微专题2 酶和ATP-【领跑高中】2026年高考生物二轮专题复习学生用书Word（不定项版）

微专题2　酶和ATP 【核心知识·真题化梳理】 一、酶在细胞代谢中的作用 1.（1）×　（2）√　（3）×　（4）×　（5）× 2.（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）× 3.提示：高效性、专一性和作用条件较温和　空间结构 4.提示：（1）加快　（2）不变　60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，产物总量也不会增加 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） 二、ATP在细胞代谢中的作用 1.（1）×　（2）×　（3）√ 2.（1）√　（2）√　（3）√　（4）×　（5）× 3.提示：（1）γ　（2）α 【命题要点·深挖式拓展】 命题点1　酶的抑制剂、Km值与酶促反应速率 高考例证 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。 对点即练 1.D　反竞争性抑制剂与酶—底物复合物结合，会导致酶的构象发生改变，从而使酶活性降低，A合理；由于反竞争性抑制剂与酶—底物复合物结合，会使酶促反应平衡向酶—底物复合物生成的方向移动，B合理；因为有抑制剂的存在，酶能够结合的底物减少，所以酶促反应的最大速率低于正常情况，C合理；酶促反应达到最大速率时，所需底物浓度会发生变化，因为反竞争性抑制剂的存在会影响底物与酶的结合，所以达到最大速率时所需底物浓度会降低，D不合理。 2.D　竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点从而降低反应物与酶结合的机会，加入竞争性抑制剂，Km值增大，A错误；酶的活性可以用在一定条件下酶所催化的化学反应速率表示，即可以用P的产生速率，也可用底物S的消耗速率表示，其中E在化学反应前后质量和性质不变，B错误；酶具有专一性的特点，通过竞争抑制（如图2）的事实并不能否定酶具有专一性的特性，C错误；非竞争性抑制剂改变了酶的空间构象，Vmax会下降，D正确。 命题点2　从变量角度分析酶的实验设计类问题 高考例证 C　本实验的目的是探究淀粉酶是否具有专一性，酶的种类应相同且为淀粉酶，所以丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液，A不合理。第一次60 ℃水浴加热的目的是为淀粉酶的催化反应提供适宜的温度，提高酶活性；第二次60 ℃水浴加热是为了让斐林试剂与还原糖在该温度下发生显色反应，B不合理。乙组加入的是淀粉溶液和蒸馏水，没有淀粉酶催化，若出现砖红色沉淀，说明淀粉溶液中含有还原糖；若没有出现砖红色沉淀，说明淀粉溶液中不含还原糖，C合理。甲组中淀粉酶催化淀粉水解产生还原糖，还原糖与斐林试剂发生作用会产生砖红色沉淀；由于淀粉酶具有专一性，丙组中淀粉酶不能催化蔗糖水解，蔗糖不属于还原糖，其不会与斐林试剂发生作用并产生砖红色沉淀，D不合理。 对点即练 1.C　实验组①给予的条件为低浓度Mg2＋，有产物生成，表明该条件下酶P具有催化活性，A不符合题意；实验组③和实验组⑤只有酶P的蛋白质组分，自变量为Mg2＋的浓度，两组实验都无产物生成，说明蛋白质组分不具有催化活性，B、D不符合题意；实验组②和实验组④只有酶P的RNA组分，自变量为Mg2＋的浓度，低浓度Mg2＋组无产物生成，说明在低浓度Mg2＋条件下RNA组分不具有催化活性，高浓度Mg2＋组有产物生成，说明在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性，C符合题意。 2.B　无关变量是指实验中除自变量外可能影响因变量结果的变量，需要控制以保持实验的有效性，无关变量的改变对实验结果有影响，A错误；探究过氧化氢酶对H2O2的催化作用，自变量为过氧化氢酶的有无，M为中间变量，可表示为降低的活化能，为酶的作用机理，B正确；稀盐酸刺激狗的小肠分泌促胰液素促进胰液分泌，促胰液素的量是中间因变量，C错误；为确定喂食引起狗分泌唾液是否与神经调节有关，切断神经是对中间自变量的检测，D错误。 命题点3　NTP、dNTP、ddNTP与核酸 高考例证 1.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位磷酸基团之间的特殊化学键断裂的过程是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位磷酸基团之间的特殊化学键中，D正确。 2.AC　利用双脱氧测序法时，PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物，A正确；电泳时，产物的片段越大，迁移速率越慢，B错误；依据题目中双脱氧测序法的原理，可以确定每个泳道中的条带（DNA片段）的3'端的碱基，如＋ddATP的泳道中出现的条带（DNA片段）的3'端碱基就是A。另外由于每个片段的起始点相同，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基；图示电泳方向为从上→下，即对应的DNA片段为长→短，则对应的DNA测序结果为3'→5'，如对照个体的电泳结果最短的条带为＋ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5'端第一个碱基为C；因此对照个体的测序结果为5'-CTACCCGTGAT-3'，患者的测序结果为5'-CTACCTGTGAT-3'，C正确；对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，D错误。 对点即练 1.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。 2.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。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题2　酶和ATP 一、酶在细胞代谢中的作用 1.判断下列有关酶本质和特性叙述的正误 （1）（2024·河北卷）作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物。（　　） （2）（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。（　　） （3）（2022·浙江卷）低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活。（　　） （4）（2025·黑吉辽蒙卷）耐高温的DNA聚合酶基本单位是脱氧核苷酸。（　　） （5）（2025·河北卷）Fe3＋催化H2O2的分解涉及酶的催化作用。（　　） 2.判断下列有关影响酶活性因素叙述的正误 （1）（2024·河北卷）胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。（　　） （2）（2021·河北卷）麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。（　　） （3）（2021·浙江卷）设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择斐林试剂检测反应产物。（　　） （4）（2025·湖南卷）胃蛋白酶进入肠道后失活与内环境酸碱度有关。（　　） （5）（2022·浙江卷）淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高。（　　） 3.（2023·全国乙卷节选）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　　　　　　　。 4.（经典高考）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20 ℃）、B组（40 ℃）和C组（60 ℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题： （1）在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会　　　。 （2）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量　　　　　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 5.（经典高考）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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 二、ATP在细胞代谢中的作用 1.判断下列有关ATP结构叙述的正误 （1）（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。（　　） （2）（2022·浙江卷）ATP分子中特殊化学键是与磷酸基团相连接的化学键。（　　） （3）（2021·北京卷）ATP含有C、H、O、N、P五种元素。（　　） 2.判断下列有关ATP合成与功能叙述的正误 （1）（2025·河北卷）水的光解不消耗ATP。（　　） （2）（2024·全国卷）ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量。（　　） （3）（2024·全国卷）光合作用可将光能转化为化学能储存于磷酸基团之间的特殊化学键。（　　） （4）（2022·江苏卷）蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP。（　　） （5）（2025·安徽卷）叶绿体中的ATP合成酶，可将光能直接转化为ATP中的化学能。（　　） 3.（经典高考）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ）。回答下列问题；（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的　　　　（填“α”“β”或γ”）位上。 （2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的　　　（填“α”“β”或γ”）位上。 命题点1　酶的抑制剂、Km值与酶促反应速率 【高考例证】 （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 【挖掘拓展】 1.Km值与酶促反应速率的关系 Km值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，使酶的空间构象改变。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Km值。 【对点即练】 1.（2025·湖南常德二模）在酶促反应中，反竞争性抑制剂不直接与游离的酶相结合，仅与酶—底物复合物结合形成底物—酶—抑制剂复合物，从而影响酶促反应速率。作用机理如图，其中E表示酶，S表示反应底物，Ⅰ表示抑制剂，P表示酶促反应生成物。加入该抑制剂后，下列推测不合理的是（　　） A.酶构象改变，酶活性降低 B.酶促反应平衡向酶—底物复合物生成的方向移动 C.酶促反应的最大速率低于正常情况 D.酶促反应达到最大速率时所需底物浓度不变 2.（2025·重庆模拟）中间产物学说认为：酶（E）的活性中心部位首先与底物（S）结合，生成不稳定的中间产物（ES），然后再产生产物（P）同时释放出酶（E）。根据这一学说，在酶浓度、pH值、温度一定的条件下，可以用米氏方程V＝表示底物浓度[S]与速率V之间的关系，其坐标曲线如图1，其中“Vmax”表示该条件下最大反应速率，“Km”表示在该条件下达到1/2 Vmax时的底物浓度。图2表示竞争抑制剂会与底物竞争结合酶的活性中心。下列叙述正确的是（　　） A.如果底物浓度足够大，反应速率可以达到Vmax，由此可判断加入竞争抑制剂后，Km值将变小 B.酶的活性可以用在一定条件下酶所催化的化学反应速率表示，即可以用P的产生速率，也可用E的消耗速率表示 C.通过竞争抑制（如图2）的事实，可以否定酶具有专一性的特性 D.在反应体系中加入非竞争性抑制剂后，Vmax会下降 命题点2　从变量角度分析酶的实验设计类问题 【高考例证】 （2025·江苏高考8题）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 2mL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 【挖掘拓展】 1.有关酶的验证、探究或评价性实验题解题策略 2.模仿补充实验步骤，分析实验结果 （1）当已给实验步骤有多个变量时，通过拆分法，减少实验变量，遵循单一变量原则，构建多组实验，模式如图： （2）当自变量到因变量的逻辑推理因中间环节被忽视而难以得出结论时，再加入某些因素处理进行设计，进一步确认实验结果的发生是自变量处理所致，模式如图： 【对点即练】 1.（2022·全国乙卷4题）某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验（表中“＋”表示有，“－”表示无）。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － 根据实验结果可以得出的结论是（　　） A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性 B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高 C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性 D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性 2.（2025·贵州遵义三模）生物学实验研究中，常需要弄清自变量（X）是否通过另一因素（中间变量M）而实现对因变量（Y）的影响，某研究小组据此建构如图所示模型。结合所学生物学知识分析，下列相关叙述正确的是（　　） A.研究过程中，无关变量的改变对实验结果没有影响 B.探究过氧化氢酶对H2O2的催化作用，M可表示为降低的活化能 C.稀盐酸刺激狗的小肠分泌促胰液素促进胰液分泌，促胰液素的量是中间自变量 D.为确定喂食引起狗分泌唾液是否与神经调节有关，切断神经是对中间因变量的检测 命题点3　NTP、dNTP、ddNTP与核酸 【高考例证】 1.（2024·全国甲卷2题改编）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～表示特殊化学键。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位磷酸基团之间的特殊化学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位磷酸基团之间的特殊化学键中 2.〔多选〕（2024·湖南高考15题）最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中，分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸（ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP），子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸（dATP），继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A.上述PCR反应体系中只加入一种引物 B.电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢 C.5'-CTACCCGTGAT-3'为对照个体的一段序列 D.患者该段序列中某位点的碱基C突变为G 【挖掘拓展】 “双脱氧法”基因测序的基本原理 （1）双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）缺乏PCR延伸所需的3'-OH，因此每当DNA链加入ddNTP分子时，延伸便终止。 （2）每一次DNA测序是由4个独立的PCR反应组成的，4个PCR反应体系均加入模板、引物、dNTP、DNA聚合酶，唯一不同的是4个反应体系分别加入不同的含有标记的ddATP、ddCTP、ddGTP、ddTTP。 （3）PCR反应后，在反应体系中就形成了大量起始点相同、终止点不同的DNA片段，经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离出来，得到放射性同位素自显影条带，依据电泳条带读取DNA双链的碱基序列。 （4）双脱氧法原理示意图 【对点即练】 1.（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 2.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　板块一　微专题2 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $