2025届新高考生物精准突破复习酶与ATP

2025届新高考生物精准突破复习酶与ATP课标要求1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响2.探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素3.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质

考点一

酶的本质、作用和特性1.酶的本质及生理功能蛋白质RNA核糖核苷酸核糖体内外活细胞催化活化能【巧记】酶概念的1个“二”和3个“一”活化能:分子从_____转变为容易发生化学反应的_____状态所需要的能量。常态活跃2.实验:

比较过氧化氢在不同条件下的分解(一)实验中的变量:1.自变量:人为控制的对实验对象进行处理的因素，即人为改变的变量。2.因变量:因自变量改变而变化的变量3.无关变量:对实验结果造成影响的可变因素。(二)实验遵循的原则:单一变量原则、对照原则、等量原则等相同且适宜②变量分析2.过氧化氢在不同条件下的分解①实验过程H2O2的浓度③结果分析

a组与b组比较，说明:Fe3＋和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解；过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高加热能促进H2O2分解,提高反应速率；c组与d组未经加热，也有气泡产生，说明:c组与d组比较，说明:b.FeCl3能催化过氧化氢分解;c.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解;d.过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高。a.高温可以加快过氧化氢分解;④结论:【检测】在“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”中，对实验的处理如表所示。对该实验的有关分析不正确的是()试管组别实验处理加入3%H2O2/mL温度加入试剂试管12常温/试管2290℃/试管32常温2滴3.5%FeCl3溶试管42常温2滴20%肝脏研磨液A.在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量B.试管2中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组C.若试管4和试管1组成对照实验，可说明酶具有催化作用D.若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管4和试管3BB项:试管2的温度与试管1不同,因此试管2也是实验组。3.酶的作用原理分析(1)无催化剂催化的反应曲线是

。(2)有酶催化的反应曲线是

。(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，

。(4)AB段的含义是

。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将

移动。用加热的方法

(能/不能)降低反应所需活化能，但会

。②①酶降低的活化能向上不能提供能量注:如果终态的能量低于初态,说明该反应为放能反应，往往伴随着ATP的合成，反之，则为吸能反应。反应所需要的活化能(6)酶作为生物催化剂与无机催化剂相比，在发挥作用时有哪些共同点？①反应前后化学性质和数量不变；②能加快反应速率，缩短达到反应平衡的时间，但不能改变平衡点；③都能降低化学反应的活化能。(7)酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？不可以催化(降低化学反应的活化能)是酶唯一的功能，它不具有调节功能，也不作为能源(或组成)物质。注意:激素不构成细胞结构；不提供能量；不起催化作用；只使原有生命活动发生变化。激素是调节生命活动的信息分子(有机分子)。对于任一可逆的化学反应，在一定条件下达到化学平衡状态时，体系中各反应物和生成物的物质的量不再发生变化，即所说的达到平衡点。【检测】下列有关激素和酶的叙述，正确的是(

)A.能产生酶的细胞一定能分泌激素B.生长激素和呼吸酶可存在于同一细胞C.激素与酶一样，都能催化特定的化学反应D.酶与激素的本质都是蛋白质注意:酶本质的三个要点:①活细胞产生，②催化作用，③有机物(绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA)；而激素是由内分泌器官(细胞)产生的。能产生酶的细胞不一定能分泌激素，但能分泌激素的细胞一定能产生酶。激素既不参与细胞结构的构成也不提供能量，也不起催化作用；大多数激素是蛋白质或多肽，但有少量激素如性激素等其本质不是蛋白质。B4.酶本质的探索历程中科学家及其主要观点或成就(连线)5.酶的特性高效性专一性作用条件较温和酶活性5.1酶的特性(1)酶的高效性酶具有催化作用。②当底物量一定时，酶只能缩短

，不改变

。③酶只能催化已存在的化学反应。①图中加入酶的曲线和加入无机催化剂的曲线比较，说明:酶具有高效性而与不加催化剂的曲线比较只能说明:达到反应平衡所需的时间产物的最大生成量【注意】酶的高效性必须与无机催化剂相比而得出的。(即不改变平衡点)一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)酶的专一性②图像①含义:酶对底物具有严格的选择性，图中A表示

，B表示

，E、F表示

，C、D表示

。酶被A催化的底物B被分解后产生的物质(即产物)不能被A催化的物质③曲线:a.在底物(即反应物)中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A

催化底物的反应。b.在底物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B

催化底物的反应。能不能也说明酶具有

。专一性(3)作用条件较温和①酶促反应一般是在

的条件下进行的。动物体内酶的最适pH大多在6.5～8.0之间，但也有例外，如胃蛋白酶最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多在4.5～6.5之间。③过酸、过碱或温度过高,都会使酶的

遭到破坏,使酶

；而在低温下,酶的活性明显

,但酶的

稳定,在适宜的温度下酶的活性可以

。因此酶可以在低温下保存。比较温和②a.最适温度:一般来说，动物体内的酶最适温度在35～40℃之间；植物体内的酶最适温度在40～50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。b.最适pH:空间结构永久失活降低空间结构升高(1)温度和pH5.2酶促反应的影响因素图甲和图乙显示:①在最适温度(pH)时，酶的催化作用最

,高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都将

；强减弱②过酸、过碱、高温都会导致

而使酶变性失活，而

只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。酶的空间结构破坏低温从图丙和图丁可以看出:pH或温度的变化

影响酶作用的最适温度或pH不(2)底物浓度和酶浓度图甲中OP段酶促反应速率的限制因素是

，而P点之后的限制因素可能为

；图乙对反应底物的要求是底物足量。底物浓度酶数量和活性即在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成

相关。正(3)酶的激活剂和抑制剂酶的激活剂酶的抑制剂

【深挖教材】(2)温度和pH与底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响相同吗？不相同。温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的

而底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触概率来影响酶促反应速率的，其并不影响酶活性。(1)酶活性的影响因素是:①温度和pH②酶的激活剂和抑制剂(3)最适合酶保存的温度是最适温度吗？改成pH呢？最适合酶保存的温度不是最适温度，最适合酶保存的pH为最适pH。酶保存的方法:低温和最适pH【检测】下列对影响酶活性的因素表示正确的是()B温度和pH会影响酶活性底物浓度和酶浓度不影响酶活性。【教材中的隐性知识】教材必修1P85“科学·技术·社会”(改编):溶菌酶有怎样的作用？溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。【酶在生活中的实例】(1)人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液的pH为6.2～7.4，而胃液的pH为0.9～1.5。技法提升具有专一性或特异性的五类物质(1)酶:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如:限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(2)载体蛋白:某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体蛋白不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。(3)激素:激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNA:每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体:一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。考点二

实验:探究酶的特性及影响酶活性的因素1.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验原理:

淀粉和蔗糖都是__________。它们在相关酶的催化作用下都能水解成

。

还原糖能够与__________发生氧化还原反应，生成________的氧化亚铜沉淀。非还原糖斐林试剂砖红色还原糖(2)实验思路思路自变量因变量思路一:

通过改变底物种类，验证酶的专一性思路二:

通过改变酶的种类，验证酶的专一性底物是否分解底物是否分解底物种类酶的种类步骤试管1试管212ml可溶性淀粉2ml蔗糖溶液22ml新鲜淀粉酶溶液，振荡，60℃水浴保温5min31ml斐林试剂，边加边轻轻振荡4

水浴加热2min结果结论出现砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉酶只催化

水解，不能催化

水解，说明酶具有

。不能【点拨】本实验能不能用碘液作为检测试剂？50-65℃(3)实验步骤淀粉蔗糖专一性因为碘液无法检测蔗糖是否分解2.探究温度对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理:

②鉴定原理:

温度影响酶的活性，从而影响__________，滴加碘液，根据是否出现_____________________来判断酶的活性。蓝色不出现蓝色淀粉水解蓝色及蓝色的深浅实验操作内容试管1试管2试管3试管1’试管2’试管3’1注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鲜淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置温度0℃60℃100℃0℃60℃100℃4保温时间5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5混合与试管1’与试管2’与试管3’6保温5分钟5分钟5分钟7滴碘液2滴2滴2滴8实验现象(2)实验步骤不出现蓝色蓝色蓝色(3)实验结论：_________________。温度影响酶的活性(1)探究温度对酶活性的影响时,一定要让底物和酶在各自所需的温度下保温一段时间,再进行混合(为什么),且按一定的温度梯度多设几个实验组。(2)选择淀粉酶,

还是过氧化氢酶作为实验材料？为什么?淀粉酶因为H2O2遇热会分解,会对实验结果造成干扰。(3)鉴定试剂选用什么？碘液，看是否变蓝选择碘液,还是选用斐林试剂？为什么？因为用斐林试剂检测时需要水浴加热,这样会干扰自变量。(4)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的分解是否具有专一性时，选择碘液,还是选用斐林试剂来鉴定？不能选碘液因为碘液只能检测淀粉是否被分解,而无法检测蔗糖是否被分解。选用斐林试剂因为酶具有高效性,先加入酶后,酶在常温下就可以发挥催化作用，影响实验结果,所以为了使酶促反应一开始就在设定的温度下进行。【易错提醒】3.探究pH对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理:

______________________________(反应式)。②鉴定原理:pH影响酶的活性，从而影响______________，可用________的卫生香燃烧的情况来检验产生O2的多少。氧气的生成量带火星(2)实验步骤步骤实验操作内容试管1试管2试管31注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1mL蒸馏水1mLHCl1mLNaOH3注入等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4观察现象有大量气泡产生几乎无气泡产生复燃不复燃几乎无气泡产生不复燃(3)实验结论:________________________。pH能影响酶的活性【易错提醒】(1)探究pH对酶活性的影响时，上述实验步骤中，不能把调节pH和注入等量的H2O2溶液这两个步骤调换,为什么？因为酶与底物一接触,就会发生催化作用,使H2O2分解,影响实验结果。(2)选择淀粉酶,还是过氧化氢酶作为实验材料？为什么?过氧化氢酶(3)鉴定方法？因为淀粉在强酸或强碱的条件下会水解；气泡产生的多少或卫生香复然情况【检测】图1是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图2表示在最适温度下，pH=b时H2O2分解产生O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是()CA.pH=c时，e点为0B.pH=a时，e点下移，d点左移C.温度降低时，e点不移，d点右移D.H2O2量增加时，e点不移，d点左移H2O2在常温下也能分解e点不移，d点右移e点上移，d点右移【检测】某同学从温度为55～65℃泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌,并从该细菌中提取了脂肪酶,回答问题:(1)测定脂肪酶活性时,应选择_______作为该酶作用的物质,反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定;(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为____________。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路?脂肪缓冲蛋白质在一定温度范围(包括55～65℃)内设置温度梯度,分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值,则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度,否则扩大温度范围,继续实验,直至出现峰值。考点三

ATP的结构、功能和利用1.ATP的结构、转化和利用C、H、O、N、P磷酸基团特殊的化学键

腺嘌呤核糖PPP~~腺苷腺嘌呤核糖核苷酸(AMP，RNA的组成单位)

腺苷二磷酸(ADP)

腺苷三磷酸(ATP)

A-P~P~P

1.ATP的结构、转化和利用考点三

ATP的结构、功能和利用光合作用、细胞呼吸细胞质基质ADP+Pi+能量ATP2.ATP的结构特点(1)ATP不稳定是由于ATP中两个相邻的磷酸基团都

,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团有较高的

。

(2)ATP水解的过程就是

的过程,1molATP水解释放的能量高达30.54kJ,所以说ATP是一种

。高能磷酸化合物

带负电荷而相互排斥转移势能释放能量3.ATP的供能机理ATP在______________的作用下水解时，脱离下来的______________挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。4.ATP为主动运输供能的机理(1)参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能______________的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。(2)在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端__________脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的__________。(3)载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。(ATP水解)酶末端磷酸基团催化ATP水解磷酸基团磷酸化(P88图5-7)

(2)转化关系及过程比较项目ATP的合成ATP的水解反应式所需酶能量来源能量去路反应场所ADP＋Pi＋能量ATP酶ATPADP＋Pi＋能量酶ATP合成酶ATP水解酶光合作用、细胞呼吸特殊的化学键储存在形成的特殊的化学键中用于各项生命活动细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位(1)转化原因:

ATP的化学性质不稳定,

的特殊的化学键容易断裂。5.

ATP和ADP的相互转化远离腺苷【注意】ATP和ADP相互转化的过程应判断为不是可逆的，从两者相互转化的反应式来看“物质是可逆的，能量是不可逆的”因为:（1）所需的酶种类不同；（2）能量的来源和去向不同;（3）反应发生的场所不同；(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是细胞的能量“货币”6.放能反应与吸能反应ATP的水解ATP的合成【特别提醒】(1)ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。(2)细胞中ATP和ADP的相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。(3)不是所有的生理活动都要消耗ATP,高中阶段所学的知识中有三种生理活动不消耗ATP:被动运输、暗反应中CO2固定、水解反应。【巧记】ATP结构的“一、二、三”【教材中的隐性知识】教材必修1P86: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。由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等，使得这种化学键不稳定，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。7.归纳概括ATP与核苷酸的关系脱氧腺苷三磷酸(dATP)8.ATP与动、植物细胞代谢(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。(3)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量:ATP是一种高能磷酸化合物。(4)不可误认为细胞中含有大量ATP，也不可误认为饥饿时ATP分解速率大于ATP合成速率。无论是处于饱食状态还是饥饿状态,ATP与ADP含量都保持动态平衡。9.ATP产生量与O2供应量的关系(1)A点表示无O2条件下，细胞进行

也能产生少量ATP。(2)AB段表示在一定范围内，ATP产生量随O2供应量的增大而

。(3)BC段:当O2供应量达到一定值时，ATP产生量不再增加，这是由于细胞中ATP的产生还受其他条件限制，如:

。(4)若横坐标为呼吸强度，ATP产生量曲线应从

开始无氧呼吸增多酶、有机物、ADP、磷酸等原点1.(教材必修1P89“文字信息”)萤火虫尾部的发光细胞中含有

，其中荧光素是其特有的发光物质。荧光素接受

提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光，此过程发生的能量转换为

。2.(教材必修1P89)如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP相当于现金，这种比喻有道理的原因是:荧光素和荧光素酶ATPATP中的化学能转变为光能糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用【检测】(2022·济南模拟)温度会影响酶促反应速率，其作用机理可用坐标曲线表示(如图)。其中a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是(

)A.随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加B.处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的C.酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果D.酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低C底物分子具有的能量增加，而不是活化能增加B项:处于曲线c中1、2位点酶促反应速率相等,但1、2点对应的温度不同,酶的空间结构不同,因此酶分子活性不一定相同。由图可知，底物分子的能量与酶空间结构都会影响酶促反应速率原因是低温只是抑制酶活性，不会使酶变性失活【检测】(2021·甘肃白银高三月考)ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用，下列有关ATP的叙述，不正确的有几项(

)①人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP

②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加③ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质④ATP是细胞中绝大多数需要能量的生命活动的直接供能物质⑤质壁分离和复原实验过程中不消耗ATP⑥ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能⑦原核细胞合成ATP时能量只能来自细胞呼吸释放的化学能A.0项B.1项C.2项D.3项⑤质壁分离和复原实验过程为水的运输，属于自由扩散，不消耗ATP，⑤正确⑦原核细胞合成ATP时能量可来自细胞呼吸释放的化学能，也可来自光合作用，例如蓝藻，⑦错误。B【检测】判断正误(1)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。(

)(2)每个ADP分子中含有两个特殊的化学键。(

)(3)ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。(

)(4)植物、动物、细菌和真菌都以ATP作为能量“货币”，说明了生物界的统一性。(

)(5)ATP是绝大多数生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。(

)××√√√【检测】(2021年广东一模)3.ATP发光法常用于检测食品中的微生物数量，原理如下：提取食品样品中微生物的ATP，加入荧光素荧光素酶复合物；荧光素酶催化ATP水解释放能量使荧光素发出荧光，通过测定样品中的荧光强度推算出ATP浓度，进而推算出活菌数。下列叙述错误的是()A.该反应将化学能转化为光能B.检测时，需先将样品中原有的ATP水解酶灭活C.荧光素酶催化ATP水解，唯一产物是ADPD.荧光强度越大，说明样品中的活菌数目越多C【检测】(2021年广州一模)14．当细胞膜内侧的Ca2+与其在细胞膜上的载体蛋白结合时，该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，使载体蛋白磷酸化。磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变，将Ca2+释放到膜外。下列有关叙述，错误的是()A.Ca2+的跨细胞膜运输速率不受细胞呼吸的影响B.该Ca2+载体蛋白的空间结构与其功能相适应C.该Ca2+载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶D.该Ca2+载体蛋白能进行Ca2+跨膜逆浓度运输A【检测】(2016全国1卷）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。γα（3）将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因_______________________