专题4 酶和ATP(精讲册)-【实战高考】2026年高考生物总复习（山东专版）

专题4 酶和ATP ⊙ 考什么 高效复习必备 ①酶的概念、作用及化学本质；②验证酶的作用的实验；③验证酶的特性的实验；④ATP 复习要点 的结构与功能；⑤ATP与ADP的相互转化 考查题型：多以选择题的形式呈现。 命题趋势：大多与其他生理过程联合命题，如结合光合作用、细胞呼吸、细胞增殖、DNA复 考情 制和基因表达、神经传导和生物电、基因工程等内容命题。近几年山东高考题未在此考点 单独命题 学什么 考点内容梳理 考点降低化学反应活化能的酶（山东高考6年2考） 一、辨析酶的概念关系图 氨基酸，原料 原料 绝大多数少数是 合 核糖核苷酸 核糖体场所成 是蛋白质 RNA 成场所 主要是细胞核 本质 由活细胞产生来源爵 原 催化作用 显著降低化学 用 理 特性 反应的活化能 高效性 专一性 作用条件较温和 二、比较过氧化氢在不同条件下的分解 等量H2O2溶液 分组 不处理 90℃水浴加热 2滴FeCL溶液 2滴新鲜肝脏研磨液（含过氧化氢酶） 气泡 基本无气泡 较少 较多 很多 卫生香 复燃不明显 复燃明显 (1)水浴加热、FCL3、过氧化氢酶均能加快H2O2分解的速率； 结论 (2)与无机催化剂FCL相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多 分析 FCL3作为已知的无机催化剂，在本实验中作为阳性对照 三、酶的特性 特性 图像 分析 (1)酶只能改变化学反应的速率，但不 高效性 加酶 加无机催化剂 改变最终生成物的量。 (同无机催化剂相比，酶降 平衡点 (2)a、b曲线相比较，说明酶具有高效性。 低活化能的作用更显著) c 未加催化剂 (3)a、c曲线相比较，说明酶具有催化 时间 作用 235 讲解册 实战高考·生物学 续表 特性 图像 分析 (1)有些酶只作用于一种底物，如麦芽 专一性 (一种酶只能催化一种或 2-②-爱 糖酶只能催化麦芽糖分解。 (2)有些酶可作用于一类相近的底物， 一类化学反应) A表示酶，B表示底物，C、D表示生成物 可催化一类物质分解，如蛋白酶催化 不同种类的蛋白质分解 (1)在最适温度和最适pH时，酶的活 性最强。 (2)过酸、过碱和高温都会使酶失活 作用条件较温和 低温抑制酶的活性，酶分子未被破坏， O最适温度 温度 O最适pHpH 温度升高后，活性可恢复，所以酶制剂 适合在低温条件下保存 四、酶促反应速率的影响因素曲线解读 1.温度和pH 从图甲和图乙可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。 网 pH=1 30 339 pH=13 区 371 pH=7 350 温度 0 pH 底物浓度 酶浓度 甲 乙 丙 2.底物浓度和酶浓度 图丙中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图丁对反应 底物的要求是底物足量。 (1)在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 (2)在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快。但当底物达 到一定浓度后，受酶的数量和活性的限制，酶促反应速率不再增加。 五、酶的特性及相关探究实验 酶的高效性 过氧化氢分别在过氧化氢酶和F+的催化作用下分解，观察气泡产生的快慢或多少 实 酶的专一性 淀粉、蔗糖分别在唾液淀粉酶的催化作用下分解，用斐林试剂检测 探 温度对酶 淀粉与淀粉酶在不同温度条件下反应，用碘液检测而不能用斐林试剂 究 活性的影响 pH对酶 活性的影响过氧化氢与过氧化氢酶在不同H条件下反应，检测0，产生的快慢或多少，不能选用淀粉和淀粉酶 归纳提升酶的抑制剂分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂：一般随底物浓度增加，竞争性抑制 剂的抑制作用可消除，而非竞争性抑制剂的抑制作用不可消除。 236 O专题4酶和ATP 考点2细胞的能量“货币”ATP(山东高考6年0考)》 一、明辨ATP的结构及特点 普通化学键 三个磷酸基团 (1)两个相邻的磷酸基团之间 腺苷 末端的磷酸 相互排斥，使得特殊化学键 基团有较高特不稳定。 腺嘌呤 的转移势能点2)ATP是一种高能磷酸化合 核糖 物，远离A的特殊化学键在 两个特殊的化学键 水解时能够释放较多的能量 二、ATP与ADP的转化 ATP的合成 ATP的水解 ADP+P+能量酶ATP反应式一ATP酶ADP++能量 (1)ATP在细胞内含量很少，代谢 旺盛的细胞内ATP含量也不会明 显增加，但ATP与ADP之间的转 转化 叶绿体、线粒体、细胞质基质反应场所}一生物体的需能部位 特点 化速度会明显加快，以满足细胞 对能量的需求。 光能（光合作用）、有机物 (2)ATP的合成伴随着放能反应； 中的化学能（细胞呼吸） 一能量来源一储存在ATP中的能量 ATP的水解伴随着吸能反应 储存在ATP中能量去路 用于主动运输、肌肉收缩、 大脑思考等各项生命活动 归纳提升ATP与ADP相互转化的具体生理过程及场所 转化场所 产生或消耗ATP的生理过程 转化场所 产生或消耗ATP的生理过程 产生ATP:有氧呼吸第二、三个阶段 细胞膜 消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐 线粒体 消耗ATP:自身DNA复制等 细胞质基质 产生ATP:细胞呼吸第一个阶段 核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成 产生ATP:光反应 叶绿体 消耗ATP:暗反应和自身DNA 细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等 复制等 三、ATP产生速率与O2供给量的关系分析 1.图甲表示ATP产生速率与O2供给量的 关系。 B (1)A点表示在无氧条件下，细胞可通过 无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。 0,供给量 0,供给量 (2)AB段表示随O2供给量增多，有氧 甲 乙 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。 (3)BC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。 237 讲解 实战高考·生物学 判断正误 (1)酶的水解需要ATP供能，ATP的水解需要酶的催化。 (×) (2)ATP水解酶合成和发挥作用时都伴随ADP的生成。 (/) (3)人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP。 (X) (4)细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量。 (X) (5)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。 (/) (6)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生，神经元兴奋后恢复为静息状态消耗ATP。 (/) (7)含有2个特殊化学键的ATP是DNA的基本组成单位之一。 (×) (8)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。 (X) 怎么考⊙ 题型各个击破 题型蛋白质的磷酸化和去磷酸化（与ATP水解相关联） 题型解读 项目 蛋白质磷酸化 蛋白质去磷酸化 在蛋白激酶催化下，将ATP(或GTP等)末 在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基 过程 端的磷酸基团转移到蛋白质特定位点的氨基 团脱落 酸残基上 蛋白质去磷酸化 Pi 蛋白磷酸酶 累 C蛋自质 (蛋白质 Pi) 蛋白激酶 ADP ATP 蛋白质磷酸化 结果 蛋白质空间结构改变→蛋白质活性改变 空间结构恢复 ATP为主动运输供能的过程（以Ca+释放为例） 0 ●Ca2+ ●Ca2+ 0 ●Ca2 实例 ATP ADP ADP 1.参与Ca2*主动运输的载体蛋白是一 2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP 3载体蛋白磷酸化导致其空间结构 种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的 分子的末端磷酸基团脱离下来与载体 发生变化，使Ca2+的结合位点转向 Ca+与其相应位点结合时，其酶活性 蛋白结合，这一过程伴随着能量的转 膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 就被激活了。 移，这就是载体蛋白的磷酸化。 238 0专题4酶和ATP 典例(2025山东济宁一模)ABC转运蛋白是 转运蛋白广泛分布于从细菌到人类各种生物 一类ATP驱动泵，广泛分布于从细菌到人类各 的细胞中，细菌是原核生物，只有核糖体一种 种生物的细胞中。ABC转运蛋白的结构及转 细胞器，因此细菌合成ABC转运蛋白不需要 运过程如图所示。下列说法错误的是( 多种细胞器的协调配合，C错误；ABC转运蛋 ABC转运蛋白 白参与的跨膜运输过程需要ATP水解提供能 小分子· 细胞膜 量，此种运输方式为主动运输，D正确。 细胞质基质 2ATP ATP ATP )答案C ATP结合 2ADP+2Pi。 【技巧方法】①蛋白质磷酸化和去磷酸化过程 A.ABC转运蛋白具有催化和转运功能 体现了蛋白质结构与功能相适应的观点。 B.ABC转运蛋白磷酸化可导致其空间结构发 ②蛋白质磷酸化位点在特定的氨基酸上，若该 生改变 氨基酸缺失或改变会影响信号传导。 C.ABC转运蛋白的合成都需要多种细胞器的 ③作为能量“货币”的ATP参与细胞信号传 协调配合 递，并伴随着ATP与ADP、Pi的转化。 D.通过ABC转运蛋白完成的跨膜运输方式 ④蛋白质磷酸化和去磷酸化反应需要不同的 一定是主动运输 酶参与，受温度的影响。 解析：ABC转运蛋白既能催化ATP的水解， ⑤核骨架的解体和重建也伴随着核骨架蛋白 又能转运小分子，A正确；ABC转运蛋白磷酸 的磷酸化和去磷酸化过程。 化可导致其空间结构发生改变，B正确；ABC 怎么学 题压轴归纳 考查内容 试管，烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶 主要考查酶的相关实验设计，涉及实验设计原 A的抑制作用类型，现提出以下实验设计思 则、实验的性质（如验证性实验、探究性实验 路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期 等)、变量的类型（如自变量、因变量、无关变量 结果。 等)、对变量的分析等。 (1)实验设计思路： 典例使酶的活性下降或丧失的物质称为酶 (2)实验预期结果与结论。 的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类 若出现结果①： 是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢 结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。 复)；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结 若出现结果②： 合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质 结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。 (能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。 若出现结果③： 实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质 结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂 溶液，乙物质溶液，透析袋（人工合成半透膜）， 若出现结果④： 239 讲解册 实战高考·生物学 结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 析后，含有甲或乙物质的酶液酶活性与透析前 解析：分析思路： 几乎相同，远低于对照组（蒸馏水组）透析 自变量 酶的抑制剂的类型 后，含有甲物质的酶液酶活性比透析前高，与 对照组（蒸馏水组）几乎相同；含有乙物质的酶 确定 加入的物质的量、实验处理 无关变量 液酶活性与透析前几乎相同，远低于对照组 三变量 时间、实验操作步骤等 (蒸馏水组)透析后，含有甲物质的酶液酶活 因变量 酶的活性 性与透析前几乎相同，远低于对照组（蒸馏水 确定实验类型 本实验是探究性实验 组)；含有乙物质的酶液酶活性比透析前高，与 取3支试管（每支试管代表 对照组（蒸馏水组）几乎相同 描述取材和 个组)，各加入等量的酶A 选题意图 分组编号 溶液 教材从酶开始系统学习高中生物学实验，包 括实验设计的基本原则（如下图），三种变量 叙述如何控 分别加入等量蒸馏水、甲物 制自变量 质溶液、乙物质溶液 的概念及关系，实验现象与实验结论的分析。 设计实 而实验设计是高中生物学的核心素养，每一 验步骤 测定各试管中酶的活性，然 年全国各地的高考题必考此题型。通过系统 后将各试管中的溶液分别 突破该题型，梳理答题技巧、方法规律，达到 阐述如何检 装入透析袋，放入蒸馏水中 不惧怕、能下手、做得好实验设计题的目的。 测因变量 进行透析处理，透析后从透 如鉴定还原糖的实验中不能 析袋中取出酶液，再测定各 选材科 选富含蔗糖的实验材料，因 学 学性 自的酶活性 为蔗糖不是还原糖 性 实验方法 如使用双缩脲试剂时应先加 本实验是探究性实验，可预 则 科学性 入A液，再加入B液 预期实验结果，得出 期多种不同的结果与结论 实验结论 (见答案) 强调的是自变量的单一性，即实验组和对 变量 照组相比只能有一个变量不同 原则 )答案(1)①取3支试管（每支试管代表一个 强调的是除了自变量之外的一切对实验 等量 结果有影响的无关变量，必须严格控制 组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加入等 原则 在适宜且等量条件下，以平衡和消除无 关变量对实验结果的影响 量甲物质溶液、乙物质溶液和蒸馏水，测定各 试管中酶的活性；②将各试管中的溶液分别装 平行 为减小实验误差应进行多次实验，如探究 重复 培养液中酵母菌种群数量的变化实验中， 入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理；③透 原则 每次计数都要重复至少3次 析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶 注：单一变量原则和等量原则的目的是完全统 活性 的，只不过强调的侧重点不同。 (2)透析后，含有甲、乙物质的酶液酶活性均比 透析前高，与对照组（蒸馏水组）几乎相同透 240