专题03 酶和ATP（2大核心整合+能力进阶）（复习讲义）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题03 酶和ATP 目录 01 析·考情精解 2 02 构·知能架构 3 03 串·核心通络 4 核心整合一 酶 4 自查探针 6道真题选改判，“探”出薄弱点，“诊”明提分路！ 核心串讲 串讲1 酶、激素、抗体与神经递质的比较 串讲2 酶的特性及相关探究实验 串讲3 影响酶促反应速率的因素及其机理 能力进阶 能力1 辨析酶的概念关系 能力2 解读酶的特性及影响酶促反应速率的因素相关曲线 核心整合二 ATP 9 自查探针 3道真题选改判，“探”出薄弱点，“诊”明提分路！ 核心串讲 串讲1 NTP、dNTP和ddNTP之间的关系 串讲2 ATP的来源与去路 串讲3 ATP产生速率与O2供给量间的关系 能力进阶 能力1 明辨ATP的结构 能力2 明确ATP、GTP等几种直接能源物质的关系 04 破·题型攻坚 12 真题动向 引入科技前沿、农业生产实践等新情境、融合新概念反套路命题！ 命题预测 考向1 酶在代谢中的作用 考向2 ATP的结构和功能 05 拓·素养提升 15 素养链接 情境拓展 高考预测 6道最新模拟，精准预测素养考向！ 命题轨迹透视 从近三年高考试题来看，细胞的基本结构、功能与物质进出细胞的方式属于必考点。考查题型：以选择题为主（单独考/融入细胞代谢综合题），非选择题多为填空形式嵌套在光合、呼吸大题中，侧重基础与小综合考查。命题趋势：基础考点（酶的特性、ATP 结构 / 转化）深挖细节，拒绝死记；紧密融合光合、呼吸等核心代谢，是解题基础；常结合实验、生产生活 / 科技情境，考查知识应用；酶相关实验探究（变量控制、曲线分析）考查增多。核心素养导向：紧扣四大素养：以酶 / ATP 的结构与功能体现生命观念；通过曲线、图解分析考查科学思维；围绕酶的实验设计 / 分析落实科学探究；结合生产生活 / 酶工程应用渗透社会责任。 高考命题风向 新情境：肌肉收缩、载体蛋白磷酸化等、将酶促反应的影响因素与食品功能成分研发的实际场景结合、技术结合。 新考法：基础知识点综合辨析、实验探究创新（设计验证类考题）、图表信息解读+概念辨析”的综合考法。 新角度：从“消耗ATP的生理过程反向筛选不消耗ATP的选项”设计题目、打破传统“单一变量探究酶活性”的考查角度。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 酶 河南卷T1，3分 湖南卷 T4，3分 山东卷 T3，3分 全国甲卷 T2，6分 浙江卷 T12，2分 江苏卷 T5，3分 全国乙卷 T3，6分 广东卷 T6，2分 北京卷 T4，3分 ATP 河北卷 T2，3分 湖北卷 T3，2分 重庆卷 T4，3分 全国新课标卷 T5，6分 上海卷 T9，2分 福建卷 T3，3分 全国甲卷T4，6分 浙江卷 T15，2分 四川卷 T2，3分 2026命题预测 预计在 2026 年高考中，题型稳定：以选择题为主，非选择题嵌套在光合、呼吸等代谢大题中。 内容聚焦：深挖酶的专一性、ATP 结构等基础细节，与光合 / 呼吸代谢深度绑定。情境升级：结合生产生活（如酶制剂应用）和科技前沿（如 ATP 合成酶研究），实验探究题占比提升。跨模综合：可能结合细胞结构、神经调节等模块，考查 ATP 供能与酶的分布。素养导向：强化生命观念、科学思维、科学探究与社会责任的考查。 核心整合一 酶 1.（2025·湖北选择考）发霉过程中，微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性。（　　） 2.（2025·河北选择考）Fe3＋催化H2O2的分解涉及酶催化作用。（　 　） 3.（2024·广西高考）我国科研工作者利用病毒衣壳蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，构建了高效、易调控的蛋白类纳米酶。该纳米酶可催化肽键的断裂。（　 　） 4.（2024·江苏高考）关于人体中肝糖原、脂肪和胃蛋白酶。胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。（　 　） 5.（2024·河北选择考）作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物。（　 　） 6.（2023·广东高考）具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。（　 　） 串讲1 辨析酶的概念关系 1.相同点：均需要与特定物质结合后才能发挥作用，如酶需与特定的底物结合、激素需与特异性受体结合、神经递质需与突触后膜上的特异性受体结合、抗体需与特定抗原结合。 2.化学本质不同 (1)酶：绝大多数为蛋白质，少数为RNA。 (2)激素：蛋白质、多肽、类固醇、氨基酸衍生物等。 (3)抗体：全为蛋白质。 (4)神经递质：乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）。 3.来源不同 (1)酶——几乎所有活细胞均产生。 (2)激素——由内分泌器官或细胞产生。 (3)抗体——只由浆细胞产生。 (4)神经递质——由神经细胞产生。 4.作用机理不同 (1)酶——可降低化学反应活化能，即催化功能。 (2)激素——与细胞膜上受体或细胞内受体结合，改变靶细胞原有的生理活动，起调节作用。 (3)抗体——与特定抗原特异性结合，形成沉淀等，进而被其他免疫细胞吞噬消化。 (4)神经递质——与突触后膜上的特异性受体结合，引起突触后膜膜电位变化。 5.作用去向不同 (1)酶——作为催化剂，在发挥作用前后数量及其化学性质不变，且可反复多次使用。 (2)激素——发挥作用后就失活。 (3)抗体——发挥作用后被吞噬消化。 (4)神经递质——发挥作用后被降解或回收。 串讲2 酶的特性及相关探究实验 1.高效性：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。催化效率是无机催化剂的107~1013倍。 2.专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 3.温度和pH对酶促反应速率的影响 曲线解读： （1）在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定（图甲和图乙）。 （2）不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH（温度）的变化不影响酶作用的最适温度（pH）（图丙和图丁）。 【易错一笔勾销】 [深度思考] (1)酶具有高效性的机理是与无机催化剂相比，能够显著降低化学反应的活化能。 (2)专一性实验中不宜选用碘液的原因是无法检测蔗糖是否水解。 (3)探究pH对酶活性的影响时，不宜选用淀粉酶和淀粉，因为酸性条件下淀粉也会发生分解，影响实验结果。 串讲3 影响酶促反应速率的因素及其机理 能力1 辨析酶的概念关系图 能力解读 【技法拨云见日】 不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。有些生物在特殊情况下无氧呼吸方式会发生改变，根本原因是基因的选择性表达。 典题示例 (2025·八省联考云南卷，3)酶不仅在生命活动中具有重要作用，还在日常生活中有广泛运用。下列说法正确的是(　　) A.植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁 B.能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，可用来洗涤蚕丝制品 C.食物中的淀粉和蔗糖在咀嚼过程中会被唾液淀粉酶催化水解 D.参与细胞内DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶和T4 DNA连接酶 能力2 解读酶的特性及影响酶促反应速率的因素相关曲线 能力解读 (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，表明酶具有高效性。 ②图2中两曲线比较，表明酶具有专一性。 (2)影响酶促反应速率的因素曲线 ①分析图1和图2：温度和pH通过影响酶的活性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底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度和酶活性。 ③底物浓度、酶浓度通过影响底物和酶的接触机会影响反应速率，其并不改变酶活性。 典题示例 （2025·河南省部分学校联考）某研究小组为探究pH对大西洋金黄水母胃丝蛋白酶活性的影响，进行了一系列实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A.图中各组实验的反应温度应控制在室温以保证实验结果的准确性 B.当pH超过8.5后，过碱可能会使酶的活性位点遭到不可逆的破坏 C.当pH为6.5～8.5时，适当提高酶浓度可能会增大该酶促反应的速率 D.当pH小于6.5时，随pH降低，蛋白质水解速率可能会出现增大的情况 核心整合二 ATP 1.（2024·海南选择考）在D－甘露糖作用下，玉米细胞的线粒体结构受损，一类蛋白酶家族被激活，这些蛋白酶可以切割细胞骨架蛋白，并使DNA内切酶的抑制蛋白失活。D－甘露糖会影响玉米细胞内ATP的合成。（　　） 2.(2022·浙江1月选考，3A)腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。( ) 3.(2024·全国甲卷，2)ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量。( × ) 串讲1 NTP、dNTP和ddNTP之间的关系 串讲2 ATP的来源与去路 能量 来源 植物：光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸） 动物：化学能（细胞呼吸） 末端磷酸基团的转移势能 能量 去路 储存于ATP中 光合作用过程中产生的ATP用于C3的还原，细胞呼吸过程中产生的ATP用于各项生命活动 反应 场所 高等植物：细胞质基质、线粒体、叶绿体 动物：细胞质基质、线粒体 生物体内的需能部位，如细胞膜、叶绿体基质等 串讲3 ATP产生速率与O2供给量间的关系 (1)图甲表示ATP产生速率与O2供给量的关系 ①A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物产生ATP，但速率慢。 ②AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。 ③BC段表示O2供给量超过一定值后，ATP的产生速率不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 (2)图乙可表示哺乳动物成熟红细胞、蛔虫细胞等细胞的ATP产生速率与O2供给量的关系，其ATP来自无氧呼吸，与O2无关。 能力1 明辨ATP的结构 能力解读 ①代表腺苷； ②代表腺苷一磷酸（AMP）； ③代表腺苷二磷酸（ADP）； ④代表腺苷三磷酸（ATP）。 腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）是RNA的组成单位。 (1)ATP≠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。 典题示例 (2025·河北石家庄二中模拟)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中的两个特殊的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 能力2 明确ATP、GTP等几种直接能源物质的关系 能力解读 典题示例 （2025·安徽蚌埠·三模）多聚磷酸激酶PPK2可以利用多聚磷酸盐（PolyP）为磷酸基团供体，实现AMP、ADP、ATP、PolyP之间磷酸基团的高效定向转移。PPK2酶偏好长链的聚磷酸盐，短链聚磷酸盐分子会阻断PPK2酶上的ADP结合位点SMc02148，科研人员通过在PPK2酶上构建一个替代的ADP结合位点SMc02148-KET来提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率。下列叙述正确的是（    ） A．ATP、ADP、AMP均是驱动细胞生命活动的直接能源物质 B．PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向 C．提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率可使生物体储存大量ATP D．构建ADP结合位点SMc02148-KET可通过直接改变氨基酸序列实现 1.(2025·河北卷，1)ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是(　　) A.肌肉的收缩 B.光合作用的暗反应 C.Ca2＋载体蛋白的磷酸化 D.水的光解 2.(2025·黑吉辽蒙卷，1)下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是(　　) A.基本单位是脱氧核苷酸 B.在细胞内或细胞外均可发挥作用 C.当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D.为维持高活性，适宜在70～75 ℃下保存 3.(2025·四川卷，10)D－阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2＋可协助酶Y催化D－果糖转化为D－阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2＋条件)下，测定不同浓度D－果糖的转化率(转化率＝产物量/底物量×100%)，其变化趋势如下图。下列叙述正确的是(　　) A.升高反应温度，可进一步提高D－果糖转化率 B.D－果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C.若将Co2＋的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D.2 h时，三组中500 g·L－1果糖组产物量最高 4．(2025·江苏，8)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 考向1 酶在代谢中的作用 1.【融合新概念】(2025·湖北荆州调研)核酶是小分子RNA，能特异性地剪切RNA分子。乳糖酶能催化乳糖水解为半乳糖和葡萄糖。下列叙述正确的是(　　) A.组成核酶与乳糖酶的化学元素相同，基本单位却不相同 B.常温下，核酶、乳糖酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应 C.核酶与乳糖酶既能改变反应平衡，也能降低反应的活化能 D.低温条件下，核酶与乳糖酶的催化效率可能会有所降低 2.【逻辑思维与科学建模】细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示，下列有关叙述错误的是(　　) A.酶1与产物b结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定 B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列 C.酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性 D.酶1与产物b的相互作用可以防止细胞产生过多的产物a 3.【逻辑思维与科学建模】(2025·湖南长郡中学联考)骨骼肌细胞中含有一种特殊的内质网——肌浆网，肌浆网膜上有一种转运蛋白——Ca2＋泵，Ca2＋泵是由4个不同功能的结构域组成的蛋白质，又称Ca2＋－ATP水解酶。如图表示骨骼肌细胞中的Ca2＋泵将Ca2＋泵入肌浆网的过程。下列相关叙述错误的是(　　) A.Ca2＋泵转运Ca2＋是一个放能反应，其能量变化和ATP的水解有关 B.Ca2＋泵在转运Ca2＋过程中发生了磷酸化，所需的磷酸来自ATP末端的磷酸基团 C.Ca2＋通过Ca2＋泵跨膜运输进入肌浆网，体现了生物膜的选择透过性 D.Ca2＋泵在转运Ca2＋时会发生空间结构的改变，这体现了结构与功能相适应的观点 考向2 ATP的结构和功能 1.【开放性设问】(2025·河南天一大联考)如图是ATP分子的结构式，相关叙述正确的是(　　) A.ATP水解的过程常伴随放能反应的发生 B.③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化 C.所有生物体都存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制 D.①②③脱离后，ATP剩下的部分成为RNA分子的基本单位之一 2.【逻辑思维与科学建模】(2025·成都七中诊断)细胞膜上某载体蛋白分子的静态(IC)与活化态(AC)之间的关系如图所示，活化后的载体蛋白特异性地转运物质X，已知X是合成线粒体丙酮酸氧化酶的物质。下列说法正确的是(　　) A.物质X从细胞外进入线粒体基质穿过6层磷脂双分子层 B.磷酸酯酶促进该载体蛋白分子磷酸化 C.AC在去磷酸化的过程中空间结构没有发生改变 D.磷酸与IC结合的过程伴随着能量的转移 3.【融合新概念】(2025·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　) A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜 B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能 C.图中产生的ATP可用于一切生命活动 D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康 调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引发构象变化 类型 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化 概念 在蛋白激酶的催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程 在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程 图示过程 意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活 1.胃蛋白酶原是胃黏膜主细胞合成分泌的胃蛋白酶前体，由H＋激活后转变成胃蛋白酶发挥功能。下列说法正确的是(　　) A.肌肉细胞的内质网比胃黏膜主细胞的更为发达 B.胃蛋白酶原的分泌依赖于细胞膜的选择透过性 C.胃蛋白酶原被激活时空间结构一定会发生改变 D.胃蛋白酶在内环境中发挥作用时需要消耗水分 2.(2025·湖北十一校二联)酶是细胞代谢不可缺少的核心物质。下列有关酶的叙述错误的是(　　) A.细胞中化学反应的有序进行依赖于酶的专一性和酶在细胞中的分布 B.在啤酒生产中，通常要利用大麦芽，实质上是利用其中的α－淀粉酶 C.端粒酶能恢复随细胞分裂而缩短的染色体端粒，在癌细胞中活性较低 D.吞噬细胞的溶酶体中含有多种水解酶，能将入侵病菌的细胞壁分解 3.(2025·八省联考四川卷，9)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) 注：吸光度大小与醌类物质含量成正相关。 A.低氧环境可促进褐变发生 B.喷洒柠檬酸可抑制褐变发生 C.保存和运输生菜的最适pH值为6 D.40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存 4．(2025·日照二模)科研人员用甲～丁四个肽段设计纤维素酶，为研究这些肽段不同组合方式构建成的纤维素酶的活性，研究者制备了分别含W1～W4四种纤维素的凝胶。纤维素可被某种染料染成红色，但其分解产物不能被染色，实验结果如图所示。下列分析错误的是(　　) A．肽段乙—丙—丁不影响肽段甲对W2的催化活性 B．肽段甲不影响肽段乙—丙—丁对W3、W4的催化活性 C．肽段丙—丁对肽段乙功能的影响与底物种类有关 D．肽段丁会影响该酶对底物W1、W2的催化活性 5．(2025·岳阳三模)某研学小组为探究温度对淀粉酶催化淀粉水解的影响，进行了如表所示的实验，用DS试剂[主要成分为3,5­二硝基水杨酸(黄色)，其与还原糖会发生反应并生成3­氨基­5­硝基水杨酸(棕红色)]检测，并在540 nm波长下测定溶液的吸光度值(OD540，其与还原糖的量成正比)。据表分析，下列叙述错误的是(　　) 组别 1 2 3 4 5 6 温度/℃ 0 22 35 45 65 85 颜色变化 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋ OD540 0.17 0.849 1.122 1.271 1.383 0.45 注：“＋”越多表示溶液颜色越深。 A．为保证淀粉和淀粉酶充分反应，需在反应液中添加ATP B．22 ℃到45 ℃，溶液中还原糖含量随温度升高递增 C．85 ℃组溶液颜色比65 ℃组浅，即85 ℃组酶活性降低 D．第1组和第6组试管的吸光度值都较低，但原因不同 6．由ATP参与的肌动蛋白和肌球蛋白相互作用可以引起肌细胞收缩。肌球蛋白的头部有ATP的结合位点，当ATP与其位点结合时，其头部从肌动蛋白丝脱离；没有结合时，其头部与肌动蛋白紧密结合。随着ATP供能，肌球蛋白头部构象发生变化，使其从肌动蛋白亚基上脱离，并与细丝前方的另一个肌动蛋白亚基再结合，从而引起肌细胞收缩。关于肌细胞收缩，下列叙述正确的是(　　) A．肌细胞内储备有大量可用于肌细胞收缩的ATP B．肌细胞收缩中ATP引发了肌球蛋白构象的改变 C．ATP分子的两个特殊化学键在供能时都会断裂 D．肌动蛋白与肌球蛋白相互作用是一组放能反应 7．ATP水解酶是一类功能相同的酶，来自不同生物的ATP水解酶在结构上并不完全相同。某研究小组提取到三种生物的ATP水解酶，在酶的最适条件下探究三种ATP水解酶的催化能力，实验结果如图。下列叙述错误的是(　　) A．酶降低化学反应活化能的能力与酶的结构密切相关 B．三种酶达到最大反应速率一半时的ATP浓度相对值相同 C．该实验中每一组的pH、温度等条件都应设置为相同 D．实验中ATP浓度在一定范围内与反应速率呈正相关 8．除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP用于多糖合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于蛋白质合成等。UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的。物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸：ATP+UDP→ADP+UTP。下列叙述正确的是（    ） A．生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能 B．通过有氧呼吸能直接产生其他核苷三磷酸 C．作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在磷酸基团中 D．各种物质的吸收均依靠ATP供能 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 酶和ATP 目录 01 析·考情精解 2 02 构·知能架构 3 03 串·核心通络 4 核心整合一 酶 4 自查探针 6道真题选改判，“探”出薄弱点，“诊”明提分路！ 核心串讲 串讲1 酶、激素、抗体与神经递质的比较 串讲2 酶的特性及相关探究实验 串讲3 影响酶促反应速率的因素及其机理 能力进阶 能力1 辨析酶的概念关系 能力2 解读酶的特性及影响酶促反应速率的因素相关曲线 核心整合二 ATP 9 自查探针 3道真题选改判，“探”出薄弱点，“诊”明提分路！ 核心串讲 串讲1 NTP、dNTP和ddNTP之间的关系 串讲2 ATP的来源与去路 串讲3 ATP产生速率与O2供给量间的关系 能力进阶 能力1 明辨ATP的结构 能力2 明确ATP、GTP等几种直接能源物质的关系 04 破·题型攻坚 13 真题动向 引入科技前沿、农业生产实践等新情境、融合新概念反套路命题！ 命题预测 考向1 酶在代谢中的作用 考向2 ATP的结构和功能 05 拓·素养提升 18 素养链接 情境拓展 高考预测 6道最新模拟，精准预测素养考向！ 命题轨迹透视 从近三年高考试题来看，细胞的基本结构、功能与物质进出细胞的方式属于必考点。考查题型：以选择题为主（单独考/融入细胞代谢综合题），非选择题多为填空形式嵌套在光合、呼吸大题中，侧重基础与小综合考查。命题趋势：基础考点（酶的特性、ATP 结构 / 转化）深挖细节，拒绝死记；紧密融合光合、呼吸等核心代谢，是解题基础；常结合实验、生产生活 / 科技情境，考查知识应用；酶相关实验探究（变量控制、曲线分析）考查增多。核心素养导向：紧扣四大素养：以酶 / ATP 的结构与功能体现生命观念；通过曲线、图解分析考查科学思维；围绕酶的实验设计 / 分析落实科学探究；结合生产生活 / 酶工程应用渗透社会责任。 高考命题风向 新情境：肌肉收缩、载体蛋白磷酸化等、将酶促反应的影响因素与食品功能成分研发的实际场景结合、技术结合。 新考法：基础知识点综合辨析、实验探究创新（设计验证类考题）、图表信息解读+概念辨析”的综合考法。 新角度：从“消耗ATP的生理过程反向筛选不消耗ATP的选项”设计题目、打破传统“单一变量探究酶活性”的考查角度。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 酶 河南卷T1，3分 湖南卷 T4，3分 山东卷 T3，3分 全国甲卷 T2，6分 浙江卷 T12，2分 江苏卷 T5，3分 全国乙卷 T3，6分 广东卷 T6，2分 北京卷 T4，3分 ATP 河北卷 T2，3分 湖北卷 T3，2分 重庆卷 T4，3分 全国新课标卷 T5，6分 上海卷 T9，2分 福建卷 T3，3分 全国甲卷T4，6分 浙江卷 T15，2分 四川卷 T2，3分 2026命题预测 预计在 2026 年高考中，题型稳定：以选择题为主，非选择题嵌套在光合、呼吸等代谢大题中。 内容聚焦：深挖酶的专一性、ATP 结构等基础细节，与光合 / 呼吸代谢深度绑定。情境升级：结合生产生活（如酶制剂应用）和科技前沿（如 ATP 合成酶研究），实验探究题占比提升。跨模综合：可能结合细胞结构、神经调节等模块，考查 ATP 供能与酶的分布。素养导向：强化生命观念、科学思维、科学探究与社会责任的考查。 核心整合一 酶 1.（2025·湖北选择考）发霉过程中，微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性。（　 　） 2.（2025·河北选择考）Fe3＋催化H2O2的分解涉及酶催化作用。（　 　） 3.（2024·广西高考）我国科研工作者利用病毒衣壳蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，构建了高效、易调控的蛋白类纳米酶。该纳米酶可催化肽键的断裂。（　 　） 4.（2024·江苏高考）关于人体中肝糖原、脂肪和胃蛋白酶。胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。（　 　） 5.（2024·河北选择考）作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物。（　 　） 6.（2023·广东高考）具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。（　 　） 【答案】1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√ 串讲1 辨析酶的概念关系 1.相同点：均需要与特定物质结合后才能发挥作用，如酶需与特定的底物结合、激素需与特异性受体结合、神经递质需与突触后膜上的特异性受体结合、抗体需与特定抗原结合。 2.化学本质不同 (1)酶：绝大多数为蛋白质，少数为RNA。 (2)激素：蛋白质、多肽、类固醇、氨基酸衍生物等。 (3)抗体：全为蛋白质。 (4)神经递质：乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）。 3.来源不同 (1)酶——几乎所有活细胞均产生。 (2)激素——由内分泌器官或细胞产生。 (3)抗体——只由浆细胞产生。 (4)神经递质——由神经细胞产生。 4.作用机理不同 (1)酶——可降低化学反应活化能，即催化功能。 (2)激素——与细胞膜上受体或细胞内受体结合，改变靶细胞原有的生理活动，起调节作用。 (3)抗体——与特定抗原特异性结合，形成沉淀等，进而被其他免疫细胞吞噬消化。 (4)神经递质——与突触后膜上的特异性受体结合，引起突触后膜膜电位变化。 5.作用去向不同 (1)酶——作为催化剂，在发挥作用前后数量及其化学性质不变，且可反复多次使用。 (2)激素——发挥作用后就失活。 (3)抗体——发挥作用后被吞噬消化。 (4)神经递质——发挥作用后被降解或回收。 串讲2 酶的特性及相关探究实验 1.高效性：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。催化效率是无机催化剂的107~1013倍。 2.专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 3.温度和pH对酶促反应速率的影响 曲线解读： （1）在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定（图甲和图乙）。 （2）不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH（温度）的变化不影响酶作用的最适温度（pH）（图丙和图丁）。 【易错一笔勾销】 [深度思考] (1)酶具有高效性的机理是与无机催化剂相比，能够显著降低化学反应的活化能。 (2)专一性实验中不宜选用碘液的原因是无法检测蔗糖是否水解。 (3)探究pH对酶活性的影响时，不宜选用淀粉酶和淀粉，因为酸性条件下淀粉也会发生分解，影响实验结果。 串讲3 影响酶促反应速率的因素及其机理 能力1 辨析酶的概念关系图 能力解读 【技法拨云见日】 不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。有些生物在特殊情况下无氧呼吸方式会发生改变，根本原因是基因的选择性表达。 典题示例 (2025·八省联考云南卷，3)酶不仅在生命活动中具有重要作用，还在日常生活中有广泛运用。下列说法正确的是(　　) A.植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁 B.能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，可用来洗涤蚕丝制品 C.食物中的淀粉和蔗糖在咀嚼过程中会被唾液淀粉酶催化水解 D.参与细胞内DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶和T4 DNA连接酶 【答案】A 【解析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，植物病原菌可通过分泌果胶酶降解植物细胞的细胞壁，A正确；能有效祛除奶渍的加酶洗衣粉，其中的酶是蛋白酶，蚕丝制品中的蚕丝主要成分也是蛋白质，该洗衣粉不能用来洗涤蚕丝制品，B错误；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，C错误；DNA复制时，解旋酶解开DNA的双螺旋结构，DNA聚合酶催化子链的延伸，DNA连接酶(但不是T4 DNA连接酶)连接不连续合成的子链，T4 DNA连接酶一般用于基因工程中，D错误。 能力2 解读酶的特性及影响酶促反应速率的因素相关曲线 能力解读 (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，表明酶具有高效性。 ②图2中两曲线比较，表明酶具有专一性。 (2)影响酶促反应速率的因素曲线 ①分析图1和图2：温度和pH通过影响酶的活性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底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度和酶活性。 ③底物浓度、酶浓度通过影响底物和酶的接触机会影响反应速率，其并不改变酶活性。 典题示例 （2025·河南省部分学校联考）某研究小组为探究pH对大西洋金黄水母胃丝蛋白酶活性的影响，进行了一系列实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A.图中各组实验的反应温度应控制在室温以保证实验结果的准确性 B.当pH超过8.5后，过碱可能会使酶的活性位点遭到不可逆的破坏 C.当pH为6.5～8.5时，适当提高酶浓度可能会增大该酶促反应的速率 D.当pH小于6.5时，随pH降低，蛋白质水解速率可能会出现增大的情况 【答案】A 【解析】探究pH对酶活性的影响时需排除温度等无关变量的干扰，故反应温度应设为该酶的最适温度，但该酶的最适温度不一定为室温，A错误；据图可知，该酶的最适pH在8.5左右，过碱会破坏酶的空间结构，会使酶的活性位点遭到不可逆的破坏，B正确；当pH为6.5～8.5时，酶具有一定的活性，适当提高酶浓度，在底物充足等条件下，可能会增大该酶促反应的速率，C正确；该实验探究的是pH对蛋白酶活性的影响，底物是蛋白质，而酸可催化蛋白质分解，故当pH小于6.5时，随pH降低，蛋白质水解速率可能会出现增大的情况，D正确。 核心整合二 ATP 1.（2024·海南选择考）在D－甘露糖作用下，玉米细胞的线粒体结构受损，一类蛋白酶家族被激活，这些蛋白酶可以切割细胞骨架蛋白，并使DNA内切酶的抑制蛋白失活。D－甘露糖会影响玉米细胞内ATP的合成。（　　） 2.(2022·浙江1月选考，3A)腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。( ) 3.(2024·全国甲卷，2)ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量。( × ) 【答案】1.× 2.× 3.√ 【解析】2.腺苷三磷酸分子由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。 3.无氧呼吸也可产生ATP。 串讲1 NTP、dNTP和ddNTP之间的关系 串讲2 ATP的来源与去路 能量 来源 植物：光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸） 动物：化学能（细胞呼吸） 末端磷酸基团的转移势能 能量 去路 储存于ATP中 光合作用过程中产生的ATP用于C3的还原，细胞呼吸过程中产生的ATP用于各项生命活动 反应 场所 高等植物：细胞质基质、线粒体、叶绿体 动物：细胞质基质、线粒体 生物体内的需能部位，如细胞膜、叶绿体基质等 串讲3 ATP产生速率与O2供给量间的关系 (1)图甲表示ATP产生速率与O2供给量的关系 ①A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物产生ATP，但速率慢。 ②AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。 ③BC段表示O2供给量超过一定值后，ATP的产生速率不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 (2)图乙可表示哺乳动物成熟红细胞、蛔虫细胞等细胞的ATP产生速率与O2供给量的关系，其ATP来自无氧呼吸，与O2无关。 能力1 明辨ATP的结构 能力解读 ①代表腺苷； ②代表腺苷一磷酸（AMP）； ③代表腺苷二磷酸（ADP）； ④代表腺苷三磷酸（ATP）。 腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）是RNA的组成单位。 (1)ATP≠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。 典题示例 (2025·河北石家庄二中模拟)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中的两个特殊的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 【解析】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；一分子ADP含有一个特殊的化学键， ADP水解的实质是特殊的化学键断裂释放能量，B错误；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；ATP转化为ADP的过程中释放能量，可用于细胞中某些吸能反应，D正确。 能力2 明确ATP、GTP等几种直接能源物质的关系 能力解读 典题示例 （2025·安徽蚌埠·三模）多聚磷酸激酶PPK2可以利用多聚磷酸盐（PolyP）为磷酸基团供体，实现AMP、ADP、ATP、PolyP之间磷酸基团的高效定向转移。PPK2酶偏好长链的聚磷酸盐，短链聚磷酸盐分子会阻断PPK2酶上的ADP结合位点SMc02148，科研人员通过在PPK2酶上构建一个替代的ADP结合位点SMc02148-KET来提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率。下列叙述正确的是（    ） A．ATP、ADP、AMP均是驱动细胞生命活动的直接能源物质 B．PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向 C．提高PPK2酶对短链聚磷酸盐的利用率可使生物体储存大量ATP D．构建ADP结合位点SMc02148-KET可通过直接改变氨基酸序列实现 【答案】B 【解析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。酶具有高效性、专一性、作用条件较温和的特征，高温、过酸、过碱，都会使酶的结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。 【详解】A、ATP是生命活动的直接能源物质，ADP和AMP不是，A错误； B、酶具有专一性，PPK2酶对聚磷酸盐链长的偏好说明产物能调节酶促反应的方向，B正确； C、生物体中不会储存大量ATP，细胞中ATP的含量少，且相对稳定，C错误； D、构建替代的ADP结合位点应通过蛋白质工程实现，需要直接改变基因中的核苷酸序列实现，D错误。 故选B。 1.(2025·河北卷，1)ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是(　　) A.肌肉的收缩 B.光合作用的暗反应 C.Ca2＋载体蛋白的磷酸化 D.水的光解 【答案】D 【解析】光合作用中水的光解利用光能，不消耗ATP，D符合题意。 命题解读 新情境：选取ATP供能这一核心知识点，结合肌肉收缩、光合作用、载体蛋白磷酸化等真实生理过程，将课本基础概念与具体生命活动场景结合，没有设置复杂的题干背景，而是聚焦于常见生理过程的能量代谢本质。 新角度：打破了“直接考查ATP结构或单一生理过程供能”的传统角度，从“消耗ATP的生理过程反向筛选不消耗ATP的选项”设计题目。 2.(2025·黑吉辽蒙卷，1)下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是(　　) A.基本单位是脱氧核苷酸 B.在细胞内或细胞外均可发挥作用 C.当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D.为维持高活性，适宜在70～75 ℃下保存 【答案】B 【解析】耐高温的DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误；酶既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，B正确；DNA复制时需要引物、模板、能量、原料和酶，而酶发挥作用需要适宜的温度和pH，因此只有模板DNA和脱氧核苷酸存在时并不一定能催化反应，C错误；高温会破坏酶的空间结构使酶失活，低温条件下酶的活性受到抑制，但空间结构稳定，因此酶适宜在低温条件下保存，D错误。 3.(2025·四川卷，10)D－阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2＋可协助酶Y催化D－果糖转化为D－阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2＋条件)下，测定不同浓度D－果糖的转化率(转化率＝产物量/底物量×100%)，其变化趋势如下图。下列叙述正确的是(　　) A.升高反应温度，可进一步提高D－果糖转化率 B.D－果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C.若将Co2＋的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D.2 h时，三组中500 g·L－1果糖组产物量最高 【答案】D 【解析】题干中实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D－果糖转化率，A错误；D－果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物(D－果糖)的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误；Co2＋可协助酶Y催化反应，但Co2＋不是酶，将Co2＋的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率也加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误；转化率＝产物量/底物量×100%，2 h时，500 g·L－1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量＝底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。 命题解读 新情境：以低热量功能糖D-阿洛酮糖的工业转化为真实应用背景，结合“Co2+协助酶Y催化D-果糖转化”的具体酶促反应，将酶促反应的影响因素与食品功能成分研发的实际场景结合，体现生物知识在生产生活中的应用价值。 新角度：打破传统“单一变量探究酶活性”的考查角度，引入“离子协助催化”的新条件，同时以“不同底物浓度下的转化率随时间变化”为切入点，将底物浓度、反应时间、激活剂（Co2+）三个因素关联，考查对酶促反应中“转化率”和“酶活性”概念的区分能力。 新考法：属于“图表信息解读+概念辨析”的综合考法，题干隐含酶促反应的影响因素分析，选项设置陷阱（如混淆“转化率”与“酶活性”、忽略最适条件的限制），要求学生既要提取图表中的数据规律，又要结合酶促反应的核心原理进行逻辑判断，侧重考查信息处理与知识迁移能力。 4．(2025·江苏，8)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 【答案】C 【解析】丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液，因为验证淀粉酶专一性需遵循单一变量原则，即保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶溶液则无法证明淀粉酶的作用特性，A不合理；第一次水浴加热是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴加热是斐林试剂与还原糖反应的条件，B不合理；乙组(淀粉溶液＋蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若显色则可能是底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉溶液中是否含有还原糖，C合理；甲组(淀粉溶液＋淀粉酶溶液)水解产物为葡萄糖(还原糖)，与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色，丙组(蔗糖溶液＋淀粉酶溶液)无水解产物，故丙组溶液呈现蓝色，D不合理。 命题解读 新情境：以淀粉酶专一性探究实验为载体，还原了高中生物经典实验的设计场景，并结合斐林试剂检测还原糖的操作，将实验设计的严谨性与实际操作细节结合，贴近真实的课堂探究情境。 新角度：打破传统“直接验证酶专一性”的单一思路，从实验设计的“空白对照”和“条件控制”角度展开，不仅考查酶专一性的原理，还重点考查实验中“对照设置”“试剂作用”和“结果判断”的逻辑，尤其关注斐林试剂水浴加热的双重作用，以及空白对照组在排除底物本身干扰中的价值。 新考法：属于“实验方案评价+细节辨析”类考法，题干给出不完整的实验步骤，选项围绕实验设计的合理性、操作目的和结果分析设置干扰项，要求学生结合实验设计的基本原则（如单一变量、对照原则），对每个选项的逻辑严谨性进行判断，侧重考查科学探究的核心素养。 考向1 酶在代谢中的作用 1.【融合新概念】(2025·湖北荆州调研)核酶是小分子RNA，能特异性地剪切RNA分子。乳糖酶能催化乳糖水解为半乳糖和葡萄糖。下列叙述正确的是(　　) A.组成核酶与乳糖酶的化学元素相同，基本单位却不相同 B.常温下，核酶、乳糖酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应 C.核酶与乳糖酶既能改变反应平衡，也能降低反应的活化能 D.低温条件下，核酶与乳糖酶的催化效率可能会有所降低 【答案】D 【解析】组成核酶与乳糖酶的化学元素不完全相同，基本单位不相同，A错误；核酶不能与双缩脲试剂发生紫色反应，B错误；酶能显著降低化学反应的活化能，但是不会改变化学反应的平衡，C错误。 2.【逻辑思维与科学建模】细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示，下列有关叙述错误的是(　　) A.酶1与产物b结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定 B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列 C.酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性 D.酶1与产物b的相互作用可以防止细胞产生过多的产物a 【答案】C 【解析】由图分析可知，酶1与产物b结合后失活，酶1失活后与有活性时相比空间结构发生了变化，说明酶的功能由其空间结构决定，A正确；酶1的活性位点和变构位点分别是蛋白质的一部分，两者的结构取决于特定的氨基酸序列，B正确；酶1只能催化两种底物合成产物a的反应，具有专一性，C错误；酶1与产物b的结合使酶1无活性，合成产物a的反应会停止，这样可以防止细胞产生过多的产物a，D正确。 3.【逻辑思维与科学建模】(2025·湖南长郡中学联考)骨骼肌细胞中含有一种特殊的内质网——肌浆网，肌浆网膜上有一种转运蛋白——Ca2＋泵，Ca2＋泵是由4个不同功能的结构域组成的蛋白质，又称Ca2＋－ATP水解酶。如图表示骨骼肌细胞中的Ca2＋泵将Ca2＋泵入肌浆网的过程。下列相关叙述错误的是(　　) A.Ca2＋泵转运Ca2＋是一个放能反应，其能量变化和ATP的水解有关 B.Ca2＋泵在转运Ca2＋过程中发生了磷酸化，所需的磷酸来自ATP末端的磷酸基团 C.Ca2＋通过Ca2＋泵跨膜运输进入肌浆网，体现了生物膜的选择透过性 D.Ca2＋泵在转运Ca2＋时会发生空间结构的改变，这体现了结构与功能相适应的观点 【答案】A 【解析】Ca2＋泵具有水解ATP的功能，Ca2＋泵转运Ca2＋是一个吸能反应，其能量变化和ATP的水解有关，A错误；Ca2＋泵在转运Ca2＋时伴随ATP的水解，ATP水解产生的磷酸基团使Ca2＋泵在转运Ca2＋过程中发生磷酸化，即Ca2＋泵发生磷酸化所需的磷酸来自ATP末端的磷酸基团，B正确；Ca2＋通过Ca2＋泵跨膜运输进入肌浆网，属于主动运输，体现了生物膜的功能特性，即选择透过性，C正确；由图示可知，Ca2＋泵运输Ca2＋进入肌浆网的过程中，Ca2＋泵的空间结构发生改变，这体现了结构与功能相适应的观点，D正确。 考向2 ATP的结构和功能 1.【开放性设问】(2025·河南天一大联考)如图是ATP分子的结构式，相关叙述正确的是(　　) A.ATP水解的过程常伴随放能反应的发生 B.③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化 C.所有生物体都存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制 D.①②③脱离后，ATP剩下的部分成为RNA分子的基本单位之一 【答案】B 【解析】ATP水解的过程中，远离A的特殊化学键会断裂，并释放大量能量，供生命活动需要，故常伴随吸能反应的发生，A错误；在主动运输过程中，需要ATP水解提供能量，磷酸基团③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化，并引起载体蛋白空间结构的改变，B正确；ATP和ADP的相互转化，是植物、动物、细菌和真菌细胞共有的能量供应机制，病毒不存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制，C错误；磷酸基团②③脱离后，ATP剩下的部分为腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA分子的基本单位之一，D错误。 2.【逻辑思维与科学建模】(2025·成都七中诊断)细胞膜上某载体蛋白分子的静态(IC)与活化态(AC)之间的关系如图所示，活化后的载体蛋白特异性地转运物质X，已知X是合成线粒体丙酮酸氧化酶的物质。下列说法正确的是(　　) A.物质X从细胞外进入线粒体基质穿过6层磷脂双分子层 B.磷酸酯酶促进该载体蛋白分子磷酸化 C.AC在去磷酸化的过程中空间结构没有发生改变 D.磷酸与IC结合的过程伴随着能量的转移 【答案】D 【解析】X是合成线粒体丙酮酸氧化酶的物质，物质X需从细胞外进入线粒体基质发挥作用，至少需要穿过3层生物膜(1层细胞膜＋2层线粒体膜)，所以至少需要穿过3层磷脂双分子层，A错误；分析题图可知，在磷酸酯酶的作用下，AC释放磷酸基团，使该载体蛋白分子去磷酸化，成为IC，其空间结构发生改变，B、C错误；磷酸激酶催化ATP水解为ADP时，ATP脱离下来的末端磷酸基团挟能量与IC结合使之转化为AC，磷酸与IC结合的过程伴随着能量的转移，D正确。 3.【融合新概念】(2025·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　) A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜 B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能 C.图中产生的ATP可用于一切生命活动 D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康 【答案】B 【解析】线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上都存在ATP合成酶，但叶绿体内膜上不存在ATP合成酶，A错误；由图可知，合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能，B正确；光合作用暗反应阶段需要的ATP来自光反应阶段(叶绿体类囊体薄膜产生的)，而非来自图中产生的ATP(线粒体)，C错误；减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外的浓度差，减慢ATP的产生，不利于健康，D错误。 调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引发构象变化 类型 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化 概念 在蛋白激酶的催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程 在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程 图示过程 意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活 1.胃蛋白酶原是胃黏膜主细胞合成分泌的胃蛋白酶前体，由H＋激活后转变成胃蛋白酶发挥功能。下列说法正确的是(　　) A.肌肉细胞的内质网比胃黏膜主细胞的更为发达 B.胃蛋白酶原的分泌依赖于细胞膜的选择透过性 C.胃蛋白酶原被激活时空间结构一定会发生改变 D.胃蛋白酶在内环境中发挥作用时需要消耗水分 【答案】C 【解析】肌肉细胞合成的蛋白质相对胃黏膜主细胞较少，胃黏膜主细胞的内质网更发达，A错误；胃蛋白酶原的本质是蛋白质，通过胞吐分泌，依赖于细胞膜的流动性，B错误；胃蛋白酶可水解蛋白质，其在消化道中发挥作用时需要消耗水分，消化道与外界相通不属于内环境，D错误。 2.(2025·湖北十一校二联)酶是细胞代谢不可缺少的核心物质。下列有关酶的叙述错误的是(　　) A.细胞中化学反应的有序进行依赖于酶的专一性和酶在细胞中的分布 B.在啤酒生产中，通常要利用大麦芽，实质上是利用其中的α－淀粉酶 C.端粒酶能恢复随细胞分裂而缩短的染色体端粒，在癌细胞中活性较低 D.吞噬细胞的溶酶体中含有多种水解酶，能将入侵病菌的细胞壁分解 【答案】C 【解析】细胞代谢有条不紊的进行，与酶的专一性是分不开的，细胞质中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关，A正确；癌细胞能连续分裂，保持端粒酶较高的活性才能让细胞端粒不受损过度，才能保持持久分裂能力，C错误。 3.(2025·八省联考四川卷，9)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) 注：吸光度大小与醌类物质含量成正相关。 A.低氧环境可促进褐变发生 B.喷洒柠檬酸可抑制褐变发生 C.保存和运输生菜的最适pH值为6 D.40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存 【答案】B 【解析】多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变，因此低氧环境可抑制褐变发生，A错误；由图示可知，喷洒柠檬酸可以减弱PPO相对活性，从而减少醌类物质的形成，即抑制褐变发生，B正确；结合图示可知，pH为6时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明pH为6时褐变易发生，从而不利于保存和运输生菜，C错误；结合图示可知，温度为40 ℃时吸光度最大，而吸光度和醌类物质含量成正相关，说明温度为40 ℃时褐变易发生，从而不利于生菜的保存，D错误。 4．(2025·日照二模)科研人员用甲～丁四个肽段设计纤维素酶，为研究这些肽段不同组合方式构建成的纤维素酶的活性，研究者制备了分别含W1～W4四种纤维素的凝胶。纤维素可被某种染料染成红色，但其分解产物不能被染色，实验结果如图所示。下列分析错误的是(　　) A．肽段乙—丙—丁不影响肽段甲对W2的催化活性 B．肽段甲不影响肽段乙—丙—丁对W3、W4的催化活性 C．肽段丙—丁对肽段乙功能的影响与底物种类有关 D．肽段丁会影响该酶对底物W1、W2的催化活性 【答案】D 【解析】肽段甲—乙—丙—丁构建成的纤维素酶可催化W1～W4四种纤维素，甲构建成的纤维素酶可催化W1、W2，肽段乙—丙—丁构建成的纤维素酶可催化W3、W4，且肽段甲单独起作用与肽段甲—乙—丙—丁对W2的催化作用相同(无色框宽度相同)，故可表明肽段乙—丙—丁不影响肽段甲对W2的催化活性，A正确；对比甲—乙—丙—丁和乙—丙—丁的无色框的宽窄可知，肽段甲不影响肽段乙—丙—丁对W3、W4的催化活性，B正确；单独的肽段丙和丁分别构建成的纤维素酶不能催化W1～W4四种纤维素，结合肽段乙构建成的纤维素酶和肽段乙—丙—丁构建成的纤维素酶催化纤维素的情况可知，肽段丙—丁对肽段乙功能的影响与底物种类有关，C正确；图示不能单独看出肽段丁是否影响该酶对底物W1、W2的催化活性，D错误。 5．(2025·岳阳三模)某研学小组为探究温度对淀粉酶催化淀粉水解的影响，进行了如表所示的实验，用DS试剂[主要成分为3,5­二硝基水杨酸(黄色)，其与还原糖会发生反应并生成3­氨基­5­硝基水杨酸(棕红色)]检测，并在540 nm波长下测定溶液的吸光度值(OD540，其与还原糖的量成正比)。据表分析，下列叙述错误的是(　　) 组别 1 2 3 4 5 6 温度/℃ 0 22 35 45 65 85 颜色变化 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋ OD540 0.17 0.849 1.122 1.271 1.383 0.45 注：“＋”越多表示溶液颜色越深。 A．为保证淀粉和淀粉酶充分反应，需在反应液中添加ATP B．22 ℃到45 ℃，溶液中还原糖含量随温度升高递增 C．85 ℃组溶液颜色比65 ℃组浅，即85 ℃组酶活性降低 D．第1组和第6组试管的吸光度值都较低，但原因不同 【答案】A 【解析】淀粉在淀粉酶的催化下充分水解的过程中不需要消耗ATP，因此，为保证淀粉和淀粉酶充分反应，不需在反应液中添加ATP，A错误；从表格数据看，22 ℃～45 ℃时，随着温度升高，OD540值增大，因为其与还原糖的量成正比，因此可说明，在该温度范围内，溶液中还原糖含量随温度升高递增，B正确；85 ℃组颜色比65 ℃组浅，OD540值小，说明还原糖生成量少，但是比0 ℃的高，说明酶没有完全失活，可能是酶的活性降低，C正确；组别 1(0 ℃，低温抑制酶活性，结构未变)和组别 6(85 ℃，高温使酶的空间结构发生改变，活性降低)，吸光度值较低的原因不同，D正确。 6．由ATP参与的肌动蛋白和肌球蛋白相互作用可以引起肌细胞收缩。肌球蛋白的头部有ATP的结合位点，当ATP与其位点结合时，其头部从肌动蛋白丝脱离；没有结合时，其头部与肌动蛋白紧密结合。随着ATP供能，肌球蛋白头部构象发生变化，使其从肌动蛋白亚基上脱离，并与细丝前方的另一个肌动蛋白亚基再结合，从而引起肌细胞收缩。关于肌细胞收缩，下列叙述正确的是(　　) A．肌细胞内储备有大量可用于肌细胞收缩的ATP B．肌细胞收缩中ATP引发了肌球蛋白构象的改变 C．ATP分子的两个特殊化学键在供能时都会断裂 D．肌动蛋白与肌球蛋白相互作用是一组放能反应 【答案】B 【解析】ATP在体内含量少，但转化迅速，肌细胞内不会储存大量ATP，A错误；根据题干信息“随着ATP供能，肌球蛋白头部构象发生变化”可知，肌细胞收缩过程中ATP引发了肌球蛋白构象的改变，B正确；ATP分子中远离腺苷的特殊化学键在供能时会发生断裂，C错误；肌动蛋白与肌球蛋白相互作用，需要ATP供能，是一组吸能反应，D错误。 7．ATP水解酶是一类功能相同的酶，来自不同生物的ATP水解酶在结构上并不完全相同。某研究小组提取到三种生物的ATP水解酶，在酶的最适条件下探究三种ATP水解酶的催化能力，实验结果如图。下列叙述错误的是(　　) A．酶降低化学反应活化能的能力与酶的结构密切相关 B．三种酶达到最大反应速率一半时的ATP浓度相对值相同 C．该实验中每一组的pH、温度等条件都应设置为相同 D．实验中ATP浓度在一定范围内与反应速率呈正相关 【答案】C 【解析】酶空间结构发生改变，与底物结合，降低化学反应活化能，酶降低化学反应活化能的能力与酶的结构密切相关，A正确；据图分析，三种酶达到最大反应速率一半时的ATP浓度相对值相同，约为1左右，B正确；据图分析，此实验的可变因素有ATP的浓度相对值和酶的种类，在酶的最适条件下探究三种ATP水解酶的催化能力，不同的酶有其对应的最适温度和pH，因此不一定相同，C错误；随着ATP浓度的增加，反应速率增加，当ATP浓度增加至5以上时，反应速率不变，因此实验中ATP浓度在一定范围内与反应速率呈正相关，D正确。 8．除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP用于多糖合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于蛋白质合成等。UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的。物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸：ATP+UDP→ADP+UTP。下列叙述正确的是（    ） A．生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能 B．通过有氧呼吸能直接产生其他核苷三磷酸 C．作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在磷酸基团中 D．各种物质的吸收均依靠ATP供能 【答案】A 【解析】ATP的结构简式为A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团；水解时远离A的磷酸键易断裂，释放能量，供给各项生命活动，ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。 【详解】A、分析题意可知，除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，故生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能，A正确； B、据题可知，UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的，故通过有氧呼吸不能直接产生其他核苷三磷酸，B错误； C、作为高能磷酸化合物，ATP主要通过末端磷酸基团的转移提供能量，不是储存在磷酸基团中，C错误； D、除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，因此各种物质的吸收并非都依靠ATP供能，且有些物质的吸收是被动运输，不消耗能量，D错误。 故选A。 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 / 学科网（北京）股份有限公司 $