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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
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
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
3
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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
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（ ）
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
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
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
1.21±0.33
1.46±0.38
2.10±0.31
4
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N1
N2
N3
2.14±0.21
2.51±0.11
2.34±0.17
2.39±0.35
2.44±0.19
0.89±0.16
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
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
-
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
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
5
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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
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
6
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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
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
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
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
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
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
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酸，如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
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
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
二、多选题
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
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（ ）
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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
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
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
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；
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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
10
