文档内容
第 7 讲 ATP 和酶
内容考情——知考向 核心素养——提考能
1.解释 ATP 是驱动细
明确ATP的结构和功能；比较
胞生命活动的直接能
生命观念 酶、激素等物质的异同，建立
源物质
辩证统一和普遍联系的观念
内容要 2.说明酶在代谢中的
求 作用及影响因素
3.活动：探究酶催化
归纳总结ATP的合成、利用过
科学思维
程
的专一性、高效性及
影响酶活性的因素
2020· 全 国 卷 Ⅲ
科学探究 与酶有关的实验设计与分析
（29）、2019·全国卷
近三年
Ⅱ（2）、2018·全国 分析酶在生产、生活中的应用
考情
卷Ⅰ（1）、2018·全 社会责任 实例，让学生关注科学、技术
国卷Ⅲ（5、30） 和社会发展
考点一 ATP的结构与功能
1.ATP 的结构
ATP不等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质
（1）ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写，是一种高能磷酸化合物，其结构式可以简写为A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键。
（2）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的
基本单位之一。
（3）ATP的结构特点：ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易断裂和重建。
2.ATP和ADP的相互转化
能源与能源物质
提醒 ①细胞中ATP含量很少，ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还
是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
②吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，需要ATP水解提供能量；放能反应
一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存于ATP中。
3.ATP产生量与O 供给量的关系分析
2（1）淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成（×）
（2）人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP（×）
（3）人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成 ATP的量与安静
时相等（×）
（4）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
（×）
（5）ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应（√）
（6）无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源（×）
考向1 结合ATP的结构和功能，考查结构与功能观
1.（2019·天津卷，2）下列过程需ATP水解提供能量的是（ ）
A.唾液淀粉酶水解淀粉
B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解
D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
答案 B
解析 唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中进行的，不需要消耗ATP水解释放的
能量，A错误；生长素的极性运输是细胞的主动运输，需要消耗ATP水解释放的能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解产生[H]和氧气，不需要消耗ATP
水解释放的能量，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和[H]在酶的催
化作用下转化成乳酸，此过程既不产生ATP，也不消耗ATP，D错误。
2.（2020·山东省等级考试一模，5）双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）与脱氧核苷三
磷酸（dNTP）的结构如图所示。已知 ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在
复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标
记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单
链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料（
）
①dGTP，dATP，dTTP，dCTP ② dGTP，dATP，dTTP ③ α 位 32P 标记的
ddCTP ④γ位32P标记的ddCTP
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
答案 A
解析 PCR过程需要模板、引物、DNA聚合酶、相应的缓冲液和原料，因为要
获得不同长度的子链 DNA片段，所以在合成 DNA过程中要加入所有的原料
dGTP，dATP，dTTP，dCTP 和在不同碱基“C”位置使子链的延伸终止的
ddNTP；DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸，由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基构成，因此要将32P标记在α位置，A正确。
考向2 围绕ATP与ADP的相互转化，考查科学思维能力
3.（2016·海南卷，11）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是（ ）
A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
答案 D
解析 含两个高能磷酸键的ATP，由一个腺苷和三个磷酸基团组成，并非DNA
的基本组成单位；加入呼吸抑制剂可导致ATP生成减少，一些生命活动仍消耗
ATP，ADP 生成相对增加；无氧条件下丙酮酸转化为酒精的过程并不产生
ATP。
4.（2020·青海西宁一模）如图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图
（M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物），下列叙述正确的是（ ）
A.吸能反应常伴随着甲的形成，能量由Q2提供
B.两分子葡萄糖合成一分子蔗糖的过程中，物质甲的量增多
C.物质乙由腺嘌呤和核糖组成，是构成RNA的基本单位之一
D.Q1可以来源于光能，Q2不能转化为光能，M1和M2不是同一种酶
答案 A
解析 吸能反应常伴随着ATP的水解，故伴随着甲ADP的形成，能量由Q2提供，A正确；蔗糖是由葡萄糖与果糖缩合而成的，B错误；物质乙为AMP，一
分子AMP由一分子腺苷和一分子磷酸基团组成，C错误；Q2即ATP水解释放
的能量可以转化为光能，如萤火虫发光，D错误。
细胞内ATP合成与水解的生理过程及场所
考点二 酶的作用、特性及影响因素
1.酶的本质和功能
2.酶本质的探索历程（连一连）3.酶的作用机理分析 降低化学反应的活化能
提醒 （1）加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。
（2）酶可以重复多次利用，不会立即被降解。
（3）酶在细胞内、外，生物体内、外都可以发挥作用。
（1）酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸（×）
（2）酶可降低过氧化氢分解反应的活化能而无机催化剂不能（×）
（3）酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物（√）
（4）产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素（√）
（5）在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入双缩脲试剂，由于蛋清液中的蛋白质
被分解，因此不再发生紫色反应（×）
1.酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？
酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？提示 共同点：①化学反应前后其数量和性质不变；②加快化学反应的速率，
缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡点；③二者都能降低化学反应的活
化能。
催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为
能源（或组成）物质。
2.酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
3.20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。
1.（科学思维）酶具有高效性的原理是同无机催化剂相比，酶能显著降低化学
反应的活化能。
2.生物体内酶的化学本质是 绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA 。酶的特性有
高效性、专一性、酶的作用条件较温和。
3.（科学思维）过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因：酶的空间结构遭
到破坏。
1.酶的特性
（1）高效性：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化
效率更高。（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①物理模型——“锁和钥匙学说”
图中A表示酶，B表示被A催化的底物，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
②曲线分析
酶A能而酶B不能催化底物A参与的反应，说明酶具有专一性。
（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，温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会降低。
②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温
只是抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，温度升高后酶可恢复活性。
2.影响酶促反应速率的因素
（1）通过影响酶活性影响酶促反应速率的因素（2）直接影响酶促反应速率的其他因素
底物浓度和酶浓度都是通过影响反应物与酶接触的面积来影响酶促反应速率的，
但并不影响酶活性
①底物浓度
②酶浓度
（1）教材中具有“专一性”或“特异性”的物质归纳（2）常考酶的种类和作用
酶的名称 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解为麦芽糖
麦芽糖酶 催化麦芽糖水解为葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白质水解为多肽
脂肪酶 催化脂肪水解为脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解为脱氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA复制产生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA转录产生RNA
纤维素酶 分解纤维素
果胶酶 分解果胶
逆转录酶 催化RNA形成DNA单链
DNA连接酶 将两个DNA片段的黏性末端或平末端连接起来
识别DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯键
限制酶
断裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA复制过程中DNA碱基间氢键的断裂
考向1 结合酶的化学本质及作用，考查归纳与概括能力
1.（2017·全国卷Ⅱ，3）下列关于生物体中酶的叙述，正确的是（ ）
A.在细胞中，核外没有参与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.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃答案 C
解析 DNA的合成主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能合成，
因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与 DNA合成的酶，A错误；只要给予适
宜的温度、pH等条件，由活细胞产生的酶在生物体外也具有催化活性，B错误；
盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低，但不影响蛋白质的活性。而胃蛋白
酶的化学本质是蛋白质，因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，
C正确；唾液淀粉酶催化反应最适温度是 37 ℃，但是37 ℃不是保存该酶的最
适温度，酶应该在低温条件下保存，D错误。
2.（2020·黑龙江哈尔滨调研）下列有关酶的叙述正确的是（ ）
A.酶构成细胞结构，对细胞代谢起调节作用
B.酶的合成一定需要模板
C.人体细胞内某些酶可以从食物中获得
D.由于细胞分化，不同细胞内的酶都不同
答案 B
解析 酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，不构成细胞结构，也无调
节作用，A 错误；绝大多数酶是蛋白质、少数是 RNA，因此酶的合成需要
mRNA或DNA作为模板，B正确；酶是生物大分子物质，在消化道中被分解后
吸收到细胞内，所以酶不能从食物中获得，只能在活细胞中合成，C错误；分化后的不同组织细胞中酶的种类不完全相同，而不是都不同，如都有呼吸酶、
ATP合成酶等，D错误。
酶在生活中的应用
（1）人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化
道中消化缓慢。
（2）唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适 pH为
6.8，而胃液的pH为0.9～1.5。
（3）胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致
该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素（如性激素）和氨
基酸衍生物类激素（如甲状腺激素）不会被消化酶分解，既可以注射，也可以
口服。
考向2 结合影响酶促反应的因素，考查科学思维能力
3.（2020·北京卷，4）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解 H O
2 2
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 5
mL1%的H O 溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只
2 2
做了一个改变。第2组实验提高了（ ）A.悬液中酶的浓度 B.H O 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，但不能提高生成氧气的总量，A错误；
提高H O 溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；适度的提
2 2
高温度可以加快反应速率，但不能提高产物的量，C 错误；改变反应体系的
pH，可以改变反应速率，但不能提高产物的量，D错误。
4.（2021·湖南湘潭模拟）某小组为了解某种加酶洗衣粉对蛋白质的水解作用，
将完全相同的蛋白块置于等量适宜浓度的该洗衣粉溶液中，蛋白块消失所需的
时间与温度的关系如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A.该洗衣粉水解脂肪的最适温度也是45 ℃
B.B、C两点催化效率相同且均低于A点的原理相同
C.若改变该洗衣粉溶液的pH，则A点会向左或向右移动
D.若减小该洗衣粉溶液的浓度，A、B、C三点均向上移动
答案 D解析 分析题图可知，该洗衣粉中的蛋白酶水解蛋白质的最适温度是 45 ℃，
由于实验没有涉及温度对该洗衣粉中脂肪酶活性的影响，无法得出该洗衣粉水
解脂肪的最适温度也是45 ℃，A错误；B、C两点催化效率相同，但低于A点
的原理不同，30 ℃时蛋白酶的活性受到抑制，酶的空间结构没有发生不可逆变
化，而60 ℃时蛋白酶的空间结构发生不可逆改变，B错误；在不同pH条件下，
酶的最适温度不变，即改变该洗衣粉溶液的pH，A点不会向左或向右移动，C
错误；减小该洗衣粉溶液的浓度，相当于减小其中的酶浓度，催化一定量的底
物时，酶浓度越小，反应速率越慢，蛋白块消失所需的时间越长，故 A、B、C
三点均向上移动，D正确。
考点三 探究影响酶活性的因素
1.探究温度对酶活性的影响
（1）实验原理
温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，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）实验材料
质量分数为2%的唾液淀粉酶溶液、体积分数为3%的可溶性淀粉溶液、热水、
蒸馏水、冰水、碘液（相关用具省略）。（3）实验步骤
序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
加入等量的可
1 2 mL 2 mL 2 mL
溶性淀粉溶液
控制不同的温 37 ℃温水（5分 沸水（5分
2 冰块（5分钟）
度条件 钟） 钟）
加入等量的新
1 mL（5分 1 mL（5分
3 鲜唾液淀粉酶 1 mL（5分钟）
钟） 钟）
溶液
加入等量的碘
4 1滴 1滴 1滴
液
不出现蓝色（呈现
5 观察实验现象 蓝色 蓝色
碘液颜色）
（4）实验结论：温度过高、过低都会影响酶的活性，适宜温度下酶的活性最高。
2.探究pH对酶活性的影响
（1）实验原理：2H O ――→ 2H O ＋ O 。pH影响酶
2 2 2 2
的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O
2
的生成速率。
（2）实验材料
质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、质量分数为
5%的HCl溶液、质量分数为5%的NaOH溶液、蒸馏水等（相关用具省略）。
（3）实验步骤
序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
加入等量的过氧化氢
1 2滴 2滴 2滴
酶溶液
加入等量的不同pH 1 mL5%的 1 mL5%的
2 1 mL蒸馏水
的溶液 HCl溶液 NaOH溶液
加入等量的体积分数
3 2 mL 2 mL 2 mL
为3%的H O 溶液
2 2
有大量气泡产
4 观察实验现象 无气泡产生 无气泡产生
生将带火星的卫生香插
5 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
入试管内液面的上方
（4）实验结论：过酸、过碱都会影响酶的活性，适宜pH下酶的活性最高。
1.实验材料选择时的注意事项
（1）在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢（H O ）和过氧
2 2
化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢（H O ）在常温常压时就能分解，加热的
2 2
条件下分解会加快，从而影响实验结果。
（2）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，
因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快，从而影响实验结果。
2.实验步骤和结果检测的注意事项
（1）在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温
度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。
（2）在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度（排除温度干
扰），且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未
达到预设pH前，让反应物与酶接触。
（3）若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物是否被分解的
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。
1.（2021·河南许昌高中联考）如图是某课外活动小组探究pH对唾液淀粉酶活
性影响时绘制的实验结果图（实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水
解）。下列有关叙述正确的是（ ）A.在适宜条件下，与盐酸相比，淀粉酶催化作用更显著
B.pH为1时有淀粉水解，则过酸条件下酶没有失活
C.pH为3时酶的活性等于pH为9时酶的活性
D.根据实验结果可推测淀粉酶的最适pH为7
答案 A
解析 酶具有高效性，在适宜条件下，淀粉酶的催化作用比盐酸更显著，A正
确；pH＝1时，酶已失活，此时的淀粉水解是盐酸催化的结果，B错误；pH＝3
时的淀粉水解量是酶和盐酸共同作用的结果，不能说明此时酶的活性等于 pH
为9时酶的活性，C错误；根据实验结果，在现有的数据中pH为7时淀粉酶的
催化效率最高，但不能说明淀粉酶的最适pH为7，D错误。
2.（2020·陕西高三线上联考）某实验小组为了探究乙烯对淀粉酶活性的影响，
向多支试管中加入等量的磷酸缓冲液、淀粉溶液和淀粉酶溶液后分为实验组和
对照组。其中实验组加入适宜体积的乙烯，对照组加入等量的蒸馏水，在最适
温度下酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。请回答下列问题：
（1）酶活性指的是 。
分析实验及结果，可以得出的结论是 。（2）B点时，实验组和对照组的酶促反应速率相等，此时两组的酶活性
（填“相同”或“不同”）。AC段酶促反应速率下降的原因是
。若提高反应体系的温度，则 t 和 t 向
1 2
（填“左”或“右”）移动。
答案 （1）酶催化一定化学反应的能力 乙烯能提高淀粉酶的活性 （2）不
同 随着反应的进行，底物浓度不断下降，酶促反应速率减慢 右
解析 （1）酶活性指酶催化一定化学反应的能力。据题图分析可知：总体来说
实验组酶促反应速率较对照组高，反应完成的时间短，故可推知乙烯能提高淀
粉酶的活性。（2）B点时，实验组和对照组酶促反应速率相等，但实验组底物
浓度更低，故两者酶活性不同。AC段随着反应的进行，底物浓度不断下降，酶
促反应速率逐渐减慢。图示为最适温度下酶促反应速率随反应时间的变化曲线，
若提高反应体系温度，则两组酶活性均下降，故t 和t 向右移动。
1 2
重温真题 经典再现
1.经典重组 判断正误
（1）马铃薯块茎无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成 ATP（2019·全国卷Ⅱ，
2C）（ ）
（2）成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量（2018·全国卷Ⅲ，2A）（
）
（3）饥饿时，胰高血糖素水平升高，促进糖原分解，说明激素具有酶的催化活
性（2018·全国卷Ⅱ，3B）（ ）（4）淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成（2017·海南卷，5A）（ ）
提示 （1）× （2）×
（3）× 激素具有调节作用，但不具有催化作用。
（4）×
2.（2014·全国卷，2）ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关 ATP的
叙述，错误的是（ ）
A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B.机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP
C.在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATP
D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用
答案 B
解析 细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的 ATP主要由线粒体提供，A正
确；ATP是生命活动的直接能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP，睡眠时生
命活动并没停止，也需要消耗能量，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都
在细胞质基质中进行，有ATP形成，C正确；根细胞主要通过主动运输的形式
吸收矿质元素离子，其消耗的能量主要是由细胞呼吸所产生的 ATP提供，D正
确。
3.（2017·天津卷，3）将A、B两种物质混合，T 时加入酶C。如图为最适温度
1
下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是（ ）A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B.该体系中酶促反应速率先快后慢
C.T 后B增加缓慢是酶活性降低导致的
2
D.适当降低反应温度，T 值增大
2
答案 C
解析 T 时加入酶C后，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶 C催化物
1
质A生成了物质B。由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A生成
B这一反应的活化能，A正确；由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢，B
正确；T 后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C错误；图示是在最适温度条
2
件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，T 值
2
增大，D正确。
4.（2015·海南卷，15）关于人体内激素和酶的叙述，错误的是（ ）
A.激素的化学本质都是蛋白质
B.酶可以降低化学反应的活化能
C.高效性是酶的重要特性之一
D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢
答案 A
解析 激素的化学本质可以是蛋白质，但并不都是蛋白质，如性激素属于固醇，A错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，并且同无机催化剂相比，酶
降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高，所以酶具有高效性，B、C正确；
激素与靶细胞结合可调节细胞的代谢，如甲状腺激素可以促进细胞的新陈代谢，
D正确。
课后·分层训练
（时间：35分钟）
1.（2021·山东青岛调研）ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内的四种高能磷酸化
合物，它们彻底水解的产物只有碱基不同，下列叙述错误的是（ ）
A.ATP不是细胞内唯一的直接能源物质
B.一分子GTP中含有2个高能磷酸键
C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
D.UTP彻底水解的产物中有碱基尿嘧啶
答案 C
解析 ATP是细胞内的直接能源物质，但不是唯一的，题干信息显示 GTP、
CTP和UTP也可以直接提供能量，A正确；根据题干信息可知，ATP、GTP、
CTP和UTP是细胞内的四种高能磷酸化合物，它们彻底水解的产物只有碱基不
同，说明一分子GTP、CTP和UTP的组成成分也包含3个磷酸基团、2个高能
磷酸键、1个碱基、1个核糖，B正确；CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，C错误；UTP彻底水解的产物有尿嘧啶、磷酸和核糖，D正确。
2.（2021·福建龙岩月考）下列有关酶的作用及本质的说法不正确的是（ ）
A.胃蛋白酶离开胃后仍能发挥作用
B.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶
C.酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核苷酸
D.酶催化效率高的原因是降低活化能的作用更显著
答案 C
解析 胃蛋白酶在生物体外也可以起作用，A正确；唾液淀粉酶本质上是一种
蛋白质，可以被蛋白酶降解，B正确；绝大多数的酶是蛋白质，极少数的酶是
RNA，故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，C错误；酶具有催化作用，
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，故催化效率更高，D正确。
3.（2021·华中师大附中调研）碳酸酐酶由一条卷曲的多肽链和一个锌离子构成，
是红细胞内一种重要的蛋白质，在 CO 的运输中具有重要意义。在人体组织中，
2
该酶催化CO 与水结合生成H CO ，H CO 解离为HCO，从红细胞运出。在肺
2 2 3 2 3
部，该酶催化反应向相反方向进行（如下所示），下列相关叙述错误的是（
）
CO ＋H OH CO HCO＋H＋
2 2 2 3
A.碳酸酐酶催化的反应速率受到CO 的扩散速率限制
2
B.碳酸酐酶对维持血浆和细胞中的酸碱平衡有作用
C.碳酸酐酶可催化上述反应朝不同方向进行，因此不具有高效性
D.锌离子参与酶的组成，说明无机盐离子对于维持生命活动有重要作用
答案 C
解析 酶催化的化学反应速率受反应物浓度的影响，A正确；据题图分析，H CO 在碳酸酐酶的催化作用下生成HCO，HCO参与细胞外液中酸碱平衡的维
2 3
持，B正确；酶的高效性是指和无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，
催化反应效率更高，与酶促反应的方向无关。事实上，正是因为碳酸酐酶的高
效性，才使得二氧化碳及时从组织细胞运到血浆最后从肺泡运出体外，C错误；
没有锌离子，碳酸酐酶无法正常发挥作用，说明无机盐离子对于维持生命活动
有重要作用，D正确。
4.（2021·武汉市部分学校质检）核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，可
降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述，正确的是（ ）
A.核酶的催化活性可能也受温度的影响
B.核酶能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应
C.因核酶为单链RNA分子，所以核酶分子中一定不存在氢键
D.核酶降解特异的mRNA序列时，破坏的是相邻碱基之间的氢键
答案 A
解析 生物大分子如蛋白质、核酸一般都有空间结构，而空间结构易受温度等
外界因素影响，再结合题干信息“核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子”，
可知核酶的活性可能受温度的影响，A正确；核酶的化学本质为 RNA，不能与
双缩脲试剂发生紫色反应，B 错误；有的单链 RNA 分子中存在氢键，如
tRNA，核酶分子中可能也存在氢键，C错误；核酶降解特异的mRNA序列时，破坏的是相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。
5.（2021·广东佛山市质检）ATP合酶是合成ATP所需要的酶，分子结构由突出
于膜外的亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成。当H＋顺浓度梯度穿过ATP
合酶时，该酶能促使 ADP与Pi形成ATP。下列关于ATP合酶的分析，错误的
是（ ）
A.ATP合酶在线粒体、叶绿体内都有分布
B.ATP合酶既具有催化作用，同时也具有运输作用
C.ATP和ADP的相互转化过程都需要ATP合酶的催化
D.ATP合酶催化ADP和Pi形成ATP时，伴随着能量的储存
答案 C
解析 在线粒体基质和线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上都能合成 ATP，因此
在线粒体和叶绿体中均有ATP合酶，A正确；结合题干信息“当H＋顺浓度梯度
穿过ATP合酶时，该酶能促使ADP与Pi形成ATP”，可推测ATP合酶既具有
催化作用又具有运输作用，B正确；ATP合酶能催化ADP与Pi形成ATP，不能
催化ATP水解，ATP转化为ADP的过程中，需要能够水解ATP的酶的参与，C
错误；ATP合酶催化ADP与Pi形成ATP时，能量储存在高能磷酸键中，D正
确。
6.（2021·北京顺义区统考）ATP可直接给细胞的生命活动提供能量，下列关于
ATP的叙述，正确的是（ ）
A.生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多
B.人体成熟的红细胞在O 充足时只能通过无氧呼吸产生ATP
2C.酵母菌只有在缺氧的条件下，其细胞质基质中才能形成ATP
D.生物体内ADP转化成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸
答案 B
解析 ATP在细胞内含量不高，生命活动旺盛的细胞中ATP与ADP转化速度较
快，A错误；人体成熟的红细胞无线粒体，在 O 充足时只能通过无氧呼吸产生
2
ATP，B正确；细胞质基质是酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段发生的场所，
不管是否缺氧，其细胞质基质中都能形成 ATP，C错误；植物体内ADP转化成
ATP所需要的能量可来自细胞呼吸、光合作用，D错误。
7.（2021·吉林五地六校期末，8）如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不
正确的是（ ）
A.酶的形状在催化过程中会发生改变
B.底物与酶特定部位的结合具有专一性
C.此图可表示1分子蔗糖经酶催化后产生2分子葡萄糖的过程
D.反应前后酶的质量不变
答案 C
解析 由图可知，酶通过与底物结合催化底物反应，酶的形状在催化过程中会
发生改变，A正确；依据酶专一性原理可知，底物与酶特定部位的结合具有专
一性，B正确；1分子蔗糖经酶催化水解可以得到 1分子葡萄糖和1分子果糖，C错误；反应前后酶的质量不变，D正确。
8.（2021·东北四市联合模拟）如图表示生物体内发生的两个化学反应，有关叙
述错误的是（ ）
A.ATP分子水解时，图中所示的化学键④最易断裂
B.在人体细胞内酶2分布在细胞质基质和线粒体中
C.细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系，放能反应一般与ATP的水
解反应相联系
D.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性
答案 C
解析 ATP分子水解时，远离腺苷的高能磷酸键④最易断裂，A正确；酶2催
化ATP的合成，人体细胞可通过细胞呼吸合成 ATP，场所是细胞质基质和线粒
体，所以人体细胞内酶2分布在细胞质基质和线粒体中，B正确；细胞中的吸
能反应一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与
ATP的合成反应相联系，C错误；细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制，
是生物界的共性，D正确。
9.（2020·江苏启东调研）如图表示乙醇在人体内的主要代谢过程。下列相关叙
述正确的是（ ）A.乙醇转化为乙酸的过程中发生的氧化反应均由同一种酶催化
B.人体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越大
C.乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量
D.正常生理状态下，人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关
答案 C
解析 酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，而题图中乙醇转
化为乙醛和乙醛转化为乙酸过程不同，需要不同的酶催化，A错误；一定范围
内，乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越快，超过一定范围后，
与乙醇分解相关的酶促反应速率不再随乙醇浓度的升高而增大，B错误；由图
示过程可知，乙醇经过一系列转化，最终生成 CO 和H O，说明乙醇在代谢过
2 2
程中，产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量，C正确；正常生理状态下，
人的体温维持在37 ℃左右，人体内酶的活性基本不变，人体分解乙醇的速率
与环境温度没有直接关系，D错误。
10.（2020·山东等级考试二模，13，改编）硝酸甘油是缓解心绞痛的常用药，该
物质在人体内转化成一氧化氮，一氧化氮进入心血管平滑肌细胞后与鸟苷酸环
化酶的Fe2＋结合，导致该酶活性增强、催化产物cGMP增多，最终引起心血管
平滑肌细胞舒张，从而达到快速缓解病症的目的。下列说法不正确的是
（ ）
A.人体长期缺铁会降低硝酸甘油的药效
B.cGMP生成量随一氧化氮浓度升高而持续升高C.一氧化氮进入心血管平滑肌细胞不消耗ATP
D.一氧化氮与鸟苷酸环化酶的Fe2＋结合可能使该酶的结构发生改变
答案 B
解析 硝酸甘油在人体内发挥作用，离不开鸟苷酸环化酶中的 Fe2＋，因此，人
体长期缺铁会降低硝酸甘油的药效，A正确；细胞内的鸟苷酸环化酶的Fe2＋有
限，cGMP生成量不会随一氧化氮浓度升高而持续升高，B错误；一氧化氮进
入心血管平滑肌细胞是自由扩散，不消耗 ATP，C正确；一氧化氮与鸟苷酸环
化酶的Fe2＋结合导致该酶活性增强，推测可能使该酶的结构（构象）发生改变，
D正确。
11.（2021·黑龙江双鸭山期末）关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述，
正确的是（ ）
A.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验中，没有进行对照
B.在探究pH对酶活性影响的实验中，温度属于无关变量，pH为自变量，产物
的生成量为因变量
C.观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原实验中，滴加蔗糖和清水，
属于自变量，原生质层位置为因变量，该实验不存在对照
D.探究温度对淀粉酶活性影响实验中，淀粉酶的浓度是自变量，不同温度条件
下淀粉遇碘变蓝程度是因变量
答案 B
解析 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验中，加检测试剂的实验组
与不加检测试剂的空白组形成对照，A错误；探究pH对酶活性的影响实验中，温度属于无关变量，自变量是pH，因变量是产物增加量或底物的减少量，B正
确；观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原实验中，存在自身前后对
照，C错误；探究温度对淀粉酶活性影响实验中，温度是自变量，不同温度条
件下淀粉剩余量是因变量，可用遇碘变蓝程度表示，D错误。
12.（2021·东北育才学校三模改编）回答下列问题：
（1）对细胞来说，能量的获得和利用是通过细胞代谢完成的，细胞代谢是指 。
（2）细胞代谢离不开酶和ATP，酶的合成场所在 ，ATP分子
的结构式可简写为 。
（3）在甲、乙、丙三支试管中分别加入一定量的淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液，
在均低于最适温度条件下进行反应，产物量随时间的变化曲线如图所示。乙、
丙试管温度的大小关系为乙 丙。如果适当提高甲试管的温度，则A点
如何移动？ （填“上移”“下移”或“不移动”）。
（4）若在丁试管中加入与乙试管等量的淀粉和盐酸，在温度等相同的条件下反
应，测得乙试管反应速率远大于丁试管，该结果说明酶具有 ，具有该
特性的原因是 。
答案 （1）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 （2）核糖体或细胞核
A—P～P～P （3）大于 不移动
（4）高效性 酶降低化学反应活化能的作用更显著
解析 （1）细胞代谢是指细胞中每时每刻都进行着许多化学反应。（2）绝大
多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA，蛋白质的合成场所为核糖体，RNA的合成场所主要为细胞核，ATP 为三磷酸腺苷，其结构式可简写为 A—P～P～P。
（3）根据题意可知，三组实验都是在低于最适温度条件下进行的，而乙组反应
达到终点所用时间明显比丙组短，说明乙组酶的活性较高，故乙组试管温度应
大于丙组。如果适当提高甲试管的温度，能加快反应的速率，使反应更快到达
终点，但不会改变终点，故A点不移动。（4）淀粉在酸性条件下易分解，丁试
管中加入的盐酸属于无机催化剂，在温度等其他条件都相同时，乙试管（加
酶）反应速率远大于丁试管，说明酶具有高效性，原因是酶降低化学反应活化
能的作用更显著。
13.（2021·湖南郴州一模）研究者从生物组织中提取出两种酶：酶A和酶B，进
行了一系列研究，回答下列问题：
（1）将酶A分为两组，一组遇双缩脲试剂后呈现紫色反应；另一组用 RNA酶
处理后，不再具有催化活性。这表明酶A含有 。
（2）酶B是一种蛋白质，研究者采用定量分析方法测定不同 pH对酶B的酶促
反应速率（v）的影响，得到如图所示曲线。
当 pH 偏离 6.8 时，酶 B 的酶促反应速率会下降，下降的原因可能有三种：
①pH变化破坏了酶B的空间结构，导致酶不可逆失活；②pH变化影响了底物与酶B的结合和状态，这种影响是可逆的；③前两种原因同时存在。现要探究
当pH＝5时酶促反应速率下降的原因，请在上述实验基础上，简要写出实验思
路（含预期结果及结论）： 。
答案 （1）蛋白质和RNA （2）将酶B在pH＝5的条件下处理一段时间后，
提高pH至6.8。测定其酶促反应速率。若测定速率为 B，则为原因①；若测定
速率为A，则为原因②；若B<测定速率
