第08讲 酶和ATP（复习课件）（3大考点+8大考向+长句作答）（全国通用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习课件聚焦“酶和ATP”核心考点，依据高考评价体系明确酶的催化作用、特性及实验探究，ATP的结构功能及转化等考查要求。通过考情前瞻分析近五年命题趋势，知识建模构建系统框架，考点精讲拆解核心知识点，对接生命观念与科学思维，归纳实验设计、曲线分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于真题溯源与情境探究结合，如2026年河北卷酶与无机催化剂能量变化题，通过活化能曲线分析深化科学思维；2026年山东卷质子泵案例，结合ATP功能考查物质运输，培养探究实践能力。设置易错点避坑指南，提供温度/pH实验变量控制等突破方法，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，提升复习效率。

第二单元 大概念二 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 概念体系 第二单元 第8讲 酶和ATP 全国通用 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 3 01命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 拆解核心考点，突破命题考向 溯源真题逻辑，感知高考考向 搭建知识框架，构建系统思维 目录 目录总览 路径指引 02知识建联·脉络梳理 03考点精讲·靶向突破 04真题溯源·考向感知 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点1 酶的本质、作用机理与科学史 知识点2 酶的高效性与专一性 知识点3 影响酶促反应的因素与曲线分析 考点二 与酶相关的实验探究 强化探究逻辑，对接科技前沿 05情境探究·素养拓展 知识解构 即时演练 高分破译 知识点1 酶相关实验的设计原则与变量控制 知识点2​ 探究温度/pH对酶活性的影响 知识点3​ 酶抑制剂的探究 考点三 ATP的结构与功能 知识点1 ATP的分子结构与元素组成 知识点2 ​ATP与ADP的相互转化 知识点3​ ATP的利用与磷酸化 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 01 5 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 考查概述  从命题题型与内容看，高考对酶和ATP的考查融合选择题与非选择题，侧重基础知识迁移与综合分析能力。核心覆盖： 酶的本质、作用机制、特性、实践应用、ATP的结构特征、功能定位、“ATP⇌ADP”的动态转化机制。 考查形式 选择题：聚焦概念辨析（如酶的本质判定、ATP结构单元识别、酶与无机催化剂的效率差异）；非选择题：依托生命情境（如细胞呼吸/光合的能量供应、工业酶制剂开发、细胞代谢异常案例），考查酶促反应原理的理解、ATP能量“通货”的动态逻辑，及科学思维（模型解读、逻辑推导）、科学探究（实验设计与结论归纳）等核心素养。 课标要求 明确目标 1.阐明酶的催化作用（降低化学反应活化能）、特性（高效性/专一性/作用条件温和），举例说明酶在农业、医疗等领域的应用。（生命观念、科学思维） 2.说明ATP的结构特点（含高能磷酸键）、功能（细胞生命活动的直接能源）及“ATP⇌ADP”的转化机制，阐释细胞内能量供应的动态平衡。（生命观念、科学思维） 3. 探究“温度/pH对酶活性的影响”等实验，设计实验方案、分析结果并得出结论；结合实例分析ATP在物质合成、主动运输等过程中的作用。（科学探究、社会责任） 高考前沿 1. 酶 2026·河北卷，5；2026·湖南卷，8；2026·湖北卷，7；2025·广西卷，13；2025·贵州卷，2；2025·江西卷，7；2025·浙江6月卷，6；2025·四川卷，10；2025·北京卷，3； 2. ATP 2026·山东卷，2；2026·浙江1月卷，12；2026·陕晋青宁卷，4；2025·重庆卷，3；2025·河北卷，1；2024·安徽卷，4； 6 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 02 7 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 本质 降低 化学反应活化能的酶 作用 影响因素 特性 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是RNA—核酶 (过氧化氢在不同条件下的分解) 催化，能显著降低活化能 温度：低温抑制酶活性(不失活), 高温使酶失活影响因素 pH：过酸、过碱会使酶变性失活 抑制剂：竞争性抑制剂与非竞争 性抑制剂 高效性 条件温和 专一性 比较FeCl₃和过氧化氢酶对H2O2的分解 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究温度对淀粉酶活性的影响 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 ATP是 一种高能磷酸化合物 结构 功能 再生途径 中文名称 结构简式 元素组成 三磷酸腺苷 A-P~P~P (A代表腺苷， ~代表高能磷酸键) C、H、O、N、P ATP与ADP相互转化，维 持细胞内ATP含量稳定 直接能源物质 细胞呼吸 光合作用 绿色植物、光合细菌 动物 细胞代谢 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 03 9 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 自主研学·梳理教材 1.说出酶的概念与本质。 2.酶通过什么机理来加快反应速率？无机催化剂相比，酶具有什么特性？ 3.什么是酶的专一性？常用什么实验验证？ 4.如何验证酶的高效性？影响酶活性的因素有哪些？ 5.酶抑制剂的类型与机理？（竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂） 6.探究“温度、pH对酶活性的影响”实验中选用什么材料？ 7.ATP的结构简式、全称是什么？A、T、P分别代表什么？ 8.ATP与ADP相互转化的反应式？属于可逆反应吗？ATP的能量来源是什么？ 9.ATP的生理功能是什么？ATP水解释放的能量可以用于什么？ 10.ATP水解释放磷酸基团的磷酸化调节机制是怎样的？ 11.除ATP外，细胞内的直接能源物质还有哪些？ 12.酶与ATP的共性？（生物细胞代谢的基础、相互依存） 考点一 降低化学反应活化能的酶 情境导入·讨论交流 知识解构 即时演练 高分破译 小明使用加酶洗衣粉清洗校服上的奶渍，沸水溶解洗衣粉后去污效果很差，换用温水便能有效清除污渍。姐姐存在乳糖不耐受，需饮用添加乳糖酶的牛奶。傍晚小明长跑锻炼，肌肉不断消耗能量，ATP 持续水解供能，但细胞内 ATP 含量始终维持相对稳定。这些日常现象，蕴含着酶和 ATP 参与细胞代谢的核心知识。 ①为什么沸水洗涤效果差？请结合酶的特性分析。 ②蛋白酶、乳糖酶发挥作用体现酶的哪种特性？ ③长跑持续耗能，细胞中 ATP 含量为何保持稳定？ 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点01 酶的本质、作用机理与科学史 知识解构 即时演练 高分破译 绝大多数是蛋白质，少部分是RNA 氨基酸或核糖核苷酸 核糖体，需内质网、高尔基体加工 可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用 一般活细胞都能产生 具有催化作用 (显著降低化学反应的活化能）　 (哺乳动物成熟的红细胞除外) 细胞核、拟核 1.核心梳理 酶不提供能量、不改变化学平衡点（ΔG），只加快反应达到平衡的速度。 酶降低活化能的幅度远大于无机催化剂。 【酶的作用场所】 误以为酶只能在细胞内发挥作用，忽略加酶洗衣粉、PCR用Taq酶等体外应用的场景。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点01 酶的本质、作用机理与科学史 知识解构 即时演练 高分破译 1857 1926 20世纪80年代 切赫和奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能 酶本质的探索 法国微生物学家巴斯德认为发酵需要活酵母细胞参与 德国化学家毕希纳证明对酵母菌细胞进行一系列操作获得不含酵母菌细胞(含有酶)的提取液,并将酵母菌细胞中引起发酵的物质称作酿酶 美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶的结晶，证实了脲酶是一种蛋白质 德国化学家李比希认为发酵与死细胞中的物质有关 科学史脉络 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点01 酶的本质、作用机理与科学史 知识解构 即时演练 高分破译 2.教材深挖 说明鹰的胃液中含有能消化肉块的某种物质（后来证明是胃蛋白酶），但当时并不知道酶的化学本质。 金属笼的作用是排除物理性消化（肠胃蠕动、研磨）的干扰，证明消化依靠胃液中的化学物质。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点01 酶的本质、作用机理与科学史 知识解构 即时演练 高分破译 2.教材深挖 科学家 主要观点或成就 ①巴斯德 认为发酵与活细胞有关，死细胞不能发酵 ②李比希 认为发酵是细胞中的某些物质引起的 ③毕希纳 研磨酵母细胞，得到无细胞提取液也能发酵 ④萨姆纳 从刀豆种子中提取脲酶并证明是蛋白质 ⑤切赫和奥特曼 发现少数RNA也具有催化功能，称为核酶。 合理但不全面（忽略了无细胞提取液也能发酵） 合理但当时无法证明这些物质是蛋白质 证明发酵可以不依赖活细胞，但需要细胞中的物质 耗时9年，因此获诺贝尔奖 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点01 酶的本质、作用机理与科学史 知识解构 即时演练 高分破译 3.辨析酶、激素、抗体 比较 酶 激素 抗体 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 功能 催化化学反应 作用后变化 性质和数量不变 产生细胞 几乎所有活细胞 蛋白质、固醇、氨基酸衍生物等催化 调节生命活动 被灭活 内分泌细胞 蛋白质 免疫作用 被降解 浆细胞 【酶的本质】 误以为酶都是蛋白质，忽略少数RNA类核酶的存在，错把“酶的本质是蛋白质”当成绝对结论。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识解构 即时演练 高分破译 误以为酶能为反应提供活化能，实际酶仅降低反应所需的活化能，能量供给和催化作用不可混淆。 误以为死细胞不能产生酶，但死细胞中已有的酶仍可保持催化活性，比如加热杀死的酵母细胞中的酶仍可催化反应。 误以为所有酶都在核糖体合成，RNA类酶的合成场所是细胞核（真核）或拟核（原核），不在核糖体。 易错警示（避坑指南） 比较过氧化氢在不同条件下的分解——验证酶的高效性 (1)实验原理 可用 的情况来检验O2的生成速率。 气泡产生速率和卫生香燃烧程度 分组编号 对照组 实 验 组 说明 1号 2号 3号 4号 相同处理 2mL 过氧化氢溶液 无关变量 不同处理 常温 90℃水浴 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 自变量 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 因变量 卫生香复燃 不复燃 不复燃 变亮 复燃 结果 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 (2)实验设计 无关变量（H2O2浓度、剂量、反应时间等）必须相同且适宜 结论：酶的催化效率远高于无机催化剂（高效性）。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识解构 即时演练 高分破译 1 2 3 4 3 4 加 热 H2O2 常态 H2O2 活跃态 提醒：加热为反应分子提供能量 从而提高反应速率。 常态 活跃状态 终态 活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应 的活跃状态所需要的能量 活化能 Fe2+和过氧化氢酶的作用？ 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 酶的高效性与专一性 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点02 酶的高效性与专一性 知识解构 即时演练 高分破译 1.高效性 E1：无催化剂需要的活化能 E2：使用无机催化剂需要的活化能 E3：使用有机催化剂（酶）需要的活化能 b a c d 反应过程 能量 初态 （反应物） 终态 （产物） 活跃状态 E1 E2 E3 ▲与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能，从而使反应更有效地进行。 酶的催化效率是无机催化剂的107 ～1013倍。 E3＜E2＜E1 【酶的高效性】 误以为高效性是酶独有的特性，无机催化剂也能加快反应速率，只是效率远低于酶，不能把“加快反应”等同于“酶的高效性”。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点02 酶的高效性与专一性 知识解构 即时演练 高分破译 1.高效性 a b c 时间 产物浓度 加酶 加无机催化剂 不加催化剂 ① a、b相比说明酶具有高效性 ② a、c相比说明酶具有催化作用 意义：保证细胞内化学反应快速有序地进行。 ①酶具有高效性是比无机催化剂相比； ②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。 ③酶不能改变最终生成物的量。 一种酶只能催化一种或一类化学反应 还有哪些物质具有特异性或专一性？ 激素 tRNA 转运蛋白 抗体 受体 神经递质 细胞因子 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 酶的高效性与专一性 2.专一性 意义：使细胞代谢能够有条不紊地进行。 【酶的专一性】 误以为专一性是一酶只催化一种底物，实际可催化一类结构相似的底物，比如淀粉酶可催化淀粉和糖原水解。 a.锁钥学说模式图 b.诱导契合学说模式图 酶活性部位不是刚性不变的，酶与底物结合时，酶的构象会发生改使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。 酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 酶的高效性与专一性 2.专一性 解释了酶的专一性，但无法解释动态过程。 更合理地解释了专一性和催化机制，目前公认 诱导契合学说是在锁钥学说基础上的发展，二者都认为结构互补。 "探究·实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用" 步 骤 1 淀粉＋淀粉酶 蔗糖＋淀粉酶 2 60℃保温5min 3 分别加2ml斐林试剂 4 煮沸1min,使其停止反应 现象 砖红色沉淀 无颜色变化 结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，证明酶具有专一性。 该实验必须用斐林试剂检测还原糖的生成，不能用碘液（碘液只能检测淀粉，不能检测蔗糖是否水解）；斐林试剂需现配现用，水浴加热后才能出现砖红色沉淀。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 酶的高效性与专一性 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识解构 即时演练 高分破译 误以为验证专一性可以用碘液检测蔗糖水解，碘液仅能检测淀粉，无法检测蔗糖或其水解产物，必然导致实验结论错误。 误以为蛋白酶水解蛋白质后双缩脲试剂检测无紫色，蛋白酶本身是蛋白质，仍会和双缩脲试剂反应显色，无法通过该实验判断蛋白质是否被水解。 误以为酶发挥作用后会被消耗，酶在反应前后化学性质和数量均不改变，可反复利用，不会因催化反应而减少。 易错警示（避坑指南） 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点03 影响酶促反应的因素与曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 底物 产物 酶 1.底物浓度 2.酶浓度 酶活性 3.温度 4.pH 5.抑制剂 6.激活剂 …… 注意：酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。 Cl-是淀粉酶的激活剂 Mg2+是DNA聚合酶的激活剂 1.影响酶促反应的因素与曲线分析 酶促反应速率 底物浓度 酶量一定 A B 酶促反应速率 酶浓度 底物足够 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点03 影响酶促反应的因素与曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 一定酶量下，随S增加，速率先 后 。平台期限制因素是酶的数量和活性。 (1)底物浓度（S） (2)酶浓度（E） 底物足量时，反应速率与酶浓度成 比（直线）。 o o 限制因素是酶浓度或酶活性 限制因素是底物浓度 增　 稳　 正　 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点03 影响酶促反应的因素与曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 (3)温度 (4)pH 不同pH条件下，酶的最适温度不变 不同温度条件下，酶的最适pH也不变 最适温度下活性 。高温 空间结构，永久失活；低温抑制活性，可恢复。 过酸过碱 空间结构，永久失活。 最高　 破坏　 破坏　 t/℃ 最适温度 酶促反应速率 PH 最适PH 酶促 反应速率 酶所催化的化学反应一般是在________的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，都会使酶的________遭到破坏，使酶永久______。低温只是使酶的活性____，但酶的 ，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在 下保存。 比较温和　 空间结构　 失活　 降低　 空间结构稳定 低温 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点03 影响酶促反应的因素与曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 2.教材深挖 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点03 影响酶促反应的因素与曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 2.教材深挖 试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′ 实验步骤 一 2 mL淀粉酶 溶液 2 mL淀粉 溶液 2 mL淀粉酶 溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶 溶液 2 mL淀粉 溶液 二 放入0 ℃冰水中水浴5 min 放入60 ℃温水中水浴5min 放入100 ℃热水中水浴5 min 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min 四 取出试管各加入两滴碘液，振荡 实验现象 实验结论 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。 酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性。 （1）温度对酶活性的影响 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色 温度探究：建议用淀粉+淀粉酶，设置0℃、60℃、100℃三个梯度，用碘液检测（不加热）。 易错：误以为温度探究实验可以用斐林试剂检测 斐林试剂需水浴加热，会破坏低温组的温度条件，只能用碘液检测。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点03 影响酶促反应的因素与曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 2.教材深挖 （2）pH对酶活性的影响 随着pH降低， 酶活性下降， 若pH升高 不可恢复。 随着pH升高，酶活性下降，pH降低时 不可恢复。 pH 酶活性 最适pH a b c 0 操作要点：酶和底物必须先分别在设定条件下保温，再混合。 易错：误以为酶和底物可以先混合再调温 混合后反应已经开始，再调温无法保证反应处于预设的温度条件，实验结论无效。 实 验 步 骤 一 二 三 三 四 实验现象 结论 各加入3%过氧化氢2mL 几乎无气泡 反应约5min，记录气泡产生情况 较多气泡 几乎无气泡 各加入肝脏研磨液2滴 1号 2号 3号 1mL蒸馏水 1mL 0.01mol/L HCl 1mL 0.01mol/L NaOH 探究PH对酶活性的影响 在最适pH条件下，酶的活性最高，过酸、过碱都影响酶的活性 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点03 影响酶促反应的因素与曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 （2）pH对酶活性的影响 pH探究：建议用H2O2+过氧化氢酶，设置pH=5、pH=7、pH=9三个梯度，观测气泡产生速率。 易错：误以为pH探究实验可以用淀粉作底物， 淀粉在酸性条件下会自水解，无法准确判断酶活性变化，只能用过氧化氢作底物。 溶解细菌的细胞壁： 抗菌消炎 果胶酶：溶解细胞壁中的果胶 加酶洗衣粉：去污力更强 含酶牙膏：分解细菌， 清新口气 多酶片： 治疗消化不良 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识点03 影响酶促反应的因素与曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 （3）酶的应用 知识解构 即时演练 高分破译 降低化学反应活化能的酶 考点一 (1)误以为高温和低温对酶的影响相同，高温破坏空间结构导致永久失活，低温仅抑制活性，空间结构完整，升温后可恢复。 (2)误以为探究温度对酶活性的影响可以用过氧化氢作底物，H2O2受热易自分解，会干扰实验结果，无法准确反映酶活性变化。 (3)误以为探究pH对酶活性的影响可以用淀粉作底物，淀粉在酸性条件下易自水解，会导致淀粉剩余量减少的假阳性结果。 (4)误以为底物浓度越高反应速率一定越快，酶量有限时，底物浓度过高反应速率会趋于稳定，不再随底物浓度升高而增加。 易错警示（避坑指南） 考点一 降低化学反应活化能的酶 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.酶在催化化学反应时，是通过为反应物提供能量来加快反应速率的。（ ） 2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。（ ） 3.酶在化学反应前后化学性质和数量会发生改变，因此反应后需要不断补充。（ ） 4.高温、过酸和过碱都会破坏酶的空间结构，导致酶永久失活；而低温只会暂时抑制酶活性，空间结构未被破坏。（ ） 5.酶具有专一性，一种酶只能催化一种化学反应，不能催化一类化学反应。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✘️ ✓️ ️ ✘️ ✓️ ✘️ 考点一 降低化学反应活化能的酶 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 6.证明酶具有高效性的实验中，对照组应设置为加入等量的无机催化剂（如FeCl₃），而不是加入清水。（ ） 7.探究温度对酶活性的影响时，可以选用过氧化氢（H₂O₂）和过氧化氢酶作为实验材料。（ ） 8.探究温度对淀粉酶活性的影响时，若使用斐林试剂检测结果，需要对试管进行水浴加热。（ ） 9.在探究pH对酶活性的影响实验中，可先将酶和底物混合，再将混合物调至不同的pH环境中。（ ） 10.酶在细胞内和细胞外都能发挥催化作用，甚至在生物体体外给予适宜条件也能发挥作用。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✓️ ✘️ ✘️ ✘️ ✓️ 考点一 降低化学反应活化能的酶 考向01 酶的本质与作用机理辨析 知识解构 高分破译 即时演练 1．我国科学家发现，将Fe3O4破碎为纳米级别的颗粒，具有类似过氧化氢酶的催化效率，并将这种纳米颗粒称为“纳米酶”。据此推测，该“纳米酶”（　　） A．可以为过氧化氢的分解提供活化能 B．具有与天然过氧化氢酶相似的空间结构 C．本质是一种具有催化作用的有机物 D．与无机催化剂FeCl3相比具有高效性 酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而非提供活化能 纳米酶是Fe3O4纳米颗粒，属于无机物，天然过氧化氢酶是蛋白质，二者本质不同，空间结构不可能相似 纳米酶是Fe3O4破碎形成的纳米颗粒，本质为无机化合物，并非有机物 D 考点一 降低化学反应活化能的酶 考向01 酶的本质与作用机理辨析 知识解构 高分破译 即时演练 2．慢性创面（静脉性溃疡等）通常伴随着持续的炎症、氧化应激和感染，传统治疗效果有限。纳米酶是一类人工合成的类似酶的纳米材料，能够模拟天然酶（如过氧化物酶、氧化酶等）的功能，为慢性创面治疗提供了新思路。下列叙述正确的是（  ） A．游离的核糖体上可合成具有生物催化活性的纳米酶 B．纳米酶起催化作用时稳定性不如天然酶 C．推测纳米酶可在创面复杂的生理环境中保持活性，催化过氧化氢分解等 D．进一步提高纳米酶在创面局部的富集效率，可增加对正常组织的影响 纳米酶是人工合成的类似酶的纳米材料，不是细胞内核糖体合成的蛋白质类物质，且游离的核糖体只能合成蛋白质类多肽 天然酶大多为蛋白质，易受温度、pH等环境因素影响而失活，纳米酶是人工合成的纳米材料，催化作用的稳定性通常强于天然酶 提高纳米酶在创面局部的富集效率，可使其更多作用于创面，从而减少对正常组织的影响 C 3．酶与底物结合完成催化反应后结构会发生相应的变化。枯草杆菌蛋白酶（S酶）可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者结合的活性中心位置相同。研究人员利用S酶进行的四组实验（SCTH表示催化CTH反应后的S酶，SCU表示催化CU反应后的S酶），结果如图所示。对实验结果分析正确的是（　　） A．由实验结果推测，S酶和CTH反应后还能催化CU进行高效反应 B．S酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，表明其不具有专一性 C．S酶与底物结合后，为底物转化为产物提供所需的活化能 D．若要进一步探究SCTH是失活或是空间结构固化，可以增加SCTH催化CTH反应组 考点一 降低化学反应活化能的酶 考向02 酶的三大特性及曲线分析 知识解构 高分破译 即时演练 从右侧图可知， SCTH+CU组的产物相对量几乎为 0，说明S酶催化 CTH 反应后，无法高效催化 CU 反应 酶专一性指催化一类底物，CTH、CU属于同类底物，S酶仍具有专一性 酶的作用机理是降低化学反应的活化能，因此 S 酶与底物结合后，会降低底物转化为产物所需的活化能 D 4．酸性磷酸酶（简称ACP）广泛分布于人体细胞的溶酶体中，它可以分解细胞内衰老细胞器及外来异物。为研究不同金属离子对该酶活性的影响，科研人员进行了一系列实验，检测出在30℃条件下不同环境中ACP的活力如下图所示。下列有关说法错误的是（     ） A．该实验的自变量是金属离子的种类和浓度 B．若适当升高温度，每个小组中ACP的相对活力会提高 C．Ca2+和Mg2+处理后，为ACP催化反应提供活化能 D．Pb2+和Cd2+可能使ACP构象发生改变导致相对活力降低 考点一 降低化学反应活化能的酶 考向01 酶的本质与作用机理辨析 知识解构 高分破译 即时演练 Ca2+和Mg2+不能为反应提供活化能 C 考点二 与酶相关的实验探究 知识点01 酶相关实验的设计原则与变量控制 知识解构 即时演练 高分破译 1.核心梳理 （1）实验原则： （2）变量分析： 对照原则 单一变量原则 等量原则 自变量 因变量 无关变量 催化剂种类（高效性）、底物种类/酶种类（专一性）、温度/pH（影响条件） 反应速率（气泡数、产物生成量、底物剩余量） 底物浓度、酶浓度、反应时间、体积等，必须保持相同且适宜 易错：误以为实验可以设置多个自变量， 单一实验只能有一个自变量，其余均为无关变量，多自变量会导致无法判断结果的影响因素。 易错：误以为无关变量对实验结果无影响，无关变量若控制不当，会直接干扰实验结论，比如底物浓度不一致会导致反应速率差异。 考点一 降低化学反应活化能的酶 知识解构 即时演练 高分破译 深度避坑·易错直击 误以为验证专一性可以用碘液检测蔗糖水解，碘液仅能检测淀粉，无法检测蔗糖或其水解产物，必然导致实验结论错误。 误以为蛋白酶水解蛋白质后双缩脲试剂检测无紫色，蛋白酶本身是蛋白质，仍会和双缩脲试剂反应显色，无法通过该实验判断蛋白质是否被水解。 误以为酶发挥作用后会被消耗，酶在反应前后化学性质和数量均不改变，可反复利用，不会因催化反应而减少。 考点二 与酶相关的实验探究 知识点01 酶相关实验的设计原则与变量控制 知识解构 即时演练 高分破译 2.自变量、因变量、无关变量的比较 对比项 自变量 因变量 无关变量 定义 人为改变的变量 除自变量外可能影响实验结果的其他变量 实例（温度探究） 淀粉浓度、酶浓度、反应时间、pH等 控制原则 准确观测和记录 温度 唯一变量，设置梯度 随自变量变化而变化的变量 淀粉剩余量 （碘液检测） 相同且适宜 考点二 与酶相关的实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 探究温度/pH对酶活性的影响 1.实验材料、试剂、操作注意事项 对比项 温度探究实验 pH探究实验 底物 酶 检测试剂 选材原因 在温度变化下稳定；H2O2受热自分解 在酸性下稳定；淀粉在酸性下自水解 操作关键 先保温再混合，冷却后加碘液 先调pH再混合，观测气泡 淀粉 淀粉酶 碘液（不加热） 淀粉 过氧化氢 过氧化氢酶 气泡产生速率/卫生香燃烧程度 H2O2 知识解构 即时演练 高分破译 与酶相关的实验探究 考点二 (1)误以为保温时间长短不影响结果，保温时间不足会导致反应不充分，淀粉水解不完全，出现假阳性结果。 (2)误以为温度实验中可以先加碘液再冷却，高温会破坏碘液与淀粉的显色反应，必须冷却后再滴加碘液。 (3)误以为可以用蒸馏水代替缓冲液调节pH，蒸馏水pH约为7，会破坏预设的pH梯度，导致实验结果偏差。 (4)误以为温度实验中0℃组升温后蓝色会立即消失，低温仅抑制酶活性，升温后酶活性恢复需要一定时间，不会瞬间反应完全。 (5)误以为pH实验中气泡少就是酶失活，也可能是pH不适宜导致酶活性暂时降低，需结合后续恢复pH的实验判断是否为永久失活。 易错警示（避坑指南） 考点二 与酶相关的实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 酶抑制剂的探究 1.酶抑制剂的类型 抑制剂：抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。 非竞争性抑制剂 根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制。 竞争性抑制剂 结构与底物相似，竞争酶的活性中心；Vmax不变，Km变大；增加底物浓度可减弱抑制。 结合酶的别位，改变构象；Vmax下降，Km不变；增加底物浓度无法解除抑制。 易错警示（避坑指南） 知识解构 即时演练 高分破译 与酶相关的实验探究 考点二 (1)误以为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的区别是能否被解除，实际竞争性抑制剂可被高浓度底物削弱，非竞争性抑制剂无法被底物浓度影响。 (2)误以为所有抑制剂的作用都是不可逆的，竞争性抑制是可逆的，非竞争性抑制多为不可逆，二者的可逆性不可混淆。 (3)误以为抑制剂一定会降低反应速率，高浓度底物下竞争性抑制剂的抑制作用会被大幅削弱，反应速率可接近正常水平。 (4)误以为磺胺类药物对人体有害，人体可直接利用食物中的叶酸，不需要自身合成，因此不受磺胺类药物的影响。 (5)误以为重金属中毒可以通过增加底物浓度缓解，重金属属于非竞争性抑制剂，增加底物浓度无法解除抑制，中毒后需及时就医。 考点二 与酶相关的实验探究 回归教材·易错辨析 1.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，加热组气泡多是因为加热降低了H2O2分解的活化能。（ ） 2.探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物在室温下混合后，再置于不同温度水浴中处理。（ ） 3.验证酶的专一性时，可以使用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液作为实验材料与检测试剂。（ ） 4.探究pH对酶活性的影响时，可以选择淀粉作为底物，用斐林试剂检测产物的生成情况。（ ） 5.在“影响酶活性的条件”探究实验中，先让酶和底物分别达到预设温度/pH，再将其混合，是为了保证反应一开始就处于预设条件。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✓️ 考点二 与酶相关的实验探究 回归教材·易错辨析 6.用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响是合理的，因为过氧化氢酶在动植物细胞中普遍存在。（ ） 7.探究温度对淀粉酶活性的影响实验中，若用斐林试剂检测，需要在50~65℃水浴加热后才会出现砖红色沉淀。（ ） 8.实验设计中，无关变量对实验结果没有影响，因此不需要严格控制。（ ） 9.竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂的区别在于前者可以被高浓度的底物削弱，后者不能。（ ） 10.在探究pH对酶活性的影响实验中，设置一系列pH梯度的缓冲液是为了控制自变量。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✘️ ✘️ ✘️ ✓️ ✓️ 5．板栗壳黄酮和柚皮素均不能催化脂肪水解，却可以影响脂肪酶活性。两者作用效果如图1所示，两者之一作用机理和图2中抑制剂一致。下列说法正确的是（      ） A．图1实验的目的是探究不同浓度的脂肪条件下，板栗壳黄酮和柚皮素对脂肪酶活性的影响 B．脂肪酶的量为无关变量，各组可不相等 C．由图2可知，底物与抑制剂均能与酶结合，可推断脂肪酶的作用不具有专一性 D．板栗壳黄酮发挥作用的机理与图2中抑制剂一致 考点二 与酶相关的实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 酶相关实验的变量控制与设计原则 此实验中，脂肪酶的量为无关变量，应保持相同且适宜 酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，底物和抑制剂结构相似，均能与酶结合，不能得出酶不具有专一性的结论 图2所示抑制剂作用机理中，底物与抑制剂竞争活性部位的能力与其浓度呈正相关，即增大底物浓度可以消除抑制剂的影响，对应图1中柚皮素的曲线 A 6．碱性蛋白酶能催化酪蛋白水解，使低脂奶在特定波长处的吸光值降低。利用这一原理可测定碱性蛋白酶的活性，研究人员据此分别测定了（图1）和pH为3~13（图2）时碱性蛋白酶对低脂奶的水解效率。下列分析错误的是（       ） 注：水解效率是指一定条件下，被水解低脂奶的量占初始总低脂奶量的比值。 A．图1中水解效率趋于稳定的主要原因不是底物不足 B．图2中pH为9~11时，吸光值相对比较低 C．和都会改变碱性蛋白酶的空间结构 D．进行图2实验时，水解反应时间至少要35min 考点二 与酶相关的实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 酶相关实验的变量控制与设计原则 图2中pH=9的时候水解效率为10%，对应图1中水解效率为10%应该是5分钟左右 D 7．温度可以影响酶的活性和化学反应速率。如图表示温度影响酶促反应的机理，其中曲线a表示不同温度下的化学反应速率，曲线b表示温度对酶活性的影响，曲线c表示温度对酶促反应速率的影响。下列叙述错误的是（　　） 考点二 与酶相关的实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 考向02 影响酶活性的探究实验与曲线分析 A．图中1位点酶活性大于2位点酶活性 B．酶分子本身会随温度的升高而发生空间结构改变 C．曲线a也可以表示不同温度下底物分子所具有的能量 D．酶活性最大时对应的温度与酶促反应的最适温度相同 图示酶活性最大时对应的温度在1位点之前，而酶促反应的最适温度位于1和2之间，可见酶活性最大时对应的温度与酶促反应的最适温度不相同 D 8．对氨基苯甲酸是细菌合成二氢叶酸的原料。磺胺类药与对氨基苯甲酸结构相似，与其竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，从而抑制二氢叶酸的合成，起到杀菌作用，作用机理如图1所示。科研工作者测定对氨基苯甲酸浓度对二氢叶酸合成酶活性的影响，结果如图2所示。下列叙述正确的是（　　） 考点二 与酶相关的实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 考向02 影响酶活性的探究实验与曲线分析 A．二氢叶酸合成酶在发挥作用前后，其化学性质及数量均会改变 B．图1说明磺胺类药可改变对氨基苯甲酸结构，从而抑制合成过程 C．图2结果表明存在磺胺类药时不影响二氢叶酸合成酶的催化效率 D．图2表明当对氨基苯甲酸浓度足够高时，能解除磺胺类药的抑制作用 酶是生物催化剂，发挥催化作用前后，其化学性质和数量均不发生改变不相同 D 图1显示磺胺类药与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶的活性中心，并没有改变对氨基苯甲酸的结构 图2中相同对氨基苯甲酸浓度下，存在磺胺类药时二氢叶酸合成酶活性更低，说明磺胺类药会降低该酶的催化效率 （1）全称： （2）结构简式： （3）元素组成： 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 ATP的分子结构与元素组成 O- C O C C H H OH OH C C O P O P O P O- O O- O O- O N C N C C C N C N N H H H H H H H H 腺嘌呤 核糖 三个磷酸基团 腺苷(A) ATP（腺苷三磷酸） ADP（腺苷二磷酸） AMP（腺苷一磷酸） 腺苷三磷酸 A—P~P~P A表示: 腺苷 T表示: 三 P表示: 磷酸基团 ～表示: 特殊化学键 -表示: 普通化学键 （水解释放约30.54kJ/mol能量） C、H、O、N、P 1.核心梳理 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 ATP的分子结构与元素组成 2.辨析不同A代表的含义和组成（高考必考） 对比项 ATP中的A 核苷酸中的A DNA中的A RNA中的A 含义 组成 腺苷 腺嘌呤+核糖 腺嘌呤 含氮碱基 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤+脱氧核糖+磷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤+核糖+磷酸 3.A—P～P～P 供能的原理 　 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 ATP的分子结构与元素组成 由于两个相邻的磷酸基团都带 而相互排斥等 ATP 中的 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，即具有较高的转移势能 ATP 在酶的作用下水解时，脱离下来的 携能量与其他分子结合，从而使后者发生变化 负电荷 特殊化学 磷酸基团 易错警示（避坑指南） 知识解构 即时演练 高分破译 与酶相关的实验探究 考点二 (1)误以为ATP中的A代表腺嘌呤，实际A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，二者不能混淆。 (2)误以为ATP含有三个高能磷酸键，实际仅有两个高能磷酸键，其余为普通磷酸键，能量差异较大。 (3)误以为ATP是细胞内的储能物质，ATP是直接能源物质，脂肪、糖原才是细胞的主要储能物质，ATP仅负责能量的即时转运。 (4)误以为ATP中的高能磷酸键都很稳定，远离A的高能磷酸键最不稳定，最易断裂和重新合成，是能量释放的关键位点。 (5)误以为不同“A”的含义完全相同，ATP中的A是腺苷，核苷酸中的A是腺嘌呤，二者组成不同，不能混用。 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 ATP与ADP的相互转化 1.核心梳理 ADP ATP 用于各项生命活动， 如主动运输（Na⁺-K⁺泵）、肌肉收缩（机械能）、 生物发光（光能）、 神经冲动传导（电能）、 物质合成（化学能）等 能量 合成ATP的过程中，所需的能量从哪里来？ 绿色植物： 光合、呼吸作用 动物：呼吸作用 细胞质基质、 线粒体、叶绿体类囊体薄膜 反应场所 教材P86："一个人在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg ATP转化成ADP"说明什么？ 说明ATP在细胞中含量很少，但转化十分迅速，处于动态平衡。 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 ATP与ADP的相互转化 合成酶 ATP 水解酶 ADP +Pi +能量 思考：ATP与ADP的相互转化是可逆反应？ （1）反应式： （2）相互转化 ①水解： ②合成： 不可逆性：物质可逆，能量不可逆： 高能磷酸键断裂，释放能量，用于吸能反应。 吸收能量，形成高能磷酸键，能量来自放能反应。 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 ATP与ADP的相互转化 2.比较ATP的水解与合成 对比项 ATP水解 ATP合成 反应式 ATP → ADP + Pi + 能量 ADP + Pi + 能量 → ATP 酶 能量变化 能量 能量 用途/来源 用于 反应 来自 反应（呼吸、光合） 场所 细胞内所有需能部位 、 、 叶绿体类囊体薄膜 ATP水解酶 释放 吸能 ATP合成酶 吸收 放能 细胞质基质 线粒体 易错警示（避坑指南） 知识解构 即时演练 高分破译 ATP的结构与功能 考点三 (1)误以为ATP与ADP的转化是可逆反应，二者催化酶、能量来源和去向均不同，整体为不可逆反应，仅物质层面可逆。 (2)误以为ATP只在有氧呼吸中合成，无氧呼吸、光合作用光反应也能合成ATP，比如哺乳动物成熟红细胞可通过无氧呼吸合成ATP。 (3)误以为所有主动运输都直接消耗ATP，继发性主动运输依赖离子梯度势能，不直接消耗ATP，比如小肠上皮细胞吸收葡萄糖。 (4)误以为ATP合成场所只有线粒体，细胞质基质、叶绿体类囊体薄膜也能合成ATP，光合作用光反应是植物ATP的重要来源之一。 (5)误以为ATP含量越高细胞代谢越旺盛，细胞内ATP含量极少，依赖快速的转化平衡满足能量需求，含量高反而可能是转化受阻的表现。 与载体蛋白结合激活其酶活性 Pi携转移势能与载体结合 载体蛋白 空间结构改变 Ca2+ ATP水解 Ca2＋释放到膜外 载体蛋白磷酸化 运输 作为ATP水解酶 （以Ca2+主动运输为例） 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 ATP的利用与磷酸化 磷酸化：蛋白质的磷酸化与去磷酸化是可逆反应，是细胞信号调节的重要方式——磷酸化可激活或抑制酶活性。 (1)吸能反应总是与 相联系，由ATP水解提供能量； 放能反应总是与 相联系，释放的能量贮存在ATP中。 (2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 糖类、脂肪等有机物 储存有大量的能量， 但不能被直接利用。 ATP储存的能量相对较少，但能被直接利用。 释放 储存 ATP是细胞内流通的能量"通货" ATP的水解 ATP的合成 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 ATP的利用与磷酸化 ATP不是储能物质（储能的是脂肪、糖原） 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 ATP的利用与磷酸化 能源物质 生物体主要的能源物质 细胞生命活动主要能源物质 生物体内良好的储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 最终能源来源 直接能源物质 ATP 葡萄糖 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 糖类 判断：ATP是细胞可以直接利用的能量。（ ） × 注意：ATP≠能量， ATP是直接能源物质！ 其他直接能源： UTP（糖原合成）、GTP（蛋白质合成）、CTP（磷脂合成） 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 ATP的利用与磷酸化 对比项 ATP UTP GTP CTP 功能 通用能量通货 糖原合成的直接能源 蛋白质合成的直接能源 磷脂合成的直接能源 结构 A-P~P~P U-P~P~P G-P~P~P C-P~P~P 联系 均为核苷三磷酸，结构相似，功能不同，ATP是最主要的 直接能源物质的比较 实验：萤火虫发光的直接供能物质 （1）发光机理： （2）实验过程： 荧光素 ATP供能 激活的荧光素 荧光素酶 O2 氧化荧光素 萤火虫发光器 干燥后研磨成粉 15min 暗处 荧光消失 2ml蒸馏水 2ml葡萄糖溶液 2ml脂肪溶液 2mlATP溶液 无荧光出现 无荧光出现 无荧光出现 有荧光出现 葡萄糖和脂肪不能为发光器直接供能，而ATP可以。 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 ATP的利用与磷酸化 易错警示（避坑指南） 知识解构 即时演练 高分破译 ATP的结构与功能 考点三 (1)误以为ATP是唯一的直接能源，UTP、GTP、CTP也可作为特定反应的直接能源，比如GTP是蛋白质合成的直接能源。 (2)误以为磷酸化一定会激活酶活性，磷酸化既可激活也可抑制酶活性，比如糖原磷酸化酶磷酸化后激活，糖原合成酶磷酸化后抑制。 (3)误以为ATP水解释放的能量全部用于做功，部分能量会以热能形式散失，用于维持体温，能量利用率并非100%。 (4)误以为自由扩散也需要ATP供能，自由扩散是顺浓度梯度的被动运输，不消耗ATP，只有主动运输才需要ATP供能。 (5)误以为葡萄糖是直接能源物质，葡萄糖需经氧化分解合成ATP后，才能被细胞直接利用，葡萄糖属于储能物质的范畴。 考点三 ATP的结构与功能 回归教材·易错辨析 1.ATP中的“A”与核苷酸中的“A”代表的含义相同，均为腺嘌呤。（ ） 2.ATP分子中含有3个高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键最容易断裂。（ ） 3.ATP是细胞内的主要储能物质，脂肪、糖原是细胞内的直接能源物质。（ ） 4.ATP与ADP的相互转化是可逆反应，催化水解和合成的酶是同一种酶。（ ） 5.绿色植物叶肉细胞中，ATP的合成场所仅为线粒体和叶绿体。（ ） 6.哺乳动物成熟红细胞因无线粒体，无法通过细胞呼吸合成ATP。（ ） 7.小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程属于主动运输，必须直接消耗ATP。（ ） 8.ATP水解释放的磷酸基团不会影响其他分子的结构和活性。（ ） 9.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系，放能反应一般与ATP的水解相联系。（ ）10.细胞内ATP含量越高，说明细胞代谢越旺盛，生命活动越活跃。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ 9．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 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 ATP的分子结构与不同"A"的辨析 ATP可在细胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂 C 10．在如图四种化合物的化学组成中，大圆圈中所对应的含义最接近的是（     ） A．①和② B．①和④ C．③和④ D．②和④ 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 ATP的分子结构与不同"A"的辨析 ①是ATP分子，其中“〇”表示腺嘌呤核糖核苷酸；②表示腺嘌呤核糖核苷酸，其中“〇”表示腺嘌呤；③表示DNA的片段，其中“〇”表示腺嘌呤脱氧核苷酸；④表示RNA，其中“〇”表示腺嘌呤核糖核苷酸 B 11．ATP合酶和ATP酶是两类功能不同的酶，ATP合酶催化ATP的合成(利用跨膜质子梯度将ADP与磷酸结合)；ATP酶通常指水解ATP释放能量的酶。下列有关酶和ATP的说法正确的是（　　） A．线粒体和叶绿体内膜上均存在ATP合酶 B．ATP酶催化ATP水解释放能量可用于CO2的固定等生命活动 C．ATP水解的产物可能成为合成酶的原料 D．酶的合成伴随着ATP的水解，酶的水解伴随着ATP的合成 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 高分破译 即时演练 考向02 ATP与ADP的相互转化及与细胞代谢的联系 线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段，存在ATP合酶催化ATP合成；叶绿体中ATP合酶分布于类囊体膜（非内膜），利用光合作用光反应产生的质子梯度合成ATP C CO₂的固定（暗反应中RuBP羧化酶催化）不消耗ATP，仅需光反应提供的ATP和NADPH用于后续C₃还原 酶的水解（如蛋白酶分解）是放能过程，不直接伴随ATP合成，ATP合成依赖细胞呼吸或光合作用 12．底物水平磷酸化是指代谢物在氧化分解过程中直接将代谢物分子中的磷酸基团转移给ADP或GDP形成ATP或GTP的过程，如图所示（以ATP为例）。下列叙述正确的是（     ） A．ATP中相邻的三个磷酸基团因带正电荷而相互排斥 B．底物分子形成产物分子是一个需要吸收能量的过程 C．ATP是一种高能磷酸化合物，含有三个特殊的化学键 D．细胞质基质和线粒体基质均可能发生底物水平磷酸化 考点三 ATP的结构与功能 知识解构 高分破译 即时演练 ATP中相邻的三个磷酸基团因带负电荷而相互排斥 考向02 ATP与ADP的相互转化及与细胞代谢的联系 D 底物分子形成产物分子伴随着ATP的合成，是一个释放能量的过程 ATP是一种高能磷酸化合物，含有二个特殊的化学键 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 04 73 题组一 情景设定：酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化 知识溯源：酶的作用机理 1．（2026·河北·高考真题）酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是（      ） A．图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B．图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C．与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D．图2所示反应中酶促反应的活化能为f 真题溯源·考向感知 D 【分析】活化能是反应物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态所需的能量，即图2中反应物2的能量水平到曲线峰值的能量差，f是②曲线峰值到产物2的能量差，不属于酶促反应的活化能，D错误。 2．（2026·湖南·高考真题）关于过氧化氢酶的叙述，错误的是（      ） A．过氧化氢酶可以降低H2O2分解反应所需的活化能 B．若用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，应设置不加酶的对照组 C．持续升高H2O2浓度不一定加快过氧化氢酶的酶促反应速率 D．过氧化氢酶活性随pH降低而降低，随pH升高而升高 真题溯源·考向感知 题组二 情景设定：过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 知识溯源：酶促反应的因素及实验 D 【分析】过氧化氢酶的活性存在最适pH：在一定pH范围内，低于最适pH时，随pH升高酶活性升高；高于最适pH时，随pH升高酶活性降低；过酸、过碱都会使酶空间结构被破坏，永久失活，D错误。 真题溯源·考向感知 题组三 情景设定：“某种酶在不同底物浓度下对应的反应速率 知识溯源：酶的特性及酶促反应的因素 3．（2026·湖北·高考真题）为探究某种酶的活性，某同学在最适温度C条件下，测得不同底物浓度下对应的反应速率，结果如下表。 下列叙述错误的是（      ） A．若将1号试管的原酶液稀释10倍，其反应速率会下降 B．若3号试管反应温度改为37℃，其反应速率会下降 C．若4号试管多加1倍酶量，其反应速率会升高 D．实验说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行 D 【分析】 底物浓度从1.0×10-3mol·L-1升高到1.0×10-2mol·L-1时，反应速率保持不变，并未下降，不能说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行，D错误。 真题溯源·考向感知 题组四 情景设定：液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡 知识溯源：ATP的功能及利用 4．（2026·山东·高考真题）果肉细胞中，液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是（　 　） A．质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B．质子泵在运输H+的过程中空间结构会发生变化 C．TST运输蔗糖的方向和其运输H+的方向相同 D．H+与蔗糖经TST跨膜运输时都需要与其结合 C 【分析】质子泵消耗ATP将H+运入液泡，说明液泡内H+浓度高于细胞质基质，H+顺浓度梯度运输的方向是从液泡到细胞质基质；而TST将蔗糖运入液泡，因此二者运输方向相反，C错误。 真题溯源·考向感知 题组五 情景设定：有氧呼吸第三阶段中ATP的合成 知识溯源：ATP的功能及利用 5．（2026·浙江·高考真题）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH中的和可与结合生成，并伴随ATP的合成，如图所示。当缺乏时，此过程中ATP的合成减少，其原因是 （　　） A．合成ATP的酶催化能力降低 B．膜两侧浓度梯度增大 C．第三阶段中电子的传递受阻 D．释放的能量更多以热能形式散失 C 【分析】 酶的催化能力不会因O2缺乏直接降低，A错误； O2缺乏时，H⁺出膜变的少，膜两侧H⁺浓度梯度是减小，消耗的电子减少，H⁺浓度差产生的电势能减少，ATP合成下降，第三阶段中电子的传递受阻，B错误，C正确；能量更多以热能形式散失不是O2缺乏时ATP合成减少的直接原因，D错误。 题组六 情景设定：剧烈运动过程中供能占比随运动时间变化趋势 知识溯源：ATP与ADP的相互转化 6．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）剧烈运动过程中，骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是（　　） A．60 s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B．78.6 s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等 C．肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用 D．运动后期，供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化 真题溯源·考向感知 B 【分析】 78.6s时有氧呼吸供能占比为50%，即有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等，由于消耗等量葡萄糖时有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸，因此此时无氧呼吸消耗的葡萄糖量远多于有氧呼吸，二者消耗葡萄糖量不相等，B错误。 题组七 情景设定：油菜蜂花粉多酚和药物Q对胰脂肪酶活性的影响 知识溯源：酶促反应的因素及实验 7．（2025·广西·高考真题）研究人员探究了不同浓度的油菜蜂花粉多酚（以下简称“多酚”）和药物Q对胰脂肪酶活性的影响（图a）；以及不同pH处理多酚后，多酚对该酶的酶促水解速率的影响（图b）。下列说法正确的是（　　） A．单位时间内甘油的生成量，可作为以上实验的检测指标 B．在催化脂肪水解过程中，胰脂肪酶提供了大量的活化能 C．相同浓度下，药物Q对胰脂肪酶活性的抑制效果强于多酚 D．比较不同pH处理后的多酚，乙组对胰脂肪酶活性的抑制效果最弱 真题溯源·考向感知 A 【分析】酶的作用机理为降低化学反应的活化能，而不是提供活化能，B错误；由图a可知，相同浓度下，药物Q处理后胰脂肪酶的相对活性高于多酚处理，因此药物Q对胰脂肪酶活性的抑制效果弱于多酚，C错误；在图b中，乙组酶促水解速率最低，说明乙组对胰脂肪酶活性的抑制作用最强，D错误。 题组八 情景设定：探究温度对酶催化反应速率的影响 知识溯源：验证性实验与探究性实验 8．（2025·贵州·高考真题）科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜 B．该实验中，温度高于60℃后酶变性导致反应速率下降 C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响 D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度 真题溯源·考向感知 C 【分析】无关变量相同且适宜，A正确；温度高于60℃后反应速率下降，是因为高温使酶的空间结构遭到破坏，酶发生变性，B正确；在底物充足的情况下，酶促反应速率与酶的浓度呈正相关，增加酶的用量会使反应速率加快，C错误；该酶的最适温度在50~60℃之间，所以进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度，D正确。 情境探究·素养拓展 强化探究逻辑，对接科技前沿 05 82 情境探究·长句作答 1.（2026·青海·模拟）细胞代谢过程中会产生一些对细胞有害的代谢废物，如H2O2。过氧化氢酶（CAT）是一种广泛存在于动物、植物和微生物体内的末端氧化酶，能将H2O2分解为O2和H2O。回答下列问题： (1)为验证酶的特性，某实验小组在 30℃条件下进行了如表所示的实验。对比实验 ，可验证酶的高效性；对比实验 ，可验证酶的专一性。 (2)该实验小组将新鲜肝脏研磨液煮沸后冷却至30℃，然后将其与H2O2混合，发现试管中无气泡产生，原因是 。 1和2 2和3 温度过高会导致酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活 情境探究·长句作答 (3)调控CAT的生物合成对机体具有十分重要的意义。该实验小组在黑曲霉发酵培养过程中分别加入不同的金属离子（浓度均为：2g·mL-1）培养结束后检测不同金属离子对菌体干重和CAT活力的影响，部分实验结果如图所示。 ①该实验的自变量是 。 ②据图分析，各金属离子中对黑曲霉生长的抑制作用最明显的是 。若要促进黑曲霉生长，减少生长过程中的代谢废物，最好选择金属离子 。 金属离子种类、培养时间 Zn2+ Ca2+ 2．（2026·江苏·模拟）白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道黏膜中的真菌，当机体免疫功能下降时，菌丝大量生长，侵入细胞引起疾病。V蛋白具有ATP酶活性，对菌丝形成有重要作用。 情境探究·长句作答 （1）酶是生物催化剂，其作用机理是 。ATP合成酶在 上合成。 （2）ATP合成酶由突出于膜外的F1和嵌入膜内的F0两部分组成。F1负责ATP的合成或水解，F0是一个疏水蛋白复合体，形成跨膜H＋通道，当H＋顺浓度梯度穿过ATP合成酶时，ADP与Pi结合形成ATP（其过程如图所示）。据图推测，在真核细胞中含有该酶的生物膜有 （至少填出两种）。如果该图表示叶绿体内合成ATP的过程。若膜两侧的H＋浓度梯度突然消失，其他条件不变，短时间内暗反应中的五碳化合物的量会 （填“增加”“减少”或“不变”）。 。 降低化学反应的活化能 核糖体 线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜 减少 情境探究·长句作答 （3）白色念珠菌与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白色念珠菌具有 。ATP分子的结构简式是 ，V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子 中的能量被释放出来，同时产生无机磷。 （4）科研人员研究不同浓度药物D（一种ATP酶抑制剂）对Ⅴ蛋白的作用，将Ⅴ蛋白与反应缓冲液混合．实验组加入用DMSO溶解的不同浓度的药物D溶液，室温孵育10min之后向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30min。再向反应体系中加入孔雀绿试剂（可与无机磷反应呈现绿色），定量分析反应体系的绿色深浅，得到如图所示结果。 ①实验中测定的绿色深浅，可反映出 的量，从而得到V蛋白活性。 ②本实验以对照组数据作为V蛋白活性相对值1，对照组的处理是 ，室温孵育10min，向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30min。 ③实验结果说明 以核 膜为界限的细胞核 A—P～P～P 高能磷酸键 ATP水解 将V蛋白与反应缓冲 液混合，加入等量DMSO溶液 药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度的增加，抑制作用增强 3.（2026·云南·模拟）为探究酶的催化效率，采用如图所示装置进行实验，Y型管一侧（乙）加入H2O2溶液，另一侧（甲）加入某种溶液，倾斜试管使两侧液体混合，H2O2分解释放O2引起密闭装置内气压变化，实验分组、处理及结果如下表所示。回答下列问题： (1)本实验的自变量是 。 (2)组别Ⅲ的作用是 。 (3)组别Ⅰ、Ⅱ的实验结果说明 ，组别Ⅰ 200s后相对压强不再变化，原因是 。 注：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。每滴FeCl3溶液中Fe3+数，约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。表中数据是在30℃及过氧化氢酶的最适pH条件下测得的。 催化剂的种类 作为空白对照， 作为空白对照，排除 H2O2自然分解对实验结果的干扰 酶具有高效性 试管内H2O2完全分解，不再产生O2 实验探究·强化逻辑 3.（2026·云南·模拟）为探究酶的催化效率，采用如图所示装置进行实验，Y型管一侧（乙）加入H2O2溶液，另一侧（甲）加入某种溶液，倾斜试管使两侧液体混合，H2O2分解释放O2引起密闭装置内气压变化，实验分组、处理及结果如下表所示。回答下列问题： (4)在探究温度对酶活性的影响实验中， （填“能”或“不能”）用过氧化氢和新鲜肝脏研磨液进行探究，原因是 。 注：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。每滴FeCl3溶液中Fe3+数，约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。表中数据是在30℃及过氧化氢酶的最适pH条件下测得的。 实验探究·强化逻辑 不能 过氧化氢 在高温条件下容易分解（或温度会影响过氧化氢的分解），会干扰实验结果 4.（2026·山西·模拟预测）2026年4月，香港中文大学李中教授团队在Advanced Materials发表研究：构建了一种基于树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒（DMSN）、模拟细胞色素c氧化酶（CcO）的纳米酶，即三苯基膦（TPP）-DMSN-Fe/Cu。该纳米酶引入铁、铜单原子以模拟CcO的催化中心，并通过线粒体靶向分子TPP进行修饰。在大鼠临界尺寸骨缺损模型中，治疗4周后骨体积提升177%，骨矿化密度提高12%。 （1）该纳米酶模拟的是线粒体中的 （填"有氧呼吸第几阶段"）的关键酶，其催化的反应过程是 。 （2）纳米酶以铁、铜单原子模拟CcO催化中心，从酶的本质角度分析，这种设计依据的生物学原理是： 。 科技前沿·选拔特训 第三阶段 将电子传递给氧生成水，同时驱动H⁺跨膜运输形成电化学 梯度，为ATP合成提供动力 酶的本质是具有催化作用的有机物，少数RNA和某些金属 配合物也能降低化学反应的活化能；铁、铜单原子可提供类似于CcO活性中心的空间结构和电子传递能力，从而降低反应的活化能 （3）骨再生初期需要大量ATP供给。请结合"ATP与ADP相互转化"的知识，解释该纳米酶促进干细胞成骨分化的能量代谢机制： 。 （4）传统天然酶在应用中常面临稳定性差、制备成本高等限制。请结合纳米酶的优势，谈谈其在医学领域的应用前景： 。 科技前沿·选拔特训 纳米酶增强电子传递链活性，促进 H⁺跨膜梯度形成，驱动ATP合成酶催化ADP+Pi→ATP；ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化，改变其空间结构和活性，从而营造利于骨再生的细胞微环境，促进干细胞成骨分化 纳米酶稳定性高、制备成本相对较低、易 于规模化生产，可靶向递送至特定细胞器（如线粒体），在骨再生、肿瘤治疗、神经退行性疾病干预等领域具有广阔的应用前景 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 91 2H2O22H2O＋O2↑， EVCapture4.1.1软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $