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（3）酶與ATP
——2025高考生物學一輪復習易混易錯專項復習
易混易錯梳理
1.酶的化學本質：蛋白質或RNA
2.酶在細胞代謝中的作用：酶可以降低化學反應所需的活化能
3.酶只能在細胞內發生催化作用嗎？
提示：酶雖然是活細胞產生的，一般情況下都是在生物體內發揮催化作用但在體外適宜的條件下也具有催化作用
4.酶促反應速率不同于酶活性
（1）溫度、pH都能影響酶的空間結構，改變酶的活性，進而影響酶促反應速率。
（2）底物濃度或酶濃度也能影響酶促反應速率。當底物濃度相同在一定范圍內，隨著酶濃度的增大，酶促反應速率增大當酶濃度相同時，在一定范圍內，隨著底物濃度的增大，酶促反應速率增大。但底物濃度或酶濃度沒有改變酶活性。
5.不同酶的最適pH不同
動物體內的酶最適pH大多在6.5-80之間，但也有例外，如胃蛋白酶的最適pH為1.5；植物體內的酶最適pH大多在4.5~6.5之間。
6.ATP與ADP的轉化并不是完全可逆的
ATP與ADP的相互轉化，從物質方面來看是可逆的，從酶進行的場所、能量方面來看是不可逆的，即從整體上來看二者的轉化并不可逆，但可以實現不同形式的能量之間的轉化，保證生命活動所需能量的持續供應。
7.誤認為ATP等同于能量
ATP是一種高能磷酸化合物，其分子式可以簡寫為A-P~P~P，高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達30.54kJ/mol的能量，所以ATP是與能量有關的一種物質，不能將兩者等同起來。
8.ATP轉化為ADP也需要消耗水
ATP轉化為ADP又稱“ATP的水解反應”，這一過程需ATP酶的催化，同時也需要消耗水。凡是大分子有機物（如蛋白質、脂肪、淀粉等）的水解都需要消耗水。
易混易錯通關
1.在一塊含有淀粉的瓊脂塊的四個固定位置，分別用不同方法處理，如圖所示，將該實驗裝置放入恒溫箱中，保溫處理24小時后，用碘液處理該瓊脂塊，觀察實驗結果。下列分析錯誤的是（ ）
A.1組和2組呈藍色，原因都是相關酶的空間結構被破壞
B.3組呈藍色，4組呈棕色，原因是只有4組中才有分解淀粉的酶
C.2組煮沸的唾液若冷卻后使用，實驗結果為呈棕色
D.1組和4組可形成對照組，自變量為是否酸處理
2.如表為甲、乙兩位同學用相同材料和試劑進行“探究酶的專一性”的活動過程。甲做了1～3組，乙做了4～6組。單位：mL
組別 1 2 3 4 5 6
1%淀粉溶液 3 3 3
2%蔗糖溶液 3 3 3
新鮮唾液 1 1
蔗糖酶溶液 1 1
本尼迪特試劑 2 2 2 2 2 2
下列敘述錯誤的是（ ）
A.甲同學實驗的檢測試劑可換成碘-碘化鉀溶液
B.甲、乙同學單獨做的實驗都不能探究酶的專一性
C.若組4出現陽性反應，則乙同學的實驗無法證明酶的專一性
D.若組3出現了陽性反應，則原因不一定是蔗糖酶溶液中混有淀粉酶
3.如圖是溫度對酶活性的影響曲線圖，下列相關敘述錯誤的是（ ）
A.溫度是影響酶促反應速率的重要因素，酶促反應都有一個最適溫度
B.隨著溫度升高，反應物分子具有的能量增加，酶的活性也隨之增加
C.酶分子本身會隨溫度的升高而發生空間結構改變，導致熱變性
D.低溫會使酶的活性降低，但不會破壞酶的分子結構，酶一般在較低溫度下保存
4.ATP可將蛋白質磷酸化，磷酸化的蛋白質會改變形狀做功，從而推動細胞內系列反應的進行（機理如下圖所示）。下列敘述錯誤的是（ ）
A.磷酸化的蛋白質做功，失去的能量主要用于再生ATP
B.ATP推動蛋白質做功的過程，存在放能反應與吸能反應過程
C.ATP水解過程中，末端磷酸基團具有較高的轉移勢能
D.生物體內ATP與ADP的相互轉化體現了生物界的統一性
5.為研究酶的特性，進行了實驗探究，基本過程及實驗結果如表所示，據此分析，下列敘述正確的是（ ）
試管 反應物 加入物質 反應條件 氣泡產生速率（氣泡數/30s）
1 2%H2O23mL 不加 室溫 +
2 2%H2O23mL NaCL 室溫 +
3 2%H2O23mL 新鮮雞肝勻漿 室溫 ++++++
4 2%H2O23mL 人新鮮唾液 室溫 +
A.等量H2O2在有酶催化下分解放能比無酶催化下分解放能多
B.本實驗證明了酶的催化作用具有高效性和專一性
C.若延長檢測時間，試管3的氣泡產生速率也將變慢，原因是酶活性降低
D.若將反應條件改為沸水浴，則4組試管氣泡的產生速率基本相同
6.如圖為β-淀粉酶在不同條件下熱穩定性測定的實驗結果。酶的相對活性可以用處理組酶活性/對照組酶活性×100%表示，下列敘述錯誤的是（ ）
A.β-淀粉酶在50℃下活性逐漸降低是酶空間結構逐漸改變的結果
B.實驗開始時，需迅速將各組同時放入50℃水浴鍋中
C.2%淀粉處理可提高β-淀粉酶的活性
D.最有利于長時間維持β-淀粉酶穩定性的是Ca2+2%淀粉處理
7.鳥嘌呤（G）和腺嘌呤（A）一樣可以形成三磷酸化核苷，簡稱為GTP。GTP和ATP都屬于細胞內的高能磷酸化合物，結構和功能也類似。在GTP酶的催化作用下，GTP會轉化為GDP，并釋放能量。下列推測正確的是（ ）
A.每個GTP由1個脫氧核糖、1個鳥嘌呤和3個磷酸基團組成
B.GTP所有的磷酸基團脫落后是RNA的基本單位之一
C.GTP在細胞內的含量很多，且易于合成和水解
D.ATP和GTP可能分工不同，用于不同的吸能反應
8.運動員在比賽中，其骨骼肌細胞中ATP含量僅夠劇烈運動時3s以內的能量供給，該過程肌細胞中ATP的相對含量隨時間的變化如圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A.一個ATP分子由一個核糖核苷酸與三個磷酸基團組成
B.運動員在短跑時所需要的能量主要由ATP直接提供
C.ab段ATP含量下降可能是因為肌細胞中沒有ATP的合成
D.bc段只有ATP的合成，沒有ATP的分解
9.一個成年人一天在安靜狀態下所消耗的ATP為48kg，在劇烈運動的情況下，ATP的消耗可達0.5kg/min；人體在安靜狀態時，肌肉內ATP含量只能供肌肉收縮l~2s所需的能量。以下是ATP結構示意圖和ATP與ADP轉化示意圖，下列相關敘述正確的是（ ）
A.①表示腺苷，②表示核糖
B.③和④都容易斷裂和形成
C.乙過程釋放的能量用于生命活動，不能用于合成ATP
D.人體內甲過程的能量來源可以是細胞呼吸釋放的化學能，也可以是太陽能
10.峨眉山文化底蘊深厚，佛教、道教、武術、山茶文化在峨眉山蓬勃發展。峨眉山茶主要是綠茶，制作流程與紅茶有所區別；紅茶是新鮮茶葉經脫水、揉捻、發酵等工序制成。在處理紅茶的過程中，植物細胞中的多酚氧化酶（PPO）能催化無色的多酚類物質生成褐色醌類物質。多酚含量高會使茶鮮度差、味苦，氨基酸含量高可提高茶湯的鮮爽度。為提升茶的品質，科研人員就生物酶對茶葉加工的影響開展了相關研究，得出了不同濃度酶制劑、不同揉捻時間對茶湯中氨基酸含量的影響，結果如圖所示。請據圖回答相關問題：
（1）酶的化學本質是______，其具有高效性、專一性、______等特性。
（2）在未加工之前，茶葉都是綠色的，茶葉需要經揉捻、發酵等工序才變紅。據此推測多酚氧化酶與多酚類物質位于細胞的______（填“相同”或“不同”）結構中。揉捻后，還需將茶葉保持在30~40℃發酵一段時間，目的是______，從而生成更多褐色物質。
（3）據圖可知，在酶濃度約為______條件下，揉捻25min，蛋白酶的處理方式效果最好；在酶液濃度大于0.75%條件下，使用纖維素酶的效果反而更好，原因可能是______。
（4）峨眉山竹葉青是一種綠茶，綠茶要保持鮮綠，與紅茶的制備不同，采摘后的茶葉要先進行______處理，目的是______。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A、過酸、過堿、高溫都時酶的空間結構被破壞，1組和2組中的唾液淀粉酶已經失活，淀粉不會被分解，用碘液處理后，1組和2組呈藍色，A正確；B、酶具有專性，蔗糖酶不能使淀粉水解，3組中的淀粉不會被分解，用碘液處理后，3組呈藍色；4組唾液中的淀粉酶可以使淀粉水解，淀粉被分解，用碘液處理后，4細組呈棕色，B正確；C、2組煮沸后唾液淀粉酶變形失活，冷卻后不能恢復，淀粉不會被分解，用碘液處理后，呈藍色，C錯誤；D、1組和變量為是否酸處理，故1組和4組可形成對照組，自變量為是否酸處理，D正確。
2.答案：B
解析：A、碘碘化鉀溶液與淀粉變藍，甲同學實驗的檢測試劑換成碘碘化鉀溶液來檢測淀粉是否被完全分解，從而檢測唾液淀粉酶和蔗糖酶的專性，A正確；B、淀粉和蔗糖是非還原性糖，不與本尼迪特試劑反應。淀粉和蔗糖水解后產生還原性糖與本尼迪特試劑在沸水加熱后產生紅黃色沉淀，甲、乙同學單獨做的實驗都能探究酶的專一性；C、若組4出現陽性反應，可能的原因是蔗糖中含有還原糖。即使淀粉酶不能分解蔗糖，也會出現產物中具有還原糖的假象，不能證明酶的專一性。C正確；D、若組出現了陽性反應，原因也可能是1%淀粉溶液中含有蔗糖，D正確；故選B。
3.答案：B
解析：絕大多數酶是蛋白質，溫度能影響蛋白質的空間結構而影響酶的活性，溫度是影響酶促反應速率的重要因素，酶促反應都有一個最適溫度，A正確；當溫度超過最適溫度，酶的空間結構受到影響，活性降低酶促反應速率減慢，B錯誤；酶分子本身會隨溫度的升高而發生空間結構改變，導致熱變性，導致酶失去活性，C正確；低溫會使酶的活性降低，但不會破壞酶的分子結構，且低溫時大部分酶比較穩定，酶一般在較低溫度下保存，D正確。
4.答案：A
解析：A、題圖顯示，磷酸化的蛋白質做功，失去的能量主要用于各種生命活動，如肌肉的運動，A錯誤； B、ATP推動蛋白質做功的過程中既有ATP的水解也有ATP的合成，ATP的水解與吸能反應有關，ATP的合成與放能反應有關，B正確；
C、ATP水解過程中，遠離腺苷的特殊化學鍵容易斷裂，磷酸游離出來，釋放大量能量，C正確；
D、生物體內ATP與ADP的相互轉化的供能模式在生物界普遍存在，體現了生物界的統一性，D正確。
故選A。
5.答案：D
解析：酶的催化可降低化學反應的活化能，讓化學反應更容易發生，酶本身不提供能量，所以等量的H2O2在有酶催化下分解放能和無酶催化下分解放能一樣多，A錯誤；本實驗能說明酶具有專一性，但不能說明酶具有高效性，要證明酶具有高效性，必須設置加酶的一組和加無機催化劑的一組進行比較，B錯誤；若延長檢測時間，試管3的氣泡產生速率也將逐漸變慢，原因是隨著反應的進行，底物H2O2濃度逐漸降低，C錯誤；若將反應條件改為沸水浴，則第3組中的過氧化氫酶會變性失活，結果是4組試管中氣泡的產生速率基本相同，D正確。
6.答案：C
解析：50℃下酶空間結構逐漸被破壞，從而影響酶的功能，A正確；該實驗的自變量是處理試劑的種類，溫度是無關變量，所以實驗開始時，需迅速將各組同時放入50℃水溶鍋中，B正確；據題圖可知，2%淀粉處理可提高β-淀粉酶的熱穩定性，隨著時間延長，酶的活性降低。C錯誤；據題圖可知，在120min內，Ca2+2%淀粉處理組的酶活性相對較高，維持時間最長，所以最有利于提高酶的穩定性，D正確。
7.答案：D
解析：A、分析題意，GTP的結構與ATP類似，故每個GTP由1個核糖，1個鳥嘌呤和3個磷酸基團組成，A錯誤；
B、GTP的磷酸基團脫落兩個后是鳥嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本單位之一，B錯誤；
C、GTP在細胞內的含量很少，但與GTP和GDP的轉化迅速，能夠滿足生命活動所需，C錯誤；
D、GTP和ATP都屬于細胞內的高能磷酸化合物，ATP和GTP可能分工不同，用于不同的吸能反應，D正確。
故選D。
8.答案：B
解析：一個ATP分子由一個腺苷與三個磷酸基團組成，或者由一個腺嘌呤核糖核苷酸與兩個磷酸基團組成，A錯誤；ATP是各項生命活動的直接能源物質，運動員短跑時所需能量主要由ATP直接提供，B正確；圖中ab段ATP含量下降，可能是由于肌肉收縮劇烈，消耗的能量增多，ATP被大量水解，其合成速率暫時小于水解速率，C錯誤；細胞內ATP的合成與分解時刻不停地發生且處于動態平衡，圖中無論哪一段，都既有ATP的合成，又有ATP的分解，D錯誤。
9.答案：C
解析：乙過程釋放的能量可用于各項生命活動，由于能量不能重復利用，所以不能用于合成ATP，C正確；人體內甲過程的能量來源是細胞呼吸釋放的化學能，人體細胞不能利用太陽能合成ATP，D錯誤。
10.答案：（1）蛋白質或RNA；作用條件溫和
（2）不同；使多酚氧化酶保持最大活性
（3）0.5%；植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶可以破壞植物細胞壁，有助于細胞內部氨基酸浸出
（4）高溫干燥（或加熱、脫水烘干等）；使多酚氧化酶失活，防止多酚被氧化生成褐色物質
解析：（1）酶大部分是蛋白質，少部分是RNA，具有高效性、專一性和作用條件溫和的特性。
（2）茶葉中本來就含有多酚氧化酶和多酚物質，經過揉捻后，細胞結構被破壞，多酚氧化酶、多酚類物質和氧氣共同接觸時，才發生酶促褐變，所以它們分布在細胞的不同結構中；發酵過程就是酶促反應過程，需要將溫度設置在酶的最適溫度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能獲得更多的褐色物質。
（3）從圖中看出，在蛋白酶濃度約為0.5%的條件下，氨基酸含量最高，處理效果最好；植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶可以破壞植物細胞壁，有助于細胞內部氨基酸浸出，故在酶液濃度大于0.75%條件下，使用纖維素酶的效果反而更好。
（4）剛采摘的新鮮茶葉，經過揉捻的操作，細胞破碎，釋放的多酚氧化酶（PPO）能催化無色的多酚類物質生成褐色醌類物質，使茶葉變成紅色。若用其制作綠茶而不是紅茶，采摘的新鮮茶葉需經高溫干燥（或加熱、脫水烘干等）處理，以使多酚氧化酶失活，防止多酚被氧化生成褐色物質，保持茶葉鮮綠的顏色。

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