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专题03 细胞的代谢基础
目录
1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱
3.创新情境练：知情境练突破
4.限时提升练：（30min）综合能力提升
考点
三年考情分析
2025 考向预测
酶与ATP
（2024.海南卷.T9）酶的结构与功能；ATP
的合成
（2024.江西卷.T1）酶的合成
（2024.浙江卷.T7）酶的特性
（2024.广东卷.T7）酶的特性和作用
（2024.河北卷.T2）酶的本质
考点预测：酶的结构与功能；ATP
的结构与功能
考法预测： 通过分析新素材，考察
酶的合成、特性、结构和功能相关
知识；在细胞呼吸和光合作用的过
程中，穿插考察ATP 的合成和利用
1.
降低化学反应活化能的酶
（1）酶在细胞代谢中的作用是降低活化能。酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没有改变。无
机催化剂也能降低活化能，但没有酶的显著。加热的作用不是降低活化能，是使反应分子得到能量，从常
态转变为容易反应的活跃状态。(如图)
（2）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是蛋白质或
RNA
，其基本组成单位是氨基酸
或核糖核苷酸。
（3）酶有如下的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和。
（4）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。在0 ℃左右时，酶的活性很
低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
（5）淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(验证酶的专一性)
1
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设计思路：验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案，底物相同但酶不同或底物不
同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
项目
方案一
实验组
对照组
材料
底物相同
( 等量
)
试剂
与底物相对应的酶
另外一种酶
现象
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
项目
方案二
实验组
对照组
材料
与酶相对应的底物
另外一种底物
试剂
同一种酶
( 等量
)
现象
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
2.
ATP 的结构与作用
（1）ATP 是腺苷三磷酸的英文名称缩写。
（2）细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP
水解的反应
相
联系，由ATP 水解提供能量；放能反应一般与ATP
合成
相联系，释放的能量储存在ATP 中。
（3）ATP 与 ADP 的相互转化——动态平衡
长难句作答：
1. 酶的作用机理是 。
2. 活化能是指 。
3. ATP 是 。
2
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4. 酶的特性有 。
5. 熟鸡蛋容易消化的原因是 。
6. 酶的专一性是指 。
7. 酶制剂的保存条件是低温，原因是 。
高分解题技巧：
1. 酶和激素的比较“一同三不同”
项目
酶
激素
来源及作用
场所
活细胞产生；细胞内或细胞外发
挥作用
专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；
一般细胞外发挥作用
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是 RNA
化作用
固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、
脂质
生物功能
化作用
调节作用
共性
在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
2.
酶、反应物和生成物三者的浓度与酶促反应速率的关系曲线
3. 明辨不同化合物中”A”的含义
化合物
结构简式
“A”含义
共同点
ATP
腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸
腺嘌呤
4.
ATP 产生与 O2 间关系的模型构建
5.
易错易混
（1）ATP 不是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质，但不是
唯一的直接能源物质；细胞内直接能源物质除
ATP
外，
还有
UTP
、
CTP
、
GTP
。
（2）ATP
≠
能量
。ATP 的合成和分解过程伴随能量的储存和释放；ATP 是一种高能磷酸化合物，是一种与
能量有关的物质，不能将二者等同起来。
3
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（3）酶只
具有
催
化功
能
，不可以调节生命活动，发挥调节作用的是激素。
（4）酶可以加快化学反应的速率（降低化学反应的活化能），缩短达到化学平衡的时间，但不能改变化
学反应的方向和化学平衡。
（5）探究酶的最适PH 实验中不可选择淀粉和淀粉酶，因为淀粉在酸性条件下会水解，无法判断是否一
定是酶的作用效果。在温度对酶活性的影响实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产
物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到 50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响
实验结果。
（6）ATP 与ADP 的相互转化不是一个可逆反应；人体内 ATP
的含量很少
，但是转化快。
（建议用时：10 分钟）
1．【D-甘露糖】在D-甘露糖作用下，玉米细胞的线粒体结构受损，一类蛋白酶家族被激活，这些蛋白酶
可以切割细胞骨架蛋白，并使DNA 内切酶的抑制蛋白失活。下列有关叙述错误的是（ ）
A．D-甘露糖会影响玉米细胞内ATP 的合成
B．D-甘露糖会改变玉米细胞内各种具膜细胞器的分布
C．D-甘露糖会导致玉米细胞内的DNA 被酶切成片段
D．D-甘露糖作用后，被激活的蛋白酶家族各个成员所催化的反应底物相同
2．【制茶】中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶
催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
3．【食品生产】用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草莓汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的
草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于
( )
A.两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B.两者催化果胶水解得到的单糖不同
C.两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D.酶催化需要最适温度,盐酸水解果胶不需要最适温度
4．【水母素】维多利亚水母细胞中有一种叫水母素的蛋白质，水母素与Ca2+结合时会转变为一种氧化酶，
这种氧化酶可以催化腔肠素发生氧化反应而发出荧光，荧光强度依赖于Ca2+浓度。下列有关叙述错误的是
（ ）
A．双缩脲试剂可与水母素发生颜色反应
B．水母素可以为腔肠素的氧化提供能量
C．水母发光可能需要ATP 释放磷酸基团
4
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D．可用水母素和腔肠素制作试剂盒检测溶液中Ca2+浓度
（建议用时：30 分钟）
一、单选题
1．（2024·重庆·三诊）水是生命体中含量最丰富的物质，自由水在细胞代谢中起到重要的作用。在下列过
程中，不产生水的是
A．基因的表达过程
B．植物细胞有丝分裂末期形成细胞板
C．ATP 转化为ADP
D．[H]在线粒体内膜上被大量氧化
2．（2024·河北卷）下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物
B．胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存
C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上
D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
3.(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4 段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB 方式连接而成。研究者将
各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分
析错误的是( )
肽链
纤维素类底物
褐藻酸类底物
W1
W2
S1
S2
Ce5-Ay3-Bi-CB
+
+++
++
+++
Ce5
+
++
-
-
Ay3-Bi-CB
-
-
++
+++
Ay3
-
-
+++
++
Bi
-
-
-
-
CB
-
-
-
-
注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。
A.Ay3 与Ce5 催化功能不同,但可能存在相互影响
B.Bi 无催化活性,但可判断与Ay3 的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5 无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB 相关
4．（2023·河北卷）关于蛋白质空间结构的叙述,错误的是( )
A.淀粉酶在0 ℃时,空间结构会被破坏
B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构
D.载体蛋白在转运分子时,其自身构象会发生改变
5
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5.实验操作顺序直接影响实验结果。表中实验操作顺序有误的是 ( )
选项
高中生物学实验内容
操作步骤
A
检测生物组织中的蛋白质
向待测样液中先加双缩脲试剂A 液,再加B 液
B
观察细胞质流动
先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞,再换高倍
镜观察
C
探究温度对酶活性的影响
室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后,在设定温度
下保温
D
观察根尖分生区组织细胞
的有丝分裂
将解离后的根尖用清水漂洗后,再用甲紫溶液染色
6．（2024·浙江卷）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇
的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。
下列叙述错误的是（ ）
A．低温提取以避免PAL 失活
B．30℃水浴1 小时使苯丙氨酸完全消耗
C．④加H2O 补齐反应体系体积
D．⑤加入HCl 溶液是为了终止酶促反应
7．（2024·江西卷）溶酶体膜稳定性下降，可导致溶酶体中酶类物质外溢，引起机体异常，如类风湿性关
节炎等。下列有关溶酶体的说法，错误的是（ ）
A．溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B．溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C．从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D．从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低
8．（2024·河北·联考）啤酒生产时，麦芽中多酚氧化酶PPO 的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽的过
程中需降低其活性。如下图为不同pH 和温度对PPO 活性影响的曲线。下列叙述正确的是（ ）
6
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A．本实验的自变量是pH，温度是无关变量
B．相同pH 条件下时，随着温度升高，酶促反应产物越多
C．把制备麦芽的反应条件控制在温度80℃、pH8.4 是制备啤酒最佳条件
D．低温不能破坏PPO 的空间结构，高温能够破坏PPO 的空间结构
9．（2024·广东卷）3．2019 年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由
两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的
是（ ）
A．ATP
B．NADP+
C．NADH
D．DNA
10．（2024·甘肃卷）维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜（或液泡膜）上
的H+-ATP 酶（质子泵）和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外（或液泡中），以维
持细胞质基质中的低Na+水平（见下图）。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞膜上的H+-ATP 酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B．细胞膜两侧的H+浓度梯度可以驱动Na+转运到细胞外
C．H+-ATP 酶抑制剂会干扰H+的转运，但不影响Na+转运
D．盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
二、
综合题
11.为了研究温度对某种酶活性的影响,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。回答下列问题:
7
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(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是 组。
(2)在时间t1之前,如果A 组温度提高10 ℃,那么A 组酶催化反应的速度会 。
(3)如果在时间t2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t3时,C 组产物总量
,原因是 。
(4)生物体内酶的化学本质是 ,其特性有 (答出两点即可)。
12.小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀
粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。
(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适
宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下:
分组
步骤
红粒管
白粒管
对照管
①
加样
0.5 mL 提取液
0.5 mL 提取液
C
②
加缓冲液(mL)
1
1
1
③
加淀粉溶液(mL)
1
1
1
④
37 ℃保温适当时间,终止酶促反应,冷却至常温,加适量碘液显色
显色结果
+++
+
+++++
注:“+”数目越多表示蓝色越深
步骤①中加入的C 是 ,步骤②中加缓冲液的目的是 。显色结果表明:淀粉酶活性较低
的品种是 ;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越 。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减
小,为保持显色结果不变,则保温时间应 。
(2)小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实
验方案:
8
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X 处理的作用是使 。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异,且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色
显著 白粒管(填“深于”或“浅于”),则表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主
要原因。
9
