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专题 08 酶和 ATP
一、降低化学反应活化能的酶
(一)酶的作用和本质
1．比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验过程
(2)变量分析
2．酶本质的探索历程(连线)
3．酶的本质和作用
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 主要是细胞核(真核细胞)
来源 一般来说，活细胞都能产生酶
作用 催化作用
作用机理 降低化学反应的活化能
作用场所 细胞内、外或生物体外均可(二)酶的特性
1．酶具有高效性
(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡的时间，不改变化学反应的平衡点。
2．酶具有专一性
(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(2)意义：保证了细胞代谢能够有序进行。
(3)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
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
实验原理
斐林试剂能与还原糖产生特定的颜色反应
试管编号 1号试管 2号试管
实 一 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液
验 分别加入淀粉酶溶液2 mL，振荡，试管下半部浸到60 ℃左右的热水中，保
二
步 温5 min
骤 三 加入2 mL斐林试剂→振荡→水浴加热1 min
实验现象 蓝色→砖红色沉淀 无变化
结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，说明酶具有专一性
3.酶的作用条件较温和
(1)探究温度对酶活性的影响
试管
试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
编号
1 mL 2 mL 1 mL 2 mL 1 mL 2 mL
一 淀粉 淀粉 淀粉 淀粉 淀粉 淀粉
酶溶液 溶液 酶溶液 溶液 酶溶液 溶液
实
放入60 ℃热水中约5 放入100 ℃热水中约5
验 二 放入0 ℃冰水中约5 min
min min
步
将1与1′试管内的液体 将2与2′试管内的液体 将3与3′试管内的液体
骤
三 混合后继续在0 ℃冰水 混合后继续在60 ℃热水 混合后继续在100 ℃热
内放置10 min 内放置10 min 水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡实验
蓝色 无明显现象 蓝色
现象
实验 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。说
结论 明酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性
(2)探究pH对酶活性的影响
试管编号 试管1 试管2 试管3
一 2滴过氧化氢酶溶液
实
1 mL 0.01
验 1 mL 1 mL 0.01 mol/L
二 mol/L的
步 蒸馏水 的NaOH溶液
盐酸溶液
骤
三 2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
有大量
实验现象 无气泡产生 无气泡产生
气泡产生
实验结论 pH会影响酶的活性，酶的活性有 适宜的 pH 范围
(3)温度和pH对酶促反应速率影响的曲线分析
①在最适温度(pH)条件下，酶的活性最高，温度(pH)偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活；而低温只是抑制了酶的活性，酶分子结构未被破
坏，温度升高可恢复其活性。
③从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
二、细胞的能量“货币”ATP
1．ATP是一种高能磷酸化合物
(1)ATP的结构
(2)ATP的特点
ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷相互排斥，使末端磷酸基团具有较高的转移势能。1 mol ATP
水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
2．ATP和ADP可以相互转化3．ATP与分子磷酸化
含义 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化
蛋白质分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化
意义
学反应
如Ca2＋经主动运输转运到细胞外的过程，ATP水解使 Ca 2 ＋ 载体蛋白 磷酸化，导致
实例
其空间结构发生变化，使 Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外
一、单选题
1．某实验小组设计实验对甲、乙两种酶的成分进行探究。实验设计如下：A 组为甲酶与蛋白酶混合，B
组为等量乙酶与同种蛋白酶混合。结果发现，甲酶被分解成许多小分子物质，乙酶基本无变化。下列有关
说法错误的是（ ）
A．甲酶的组成单位为氨基酸，乙酶的组成单位为核苷酸
B．甲酶的合成场所为核糖体，乙酶的合成场所可能是细胞核
C．向反应后的两组混合溶液中加入双缩脲试剂，两组溶液均无紫色出现
D．酶既可以作为反应的催化剂，也可以作为反应的底物
2．2021年中国科学家在国际上首次实现了无细胞条件下CO 到淀粉的人工合成，这项技术在解决粮食问
2
题、碳中和等方面具有重要意义。人工淀粉合成代谢途径，如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．电氢还原与单碳缩合在高温高压装置进行
B．绝大多数生物酶的化学本质是蛋白质C．C 中间体脱水缩合形成肽键构成C 中间体
3 6
D．不同反应所用酶不同体现出酶具有高效性
3．嫩肉粉中含有的蛋白酶M和蛋白酶N能将肉类蛋白质部分水解。使烹饪的肉更加鲜美和爽口。某小组
在37℃下探究pH对蛋白酶M和蛋白酶N酶活性的影响，实验结果如表所示。下列分析正确的是（ ）
3 5 7 9 11
蛋白酶M 0.7 1.0 1.1 1.0 0.6
蛋白酶N 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1
A．在37℃下pH对蛋白酶M活性的影响比对蛋白酶N的大
B．在37℃下蛋白酶M的适宜pH为5～9，蛋白酶N的适宜pH为3～7
C．该实验中应用两支试管，加底物和蛋白酶后逐渐调pH由3调到11
D．在大火烹饪肉类菜肴的过程中添加适量的嫩肉粉效果会更好
4．已知马铃薯过氧化氢酶最适pH在7.0左右，最适温度在30℃左右。用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃
薯悬液进行分解HO 的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0，20℃条件下，向5mL1%的
2 2
HO 溶液中加入0.5mL马铃薯悬液的结果，与第1组相比，第2组实验（虚线）只做了一个改变。下列符
2 2
合第2组实验所做的改变的是（ ）
①提高马铃薯悬液中酶的浓度 ②提高HO 溶液的浓度 ③提高反应体系的温度5℃ ④提高反应体系的pH
2 2
A．①③ B．①② C．③④ D．②③
5．生物体内的酶具有催化作用，下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．酶能够降低化学反应所需要的活化能，这也是酶具有高效性的原因
B．酶分子与底物的结合与其空间结构有关，体现酶的专一性
C．设计温度对淀粉酶活性影响的实验时，选择斐林试剂检测反应产物更好
D．探究pH对酶活性影响的实验步骤：加酶→底物→混匀→调pH→观察6．多酶片是帮助消化的一类复方制剂，其说明书部分内容如下。
【药品名称】多酶片
【成分】每片含胰酶（含脂防酶、淀粉酶和蛋白酶）300毫克、胃蛋白酶13毫克。辅料为二氧化硅、蔗
糖、滑石粉等
【性状】本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外侧为胃蛋白酶
【适应症】用于消化不良、食欲缺乏
下列相关叙述错误的是（ ）
A．双层包衣设计能保障不同酶在不同部位发挥作用
B．多酶片中含有多种消化酶的原因是酶具有专一性
C．胰酶均可与双缩脲试剂在加热条件下产生紫色反应
D．胃蛋白酶和胰酶作用的最适 pH 值是不同的
7．下图abc与abd为不同类型的酶促反应实验曲线，有关曲线的判断不正确的是（ ）
A．若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，c点时酶空间结构发生改变，所含有的肽键数比b点时少
B．若曲线abc为pH影响酶活性的曲线，则b点时酶的最适温度和a点时酶的最适温度相同
C．曲线abd，若x为底物浓度，y可表示反应速率，bd段不再增加可能是酶浓度的限制
D．若曲线abd为某一化学反应产物的产量随时间的变化，bd段不再增加可能是底物已消耗完
8．下表是某同学进行酶相关特性探究实验的记录，下列分析错误的是（ ）
组别 实验目的 实验试剂 底物 检测试剂 观察指标
一 ？ 胰蛋白酶和蒸馏水 蛋白块 ？ 蛋白块是否消失
麦芽糖和蔗
二 专一性 蔗糖酶 斐林试剂 是否有砖红色沉淀
糖
三 温度影响 过氧化氢酶 过氧化氢 产生气泡的快慢
四 pH影响 淀粉酶、盐酸和氢氧化钠 淀粉 斐林试剂 是否有砖红色沉淀
A．实验一的目的是探究酶有催化作用 B．实验二底物麦芽糖选用不合理
C．实验三中实验试剂和底物选择不合理 D．实验四实验设计方案合理
9．膜脂中的蛋白质处于细胞与外界的交界部位，是细胞膜执行各种功能的物质基础。如图为人体组织细
胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层间的结合模式。下列叙述正确的是（ ）A．若蛋白A具有信息传递功能，则该蛋白一定参与了细胞间的信息交流
B．若蛋白B具有运输功能，其运输物质过程一定会消耗ATP
C．若蛋白C具有催化功能，其活性的高低会受温度、pH等因素的影响
D．蛋白A、B和C嵌膜区段的氨基酸都具有较强的亲水性
10．甲、乙、丙、丁四个烧杯，分别加入100mL体积分数为3%的过氧化氢溶液，分别将它们的pH调节到
3、5、7、9，取等量新鲜萝卜的提取液分别加到四个烧杯中，都有气体产生；将加入四个烧杯中提取液的
量减半，重复上述实验，在30℃和相同的时间内，分别测量两次实验中过氧化氢的含量变化，结果如下图。
下列判断正确的是（ ）
A．曲线B是第一次实验的结果
B．这两次实验的差异是由pH值不同造成的
C．曲线A和B反映出提取液的量不同，过氧化氢酶的最适pH不同
D．用点燃的卫生香检验气体产生情况时，pH为7的一组中更容易熄灭
11．利用麦芽酿造啤酒时，麦芽中多酚氧化酶（PPO）会降低啤酒质量。如图为不同pH和温度对PPO活
性影响的曲线，有关叙述错误的是（ ）A．PPO催化多酚类物质的生化反应
B．相同温度下，pH为7.8时的酶促反应速率比pH为8.4时的慢
C．在制备麦芽过程中应将反应条件控制在温度80℃、pH8.4
D．高于90℃，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度越高变性越快
12．将一个土豆切成大小和厚薄相同的4片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中（如下图
所示），每隔一定时间收集数据并绘制成曲线1。关于该实验与拓展的分析正确的是（ ）A．该实验说明土豆中含有过氧化氢酶，并说明其作用具有专一性
B．2min后，由于酶逐渐失活，导致曲线1的O 总量不再增加
2
C．将土豆片增至8片后再重新实验，收集的数据可绘制成曲线2
D．若将该装置放在90℃的水浴中加热，会出现与曲线1类似的数据
13．图 1 为酶作用模型及两种抑制剂影响酶活性模型。果蔬褐变的主要原因是多酚氧化酶（PPO）催化酚
形成黑色素。某同学设计实验探究不同温度下两种 PPO 活性的大小，结果如图 2，其中酶 A 和酶 B 分
别为两种不同的 PPO。各组加入的 PPO 的量相同。下列叙述错误的是（ ）
A．由图 1 模型推测，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位，从而影响酶促反应速率
B．非竞争性抑制剂与酶结合后，改变了酶的空间结构，其机理与高温对酶活性抑制的机理相似
C．由图 1 模型推测，不能通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制
D．在研究的温度范围内，图 2 中相同温度条件下酶 B 催化效率更高
14．加酶洗衣粉常通过添加碱性蛋白酶增强其去污能力并适应洗衣环境，而液体洗涤剂中的碱性蛋白酶易
发生热失活和自溶失活，过程如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．碱性蛋白酶的本质是蛋白质
B．碱性蛋白酶对常见的污渍如奶渍、血渍、油渍都有很好的效果
C．自溶失活是受到洗涤剂影响的碱性蛋白酶分子自我分解导致的
D．在使用加酶洗衣粉时，可使用温水提升去污速度，但要注意控制温度不能过高15．蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．蛋白质磷酸化的过程是一个放能反应
B．蛋白质去磷酸化后与双缩脲试剂不再发生显色反应
C．蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程属于可逆反应
D．Ca2+载体蛋白的磷酸化需要蛋白激酶的作用，其空间结构发生变化
16．线粒体内膜上存在一类整合蛋白可将ADP和ATP对向转运，称为腺苷酸转运体，如图所示，它的作
用是把基质中的ATP（以 形式）运出，同时把线粒体外的ADP（以 形式）运入，并且以
的方式进行ADP、ATP交换。已知线粒体内膜胞液侧 浓度高于线粒体基质侧。下列相关叙述错误的是
（ ）
A． 进行ADP、ATP交换可引起膜内外电位差变化
B．图中由 和 两部分构成的物质可能是一种酶
C． 的转运为主动运输，利用 的电化学势能
D．图中 进入线粒体基质侧的方式为协助扩散和主动运输
17．ATP是细胞内的“能量通货”，下列关于人体细胞中ATP的说法正确的是（ ）
A．剧烈运动时人体含有大量ATP
B．消化道内水解蛋白质需要消耗ATPC．合成ATP所需能量不一定来源于放能反应
D．ATP合成速率基本等于其分解速率
18．知细菌紫膜质是一种膜蛋白，ATP合成酶能将H+跨膜运输的势能转化为ATP中的化学能。科学家分别
将细菌紫膜质和ATP合成酶重组到一种由磷脂双分子层组成的脂质体上，进行光照后，得到下图所示结果。
下列相关说法正确的是（ ）
A．H+通过细菌紫膜质进入脂质体的过程是易化扩散
B．光能在脂质体上可直接转化为ATP中的化学能
C．ATP合成酶既可催化ATP的合成，又是H+被动运输的通道
D．若改变脂质体膜两侧的pH差值，光照后对ATP的合成量不会造成影响
19．鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）等和腺嘌呤（A）一样也可以形成相应的核苷三磷酸，
G、C、U和A参与形成的核苷三磷酸分别为GTP、CTP、UTP和ATP，它们都属于高能磷酸化合物，结构
和功能也都类似，但ATP用途更为广泛。下列叙述正确的是（ ）
A．CTP全称是胞嘧啶腺苷三磷酸，与ATP的命名方式相同
B．每个GTP由1个鸟苷（脱氧核糖＋鸟嘌呤）和3个磷酸基团组成
C．UTP分子中特殊的化学键断裂后，产物中含有某些酶的基本组成单位
D．因为细胞内含有大量ATP，所以ATP是细胞主要的直接能源物质
20．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示。形成有活性的蛋白质
是一个磷酸化的过程，即“开”的过程，形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。
下列有关分子开关的说法，不正确的是（ ）
A．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATPB．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化
C．蛋白质活性的改变可能是通过蛋白质的空间结构的变化来实现的
D．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系
21．Mg是一种非常重要的元素，它不仅参与ATP转化为ADP的过程，同时Mg2+还能作为其他涉及NTP
（核糖核苷三磷酸）或者dNTP（脱氧核糖核苷三磷酸）的酶促反应的辅助因子（注：NTP或者dNTP中
“N”指的是含氮碱基）。下列说法错误的是（ ）
A．细胞中ATP与ADP含量很少，少量的Mg2+便可满足反应需求，Mg2+属于微量元素
B．合成DNA和RNA的过程需要Mg2+参与
C．线粒体、叶绿体膜上有Mg2+的载体
D．代谢旺盛的细胞中Mg2+的需求量与正常细胞相比可能会更多
22．酶抑制剂有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种类型，其作用机理如图 I所示。叶酸是某些细菌生长
所必需的物质，由叶酸合成酶催化对氨基苯甲酸转化而来。磺胺类药也可结合叶酸合成酶，从而抑制叶酸
的合成，起到杀菌作用。研究人员进行了相关实验，结果如图II所示。下列分析不正确的是（ ）
A．该实验的自变量是对氨基苯甲酸的浓度和是否存在磺胺类药物
B．磺胺类药物最可能是叶酸合成酶的非竞争性抑制剂
C．图II中限制P点反应速率的主要因素是叶酸合成酶的数量
D．抑制细菌对对氨基苯甲酸的吸收，可增强磺胺类药物的杀菌作用
23．某人利用某α-淀粉酶与淀粉探究温度对酶活性的影响时，反应完全后使用某种方法检测葡萄糖含量，
实验结果（部分数据）如下表所示。下列相关叙述正确的是（ ）
组别 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 10 25 40 55 70 85
0． 1．
葡萄糖相对含量 0．170 1．122 1．383 0．450
849 271A．实验组1和6的葡萄糖相对含量较低，原因是酶的空间结构发生改变
B．整个实验有对照，但表中各组均为实验组
C．根据表中数据分析，该α-淀粉酶的最适温度在55~70℃
D．利用麦芽糖、淀粉和α-淀粉酶的充分反应验证酶的专一性，可用斐林试剂检测
24．下图曲线表示的是温度和酶活性的关系,此曲线不能说明的是（ ）
A．在B之前，酶的活性和温度成正比，之后成反比
B．当温度到达B时,果胶酶的活性最高,酶的催化效率最高
C．A点时,酶的催化活性很低,但随着温度升高, 酶的活性可以上升
D．C点时酶的活性也很低,当温度降低时,酶的活性也可以恢复上升
25．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。下图为“诱导契合学说”示意图，下列说法正确的是（
）
A．某种酶能催化可逆反应双向进行的事实，可用这一模型解释
B．酶与底物形成络合物时，为底物转化成产物提供了活化能
C．酶活性中心的构象发生变化的过程伴随着肽键的断裂
D．底物诱导酶空间结构改变与强酸强碱作用原理一致
26．酶与底物的结合部位被称为结合位点。酶的抑制剂有两类，一类为竞争性抑制剂，与底物竞争酶分子
上的结合位点；另一类是非竞争性抑制剂，与结合位点以外的地方结合，使酶的构象发生变化，从而导致
活性中心不能再与底物结合。已知类黄酮、Urease-IN-2是脲酶的两类抑制剂，某科研小组为探究它们分别归属于哪一类抑制剂，通过实验得到的结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．由①②可知，加大尿素溶液的浓度可缓解类黄酮带来的竞争性抑制作用
B．在③反应体系中加入双缩脲试剂依旧可以产生紫色
C．在曲线②③交点处，脲酶的空间结构相同
D．脲酶活性是指脲酶分解尿素的能力，可用单位时间内氨的生成量来衡量
27．使用以下装置探究pH对酶活性的影响，下列叙述错误的是（ ）
A．该实验中，自变量为气泡的产生速率
B．使用该装置也可验证酶的高效性
C．2分钟后，气体的体积不再增加，是因为HO 的量有限
2 2
D．该实验中，可以先在反应小室中放入圆形滤纸片倒置后再加入HO 溶液
2 2
二、多选题
28．肌细胞中Ca2+储存在肌细胞特殊内质网——肌浆网中，肌细胞膜特定电位变化引起肌浆网上Ca2+通道
打开，大量Ca2+进入细胞质，引起肌肉收缩后，肌浆网膜上的Ca2+-ATP酶将细胞质中的Ca2+运回肌浆网。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A．Ca2+-ATP酶在运输Ca2+的过程中会发生空间结构的变化B．Ca2+中从细胞质中运回肌浆网的方式属于主动运输
C．肌浆网膜上的Ca2+-ATP酶降低了合成ATP的化学反应的活化能
D．肌细胞中Ca2+进出肌浆网的过程体现了肌浆网膜的流动性
29．协同运输是物质跨膜运输的一种方式。如下图所示，Na+进入细胞所需动力来自膜两侧的浓度差，葡
萄糖进入细胞是在膜两侧Na+浓度梯度驱动下进行的，而细胞内的Na+则由另一种载体蛋白运到膜外。下列
有关叙述正确的是（ ）
A．同时与Na+和葡萄糖结合的载体蛋白有特异性
B．甘油分子、乙醇分子与图中Na+跨膜运输的方式相同
C．该图中细胞吸收葡萄糖的方式是一种不消耗能量的协助扩散
D．图中ATP的结构简式是A-P~P~P，其中A为腺苷
30．水体富营养化（水体中磷含量大于0．1mg/L）是世界性的环境问题，治理困难且代价高昂。在富营养
化水体治理中，人工生物浮岛技术作为一种新兴的生态修复方法被广泛应用。该技术是人工把植物移栽到
水面浮岛上，通过植物根系吸收水体中的氮、磷等营养物质，氮、磷能在植物体内积累且能持续吸收，然
后通过植物的收割而移去，从而达到净化水质的目的。现有科研人员为了比较大蒜和香菜吸收磷的速率，
在其他条件都适宜的情况下，通过实验得到下表数据：
水中磷酸盐浓度（mg/L） 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
大
1.1 1.2 1.3 1.35 1.35 1.35
蒜
吸收速率（×10-3mg/L·h）
香
0.8 1.2 1.5 1.7 1.8 1.8
菜
下列有关说法错误的是（ ）
A．大蒜和香菜吸收磷的方式是主动运输
B．当水中磷酸盐浓度大于1．0mmol/L，限制香菜吸收磷的速率因素主要是载体蛋白的数量
C．据表中数据可知，香菜在水体富营养化中对磷的净化效果比大蒜好
D．大蒜和香菜吸收的磷可用于其细胞内ATP、核酸等物质的合成
31．β淀粉酶使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。下图表示50℃条件下β淀粉酶的热稳定性（用酶的相对活性表示）在不同因素作用下随时间的变化。下列叙述正确的是（ ）
A．β淀粉酶不能彻底水解淀粉
B．对照组中淀粉水解反应的速率随时间延长而降低
C．适宜浓度的Ca2+处理有利于维持β淀粉酶的空间构象
D．上述处理中，2%淀粉处理最有利于长时间维持β淀粉酶的热稳定性
32．下列有关酶的探究实验的叙述，不合理的是（ ）
选
探究内容 实验方案
项
用FeCl 和过氧化氢酶分别催化等量HO 分解，待HO 完全分解后，检测产生
A 酶的高效性 3 2 2 2 2
的气体总量
B 酶的专一性 用淀粉酶催化淀粉水解，检测是否有大量还原糖生成
温度对酶活性的 用淀粉酶分别在热水、冰水和常温条件下催化淀粉水解，反应相同时间后，检
C
影响 测淀粉分解程度
pH对酶活性的影
D 用HO 酶在不同pH条件下催化HO 分解，用斐林试剂检测
响 2 2 2 2
A．A B．B C．C D．D
33．1894年，科学家提出了“锁钥”学说，认为酶具有与底物相结合的互补结构。1958年，又有科学家提
出“诱导契合”学说，认为在与底物结合之前，酶的空间结构不完全与底物互补，在底物的作用下，可诱
导酶出现与底物相结合的互补空间结构，继而完成酶促反应。为验证上述两种学说，科研人员利用枯草杆
菌蛋白酶（S酶）进行研究。该酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者结合的催化中心位置
相同。进行的四组实验的结果如图所示，图中SCTH表示催化CTH反应后的S酶，SCU表示催化CU反应后
的S酶。下列叙述正确的是（ ）A．S酶既可催化CTH反应，又可催化CU反应，但不能说明S酶没有专一性
B．S酶的活性可以用反应产物的相对含量来表示
C．该实验结果更加支持“诱导契合”学说
D．为进一步探究SCTH不能催化CU水解的原因是SCTH失去活性，还是出现空间结构的固化，可以用
SCTH催化CTH反应
三、综合题
34．为保证市民的食品安全，执法人员会使用ATP荧光检测系统对餐饮行业中餐具等用品的微生物含量进
行检测。其设计灵感来源于萤火虫尾部发光器发光的原理。请据图回答：
(1)图a为萤火虫尾部发光器发光的原理，据图分析可知萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的
催化荧光素反应，从而放出光子而发出荧光，催化过程中消耗的能量由 水解直接提供。
(2)图b中的荧光检测仪可检测上述反应中荧光强度，从而推测微生物含量。该仪器可用作检测微生物含量
的前提包括 。
①细胞中储备的ATP非常多；②所有生物活细胞中都含有ATP；③不同细胞中ATP浓度差异不大；④荧光
强度与ATP供应呈正相关；⑤试剂与样品混合后发荧光属于放能反应
综合上述材料分析，为保证该反应顺利进行，检测试剂中除了荧光素酶外，至少应有 。根据酶的特性，检测试剂应在低温保存，使用时再恢复至常温，原因是 。
(3)严谨的检测操作才能保证测量结果准确。执法人员检测前通常会带上无菌手套，主要是为了避免
导致检测到的微生物含量偏 。检测时用拭子反复擦拭可以破坏微生物的细胞膜，进而更准确地检测
出ATP的含量，因为ATP产生于 。
(4)若测试餐具时显示ATP含量超过警戒值，可要求商家通过 （写出1项即可）措施降低微生物含量，
以保证市民的食品安全卫生。为避免太空环境引起微生物变异，威胁到宇航员的健康，火箭发射前可用
ATP荧光检测系统对太空舱进行卫生检测，此时警戒值应 （填“上调”、“下调”或“不变”）。
(5)ATP水解释放的能量可用于大脑思考、生物发电、主动运输、物质合成、肌肉收缩等。ATP水解释放的
能量使蛋白质分子 ，蛋白质 发生变化，活性改变，从而参与各种化学反应。
(6)吸能反应一般与 相联系，需要ATP水解酶的催化，同时也消耗 ；放能反应一般与 相
联系。
(7)正常细胞中ATP与ADP的相互转化处于 中、这种功能机制在所有生物的细胞内都是一样的，这
体现了 。
(8)为了研究萤火虫发光与ATP的关系，某研究小组做了下列相关实验。器材试剂：培养皿、试管、活萤火
虫、ATP制剂、质量浓度为0.0001g/mL的葡萄糖溶液、生理盐水、蒸馏水等。
实验步骤：请补全实验步骤及现象：
试
步骤① 步骤② 现象
管
1 捣碎的发光器＋生理盐水 a、 c、
发光熄灭时，
立即进行步骤2
2 捣碎的发光器＋生理盐水 5mL葡萄糖溶液 不再发光
3 捣碎的发光器＋生理盐水 b、 不再发光
实验结论：ATP是细胞内直接的能源物质。研究发现，萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。
推测萤火虫发光的原因是 接受ATP提供的能量后被激活，在 的催化作用下，荧光素与氧发生
化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
35．主动运输是由载体蛋白介导的物质逆电化学梯度（由浓度梯度和电位梯度共同形成）或浓度梯度运输
的跨膜方式。根据能量来源的不同，可分为三种类型；ATP驱动泵、协同转运蛋白以及光驱动泵，相关结
构及转运过程如下图。回答下列问题：(1)物质跨膜运输的方式取决于物质的性质以及细胞膜的结构，细胞膜的基本骨架是 ；图中主动
运输过程体现了细胞膜具有 的功能特性。
(2)ATP驱动泵是ATP酶直接利用ATP水解的能量，实现离子或小分子物质跨膜运输的方式，ATP的结构
简式为 ；在绿色植物叶肉细胞中该过程消耗的ATP来自 （填生理活动）；此过程
体现了细胞膜上的蛋白质具有 功能。
(3)小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程伴随着Na+的吸收，该过程中为葡萄糖的运输直接提供驱动力的是
Na+的电化学梯度，推测Na+在细胞膜内外的分布情况是 ，结合图示该方式属于 类
型的主动运输。
(4)影响细菌细胞通过光驱动泵吸收氯离子速率的因素有 （写出两点）。
36．蜂蜜是具有很高营养价值的保健食品，其主要化学成分为糖类、酸类、酶类、维生素、矿物质等。淀
粉酶值（1g蜂蜜在1h内水解1%淀粉的毫升数）是评定蜂蜜质量的一项重要指标，淀粉酶值越高，蜂蜜营
养价值越高。蜂蜜经不同温度处理后，分别测定淀粉酶值，结果如图所示。回答下列问题。(1)蜜蜂细胞内合成淀粉酶的场所是 ，淀粉酶具有高效性的原因是 。
(2)淀粉酶值随温度升高的变化情况是 。从淀粉酶值的角度分析，蜂蜜的加工储藏及使用温度
最好不要超过 ℃。
(3)假蜂蜜是用纯化的葡萄糖、果糖，色素，蜂蜜香精等原料生产的，并且添加了工业淀粉酶，与天然蜂蜜
外观极为相似。但是假蜂蜜添加的工业淀粉酶与天然蜂蜜中淀粉酶的性质有很大差异，请根据下面两表检
测结果，简述区别假蜂蜜和天然蜂蜜的实验思路： （要求检测指标最明显）。
天然蜂蜜（野桂花）贮存过程中淀粉酶值变化情况
单位：mL/g·h
淀粉酶值 淀粉酶值 淀粉酶值
贮存时间（d）
（10℃） （37℃） （45℃）
0 7.16 7.16 7.16
10 7.16 6.37 4.60
20 7.16 5.54 3.59
30 7.15 4.87 2.71
假蜂蜜贮存过程中工业淀粉酶值变化情况
单位：mL/g·h
淀粉酶值 淀粉酶值 淀粉酶值
贮存时间（d）
（10℃） （37℃） （45℃）
0 8.65 8.65 8.65
10 8.65 8.55 8.61
20 8.47 8.33 8.33
30 8.30 8.20 8.13
37．胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的
吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列实验。(1)胰脂肪酶可以通过催化作用将食物中的脂肪水解为 。
(2)为研究板栗壳黄酮的作用及机制，在酶量一定且环境适宜的条件下，科研人员检测了加入板栗壳黄酮对
胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图1
①图1曲线中的酶促反应速率，可通过测量 （指标）来体现。
②据图1分析，板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 作用。
(3)为研究不同pH条件下板栗壳黄铜对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图2所示
①本实验的自变量有 。
②由图2可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH值约为 。加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的
最适pH变 。
③若要探究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性影响的最适温度，实验的基本思路是 。
(4)图3中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，因为酶的作用具有
性。图3中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用的两种推测的机理模式图。结合图1曲线分析，板栗壳
黄酮的作用机理应为 （选填“B”或“C”）。
38．某种酶的活性与温度的关系如图所示。请回答一组相关的问题。(1)可以将 作为酶活性高低的指标。
(2)在 t 和 t 的温度环境中，该酶的活性都极低。这两种环境中酶结构上的主要区别是温度达到 t 时
1 5 5
。
(3)已知经过 t 温度处理的该酶，当温度提高到 t 时，其活性随着提高； 但不知道经过 t 温度处理的酶，
2 3 4
当温度降低到 t 时，其活性是否可以恢复到较高水平。请完成以下实验设计，对该问题进行探究。
3
①取 3 支试管，编号为A、B、C，各加入适宜浓度的该酶溶液 1 mL。将 A 和 B 设为对照组，分别 在
温度为 t、t 水浴装置中保温 10 min；将 C 作为实验组，其温度处理应是先在 ，然后再转移到
3 4
。
②另取适宜浓度的反应物溶液各 2 mL，分别加入甲、乙、丙三支试管中， 。
③分别将甲、乙、丙中的溶液对应加入A、B、C内，振荡摇匀后依次在各自温度环境中保温10 m in，检
测各试管中产物的量，记录，比较。
④结果预测与分析：
如果 ，则说明随着温度由t 降低，该酶的活性可以 恢复；
4
如果 ，则说明随着温度由t 降低，该酶的活性不能恢复。
4
39．胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪
的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列实验：在酶量一定且环境适宜的
条件下，检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图1。请回答下列问题。
(1)图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 作用（填“促进”或“抑制”）。(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，因此酶的作用具有
性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析，板栗壳
黄酮的作用机理应为 （填“B”或“C”）。
(3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图3所示。
①本实验的自变量有 。（需答出两点）
②由图3可知，加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变 。
③若要探究pH为7.4条件下，不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，实验的基本思路是：在
pH7.4条件下，设置一系列板栗壳黄酮的 ，分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性，并计算
其差值。
(4)影响酶活性的因素很多。某同学对响酶活性的因素进行了如下探究实验，请回答相关问题：
Ⅰ、探究不同金属离子对某种水解酶活性的影响，实验结果如下表所示：
金属离子/（mmol·L-1） 酶的相对活性/%
对照组 100
Cu2+ 78
Mn2+ 120
Mg2+ 75
①该实验的自变量是 ，表中数据表明， 可作为该水解酶的抑制剂。由表可知，金属离子改变
了该水解酶的相对活性，原因可能是 。
②生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 （答出两点即可）。
Ⅱ、探究温度对某种酶活性的影响，他设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃）。
测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图所示曲线：③三种温度条件下，该酶活性最高的是 组。
④在时间t 之前，如果将A组的温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会 （填“升高”、“降
1
低”或“不变”）。
⑤如果在时间t 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t 时，C组产物总
2 3
量 （填“增加”、“减少”或“不变”），原因是 。
