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第03 讲 酶和ATP
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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
【答案】D
【详解】A、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，少数酶的化学本质是RNA，是基本
单位是核糖核苷酸，A 错误；
B、酶也可以在生物体外发挥催化作用，B 错误；
C、酶只能起催化作用，不能提供能量，C 错误；
D、酶通过降低化学反应的活化能而加快反应速度，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，D 正确。故选D。
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
【答案】B
【详解】A、H+可以促进淀粉水解，所以用淀粉酶和淀粉探究PH 对酶活性的影响时，会影响实验结果，A
错误；
B、碘液可以检测是否含有淀粉，但不能检测蔗糖，所以用淀粉、蔗糖以及淀粉酶来探究酶的专一性时，
不宜用碘液作为检测试剂，B 正确；
C、双缩脲试剂可以用来检测蛋白质，不能检测淀粉，C 错误；
D、过氧化氢在高温条件下会加速分解，会影响酶促反应的效果，D 错误。故选B。
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
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
【答案】D
【详解】A、根据表格数据可知，在37°C 时，M 的适宜pH 为5~9，而L 的适宜pH 为5 左右，A 错误；
B、酶适宜在低温条件下保存，在37°C 长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B 错误；
C、酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37°C 上升至95°C，两种酶在pH 为5 时
都已经失活，C 错误；
D、在37°C、pH 为3~11 时，M 比L 的相对活性高，因此M 更适于制作肉类嫩化剂，D 正确。故选D。
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
【答案】B
【详解】A、基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA 分子中碱基对的增添、替换和缺失而引起基因碱
基序列的改变。基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A 正确；
B、启动子是RNA 聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，转录出的mRNA 可作为翻译的模板
翻译出蛋白质。若该酶基因启动子甲基化，可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成酶，B 错误；
CD、蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等
有关。故若该酶中一个氨基酸发生变化 （氨基酸种类变化）或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都
可能导致该酶的空间结构变化而导致功能改变，活性降低，CD 正确。
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
【答案】C
【详解】A、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，真菌合成几丁质属于细胞代谢，A 正确；
B、N-乙酰葡萄糖氨是几丁质的单体，几丁质是由多个这样的单体脱水缩合而成的多糖，B 正确；
C、据图分析可知，因为几丁质的合成是在细胞膜上进行的，所以几丁质运到胞外的过程没有跨膜运输，C
错误；
D、几丁质合成酶抑制剂可以抑制该酶的活性，打断生物合成几丁质的过程，从而让缺乏几丁质的害虫、
真菌死亡，故可用于防止病虫害，D 正确。故选C。
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
D．不同培养时间提取的漆酶空间结构可能不同
【答案】C
【详解】A、酶是由活细胞产生的，因此漆酶在活细胞中产生；由题可知，漆酶能分解纤维素，因此漆酶
在细胞外发挥作用，A 正确；
B、因为该酶在胞外发挥作用，即漆酶属于分泌蛋白，因此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，B 正确；
C、根据此图无法确定不同培养时间提取的漆酶的最适pH，C 错误；
D、由图可知，在同一pH 下，不同培养时间提取的漆酶的酶活性不同，故推测不同培养时间提取的漆酶空
间结构可能不同，D 正确。故选C。
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
【答案】B
【详解】A、脲酶催化尿素分解形成氨和二氧化碳，故一定时间内脲酶含量越高，反应速率越快，因此，
一定时间内产生
14CO2的量与脲酶含量有关，A 正确；
B、幽门螺旋杆菌属于原核生物，不含内质网、高尔基体，B 错误；
C、胃部上皮细胞不产生脲酶才能确定
14CO2是由幽门螺旋杆菌（Hp）产生脲酶催化产生的，保障了检测
结果的可靠性，C 正确；
D、结合题干信息分析可知，幽门螺旋杆菌能够在胃内存活，据此推测，脲酶能够在酸性条件下发挥作用，
D 正确。故选B。
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
【答案】C
【详解】A、H2O2分解产物是H2O 和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A 正确；
B、据表分析可知，甲中溶液酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，
B 正确；
C、三组中的H2O2溶液均为2ml，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s 之前（200s）I 组反应已
结束，但II 组和III 组压强仍未达到I 组的终止压强10.0，故250s 时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C 错误；
D、酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比I、II 组可知，在相同
时间内I 组（含过氧化氢酶）相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D 正确。故选C。
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
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
【答案】D
【详解】A、根据题干信息“用DNA 酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄”，说明边缘细胞黏胶层中含
有DNA 和蛋白质，A 正确；
B、根据题干信息“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”，说明物质
A 可导致根边缘细胞合成胞外物质增多 ，B 正确；
C、细胞通过自噬，分解部分细胞中的物质和结构，获得维持生存所需的物质和能量，C 正确；
D、物质A 引起细胞凋亡是在外界不良环境下引起的，不是在胚发育时期基因表达的结果，D 错误。
故选D。
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
【答案】C
【详解】A、若a 为①+②、b 为③，由于葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋，水浴后透析袋外均不会出
现砖红色，A 错误；
B、若a 为①+②、b 为⑤，由于淀粉不能通过透析袋，而碘液可进入透析袋内，故透析袋外的溶液不会出
现蓝色，B 错误；
C、若a 为①+④、b 为⑤，淀粉酶会水解淀粉使形成麦芽糖（二糖），由于葡萄糖单糖不能通过透析袋，
故麦芽糖也不能不能通过透析袋，同时由于碘液可进入透析袋内，故透析袋内的溶液最终会出现棕红色，
C 正确；
D、若a 为①+④、b 为③，由于斐林试剂不能进入透析袋内，故透析袋内不会出现砖红色，D 错误。故选
C。
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（ ）
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
【答案】BC
【详解】A、37℃保温、加SDS、加缓冲液那组比37℃保温、不加SDS、加缓冲液那组的MMP2 和MMP9
条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2 和MMP9 活性更低，因此，SDS 可降低
MMP2 和MMP9 活性，A 错误；
B、与30℃（不加SDS）相比，10℃（不加SDS），MMP2 和MMP9 条带周围的透明带面积更小，说明明
胶被降解的更少，故MMP2 和MMP9 活性更低，因此，10℃保温降低了MMP2 和MMP9 活性，B 正确；
C、缓冲液可以维持pH 条件的稳定，从而维持MMP2 和MMP9 活性，C 正确；
D、MMP2 和MMP9 都属于酶，酶具有专一性，D 错误。故选BC。
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）。
【答案】(1)pH、反应时间
(2)应先设置好酶和物质b 的温度，然后再将相应温度的物质b 和酶混合进行反应
(3)在20~40℃之间缩小温度区间并多设置几组温度区间，以探究最适温度
(4) 甲组：将酶A 用蛋白酶处理，再与物质b 溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有
物质B 产生；乙组：将酶A 用RNA 酶处理，再与物质b 溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测
是否有物质B 产生 若甲组有物质B 生成，乙组没有还原糖生成，则说明酶A 的化学本质是RNA；若
甲组没有物质B 生成，乙组有物质B 生成，则说明酶A 的化学本质是蛋白质。
【详解】（1）实验严格遵循对照原则和单一变量原则，除自变量温度之外，其他均保持相同，在该实验
中，实验的无关变量有PH、反应的时间、物质b 溶液的浓度等。
（2）酶的催化效率是非常高的，一旦与底物接触相混合，就会有一部分底物发生反应，所有步骤④的做
法是不严谨的，应为：应先设置好酶和物质b 的温度，然后再将相应温度的物质b 和酶混合进行反应。
（3）结合题干“丙、丁中多肽的合成量相同且是实验条件中最高”可知，要进一步探究该酶催化氨基酸
合成多肽的最适温度，实验简要做法为：在20~40℃之间缩小温度区间并多设置几组温度区间，以探究最
适温度。
（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，而利用相应的酶可以破坏酶A
的结构，从而使得酶失去催化作用，酶具有专一性，蛋白酶水解蛋白质，RNA 酶水解RNA，实验思路为：
甲组：将酶A 用蛋白酶处理，再与物质b 溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有物质B 产
生；乙组：将酶A 用RNA 酶处理，再与物质b 溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有物
质B 产生；预期实验结果及结论为：若甲组有物质B 生成，乙组没有还原糖生成，则说明酶A 的化学本质
是RNA；若甲组没有物质B 生成，乙组有物质B 生成，则说明酶A 的化学本质是蛋白质。
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 。
【答案】 根据过氧化物酶活性的强弱来签别新稻米和陈稻米 a 红褐色(红褐色深) b 无色或
颜色浅(无法染色) c 新稻米过氧化物酶活性强 碾白15s 的低精度大米中酶与愈创木酚和过氧化氢
反应更充分、碾白30s 的高精度大米酶含量明显减少。
【详解】（1）题意显示，本实验要对新稻米和陈稻米进行区分，使用的方法是通过过氧化物酶活性来对
区分，因此本实验目的为根据过氧化物酶活性来鉴别新稻米和陈稻米；
（3）本实验的原理是：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，而新稻米中过氧化氢酶活性高，据此可知实验结果应为新稻米显红褐色，陈稻米
几乎无色或颜色很浅，据此可知稻米中过氧化氢酶的活性会随着储藏时间的延长而表现为活性降低，因此
a 处应为显红褐色，b 处无色或颜色很浅，c 处为稻米里过氧化氢酶会随着储藏时间的延长而活性降低。
（4）重复的实验结果为碾白15s 的低精度大米颜色表现最深，其次为糙米，最浅的是碾白30s 的高精度大
米，结合实验原理可知碾白15s 的低精度大米中酶与愈创木酚和过氧化氢反应更充分因此颜色最深，而碾
白30s 的高精度大米中酶含量减少导致反应速率变慢而颜色过浅。
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：
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 。
【答案】(1) 蛋白酶水解鱼皮中的蛋白质去除蛋白质后使油脂的纯度更高 降低化学反应的活化能
脂肪
(2) 不同种类的蛋白酶使蛋白酶变性 失活终止反应
【详解】（1）用蛋白酶处理三文鱼鱼皮可提高鱼皮油脂的提取率，其作用原理是蛋白酶水解鱼皮中的蛋
白质，去除蛋白质后使油脂的纯度更高；蛋白酶发挥催化作用的机理是降低化学反应的活化能；酶具有专
一性，提取的脂质用脂肪酶处理，可以得到EPA 和DHA。
（2）确定提取鱼皮油脂的最适蛋白酶种类实验中，该实验的自变量是不同种类的蛋白酶使蛋白酶变性；
用沸水处理10min 的目的是使蛋白酶变性失活终止反应。
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：
【答案】(1) 1、3、4、5、6 B (2) 糖类
减少脂肪的分解 将生长状况相同的寄主动物随机分为两组，一组让幼蜂寄生，一组不做处理，
并分别检测脂质含量；一段时间后，检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化
【详解】（1）结合题意可知，菌A 是醋酸杆菌，表中第1、 3、 4、 5 和6 列中均有A 存在，与第3 列对
比，结合羽化率数据可知，在有菌A 的情况下，菌B 会进一步促进提高幼蜂羽化率。
（2）（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，由于胰岛素具有降血糖作用，则
其作用可以是促进糖类物质转化为脂质。
（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，这是通过减少脂肪的分解的方式使寄主
积累脂质。
（iii）研究幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响，自变量应为是否有幼蜂寄生，因变量为寄主体内脂质
含量变化，可将生长状况相同的寄主动物随机分为两组，一组让幼蜂寄生，一组不做处理，并分别检测脂
质含量；一段时间后，检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
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（
）
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
【答案】A
【详解】A、ATP 的水解过程就是释放能量的过程，ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质，A 正确；
B、ATP 是高能磷酸化合物，ATP 分子远离A 的那个特殊化学键很容易水解，于是远离A 的那个磷酸基团
就脱离开来，形成游离的Pi，同时释放出大量的能量，因此⑤的断裂常伴随着其他吸能反应，B 错误；
C、腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，③为腺嘌呤，C 错误；
D、ATP 分子中远离A 的那个特殊化学键更不稳定，即⑤比④更不稳定，D 错误。故选A。
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
【答案】D
【详解】A、由图可知，走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多，A 正确；
B、葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”，B 正确；
C、爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩，部分会转化为热能，C 正确；
D、有机械助力时人确实比无机械助力消耗的能量少，但机械助力会消耗更多的能量，不利于缓解温室效
应，D 错误。故选D。
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
【答案】D
【详解】A、1 分子的ATP 是由1 分子腺嘌呤、1 分子核糖和3 分子磷酸基团组成，A 错误；
B、ATP 分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键，
B 错误；
C、ATP 在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP 和磷酸吸收能量合成ATP，C 错误；
D、吸能反应一般与ATP 的分解相联系，放能反应一般与ATP 的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间
的纽带就是ATP，D 正确。故选D。
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（ ）
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
【答案】B
【详解】A、如图所示，ATP 合成酶有运输和催化功能，A 正确；
B、H+的跨膜是从高浓度到低浓度，需要载体，方式是协助扩散，B 错误；
C、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，能形成大量ATP，则线粒体内膜上ATP 合成酶的数量较多，
C 正确；
D、如图所示，H+跨膜运输的同时合成了ATP，说明合成ATP 的能量来源于膜内外的H+浓度差，D 正确。
故选B。
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
【答案】D
【详解】细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细
胞呼吸，缺乏能量，ATP 是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP，D 正确，
ABC 错误。故选D。
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
【答案】C
【详解】A、酶的本质不都是蛋白质，有的酶本质是RNA，RNA 中不含肽键，A 错误；
B、有的生命活动不消耗能量，如自由扩散，B 错误；
C、多数酶的本质是蛋白质，少数酶的本质是RNA，RNA 中含有核糖，ATP 中的腺苷是由核糖和腺嘌呤构
成的，C 正确；
D、酶和ATP 都能在细胞外发挥作用，D 错误。故选C。
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
【答案】D
【详解】A、蛋白激酶与其底物（酶）组成元素基本相同，都是CHON 等，A 正确；
B、分析题意可知，激酶可以催化高能供体分子（如ATP）上的磷酸基团转移至底物分子上的一类蛋白质，
该过程ATP 等高能供体分子会水解释放能量，故蛋白激酶所催化的化学反应往往是吸能反应，B 正确；
C、底物分子被磷酸化后结构会发生改变，可能变得更容易发生反应，C 正确；
D、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应提供能量，D 错误。故选D。
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
【答案】A
【详解】A、1 分子ATP 初步水解可得到一分子ADP 和一分子磷酸，ATP 彻底水解后得到1 分子腺嘌呤、1
分子核糖和3 分子磷酸，A 错误；
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，直接能源物质是ATP，B 正确；
C、剧烈运动时，消耗ATP 加快，ADP 转化为ATP 的速率也加快，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP 分子
上，产生肌酸，导致磷酸肌酸和肌酸含量的比值会有所下降，C 正确；
D、由题意可知，细胞中的磷酸肌酸对维持ATP 含量的稳定具有重要作用，D 正确。故选A。
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
【答案】A
【详解】A、ATP 是直接能源物质，H+-ATPase 逆浓度梯度跨膜转运H+所需的能量由ATP 水解提供，A 错
误；
B、①组实验“将保卫细胞悬浮在pH 低于细胞内液的某种溶液中，置于黑暗中一段时间后测溶液的pH，
结果显示该溶液的pH 不变”，说明在没有附加ATP 或光照等条件下，溶液中的H+没有进入细胞中，即不
能通过自由扩散方式透过细胞膜进入保卫细胞，B 正确；
C、分析题意可知，H+-ATPase 位于保卫细胞的细胞膜上，蓝光能够引起细胞内的H+转运到细胞外，引起
溶液的pH 明显降低，C 正确；
D、实验②中一组实验照射蓝光后溶液的pH 明显下降，说明蓝光能够通过H+-ATPase 发挥作用，引起细胞
内H+逆浓度梯度转运到细胞外，D 正确。故选A。
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
【答案】B
【详解】A、①为ADP、②为AMP、③是腺苷，A 错误；
B、Ⅰ和Ⅱ断裂的都是特殊的化学键，III 断裂的是普通化学键，因此释放能量最少的过程是Ⅲ，B 正确；
C、由图所示，酶b 的适宜pH 的变量范围应呈偏酸性，C 错误；
D、绿色植物叶肉细胞内，叶绿体合成的ATP 只用于暗反应，而线粒体内合成ATP 用于各种生命活动，故
叶绿体合成的ATP 比线粒体内合成的用途单一，D 错误。故选B。
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
【答案】D
【详解】A、细胞质基质中可进行细胞呼吸的第一阶段，该阶段只产生少量的ATP，A 错误；
B、一分子ADP 含有一个特殊化学键，ADP 水解的实质是特殊化学键断裂释放能量，B 错误；
C、dATP 是脱氧腺苷三磷酸，ATP 是腺苷三磷酸，两者组成成分最主要的不同是dATP 中含有脱氧核糖，
ATP 中含核糖，ATP 水解产生ADP，ADP 水解可产生AMP，AMP 是构成RNA 的基本单位之一，dATP 经
过水解之后可以得到dAMP，是构成DNA 的基本单位之一，C 错误；
D、ATP 转化为ADP 的过程中释放大量能量，可用于细胞中某些吸能反应，D 正确。故选D。
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
D．腺苷酸激酶也可催化ATP 的生物合成
【答案】B
【详解】A、腺苷酸激酶只有催化功能，A 错误；
B、AMP 是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA 的基本单位之一，B 正确；
C、腺苷酸激酶的化学本质是蛋白质，C 错误；
D、根据题意，腺苷酸激酶可催化ATP 的水解，D 错误。故选B。
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
【答案】A
【详解】A、15min 后荧光消失，说明ATP 消耗完，故试管ADP 含量达到最大，A 错误；
B、该实验中加入ATP 发光，加入葡萄糖不发光，故能说明ATP 是直接能源物质，B 正确；
C、据题干信息可知，加入ATP 发光，加入葡萄糖不发光，说明ATP 是直接能源物质，如果含有甲则不发
光，甲物质可能是ATP 水解抑制剂，C 正确；
D、ATP 的水解需要水参与反应，D 正确。故选A。
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。
【答案】 直接能源（物质） 极少（或较少、非常少） 正相关 ATP 氧化荧光素
（ATP 中活跃的）化学能 吸能反应
【详解】（1）ATP 是生命活动的直接能源（物质），在细胞中含量极少，ATP 数量越多，提供能量越多，
发光强度越大，即发光强度与ATP 含量成正相关。
（2）荧光素接受ATP 提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。该过
程中的能量转化是由ATP 中活跃的化学能转化为光能。
（3）根据分析可知，生物细胞中ATP 的水解一般与吸能反应相联系。
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。
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。
【答案】(1)线粒体（或“线粒体内膜”）
(2) NADPH（或“还原型辅酶Ⅱ”） 暗反应（或“卡尔文循环”）
(3) 降低 叶绿体 升高
(4) H 基因表达（或“H 蛋白数量”） 过多消耗光合产物（或“有氧呼吸增强”）
【详解】（1）由题干可知，拟南芥幼苗叶肉细胞的叶绿体仍在发育且时，消耗的ATP 主要来自自身线粒
体。线粒体通过有氧呼吸为细胞提供生命活动所需的大约95%的能量。线粒体中能够大量合成ATP 的化学
反应在线粒体内膜上进行。
（2）在植物光合作用的光反应阶段，光能被光合色素捕获后，转化为储存在ATP 和NADPH 中的化学能。
在暗反应阶段ATP 和NADPH 中的化学能再进一步转化固定到糖类等有机物中。
（3）由图可知，叶绿体成熟的非转基因叶肉细胞中H 基因表达下调，细胞质基质ATP 浓度远高于叶绿体
基质。H 基因过表达后，细胞质基质中ATP 含量下降，且叶绿体基质中ATP 含量未显著升高，表明叶绿体
消耗了从细胞质基质中转入的ATP。推测，H 基因过表达后，大量的ATP 转运至叶绿体中被消耗，细胞需
代偿性提高线粒体呼吸强度，以补充细胞质基质中的ATP。
（4）由题分析可知，ATP 由细胞质基质向叶绿体转运过程中，H 转运蛋白的数量是限制运输速率的一个主
要因素。叶绿体成熟的叶肉细胞中H 基因的表达下调，H 转运蛋白的数量减少，进而ATP 向叶绿体的流入
被有效阻止，细胞质基质ATP 可保持正常生理水平，从而避免了线粒体呼吸作用的额外增强、过多消耗光
合产物，保证光合产物能被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：
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 。
【答案】 腺嘌呤核糖核苷酸 ATP 的合成和水解是同时进行的 ATP 葡萄糖溶液 肌
肉收缩 ATP 溶液 不可靠 如果滴加的外源ATP 尚未耗尽，滴加葡萄糖溶液肌肉也会出现肌
肉收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉细胞直接利用的假象。
【详解】（1）ATP 分子去掉两个磷酸基团后的剩余部分是一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基
（腺嘌呤）组成的化合物，即腺嘌呤核糖核苷酸。
（2）I．由于ATP 的生成和分解是同时进行的，则由整个曲线来看，肌细胞中ATP 的含量不会降为零。
Ⅱ．①由于细胞中有少量的ATP 存在，所以需先消耗尽肌肉细胞中的能量，才能进行实验。
②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉收缩与否以后，再滴加ATP 溶液观
察。
③上述实验步骤的顺序不可以颠倒，假如颠倒后，如果滴加的外源ATP 尚未耗尽，再滴加葡萄糖溶液肌肉
也会出现收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉细胞直接利用的假象。所以将上述顺序颠倒一下，实验结果
不可靠。
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： 。
【答案】(1) 线粒体内 细胞膜 好氧性细菌的膜结构只有细胞膜
(2) 协助扩散 顺浓度梯度运输，需载体协助且不消耗能量
(3)GTP 与ATP 分子结构相似，含有两个高能磷酸键，远离鸟苷的高能磷酸键容易水解断裂释放能量
【详解】（1）ATP 合酶与生物膜结合后能催化ATP 的合成，在动物细胞内，能够产生ATP 的场所主要是
线粒体，所以该酶主要分布于线粒体内膜上。由于好氧性细菌的膜结构只有细胞膜，所以推测好氧性细菌
细胞的细胞膜上存在该酶。
（2）分析此图可知：H+跨越该膜的过程中是顺着浓度梯度进行的，需要载体（ATP 合成酶）的协助且不
消耗能量，其运输方式是协助扩散。
（3）由于GTP（三磷酸鸟苷）与ATP 分子结构相似，GTP 含有两个高能磷酸键，远离鸟苷的高能磷酸键
容易水解断裂，故GTP 也能为细胞的生命活动提供能量。
