1、专题4 酶与ATP一、选择题1(2020四川高三模拟)ATP是生命活动的直接能源物质，如图为ATP结构模式图，关于ATP的有关说法正确的是( B )A图中的a代表腺苷，b、c代表高能磷酸键BATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应C对真菌来说ATP产生途径有呼吸作用和光合作用D人在饥饿时细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡【解析】图中的A代表腺嘌呤，a代表腺嘌呤核糖核苷酸，b、c为高能磷酸键，A错误；ATP水解释放能量，可用于细胞内的吸能反应，B正确；真菌不能进行光合作用，对真菌来说ATP产生途径有呼吸作用，C错误；健康人不管在什么状态下，细胞中的ATP和ADP含量总是要维持动态平衡状
2、态的，否则最终会导致能量供应出现问题而影响正常生命活动的进行。在饥饿时可通过分解释放体内糖类等有机物的能量来维持两者的含量相对平衡，D错误。2(2019湖南省长郡中学高三月考)ATP是细胞进行生命活动的直接能源物质。下列关于ATP的说法错误的是( A )A细胞需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的B细胞内的吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量C细胞内的放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中DATP与遗传信息的传递密切相关【解析】生物必修1P89说“细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP提供的”，理论上讲，ATP可作直接能源物质，则CTP、GT
3、P、UTP也应该可以直接供能，另外，光合作用的光反应为暗反应提供能量的除ATP外，还有NADPH，A错误；细胞内的吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量，B正确；细胞内的放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，C正确；遗传信息的传递主要包括DNA的复制、转录和翻译，DNA分子复制时，DNA分子的解旋和脱氧核苷酸合成DNA链、核糖核苷酸合成mRNA、氨基酸合成蛋白质时，都需要ATP供应能量。另外，ATP水解脱去两个磷酸基团后形成的AMP是合成mRNA的原料之一，因此，ATP与遗传信息的传递有关，D正确。3(2019湖南省高三一模)ATP是细胞的能量“通货”
4、。下列有关ATP的叙述，正确的是( C )AATP彻底水解可产生3种有机物B细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系C人成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，但也能合成ATPD细胞中各种需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量【解析】ATP彻底水解可产生腺嘌呤、核糖和磷酸，磷酸不属于有机物，A错误；细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系，B错误；人成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，但也能进行无氧呼吸合成ATP，C正确；细胞中各种需要能量的生命活动主要是由ATP直接提供能量，D错误。4(2020石嘴山市第三中学高二期末)ATP是细胞中的能量通货，下列关于ATP的叙述中不正确的是( B )A细
5、胞中需要能量的生命活动大多由ATP直接提供能量BATP中的“A”与ATP彻底水解后生成的“A”表示相同物质CATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能D在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATP【解析】ATP是细胞的直接能源物质，细胞中需要能量的生命活动大多由ATP直接提供能量，A正确；ATP中的“A”表示腺苷，而ATP彻底水解后生成的“A”表示腺嘌呤，B错误；ATP中的能量可来自光能(光合作用)和化学能(细胞呼吸)，也可转化为光能和化学能，如萤火虫发光、氨基酸脱水缩合，C正确；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都发生在细胞质基质中，因此在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成A
6、TP，D正确。5(2020北京高三期末)下列有关酶和ATP的叙述正确的是( A )A分化程度不同的活细胞中酶的种类和含量不同B酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率C细胞内贮存有大量的ATP，以适应生命活动的需要D绿色植物叶肉细胞中核糖体合成蛋白质消耗的ATP来源于线粒体和叶绿体。【解析】分化程度不同的活细胞中酶的种类和含量不同，A正确；酶通过降低活化能来提高化学反应速率，B错误；细胞内贮存有少量的ATP，通过快速转化以适应生命活动的需要，C错误；绿色植物叶肉细胞核糖体合成蛋白质消耗的ATP来源于细胞质基质和线粒体，D错误。6(2020江苏省高三一模)下列有关酶和ATP的叙述，正确的
7、是( B )A酶和ATP都只能在细胞内起作用BATP和有些酶结构中可能含有腺苷C酶催化的吸能反应与ATP的合成相联系D线粒体中不会有ATP的水解过程【解析】酶可以在细胞外起作用，如各种消化酶类，A错误；ATP全称为三磷酸腺苷，某些酶的化学本质为RNA，含有腺嘌呤核糖核苷酸，有腺苷，B正确；吸能反应通常与ATP的水解相联系，C错误；线粒体中也会有耗能的生命活动，如DNA的复制等，因此存在ATP的水解过程，D错误。7(2020重庆高三二模)某实验小组研究化合物X对淀粉酶活性的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是( C )A化合物X降低了淀粉水解反应的活化能B曲线为对照组，曲线为实验组C淀粉酶降低了
8、淀粉水解所需的活化能D化合物X改变了淀粉酶催化的最适温度【解析】化合物X加入后使酶促反应速率变慢，酶发挥作用的本质是降低化学反应的活化能，因此该物质不能降低淀粉水解反应的活化能，A错误；该实验中，没有加化合物X的一组，即曲线作为实验对照，B错误；酶通过降低化学反应的活化能提高化学反应的速率，C正确；由图可知，两组实验的最适温度相同，所以化合物X不会改变酶的最适温度，D错误。8(2020石家庄高三5月月考)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。下列有关酶的叙述错误的是( D )A腐生型真菌能产生酶将体外大分子有机物水解成小分子有机物B由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下进行C探究温度对酶活
9、性的影响时，反应时间长短会影响实验结果D生物体的激素调节是通过调节基因控制酶合成的过程实现的【解析】腐生型真菌不能直接利用大分子有机物，需要利用自身产生的酶将大分子水解成小分子进行吸收，发酵技术就是利用了腐生型真菌这一特点，A正确；正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行，B正确；探究温度对酶活性的影响，反应时间过长会使反应物均完全反应，无法比较各组的催化效率，C正确；动物的激素调节是通过激素刺激内分泌细胞分泌激素的过程实现的，D错误。9(2020河南省高三期中)某兴趣小组为探究不同pH对某种酶活性的影响，分别设置pH为5、7、9的三组实验进行相关探究，三组实验结果依次对应图中的
10、A、B、C曲线。下列叙述错误的是( B )A该实验需要在适宜的温度条件下进行B若pH从9逐渐下降到5，则此过程中该酶活性逐渐升高C若将该实验的温度适当降低，则该酶的最适pH不会改变D若在pH为7、实验开始2 min后增大酶浓度，则酶促反应速率为0【解析】探究实验条件对酶活性的影响时，应在无关变量适宜的条件下进行，以排除无关变量对实验结果造成的干扰，A正确；pH为9时，酶的空间结构已发生不可逆的改变，pH降为5后酶活性也不会恢复，B错误；酶的最适pH是酶的一种性质，不会因温度发生适当的改变而改变，C正确；pH为7，实验开始2 min后，产物浓度不再增加，说明反应物已反应完，增大酶浓度，酶促反应速
11、率仍为0，D正确。10(2020辽宁省部分重点中学协作体高三模拟)下列有关酶和ATP的相关叙述，不正确的是( D )ADNA的合成不一定需要DNA聚合酶的参与B细胞内多种化学反应能有序地进行与酶的专一性有关CATP可为生命活动提供能量，其合成常伴随着放能反应进行D破伤风杆菌进行无氧呼吸的各个反应阶段均生成ATP【解析】DNA的合成途径包括DNA复制和逆转录过程。由RNA逆转录形成DNA时需要逆转录酶，DNA复制形成DNA时需要DNA聚合酶，A正确；每一种酶只能催化一种或一类化学反应，酶的专一性能保证细胞内多种化学反应有序地进行，B正确；细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，普遍存在于生物
12、界中，是生物界的共性；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。ATP是生命活动的直接能源物质，可为生命活动提供能量，其合成常伴随着放能反应进行，C正确；无氧呼吸只在第一阶段产生少量能量，合成少量ATP，D错误。11(2020福建省泉州市高三第二次质检)已知盐酸能催化淀粉、蔗糖水解。某小组用盐酸和淀粉酶分别处理淀粉和蔗糖，在底物起始量相同且充足的条件下，测得底物剩余量随时间变化如图所示。下列有关分析错误的是( A )A图中1为盐酸处理，2为淀粉酶处理B实验证明酶的催化具有专一性和高效性C实验不能证明酶具有降低活化能的作用D实验表明盐酸对蔗糖的催化效率高于淀粉【解析】盐
13、酸能催化淀粉、蔗糖水解，图甲为用盐酸处理淀粉和蔗糖。图乙为淀粉酶处理淀粉和蔗糖，淀粉酶不能水解蔗糖，1的底物为蔗糖，2的底物为淀粉，该实验可以验证酶的专一性。从图乙可以看出，图中1的底物为蔗糖，2的底物为淀粉，A错误；图乙的2可以说明淀粉酶的催化效率比盐酸高，实验证明酶的催化具有专一性和高效性，B正确；实验看不出能量，不能证明酶具有降低活化能的作用，C正确；1的底物为蔗糖，2的底物为淀粉，从图甲可以看出，盐酸对蔗糖的催化效率高于淀粉，D正确。故选A。12(2020陕西省高三开学考试)某研究小组为探究温度和pH对土豆提取液中过氧化氢酶活性的影响进行了相关实验，得到如图a所示的实验结果；图b表示土
14、豆细胞中两种化合物的化学组成。下列叙述正确的是( C )A图a中的自变量是pH，而温度、加入的过氧化氢溶液的浓度和体积都属于无关变量B土豆细胞中合成过氧化氢酶需要以图b中的为直接模板，同时分解提供能量C图a中A、B、C曲线出现差异的原因是温度的不同，且三种温度下该过氧化氢酶的最适pH相同D图b和中带圈部分所对应的含义相同，都是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸【解析】图a中的pH和温度都是实验的自变量，A错误；土豆细胞中过氧化氢酶本质为蛋白质，其合成的直接模板为mRNA，而图b中的为DNA片段，B错误；酶的作用条件温和，需要适宜的温度，图a中A、B、C曲线出现差异的原因是温度的不同，且据图所知三种温度下该过
15、氧化氢酶的最适pH不变，C正确；图b中表示腺嘌呤核糖核苷酸，圈出的部分表示构成DNA的腺嘌呤脱氧核苷酸，两者含义不同，D错误。二、非选择题13(2020天津高三期中)研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种酶，有人认为这是一种能催化葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能催化蔗糖分解的酶。请回答问题。(1)为了探究此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了下图的实验过程，请预测可能的实验结果。水浴加热后，如果 两支试管均出现砖红色沉淀 ，说明该物质是能催化蔗糖分解的酶；如果 两支试管均不出现砖红色沉淀 ，则说明该物质是能催化葡萄糖分解的酶。(2)写出鉴定此物质的化学本质是否是蛋白
16、质的两种方法。 用双缩脲试剂 ； 用蛋白酶处理 。(3)经过实验鉴定确定了此酶是蔗糖酶，下图是在最适温度下，蔗糖酶的催化速率与蔗糖量关系图。如果温度升高或降低5 ，B点将 下移 (填下移或上移)，能否用斐林试剂鉴定蔗糖是否被蔗糖酶催化分解？ 能 (填能或不能)。【解析】(1)结合以上分析可知，若两个试管都出现砖红色，表明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，即该物质是能催化蔗糖分解的酶；若两个试管都不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有分解而葡萄糖被分解，故该物质是能催化葡萄糖分解的酶。(2)酶的本质大多数是蛋白质，少数是RNA，若要鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质，可以用双缩脲试剂来鉴定，也可以用
17、蛋白酶来鉴定。(3)根据题意分析，该实验是在酶的最适宜温度下进行的，因此若将温度升高或降低5 ，酶的活性将降低，则图中B点将下移；蔗糖在蔗糖酶的作用下被分解为葡萄糖和果糖，蔗糖为非还原糖，葡萄糖和果糖均为还原糖，因此可用斐林试剂鉴定蔗糖是否被蔗糖酶催化分解。14请回答下列有关酶的实验探究问题：(1)为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验：试管编号AB实验步骤1加入2 mL 5% H2O2溶液加入2 mL 5% H2O2溶液25滴2% H2O2酶溶液5滴2% H2O2酶溶液30.5 mL 5%NaOH溶液0.5 mL 5%HCl溶液4观察气泡的产生速率观察气泡的产生速率上述实验设
18、计中有两处不妥之处，请指出： 缺少pH7的对照组 ； 加入NaOH和HCl的时间顺序不合理，应在加入H2O2酶前改变溶液的pH 。(2)一般情况下，不能用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响，原因是 H2O2不稳定，易分解，温度会影响H2O2的分解速率 。你认为应该怎样设计实验来证明温度能影响H2O2酶的活性(简单写出设计思路，也可用示意图表示)： 将盛有H2O2酶的试管置于一系列不同温度下一段时间，然后与同温度的H2O2溶液混合，观察同温度下加H2O2酶和不加H2O2酶的两组试管中气泡的产生速率 。查阅资料发现：H2O2受热和受日光照射时分解速率加快，在温度为30 以下时比较稳定，在70
19、以上时，分解速率更快。你认为设计上述实验时，应特别注意的事项是 将温度控制在70 以下 。【解析】(1)验证酶的活性受pH的影响时，除了设置酸性条件、碱性条件的实验组外，还需要设置pH7的对照组。探究pH、温度对酶活性的影响时，在未达到预设条件前，避免将酶与底物混合，故加入NaOH和HCl的时间顺序不合理，应在加入H2O2酶前改变溶液的pH。(2)一般情况下，不用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响，是由于在不同温度下，H2O2的分解速率不同，因此没法进行不同温度下的对比。若用H2O2酶进行实验，我们可以采取每一温度下设置两支试管的方法，一支试管中加入过氧化氢酶，另一支不加，比较同一温度下这
20、两支试管中气泡的产生速率。但是要注意温度不宜太高，因为在较高温度下保温时，H2O2的分解速率较快，可能会出现不加酶而H2O2已全部分解的情况，所以设计实验时应特别注意的事项是将温度控制在70 以下。15(2020湖南省湖南师大附中)研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理下图所示。请分析回答：(1)神经细胞中的ATP主要来自 呼吸作用 (生理过程)，其结构简式是 APPP 。正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为210 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是 AT
21、P和ADP相互迅速转化 。(2)由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是 腺苷 。(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是：科学家用化学物质阻断 典型神经递质在神经细胞间的信息传递 后，发现靶细胞膜能接受到部分神经信号；科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的 受体 。(4)为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时。然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次试验后：所得数据如下表所示
22、：实验编号X物质浓度(ngmL1)细胞内ATP浓度(nmoLmL1)细胞死亡百分率A0801B2703C45010D82025E16570该实验的因变量是 细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率 。实验数据表明，该实验因变量之间的联系是 细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加 。【解析】(1)ATP合成所需能量：动物中为呼吸作用转化的能量。植物中来自光合作用和呼吸作用。ATP的结构简式是APPP。细胞中ATP和ADP的相互转化，即为生命活动及时提供了能量，又避免一时用不尽的能量白白流失掉。(2)ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸组成，其中A代表腺嘌呤核苷。(3)图中获取信息：神经递质由突触前膜释放作用于突触后膜。科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现靶细胞膜能接受到部分神经信号。ATP由突触前膜的小泡释放，经过突触间隙作用于靶细胞膜的ATP受体P2X受体。(4)因变量是因为自变量不同引起的不同结果，题中自变量是X物质浓度；因变量是细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率。ATP是生命活动的直接能源物质，细胞内ATP浓度越大，为生命活动提供能量越多，细胞死亡率越少；细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加。- 8 -
