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第03 讲 酶和ATP
目 录
01 酶 1
02 ATP 8
01 酶
1．（2022·宁夏·学业考试）下列关于酶的叙述中正确的是（ ）
A．酶的基本单位都是氨基酸
B．酶只能在生物体内起催化作用
C．酶在代谢中提供能量
D．酶与底物结合形成酶—底物复合物，该复合物会发生一定的形状变化
2．酶是细胞代谢中的催化剂，其活性对于细胞完成正常的代谢至关重要。下列关于酶的实验中，说法正
确的是（ ）
A．选择淀粉酶探究pH 对酶活性的影响时，H+可以促进淀粉水解，不会影响实验效果
B．若用淀粉、蔗糖以及淀粉酶来探究酶的专一性，用碘液无法检验蔗糖是否被分解
C．若用蛋白酶和蛋白质、淀粉探究酶的专一性，可用双缩脲试剂检验淀粉是否被分解
D．若探究温度对过氧化氢酶的影响时，温度升高会促进过氧化氢分解、不会影响实验效果
3．（2022·重庆·高考真题）植物蛋白酶M 和L 能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实
验小组测定并计算了两种酶在37℃、不同pH 下的相对活性，结果见如表。下列叙述最合理的是（ ）
pH 酶相对活性
3
5
7
9
11
M
0.7
1.0
1.0
1.0
0.6
L
0.5
1.0
0.5
0.2
0.1
1
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A．在37℃时，两种酶的最适pH 均为3
B．在37℃长时间放置后，两种酶的活性不变
C．从37℃上升至95℃，两种酶在pH 为5 时仍有较高活性
D．在37℃、pH 为3~11 时，M 更适于制作肉类嫩化剂
4．（2023·天津·高考真题）癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是（ ）
A．该酶基因突变
B．该酶基因启动子甲基化
C．该酶中一个氨基酸发生变化
D．该酶在翻译过程中肽链加工方式变化
5．（2023·重庆·高考真题）几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质
合成酶的结构，进一步阐明了几丁质合成的过程，该研究结果在农业生产上具有重要意义。下列叙述错误
的是（ ）
A．细胞核是真菌合成几丁质的控制中心B．几丁质是由多个单体构成的多糖物质
C．细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外D．几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害
6．杂色云芝菌（一种真菌）盛产漆酶(能分解纤维素等)。科研人员将杂色云芝菌的菌丝接 种到液体培养
基中，适宜条件下培养不同的时间，提取酶并研究 pH 对酶活性的影响，结果如图。 相关叙述错误的是
（ ）
A．漆酶在活细胞中产生，在细胞外发挥作用
B．杂色云芝菌合成的漆酶需要经高尔基体才能转运到 细胞外
C．不同培养时间提取的漆酶最适 pH 都为 3 左右
2
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D．不同培养时间提取的漆酶空间结构可能不同
7．幽门螺旋杆菌(Helicobacterpylori)能产生脲酶催化尿素分解形成氨和二氧化碳，若要检测某人胃内是否
存在幽门螺旋杆菌，常用
14C 呼吸实验检测，受检者口服特殊的尿素[14CO(NH2)2]胶囊，根据受检者是否能
产生
14CO2及含量判断有无Helicobacterpylori 感染。下列相关叙述错误的是（ ）
A．一定时间内产生
14CO2的量与脲酶含量有关
B．脲酶的分泌需要核糖体、内质网和高尔基体的参与
C．胃部上皮细胞不产生脲酶保障了检测结果的可靠性
D．脲酶可在酸性条件下发挥作用
8．为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。
组别
甲中溶液（0.2mL）
乙中溶液（2mL）
不同时间测定的相对压强（kPa）
0s
50s
100s
150s
200s
250s
I
肝脏提取液
H2O2溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
II
FeCl3
H2O2溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
III
蒸馏水
H2O2溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
下列叙述错误的是（ ）
A．H2O2分解生成O2导致压强改变
B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C．250s 时I 组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性
9．（2023·海南·高考真题）根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞，可合成并向胞外分泌多
种物质形成黏胶层。用DNA 酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄。将物质A 加入某植物的根边缘细胞
悬液中，发现根边缘细胞的黏胶层加厚，细胞出现自噬和凋亡现象。下列有关叙述错误的是（ ）
A．根边缘细胞黏胶层中含有DNA 和蛋白质
B．物质A 可导致根边缘细胞合成胞外物质增多
3
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C．根边缘细胞通过自噬可获得维持生存所需的物质和能量
D．物质A 引起的根边缘细胞凋亡，是该植物在胚发育时期基因表达的结果
10．（2023·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a 为①、b 为⑤，
袋内溶液逐渐变为蓝色；当a 为②、b 为③，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正
确的是（ ）
编
号
试剂
①
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液
②
质量分数为5%的葡萄糖溶液
③
斐林试剂
④
淀粉酶溶液
⑤
碘溶液（棕红色）
A．若a 为①+②、b 为③，水浴后透析袋外最终会出现砖红色
B．若a 为①+②、b 为⑤，透析袋外的溶液最终会出现蓝色
C．若a 为①+④、b 为⑤，透析袋内的溶液最终会出现棕红色
D．若a 为①+④、b 为③，水浴后透析袋内最终会出现砖红色
11．（不定选）（2023·辽宁·高考真题）基质金属蛋白酶MMP2 和MMP9 是癌细胞转移的关键酶。MMP2
和MMP9 可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不
同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是（ ）
4
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A．SDS 可以提高MMP2 和MMP9 活性
B．10℃保温降低了MMP2 和MMP9 活性
C．缓冲液用于维持MMP2 和MMP9 活性
D．MMP2 和MMP9 降解明胶不具有专一性
12．某种酶A 能够催化小分子物质b 合成大分子物质B，某兴趣小组为了探究温度对该酶A 活性的影响，
进行了如下表所示的实验。回答下列问题。
组别
甲
乙
丙
丁
戊
①物质b 溶液
5mL
5mL
5mL
5mL
5mL
②酶A 溶液
1mL
1mL
1mL
1mL
1mL
③控制温度
0℃
80℃
20℃
40℃
60℃
④将酶A 溶液和物质b 溶液混合，再在相应温度下分别恒温
⑤反应一段时间后，测定单位时间内物质B 的生成量
注：①～⑤表示操作步骤
(1)在该实验中，实验的无关变量有 （答出2 个即可）。
(2)表中操作步骤存在错误，正确的操作应该是 。
(3)若第⑤步丙、丁中多肽的合成量相同且是实验条件中最高，要进一步探究该酶催化氨基酸合成多肽的最
适温度，应如何进行实验，请简要叙述： 。
(4)保持该酶的正常的结构才能发挥将物质b 合成为物质B 的催化作用，请利用该原理，设置实验探究该酶
A 的本质是RNA 还是蛋白质，请简要写出实验思路： ，并预期实验结果及结论：
（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）。
5
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13．与陈稻米相比，新稻米煮出的饭口感和味道更好，我们可以用检测稻米中过氧化物酶活性来对新稻米
和陈稻米进行区分。过氧化物酶在有
的前提下可将愈创木酚氧化形成红褐色的四愈创醌。颜色的深
浅与酶活性呈正相关。
愈创木酚
四愈创醌（红褐色）
（1）实验目的： ；
（2）实验材料：新稻米、陈稻米（数量足够）
试剂和用具：1%愈创木酚、1%过氧化氢
、具塞试管、培养皿等。
（3）分析实验步骤并完善实验结果ab 和实验结论c：
甲试管
乙试管
步骤1
新稻米5g
陈稻米5g
步骤2
1%的愈创木酚10ml
步骤3
振荡，静置，倒掉溶液
步骤4
1%的过氧化氢溶液浸没
步骤5
一段时间后，观察
预期实验结
果
a
b
实验结论
c
（4）糙米是稻谷脱壳后不加工或较少加工所获得的全谷粒米，包含胚和胚乳等。含有更多的蛋白质、维
生素、膳食纤维等。糙米需经过打磨（去除胚）后变成精米。研究发现利用同一批水稻打磨形成的糙米、
碾白15s 的低精度大米、碾白30s 的高精度大米分别标记为甲、乙、丙组，重复上述实验，结果乙组颜色
最深，甲组次之，丙组颜色最浅，尝试分析原因 。
14．（2023·青海西宁二模）在三文鱼的加工处理过程中，通常分离出鱼肉后，鱼皮、鱼头等会产生约50%
的废料。鱼皮含油脂量约为20~60%（以干重计），具有较高的利用价值，特别是脂肪酸EPA 和DHA 等物
质。用蛋白酶处理三文鱼鱼皮有利于鱼皮油脂的提取。回答下列问题：
(1)蛋白酶可提高鱼皮油脂的提取率。结合酶的特性分析，其作用原理是 。蛋白酶发挥催化作用的机理
是 。提取的脂质用 酶处理，可以得到EPA 和DHA。
(2)某生物兴趣小组拟定如下思路来确定提取鱼皮油脂的最适蛋白酶种类：鱼皮切成小块→调节液固比（水：
6
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原料）→匀浆机搅匀→调节pH→加入蛋白酶→保温酶解一段时间→取出后置于沸水中10min→离心
10min→分离鱼油并称重→计算提油率。该实验的自变量是 ；用沸水处理10min 的目的是 。
15．（2023·天津·高考真题）某种蜂将幼虫生产在某种寄主动物的身体里，研究人员发现幼虫羽化成功率
与寄主肠道菌群有关，得到如下表结论
菌种
1
2
3
4
5
6
醋酸杆菌A
+
-
+
+
+
+
芽孢杆菌B
+
-
-
+
-
-
菌C
+
-
-
-
+
-
菌D
+
-
-
-
-
+
注：+代表存在这种菌，-代表不存在这种菌
(1)根据第 列，在有菌A 的情况下，菌 会进一步促进提高幼蜂羽化率。
(2)研究人员对幼蜂寄生可能造成的影响进行研究。
（i）研究发现幼蜂会分泌一种物质，类似于人体内胰岛素的作用，则其作用可以是促进 物质转化为
脂质。
（ii）研究还发现，幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低，这是通过 的方式使寄主积累脂质。
（iii）研究还需要知道幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响，结合以上实验结果，请设计实验探究：
02 ATP
1．ATP 的结构如下图所示，①②③表示组成ATP 的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是（
）
7
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A．ATP 是生命活动的直接能源
B．⑤的断裂常伴随着其他放能反应
C．③为腺苷
D．④比⑤更不稳定
2．（2021·北京·高考真题）在有或无机械助力两种情形下，从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗
如图。对图中结果叙述错误的是（ ）
A．走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B．葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C．爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D．借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
3．（2022·浙江·高考真题）下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是（ ）
A．由1 个脱氧核糖、1 个腺嘌呤和3 个磷酸基团组成
B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
4．ATP 合成酶像一个“微型水电站”，其工作原理如图所示，下列相关叙述错误的是（ ）
8
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A．ATP 合成酶有运输和催化功能
B．H+的跨膜方式是主动运输
C．线粒体内膜上ATP 合成酶的数量较多
D．合成ATP 的能量来源于膜内外的H+浓度差
5．（2023·天津·高考真题）衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是（ ）
A．葡萄糖
B．糖原
C．淀粉
D．ATP
6．有关酶和ATP 的叙述，正确的是（ ）
A．细胞中的各种酶都含有肽键
B．细胞生命活动都需ATP 供能
C．核糖是某些酶和ATP 的组成成分
D．酶和ATP 都不能在细胞外发挥作用
7．激酶一般是指催化高能供体分子（如ATP）上的磷酸基团转移至底物分子上的一类蛋白质，底物分子
通过磷酸基团的转移获得能量而被激活，所以很多激酶需要从ATP 中转移磷酸基团。最大的激酶族群是蛋
白激酶，蛋白激酶作用于特定的蛋白质，并改变其活性。下列相关叙述错误的是（ ）
A．蛋白激酶与其底物分子的组成元素基本相同
B．蛋白激酶所催化的化学反应往往是吸能反应
C．底物分子被磷酸化后可能变得更容易发生反应
D．蛋白激酶可以通过磷酸化为化学反应提供能量
8．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
9
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9．某种H+-ATPase 是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP 水解酶活性，能够利用水解ATP 释放的能量逆
浓度梯度跨膜转运H+。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH 的溶液中（细胞内的pH 高于细胞外），
置于黑暗中一段时间后，溶液的pH 不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后，溶
液的pH 明显降低；另一组先在溶液中加入 H+-ATPase 的抑制剂（抑制ATP 水解），再用蓝光照射，溶液
的pH 不变。下列说法错误的是（ ）
A．蓝光可以为H+-ATPase 逆浓度梯度跨膜转运H+直接提供能量
B．溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
C．H+-ATPase 位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H+转运到细胞外
D．蓝光通过保卫细胞质膜上的H+-ATPase 发挥作用，导致H+逆浓度梯度跨膜运输
10．酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP 是一切生命活动的直接能源物质。如图是ATP 中磷酸键逐级水
解的过程图，以下说法正确的是( )
A．②代表的物质是ADP，③是腺嘌呤核糖核苷酸
B．释放能量最少的过程是III
C．若要探究酶b 的最适pH，应在中性左右设置实验自变量
D．植物叶肉细胞中，线粒体内合成的ATP 比叶绿体内合成的ATP 用途单一
11．（2023·海南一模）ATP、ADP、AMP 三者间可以发生转化，ATP 是腺苷三磷酸，而dATP 是脱氧腺苷
三磷酸。下列说法正确的是（ ）
A．进行细胞呼吸时，细胞质基质中可以产生大量的ATP
B．一分子ADP 中的两个特殊化学键水解后可释放能量
C．dATP 水解产生的dAMP 是构成RNA 的基本单位之一
D．ATP 转化为ADP 与细胞中的某些吸能反应相联系
12．腺苷酸激酶是存在于线粒体内外膜间隙中的一类酶，此酶特别稳定，即使在稀盐酸中加热到100℃，
或用三氯乙酸处理，也不易失去活性，但经胰蛋白酶处理会失活。它能专一性的将ATP 分子末端的磷酸基
团转移至AMP 上形成ADP，下列分析正确的是（ ）
A．腺苷酸激酶能直接为ADP 的合成提供能量
B．AMP 是构成RNA 的基本单位之一
C．腺苷酸激酶的化学本质是RNA
10
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D．腺苷酸激酶也可催化ATP 的生物合成
13．某生物学习小组以萤火虫发光器粉末为材料进行实验，实验过程及现象如图。下列说法错误的是（
）
A．15min 后荧光消失，试管中ADP 含量达到最低
B．该实验能说明ATP 是直接能源物质
C．甲物质可能是一种抑制剂
D．ATP 的水解需要水参与反应
14．食品安全是关系到国计民生的大事。防疫部门常需要对食品中细菌含量进行检测。因为每个细菌细胞
中ATP 含量大体相同，所以常利用“荧光素一荧光素酶生物发光法， 根据发光强度可以计算出生物组织
中ATP 的含量。进而再估算出细菌的
数量。具体操作如下，分析并回答下列问题：
①将待测样品研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入
适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；
②记录发光强度，并计算ATP 含量；
③推算出细菌数量。
（1）原理分析： ATP 是生命活动的 ，在细胞中含量 ，发光强度与ATP 含量成
(填正相关或负相关）。
（2）荧光素接受 提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下， 与氧发生反应，形成 ，
并且发出荧光。该过程的能量转换是由 转化为光能。
（3）生物细胞中ATP 的水解一般与 （填吸能反应或放能反应)相联系。
15．（2023·河北·高考真题）拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP 须借助其膜上的
转运蛋白H 由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H 基因表达量下降，细胞质基质ATP 向成熟叶
绿体转运受阻。
11
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回答下列问题：
(1)未成熟叶绿体发育所需ATP 主要在 合成，经细胞质基质进入叶绿体。
(2)光照时，叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能，将其转化为ATP 和 中的化学能，这些化学能经 阶段
释放并转化为糖类中的化学能。
(3)研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H 基因过量表达，对转H 基因和非转基因叶肉细
胞进行黑暗处理，之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP 相对浓度，结果如图。相对于非转基因细
胞，转基因细胞的细胞质基质ATP 浓度明显 。据此推测，H 基因的过量表达造成细胞质基质ATP 被
（填“叶绿体”或“线粒体”）大量消耗，细胞有氧呼吸强度 。
(4)综合上述分析，叶肉细胞通过下调 阻止细胞质基质ATP 进入成熟的叶绿体，从而防止线粒体 ，以
保证光合产物可转运到其他细胞供能。
16．细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有序性。在生物体内能量的
转换和传递中，ATP 是一种关键的物质，其分子结构式如图。
（1）从ATP 的分子结构式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分的名称是 。
（2）人体骨骼肌细胞中，ATP 的含量仅够剧烈运动时3s 内的能量供给。在校运动会上，某同学参加100m
短跑过程中，某肌细胞中ATP 相对含量变化如图所示，试回答下列问题：
12
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I．由整个曲线来看，肌细胞中ATP 的含量不会降为零，说明 。
II．某同学进行一项实验，目的是观察ATP 可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现
象，证明ATP 是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①必须待离体肌肉自身的 消耗之后，才能进行实验。
②在实验程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加 （填“葡萄糖溶液”或“ATP 溶液”），
观察 是否发生以后，再滴加 （填“葡萄糖溶液”或“ATP 溶液”）。
③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果是否可靠？ （填“可靠”或“不可靠”），请解释其
原因 。
17．ATP 合酶是一种功能复杂的蛋白质，与生物膜结合后能催化ATP 的合成，其作用机理如下图所示。请
据图回答：
(1)在动物细胞中，该酶主要分布于 膜上、推测好氧性细菌细胞的 上存在该酶，理由是 。
(2)据图分析可知，H+跨越该膜的运输方式是 ，判断的依据是 。
(3)科学家发现，一种化学结构与ATP 相似的物质——GTP（三磷酸鸟苷）也能为细胞的生命活动提供能量，
请从化学结构的角度解释GTP 也可以供能的原因： 。
13
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