文档内容
考点 10 ATP 和酶（精讲+精练）
目 录
一、知识点精准记忆
二、典 型 例 题 剖 析
1、ATP 的结构和特点分析
2、ATP 与 ADP 之间的相互转化及 ATP 的利用
3、酶的本质、作用与特性的综合分析
4、影响酶促反应速率的因素
三、易 混 易 错 辨 析
四、高 考 真 题 感 悟
五、高 频 考 点 精 练
第一部分：知 识 点 精 准 记 忆
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1．中文名称：腺苷三磷酸。
2．结构简式：A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。3．特点
(1)ATP不稳定的原因：ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得特
殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能。
(2)ATP的水解过程就是释放能量的过程，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。
4．功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
5．ATP的供能机理：ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分
子结合，从而使后者发生变化。
6.生物体内的能源物质总结
(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。
(2)主要能源物质：糖类。
(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。
(4)主要储能物质：脂肪。
(5)直接能源物质：ATP。
(6)最终能量来源：太阳能。
二、ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
1．ATP与ADP之间的相互转化
项目 ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量――→ATP ATP――→ADP＋Pi＋能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在特殊化学键中的能量
能量去路 储存在特殊化学键中 用于各项生命活动
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位
2.ATP与ADP转化的特点
①ATP与ADP的这种相互转化是时刻不停地发生并且处在动态平衡之中的。
②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物
界的统一性。
3．ATP的利用
(1)ATP的利用
(2)ATP为主动运输供能的机理
①参与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。②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的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。
③载体蛋白磷酸化导致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。
(3)ATP是细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。
②放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
③能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
三、酶在细胞代谢中的作用
1．细胞代谢
(1)概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
(2)条件：需酶的催化。
(3)意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础。
2．酶的作用原理
(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)原理：酶降低活化能的作用更显著。
(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
3．酶的特性
(1)高效性
①含义解读：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②作用实质：酶和无机催化剂一样，只能缩短到达化学平衡所需要的时间，不能改变化学
反应的平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量。
(2)专一性
①含义解读：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
②曲线解读：酶A可催化底物水解，酶B则与“无酶”相同，说明酶催化具有专一性。
③模型解读(3)作用条件较温和
曲线解读：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；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；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。
4.酶促反应速率的影响曲线分析
(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
(2)温度和pH对酶促反应速率的影响
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反
应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
(3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
①底物浓度对酶促反应速率的影响②酶浓度对酶促反应速率的影响
第二部分：典 型 例 题 剖 析
ATP的结构和特点分析
1.在有关DNA分子的研究中常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表
示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—P ～P ～P 或dA—P ～P ～P )。下列说法错误
α β γ α β γ
的是( )
A．细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的
B．一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子核糖和一分子腺嘌呤组成
C．用32P标记dATP的α位磷酸基团，利用其合成DNA，可将32P标记到新合成的DNA分子
上
D．用32P标记细胞中染色体的DNA，一次有丝分裂后子细胞中所有染色体都有放射性
【答案】 B
【解析】 一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，B错误；
dA—P ～P ～P 脱去P 和P 这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是
α β γ β γ
DNA的基本组成单位之一，若用32P标记dATP的α位磷酸基团，利用其合成DNA，可将32P
标记到新合成的DNA分子上，C正确；用32P标记细胞中染色体的DNA，依据DNA分子的半
保留复制可知，在有丝分裂前的间期DNA完成复制后，每条染色体含有两个DNA分子，且
分别位于组成该染色体的两条姐妹染色单体上，而且每个双链 DNA分子的两条链中只有一
条链含有32P标记，在有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，
分别移向细胞两极，进而分别进入两个子细胞中，因此一次有丝分裂后子细胞中所有染色
体都有放射性，D正确。ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
2.人体胃内的酸性环境主要通过细胞膜上的质子泵来维持，胃酸过多会导致患者出现烧心
反酸、胃部疼痛等症状。质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量，可驱动1个H＋从胃
壁细胞进入胃腔和1个K＋从胃腔进入胃壁细胞，K＋又可经过通道蛋白顺浓度进入胃腔。下
列相关叙述错误的是( )
A．该质子泵既能催化化学反应又能转运H＋
B．H＋、K＋等离子进出胃壁细胞都需要消耗ATP
C．利用药物抑制质子泵的活性可以改善胃反酸等症状
D．该质子泵的合成与加工依赖于核糖体、内质网、高尔基体等细胞器
【答案】 B
【解析】 该质子泵既可催化ATP的水解，又可驱动H＋从胃壁细胞进入胃腔，A正确；K＋
经过通道蛋白顺浓度由胃壁细胞进入胃腔，为协助扩散，不需要消耗 ATP，B错误；利用药
物抑制质子泵的活性，可以减少H＋从胃壁细胞进入胃腔，避免胃酸过多，改善胃反酸等症
状，C正确；该质子泵的化学本质为蛋白质，其合成与加工依赖于核糖体、内质网、高尔
基体等细胞器，D正确。
酶的本质、作用与特性的综合分析
3.温度会影响酶促反应速率，其作用机理可用下图坐标曲线表示。其中 a表示底物分子具
有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法
正确的是( )
A．随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加
B．处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的
C．酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果
D．酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低
【答案】 C
【解析】 由图可知，随着温度的升高，底物分子具有的能量增加，A错误；处于曲线c
中1、2位点酶促反应速率相等，但酶分子活性不一定相同，B错误；由图可知，底物分子
的能量与酶空间结构都会影响酶促反应速率，C正确；酶适于低温保存，原因是低温只是
抑制酶活性，不会使酶变性失活，D错误。酶促反应速率的影响因素
4.下图为最适温度下酶促反应曲线，K 表示反应速率为1/2V 时的底物浓度。竞争性抑制
m max
剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性
部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是( )
A．适当升高温度，V 和K 均会增大
max m
B．加入非竞争性抑制剂，V 降低
max
C．加入竞争性抑制剂，K 值降低
m
D．K 值越大，酶与底物亲和力越高
m
【答案】 B
【解析】 由题干可知，图中曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化，温度高
于或低于最适温度，反应速率都会变慢，故适当升高温度，V 会减小，A错误；非竞争性
max
抑制剂与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失，反应物不能与活
性部位结合，故加入非竞争性抑制剂，导致V 降低，B正确；竞争性抑制剂与底物结构相
max
似，可与底物竞争酶的活性部位，从而降低底物与酶结合的机会，使反应速率降低，故加
入竞争性抑制剂，会导致K 值增大，C错误；K 表示反应速率为1/2V 时的底物浓度，酶
m m max
与底物亲和力越高，酶促反应速率越大，则 K 值越小；说明K 值越大，酶与底物亲和力越
m m
低，D错误。
第三部分：易 混 易 错 辨 析
1.酶活性实验探究中的4个易错易混点
(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂
“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不
宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
(3)在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，
因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结
果。
(4)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让酶与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让底物与酶接
触。
2.名词解释
(1)(必修1 P )细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
76
(2)(必修1 P )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称
78
为活化能。
(3)(必修1 P )酶：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
81
第四部分：高 考 真 题 感 悟
1．(2021·北京，1)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是( )
A．含有C、H、O、N、P
B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化
D．可直接为细胞提供能量
【答案】 B
【解析】 ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；
在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合成酶的
催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。
2．(2021·湖南，5)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。下列叙述错误的是( )
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
【答案】 B
【解析】 通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的
传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点
的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干
信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而 ATP为其提供了磷酸基团和
能量，从而参与细胞信号传递，C正确；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，D正确。3．(2020·海南，8)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是( )
A．都可通过体液运输到全身
B．都在细胞内发挥作用
C．发挥作用后都立即被灭活
D．都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
【答案】 D
【解析】 胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通过导管运输至消化道内发挥作用，而胰岛
素由胰岛B细胞分泌，可通过血液运输至全身，A错误；胰蛋白酶在消化道内发挥作用，
而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合，进而调节靶细胞的代谢活动，二者均不在细胞内
发挥作用，B错误；胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变，胰岛素发挥作用后会被灭活，C
错误；胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质，都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反
应，D正确。
4．(2020·北京，4)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
2 2
实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的HO 溶液中加入0.5
2 2
mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了( )
A．悬液中酶的浓度 B．HO 溶液的浓度
2 2
C．反应体系的温度 D．反应体系的pH
【答案】 B
【解析】 提高酶的浓度能够提高反应速率，不能提高生成氧气的量，A错误；提高HO
2 2
溶液的浓度，就是提高底物浓度，可使产物的量增加，B正确；适度的提高温度可以加快
反应速率，不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH，可以改变反应速率，不能提
高产物的量，D错误。
第五部分：高 频 考 点 精 练
1．某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是（
）
组 CaCl
pH 温度（℃） 降解率（%）
别
2① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58
⑤ 5 + 40 30
注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白A．该酶的催化活性依赖于CaCl
2
B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【解析】分析②③组可知，没有添加CaCl，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于
2
CaCl，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl，温度分别为90℃、
2 2
70℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于
温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应
物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
2．下列关于生物体中酶的叙述，正确的是（ ）
A．在细胞中，核外存在参与DNA合成的酶
B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C．酶的本质是RNA和蛋白质
D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃
【答案】A
【解析】叶绿体、线粒体中也可进行DNA的复制，因此核外也有参与DNA合成的酶，A正确；
酶在生物体外也具有催化活性，B错误；酶的本质是蛋白质或RNA，C错误；唾液淀粉酶最
适温度是37℃，酶需要低温保存，D错误。
3．欲“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”，某同学设计了多组如图甲、乙的装置并进行
了实验。下列相关分析错误的是（ ）A．不同组别甲装置内的缓冲液pH不同，且与过氧化氢溶液混匀后再转动玻璃瓶
B．不同组别乙装置水槽中的清水水温应均相同且适宜，否则会造成实验结果不准确
C．乙装置量筒内出现的气泡是氧气，气泡的产生速率可反映该实验因变量的变化情况
D．各组实验持续反应一段时间后，每组乙装置量筒内收集到的气体体积一定各不相同
【答案】D
【解析】本实验的目的是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，缓冲液要设置为不同pH，与
过氧化氢溶液混匀后再转动玻璃瓶，使酶和底物混合，A正确；乙装置水槽清水的水温应
设置相同且适宜，以避免温度对实验结果造成影响，B正确；过氧化氢分解产生氧气，故
量筒内收集到的气泡是氧气，气泡的产生速率反映了过氧化氢的分解速率，可反映该实验
因变量的变化情况，C正确；酶在两种不同pH的缓冲溶液中的活性可能相同，每组实验经
足够时间反应后，有些乙装置中量筒内收集的气体体积可能会相同，另外若各组的过氧化
氢都彻底分解，则乙装置中量筒内收集到的气体体积应相同，D错误。
4．洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋
白酶特异性识别并降解（自溶）失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下
列叙述错误的是（ ）
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
【答案】B
【解析】由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天
然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此加热导
致碱性蛋白酶构象改变是可逆的 ，B错误；碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，
而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果，添加酶稳定剂可
提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水
解成多肽和氨基酸，具有很强的分解蛋白质的能力，可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等
污渍，添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，D正确。
5．幽门螺旋杆菌（Hp）能产生脲酶催化尿素分解形成氨和二氧化碳，因此若要检测某人胃
内是否存在Hp，常用14C呼吸实验检测，受检者口服特殊的尿素（14CO（NH））胶囊，根
2 2
据受检者是否能产生14CO 及含量判断有无Hp感染。下列相关叙述错误的是（ ）
2
A．脲酶是具有催化作用的蛋白质，能够被蛋白酶水解失活
B．温度、pH会影响脲酶的活性，而尿素浓度的改变不影响脲酶活性
C．一定时间内产生14CO 的量与脲酶含量有关，与口服尿素剂量无关
2
D．外出聚餐可能会增加Hp的传播途径
【答案】C
【解析】脲酶的化学本质是蛋白质，能够被蛋白酶水解失活，A正确；温度、pH会改变蛋
白质的结构，从而影响脲酶的活性，而尿素浓度的改变不影响脲酶活性，B正确；一定时
间内产生14CO 的量与脲酶含量有关，与口服尿素含量也有关，尿素浓度不影响酶活性，但
2
可在一定程度上直接影响酶促反应速率，C错误；外出就餐频率越高，接触到Hp的概率就
高，增加了Hp的传播途径，D正确。
6．关于酶的相关知识，下列叙述不正确的是（ ）
A．含酶牙膏可以分解细菌，预防龋齿
B．吞噬细胞的溶酶体中缺少分解硅尘的酶，硅尘破坏溶酶体导致硅肺
C．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用
D．用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测
【答案】D
【解析】生物酶牙膏中含有酶，可以分解细菌预防龋齿，A正确；吞噬细胞的溶酶体中不
含有分解硅尘的酶，导致溶酶体膜破裂，水解酶释放出来破坏细胞结构，导致硅肺的形成，
B正确；溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，C正确；蔗糖及其蔗糖的水
解产物都不与碘液反应，因此无法判断淀粉酶是否将蔗糖水解， D错误。
7．经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。
具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在
囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识
别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是（ ）
A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B．溶酶体的酶和运往细胞膜的蛋白加工路径相同
C．S酶功能丧失的细胞正常功能会受到影响
D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
【答案】D【解析】由题干“S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志”可知，M6P标志的形成过程
体现了S酶的专一性，A正确；溶酶体的酶和运往细胞膜的蛋白都要经过内质网和高尔基
体的加工，B正确；S酶功能丧失的细胞中，某些蛋白质上就不能形成M6P标志，此类蛋白
质就不能转化为溶酶体酶，造成衰老和损伤的细胞器不能及时清理而在细胞内积累，细胞
功能异常，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，不能表达出正常的M6P受体蛋白，带有
M6P标志的蛋白质会经囊泡运往细胞膜，D错误。
8．猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，
如图所示。在35℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4不加任何
试剂，下列实验能达到目的的是（ ）
A．实验② B．实验①
C．实验①、实验② D．无
【答案】A
【解析】由题意可知，本实验的目的是检测猪笼草分泌液中是否含有蛋白酶，实验依据的
原理是若猪笼草分泌液中含有蛋白酶，蛋白质会分解，又由于蛋白酶的本质是蛋白质，蛋
白酶也可以与双缩脲试剂反应，因此不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否分解，可以通过蛋
白块体积变化判断蛋白质是否水解，即实验①不能达到实验目的，实验②能达到实验目的，
综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。
9．其他条件适宜，探究pH对小麦淀粉酶活性的影响的实验结果如图所示。下列有关该实
验的说法正确的是（ ）
A．由实验结果分析可知该淀粉酶的最适pH为7
B．由图可推断该淀粉酶在pH=3时比pH=9时活性低
C．强酸不会使淀粉酶变性失活D．在一个反应体系内，将pH连续从13降至7，淀粉的剩余量变化会逐渐增快
【答案】B
【解析】由实验结果分析可知，该淀粉酶的最适pH为7左右，A错误；酸能促进淀粉水解，
故pH=3时比pH=9尽管淀粉剩余量相同，但pH=3是酸和酶共同作用的结果，B正确；酶是
蛋白质，强酸能使淀粉酶变性失活，C错误；在一个反应体系内，pH=13，酶已经失活，淀
粉剩余量不再变化，D正确。
10．下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是（ ）
A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
【答案】B
【解析】低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，
A错误；酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，B正确；酶活性的发挥需
要适宜条件，在一定pH范围内，随着pH升高，酶活性升高，超过最适pH后，随pH增加，
酶活性降低甚至失活，C错误；淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入
蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。
11．如图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列
有关叙述错误的是（ ）
A．①表示腺嘌呤
B．吸能反应一般与②的断裂相联系
C．在ATP与ADP的相互转化中③可重复利用
D．若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP
【答案】D
【解析】图中①和核糖组成腺苷，故①表示腺嘌呤，A正确；②表示特殊的化学键，化学
键②断裂会释放能量，因此吸能反应一般与②的断裂相联系，B正确；③表示磷酸，在ATP
与ADP的相互转化中③可重复利用，C正确；若化学键④断裂，则左边的化合物是AMP，即
腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，D错误。
12．细胞中有许多重要的化合物，下列相关叙述错误的是（ ）
A．核酸由核苷酸聚合而成，可储存与传递遗传信息
B．蛋白质在食盐溶液中可析出，其空间结构发生了改变
C．糖类是主要的能源物质，也可作为遗传物质的组成部分
D．ATP 在细胞中的含量很少，但与ADP 之间的转化很迅速
【答案】B【解析】核酸分为DNA和RNA两种，均由核苷酸聚合而成，可储存与传递（如mRNA）遗传
信息，A正确；蛋白质的盐析是物理变化，不改变蛋白质的空间结构，B错误；糖类是主要
的能源物质，而单糖中的脱氧核糖可以构成脱氧核苷酸，从而形成DNA（细胞中的遗传物
质），C正确；ATP在细胞中的含量很少，但与ADP 之间的转化很迅速，以维持细胞内能
量供应，D正确。
13．萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受能量后，在荧光素酶的
作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。某实验小组将若干萤火虫的发光器割下，干燥研磨
成粉末，均分放入甲、乙两组试管中，分别加入等量的水，发现有荧光出现，待荧光消失
后，向甲组试管中加入葡萄糖，乙组试管中加入ATP，发现甲组试管中没有荧光出现，乙
组试管中出现了荧光。下列叙述错误的是（ ）
A．此实验证明了萤火虫的直接能源物质是ATP而不是葡萄糖
B．荧光素形成氧化荧光素的过程中涉及的化学反应为吸能反应
C．萤火虫尾部发生荧光的过程中存在活跃的化学能到光能的转换
D．在甲组试管中加入荧光素酶后也会出现荧光
【答案】D
【解析】分析题干信息，甲组试管中加入葡萄糖没有荧光出现，乙组试管中加入 ATP 出现
了荧光，证明萤火虫的直接能源物质是 ATP 而不是葡萄糖，A 正确；荧光素接受能量后，
在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素，该过程需要吸收能量，属于吸能反应，B 正确；萤
火虫尾部发光的过程中，ATP中的活跃的化学能转换为光能，C 正确；在甲组试管中加入
荧光素酶，由于没有 ATP 也不能使其出现荧光，D 错误。
14．下列关于人体中的酶与ATP的表述，错误的是（ ）
A．细胞器内、细胞质基质中、细胞核中及细胞膜上均可能有酶
B．酶可分布于细胞内、内环境与外分泌液中
C．ATP的分布场所与酶完全相同，很多代谢反应需要酶与ATP共同发挥作用
D．ATP水解两个磷酸基团后，即可成为某种酶的基本单位之一
【答案】C
【解析】细胞器内、细胞质基质中、细胞核中及细胞膜上都会发生生化反应，均可能有酶，
A正确；酶可分布于细胞内、内环境与外分泌液中，比如胞内的呼吸酶、外分泌液的唾液
淀粉酶等，B正确；ATP的分布场所与酶不完全相同，C错误；ATP水解两个磷酸基团后变
成腺嘌呤核糖核苷酸，即可成为本质为RNA的酶的基本单位之一，D正确。
15．磷酸肌酸是在肌肉或其他兴奋性组织（如脑和神经）中的一种高能磷酸化合物，是高
能磷酸基的暂时贮存形式，ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化。下列相关叙述错误
的是（ ）
磷酸肌酸（C～P）＋ADP↔ATP＋肌酸（C）
A．磷酸肌酸（C～P）在形成肌酸的过程中特殊化学键断裂
B．磷酸肌酸是肌肉中能量储存的一种形式，是细胞内的直接能源物质
C．剧烈运动时，在磷酸肌酸的作用下肌肉细胞ATP的含量保持相对稳定
D．磷酸肌酸释放的能量不能用于各项生命活动
【答案】B【解析】磷酸肌酸（C〜P）在形成肌酸的过程中高能磷酸键（〜）断裂，并释放能量，A
正确；一般而言，细胞内的直接能源物质是ATP，磷酸肌酸质的能量也需要先转移到ATP
中才能直接供应于生命活动，B错误；由于一定条件下ATP和磷酸肌酸可相互转化，故剧
烈运动时，在磷酸肌酸的作用下 肌肉细胞ATP的含量保持相对稳定，C正确；磷酸肌酸释
放的能量需要先转移到ATP中才可以用于各项生命活动，D正确。
16．ATP结合到肌球蛋白上并释放能量，从而改变其构象，进而驱动肌肉细胞的收缩，机
理如图所示。下列说法正确的是( )
A．肌肉细胞中只消耗ATP，不会产生ATP
B．ATP释放能量过程中失去了两个磷酸基团
C．肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能
D．该过程中ATP中的化学能转化成了热能
【答案】C
【解析】肌肉细胞也会进行细胞呼吸，也会产生ATP，A错误；ATP释放能量过程中失去了
1个磷酸基团，B错误；由图可知，肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能，C正确；该
过程中ATP中的化学能转化成了肌肉细胞的收缩的能量，D错误。
17．ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的叙述错误的是（ ）
A．细胞质和细胞核中都有ATP
B．正常细胞中ATP和ADP的比值相对稳定
C．ATP可以水解为ADP和磷酸
D．呼吸作用产生的ATP可用于光合作用
【答案】D
【解析】细胞质和细胞核中都需要能量，都有ATP，A正确；正常细胞中ATP和ADP的比值
保持动态平衡，B正确；ATP可以水解为ADP和磷酸，C正确；光合作用中的ATP来自于光
能，D错误。
18．dATP是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P〜P〜P（该结构式
中的dA表示脱氧腺苷）。下列关于dATP和ATP的叙述正确的是（ ）
A．dATP与ATP分子结构的主要区别是含氮碱基不同
B．ATP彻底水解后可形成3种有机物
C．ATP经过水解之后可以得到某种核酸的基本单位之一
D．一般来说动物细胞内生成ATP的场所主要在细胞质基质
【答案】C【解析】ATP与dATP分子结构的主要区别是五碳糖不同，前者含的是核糖，后者含的是脱
氧核糖，A错误；结合分析可知，dATP彻底水解后可形成脱氧核糖和腺嘌呤共2种有机物
（产物磷酸不是有机物），B错误；ATP经过水解之后可以得到腺嘌呤核糖核苷酸，是构成
RNA的基本单位之一，C正确；ATP合成发生在线粒体、叶绿体、细胞质基质，所以，动物
细胞内生成ATP的场所主要在线粒体、细胞质基质，D错误。
19．生物界有许多发光生物，如发光真菌、萤火虫等。研究发现，萤火虫发光与荧光素有
关，并且调整荧光素的结构，可以产生不同形式的腺苷酰氧化虫荧光素，进而发出不同颜
色的光。下列叙述错误的是（ ）
A．发光真菌和萤火虫都具有多种类型的生物膜
B．发光真菌发光时，可由葡萄糖直接提供能量
C．腺苷酰氧化虫荧光素的形式影响荧光的颜色
D．萤火虫的发光离不开荧光素酶的催化作用
【答案】B
【解析】发光真菌和萤火虫都是真核生物，而构成真核生物的细胞内往往有复杂的生物膜
系统，该系统内含有多种类型的生物膜，A正确；葡萄糖是重要的能源物质，但不是直接
的能源物质，B错误；从题干信息可知，荧光的颜色与不同形式的腺苷酰氧化虫荧光素有
关，C正确；萤火虫发光需要荧光素酶的催化，D正确。
20．磷酸肌酸（C~P）是一种存在于肌肉和其他兴奋性组织（如脑和神经）中的高能磷酸化
合物，它和ATP在一定条件下可以相互转化。细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌
酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸（C），可以在短时间内维持细胞中ATP
的含量相对稳定。下列叙述错误的是（ ）
A．1分子ATP水解后可得1分子腺苷、1分子核糖和3分子磷酸
B．磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能
C．剧烈运动时，肌肉细胞中磷酸肌酸与肌酸含量比值会有所下降
D．细胞中的磷酸肌酸对于维持ATP含量的相对稳定具有重要作用
【答案】A
【解析】1分子ATP初步水解可得到一分子ADP和一分子磷酸，ATP彻底水解后得到1分子
腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸，A错误；磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接
为肌肉细胞供能，直接能源物质是ATP，B正确；剧烈运动时，消耗ATP加快，ADP转化为
ATP的速率也加快，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，产生肌酸，导致磷酸肌酸和
肌酸含量的比值会有所下降，C正确；由题意可知，细胞中的磷酸肌酸对维持ATP含量的
稳定具有重要作用，D正确。
二、综合题
21．ATP和酶是维持细胞正常代谢的两种重要物质。下图为ATP的结构式和某类酶促反应
原理模型图。回答下列问题：(1)ATP结构式中的五碳糖是___（填“核糖”或“脱氧核糖”）。若以ATP为原料合成某
种酶，则需要ATP脱掉_______
(2)ATP在细胞中含量都很低，但是细胞内的_____机制实现了细胞对大量能量的需求。酶
的含量也很低，但是因为其具有_________,所以能够保证化学反应的正常进行。
(3)若某类酶促反应模型中产物是两分子葡萄糖，则图中的酶的名称为____，推测该酶促反
应过程________（填“需要”或“不需要”）ATP提供能量。
【答案】(1) 核糖 两分子磷酸基团
(2) ATP与ADP相互转化的能量供应 高效性
(3) 麦芽糖酶 不需要
【解析】
(1)由题图知ATP结构式中的五碳糖含有两个羟基为核糖。若以ATP为原料合成某种酶，该
酶应为RNA，此时ATP需要脱掉两分子磷酸基团。
(2)细胞中的ATP含量虽然很低，但是细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制可以实现
对细胞大量供能。因为酶具有高效性，所以酶的含量虽然很低，但是也能够保证化学反应
的正常进行。
(3)两分子葡萄糖脱水形成的化合物为麦芽糖，所以若某类酶促反应模型中产物是两分子葡
萄糖，则图中的酶的名称应该为麦芽糖酶，酶能够降低化学反应活化能，故该酶促反应过
程是不需要ATP提供能量的。
22．白色念珠蓝细菌是存在于人体上呼吸道和肠道黏膜中的真菌，当机体免疫功能下降时，
菌丝大量生长，侵入细胞引起疾病。V蛋白具有ATP酶活性，对菌丝形成有重要作用。为
研究药物D（一种ATP酶抑制剂）的作用，科研人员进行了如下实验。
(1)白色念珠蓝细菌与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白色念珠蓝细菌具有
__________。V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子__________中的能量被释放出来，
同时产生无机磷。
(2)为研究不同浓度药物D对V蛋白的作用，科研人员将V蛋白与反应缓冲液混合，实验组
加入用DMS0溶解的不同浓度的药物D溶液，室温孵育l0min之后向反应体系中加入ATP溶
液，室温反应30min。再向反应体系中加入孔雀绿试剂（可与无机磷反应呈现绿色），定
量分析反应体系的绿色深浅，得到如图所示结果。①本实验中测定的绿色深浅，可反映出_____________的量，从而得到V蛋白活性。
②本实验以对照组数据作为V蛋白活性相对值1，对照组的处理是将V蛋白与反应缓冲液混
合，加入等量DMSO溶液，室温孵育10min，向反应体系中加入ATP溶液，室温反应
30min。
③实验结果说明_______________________________。
【答案】(1) 核膜包被的细胞核 特殊的化学键
(2) ATP水解 药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制
作用增强
【解析】
(1)根据题干信息已知，白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道粘膜中的真菌，属于真核
生物，而大肠杆菌属于原核生物，两者在细胞结构上最主要的区别是白色念珠蓝细菌具有
核膜包被的细胞核。ATP分子的结构简式A-P~P~P，V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在
ATP分子特殊的化学键中的能量被释放出来，同时产生无机磷。
(2)①根据题干信息已知，反应体系中加入的孔雀绿试剂可与无机磷反应呈现绿色，而无机
磷是ATP水解为ADP时产生的，因此本实验中测定的绿色深浅，可反映出ATP水解无机磷
的生成量，从而得到V蛋白活性。
③据图分析，随着药物D浓度的增加，V蛋白活性的相对值先缓慢下降，后快速降低，说
明药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强。
23．某研究小组探究了影响HO 分解的因素和ATP的结构和功能。相应的实验结果如下图
2 2
所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行，实验3其他条件适宜)(1)图甲中，实验1若温度升高10 ℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将________(填
“增大”或“减小”)，实验2中的bc段，O 产生速率不再增大的原因最可能为_________。
2
(2)实验3的结果显示，HO 酶的最适pH为________，实验结果表明，当pH小于d或大于f
2 2
时，HO 酶的活性将永久丧失，其原因是____________________________________。
2 2
(3)图乙中的物质①表示_______（填中文名称），化学键②断裂的化学反应属于________
（选填“吸能反应”或“放能反应”），若化学键④断裂，则左边的化合物是________。
ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质等分子________。
【答案】(1) 减小 过氧化氢酶的数量有限
(2) e 酶的空间结构被破坏
(3) 腺嘌呤 放能反应 AMP（或腺嘌呤核糖核苷酸）
磷酸化
【解析】
(1)图甲中，实验1在适宜条件下进行，若温度升高10℃，氧化氢酶的活性将会降低，其
催化的反应曲线斜率将减小；实验2结果反映，在b、c所对应的HO 浓度范围内，过氧化
2 2
氢溶液浓度不影响过氧化氢酶的活性，bc段O 产生速率不再增大的原因最可能是过氧化氢
2
酶的数量有限。
(2)实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为e；过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，过酸
过碱会使蛋白质的空间结构被破坏。实验结果表明，当pH小于d或大于f时，酶的空间结
构被破坏，导致过氧化氢酶的活性将永久丧失。
(3)图乙是ATP的结构简式，其中①表示腺嘌呤；化学键②代表特殊的化学键，化学键②断
裂会释放能量，该化学反应属于放能反应；若化学键④断裂，则左边的化合物是AMP即腺
嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一；ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等分子磷
酸化而改变空间结构。
24．睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。
(1)下图1为腺苷合成及转运示意图。由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过___________
方式转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去__________个磷酸产生腺苷。(2)为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠-觉醒周期中基底前脑（BF）胞外腺苷水平的
变化，研究者设计了一种腺苷传感器（图2），并使之表达在BF区细胞膜上。传感器的工
作原理是：腺苷与受体结合改变受体空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并（在被激
发后）发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度。满足实验要求的传感器应具
备的条件包括____________。
A．对腺苷有高荧光响应，对ATP等腺苷衍生物无反应
B．传感器数量随着睡眠-觉醒周期而变化
C．对正常睡眠-觉醒周期无明显影响
D．腺苷与传感器的结合是不可逆的
(3)用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，检测结果表明：在睡眠调
节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论，研究者分别去除小
鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是____________。
(4)研究发现腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A 受体结合，可_____（“促进”或“抑制”）
1
K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺苷还可以通过A 受体激活睡眠相关神经元来促进
2
睡眠。
(5)基于以上信息，请提出改善失眠症患者睡眠的两项措施。_____________________。
【答案】(1) 胞吐 3
(2)AC
(3)两实验组的腺苷浓度（荧光强度）均低于对照组，去除谷氨酸能神经元组浓度更低
(4)促进
(5)利用AK活性抑制剂来增加脑中腺苷浓度、利用A1激动剂抑制觉醒神经元、
利用A2激动剂来激活睡眠相关神经元
【解析】
(1)由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过胞吐方式转运至胞外，ATP的结构简式为A-
P~P~P，A为腺苷，所以ATP需要被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去3个磷酸产生腺苷。
(2)为了准确反应腺苷的含量，要求传感器对腺苷有高荧光响应，对ATP等腺苷衍生物无反
应，A正确；传感器的作用是高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠-觉醒周期中基底前脑
（BF）胞外腺苷水平的变化，所以传感器的数量不能随着睡眠-觉醒周期而变化，B错误；
传感器应对正常睡眠-觉醒周期无明显影响，以准确反应正常睡眠-觉醒周期中基底前脑
（BF）胞外腺苷水平的变化，C正确；腺苷与传感器的结合是可逆的，可随着腺苷数量的
增加荧光强度增强，D错误。
(3)腺苷是一种神经递质，若在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷，则去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元的两组实验的腺苷浓度（荧光强度）均低于对
照组，且去除谷氨酸能神经元组浓度更低。
(4)由于腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A 受体结合，会抑制觉醒神经元的兴奋，说明其能
1
促进K+通道开放，增大其静息电位差值，从而使觉醒神经元的兴奋被抑制。
(5)腺苷是一种重要的促眠物质，说明腺苷浓度增加，有利于促进睡眠，而AK可促进腺苷
转化为AMP，所以可利用AK活性抑制剂来增加脑中腺苷浓度，或利用A 激动剂抑制觉醒神
1
经元或利用A 激动剂来激活睡眠相关神经元的功能，从而增加睡眠，改善失眠症患者的睡
2
眠。
