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第8讲　酶和ATP
　1．说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。　2．活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。　3．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
考点1　酶的作用、本质和特性
一、酶的作用和本质
1．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)方法步骤
(2)实验过程的变量及对照分析
(3)实验结论
2．酶的催化作用机理
(1)活化能：分子从常态转变为________________________的活跃状态所需要的能量。
(2)酶催化作用的原理：__________________的活化能。
(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在________条件下快速有序地进行。
(4)酶作用原理曲线分析
①无酶催化的反应曲线是________，有酶催化的反应曲线是________。
②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是____________________。
③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将________移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能，但会________。
3．酶本质的探究历程
科学家 主要观点或成就
①巴斯德 糖类变酒精需______________参与
②李比希 糖类变酒精需酵母菌细胞死亡并释放其中物质
③毕希纳 将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为________
④萨姆纳 从刀豆种子中提取出脲酶，证明脲酶的化学本质为________，作用为________________
⑤切赫和 奥尔特曼 少数________也具有生物催化功能
4．酶的作用和本质
二、酶的特性
1．酶具有高效性
(1)原因：与______________相比，酶降低活化能的作用________，催化效率更高。
(2)意义：使细胞代谢________进行。
(3)数学模型：
①曲线______与______对比说明酶具有高效性。
②曲线______与______对比说明酶具有催化作用。
2．酶具有专一性
(1)定义：每一种酶只能催化______________化学反应。
(2)意义：使细胞代谢____________进行。
(3)物理模型：
说明：图中A表示________，B表示被A催化的底物(或反应物)，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示____________________________________。
3．酶的作用条件较温和
(1)酶所催化的化学反应一般是在比较______的条件下进行的。在__________________条件下，酶的活性最高。
(2)__________________等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。在________左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。
1．(人教版必修1 P82探究·实践)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？
_____________________________________________________________________。
2．(人教版必修1 P85科学·技术·社会)溶菌酶能够溶解细菌的__________，具有抗菌消炎的作用。在临床上与__________混合使用，能增强该物质的疗效。
[深化拓展]
底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。
(2)图乙：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正比。
(3)图丙：在其他条件适宜的情况下，酶量增加，酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上方移动(对应b点位置)。
(4)温度、pH是通过影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率的；而底物浓度和酶浓度是通过影响底物分子与酶分子接触的概率，进而影响酶促反应速率的。
1．酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。(　　)
2．酶在催化反应完成后立即被分解。(　　)
3．酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用。(　　)
4．胃蛋白酶发挥作用时伴随着ATP的消耗。(　　)
5．酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同。(　　)
6．酶制剂适宜在最适温度和最适pH条件下保存。(　　)
1．(人教版必修1 P85概念检测T3)将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85 ℃水中热烫处理2 min，可较好地保持甜味，原因是_____________________________。
2．(人教版必修1 P84正文)酶活性除了受温度和pH的影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。下图表示抑制酶活性的两个模型。模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；模型B中的抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的结构，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。请回答下列问题。
(1)通过增加底物浓度的方法可以降低或解除______________________对酶的抑制作用。
(2)研究发现精氨酸能降低酶B的活性。为探究精氨酸降低酶B活性的作用方式属于模型A还是模型B，采取的实验思路是在酶量一定且底物浓度合适并使酶活性充分发挥的反应体系中加入________，同时不断提高________，观察____________________________________。如果酶促反应速率________(填“能恢复”或“不能恢复”)，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于模型A；如果酶促反应速率________________(填“能恢复”或“不能恢复”)，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于模型B。
(3)在下图中画出存在非竞争性抑制剂时的反应速率变化曲线。
酶的作用、本质和特性
1．(链接人教版必修1 P82、P84正文)(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15～20 min，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．(链接人教版必修1 P78图5-1、P80思考·讨论)RNase P是一种内切核酸酶，由RNA和蛋白质组成。无活性的RNase P通过与前体tRNA特异性结合被激活，激活的RNase P剪切前体tRNA，所得的成熟tRNA进入细胞质基质中发挥作用。以下关于RNase P分析不正确的是(　　)
A．通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA
B．RNase P能够催化tRNA基因的转录
C．RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中
D．pH、温度都会影响RNase P的活性
影响酶活性的因素
3．(链接人教版必修1 P84图5-2及正文)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．低氧环境可促进褐变发生
B．喷洒柠檬酸可抑制褐变发生
C．保存和运输生菜的最适pH为6
D．40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存
4．(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．2 h时，三组中500 g·L-1果糖组产物量最高
考点2　(探究·实践)探究酶的专一性和影响酶活性的条件
一、酶促反应和酶活性
1．酶促反应：酶所催化的化学反应一般是在________的条件下进行的。
2．酶活性
(1)定义：酶催化特定________的能力。
(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的________表示。
二、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1．实验原理
(1)淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成________。
(2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用________鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
2．实验步骤
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － ____ mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL ____ mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的____试剂 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温2 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
3．实验结论及分析
(1)实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明________________________________，2号试管不出现砖红色沉淀，说明____________________。结论：________________________________________________________________________。
(2)该实验的自变量是____________；因变量是________________________________。本实验设计思路是_________________________________________________________________________________________________________________。
三、探究温度对酶活性的影响
1．实验原理
(1)反应原理
(2)鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据____________________及______________来判断酶的活性。
2．实验步骤与现象
试管 编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 一 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液
二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min
三 将试管1与1′内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将试管2与2′内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将试管3与3′内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验 现象 ________ ________ ________
3．实验结论：____________________________________。
四、探究pH对酶活性的影响
1．实验原理
(1)反应原理：2H2O22H2O＋O2。
(2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响单位时间内O2的生成量，可用________________________________来检验O2产生量的多少。
2．实验步骤与现象
试管 编号 试管1 试管2 试管3
实验步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL 蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验 现象 卫生香燃 烧猛烈 卫生香燃烧不猛烈 卫生香燃烧不猛烈
3．实验结论：_________________________________________。
酶相关实验探究的“宜”和“不宜”
1．(链接人教版必修1 P81探究·实践)(2025·江苏卷)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2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液
② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？
③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热
A．丙组步骤②应加入2 mL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
2．(链接人教版必修1 P82探究·实践)耐高温淀粉酶可以加速催化淀粉的水解。某研究小组将淀粉分解菌进行诱变和高温处理获得新菌株甲，制作出菌株甲培养基的滤液，进行了下列实验，下列分析正确的是(　　)
步骤 试管A 试管B
1 加入用2 mL缓冲液配制的菌株甲滤液 加入2 mL缓冲液
2 在①条件下水浴保温30 min
3 加入适量80 ℃的淀粉溶液，再80 ℃水浴保温10 min
4 加入适量的②，振荡并观察溶液颜色
A．该实验可以探究菌株甲分泌的淀粉酶能否耐受80 ℃高温
B．表格中，①处应该为“80 ℃”，②处为“斐林试剂”
C．若步骤4中试管A、B溶液颜色分别为蓝色、无色，则该酶能耐受80 ℃高温
D．淀粉酶在80 ℃下保存，有利于保持酶的活性和结构的稳定性
考点3　细胞的能量“货币”ATP
一、ATP的结构和功能
1．元素组成：________________。
2．化学组成：1分子________、1分子__________、3分子磷酸基团。其结构简式为__________________。ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。
3．结构
4．结构特点：ATP是一种______________________________，含有2个特殊的化学键；ATP的化学性质________，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的________。
5．含量特点：在细胞中含量少，ATP与ADP之间的转化快。
6．功能：驱动细胞生命活动的________________。
7．利用：物质合成、肌肉收缩、主动运输、电鳐发电、大脑思考等。
[深化拓展]
ATP与核苷酸的关系
1．(人教版必修1 P86相关信息)写出图中的“A”的含义。
①________；②________；③________________；④____________________。
二、ATP和ADP的相互转化过程比较
　
无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
三、ATP供能的原理
1．ATP为主动运输供能示意图
2．ATP水解释放的________使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，________发生变化，________也被改变，因而可以参与特定的生理过程。
四、ATP是细胞内流通的能量“货币”
1．化学反应中的能量变化与ATP的关系
(1)吸能反应：一般与ATP的________相联系，如蛋白质的合成等。
(2)放能反应：一般与ATP的________相联系，如葡萄糖的氧化分解。
2．能量通过________在吸能反应和放能反应之间流通。
2．(人教版必修1 P89文字信息改编)萤火虫发光的能量转换过程是__________________________________________。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成______________并且发出荧光。
[深化拓展]
ATP与O2之间的关系模型分析
1．AMP可为人体细胞RNA的合成提供原料。(　　)
2．人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP。(　　)
3．淀粉水解成麦芽糖时伴随有ATP的生成。(　　)
4．细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量。(　　)
5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(　　)
6．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。(　　)
1．(人教版必修1 P87正文)人体中ATP的含量很少，剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总量并没有多大变化，请分析原因： ____________________________________________________。
2．(人教版必修1 P89拓展应用T3)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明： _____________________________。
3．(人教版必修1 P88图5-7)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。
(1)某种信号到达和信号减弱时发挥作用的酶分别是________________________，体现了酶的__________(填特性)。
(2)作为能量“货币”的ATP还具有的功能是_____________________________。
(3)在细胞代谢过程中，蛋白质通过磷酸化和去磷酸化调节其功能，其原理是
_____________________________________________________________________。
(4)蛋白质磷酸化和去磷酸化反应________(填“受”或“不受”)温度的影响，判断的依据是_________________________________________________________。
ATP的结构及ATP的合成和利用
1．(链接人教版必修1 P86相关信息)大脑思考等生命活动需要能量，ATP是细胞生命活动的直接能源物质，ATP的化学结构如图所示，A、B表示物质，α～γ表示磷酸基团的位置。下列叙述错误的是(　　)
A．神经元产生的ATP主要来自线粒体
B．神经元通过胞吐释放神经递质，该过程与ATP中γ位的磷酸基团的脱离相联系
C．注意力高度集中时，ATP与ADP不停地相互转化，并处于动态平衡
D．图示AB结构合起来构成RNA的基本单位之一
2．(链接人教版必修1 P87图5-4)如图是ATP与ADP的循环图解，其中①②表示过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．绿色植物在黑暗条件下，①过程也能发生
B．细胞中的吸能反应一般与②过程相联系
C．与平静状态时相比，剧烈运动时①过程减慢，②过程加快
D．在动物体内，①过程所需的能量主要来自细胞进行呼吸作用释放的能量
　　细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所
ATP与蛋白质的磷酸化和去磷酸化
3．(链接人教版必修1 P88图5-7)(2025·广东华侨中学检测)下图是ATP为主动运输供能示意图，以下说法不合理的是(　　)
A．参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种催化ATP水解的酶
B．该载体蛋白磷酸化导致其空间结构改变
C．由于ATP分子中磷酸基团的相互吸引，使得ATP的结构非常稳定
D．ATP在酶的作用下水解时，脱离的磷酸基团挟能量与该载体蛋白结合
4．(2025·重庆巴蜀中学模拟)如图表示的是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶构成的细胞内信号传递途径，激活的蛋白激酶3通过某种途径启动某一基因的表达。下列说法错误的是(　　)
A．蛋白激酶1磷酸化和去磷酸化过程体现了进化与适应的观点
B．蛋白激酶1特定磷酸化位点的氨基酸缺失会影响信号传递
C．ATP转化为ADP的过程中释放能量，产生的磷酸可以参与信号传递
D．蛋白激酶3的磷酸化和去磷酸化反应受pH的影响
1．(2025·河北卷)下列过程涉及酶催化作用的是(　　)
A．Fe3+催化H2O2的分解
B．O2通过自由扩散进入细胞
C．PCR过程中DNA双链的解旋
D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除
2．(2025·河北卷)ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是(　　)
A．肌肉的收缩
B．光合作用的暗反应
C．Ca2+载体蛋白的磷酸化
D．水的光解
3．(2025·黑吉辽蒙卷)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
4．(2025·贵州卷)科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜
B．该实验中，温度高于60 ℃后酶变性导致反应速率下降
C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响
D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50～60 ℃之间设置更小温度梯度
5．(2025·江西卷)芸香糖苷酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物生产槲皮素、柚皮素和橙皮素等活性物质，具有重要的应用前景。研究人员比较了芸香糖苷酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的化学性质，部分结果如表。下列叙述正确的是(　　)
芸香糖苷酶 最适温度(℃) 最适pH
Ⅰ 50 4.0
Ⅱ 70 4.0
Ⅲ 40 6.0
A．酶Ⅰ的反应温度升高20 ℃，其他条件不变，酶Ⅰ与酶Ⅱ活性一致
B．三种酶在最适的温度和pH条件下，催化底物的活性相同
C．三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物，表明它们具有专一性
D．三种酶的空间结构会因环境温度和pH的改变而发生变化第8讲　酶和ATP
　1．说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。　2．活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。　3．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
考点1　酶的作用、本质和特性
一、酶的作用和本质
1．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)方法步骤
(2)实验过程的变量及对照分析
(3)实验结论
2．酶的催化作用机理
(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。
(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
(4)酶作用原理曲线分析
①无酶催化的反应曲线是乙，有酶催化的反应曲线是甲。
②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是酶降低的活化能。
③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将向上移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能，但会提供能量。
3．酶本质的探究历程
科学家 主要观点或成就
①巴斯德 糖类变酒精需酵母菌活细胞参与
②李比希 糖类变酒精需酵母菌细胞死亡并释放其中物质
③毕希纳 将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶
④萨姆纳 从刀豆种子中提取出脲酶，证明脲酶的化学本质为蛋白质，作用为催化尿素分解
⑤切赫和 奥尔特曼 少数RNA也具有生物催化功能
4．酶的作用和本质
二、酶的特性
1．酶具有高效性
(1)原因：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
(2)意义：使细胞代谢快速进行。
(3)数学模型：
①曲线a与b对比说明酶具有高效性。
②曲线a与c对比说明酶具有催化作用。
2．酶具有专一性
(1)定义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
(3)物理模型：
说明：图中A表示酶，B表示被A催化的底物(或反应物)，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。
3．酶的作用条件较温和
(1)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。
(2)高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。在0_℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。
1．(人教版必修1 P82探究·实践)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用
2．(人教版必修1 P85科学·技术·社会)溶菌酶能够溶解细菌的__________，具有抗菌消炎的作用。在临床上与__________混合使用，能增强该物质的疗效。
提示：细胞壁　抗生素
[深化拓展]
底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。
(2)图乙：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正比。
(3)图丙：在其他条件适宜的情况下，酶量增加，酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上方移动(对应b点位置)。
(4)温度、pH是通过影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率的；而底物浓度和酶浓度是通过影响底物分子与酶分子接触的概率，进而影响酶促反应速率的。
1．酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。 (×)
提示：酶的作用机理是降低化学反应的活化能。
2．酶在催化反应完成后立即被分解。 (×)
提示：酶是催化剂，其在催化反应完成后不会被分解。
3．酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用。 (√)
4．胃蛋白酶发挥作用时伴随着ATP的消耗。 (×)
提示：胃蛋白酶可以分解蛋白质，蛋白质的水解不消耗ATP。
5．酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同。 (×)
提示：低温使酶的活性受到抑制，高温因酶的空间结构被破坏而失活；在最适温度的两侧可能存在两个温度对应的酶的活性相同。
6．酶制剂适宜在最适温度和最适pH条件下保存。 (×)
提示：酶制剂应在低温和最适pH条件下保存。
1．(人教版必修1 P85概念检测T3)将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85 ℃水中热烫处理2 min，可较好地保持甜味，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：85 ℃的水会破坏新鲜糯玉米中能将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
2．(人教版必修1 P84正文)酶活性除了受温度和pH的影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。下图表示抑制酶活性的两个模型。模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；模型B中的抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的结构，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。请回答下列问题。
(1)通过增加底物浓度的方法可以降低或解除______________________对酶的抑制作用。
(2)研究发现精氨酸能降低酶B的活性。为探究精氨酸降低酶B活性的作用方式属于模型A还是模型B，采取的实验思路是在酶量一定且底物浓度合适并使酶活性充分发挥的反应体系中加入______________，同时不断提高________，观察____________________________________。如果酶促反应速率________(填“能恢复”或“不能恢复”)，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于模型A；如果酶促反应速率________________(填“能恢复”或“不能恢复”)，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于模型B。
(3)在下图中画出存在非竞争性抑制剂时的反应速率变化曲线。
提示：(1)竞争性抑制剂(模型A)
(2)精氨酸　底物浓度　酶促反应速率变化　能恢复　不能恢复
(3)
酶的作用、本质和特性
1．(链接人教版必修1 P82、P84正文)(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15～20 min，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
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；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，故勿使用60 ℃以上热水，D正确。]
2．(链接人教版必修1 P78图5-1、P80思考·讨论)RNase P是一种内切核酸酶，由RNA和蛋白质组成。无活性的RNase P通过与前体tRNA特异性结合被激活，激活的RNase P剪切前体tRNA，所得的成熟tRNA进入细胞质基质中发挥作用。以下关于RNase P分析不正确的是(　　)
A．通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA
B．RNase P能够催化tRNA基因的转录
C．RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中
D．pH、温度都会影响RNase P的活性
B　[RNase P是一种内切核酸酶，通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA，A正确；核糖核酸酶P能对tRNA前体进行剪切加工，不能催化转录过程，催化转录过程的酶是RNA聚合酶，B错误；因为线粒体和叶绿体也可以进行基因表达，因此RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中，C正确；pH、温度都会影响酶活性，因此也会影响RNase P的活性，D正确。]
影响酶活性的因素
3．(链接人教版必修1 P84图5-2及正文)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．低氧环境可促进褐变发生
B．喷洒柠檬酸可抑制褐变发生
C．保存和运输生菜的最适pH为6
D．40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存
B　[多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，因此低氧环境可抑制褐变发生，A错误；图示可知，柠檬酸可以减弱PPO相对活性，从而减少醌类物质的形成，即抑制褐变发生，B正确；结合图示可知，pH为6时吸光度最大，而吸光度大小和醌类物质含量成正相关，说明pH为6时褐变易发生，从而不利于保存和运输生菜，C错误；结合图示可知，温度为40 ℃时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明温度为40 ℃时褐变易发生，从而不利于生菜的保存，D错误。]
4．(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．2 h时，三组中500 g·L-1果糖组产物量最高
D　[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，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。]
考点2　(探究·实践)探究酶的专一性和影响酶活性的条件
一、酶促反应和酶活性
1．酶促反应：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
2．酶活性
(1)定义：酶催化特定化学反应的能力。
(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
二、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1．实验原理
(1)淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。
(2)在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
2．实验步骤
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温2 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
3．实验结论及分析
(1)实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。
(2)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
三、探究温度对酶活性的影响
1．实验原理
(1)反应原理
(2)鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
2．实验步骤与现象
试管 编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 一 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液 1 mL淀 粉酶溶液 2 mL淀 粉溶液
二 放入0 ℃冰水中约5 min 放入60 ℃热水中约5 min 放入100 ℃热水中约5 min
三 将试管1与1′内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将试管2与2′内的液体混合后继续在60 ℃热水内放置10 min 将试管3与3′内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验 现象 变蓝 不变蓝 变蓝
3．实验结论：高温、低温都影响酶的活性。
四、探究pH对酶活性的影响
1．实验原理
(1)反应原理：2H2O22H2O＋O2。
(2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响单位时间内O2的生成量，可用点燃的卫生香燃烧情况来检验O2产生量的多少。
2．实验步骤与现象
试管 编号 试管1 试管2 试管3
实验步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL 蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验 现象 卫生香燃烧猛烈 卫生香燃烧不猛烈 卫生香燃烧不猛烈
3．实验结论：过酸、过碱都影响酶的活性。
酶相关实验探究的“宜”和“不宜”
1．(链接人教版必修1 P81探究·实践)(2025·江苏卷)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2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液
② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？
③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热
A．丙组步骤②应加入2 mL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
C　[丙组步骤②应加入2 mL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。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。乙组(淀粉＋蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉溶液中不含还原糖，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溶液中是否含还原糖，C正确。甲组(淀粉＋淀粉酶)水解产物为麦芽糖(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，故丙组不出现砖红色，D错误。]
2．(链接人教版必修1 P82探究·实践)耐高温淀粉酶可以加速催化淀粉的水解。某研究小组将淀粉分解菌进行诱变和高温处理获得新菌株甲，制作出菌株甲培养基的滤液，进行了下列实验，下列分析正确的是(　　)
步骤 试管A 试管B
1 加入用2 mL缓冲液配制的菌株甲滤液 加入2 mL缓冲液
2 在①条件下水浴保温30 min
3 加入适量80 ℃的淀粉溶液，再80 ℃水浴保温10 min
4 加入适量的②，振荡并观察溶液颜色
A．该实验可以探究菌株甲分泌的淀粉酶能否耐受80 ℃高温
B．表格中，①处应该为“80 ℃”，②处为“斐林试剂”
C．若步骤4中试管A、B溶液颜色分别为蓝色、无色，则该酶能耐受80 ℃高温
D．淀粉酶在80 ℃下保存，有利于保持酶的活性和结构的稳定性
A　[研究小组将淀粉分解菌进行诱变和高温处理获得新菌株甲，制作出菌株甲培养基的滤液，滤液中含有淀粉酶，根据实验步骤3、4可确定该实验可以用来探究菌株甲分泌的淀粉酶能否耐受80 ℃高温，A正确；①处保温80 ℃，是因为步骤3中的淀粉水浴保温80 ℃，两处保温温度应保持一致，加入②的目的是检测淀粉的水解产物，所以②处为碘液，斐林试剂需要水浴加热，会改变实验的设定温度，B错误；如果该酶能够耐受80 ℃的高温，则试管A中淀粉被淀粉酶水解，不会变成蓝色，显示出碘液的颜色，而试管B没有淀粉酶，淀粉和碘液生成蓝色，C错误；酶适合在低温条件下保存，D错误。]
考点3　细胞的能量“货币”ATP
一、ATP的结构和功能
1．元素组成：C、H、O、N、P。
2．化学组成：1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸基团。其结构简式为A—P～P～P。ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。
3．结构
4．结构特点：ATP是一种高能磷酸化合物，含有2个特殊的化学键；ATP的化学性质不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。
5．含量特点：在细胞中含量少，ATP与ADP之间的转化快。
6．功能：驱动细胞生命活动的直接能源物质。
7．利用：物质合成、肌肉收缩、主动运输、电鳐发电、大脑思考等。
[深化拓展]
ATP与核苷酸的关系
1．(人教版必修1 P86相关信息)写出图中的“A”的含义。
①________；②________；③________________________；
④____________________。
提示：腺苷　腺嘌呤　腺嘌呤脱氧核苷酸　腺嘌呤核糖核苷酸
二、ATP和ADP的相互转化过程比较
无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
三、ATP供能的原理
1．ATP为主动运输供能示意图
2．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的生理过程。
四、ATP是细胞内流通的能量“货币”
1．化学反应中的能量变化与ATP的关系
(1)吸能反应：一般与ATP的水解相联系，如蛋白质的合成等。
(2)放能反应：一般与ATP的合成相联系，如葡萄糖的氧化分解。
2．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
2．(人教版必修1 P89文字信息改编)萤火虫发光的能量转换过程是__________________________________________。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成______________并且发出荧光。
提示：荧光素接受ATP提供的能量后就被激活　氧化荧光素
[深化拓展]
ATP与O2之间的关系模型分析
1．AMP可为人体细胞RNA的合成提供原料。 (√)
2．人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP。 (×)
提示：ATP的合成和水解处于动态平衡之中，无论安静状态，还是剧烈运动中，ATP的合成和水解的量基本相等。
3．淀粉水解成麦芽糖时伴随有ATP的生成。 (×)
提示：淀粉水解成麦芽糖时不合成ATP。
4．细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量。 (×)
提示：放能反应是指能源物质氧化分解释放能量的反应。
5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。 (×)
提示：无氧呼吸也能产生ATP。
6．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。 (×)
提示：内质网膜上不能产生ATP。
1．(人教版必修1 P87正文)人体中ATP的含量很少，剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总量并没有多大变化，请分析原因：_____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：ATP和ADP时刻不停地发生相互转化，并处于动态平衡之中
2．(人教版必修1 P89拓展应用T3)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源
3．(人教版必修1 P88图5-7)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。
(1)某种信号到达和信号减弱时发挥作用的酶分别是________________________，体现了酶的__________(填特性)。
(2)作为能量“货币”的ATP还具有的功能是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)在细胞代谢过程中，蛋白质通过磷酸化和去磷酸化调节其功能，其原理是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)蛋白质磷酸化和去磷酸化反应________(填“受”或“不受”)温度的影响，判断的依据是___________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：(1)蛋白激酶、蛋白磷酸酶　专一性　
(2)参与细胞信号传递
(3)通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构
(4)受　温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应
ATP的结构及ATP的合成和利用
1．(链接人教版必修1 P86相关信息)大脑思考等生命活动需要能量，ATP是细胞生命活动的直接能源物质，ATP的化学结构如图所示，A、B表示物质，α～γ表示磷酸基团的位置。下列叙述错误的是(　　)
A．神经元产生的ATP主要来自线粒体
B．神经元通过胞吐释放神经递质，该过程与ATP中γ位的磷酸基团的脱离相联系
C．注意力高度集中时，ATP与ADP不停地相互转化，并处于动态平衡
D．图示AB结构合起来构成RNA的基本单位之一
D　[线粒体是细胞的“动力车间”，生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体，所以神经元的ATP主要来自线粒体，A正确；ATP中γ位的磷酸基团的脱离，表示ATP水解释放能量的过程，可以为神经元通过胞吐释放神经递质提供能量，B正确；注意力高度集中时，一直消耗ATP，ATP与ADP不停地相互转化，并处于动态平衡，C正确；ATP的结构式可简写成A－P～P～P，式中A代表腺苷，腺苷由A腺嘌呤和B核糖组成，故当图示结构去掉β和γ位的磷酸基团后，是构成RNA的基本单位之一，D错误。]
2．(链接人教版必修1 P87图5-4)如图是ATP与ADP的循环图解，其中①②表示过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．绿色植物在黑暗条件下，①过程也能发生
B．细胞中的吸能反应一般与②过程相联系
C．与平静状态时相比，剧烈运动时①过程减慢，②过程加快
D．在动物体内，①过程所需的能量主要来自细胞进行呼吸作用释放的能量
C　[植物在黑暗条件下，能进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP，①过程也能发生，A正确；细胞中需要能量的生命活动绝大多数是由ATP直接提供能量的，故细胞中的吸能反应一般与②过程相联系，B正确；与处于平静状态时相比，剧烈运动时需要能量较多，所以①②过程都会加快，C错误；在动物细胞内，①过程发生的场所是细胞质基质和线粒体，所需的能量主要来自细胞进行呼吸作用释放的能量，另外，磷酸肌酸也可参与生成ATP，但不是呼吸作用，D正确。]
　　细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所
ATP与蛋白质的磷酸化和去磷酸化
3．(链接人教版必修1 P88图5-7)(2025·广东华侨中学检测)下图是ATP为主动运输供能示意图，以下说法不合理的是(　　)
A．参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种催化ATP水解的酶
B．该载体蛋白磷酸化导致其空间结构改变
C．由于ATP分子中磷酸基团的相互吸引，使得ATP的结构非常稳定
D．ATP在酶的作用下水解时，脱离的磷酸基团挟能量与该载体蛋白结合
C　[如图所示，参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了，A正确；由图可知，该载体蛋白磷酸化导致其空间结构改变，将Ca2+运输至另一侧，B正确；ATP分子中远离腺苷的磷酸基团容易脱离和结合，使得ATP的结构非常不稳定，C错误；如图所示，ATP在酶的作用下水解时，脱离的磷酸基团挟能量与该载体蛋白结合，即载体蛋白的磷酸化，D正确。]
4．(2025·重庆巴蜀中学模拟)如图表示的是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶构成的细胞内信号传递途径，激活的蛋白激酶3通过某种途径启动某一基因的表达。下列说法错误的是(　　)
A．蛋白激酶1磷酸化和去磷酸化过程体现了进化与适应的观点
B．蛋白激酶1特定磷酸化位点的氨基酸缺失会影响信号传递
C．ATP转化为ADP的过程中释放能量，产生的磷酸可以参与信号传递
D．蛋白激酶3的磷酸化和去磷酸化反应受pH的影响
A　[磷酸化和去磷酸化是蛋白质功能调控的常见机制，其存在体现了生物分子结构与功能的适应性(如通过修饰改变活性)。然而，进化与适应观点通常指物种在长期自然选择中形成适应性特征，而非分子层面的动态调控过程，A错误。磷酸化位点的特定氨基酸缺失会破坏磷酸化过程，直接影响信号传递，B正确。据图分析，ATP转化为ADP释放的无机磷酸(Pi)可被激酶用于蛋白质磷酸化，参与信号传递，C正确。磷酸化和去磷酸化反应由酶催化，酶活性受pH影响，D正确。]
1．(2025·河北卷)下列过程涉及酶催化作用的是(　　)
A．Fe3+催化H2O2的分解
B．O2通过自由扩散进入细胞
C．PCR过程中DNA双链的解旋
D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除
D　[Fe3+催化H2O2的分解，Fe3+是无机催化剂，不是酶，A错误；O2通过自由扩散进入细胞，这是一种简单的物质跨膜运输方式，不涉及酶的催化作用，B错误；PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温实现的，不需要酶来解旋(在生物体内DNA解旋需要解旋酶)，C错误；植物体细胞杂交前细胞壁的去除，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，涉及酶的催化作用，D正确。]
2．(2025·河北卷)ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是(　　)
A．肌肉的收缩
B．光合作用的暗反应
C．Ca2+载体蛋白的磷酸化
D．水的光解
D　[肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不符合题意；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)，B不符合题意；ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca2+载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意；水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。]
3．(2025·黑吉辽蒙卷)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
B　[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；耐高温的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；缺少引物和缓冲液时反应无法启动，C错误；70～75 ℃是耐高温的DNA聚合酶的最适作用温度，但酶需低温保存，D错误。]
4．(2025·贵州卷)科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜
B．该实验中，温度高于60 ℃后酶变性导致反应速率下降
C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响
D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50～60 ℃之间设置更小温度梯度
C　[探究温度对该酶催化反应速率的影响应遵循单一变量原则，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度都是无关变量，无关变量应相同且适宜，A正确；酶在高温条件下会变性失活，从图中可以看出，温度高于60 ℃后，反应速率下降，是因为高温使酶的空间结构遭到破坏，酶发生变性，B正确；在底物充足的情况下，酶促反应速率与酶的浓度呈正相关，增加酶的用量会使反应速率加快，C错误；由图可知，该酶的最适温度在50～60 ℃之间，所以进一步探究该酶最适温度时，宜在50～60 ℃之间设置更小温度梯度，D正确。]
5．(2025·江西卷)芸香糖苷酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物生产槲皮素、柚皮素和橙皮素等活性物质，具有重要的应用前景。研究人员比较了芸香糖苷酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的化学性质，部分结果如表。下列叙述正确的是(　　)
芸香糖苷酶 最适温度(℃) 最适pH
Ⅰ 50 4.0
Ⅱ 70 4.0
Ⅲ 40 6.0
A．酶Ⅰ的反应温度升高20 ℃，其他条件不变，酶Ⅰ与酶Ⅱ活性一致
B．三种酶在最适的温度和pH条件下，催化底物的活性相同
C．三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物，表明它们具有专一性
D．三种酶的空间结构会因环境温度和pH的改变而发生变化
D　[酶的活性受温度影响，在最适温度前，随温度升高酶活性增强；超过最适温度，随温度升高酶活性下降。酶Ⅰ的最适温度为50 ℃，升高20 ℃至70 ℃时，超过其最适温度，酶活性会因高温而下降；而酶Ⅱ的最适温度为70 ℃，此时活性最高。两者活性不可能一致，A错误。最适条件仅表明此时酶活性最高，但不同酶在最适条件下的催化效率(即酶活性)可能因酶的种类和结构差异而不同，B错误。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。三种酶均能水解同一类底物(芸香糖苷类黄酮化合物)，体现的是酶的催化作用具有共性，而非专一性(专一性强调对特定底物的催化)，C错误。酶的活性受温度和pH的影响，温度和pH的变化会影响酶的空间结构，进而影响酶的活性。当环境温度或pH偏离最适条件时，酶的空间结构可能发生改变，甚至导致酶变性失活，D正确。]
课时数智作业(八)　酶和ATP
1．(2025·云南适应性测试)酶不仅在生命活动中具有重要作用，还在日常生活中有广泛运用。下列说法正确的是(　　)
A．植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁
B．能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，可用来洗涤蚕丝制品
C．食物中的淀粉和蔗糖在咀嚼过程中会被唾液淀粉酶催化水解
D．参与细胞内DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶和T4 DNA连接酶
A　[植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁，A正确；能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，其中的酶是蛋白酶，蚕丝制品中的蚕丝主要成分也是蛋白质，该洗衣粉不能用来洗涤蚕丝制品，B错误；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，C错误；DNA复制时，解旋酶解开双螺旋，DNA聚合酶催化子链的延伸，DNA连接酶(但不是T4 DNA连接酶)连接不连续合成的子链，T4 DNA连接酶催化两个平末端的链接，一般用于基因工程中，D错误。]
2．(2025·安徽马鞍山检测)向盛有等量过氧化氢溶液的2根试管内分别加入2滴3.5%氯化铁溶液和2滴20%肝脏研磨液，测得氧气产生速率随时间变化的情况如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．氯化铁和过氧化氢酶促进过氧化氢分解的机理相同
B．T1时间后氧气产生速率S1比S2低的原因是酶活性下降
C．S1与坐标轴围成的面积应与S2与坐标轴围成的面积相等
D．实验中温度、过氧化氢溶液浓度对实验结果有一定影响
B　[氯化铁(无机催化剂)和过氧化氢酶的作用机理均为降低反应活化能，A正确。T1时间后S1(酶)的氧气产生速率低于S2(氯化铁)，其根本原因是底物(过氧化氢)浓度逐渐降低，而非酶活性下降。过氧化氢酶在适宜温度下活性稳定，反应速率下降主要是底物消耗引起的，而非酶失活，B错误。催化剂不影响产物总量，S1和S2与坐标轴围成的面积(总O2产生量)应相等，C正确。温度影响酶活性，过氧化氢浓度直接影响反应速率，实验中需控制这些变量以避免干扰结果，D正确。]
3．(2025·江苏南通调研)如图示ATP的结构，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
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断裂，形成AMP，是构成RNA的基本单位，所以α和β位磷酸基团之间的化学键可以断裂，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α位32P标记的ATP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。]
4．如图表示ATP与ADP相互转化的能量供应机制，下列相关说法正确的是(　　)
A．真核细胞中，甲、乙两过程所用到的酶和反应场所完全不同
B．许多放能反应往往与乙过程相联系，许多吸能反应往往与甲过程相联系
C．代谢耗能越多的细胞，该能量供应机制的运行速率越快
D．在所有生物体内，都存在该能量供应机制，这体现了生物界的统一性
C　[甲、乙两过程的反应场所可能相同，真核细胞的呼吸作用第一阶段发生在细胞质基质，合成少量的ATP，与此同时细胞质基质中还要进行其他吸能的化学反应，伴随着ATP的水解，两过程均发生在细胞质基质，A错误；甲过程是ATP的合成，乙过程是ATP的水解，在细胞内，许多放能反应与甲过程相联系，许多吸能反应与乙过程相联系，B错误；ATP是直接供能物质，可直接为细胞内的吸能反应提供能量，因此代谢耗能越多的细胞，ATP和ADP的转化速率越快，C正确；病毒必须寄生于活细胞，不能自己将ADP和ATP相互转化，故病毒没有该能量供应机制，D错误。]
5．(2025·山东烟台期中)为检测黑曲霉蛋白酶的热稳定性，科研人员在不同温度下分别处理酶液10、60及90 min，测定酶活力，结果如图。下列说法正确的是(　　)
A．处理温度于55～60 ℃范围内，酶活力随处理时间的延长降低
B．该酶在70 ℃下处理10 min后，下调温度至60 ℃可使酶活力增大
C．60 ℃处理10 min该酶为反应提供的活化能最多
D．40 ℃为该酶的最适储存温度
A　[从图中可以看出，在温度于55～60 ℃范围内，随着处理时间从10 min延长到60 min再到90 min，酶活力是逐渐降低的，A正确；该酶在70 ℃下处理10 min后，酶的空间结构已经改变，下调温度至60 ℃，酶的空间结构不会恢复，即不会使酶活力增大，B错误；酶的作用是降低反应的活化能，而不是提供活化能，C错误；若长期保存酶制剂，应在低温、适宜pH条件下保存，D错误。]
6．(2025·重庆检测)某实验小组为探究温度对淀粉酶活性的影响，设置了如下实验步骤：
①将等量的淀粉酶与淀粉混合，分别放入不同试管中；
②将不同试管分别置于不同温度下进行反应；
③一段时间后，检测不同试管中淀粉的剩余量并进行比较。
下列说法错误的是(　　)
A．在将淀粉酶与淀粉混合之前，应进行相同温度的保温处理
B．温度过低或过高都可能影响该酶降低反应活化能的能力
C．不同温度下，各组试管中淀粉的剩余量均不相同
D．试管中淀粉剩余量的多少可用滴加碘液后颜色的深浅程度表示
C　[在进行酶活性实验时，为了确保实验结果的准确性，通常需要将酶和底物在相同温度下进行保温处理，以消除温度差异对实验结果的影响，A正确。酶的最适温度范围内，其活性最高，能够有效降低反应所需活化能。温度过低会导致酶活性降低，温度过高则可能使酶变性失活，从而影响其降低反应活化能的能力，B正确。在某最适温度两侧，可能存在两个不同的温度但淀粉酶的活性相近，导致淀粉的剩余量相似，C错误。淀粉与碘液反应会生成蓝黑色复合物，淀粉剩余量越多，颜色越深；反之，颜色越浅。因此，可以通过观察颜色的深浅来判断淀粉的剩余量，D正确。]
7．(2025·东北三校联考)人们常用淡盐水浸泡菠萝之后再食用，可有效减轻“扎嘴”现象。有研究小组认为淡盐水缓解“扎嘴”现象可能与菠萝蛋白酶有关，并设计了相关实验，实验结果如图所示。有关说法正确的是(　　)
A．生活中用盐水浸泡菠萝，浓度越高，口感越佳
B．本实验中温度为无关变量，温度的变化对实验结果无影响
C．适当的盐水浸泡可降低菠萝蛋白酶的活性，加食醋也可能获得相似效果
D．本实验可利用双缩脲试剂检测酶活性，盐水处理后酶与双缩脲试剂的反应减弱或消失
C　[与NaCl溶液为0时比较可知，在一定浓度范围内，随着NaCl溶液浓度升高，菠萝蛋白酶的活性逐渐减弱，但NaCl溶液浓度过高，过咸，口感不好，A错误；无关变量是对结果有影响的量，温度属于无关变量，对实验结果有影响，B错误；适当的盐水浸泡可改变酶的空间结构，降低菠萝蛋白酶的活性，加食醋也可能改变酶的空间结构，也可能获得相似效果，C正确；酶活性减弱是由于空间结构发生改变，但肽键未变，只要有两个及以上的肽键就可以与双缩脲试剂发生紫色反应，因此本实验不可以利用双缩脲试剂检测酶活性，D错误。]
8．(不定项)(2025·山东潍坊联考)核酶是具有催化功能的RNA分子，具有酶的基本特性。核酶P能够识别和切割tRNA前体分子的5′端，去除额外的序列，参与tRNA分子的加工过程；rRNA能够识别tRNA携带的氨基酸，催化肽键的形成。下列说法不正确的是(　　)
A．真核细胞的核酶均在细胞核合成，通过核孔运输到细胞质发挥作用
B．核酶P和rRNA均通过降低化学反应的活化能发挥作用
C．核酶P作用于磷酸二酯键，并催化tRNA中氢键的形成
D．rRNA的催化不具有专一性，催化的底物为氨基酸分子和多肽
ACD　[核酶是具有催化功能的RNA分子，合成核酶的过程为转录，在真核细胞内可以发生在细胞核或者叶绿体、线粒体，A错误；核酶是具有催化功能的RNA分子，rRNA能够催化肽键的形成，酶催化的原理是降低化学反应的活化能，B正确；核酶P能够识别和切割tRNA前体分子的5′端，作用于磷酸二酯键，但tRNA中氢键的形成不需要核酶催化，C错误；rRNA催化一类反应——氨基酸之间脱水缩合，它的催化具有专一性，D错误。]
9．(12分)(2025·重庆质检)嫩肉粉主要是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉制品口感新鲜，其活性与温度的关系如图表示。
注：可以用单位时间内产物的增加量或反应物的减少量(也就是酶促反应速率)作为酶活性高低的指标。
(1)细胞中的各类化学反应之所以能有序地进行，主要和酶的________性有关，除此以外，还和酶在细胞中的________有关。
(2)推测嫩肉粉中的酶可能是________。酶促反应速率高________(填“等于”或“不等于”)酶活性高。
(3)现要探究经过t4温度处理的该酶，当温度恢复到t3时，其活性是否可以恢复到较高水平，请完成以下实验设计。
①取6支试管，编号为A1、B1、C1、A2、B2、C2。
②向A1、B1、C1三支试管中各加入适宜浓度的该酶溶液1 mL。将A1和B1设为对照组，分别在温度为t3、t4水浴装置中保温10 min；将C1作为实验组，其温度处理应该是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
③分别向A2、B2、C2三支试管中各加入适宜浓度的反应物溶液各2 mL，依次在t3、t4、t3温水中保温5 min。
④将A2、B2、C2中的溶液分别加入A1、B1、C1试管内，振荡摇匀后依次在各自温度环境中保温5 min，检测各试管中产物的量，记录，比较。
⑤结果预测与分析：
如果试管中产物量C1接近B1而少于A1，则说明随着温度由t4恢复到t3，该酶的活性不能恢复到较高水平。
如果试管中产物量________________________，则说明随着温度由t4恢复到t3，该酶的活性能恢复到较高水平。
[答案]　(每空2分，共12分)(1)专一　分布　(2)蛋白酶　不等于　(3)先在t4中水浴保温5 min，然后再转移到t3中水浴保温5 min(两次保温时间均为10 min也给分)　C1接近于A1而多于B1(或C1多于B1而少于A1)
[解析]　(1)化学反应能有序地进行，主要和酶的专一性有关；酶在细胞内各部位的分布不同，利于不同反应在细胞内各区室同时进行、互不干扰。(2)肉制品口感新鲜，主要是由于在蛋白酶的催化作用下蛋白质水解成小分子的肽和各种氨基酸；酶促反应速率是指单位时间内产物的增加量或反应物的减少量，除和酶的活性相关外，也和底物浓度、酶浓度有关，因此酶促反应速率高并不意味着酶活性就高。(3)要探究经过t4温度处理的酶在温度恢复到t3时活性是否能恢复到较高水平。A1和B1是对照组，分别在t3、t4保温，对于实验组C1，要先模拟经过t4温度处理，所以先在t4水浴装置中保温5 min，然后再转移到t3水浴装置中保温5 min。A2、B2、C2三支试管中加入反应物溶液后，要与前面的A1、B1、C1相对应，所以依次在t3、t4、t3温水中保温5 min。结果预测与分析：如果C1接近B1而少于A1，表明温度从t4降低到t3时酶活性不能恢复；那么如果C1接近于A1而多于B1(或C1多于B1而少于A1)，就说明随着温度由t4降低到t3，该酶的活性能恢复。
(教师用书独具)
1．(2025·湖南师大附中模拟)大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中的复合体A均由RNA和蛋白质组成，具有催化活性。下列实验组合中，能推出“大肠杆菌复合体A中的单独RNA组分有催化活性，但单独蛋白质组分无催化活性”这一结论的是(　　)
①大肠杆菌复合体A经核糖核酸酶处理后，丧失催化活性
②大肠杆菌复合体A经蛋白水解酶处理后，仍有催化活性
③从大肠杆菌复合体A中分离的蛋白质组分，没有催化活性
④通过体外转录得到大肠杆菌复合体A中的RNA，具有催化活性
⑤大肠杆菌复合体A的RNA与枯草芽孢杆菌复合体A的蛋白质组装成的复合体，具有催化活性
A．①③　　　　　 B．①⑤
C．②③ D．②④
C　[①大肠杆菌复合体A经核糖核酸酶处理后，丧失催化活性。这个实验说明单独的蛋白质组分无催化活性。②大肠杆菌复合体A经蛋白水解酶处理后，仍有催化活性。这个实验说明单独的RNA组分有催化活性。③从大肠杆菌复合体A中分离的蛋白质组分，没有催化活性。证明单独的蛋白质组分没有催化活性。④通过体外转录得到大肠杆菌复合体A中的RNA，具有催化活性。证明单独的RNA组分具有催化活性。⑤大肠杆菌复合体A的RNA与枯草芽孢杆菌复合体A的蛋白质组装成的复合体，具有催化活性。这个实验表明，即使使用来自不同菌种的蛋白质和RNA，只要它们能够组装成复合体，就仍然具有催化活性。综上所述，能推出“大肠杆菌复合体A中的单独RNA组分有催化活性”的是②和④，能推出“但单独蛋白质组分无催化活性”这一结论的实验组合是①③，故能推出“大肠杆菌复合体A中的单独RNA组分有催化活性，但单独蛋白质组分无催化活性”这一结论的实验组合是①②、①④、②③、③④。]
2．(2025·八省联考模拟)图1表示酶量一定、条件适宜的情况下底物浓度对酶促反应速率的影响曲线，其中“Vmax”表示该条件下最大反应速率，“Km”表示在该条件下达到1/2 Vmax时的底物浓度。图2为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．底物浓度和抑制剂影响酶促反应速率的原理不相同
B．Km的大小可体现酶与底物结合能力的强弱
C．若升高反应体系的温度，则图1中的M点将向左下方移动
D．在反应体系中分别加入适量上述两种抑制剂，Vmax都会下降
D　[抑制剂通过影响酶的活性，如竞争性抑制剂通过与底物竞争酶的结合位点，非竞争性抑制剂通过与酶结合从而改变酶与底物结合位点的形态来影响酶促反应速率，而底物浓度不影响酶的活性，A正确；Km表示酶促反应速率为1/2Vmax时的底物浓度，酶与底物亲和力越高，酶促反应速率越大，则Km越小，即Km的大小体现了酶与底物结合能力的强弱，B正确；据题干信息，图1曲线是在条件适宜的情况下测定的，若升高反应体系的温度，酶活性降低，Vmax降低，达到Vmax时的底物浓度也减少，因此M点将向左下方移动，C正确；据图分析，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合位点，若反应体系中加入一定量的竞争性抑制剂，随着底物浓度增大，底物与酶结合的概率增加，Vmax与不加抑制剂时相同，而非竞争性抑制剂改变了酶的空间结构，Vmax比不加抑制剂时的小，D错误。]
3．(不定项)(2025·湖南师大附中检测)鲜切后，马铃薯易发生褐变，影响其品质和营养价值。研究表明多酚氧化酶(PPO)会引起马铃薯褐变。科研人员利用NaCl溶液处理鲜切马铃薯后的结果如图所示(温度处理组的CK为室温26 ℃)。下列相关分析正确的是(　　)
A．实验应选择同一品种的马铃薯，以减少马铃薯自身PPO差异对实验的影响
B．图中NaCl溶液浓度为0.2 mol/L时，PPO活性最低，发生褐变所需要的时间最长
C．图中不同温度的NaCl溶液处理均导致PPO活性下降，其空间结构发生不可逆转的改变
D．NaCl溶液与温度均通过改变PPO的活性从而影响马铃薯发生褐变的时间，两者对PPO作用的原理可能不同
ABD　[本实验的自变量是NaCl溶液处理浓度和相同浓度NaCl溶液处理温度，马铃薯的品种属于无关变量，本实验应选择同一品种的马铃薯，以减少马铃薯自身PPO差异对实验的影响，A正确；PPO会引起马铃薯褐变，图中NaCl溶液浓度为0.2 mol/L时，PPO活性最低，发生褐变所需要的时间最长，B正确；与CK相比，图中不同温度的NaCl溶液处理均导致PPO活性下降，这些温度都低于CK组温度，低温会降低PPO活性，但其空间结构稳定，并不会发生不可逆转的改变，C错误；本实验中，用不同浓度的NaCl溶液或者低温处理马铃薯，PPO的活性均低于CK组，说明NaCl溶液与温度均通过改变PPO的活性从而影响马铃薯发生褐变的时间，两者对PPO作用的原理可能不同，D正确。]
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