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专题04 酶和ATP
1．明辨ATP 的结构及拓展
2．能量转换过程和ATP 的产生与消耗
转化场所
产生或消耗ATP 的生理过程
细胞膜
消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质
产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体
产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA 复制等
线粒体
产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA 复制等
核糖体
消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核
消耗ATP：DNA 复制、转录等
3.肌细胞中ATP 产生速率与O2供给量之间关系的曲线解读
1
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特别提醒 (1)当横坐标表示呼吸作用强度时，ATP 产生速率的变化曲线应该从原点开始。
(2)哺乳动物成熟的红细胞中，ATP 的产生速率几乎与O2供给量无关。
4．读懂酶的3 类曲线
(1)酶的作用原理
酶能降低化学反应的活化能(如图所示)。
①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是ac 段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是bc 段。
③酶降低的活化能是ab 段。
(2)酶的作用特性
①图1 中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比较只能说
明酶具有催化作用。
②图2 中两曲线比较说明酶具有专一性。
(3)酶促反应速率的影响因素
①温度和pH
图甲和图乙显示：高温、过酸、过碱都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温
度升高可恢复活性。从图丙和图丁可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
②底物浓度和酶浓度
2
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图甲中OP 段的限制因素是底物浓度，而P 点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图乙对反应底物的要求
是底物足量。
5．酶的特性及相关探究实验
6．蛋白酶对蛋白质的水解实验
检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，
不能选用双缩脲试剂鉴定。
难度：★★★☆☆ 建议用时： 30 分钟 正确率 ： /20
一、单选题
1．普洱茶含有脂肪酶，可促进脂肪分解，达到减肥的效果，因此备受人们喜爱。普洱茶的制作工艺流程
一般为采摘→萎凋→杀青→揉捻→解块、晾晒→发酵→干燥、筛分、存储。下列说法错误的是（ ）
A．萎凋的目的是使脂肪酶活化，发挥其降低化学反应活化能的作用
B．干燥过程中的高温使酶失活，冷却降温后酶的活性恢复正常
C．酶的活性受温度等因素的影响，因此在发酵过程中需控制好发酵温度
D．喝普洱茶可以减肥，说明酶可以在生物体外起作用
【答案】B
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：高效
性、专一性以及作用条件温和的特性。
【详解】A、萎凋的目的是减少水分，使脂肪酶活化，发挥其降低化学反应活化能的作用，A 正确；
B、高温使酶变性失活，活性不能恢复，B 错误；
C、温度等因素会影响酶的活性，因此在发酵过程中需控制好发酵温度，C 正确；
D、喝普洱茶可以减肥，说明脂肪酶在普洱茶以外发挥了作用，说明酶可以在生物体外起作用，D 正确。
故选A。
2．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，在细胞代谢中起着重要作用，在食品生产中，酶的应用非
常广泛，下列说法错误的是（ ）
A．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎作用
B．酶都需在核糖体中才能合成，且只能在胞内起作用
C．果胶酶能分解果胶，提高果汁产量和澄清度
D．工业化生产啤酒时，ɑ－淀粉酶可以增强糖化作用
【答案】B
3
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【分析】酶促反应的原理：酶能降低化学反应的活化能。酶具有专一性、高效性和作用条件温和的特性。
【详解】A、溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，A 正确；
B、绝大多数酶是蛋白质，需在核糖体中才能合成，少数是RNA，其合成场所不是核糖体；酶发挥作用的
场所可以是细胞内，细胞外甚至是体外均可，B 错误；
C、果胶酶可将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。因此生产果汁时，加入果胶酶可以提高果汁产量，还能
提高果汁的澄清度，C 正确；
D、工业化生产啤酒时，ɑ－淀粉酶可以增强糖化作用，D 正确。
故选B。
3．食用菠萝后口腔常常有发麻的感觉，这是因为菠萝含有蛋白酶，食用时会对口腔和消化道的黏膜产生
损害。人们经常会将菠萝用盐水浸泡处理一段时间再食用。某同学为了研究用盐水浸泡能否破坏蛋白酶，
进行如下实验，下列叙述错误的是（ ）
分组
1
2
3
NaCl 浓度
0.1 mol/L
0.5 mol/L
1.0 mol/L
菠萝用量
100g
100g
100g
处理时间
30min
30min
30min
蛋白酶活力
酶活力测定方法：单位时间内，菠萝提取液可催化酪蛋白分解出酪氨酸，比色测酪氨酸含量
A．设计实验时要参考日常浸泡所用的盐水浓度和时间，表中分组即可达到实验目的
B．实验的可变因素是盐水浓度，菠萝用量和处理时间是无关变量
C．用盐水浸泡菠萝的主要目的是为了破坏蛋白酶
D．蛋白酶活力测定时，酪氨酸含量越多说明酶促反应速率越快
【答案】A
【分析】实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。除作为自变量的因素外，
其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。
【详解】A、设计实验时要参考日常浸泡所用的盐水浓度和时间，此外还要设置不添加氯化钠的空白对照
组，A 错误；
BC、分析题意，本实验目的是研究用盐水浸泡能否破坏蛋白酶，盐水浓度是自变量，菠萝用量和处理时间
均为无关变量，用盐水浸泡的主要目的是为了破坏蛋白酶，BC 正确；
D、酪氨酸越多说明酪蛋白分解的越多，说明酶促反应速率越快，D 正确。
故选A。
4．如图曲线乙表示在最适温度、最适pH 条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析最合理的
是（ ）
4
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A．曲线甲可表示酶浓度降低后的酶促反应速率
B．曲线丙可表示B 点后升高温度的酶促反应速率
C．增大pH 后重复该实验，A 点会上移
D．限制AB 段反应速率的主因是酶浓度
【答案】A
【分析】分析曲线图：曲线乙表示在最适温度、最适pH 条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。所
以改变温度和pH 都会导致酶活性降低，使酶促反应速率减慢，对应甲曲线。曲线AB 段，随着反应物浓度
的升高，反应速率逐渐加快；B 点后，随着反应物浓度的升高，反应速率不再加快，此时限制酶促反应速
率的因素主要是酶浓度，所以在B 点增加酶浓度，反应速率会加快，对应丙曲线。
【详解】A、分析题意，曲线乙表示在最适温度、最适pH 条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系，则
曲线甲可表示酶浓度降低后的酶促反应速率，A 正确；
B、曲线乙是在最适温度条件下进行的，如果升高温度，酶活性将会下降，反应速率应在B 点后下降，B
错误；
C、题干中提出“曲线乙表示在最适温度、最适pH 条件下”，因此如果增大pH，酶的活性会下降，A、B
点位置都会下移，C 错误；
D、图中可以看出，在曲线AB 段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线AB 段反应
速率的主要因素，D 错误。
故选A。
5．下列是有关酶的实验设计思路，正确的是（ ）
A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂可验证酶的专一性
B．利用胃蛋白酶、蛋清和pH 分别为3、7、11 的缓冲液验证pH 对酶活性的影响
C．在验证酶的高效性实验中，可选用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，检测产生的气体总
量
D．探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：加入已预保温的淀粉→加入已预保温的淀粉酶→加入缓冲液→
保温反应→滴加斐林试剂水浴加热→观察溶液颜色变化
【答案】A
【分析】1、淀粉遇碘液变蓝；还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀。
2、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到
达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低，低
温酶不会变性失活，但高温、pH 过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、淀粉遇碘液变蓝，淀粉酶能够催化淀粉的分解，而蔗糖与碘液不能发生颜色反应，若淀粉未
被完全分解，则与碘液产生颜色反应，若淀粉被完全分解，则与碘液不能产生颜色反应，故不能利用淀粉、
5
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蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性，而斐林试剂不与淀粉和蔗糖反应，但可以与两者水解后产生的单糖
反应，因此利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂能验证酶的专一性，A 正确；
B、胃蛋白酶催化蛋白质分解的最适pH 为2 左右，因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH 分别为3、7、11 的
缓冲液验证pH 对酶活性的影响，B 错误；
C、在验证酶的高效性实验中，可选用FeCl3 和过氧化氢酶分别催化等量H2O2 分解，检测产生的气体产生
的速率，而不是产生的气体总量（底物相同则总量相同），C 错误；
D、探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：加入缓冲液→加入已预保温的淀粉→加入已预保温的淀粉酶→保
温反应→滴加碘液→观察溶液颜色变化，D 错误。
故选A。
6．凋落物是森林生态系统内地上植物产生并归还到林地表面的生物组分，可作为分解者物质和能量的来
源，借以维持生态系统功能的所有有机物的总称。某实验小组欲探究氮添加对杉木凋落物分解过程中酶活
性的影响，进行了CK（不施氮）、N1（20%施氮）、N2（40%施氮）、N3（60%施氮）处理，测定结果
如下表所示。下列相关叙述正确的是（ ）
林下植被管理方式
处理
纤维素酶活
性/U
脲酶活性/U
酸性磷酸酶活性/U
林下植被保留（UP）
CK
N1
N2
N3
1.53±0.32
2.30±0.06
1.99±0.17
1.93±0.18
2.66±0.39
2.74±0.18
2.32±0.19
1.83±0.26
2.30±0.24
2.20±0.31
1.81±0.06
0.89±0.19
林下植被去除（UR）
CK
N1
N2
N3
1.21±0.33
2.14±0.21
2.51±0.11
2.34±0.17
1.46±0.38
2.39±0.35
2.44±0.19
0.89±0.16
2.10±0.31
1.86±0.11
1.50±0.09
0.99±0.18
A．纤维素酶活性的大小可通过测定其分解纤维素产生蔗糖的量来反映
B．表中两种林下植被管理方式下，随着施氮量的增加，几种酶活性均呈下降趋势
C．UR 管理方式下，施氮量为 N2 时，对分解者分解凋落物的促进效果更佳
D．相同施氮条件下，UP 管理方式下的酸性磷酸酶活性均高于 UR 管理方式
【答案】C
【分析】1、纤维素酶可以分解纤维素，产生基本单位葡萄糖。
2、氮元素是植物的必需元素，能够组成植物的蛋白质、核酸，NADPH 等物质。
【详解】A、纤维素酶活性的大小可通过测定其单位时间内分解纤维素产生葡萄糖的量来反映，A 错误；
B、UR 林下植被管理方式下，随着施氮量的增加，纤维素酶和脲酶活性均为先上升后下降，B 错误；
C、UR 管理方式下，施氮量为N2 时，纤维素酶活性较高，对分解者分解凋落物的促进效果更佳，C 正确；
D、除N3 处理外，其余相同施氮条件下UP 管理方式下酸性磷酸酶活性均高于UR 管理方式，D 错误。
故选C。
7．为验证酶的特性，进行了下表所示的实验，基本过程如下表所示：
步
骤
基本过程
试管1
试管
2
试管3
试管4
试管
5
试管6
1
加入1%淀粉溶液
3mL
-
3mL
-
3mL
-
6
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2
加入2%蔗糖溶液
-
3mL
-
3mL
-
3mL
3
加入稀释的人新鲜唾液
-
-
1mL
1mL
-
-
4
加入蔗糖酶溶液
-
-
-
-
1mL
1mL
5
37℃保温15min，加本尼迪特试
剂
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
6
80～100℃热水浴2～3min，观
察
？
？
有红黄色沉
淀
无红黄色沉
淀
？
？
（注：“-”表示不加入，“？”表示结果未知）
据表分析，下列叙述正确的是（ ）
A．试管1 和试管2 的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有葡萄糖
B．试管3～6 需37℃保温15min 的目的是利于酶的催化作用
C．若试管5 中出现红黄色沉淀，说明蔗糖酶也能水解淀粉
D．根据实验结果可知，37℃是人唾液淀粉酶作用的最适温度
【答案】B
【分析】析表格数据可知：本实验的自变量是加入底物的种类和酶的种类，因变量为是否有还原糖的生成，
新鲜唾液中含有唾液淀粉酶，能将淀粉分解为还原糖，蔗糖酶能催化蔗糖的水解为还原糖，故加本尼迪特
试剂产生红黄色沉淀，酶具有专一性，淀粉酶不能催化蔗糖的水解为还原糖，蔗糖酶不能催化淀粉的水解
为还原糖，故加本尼迪特试剂不能产生红黄色沉淀，据此答题。
【详解】A、试管1 和试管2 作为对照，其作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖，不一定是葡萄糖，A
错误；
B、温度作为无关变量，应保持相同且适宜，试管3～6 需37℃保温15min 的目的是利于酶的催化作用，B
正确；
C、若试管5 中出现红黄色沉淀，可能是淀粉中含有还原糖，C 错误；
D、根据实验结果不能说明37℃是人唾液淀粉酶作用的最适温度，D 错误。
故选B。
8．某科研人员在酶量一定且适宜的条件下，检测加入了一定量的某种抑制剂（图甲为两种抑制剂的作用
机理）对酶促反应速率的影响，结果如图乙。下列叙述正确的是（ ）
A．底物与酶活性部位结构互补时，酶能为化学反应提供能量
B．据图乙曲线可知，科研人员在实验中加入的是抑制剂B
C．若适当提高温度，图乙曲线中的C 点将向左下方移动
D．抑制剂A 与酶活性部位的位点结合，降低了酶促反应速率
【答案】C
7
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【分析】分析图甲可知，抑制剂A 与酶活性部位以外的位点结合，使酶的结构发生改变，底物不能与酶结
合，抑制剂B 竞争性结合酶与底物的结合位点；分析图乙可知，加入抑制剂后，酶促反应速率不再随底物
浓度的升高而加快。
【详解】A、分析图甲可知，底物只有与酶活性部位结构互补时才能结合并发挥作用，但是酶不能为化学
反应提供能量，A 错误；
B、分析图乙可知，加入抑制剂后，酶促反应速率不再随底物浓度的升高而加快，抑制剂A 与酶活性部位
以外的位点结合，使酶的结构发生改变，底物不能与酶结合，抑制剂B 竞争性结合酶与底物的结合位点，
故若加入抑制剂B，则随底物浓度升高，酶促反应速率升高，B 错误；
C、因该反应是在环境适宜条件下测得的，故适当提高温度后，酶促反应速率下降，C 点向左下方移动，C
正确；
D、抑制剂A 与酶活性部位以外的位点结合，使酶的结构发生改变，底物不能与酶结合，降低了酶促反应
速率，D 错误。
故选C。
9．下图1 表示在最适温度及 pH 为b 时，α-淀粉酶催化淀粉水解产生麦芽糖的积累量随时间的变化；图2
表示 pH 对α-淀粉酶活性的影响；图 3 表示用某种纤维素酶催化纤维素水解的实验来探究温度对酶活性
的影响。下列相关预期正确的是（ ）
A．在探究 pH 对酶活性的影响时，盐酸可用于调节溶液的 pH，属于自变量
B．若将温度升高 15 ℃，则d 点右移，e 点上移
C．纤维素酶催化纤维素水解的产物中加入斐林试剂产生砖红色沉淀
D．若在 t₂ 时向丙组反应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，那么在 t₃ 时，丙组产物总量增加
【答案】A
【分析】1、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性
增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性
降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH 过高或过低都会使酶变性失活。
2、分析题图：图甲是酶活性受pH 影响的曲线，其中b 点是酶的最适pH，在b 点之前，随pH 升高，酶活
8
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性上升，超过b 点，随pH 上升，酶活性降低，直到失活；图乙中d 点表示达到化学反应平衡所需时间，e
点表示化学反应的平衡点。
3、纤维素酶能够催化纤维素水解成葡萄糖，葡萄糖是还原性糖，可与斐林试剂在加热时生成砖红色沉淀。
【详解】A、在探究 pH 对酶活性的影响时，pH 属于自变量，盐酸可用于调节溶液的 pH，A 正确；
B、若将温度升高15℃，酶活性会下降，则d 点右移、e 点不变，C 错误；
C、纤维素酶能够催化纤维素水解成葡萄糖，葡萄糖是还原性糖，可与斐林试剂在加热时生成砖红色沉淀，
C 错误；
D、丙组的实验温度是70℃，分析图3 可知，此时纤维素酶已失活，所以，在 t2 时向丙组反应体系中增加
底物的量，其他条件保持不变，t3 时，丙组产物总量不会增加，D 错误；
故选A。
10．下图表示某化学反应在使用无机催化剂和酶催化条件下的能量变化过程示意图。下列相关分析正确的
是（ ）
①曲线m 表示无机催化剂条件下的能量变化
②曲线n 表示酶催化条件下的能量变化
③ac 的差值表示无机催化剂所催化的反应所需的活化能
④bc 的差值表示酶所催化的反应所需的活化能
⑤上述实验验证了酶的催化具有专一性的特点
⑥a 与b 的差值说明酶降低活化能的作用更显著
A．①②③④
B．①②③④⑤
C．①②③④⑥
D．①②③④⑤⑥
【答案】C
【分析】分析图示可知：曲线m 表示无机催化剂条件下的能量变化，曲线n 表示有酶催化条件下的能量变
化。ac 的差值表示无机催化剂所催化的反应所需的活化能，bc 的差值表示酶所催化的反应所需的活化能。
无机催化剂和酶的催化机理都是降低反应的活化能，酶的降低反应活化能的程度更大，即与无机催化剂相
比具有高效性。
【详解】①②与无机催化剂相比，酶降低化学反应的活化能更显著，因此曲线m 表示无机催化剂条件下的
能量变化，曲线n 表示酶催化条件下的能量变化，①②正确；
③④⑥ac 的差值表示无机催化剂所催化的反应所需的活化能，bc 的差值表示酶所催化的反应所需的活化能，
a 与b 的差值说明酶降低活化能的作用更显著，③④⑥正确；
⑤上述实验是酶与无机催化剂相比，体现了酶具有高效性，⑤错误。
综上所述，①②③④⑥正确，C 符合题意，ABD 不符合题意。
故选C。
11．猕猴桃营养价值高，但却极易腐烂。为探究猕猴桃腐烂的内在原因，研究人员选取了猕猴桃果实内的
三大抗逆性酶：过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD），在保鲜条件下进
9
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行了相关实验，结果如下表。下列有关叙述正确的是（ ）
天数/d
1
2
3
4
5
6
15
CAT 酶活性（mgH2O2/gFW·min）
0.066
0.063
0.047
0.037
0.020
0.017
0.003
SOD 酶活性（活力单位/g）
48.46
30.10
28.07
22.27
10.38
6.24
0.40
POD 酶活性（g-1·min-1）
0.066
0.128
0.180
0.196
0.112
0.045
0.002
果实状态
成熟果实
开始腐
烂
完全腐烂
A．在测定CAT 酶活性时，可用单位时间内H2O2的减少量表示
B．三种酶均能降低相关化学反应所需活化能，说明酶具有高效性
C．猕猴桃从成熟到腐烂的过程中，三种抗逆性酶的活性均在下降
D．若某种调节剂能使POD 酶的活性处于较高状态，则有利于保鲜
【答案】A
【分析】分析题意，本实验目的是探究猕猴桃腐烂的内在原因，结合表格可知，实验的自变量是天数，因
变量是三大抗逆性酶的活性，据此分析作答。
【详解】A、过氧化物酶（CAT）能够催化过氧化氢的水解，产物是水和氧气，故在测定CAT 酶活性时，
可用单位时间内H2O2 的减少量表示，A 正确；
B、酶具有高效性是指酶降低化学反应活化能的效果比无机催化剂显著，而非三种酶进行比较，B 错误；
C、据表可知，猕猴桃从成熟到腐烂的过程中，POD 酶活性先升高后下降，C 错误；
D、猕猴桃的腐烂与三种酶的活性均有关，故若仅使过氧化物酶（POD）活性处于较高状态，不一定利于
保鲜，D 错误。
故选A。
12．当细胞膜内侧的Ca2+与其在细胞膜上的载体蛋白结合时，该载体蛋白可以催化ATP 分子末端的磷酸基
团转移到载体蛋白上，使载体蛋白磷酸化，磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变，将Ca2+释放到膜外。
下列关于该过程的描述错误的是（ ）
A．该Ca2+载体蛋白可视为一种能催化ATP 水解的酶
B．该Ca2+载体蛋白磷酸化时，ATP 转换为ADP 释放能量
C．该Ca2+载体蛋白磷酸化后空间结构改变，但其活性未变
D．在水稻无土栽培过程中，向培养液通气有利于Ca2+的释放
【答案】C
【分析】由题意可知，Ca2+跨膜运输的方式为主动运输。Ca2+载体蛋白的化学本质是蛋白质，具有载体蛋
白和ATP 水解酶的双重功能。
【详解】A、该载体蛋白可以催化ATP 分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，可将该Ca2+载体蛋白视为
一种能催化ATP 水解的酶，A 正确；
B、Ca2+载体蛋白磷酸化时，ATP 分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白，说明伴随ATP 的水解，释放能量，
B 正确；
C、被活化的Ca2+载体蛋白水解ATP，ATP 水解释放的磷酸基团使载体蛋白磷酸化，后者的空间结构发生
变化，活性也被改变，C 错误；
D、Ca2+的跨膜运输为主动运输，通气有利于Ca2+的跨膜运输，D 正确。
故选C。
13．蛋白质的磷酸化是指由蛋白质激酶催化把ATP 的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程，可激
10
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活该蛋白质的活力。蛋白质的磷酸化和去磷酸化被比喻为一种“分子开关”，其机理如图所示。下列相关
叙述错误的是（ ）
A．ATP 水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能
B．蛋白质的磷酸化反应过程有ATP 分解，属于放能反应
C．“分子开关”可通过改变蛋白质的结构调控蛋白质活性
D．图示过程反映出物质、能量、信息一定程度上的统一性
【答案】B
【分析】由图示可知：无活性蛋白质形成为有活性蛋白质的过程中，需要ATP 在蛋白激酶的催化形成
ADP，即此过程需要ATP 水解供能；有活性蛋白质形成为无活性蛋白质的过程中，需要在蛋白磷酸酶的催
化下进行。
【详解】A、ATP 是一种高能磷酸化合物，ATP 水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，A 正确；
B、通过图示可知，蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP，与ATP 的水解相联系，属于吸能反应，B 错误；
CD、分析题意可知，蛋白质的磷酸化和去磷酸化被比喻为一种“分子开关”，结合图示可知，活性蛋白质
形成为有活性蛋白质的过程中，需要ATP 在蛋白激酶的催化形成ADP，有活性蛋白质形成为无活性蛋白质
的过程中，需要在蛋白磷酸酶的催化下进行，故“分子开关”可通过改变蛋白质的结构调控蛋白质活性，
图示过程反映出物质、能量、信息一定程度上的统一性，CD 正确。
故选B。
14．ATP 的反应一般是亲核取代。ATP 的三个磷酸中每一个都对亲核攻击敏感，每个攻击位点产生不同
类型的产物。如对γ 磷酸基团的亲核攻击置换出 ADP；对β 磷酸基团的亲核攻击置换出AMP，并把焦磷
酸酰基转移给攻击中的亲核试剂；对α 磷酸基团的亲核攻击置换出 PPi，并以腺苷酸基的形式转移出腺苷
酸，如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
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A．ATP 水解时转移的基团包括磷酰基、焦磷酸酰基和腺苷酸基
B．图中基团转移时均产生一定的能量，一般与吸能反应相关联
C．对 β 位磷酸基因亲核攻击置换出的AMP，可用于合成 RNA
D．对α 磷酸基团亲核攻击置换出的 PPi 可让DNA 中也存在¹⁸ O
【答案】D
【分析】1 个ATP 分子含3 个磷酸基团，A 表示腺苷，T 表示三个，P 表示磷酸基团，ATP 水解一般与吸能
反应有关，ATP 合成一般与放能反应有关。
【详解】A、分析题图可知，ATP 水解时转移的基团包括磷酰基、焦磷酸酰基和腺苷酸基，A 正确；
B、ATP 水解一般与吸能反应有关，图中基团转移时均产生一定的能量，一般与吸能反应相关联，B 正确；
C、对 β 位磷酸基因亲核攻击置换出的AMP，也称腺嘌呤核糖核苷酸，可用于合成 RNA，C 正确；
D、对α 磷酸基团的亲核攻击置换出的PPi 中不存在18O，因此其不能使DNA 中存在18O，D 错误。
故选D。
15．ADP/ATP 转运蛋白（AAC）位于线粒体内膜上，能与ATP 和ADP 结合，从而把线粒体基质中的ATP
逆浓度梯度运出，同时把线粒体外的ADP 运入。下列分析错误的是（ ）
A．转运ATP 和ADP 时，AAC 的空间结构发生改变
B．把ATP 从线粒体基质运出的方式属于主动运输
C．接受能量后，ADP 可与Pi 在线粒体内膜上结合
D．AAC 功能受到抑制，细胞能量供应不会严重下降
【答案】D
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，
不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到
高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。
【详解】A、分析题意可知，AAC 能与ATP 和ADP 结合，从而把线粒体基质中的ATP 逆浓度梯度运出，
该过程中AAC 与转运物质结合，故AAC 的空间结构发生改变，A 正确；
B、把ATP 从线粒体基质是逆浓度梯度进行的，运出的方式是主动运输，B 正确；
C、接受能量后，ADP 可与Pi 在线粒体内膜上结合，从而生成ATP，C 正确；
D、AAC 功能受到抑制，会导致ATP 和ADP 的转运受阻，细胞能量供应会严重下降，D 错误。
故选D。
二、多选题
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16．生物膜上能运输H＋的质子泵主要有3 类：消耗ATP 的同时自身发生磷酸化并将H＋泵出细胞的P 型质
子泵；消耗ATP，但不需要磷酸化，将H＋逆浓度梯度泵入细胞器（如溶酶体，液泡）的V 型质子泵；利
用H+顺浓度梯度释放的势能合成ATP 的F 型质子泵。下列说法正确的是（ ）
A．3 类质子泵的运输都受温度变化的影响
B．P 型质子泵磷酸化后空间结构发生变化
C．溶酶体、液泡内的H＋浓度高于细胞质基质的H＋浓度
D．F 型质子泵运输H＋的方式是主动运输
【答案】ABC
【分析】分析题文描述可知，P 型质子泵与V 型质子泵运输H+的方式均为主动运输，所需能量均由ATP
提供。F 型质子泵合成ATP 所需能量来自的H+顺浓度梯度释放的势能。
【详解】A、P 型质子泵与V 型质子泵的运输伴随ATP 的消耗，F 型质子泵的运输伴随ATP 的合成，而
ATP 的消耗与合成都离不开酶的催化作用，酶的活性受温度影响，因此3 类质子泵的运输都受温度变化的
影响，A 正确；
B、P 型质子泵消耗ATP 的同时自身发生磷酸化并将H+泵出细胞，导致P 型质子泵磷酸化后空间结构发生
变化，B 正确；
C、由V 型质子泵“将H＋逆浓度梯度泵入细胞器（如溶酶体、液泡）”可知，溶酶体、液泡内的H＋浓
度高于细胞质基质中，C 正确；
D、由“H＋顺浓度梯度释放的势能”可知，F 型质子泵运输H＋的方式是协助扩散，D 错误。
故选ABC。
17．某学校生物兴趣小组为了研究温度对酶活性的影响，分别将等量且适量的淀粉溶液和淀粉酶分别加入
甲、乙、丙三支试管中，并将三支试管置于各自的实验温度下反应（甲、乙、丙三支试管对应的温度分别
为T1、T2、T3），其他条件相同且适宜，三支试管中产物的量随时间的变化曲线如下图所示。下列说法中
正确的是（ ）
A．淀粉和淀粉酶加入试管前应分别在相应温度下保温
B．淀粉和淀粉酶混合后再在相应温度下保温
C．若T2＜T3，则T3一定大于T1
D．若T2＞T3，则T2一定大于T1
【答案】AC
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【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专
一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】AB、为避免提前混合后发生反应对实验结果造成影响，淀粉和酶在反应前应分别于相应的温度下
保温，再混合，A 正确，B 错误；
C、酶促反应有最适温度，在最适温度之前随温度升高酶促反应速率变大，在最适温度之后随温度升高酶
促反应速率降低，图示温度范围内T1 温度下酶促反应速率最高，则若T2＜T3，说明T3 超过了最适温度，
则T3 一定大于T1，而若T2＞T3，可能两者的温度均尚未达到最适温度T1，即不一定T2 大于T1，C 正确，
D 错误。
故选AC。
18．明胶是胶原的水解产物。某小组以明胶为底物探究反应时间、pH 和温度对蛋白酶K 活性的影响，研
究结果如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．蛋白酶K 的酶活力可用单位时间内明胶的减少量表示
B．甲组实验结果表明反应30h 后蛋白酶K 的活力几乎丧失
C．较高或较低pH 对蛋白酶K 的活力影响的机理是相同的，最适pH 为5．0 左右
D．蛋白酶K 的耐热温度为70℃，低温与高温对蛋白酶K 活力影响机理相同
【答案】ABC
【分析】温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；而在低温下，酶的活性明显降低，但酶
的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。
【详解】A、酶活力表示酶的催化能力，可以用酶促反应速度表示，即蛋白酶K 的酶活力可用单位时间内
明胶的减少量表示，A 正确；
B、据甲组分析，蛋白酶K 在反应初期，酶活力较大，随着反应时间的延长，酶活力降低，反应30h 后蛋
白酶K 的活力几乎丧失，B 正确；
C、pH 对蛋白酶K 的活力影响的机理是相同的，分析图乙可知，最适pH 为5．0 左右，C 正确；
D、低温时酶活性较低，但酶的空间结构不变，高温时酶的空间结构被破坏，酶失去活性，D 错误。
故选ABC。
19．ATP 合酶位于生物膜上，由头部亲水性蛋白F1和基部疏水性蛋白F0构成，膜外高浓度的H+通过ATP
合酶进入膜内时为ATP 的合成提供能量。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP 合酶具有催化和运输的功能
B．疏水性蛋白F0可以在细胞中自由移动
C．ATP 合酶在原核细胞和真核细胞都有分布
D．ATP 合酶的合成是与ATP 的水解相关联的吸能反应
【答案】ACD
【分析】ATP 的水解反应与吸能反应相联系，ATP 的合成反应与放能反应相联系。
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【详解】A、由题干可知，ATP 合酶可以运输H+，也能催化ATP 合成，因此ATP 合酶具有催化和运输的
功能，A 正确；
B、细胞中含有大量的液体，因此疏水性蛋白F0 不可以在细胞中自由移动，B 错误；
C、真核生物和原核生物都能进行细胞呼吸合成ATP，因此ATP 合酶在原核细胞和真核细胞都有分布，C
正确；
D、ATP 合酶的合成需要消耗ATP，因此ATP 合酶的合成是与ATP 的水解相关联的吸能反应，D 正确。
故选ACD。
20．泛素一蛋白酶体途径(UPP) 是细胞内多种蛋白质降解的主要途径。该过程中，ATP 中的腺苷一磷酸在
泛素激活酶(E₁) 作用下转移到泛素分子(Ub) 上，后被 E1取代，形成 E₁-Ub， 继而在泛素结合酶(E₂) 的
作用下形成 E2-Ub；泛素连接酶(E₃) 识别靶蛋白，并将 E2-Ub 中的Ub 转移到靶蛋白上，靶蛋白被泛素化；
多泛素化的靶蛋白进入蛋白酶体中被降解。作用机理如图所示。人的中脑黑质多巴胺神经元中的蛋白质X
对细胞具有毒 性，可通过UPP 途径降解，若异常积累会导致神经元变性死亡，表现为帕金森病。下列说
法正确的是（ ）
A．E₁ 能催化ATP 中与腺苷相连的磷酸键断裂
B．参与靶蛋白泛素化的3 种酶中E₃ 的种类最多
C．泛素能够降低靶蛋白降解反应的活化能
D．蛋白质X 与 E₃ 结合的区域突变后可能会导致帕金森病
【答案】BD
【分析】ATP 的结构简式是A-P~P~P，其中A 代表腺苷，T 是三的意思，Р 代表磷酸基团。合成ATP 的能
量来自呼吸作用或光合作用；ATP 水解在细胞的各处，ATP 合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。
【详解】A、分析题意可知，E₁ 可催化 ATP 中 的腺苷一磷酸（AMP）转移到泛素分子(Ub) 上，该过程
中与腺苷相连的磷酸键并未断裂，A 错误；
B、分析题意可知，E₁ 催化 ATP 中 的腺苷一磷酸（AMP）转移到泛素分子(Ub) 上，E₂ 是泛素结合酶，
可催化E2-U 的形成，而E₃ 能识别靶蛋白并最终实现靶蛋白的多泛素化，据此推知，该过程中参与靶蛋白
泛素化的3 种酶中E₃ 的种类最多，B 正确；
C、分析题意可知，泛素并不是酶，故不能降低靶蛋白降解反应的活化能，C 错误；
D、据题意可知，UPP 途径中，泛素连接酶(E₃) 识别靶蛋白，并将 E2-Ub 中的Ub 转移到靶蛋白上，靶蛋
白被泛素化，此后靶蛋白可进入蛋白酶体中被降解，但蛋白质X 对细胞具有毒 性，正常情况下可被UPP
途径被降解，但蛋白质X 与 E₃ 结合的区域突变后，UPP 途径受阻，可能会X 不能被正常降解，X 异常积
累导致神经元变性死亡，表现为帕金森病，D 正确。
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