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第8讲　酶与ATP
1 细胞能在温和条件下完成各项生命活动，与酶和ATP密切相关。下列有关叙述正确的是(　　)
A. 酶和ATP均可作为信息分子进行细胞间信息交流
B. 酶只可作为化学反应的催化剂，不可作为化学反应的底物或产物
C. ATP中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三个特殊的化学键
D. ATP的合成需要消耗能量，属于细胞中的吸能反应
2 [2025浙江卷]血红素是血红蛋白的组成成分，其合成的简要过程如图所示，其中甲、乙和丙代表不同的物质，酶X能催化甲和乙转变为丙，“(－)”表示抑制作用。下列叙述正确的是(　　)
A. 酶X为甲和乙的活化提供了能量
B. 与甲、乙结合后，酶X会发生不可逆的结构变化
C. 血红素浓度过高会通过反馈调节抑制酶X的活性
D. 随着甲和乙的浓度提高，酶X催化反应的速率不断提高
3 [2026江西抚州月考]鸟苷三磷酸(GTP)的结构与ATP类似，当细胞内Ca2+浓度升高时，Ca2+可与钙调蛋白CaM结合形成Ca2+-CaM复合物，进而激活鸟苷酸环化酶，催化GTP转变为环磷酸鸟苷(cGMP)。下列叙述正确的是(　　)
A. GTP彻底水解后可得到三种小分子有机物
B. 微量元素Ca对于维持生命活动的正常进行有重要意义
C. Ca2+-CaM复合物能降低GTP转变为cGMP所需的活化能
D. 与Ca2+结合后，钙调蛋白CaM的空间结构可能发生改变
4 在甲、乙、丙三支试管中分别加入一定量的底物和等量等浓度的酶溶液，在不同的温度条件下(均低于最适温度)反应，产物量随时间的变化曲线如图所示。据此判断，下列叙述正确的是(　　)
A. 适当提高甲试管的温度，则a点上移
B. 不同浓度的同种底物导致乙、丙两试管中反应速率不同
C. 甲、乙、丙三支试管所处的温度一定是甲<乙<丙
D. 三支试管随着反应的进行，酶促反应速率均不断下降
5 [2025南通开学考]如图表示ATP的结构，下列相关叙述正确的是(　　)
A. ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B. α和β位磷酸基团之间的化学键不能断裂
C. 用γ位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
D. 细胞中ATP的合成速度快、含量高
6 [2025泰州模拟]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10 min为佳)，其原理：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
7 [2026河北邢台期中]执法人员常使用ATP荧光检测仪检测餐饮行业用具的微生物含量。检测原理是荧光素酶能催化被ATP提供能量激活的荧光素发生反应，产生氧化荧光素并发出荧光，且荧光强度与ATP含量呈正比。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 荧光素被激活是吸能反应，ATP中的化学能转化为光能
B. 该检测仪宜常温条件下保存，低温、高温下保质时间变短
C. 该检测仪不能用于检测样品中艾滋病病原体的含量
D. 不同活细胞内的ATP含量相近且相对稳定，这是该测定方法的重要前提
8 已知α 淀粉酶的最适温度是55 ℃左右。下表是某同学为此进行的验证实验，但因各组结果相同而不能达到实验目的。下列改进措施中合理的是(　　)
组别 实验温度/℃ 3%淀粉溶液/mL 1%α 淀粉酶溶液/mL 1 min后碘液(棕黄色)检测
1 50 2 1 溶液呈棕黄色
2 55 2 1 溶液呈棕黄色
3 60 2 1 溶液呈棕黄色
A. 5 min后进行碘液检测
B. 将淀粉溶液体积改为5 mL
C. 将碘液改为斐林试剂
D. 将α 淀粉酶溶液浓度改为2%
9 某研究小组为验证ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，切取了多个萤火虫发光器并平均分为三组，编号为甲、乙、丙，分别滴加等量的生理盐水、葡萄糖溶液和ATP溶液。实验结果显示各组均有发光的也有不发光的。下列叙述正确的是(　　)
A. 该实验结果能够表明ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质
B. 切取发光器的时间间隔过长，有些发光器的生命活性已完全丧失
C. 该实验中的切取发光器不合理，应选择健康完整的萤火虫为材料
D. 萤火虫饥饿处理一段时间后，再切取其发光器立即进行分组实验
10 [2026福建泉州期中]丙谷二肽常被用作病人术后的必需营养注射液。为降低成本，实现工业化生产，研究人员在体外将聚磷酸激酶(PPK2)构建的ATP再生系统与氨基酸连接酶联用，可以催化丙氨酸和谷氨酰胺合成丙谷二肽。反应原理如图，其中无机聚磷酸盐(Pi)n含有较高的能量。下列叙述错误的是(　　)
A. 丙谷二肽的合成和ATP的合成均是吸能反应
B. 体外ATP再生系统合成ATP所需的能量来源与细胞内ATP的合成相同
C. 该反应体系不需要额外大量补充ATP，可降低生产成本
D. ATP水解掉两个磷酸基团之后的产物，是组成RNA的基本单位之一
11 [2026黑龙江牡丹江月考]鱼肉的鲜味程度与其含有的肌苷酸(IMP)和次黄嘌呤的含量有关，IMP和次黄嘌呤的形成过程如图所示。已知酸性磷酸酶(ACP)活性降低有助于保持鱼肉的鲜味，下列说法错误的是(　　)
A. AMP可参与构成核糖核酸
B. 图中一种酶只能催化一种化学反应，体现了酶的专一性
C. 推测次黄嘌呤的含量越高，鱼肉鲜味相对越浓
D. 鱼肉细胞中ATP所储存的能量占细胞呼吸释放的能量中的一小部分
12 (多选)[2025湖北武汉阶段练习]生物发光是一种生物体内合成的化学物质在特定酶的作用下，将生物化学能几乎全部转化为光能的化学发光现象。一种叫荧光素的可氧化有机分子是生物发光的重要组成部分，其发光原理如图所示。下列说法错误的有(　　)
A. 通过转基因技术将荧光素酶基因导入植物中，植物就能在夜晚发光
B. ATP的水解一般与吸能反应相联系
C. 荧光素酶提供了激活荧光素所需的活化能从而减少反应对ATP的需求
D. 荧光素—荧光素酶生物发光过程需要在无氧条件下进行
13 (多选)[2025扬州模拟]温度是常见的影响酶活性的环境因素，如图表示温度对海鞘蛋白酶活性的影响，曲线表示相关处理时间。下列相关叙述错误的有(　　)
A. 温度超过60 ℃后，海鞘蛋白酶的肽键会发生断裂
B. 海鞘蛋白酶最适宜温度是固定值，不会发生改变
C. 处理10 h后，海鞘蛋白酶最适合在40 ℃保存
D. 单位时间内，溶液中生成的氨基氮越多，酶活性越高
14 [2024吉林长春期末]红茶是新鲜茶叶经脱水、揉捻、发酵等工序制成的。在处理红茶的过程中，植物细胞中的多酚氧化酶(PPO)能催化无色的多酚类物质生成褐色醌类物质。多酚含量高会使茶鲜度差、味苦，而氨基酸含量高可提高茶汤的鲜爽度。为提升茶的品质，科研人员就生物酶对茶叶加工的影响开展了相关研究，得出了不同浓度酶制剂、不同揉捻时间对茶汤中氨基酸含量的影响，结果如图所示。请回答以下问题。
(1) 新鲜的茶叶都是绿色的，这与其中________含量较多有关，缺无机盐________时会造成茶叶颜色发黄。
(2) 酚氧化酶主要位于细胞质基质中，而多酚类物质主要储存在细胞的________(填结构名称)中。新鲜的茶叶需要经过揉捻才会逐渐变色，原因是______
______________________________________________________________________。
(3) 揉捻后需将茶叶保持在30～40 ℃温度区间才会使茶叶变色的速度明显加快，原因是___________________________________________________。
(4) 加入纤维素酶能提高茶汤中氨基酸含量的原因是____________________
_______________。若A组实验开始时同时加入0.5%蛋白酶，则获得的茶汤中氨基酸含量________(填“会”或“不会”)超过2.65%，原因是_________________
________________________________(不考虑微量酶试剂水解对实验结果的影响)。
(5) 研究发现茶多糖对糖尿病病人的血糖调控具有一定作用。研究人员利用健康小鼠和糖尿病模型小鼠进行如下实验。
组别 小鼠类型 处理方式 α 葡萄糖苷酶活性相对值
A 健康小鼠 灌胃生理盐水 100%
B 糖尿病模型鼠 灌胃生理盐水 160%
C 糖尿病模型鼠 灌胃茶多糖溶液 120%
注：α-葡萄糖苷酶是小肠中催化碳水化合物水解为葡萄糖的关键酶
根据实验结果，可以得出的结论：
①糖尿病会________小鼠肠道内α葡萄糖苷酶的活性；
②茶多糖可能通过____________________________________________的方式，起到控制血糖的作用。
第8讲　酶与ATP
1 D　酶不作为信息分子，酶具有催化作用，A错误；酶可降低化学反应活化能，可作为化学反应的催化剂，酶的化学本质是蛋白质或RNA，也可作为化学反应的底物或产物，B错误；ATP中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三个，C错误；ATP的合成需要消耗能量，消耗能量的反应属于细胞中的吸能反应，D正确。
2 C　酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供能量，A错误；酶与底物结合是可逆的，反应完成后酶会恢复原状，B错误；据图可知，图示中“(－)”表示血红素对酶X的反馈抑制，血红素浓度过高会通过反馈调节抑制酶X的活性，从而使血红素浓度维持在相对稳定的状态，C正确；一定范围内，反应速率会随底物浓度的增加而提高，但达到酶饱和后速率不再变化，此外血红素的反馈抑制会限制速率持续提高，D错误。
3 D　GTP彻底水解后得到鸟嘌呤、核糖和磷酸，其中小分子有机物只有鸟嘌呤和核糖两种，A错误；Ca属于大量元素，并非微量元素，B错误；题干中Ca2+CaM复合物激活鸟苷酸环化酶，该酶催化反应并降低活化能，复合物本身并非直接起催化作用，C错误；Ca2+与钙调蛋白CaM结合可能引起其空间结构改变，从而激活酶活性，D正确。
4 D
5 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；α和 β位磷酸基团之间的化学键能断裂，会形成腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位，B错误；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γ位32P标记的ATP不可以合成带有32P的RNA，C错误；ATP在细胞中的含量低，但合成速度快，D错误。
6 B　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；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；“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；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。
7 B　荧光素被激活需要ATP水解供能，属于吸能反应，ATP中的化学能转化为光能，A正确；荧光素酶作为蛋白质，高温会破坏其空间结构，低温会抑制活性但不会破坏结构，检测仪中的酶应低温保存以延长保质期，B错误；艾滋病病原体(HIV)是病毒，不含ATP，无法通过检测ATP含量反映其数量，C正确；活细胞内的ATP含量虽少，但处于动态平衡且相对稳定，这是通过ATP含量推测微生物数量的前提，D正确。
8 B　三组实验的温度不同，但1 min后滴加碘液，溶液呈棕黄色，说明三组实验中淀粉都基本无剩余，即底物都被反应完，而延长时间5 min后再进行碘液检测，不会改变实验结果，A不合理；将淀粉溶液体积改为5 mL，可确保在不同温度条件下，因酶活性不同而使淀粉剩余量不同，用碘液检测会出现不同的结果，B合理；由表格可知，三组不同温度的实验中淀粉全部分解成葡萄糖，若将碘液改为斐林试剂，进行检测时需要加热，对实验结果造成影响，C不合理；表格中在淀粉酶溶液浓度为1%时，1 min后已经将淀粉分解完，若将α 淀粉酶溶液浓度改为2%，反应速率加快，1 min后实验结果不变，D不合理。
9 B　实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，所以不能证明ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，A错误；完整的萤火虫能够通过呼吸提供能量，所以不能用完整的萤火虫，C错误；切取萤火虫的发光器放置一段时间消耗掉能量以后才可以用于实验，D错误。
10 B　从图中反应原理来看，丙氨酸和谷氨酰胺合成丙谷二肽需要消耗ATP，说明是吸能反应，ATP的合成是将无机物聚磷酸盐中的能量储存到ATP中，也是吸能反应，A正确；细胞内ATP的合成能量来源主要是呼吸作用(有机物氧化分解释放能量)和光合作用(光能转化)，而体外ATP再生系统合成ATP的能量来自无机聚磷酸盐中磷酸酐键断裂释放的能量，二者能量来源不同，B错误；由题干可知，无机聚磷酸盐(Pi)n是由多个磷酸基团通过磷酸酐键连接而成的聚合物，含有较高的能量，故与生物体内ATP合成不同，体外ATP再生系统合成ATP所需的能量来自无机聚磷酸盐(Pi)n中磷酸酐键断裂释放的能量，该反应体系不需要额外大量补充ATP，可降低生产成本，C正确；ATP的结构简式为A—P～P～P，水解掉两个磷酸基团后得到的腺嘌呤核糖核苷酸是组成RNA的基本单位之一，D正确。
11 C　由题意可知，酸性磷酸酶(ACP)活性降低有助于保持鱼肉的鲜味，因此推测次黄嘌呤的含量越低，鱼肉鲜味相对越浓，C错误。
12 ACD　通过转基因技术将荧光素酶基因导入植物中，植物还需要荧光素浇灌才能在夜晚发光，A错误；ATP的水解一般与吸能反应相联系，ATP的合成一般与放能反应相联系，B正确；酶能降低化学反应的活化能，而不能提供活化能，C错误；由图可知荧光素—荧光素酶生物发光过程需要在有氧条件下进行，D错误。
13 ABC　温度超过60 ℃后，海鞘蛋白酶的空间结构可能被破坏，但肽键不断裂，A错误；如图可知，海鞘蛋白酶最适宜温度除了受温度影响外，还可能受其他因素影响，会发生改变，B错误；处理10 h后，海鞘蛋白酶最适合在低温环境中保存，C错误。
14 (1) 叶绿素　镁(Mg)　(2) 液泡　揉捻破坏了细胞结构，使液泡中的多酚类物质与细胞质中的多酚氧化酶(PPO)接触，在氧气存在下发生酶促褐变，生成褐色物质　(3) 提供多酚氧化酶(PPO)的最适温度条件，使其保持较高活性，促进多酚类物质氧化生成褐色物质　(4) 纤维素酶能水解细胞壁中的纤维素，破坏细胞壁结构，有利于细胞内含物(如氨基酸)的释放　不会　加入蛋白酶会将纤维素酶水解，使纤维素酶失去作用，最终获得的茶汤中的氨基酸含量更接近C组水平　(5) ①提高　②抑制α-葡萄糖苷酶的活性，减缓碳水化合物水解为葡萄糖的速率，减少肠道对葡萄糖的吸收
解析：(2) 液泡作为储存库容纳多酚类物质，细胞质基质中的多酚氧化酶(PPO)是催化工具。(3) 30～40 ℃是PPO的最适温度范围。在此温度下酶分子构象最利于催化，活性达到峰值，显著加速多酚氧化生成醌类褐色物质的反应速率。(5) ①通过对照实验分析可知：糖尿病(B组)会上调α-葡萄糖苷酶活性，加速碳水化合物水解为葡萄糖，导致餐后高血糖。②茶多糖(C组)通过抑制该酶活性，延缓葡萄糖生成与吸收，从而帮助平稳血糖。第8讲　酶与ATP
学习目标　1. 概述酶在代谢中的作用和特性。2. 说明ATP的结构及其在能量代谢中的作用。
核心体系
活动方案
活动一 概述酶的本质、作用原理和特性
请阅读下列关于酶的资料，并回答相关问题。
资料1：在唾液淀粉酶溶液中滴加双缩脲试剂，溶液变紫色。
资料2：1983年底，S.Altman和N.Pace把在E.coli tRNA前体加工过程中起催化作用的酶RNaseP(由20%蛋白质和80%RNA组成)中的蛋白质除去，留下来的RNA仍具有与全酶相同的催化活性。
资料3：在比较肝脏研磨液(过氧化氢酶)和FeCl3对过氧化氢的催化效率实验中，每滴肝脏研磨液中的过氧化氢酶分子数和每滴FeCl3溶液中的Fe3+的数目之比约是1∶250 000；而加入肝脏研磨液的试管产生的气泡比加入FeCl3溶液的试管多。
资料4：果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事。
资料5：加酶洗衣粉的洗涤效果要比普通洗衣粉强，加入不同的酶，对不同质地衣物的洗涤效果不同，如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血渍、奶渍，但不能用来洗丝质的衣物。另外，加酶洗衣粉使用时要注意水的温度，温水效果较好，用热水反而效果不好。
资料6：20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程需要在245 kPa的高压和140～150 ℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代后改用酶法生产。
(1) 资料1说明了唾液淀粉酶的化学本质是什么？资料2说明了什么？
(2) 酶在代谢中的作用是什么？酶作用的原理是什么？无机催化剂与酶的原理相同吗？
(3) 资料3、4、5分别说明了酶的作用具有什么特性？酶可以作为催化化学反应的底物吗？
(4) 利用淀粉、淀粉酶、蔗糖探究酶的专一性能否选择碘液作检验试剂？如果不能，请选择合适的检测试剂。探究酶的高效性时，对照组通常是什么？
(5) 蛋白酶的催化效果可通过双缩脲试剂进行鉴定吗？
(6) 请分析酶的作用原理曲线并回答下列问题。
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__________________________；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。
④酶与无机催化剂相比，________降低活化能的作用________、催化效率更高。
(7) 资料6中用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？
活动二 分析酶促反应的相关曲线
下列图示为影响酶促反应因素的四种曲线，请回答下列相关问题。
甲 乙
丙 丁
(酶量一定)　　　　(底物足量)
(1) 图甲中曲线的含义是什么？
(2) 图丙表明在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随着底物浓度增加而________，但当底物达到一定浓度后，受________限制，酶促反应速率不再增加。图丁表明在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈________比。
(3) 过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗？酶变性失活的原因是什么？
(4) 甲、乙、丙、丁四图所示的因素影响酶促反应的作用实质相同吗？为什么？
活动三 探究温度和pH对酶活性的影响实验
下图1为探究温度对酶活性影响的实验原理图，图2 为探究pH对酶活性影响的一种实验装置图。请回答下列相关问题。
图1 图2
(1) 在探究温度对酶活性的影响实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料；在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，分别是为什么？
(2) 图1中探究温度对酶活性影响的实验中，为什么要将淀粉、淀粉酶分别置于一定温度条件下一段时间，再混合，而不是混合后，再放于一定的温度下反应？
(3) 斐林试剂能与麦芽糖反应生出砖红色沉淀，不能与淀粉反应。图1实验中以是否产生麦芽糖作为实验的观察指标是否可行？并说明原因。
(4) 进行图2实验操作时，温度应如何控制？
(5) 图2所示实验装置能否用于探究酶的高效性？
活动四 说明ATP的结构和功能
下图是ATP分解过程示意图，请回答有关问题。
(1) ATP中A、T、P分别代表______________；其结构式简写成______________。ATP 的中文名称是__________________，在生物体内的功能是________________
__________。
(2) 体内有一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请推测GTP彻底水解的产物，并解释GTP也可以供能的原因。
(3) 水解时，释放的能量在20.92 kJ/mol以上的磷酸化合物称为高能磷酸化合物。在有关酶的催化作用下，ATP水解释放的能量多达30.54 kJ/mol。所以说ATP是细胞内的一种____________________。
(4) 与ATP合成有关的能量2和生理过程有哪些？发生的场所有哪些？
(5) ATP水解释放的能量1的去向有哪些？
(6) 图中与RNA在组成成分上有联系的物质是哪个？
(7) 据测算，成年人细胞内ADP和ATP的总量仅为2～10 mg，而一个正常成年人在静止状态下24 h消耗40 kg ATP。ATP在细胞中的含量并不多，为什么能为生命活动提供大量的能量？
(8) 请尝试解释ATP为主动运输供能的原理。
(9) 细胞的什么反应分别与ATP的水解与合成相联系？
名卷优选
1. [2025南通如皋质量检测]下列关于生物体内重要化合物的叙述，正确的是(　　)
A. 氨基酸空间结构的差异是蛋白质分子多样性的原因之一
B. 葡萄糖、酶、几丁质等有机分子均以碳链为基本骨架
C. ATP中A代表腺嘌呤，P代表磷酸基团，T代表三个特殊的化学键
D. 人体摄入的糖类和脂肪在体内可以相互大量转化
2. [2026泰州靖江高级中学月考]下列有关酶的实验设计的叙述，正确的是(　　)
A. 利用淀粉酶水解淀粉来探究温度对酶活性的影响，可选择斐林试剂检测
B. 利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证 pH对酶活性的影响
C. 探究淀粉酶的最适温度实验比探究温度对淀粉酶活性影响实验的温度梯度要小得多
D. 利用淀粉酶、淀粉溶液、蔗糖溶液来探究酶的专一性，可选择碘液检测
3. [2025盐城八校联考]腺苷酸环化酶可促进ATP转化为环化腺苷一磷酸(cAMP)，细胞中的cAMP含量升高会影响多种代谢过程，如抑制细胞增殖，促进细胞分化等。下列叙述错误的是(　　)
A. ATP分子中含有3个特殊的化学键
B. 小分子物质cAMP分子中含有糖类
C. cAMP含量升高，可能会使细胞周期延长
D. ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
4. [2025常州月考]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. 酶联受体是细胞膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用
C. ATP水解释放的磷酸基团与靶蛋白结合，使其去磷酸化而有活性
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
5. [2025常州金坛第一中学模拟]如图是蔗糖水解反应能量变化的示意图，已知H＋能催化蔗糖的水解。下列分析错误的是(　　)
A. E1和E2表示活化能，X表示果糖和葡萄糖
B. H＋降低的化学反应活化能的值等于(E2－E1)
C. 蔗糖酶使(E2－E1)的值增大，反应结束后X增多
D. 升高温度可能通过改变酶的结构而影响酶促反应速率
6. [2024南通如皋适应性考]科学家在体外合成了一种能降解某种塑料的“超级酶”。下列有关叙述正确的是(　　)
A. 适当升高温度即可提高“超级酶”降解塑料的速率
B. 使用“超级酶”降解塑料的效率，受到塑料种类的限制
C. “超级酶”的体外合成不受pH、氧气等环境条件的影响
D. 探究“超级酶”的高效性需设置自然降解塑料作为对照
7. (多选)酶的磷酸化是指将磷酸基团加在酶分子上的过程。下图表示动物体内有关糖类物质的部分代谢过程，部分酶的活性受到磷酸化的影响。下列叙述正确的有(　　)
A. 细胞呼吸可以为酶1的磷酸化提供磷酸基团
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抑制其活性，不利于细胞代谢
第8讲　酶与ATP
【活动方案】
活动一　
(1) 蛋白质。RNA具有催化作用。
(2) 催化。降低反应所需的活化能。相同。
(3) 高效性、专一性、专一性和作用条件较温和。可以，如淀粉酶可作为蛋白酶催化的底物。
(4) 不能。可选择斐林试剂检测。无机催化剂作对照。
(5) 不适宜，蛋白酶本身的化学本质也是蛋白质。
(6) ①乙　甲　②在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能　酶降低的活化能　③向上　④酶　更显著
(7) 由于酶具有高效性，用酶来水解淀粉在常温、常压下就可以进行，既节能又环保。
活动二　
(1) 在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快，超过这个范围，酶促反应速率随着温度的升高而下降。
(2) 加快　酶的量　正
(3) 不一样。低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性；但高温、过酸、过碱会导致酶变性，使其永久失活。酶的空间结构遭到不可逆的破坏。
(4) 不同。甲、乙通过影响酶活性影响酶促反应速率，丙、丁影响酶与底物的接触从而影响酶促反应速率。
活动三
(1) 因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。在酸性条件下，淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。
(2) 保证酶的催化反应是在所控制的温度下进行。
(3) 不可行。因为斐林试剂的检测需要水浴加热，会改变温度条件，进而影响实验结果。
(4) 探究pH对酶活性影响的实验中，温度是无关变量，要保持相同且适宜。
(5) 可以，在不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、FeCl3溶液。
活动四　
(1) 腺苷、三个、磷酸基团　A—P～P～P　腺苷三磷酸　驱动生命活动的直接能源物质
(2) 鸟嘌呤、核糖、磷酸基团。含有两个特殊的化学键，远离鸟苷的特殊的化学键容易水解断裂，释放能量。
(3) 高能磷酸化合物
(4) 能量2有光能、有机物中的化学能；生理过程有光合作用、呼吸作用。叶绿体中的类囊体膜、细胞质基质、线粒体。
(5) 转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动。
(6) 乙。
(7) ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，使细胞内ATP的含量总处于动态平衡之中。
(8) 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，参与物质的转运过程。
(9) 吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。
ATP与DNA、RNA结构简式中不同部位的“A”
① ②
③ ④(RNA)　　
图示圆圈部分分别代表：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。
【名卷优选】
1 B　蛋白质分子多样性的原因包括氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的空间结构的差异，不包括氨基酸自身的空间结构差异，A错误；葡萄糖(单糖)、酶(蛋白质或RNA)、几丁质(多糖)均为有机物，均以碳链为基本骨架，B正确；ATP中的A表示腺苷(腺嘌呤＋核糖)，P表示磷酸基团，T表示三，ATP中含有两个特殊的化学键，C错误；糖类可大量转化为脂肪，但脂肪难以大量转化为糖类，且转化过程受代谢调节的限制，D错误。
2 C　斐林试剂的使用需要进行水浴加热，对温度的控制有干扰，因此斐林试剂不能用于探究温度对酶活性的影响，A错误；胃蛋白酶的适宜pH是1.5～2.0，pH为7、11时酶已变性失活，所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时，pH不能设置成3、7、11，B错误；探究淀粉酶的最适温度实验是在最适温度附近进行，所以比探究温度对淀粉酶活性影响实验的温度梯度要小得多，C正确；蔗糖是否分解加碘液都不变色，所以不能用碘液鉴定，应选用斐林试剂，D错误。
3 A　ATP 的结构简式是 A—P～P～P，含有2个特殊的化学键，A错误；小分子物质cAMP由ATP脱去磷酸后环化而来，ATP中含有核糖，故小分子物质cAMP分子中含有糖类，B正确；据题干信息可知，细胞中的cAMP含量升高会抑制细胞的增殖，进而延长细胞周期，C正确；ATP水解释放的能量，来自特殊的化学键的化学能，可直接用于生命活动，D正确。
4 D　由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；酶联受体位于细胞膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误；ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，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正确。
5 C　E2和E1分别表示在没有催化剂和加入H＋后从常态转变为活跃态需要的能量，称为活化能，X是蔗糖水解的产物(果糖和葡萄糖)，A正确；从图中看出E1表示加入H＋后从常态转变为活跃态需要的能量，E2表示没有催化剂，所以H＋降低的反应活化能值等于(E2－E1)，B正确；蔗糖酶具有高效性，其降低的活化能(E2－E1)的值更大，但由于底物的量有限，所以X产物的量不变，C错误。
6 B　在一定温度范围内，适当升高温度可提高“超级酶”降解塑料的速率，超过最适温度后继续升高温度反而速率降低，A错误；“超级酶”具有专一性，其降解效率，受到塑料种类的限制，B正确；探究“超级酶”的高效性需设置无机催化剂降解塑料作为对照，D错误。
7 AC(共40张PPT)
第2单元
细胞的代谢
第8讲　酶与ATP
内容索引
核心体系
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1．概述酶在代谢中的作用和特性。2．说明ATP的结构及其在能量代谢中的作用。
核 心 体 系
活 动 方 案
请阅读下列关于酶的资料，并回答相关问题。
资料1：在唾液淀粉酶溶液中滴加双缩脲试剂，溶液变紫色。
资料2：1983年底，S.Altman和N.Pace把在E.coli tRNA前体加工过程中起催化作用的酶RNaseP(由20%蛋白质和80%RNA组成)中的蛋白质除去，留下来的RNA仍具有与全酶相同的催化活性。
资料3：在比较肝脏研磨液(过氧化氢酶)和FeCl3对过氧化氢的催化效率实验中，每滴肝脏研磨液中的过氧化氢酶分子数和每滴FeCl3溶液中的Fe3＋的数目之比约是1∶250 000；而加入肝脏研磨液的试管产生的气泡比加入FeCl3溶液的试管多。
活动一　概述酶的本质、作用原理和特性
资料4：果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事。
资料5：加酶洗衣粉的洗涤效果要比普通洗衣粉强，加入不同的酶，对不同质地衣物的洗涤效果不同，如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血渍、奶渍，但不能用来洗丝质的衣物。另外，加酶洗衣粉使用时要注意水的温度，温水效果较好，用热水反而效果不好。
资料6：20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程需要在245 kPa的高压和140～150 ℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代后改用酶法生产。
(1) 资料1说明了唾液淀粉酶的化学本质是什么？资料2说明了什么？
【答案】 蛋白质。RNA具有催化作用。
(2) 酶在代谢中的作用是什么？酶作用的原理是什么？无机催化剂与酶的原理相同吗？
【答案】 催化。降低反应所需的活化能。相同。
(3) 资料3、4、5分别说明了酶的作用具有什么特性？酶可以作为催化化学反应的底物吗？
【答案】 高效性、专一性、专一性和作用条件较温和。可以，如淀粉酶可作为蛋白酶催化的底物。
(4) 利用淀粉、淀粉酶、蔗糖探究酶的专一性能否选择碘液作检验试剂？如果不能，请选择合适的检测试剂。探究酶的高效性时，对照组通常是什么？
【答案】 不能。可选择斐林试剂检测。无机催化剂作对照。
(5) 蛋白酶的催化效果可通过双缩脲试剂进行鉴定吗？
【答案】 不适宜，蛋白酶本身的化学本质也是蛋白质。
(6) 请分析酶的作用原理曲线并回答下列问题。
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__________________________________________；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。
④酶与无机催化剂相比，______降低活化能的作用__________、催化效率更高。
乙
甲
在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能
酶降低的活化能
向上
酶
更显著
(7) 资料6中用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？
【答案】 由于酶具有高效性，用酶来水解淀粉在常温、常压下就可以进行，既节能又环保。
下列图示为影响酶促反应因素的四种曲线，请回答下列相关问题。
活动二　分析酶促反应的相关曲线
甲
乙
丙
丁
(酶量一定)
(底物足量)
(1) 图甲中曲线的含义是什么？
【答案】 在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快，超过这个范围，酶促反应速率随着温度的升高而下降。
(2) 图丙表明在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随着底物浓度增加而________，但当底物达到一定浓度后，受__________限制，酶促反应速率不再增加。图丁表明在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈______比。
加快
酶的量
正
(3) 过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗？酶变性失活的原因是什么？
【答案】 不一样。低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性；但高温、过酸、过碱会导致酶变性，使其永久失活。酶的空间结构遭到不可逆的破坏。
(4) 甲、乙、丙、丁四图所示的因素影响酶促反应的作用实质相同吗？为什么？
【答案】 不同。甲、乙通过影响酶活性影响酶促反应速率，丙、丁影响酶与底物的接触从而影响酶促反应速率。
下图1为探究温度对酶活性影响的实验原理图，图2 为探究pH对酶活性影响的一种实验装置图。请回答下列相关问题。
活动三　探究温度和pH对酶活性的影响实验
图1
图2
(1) 在探究温度对酶活性的影响实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料；在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，分别是为什么？
【答案】 因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。在酸性条件下，淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。
(2) 图1中探究温度对酶活性影响的实验中，为什么要将淀粉、淀粉酶分别置于一定温度条件下一段时间，再混合，而不是混合后，再放于一定的温度下反应？
【答案】 保证酶的催化反应是在所控制的温度下进行。
(3) 斐林试剂能与麦芽糖反应生出砖红色沉淀，不能与淀粉反应。图1实验中以是否产生麦芽糖作为实验的观察指标是否可行？并说明原因。
【答案】 不可行。因为斐林试剂的检测需要水浴加热，会改变温度条件，进而影响实验结果。
(4) 进行图2实验操作时，温度应如何控制？
【答案】 探究pH对酶活性影响的实验中，温度是无关变量，要保持相同且适宜。
(5) 图2所示实验装置能否用于探究酶的高效性？
【答案】 可以，在不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、FeCl3溶液。
下图是ATP分解过程示意图，请回答有关问题。
活动四　说明ATP的结构和功能
(1) ATP中A、T、P分别代表________________________；其结构式简写成__________________。ATP 的中文名称是______________，在生物体内的功能是______________________________。
(2) 体内有一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请推测GTP彻底水解的产物，并解释GTP也可以供能的原因。
【答案】 鸟嘌呤、核糖、磷酸基团。含有两个特殊的化学键，远离鸟苷的特殊的化学键容易水解断裂，释放能量。
腺苷、三个、磷酸基团
A—P～P～P
腺苷三磷酸
驱动生命活动的直接能源物质
(3) 水解时，释放的能量在20.92 kJ/mol以上的磷酸化合物称为高能磷酸化合物。在有关酶的催化作用下，ATP水解释放的能量多达 30.54 kJ/mol。所以说ATP是细胞内的一种__________________。
(4) 与ATP合成有关的能量2和生理过程有哪些？发生的场所有哪些？
【答案】 能量2有光能、有机物中的化学能；生理过程有光合作用、呼吸作用。叶绿体中的类囊体膜、细胞质基质、线粒体。
(5) ATP水解释放的能量1的去向有哪些？
【答案】 转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动。
高能磷酸化合物
(6) 图中与RNA在组成成分上有联系的物质是哪个？
【答案】 乙。
(7) 据测算，成年人细胞内ADP和ATP的总量仅为2～10 mg，而一个正常成年人在静止状态下24 h消耗40 kg ATP。ATP在细胞中的含量并不多，为什么能为生命活动提供大量的能量？
【答案】 ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，使细胞内ATP的含量总处于动态平衡之中。
(8) 请尝试解释ATP为主动运输供能的原理。
【答案】 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，参与物质的转运过程。
(9) 细胞的什么反应分别与ATP的水解与合成相联系？
【答案】 吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。
名 卷 优 选
2
4
5
1
3
7
6
1．[2025南通如皋质量检测]下列关于生物体内重要化合物的叙述，正确的是(　 　)
A．氨基酸空间结构的差异是蛋白质分子多样性的原因之一
B．葡萄糖、酶、几丁质等有机分子均以碳链为基本骨架
C．ATP中A代表腺嘌呤，P代表磷酸基团，T代表三个特殊的化学键
D．人体摄入的糖类和脂肪在体内可以相互大量转化
B
2
4
5
1
3
7
6
【解析】 蛋白质分子多样性的原因包括氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的空间结构的差异，不包括氨基酸自身的空间结构差异，A错误；葡萄糖(单糖)、酶(蛋白质或RNA)、几丁质(多糖)均为有机物，均以碳链为基本骨架，B正确；ATP中的A表示腺苷(腺嘌呤＋核糖)，P表示磷酸基团，T表示三，ATP中含有两个特殊的化学键，C错误；糖类可大量转化为脂肪，但脂肪难以大量转化为糖类，且转化过程受代谢调节的限制，D错误。
2
4
5
1
3
7
6
2．[2026泰州靖江高级中学月考]下列有关酶的实验设计的叙述，正确的是(　 　)
A．利用淀粉酶水解淀粉来探究温度对酶活性的影响，可选择斐林试剂检测
B．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证 pH对酶活性的影响
C．探究淀粉酶的最适温度实验比探究温度对淀粉酶活性影响实验的温度梯度要小得多
D．利用淀粉酶、淀粉溶液、蔗糖溶液来探究酶的专一性，可选择碘液检测
C
2
4
5
1
3
7
6
【解析】 斐林试剂的使用需要进行水浴加热，对温度的控制有干扰，因此斐林试剂不能用于探究温度对酶活性的影响，A错误；胃蛋白酶的适宜pH是1.5～2.0，pH为7、11时酶已变性失活，所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时，pH不能设置成3、7、11，B错误；探究淀粉酶的最适温度实验是在最适温度附近进行，所以比探究温度对淀粉酶活性影响实验的温度梯度要小得多，C正确；蔗糖是否分解加碘液都不变色，所以不能用碘液鉴定，应选用斐林试剂，D错误。
2
4
5
3
7
6
3．[2025盐城八校联考]腺苷酸环化酶可促进ATP转化为环化腺苷一磷酸(cAMP)，细胞中的cAMP含量升高会影响多种代谢过程，如抑制细胞增殖，促进细胞分化等。下列叙述错误的是(　 　)
A．ATP分子中含有3个特殊的化学键
B．小分子物质cAMP分子中含有糖类
C．cAMP含量升高，可能会使细胞周期延长
D．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
1
A
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 ATP 的结构简式是 A—P～P～P，含有2个特殊的化学键，A错误；小分子物质cAMP由ATP脱去磷酸后环化而来，ATP中含有核糖，故小分子物质cAMP分子中含有糖类，B正确；据题干信息可知，细胞中的cAMP含量升高会抑制细胞的增殖，进而延长细胞周期，C正确；ATP水解释放的能量，来自特殊的化学键的化学能，可直接用于生命活动，D正确。
2
4
5
3
7
6
4．[2025常州月考]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(　 　)
1
D
2
4
5
3
7
6
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．酶联受体是细胞膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用
C．ATP水解释放的磷酸基团与靶蛋白结合，使其去磷酸化而有活性
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
1
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；酶联受体位于细胞膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误；ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，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正确。
2
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3
7
6
5．[2025常州金坛第一中学模拟]如图是蔗糖水解反应能量变化的示意图，已知H＋能催化蔗糖的水解。下列分析错误的是(　 　)
1
A．E1和E2表示活化能，X表示果糖和葡萄糖
B．H＋降低的化学反应活化能的值等于(E2－E1)
C．蔗糖酶使(E2－E1)的值增大，反应结束后X增多
D．升高温度可能通过改变酶的结构而影响酶促反应速率
C
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 E2和E1分别表示在没有催化剂和加入H＋后从常态转变为活跃态需要的能量，称为活化能，X是蔗糖水解的产物(果糖和葡萄糖)，A正确；从图中看出E1表示加入H＋后从常态转变为活跃态需要的能量，E2表示没有催化剂，所以H＋降低的反应活化能值等于(E2－E1)，B正确；蔗糖酶具有高效性，其降低的活化能(E2－E1)的值更大，但由于底物的量有限，所以X产物的量不变，C错误。
2
4
5
3
7
6
6．[2024南通如皋适应性考]科学家在体外合成了一种能降解某种塑料的“超级酶”。下列有关叙述正确的是(　 　)
A．适当升高温度即可提高“超级酶”降解塑料的速率
B．使用“超级酶”降解塑料的效率，受到塑料种类的限制
C．“超级酶”的体外合成不受pH、氧气等环境条件的影响
D．探究“超级酶”的高效性需设置自然降解塑料作为对照
1
【解析】 在一定温度范围内，适当升高温度可提高“超级酶”降解塑料的速率，超过最适温度后继续升高温度反而速率降低，A错误；“超级酶”具有专一性，其降解效率，受到塑料种类的限制，B正确；探究“超级酶”的高效性需设置无机催化剂降解塑料作为对照，D错误。
B
2
4
5
3
7
6
7．(多选)酶的磷酸化是指将磷酸基团加在酶分子上的过程。下图表示动物体内有关糖类物质的部分代谢过程，部分酶的活性受到磷酸化的影响。下列叙述正确的有(　 　)
A．细胞呼吸可以为酶1的磷酸化提供磷酸基团
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抑制其活性，不利于细胞代谢
1
AC
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