2026届高三生物一轮复习（4）细胞的能量供应及利用：酶和ATP讲义

第四单元 细胞的能量供应及利用 （1）酶和ATP

【高考考情分析】

        考查形式

        选择题：较为常见，常考查酶的本质、特性、作用条件，ATP 的结构和功能等基础知识

        非选择题：通常以实验分析、图表分析或综合应用的形式出现，要求考生具备较强的知识迁移、实验设计与分析能力

        考查内容

        酶的相关知识

        酶的本质和作用：考查酶是蛋白质或 RNA，以及酶能降低化学反应的活化能等

        酶的特性：高效性、专一性及作用条件温和是常考内容

        酶的相关实验探究：包括探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素等实验

        ATP 的相关知识：主要考查 ATP 的结构、功能以及在能量代谢中的作用

        命题趋势

        综合性增强：将酶和 ATP 的知识与细胞代谢、光合作用、呼吸作用等其他知识板块结合起来考查，要求考生构建完整的知识体系，具备综合运用知识的能力

        注重实验与探究能力：以酶的实验为背景，考查实验设计、实验结果分析、实验结论推导等能力，强调对科学探究过程和方法的理解与应用

        联系实际：结合生产生活中的实例，如酶在工业生产、疾病治疗中的应用，ATP 与运动、细胞疾病等的关系，考查考生运用所学知识解决实际问题的能力

【思维导图】

【基础知识梳理】

一、酶

1.酶的本质及其生理功能

（1）概念：酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物

（2）产生场所：凡是活细胞都能产生（不考虑哺乳动物成熟红细胞）

（3）化学本质：有机物（大多数是蛋白质，少数是RNA）

（4）基本单位：氨基酸或核糖核苷酸

（5）合成场所：核糖体或细胞核

（6）作用场所：既可在细胞内，也可在细胞外或体外发挥作用

（7）作用机理：催化已存在的化学反应，降低化学反应的活化能，改变化学反应的速率

（8）温度影响：低温只会抑制酶的活性，不会使酶变性失活

（9）作用：酶只起催化作用

（10）作用前后变化：催化反应前后酶的数量和化学性质没有变化

（11）来源：生物体内合成

（12）意义：使生物体内细胞代谢在温和条件下快速进行

2.酶的作用机理分析

a：无催化剂时反应所需的活化能

b：无机催化剂催化时反应所需的活化能

c：酶催化时反应所需的活化能

a-b：无机催化剂降低的活化能

a-c：酶降低的活化能

3.酶的特性

（1）高效性

与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著

（2）专一性

一种酶只能催化一种或一类化学反应

（3）作用条件较温和

过酸、过碱或温度过高，都会使酶永久失活

4.酶的特性探究实验

（1）比较过氧化氢在不同条件下的分解

①实验原理

②实验方案

试管	1	2	3	4
H2O2溶液	2mL	2mL	2mL	2mL
FeCl3溶液	-	-	+	-
过氧化氢酶溶液	-	-	-	+
90℃水浴	-	+	-	-

③实验结果与结论

        2号比1号产生的气泡多，说明温度升高有利于过氧化氢的分解

        3号、4号未经加热也有大量气泡产生，说明催化剂能降低化学反应的活化能，加快化学反应的速率

        4号比3号产生的气泡多，说明在相同的条件下，酶的催化效率远远高于无机催化剂的催化效率

（2）探究酶具有专一性

①实验原理：

        淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖（葡萄糖和果糖）

        在水浴加热的条件下，还原糖能够与斐林试剂发生反应，生成砖红色沉淀

②方案设计：用同一种酶催化两种不同的底物

③实验结论：酶具有专一性

（3）探究影响酶活性的条件

① 实验思路

底物t1温度（或pH1）下+酶t1温度（或pH1）下

底物t2温度（或pH2）下+酶t2温度（或pH2）下

……

底物tn温度（或pHn）下+酶tn温度（或pHn）下