第一部分 专题二 微专题1 酶和ATP（复习讲义）-【领跑高中】2025年高考生物二轮专题复习学生用书word

该高中生物学高考复习讲义聚焦酶和ATP核心考点，涵盖酶的特性与影响因素、ATP结构与能量代谢及实验设计，按主干知识整合-易错辨析-原理阐释-突破点逻辑架构，通过考点梳理、真题讲解（如2023广东卷、2021全国甲卷）、方法指导和分层练习，帮助学生系统构建知识网络，突破重难点。 资料以科学思维为引领，设计酶抑制剂透析实验分析（如可逆与不可逆抑制剂判断）、酶特性曲线建模等活动，结合探究实践中的变量控制（如验证酶高效性实验设计），融合高考真题改编题分层训练，有效培养学生结构与功能观、实验分析能力，为教师把控复习节奏、提升学生应考效率提供有力支持。

微专题1　酶和ATP 【必备知识·自主落实】 主干知识整合 1.􀀁活细胞　􀀂内分泌细胞　􀀃蛋白质　􀀄RNA　􀀅活化能　􀀆细胞代谢　􀀇灭活 2.（1）①高效性　②专一性 （2）①酶的活性　②底物浓度　酶浓度 3.RNA 4.NADPH 易错易混辨析 　（1）√　（2）×　（3）×　（4）×　（5）√　（6）√ 原因原理阐释 1.提示：高效性、专一性和作用条件较温和　空间结构 2.提示：在0～4 ℃时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，因此酶制剂适于在低温（0～4 ℃）下保存 3.提示：蛋白酶也是蛋白质，可以与双缩脲试剂发生显色反应 4.提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酸键这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解 5.提示：①实验思路：实验分三支试管（组），分别为加入等量过氧化氢和过氧化氢酶、过氧化氢和FeCl3溶液、过氧化氢和蒸馏水；或取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量且等量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。观察各试管（组）中释放气泡（氧气）的快慢。 ②预期的实验结果：O2的释放速度从快到慢依次是加过氧化氢酶溶液的试管（组）、加FeCl3溶液的试管（组）、加蒸馏水的试管（组） 【命题前沿·深化拓展】 突破点 命题点1 典例引导 　C　若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变，C正确。 针对练习 1.C　甲组为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系，其反应速率均高于加入了竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的反应速率，A正确；乙组为竞争性抑制剂与酶结合后的反应速度曲线，其特点是随着底物浓度的增加，底物与酶结合的频率增大，反应速度逐渐增强，B正确；丙组为非竞争性抑制剂与酶结合后的反应速度曲线，其特点是酶的结构被改变，酶不再与底物结合，即使增加底物浓度也不能提高反应速度，但是可以通过增加酶浓度来促进反应速率提高，C错误；甲组在底物浓度为15时，酶促反应速率已达最大，限制酶促反应速率的因素为酶，故甲组在底物浓度为15时再加入相同的酶，酶促反应速率将呈现上升趋势，D正确。 2.A　酶的化学本质为蛋白质或RNA，蛋白质类酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子，而RNA酶合成场所不是核糖体，A错误；竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除，因为可以增大底物与酶的接触概率，B正确；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合，改变酶的构象或阻止产物生成，降低酶的催化活性。即使底物能与酶结合，也无法得到产物。高浓度的底物不能使这种抑制作用逆转。故加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值不变，C正确；Km值越小，说明在底物浓度较低时就达到了Vmax，说明酶与底物亲和力高，D正确。 命题点2 典例引导 　B　温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②中试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。 针对练习 3.C　验证酶的专一性时，实验的自变量应为酶的种类或底物的种类，且实验设计遵循单一变量原则，需控制无关变量相同且适宜，A错误；若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时不可选用碘液作为检测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解，B错误；若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂，根据是否有还原糖的生成判断淀粉是否被水解，C正确；甲试管中加入的底物量与酶量相等，是为了保证在合理的浓度和用量下，反应能顺利进行，D错误。 4.B　水槽中滴几滴黑墨水，量筒中收集气体后可形成透明空气柱，便于观察量筒内的氧气体积读数，A正确；先打开分止水夹，再打开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管，可保证各组实验同时开始，B错误；本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，除了自变量缓冲液的pH不同外，其他无关变量应保持相同且适宜，C正确；可用该装置进一步验证“过氧化氢酶的高效性”，则实验的自变量为催化剂的种类，即在缓冲液中加入氯化铁溶液，其他条件均相同，D正确。 命题点3 典例引导 　C　离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本组成单位之一），故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。 针对练习 5.B　分析题意，GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，推测其结构简式应为G—P～P～P，含有两个特殊化学键，A错误；结合题意分析可知，发动蛋白具有GTP酶活性，说明其具有催化作用，且线粒体分裂时发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，该过程体现了发动蛋白具有运动功能，B正确；结合题干信息“线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白”可知，一般情况下，发动蛋白在细胞质基质中等待激活，C错误；分析题意可知，环线粒体的纤维状结构是由发动蛋白等组成的，蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成，D错误。 6.B　据表中数据可知，实验组肌肉收缩前ATP含量为1.30，收缩后为0.75，低于对照组收缩后的1.30，说明肌酸激酶阻断剂能抑制ATP的合成，原理可能是改变了肌酸激酶的空间结构，A正确；肌酸激酶具有专一性，酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误；在肌酸激酶的催化下，将磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子中合成ATP，由ATP为肌细胞直接供能，C正确；据表中数据可知，实验组肌肉收缩前ATP含量为1.30，收缩后为0.75，ATP净消耗量为0.55；而肌肉收缩后ADP的净增加量为0.95－0.60＝0.35，说明部分ATP水解可能生成了AMP而不是ADP，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题1　酶和ATP 主｜干｜知｜识｜整｜合 1.四个角度区别酶和激素 2.酶的特性及影响酶促反应速率的因素 （1）酶的特性曲线 ①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有　　　　　。 ②图2中两曲线比较，表明酶具有　　　　。 （2）影响酶促反应速率的因素分析 ①分析图1和图2：温度和pH通过影响　　　　　　来影响酶促反应速率。 ②分析图3：OP段限制酶促反应速率的因素是　　　　　　，P点以后的限制因素则是　　　　　。 提醒：①温度、pH通过影响酶的活性影响酶促反应速率。 ②底物浓度、酶浓度通过影响底物和酶的接触面积来影响反应速率，其并不改变酶活性。 3.图示ATP的分子组成 提醒：①ATP≠能量。 ②生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少，其供应取决于ATP与ADP间快速转化。 ③ATP合成时可产生水，水解时需消耗水。 4.理清能量转换过程和ATP的来源与去路 易｜错｜易｜混｜辨｜析 判断下列有关酶和ATP的叙述的正误 （1）（2023·广东卷）具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。（　　） （2）（2021·全国甲卷）酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。（　　） （3）（2022·浙江卷）腺苷三磷酸分子是由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。（　　） （4）（2022·浙江卷）腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解。（　　） （5）叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。（　　） （6）植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP。（　　） 原｜因｜原｜理｜阐｜释 1.（2023·全国乙卷32题节选）酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.酶制剂适于在低温（0～4 ℃）下保存的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3.测定蛋白酶活性时不能用双缩脲试剂检验蛋白质是否被蛋白酶水解，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 4.ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 5.若要利用适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5％FeCl3溶液、0.01％过氧化氢酶溶液等材料用品，设计实验同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，请简要写出实验思路及预期的实验结果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 突破点　运用科学思维分析酶和ATP核心知识 酶的抑制剂与酶促反应速率 （2021·湖北高考21题改编）酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。取两支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液，一段时间后，测定两试管中酶的活性，然后将两试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。以下实验结果可以证明甲物质为可逆抑制剂，乙物质为不可逆抑制剂的是（　　） A.透析后，两组的酶活性均比透析前高 B.透析前后，两组的酶活性均不变 C.加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 D.加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高 1.酶促反应速率与酶、底物的关系 Km是反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，Km值反映的是酶对底物的亲和力：Km越小，说明在较低的底物浓度下就可以达到酶促反应速率的一半，即酶对底物的亲和力高；反之，则低。 2.酶的抑制剂 （1）不可逆抑制剂 不可逆抑制剂与酶分子以共价键结合，过程不可逆，使酶永久失活，甚至使酶分子受到破坏，如某些重金属。 （2）可逆抑制剂 ①竞争性抑制剂 竞争性抑制剂的结构和底物很相似，能和底物竞争酶的活性中心的结合位点，使酶不能与底物顺利结合，酶的平均活性下降；当底物浓度升高时，底物与酶的结合处于优势，甚至可能消除抑制剂对酶的抑制效果；所以竞争性抑制剂对酶促反应的最大反应速率没有影响，但Km会增大。 ②非竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂的结构和底物不同，不与底物竞争酶的结合位点，而是与酶分子的其他部位可逆结合，因此酶与抑制剂的结合不影响酶与底物的结合。非竞争性抑制剂可以降低一定量的酶的最大反应速度，但不改变酶对底物的亲和力，即Km不变。 1.（2024·山东临沂模拟）酶抑制剂包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂。竞争性抑制剂通过与底物争夺酶的结合位点来抑制酶的活性，非竞争性抑制剂通过与酶结合后改变酶的结合位点的结构来抑制酶的活性。下图表示相同酶溶液分别在无抑制剂、两种不同抑制剂条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的情况。已知该实验中只使用了一种酶，下列说法错误的是（　　） A.甲组为无抑制剂条件下底物浓度与反应速率的关系 B.乙组反应体系中加入了竞争性抑制剂，增加底物浓度能促进反应速率提高 C.丙组反应体系中加入了非竞争性抑制剂，增加酶浓度不能促进反应速率提高 D.甲组在底物浓度为15时再加入相同的酶，酶促反应速率将呈现上升趋势 2.（2024·湖南怀化模拟）酶抑制剂能降低酶的活性，主要有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两大类。图1表示两种抑制剂的作用机理；图2为最适温度下酶促反应曲线，Km表示最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度。下列相关说法错误的是（　　） A.酶的合成场所是核糖体，形成过程中脱去水分子 B.竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增加底物浓度而解除 C.加入非竞争性抑制剂会使Vmax降低，Km值不变 D.Km值越小，酶与底物亲和力越高 酶的实验设计与分析 （2024·浙江1月选考17题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl溶液（6 mol/L） — 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时 ⑤ HCl溶液（6 mol/L） 0.2 mL — ⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量 下列叙述错误的是（　　） A.低温提取以避免PAL失活 B.30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C.④加H2O补齐反应体系体积 D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 探究酶特性的相关实验设计 3.（2024·广东广州二模）甲试管中装有2 mL可溶性淀粉溶液、2 mL酶①溶液；乙试管中装有2 mL蔗糖溶液、2 mL酶①溶液；丙试管中装有2 mL可溶性淀粉溶液、2 mL酶②溶液。利用上述试管验证酶的专一性。下列有关该实验的叙述，正确的是（　　） A.验证酶的专一性时，只需要考虑自变量的影响，不需要考虑无关变量 B.若酶①为淀粉酶，则甲、乙试管进行对比时可选用碘液作为检测试剂 C.若酶①为淀粉酶，酶②为蔗糖酶，则甲、丙试管进行对比时可选用斐林试剂作为检测试剂 D.甲试管中加入的淀粉溶液、酶溶液都是2 mL，是为了排除无关变量的干扰 4.（2024·黑龙江哈尔滨三模）为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水夹H2O2溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是（　　） A.水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数 B.先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始 C.各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜 D.该实验装置也可用来验证酶具有高效性 NTP、dNTP与能量代谢 （2024·全国甲卷2题）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成。ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键。下列叙述错误的是（　　） A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C.β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂 D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键 1.明确ATP与核酸的关系 2.磷酸肌酸与ATP （1）磷酸肌酸是肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物。细胞在急需供能时，在酶的催化下，可生成ATP，以维持细胞中ATP含量的相对稳定： 磷酸肌酸（C～Pi）＋ADPATP＋肌酸（C） （2）ATP-磷酸肌酸供能系统 进行百米赛跑的前数秒，ATP主要来源于磷酸肌酸；200～400 m赛跑，ATP主要靠无氧呼吸产生；较长时间的运动，如马拉松，主要靠有氧呼吸供应ATP。 5.（2024·山东滨州一模）GTP（鸟苷三磷酸）的作用与ATP类似，线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时，在其他蛋白的介导下，发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩，使线粒体一分为二。下列说法正确的是（　　） A.GTP因含有三个特殊化学键而具有较高能量 B.线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能 C.一般情况下，发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活 D.环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成 6.（2024·江西赣州模拟）磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下，将自身的磷酸基团转移给ADP分子，合成ATP，有助于维持细胞内ATP含量稳定。研究人员对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的含量（单位为10－6mol·g－1），结果如下表所示。下列有关叙述，错误的是（　　） 物质种类 对照组 实验组 收缩前 收缩后 收缩前 收缩后 ATP 1.30 1.30 1.30 0.75 ADP 0.60 0.60 0.60 0.95 A.肌酸激酶阻断剂的作用机理可能是改变了肌酸激酶的空间结构 B.肌酸激酶存在于肌肉细胞等多种细胞内，说明其不具有专一性 C.上述ATP的合成反应中伴随着磷酸基团的转移和能量的转化 D.实验组中数据表明，部分ATP水解可能生成了AMP而不是ADP 提示：完成课后作业　第一部分　专题二　微专题1 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $