合
D．ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合
【答案】D
【解析】A、从图中可以看出，在添加亮氨酸和[3H]ATP以及添加ATP和[3H]亮氨酸的情况下，野生型L酶有放射性，而突变体细胞L1和L2在相应条件下放射性有变化，说明ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化，进而激活L酶的活性，A错误；
B、根据左图，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明突变体细胞L1中L酶能与ATP结合，B错误；
C、据左图可知，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明该突变不影响与ATP结合，而突变体细胞L2中检测到的放射性明显降低，说明L2突变不能结合ATP，故推测ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点2和位点1结合，C错误；
D、亮氨酸与L酶的位点1结合，根据右图，突变L2细胞检测到的放射性极低，说明ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合，D正确。
故选D。
9．（2025·湖北襄阳·三模）植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列叙述不正确的是（　　）
组别/条件及产物 ① ② ③ ④
果胶 ＋ ＋ ＋ ＋
多聚半乳糖醛酸酶 ＋ ＋ ＋ ＋
Ca2+ － ＋ － －
Mn2+ － － ＋ －
55℃ － － － ＋
半乳糖醛酸 ＋ － ＋＋＋ ＋＋
注：“＋”表示存在和量的多少，“－”表示无。①~③组在常温下实验
A．由①④组可知，自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量
B．由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响
C．该实验说明，喷施Mn2+制剂可缩短果实成熟期
D．该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性
【答案】D
【解析】A、由于①④组条件只有温度不同，自变量为温度，因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性，检测指标为半乳糖醛酸的量，A正确；
B、①②③组自变量为离子的种类，因变量为半乳糖醛酸的量，且三组结果不同，表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响，B正确；
C、喷施Mn2＋制剂，半乳糖醛酸增多，能促进果实的软化和成熟脱落，缩短果实成熟期，C正确；
D、酶具有专一性，多聚半乳糖醛酸酶也不例外，D错误。
故选D。
10．（2025·山东德州·三模）磷酸转移酶系统（PTS）由酶Ⅰ、酶Ⅱ和HPr蛋白组成，是普遍存在于细菌中的葡萄糖转运系统，其转运机制如图所示，PEP是一种高能磷酸化合物。下列说法错误的是（ ）
A．PTS的存在使细菌在低糖的环境中仍能高效摄取葡萄糖
B．酶ⅡC的结构改变影响葡萄糖的跨膜运输及其磷酸化过程
C．细胞通过PTS吸收葡萄糖的过程需消耗PEP水解产生的能量
D．若PEP供应不足，PTS的转运效率会降低，但糖的磷酸化不受影响
【答案】D
【解析】A、从图中可以看到，PTS 系统能够将葡萄糖转运进细胞，且这过程需要PEP高能磷酸化合物供能，因此在低糖环境下，该系统能发挥作用使细菌高效摄取葡萄糖，A正确；
B、酶 ⅡC 参与葡萄糖的跨膜运输以及磷酸化过程，其结构改变必然会影响这两个过程，B正确；
C、由图可知，PEP 水解产生能量，用于细胞通过 PTS 吸收葡萄糖的过程，C正确；
D、PEP 是提供能量以及磷酸基团的物质，若 PEP 供应不足，PTS 的转运效率会降低，同时糖的磷酸化也会受到影响，因为没有足够的磷酸基团供应，D错误。
11．（2025·河南开封·三模）过渡态是指化学反应过程中反应物达到的能量最高状态。根据过渡态理论，没有催化剂作用的化学反应进程示意图如图所示，其中E1、E2代表相应过程所需的能量，下列有关分析正确的是（ ）
A．酶能降低图中E2代表的活化能
B．加热能降低图中E1代表的活化能
C．pH能影响酶使反应物转化到过渡态所需的时间
D．酶的用量能影响图中E1代表的能量多少
【答案】C
【解析】A、酶和无机催化剂均能降低图中E1代表的活化能，A错误；
B、加热能够为反应提供能量，不是降低图中E1代表的活化能，B错误；
C、pH能影响酶的活性，酶的活性不同，反应物转化到过渡态所需的时间不同，C正确；
D、酶的用量不能影响图中E1代表的能量多少，只影响反应完成所需的时间，D错误。
12．（2025·湖北武汉·三模）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。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。据表分析，下列叙述错误的是（ ）
组别 1 2 3 4 5
温度（℃） 27 37 47 57 67
滤液变澄清时长（min） 16 9 4 6 50min未澄清
A．滤液变澄清的时长与该蛋白酶活性呈负相关
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—6min
D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液6min后不一定变澄清
【答案】C
【解析】A、浑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正确；
B、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；
C、若实验温度为52℃，酶活性可能大于第3、4组，时间可能小于4min，C错误；
D、组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57℃，滤液也不会澄清，D正确。
1．（2025·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5mol/L葡萄糖溶液和1.2mol/L蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的是（ ）
A．X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化
B．t1—t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯
C．t2—t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖
D．t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变
1．（2025·四川·高考真题）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
【答案】D
【解析】A、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；
B、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；
C、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；
D、 转化率=产物量/底物量×100%，2h时，500g·L-1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量=底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。
故选D。
2．（2025·重庆·高考真题）能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品，可快速供能。下表是某能量胶的营养成分表。据表分析，下列叙述正确的是（ ）
项目 每100g
能量 850KJ
蛋白质 0g
脂肪 0g
碳水化合物 50g
核糖 450mg
钠钾氯等 235mg
A．核糖是ATP的组成成分，补充核糖有助于合成ATP
B．推测表中的碳水化合物主要是淀粉
C．比赛过程中大量出汗，少量补充能量胶即可维持水盐平衡
D．能量胶不含脂肪和蛋白质是因为它们不能为机体提供能量
【答案】A
【解析】A、ATP由腺苷（腺嘌呤+核糖）和三个磷酸基团组成，核糖是ATP的组成成分，“补充核糖”可为腺苷的合成提供原料，间接支持ATP生成，故补充核糖有助于合成ATP，A正确；
B、碳水化合物若为淀粉（多糖），需分解为葡萄糖才能快速供能，但能量胶需“快速供能”，推测其碳水化合物应为单糖（如葡萄糖）或二糖（如麦芽糖），而非淀粉，B错误；
C、大量出汗会导致水和电解质大量流失，能量胶中钠钾氯仅235mg/100g，少量补充不足以完全维持水盐平衡，需额外补充水和电解质，C错误；
D、脂肪和蛋白质均可供能，但脂肪供能慢，蛋白质主要参与结构构建，能量胶不含二者是因快速供能需优先利用碳水化合物，D错误。
故选A。
3．（2025·云南·高考真题）黄酒是我国古老的发酵酒之一，传统酿制中，先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料，对之前发酵留存的少量酒曲（曲种）进行扩大制曲；再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后，添加足量酒母（含酵母菌）完成发酵，压榨成品。下列说法错误的是（　　）
A．小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质
B．为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质，扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌
C．糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D．将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
【答案】B
【解析】A、小麦、麸皮等原料含有蛋白质、糖类等多种营养成分，蛋白质可以为微生物提供氮源，糖类等可以为微生物提供碳源，所以能为酒曲中微生物的生长繁殖提供碳源和氮源等营养物质，A正确；
B、扩大制曲前对留存的酒曲不能灭菌，因为酒曲本身含有发酵所需的菌种，若灭菌会杀死这些菌种，导致无法进行正常的发酵过程，B错误；
C、糯米、大米蒸煮后温度较高，立即与酒曲混合，高温会使酶的空间结构改变，导致酶活性降低，从而降低其催化效率，C正确；
D、酒曲中含有淀粉酶等酶类，将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，淀粉酶可将糯米、大米中的淀粉分解为葡萄糖，从而为后续酒母（含酵母菌）发酵提供底物葡萄糖，D正确。
故选B。
4．（2025·四川·高考真题）下列以土豆为材料的实验描述，错误的是（ ）
A．土豆DNA溶于酒精后，与二苯胺试剂混合呈蓝色
B．向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色
C．利用土豆匀浆制备的培养基，可用于酵母菌的培养
D．土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响
【答案】A
【解析】A、DNA的鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色，题目中未提及沸水浴步骤，无法显色，A错误；
B、碘液可以将淀粉染成蓝色，所以向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色，B正确；
C、利用土豆匀浆制备的培养基，含有碳源、氮源、水、无机盐和其他酵母菌生长需要的物质，所以可用于酵母菌的培养，C正确；
D、过氧化氢酶的活性受到pH的影响，所以土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响，D正确。
故选A。
5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）对下列关于中学生物学实验的描述错误的是（ ）
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A．①⑥通过观察颜色判断实验结果 B．③⑥均须进行离心操作
C．②④均可使用洋葱作为实验材料 D．②⑤实验过程均须保持细胞活性
【答案】B
【解析】A、淀粉和蔗糖都不是还原糖，不能与本尼迪特试剂反应，淀粉和蔗糖水解产物为还原糖，可以与本尼迪特试剂反应，因此可以用本尼迪特试剂鉴定淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，若淀粉组出现红黄色，蔗糖组没有出现红黄色，说明淀粉酶可以催化淀粉水解不能催化蔗糖水解；⑥中DNA与二苯胺在沸水浴下显蓝色，因此①⑥均通过颜色判断结果，A正确；
B、③通过血球计数板直接计数酵母菌，无需离心；⑥需离心去除杂质以提取DNA，B错误；
C、②可用洋葱紫色外表皮观察质壁分离，④可用洋葱根尖分生区观察有丝分裂，C正确；
D、②活的植物细胞原生质体具有选择透性，可以发生质壁分离现象；⑤活细胞的叶绿体和细胞质才能流动，因此
②⑤实验过程均须保持细胞活性，D正确。
故选B。
6．（2025·江苏·高考真题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（ ）
步骤 甲组 乙组 丙组
① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液
② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？
③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热
A．丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液
B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
【答案】C
【解析】A、丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液，而非蔗糖酶溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性，A错误；
B、第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件，B错误；
C、乙组（淀粉+蒸馏水）未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若显色则可能底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉是否含还原糖，C正确；
D、甲组（淀粉+淀粉酶）水解产物为葡萄糖（还原糖），与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色；丙组（蔗糖+淀粉酶）无水解产物，故丙组出现蓝色，D错误。
故选C。
7．（2025·北京·高考真题）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
【答案】A
【解析】A、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，故不会损坏纯棉衣物，A错误；
B、洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间，有利于酶与污渍结合催化其分解，B正确；
C、一定范围内，减少用水量会提高酶的浓度，从而加快反应速率，C正确；
D、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，故勿使用60℃以上热水，D正确。
故选A。
8．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）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
【答案】B
【解析】A、耐高温的DNA聚合酶的本质是蛋白质，基本单位为氨基酸，A错误；
B、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；
C、缺少引物和缓冲液时反应无法启动，C错误；
D、耐高温的 DNA 聚合酶虽然能在较高温度下发挥作用，但保存时一般在低温下保存，而不是在70℃~75℃下保存，D错误。
故选B。
9．（2025·浙江·高考真题）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。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 50min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4~6min
D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min
【答案】B
【解析】A、浑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；
B、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；
C、若实验温度为52℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4min，C错误；
D、组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57℃，滤液也不会澄清，D错误。
故选B。
10．（2024·广西·高考真题）我国科研工作者利用病毒衣壳蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，构建了高效、易调控的蛋白类纳米酶。关于该纳米酶的说法，错误的是（　　）
A．催化效率受pH、温度影响
B．可在细胞内发挥作用
C．显著降低反应的活化能
D．可催化肽键的断裂
【答案】D
【解析】A、酶对化学反应的催化效率，受温度、pH等影响，需要温和的作用条件，A正确；
B、适宜条件下酶在细胞内和细胞外都能发挥作用，B正确；
C、纳米酶是利用病毒衣亮蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，因此会显著降低反应的活化能，C正确；
D、纳米酶是利用病毒衣亮蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，因此不可以催化肽键的断裂，D错误。
故选D。
11．（2024·广东·高考真题）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
【答案】B
【解析】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选B。
12．（2024·全国甲卷·高考真题）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
【答案】C
【解析】A、ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A正确；
B、ATP分子水解两个高能磷酸键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；
C、ATP可在细胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂，C错误；
D、光合作用光反应，可将光能转化活跃的化学能储存于ATP的高能磷酸键中，故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，D正确。
故选C。
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第08讲 酶和ATP
目录 01 课标达标练 【题型一】酶的本质与作用机理 【题型二】酶的特性 【题型三】酶促反应的影响因素 【题型四】ATP的结构与功能 【题型五】ATP与ADP的相互转化 02 能力突破练（新角度+新情境+新考法） 03 高考溯源练（含2025年高考真题）
题型一 酶的本质与作用机理
1．下列关于酶的说法正确的是（ ）
A．生物体内的酶都是在核糖体上合成的
B．离子泵既可运输物质也可催化化学反应
C．酶可以为化学反应提供更多的活化能
D．细胞内所有的化学反应都需要酶的催化
2．多酶片是一种可以治疗消化不良、食欲不振的药物，如图是多酶片的结构模式图。下列叙述错误的是（　　）
A．胃蛋白酶进入小肠后可能会失活或者被胰蛋白酶水解
B．胰脂肪酶催化脂肪水解的实质是提供化学反应所需的活化能
C．对于吞咽药片困难的患者，碾碎后服用多酶片，其功效明显减弱
D．肠溶衣在胃液中不易被溶解，可以保护胰蛋白酶等的活性
3．下图是某种核酶催化反应的示意图，下列叙述正确的是（　　）
A．该酶可与双缩脲试剂反应生成紫色物质
B．该酶与底物通过氢键连接形成酶——底物复合物
C．在该酶的催化下底物被彻底水解
D．该酶的催化活性不受温度影响
4．食品检测时常用涂有胆碱酯酶的“农药残留速测卡”检测菠菜表面是否残留有机磷农药，操作过程如图所示（操作后将速测卡置于37℃恒温箱装置中10min为佳），其原理为：胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质，有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。下列叙述正确的是（ ）
A．将农药残留速测卡置于常温下保存可延长有效期
B．秋冬季节检测，“红色”和“白色”的叠合时间应适当延长
C．“白色”药片呈现的蓝色越深，说明菠菜表面残留的有机磷农药越多
D．每批测定应设置滴加等量菠菜浸洗液到“白色药片”上的空白对照卡
5．过渡态是指化学反应过程中反应物达到的能量最高状态。根据过渡态理论，没有催化剂作用的化学反应进程示意图如图所示，其中E1、E2代表相应过程所需的能量，下列有关分析正确的是（ ）
A．酶能降低图中E2代表的活化能
B．加热能降低图中E1代表的活化能
C．pH能影响酶使反应物转化到过渡态所需的时间
D．酶的用量能影响图中E1代表的能量多少
题型二 酶的特性
6．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
7．科研人员用蘸有不同液体的棉签在淀粉-琼脂块上分别涂抹了5个圆点位置(如图)，然后将该淀粉-琼脂块放入37℃恒温箱中保温，充足时间后取出，在圆点处滴加碘液处理1min后冲洗掉碘液，观察圆点位置的颜色变化。下列说法错误的是（ ）
A．圆点①②③⑤处的颜色相同，与④处的不同
B．圆点②③处的淀粉酶空间结构发生不可逆改变
C．圆点②④处的结果可说明高温使淀粉酶失活
D．圆点④⑤处的结果可用于验证酶的专一性
8．如图是某类酶发挥作用的模型。据图分析，下列叙述正确的是（　　）
A．b是具有催化作用的酶 B．c和d是a的分解产物
C．该模型体现了酶的专一性 D．该模型体现了酶的高效性
9．某真菌中存在一种水解酶，科研人员研究pH对该酶活性的影响。他们在30℃条件下，设置不同pH缓冲液环境，加入等量且足量的相同底物溶液和等量的酶液，分别在反应30分钟、1小时和2小时后，测定产物生成量（单位：mmol）。实验结果如下表所示：
反应时间 pH5.0 pH6.0 pH7.0 pH8.0
30min 0.4 0.9 1.2 0.1
1h 0.6 1.3 1.5 0.1
2h 0.9 1.6 1.6 0.1
根据实验结果分析，下列叙述错误的是（ ）
A．该酶发挥作用的最适pH在6.0到8.0之间
B．若要长期保存该酶，应保存在pH=8.0的条件下
C．pH=6.0时的产物最终产量与pH=7.0时相同，但酶活性不相同
D．科研人员设置30℃的温度条件，很可能是因为30℃为该酶促反应的最适温度
10．五峰宜红茶和利川功夫茶都是湖北省享誉海内外的红茶。发酵是红茶制作的关键工序，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的醌类物质。科研人员探究了高温因素对PPO活性的影响，结果如图所示。以下叙述错误的是（　　）
A．制作绿茶时，先高温炒制茶叶可以有效防止茶叶变色
B．探究过程中是先将底物和酶溶液混合后再放在相应温度下保温一段时间
C．温度越高，PPO保持活性的时间越短，PPO粗提取液应在低温下临时保存
D．PPO的相对活性可用单位时间内多酚类物质的消耗量或者醌类物质的生成量来表示
题型三 酶促反应的影响因素
11．下图为温度、pH和底物浓度影响酶促反应速率关系曲线图，相关叙述正确的是（ ）
A．甲曲线中，bc段反应速率不变的原因是酶的空间结构被破坏
B．影响乙曲线的因素是pH，影响丙曲线的因素是温度
C．丙曲线中，g点与i点酶的空间结构都可能改变且不能恢复
D．乙曲线中，e点比f点为化学反应提供的活化能多
12．在催化反应中，竞争性抑制剂与底物(S)结构相似，可与S竞争性结合酶(E)的活性部位；反竞争性抑制剂只能与酶-底物复合物(ES)结合，不能直接与游离酶结合。抑制剂与E 或ES结合后，催化反应无法进行，产物(P)无法形成。下列说法错误的是（ ）
A．酶是多聚体，大多数以氨基酸为单体，其作用的底物可以是无机物
B．ES→P+E所需要的活化能比S直接转化为P 所需要的活化能要低
C．酶量一定的条件下，底物浓度越高，竞争性抑制剂的抑制效率越高
D．底物充足的条件下，即使酶量增加，反竞争性抑制剂存在的反应速率也不会增加
13．CHIB是一种几丁质降解酶，由4段序列以CBM50-GH18-FN3-CTD方式连接而成。科研人员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 甲壳几丁质 昆虫几丁质 真菌几丁质
CBM50-GH18-FN3-CTD ++ +++ ++
CBM50 +++
GH18-FN3-CTD +++ ++
GH18 +
FN3
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A．该酶对昆虫几丁质降解的催化活性与CBM50无关
B．CBM50和GH18催化底物不同，但可能存在相互影响
C．FN3无催化活性，但与GH18的催化专一性有关
D．无法判断该酶对几丁质降解的催化是否与CTD相关
14．下图表示某些因素对纤维素酶活性影响的实验研究，底物壳聚糖与纤维素具有相近的化学结构，纤维素酶对它们都有不同程度的水解作用。下列分析正确的是（ ）
A．纤维素酶不止一个结合底物的位点，故它不具有专一性
B．通过增大底物浓度来提高酶的活性，加快酶促反应速率
C．纤维素酶对纤维素的水解作用强于对壳聚糖的水解作用
D．本实验研究的自变量有pH大小、温度高低和底物的种类
15．α-淀粉酶能够把淀粉水解为糊精，在工业生产中有着广泛应用。科研人员为研究甲、乙、丙三种离子对其活性影响，将三种离子的盐酸盐配制成1.0mol/L的溶液，分别测定三种溶液对酶活性的影响，结果如表所示（相对酶活性=加入盐酸盐后的酶活性/未加盐酸盐的酶活性）。下列说法错误的是（ ）
盐酸盐 甲 乙 丙
相对酶活性 115% 95% 90%
A．表中实验结果可能是在温度相同但pH不同的条件下测定的
B．为保证实验结果的可靠性，每组实验需要设置一定的重复组
C．三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性
D．该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性
题型四 ATP的结构与功能
16．下图所示物质除常见功能外，还可以作为原料参与RNA合成过程。下列说法错误的是（ ）
A．图示物质的水解常常与吸能反应相联系
B．图中两个特殊化学键“~”水解断裂后生成磷酸和腺苷
C．细胞膜上的Ca2+载体蛋白可以被γ位基团磷酸化
D．γ位基团含有的放射性无法直接转移到RNA分子中
17．三磷酸胞苷（CTP，由胞嘧啶、核糖与三个磷酸构成）参与磷脂和核酸的合成，CTPS是合成CTP的关键酶。CTPS基因启动子上具有原癌基因Myc表达产物的结合位点，CTPS含量升高时会聚合成一种丝状结构—“细胞蛇”。相关叙述错误的是（ ）
A．CTP可以作为合成RNA的原料之一
B．细胞蛇的形成与核酸合成有关
C．细胞蛇的组成成分与染色质相同
D．Myc可能通过调控CTPS基因的表达促进细胞增殖
18．2023年《科学》期刊报道，科学家在深海热泉口发现了一种原核生物——嗜热古菌，其能在80℃高温下高效合成ATP。这种生物的Thermo - ATP合酶可利用硫化物氧化释放的能量驱动ATP的合成。下列关于ATP在能量代谢中作用的叙述错误的是（　　）
A．嗜热古菌合成ATP的能量来源于硫化物氧化释放的化学能
B．ATP分子中远离腺苷的特殊化学键断裂时，可为细胞直接供能
C．推测嗜热古菌的Thermo - ATP合酶分布于其线粒体内膜上
D．即使环境中硫化物充足，古菌细胞内的ATP含量仍保持动态平衡
19．静息状态下，肌细胞溶胶中Ca2+浓度极低，此时胞内Ca 主要存储于肌质网中（一种特殊的内质网）。兴奋时，肌质网释放Ca2+引起肌细胞溶胶中Ca2+浓度升高而引起肌收缩。肌质网膜上存在一种Ca2+载体，能催化水解ATP，将Ca2+载体磷酸化，实现Ca2+逆浓度向肌质网内运输。该载体转运过程中的两个状态（E1和E2）如图所示。（ ）
A．该载体对Ca2+的转运过程利用了ATP水解所释放的能量
B．E2中该载体通过构象变化向细胞溶胶运输Ca2+导致肌收缩
C．若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常
D．ATP含量增加到一定量后，载体的运输速率不再随其增加
20．糖酵解是细胞呼吸中葡萄糖经过一系列反应生成丙酮酸的过程，在糖酵解中丙酮酸激酶能催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸，并产生ATP，如图所示。该酶的活性受多种因素影响，ATP也能与该酶结合调控该酶的活性，以保证细胞中能量的供求平衡。下列相关叙述正确的是（ ）
A．推测Mg2+、K+可激活丙酮酸激酶，上述合成ATP的场所是线粒体基质
B．②③④是特殊的化学键，丙酮酸激酶活性的高低也会影响细胞的有氧呼吸
C．经过糖酵解，葡萄糖中的能量主要储存在丙酮酸中
D．当机体处于运动状态时，肌细胞中ATP与该酶的结合加速
题型五 ATP与ADP的相互转化
21．萤火虫尾部细胞中的荧光素在荧光素酶和能量的作用下与氧发生反应，发出荧光。某同学利用荧光素、荧光素酶、蛋白酶、ATP等溶液为材料，在体外模拟萤火虫发光，具体操作如下表，下列叙述错误的是（ ）
组别 底物 酶 能源 结果
① 荧光素 不加酶 ATP 未发出荧光
② 荧光素 荧光素酶 ATP 发出荧光
③ 荧光素 蛋白酶 ATP 未发出荧光
④ 荧光素 荧光素酶 葡萄糖 ？
A．由①、②组的结果可证明酶具有高效性
B．由②、③组的结果可证明酶具有专一性
C．实验④的结果最可能是未发出荧光
D．荧光素酶催化荧光素发光的反应与ATP的水解相关联
22．人体细胞内ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生。下图为ATP与ADP循环的示意图。有关说法不正确的是（ ）
A．ATP中的A表示腺嘌呤
B．能量1直接来自有机物中的化学能
C．反应①需要合成酶，反应②需要水解酶
D．能量2直接来自高能磷酸键中的能量
23．ATP是细胞内重要的化合物，对生命活动的正常进行具有非常重要的作用，其结构如图1所示。cAMP是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成的一种细胞内的信号分子，其结构如图2所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．图1中①和图2中⑤均表示腺苷
B．图1中②是DNA的基本单位之一
C．cAMP与RNA所含的元素种类相同
D．ATP在形成cAMP的过程中需要消耗能量
24．ATP的合成和水解存在能量转化关系，下列关于ATP的说法错误的是（ ）
A．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能
B．②一般与放能反应相联系，③一般与吸能反应相联系
C．ATP和ADP之间相互转化的速率越快，单位时间所能提供的能量就越多
D．细胞中ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性
25．如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法中不正确的一组是（　　）
①图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为特殊的化学键
②图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
③ATP与ADP相互转化过程中物质和能量均不可循环利用
④在肌肉收缩过程中，只有酶1在发挥作用
A．①④ B．②④ C．②③ D．③④
1．（以尿酸为情境）尿酸是嘌呤类碱基代谢的终产物，如果体内尿酸滞留过多，会引起尿酸以尿酸盐结晶的形式沉积于关节以及关节周围，形成针状晶体，在关节处沉积时会摩擦软骨引起炎症与疼痛。这些结晶被吞噬细胞吞噬后，会破坏吞噬细胞内的溶酶体膜而引起吞噬细胞自溶性死亡，进而导致痛风。下列说法错误的是（ ）
A．由尿酸盐结晶引起的吞噬细胞自溶性死亡是细胞坏死
B．ATP、DNA 与 RNA 分子的组成中都含有两种嘌呤类碱基
C．尿酸含量的增加会直接影响内环境的渗透压和酸碱度
D．日常生活中对关节热敷及适当多喝水可缓解痛风发作
2．（2025·四川巴中·三模）生活在寒冷环境中的微生物能够产生嗜冷酶（一种蛋白质），保证其在较低温环境中的生命活力。嗜冷酶在较低温或常温条件下具有较高的催化效率，高温时却会快速失活。如图是在其他反应条件适宜时，温度对嗜冷酶活性影响的情况。下列相关叙述正确的是（ ）
A．嗜冷酶与无机催化剂提高化学反应速率的原理不同
B．该实验的自变量是温度，图中实线表示酶活性相对值
C．若在B点条件下降低反应体系的pH，则反应物剩余量相对值将降低
D．C点时说明高温破坏了嗜冷酶的空间结构而使酶变性失活
3．（2025·安徽蚌埠·三模）多聚磷酸激酶PPK2可以利用多聚磷酸盐（PolyP）为磷酸基团供体，实现AMP、ADP、ATP、PolyP之间磷酸基团的高效定向转移。PPK2酶偏好长链的聚磷酸盐，短链聚磷酸盐分子会阻断PPK2酶上的ADP结合位点SMc02148，科研人员通过在PPK2酶上构建一个替代的ADP结合位点SMc02148-KET来提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP、ADP、AMP均是驱动细胞生命活动的直接能源物质
B．PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向
C．提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率可使生物体储存大量ATP
D．构建ADP结合位点SMc02148-KET可通过直接改变氨基酸序列实现
4．（2025·河北沧州·三模）中国制茶工艺的历史源远流长。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和单宁氧化成红褐色是红茶茶色形成的关键。下列叙述错误的是（　　）
A．多酚氧化酶在细胞中初步合成的场所是内质网
B．多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同
C．多酚氧化酶能降低化学反应的活化能
D．高温处理会破坏多酚氧化酶的构象使其失活
5．（2025·山东聊城·三模）蛋白质合成后，它的第一个氨基酸会被氨基肽酶水解除去，然后由氨酰-tRNA蛋白转移酶把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，若该信号氨基酸为苏氨酸等必需氨基酸之一时，该蛋白质可长时间发挥作用；若为其它氨基酸，则该蛋白质不久后会与多个泛素分子结合，进入蛋白酶体（一种非膜结构的细胞器）被降解。下列叙述错误的是（　　）
A．可通过改变信号氨基酸的种类来延长蛋白质的寿命
B．不是细胞内所有酶分子都含有一个信号氨基酸
C．信号氨基酸的氨基与多肽链的羧基会发生脱水缩合
D．蛋白酶体应同时具有识别泛素分子和催化泛素分子脱离蛋白质的作用
6．（以糖酵解为情境）丙酮酸激酶是糖酵解过程（细胞呼吸第一阶段）中的主要限速酶之一，能够催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP生成丙酮酸和ATP。细胞中的ATP浓度较高时，ATP也能与该酶结合调控该酶的活性，进而调节糖酵解速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（　　）
A．该酶主要存在于细胞的线粒体基质中
B．ATP与该酶结合时，该酶的活性可能减弱
C．ADP或ATP与该酶结合时不会引起该酶的空间结构发生改变
D．当机体处于运动状态时，肌细胞中ATP与该酶的结合加速
7．（2025·河北衡水·三模）磷酸化是指在蛋白质或其他分子上加入一个磷酸（PO）基团，磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多反应起着生物“开/关”作用，能使某些蛋白质活化或失活。下列叙述正确的是（　　）
A．丙酮酸反应生成乳酸的过程中可发生ADP的磷酸化
B．ATP中最靠近腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能
C．细胞内合成ATP需要酶，但合成酶不需要ATP
D．主动运输时，载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移
8．（2025·天津武清·二模）细胞中L酶上的两个位点（位点1和位点2）可以与ATP和亮氨酸结合，进而催化tRNA与亮氨酸结合，促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2，在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化，进而抑制L酶的活性
B．突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合
C．ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合
D．ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合
9．（2025·湖北襄阳·三模）植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列叙述不正确的是（　　）
组别/条件及产物 ① ② ③ ④
果胶 ＋ ＋ ＋ ＋
多聚半乳糖醛酸酶 ＋ ＋ ＋ ＋
Ca2+ － ＋ － －
Mn2+ － － ＋ －
55℃ － － － ＋
半乳糖醛酸 ＋ － ＋＋＋ ＋＋
注：“＋”表示存在和量的多少，“－”表示无。①~③组在常温下实验
A．由①④组可知，自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量
B．由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响
C．该实验说明，喷施Mn2+制剂可缩短果实成熟期
D．该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性
10．（2025·山东德州·三模）磷酸转移酶系统（PTS）由酶Ⅰ、酶Ⅱ和HPr蛋白组成，是普遍存在于细菌中的葡萄糖转运系统，其转运机制如图所示，PEP是一种高能磷酸化合物。下列说法错误的是（ ）
A．PTS的存在使细菌在低糖的环境中仍能高效摄取葡萄糖
B．酶ⅡC的结构改变影响葡萄糖的跨膜运输及其磷酸化过程
C．细胞通过PTS吸收葡萄糖的过程需消耗PEP水解产生的能量
D．若PEP供应不足，PTS的转运效率会降低，但糖的磷酸化不受影响
11．（2025·河南开封·三模）过渡态是指化学反应过程中反应物达到的能量最高状态。根据过渡态理论，没有催化剂作用的化学反应进程示意图如图所示，其中E1、E2代表相应过程所需的能量，下列有关分析正确的是（ ）
A．酶能降低图中E2代表的活化能
B．加热能降低图中E1代表的活化能
C．pH能影响酶使反应物转化到过渡态所需的时间
D．酶的用量能影响图中E1代表的能量多少
12．（2025·湖北武汉·三模）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。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。据表分析，下列叙述错误的是（ ）
组别 1 2 3 4 5
温度（℃） 27 37 47 57 67
滤液变澄清时长（min） 16 9 4 6 50min未澄清
A．滤液变澄清的时长与该蛋白酶活性呈负相关
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—6min
D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液6min后不一定变澄清
1．（2025·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5mol/L葡萄糖溶液和1.2mol/L蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的是（ ）
A．X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化
B．t1—t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯
C．t2—t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖
D．t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变
1．（2025·四川·高考真题）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
2．（2025·重庆·高考真题）能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品，可快速供能。下表是某能量胶的营养成分表。据表分析，下列叙述正确的是（ ）
项目 每100g
能量 850KJ
蛋白质 0g
脂肪 0g
碳水化合物 50g
核糖 450mg
钠钾氯等 235mg
A．核糖是ATP的组成成分，补充核糖有助于合成ATP
B．推测表中的碳水化合物主要是淀粉
C．比赛过程中大量出汗，少量补充能量胶即可维持水盐平衡
D．能量胶不含脂肪和蛋白质是因为它们不能为机体提供能量
3．（2025·云南·高考真题）黄酒是我国古老的发酵酒之一，传统酿制中，先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料，对之前发酵留存的少量酒曲（曲种）进行扩大制曲；再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后，添加足量酒母（含酵母菌）完成发酵，压榨成品。下列说法错误的是（　　）
A．小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质
B．为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质，扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌
C．糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D．将酒曲混合糯米、大米处理一段时间，是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
4．（2025·四川·高考真题）下列以土豆为材料的实验描述，错误的是（ ）
A．土豆DNA溶于酒精后，与二苯胺试剂混合呈蓝色
B．向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色
C．利用土豆匀浆制备的培养基，可用于酵母菌的培养
D．土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响
5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）对下列关于中学生物学实验的描述错误的是（ ）
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A．①⑥通过观察颜色判断实验结果 B．③⑥均须进行离心操作
C．②④均可使用洋葱作为实验材料 D．②⑤实验过程均须保持细胞活性
6．（2025·江苏·高考真题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（ ）
步骤 甲组 乙组 丙组
① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液
② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？
③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热
A．丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液
B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
7．（2025·北京·高考真题）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
8．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）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
9．（2025·浙江·高考真题）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。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 50min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4~6min
D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min
10．（2024·广西·高考真题）我国科研工作者利用病毒衣壳蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，构建了高效、易调控的蛋白类纳米酶。关于该纳米酶的说法，错误的是（　　）
A．催化效率受pH、温度影响
B．可在细胞内发挥作用
C．显著降低反应的活化能
D．可催化肽键的断裂
11．（2024·广东·高考真题）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
12．（2024·全国甲卷·高考真题）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
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