知识清单05 酶和ATP（4大考点+6个易错点）高考生物一轮复习知识清单

知识清单05酶和ATP内容概览知识导图：感知全局，了解知识要点考点清单：4大考点总结，梳理必背知识、归纳重点易混易错：6个错混点梳理，高效查漏补缺真题赏析：感知真题、知识链接、知己知彼考点1酶的作用和本质1．酶的基本概念教材拾遗：(1)酶的本质：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，少数酶是RNA。(2)酶的作用机理：酶是一种生物催化剂，其作用机理是降低化学反应的活化能，使细胞代谢在温和的条件下快速有序地进行。改变化学反应的速率，但不能改变反应方向和平衡点。反应前后酶的性质和数量均没有变化。这也是酶与无机催化剂的共同点。如图所示2．实验探究——比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：FeCl3溶液中的Fe3+是一种无机催化剂，它可以使过氧化氢分解为H2O和O2，新鲜的肝脏中含有的过氧化氢酶具有相同的作用，但催化效率不同。(每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍)(2)实验过程示意图(3)实验分析：1与2对照：加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。（为反应提供能量）1与3对照：FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。（催化作用）1与4对照：过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。（催化作用）3与4对照：过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。(4)实验结论：酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。（人教版必修1P78图拓展）酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？共同点：①只能催化自然条件下能发生的化学反应；②化学反应前后酶的数量和性质均不变；③加快化学反应的速率（降低化学反应的活化能），缩短达到化学平衡的时间，但不能改变化学反应的方向和化学平衡；考点2酶的特性1．酶的特性(1)酶具有高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍，说明酶的催化作用具有高效性。酶的高效性保证了生物体内的化学反应能快速、顺利地进行。(2)酶具有专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应，这说明酶的催化作用具有专一性。酶的专一性能使细胞代谢高度有序地进行。(3)酶的作用条件较温和：酶的催化作用需要适宜的温度和pH，每一种酶均有其最适温度和最适pH温度过低会抑制酶的活性，温度过高、过酸或过碱都可能会使酶因结构被破坏而失去活性。2．淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(验证酶的专一性)(1)设计思路：验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案，底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。项目方案一实验组对照组材料底物相同(等量)试剂与底物相对应的酶另外一种酶现象发生反应不发生反应结论酶具有专一性项目方案二实验组对照组材料与酶相对应的底物另外一种底物试剂同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应结论酶具有专一性3．用α-淀粉酶探究温度对酶活性的影响①实验原理：淀粉麦芽糖，淀粉+碘→蓝色。；温度影响淀粉酶的活性，从而影响淀粉的分解，滴加碘液后，根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况，进而推断出酶活性的变化。②实验步骤步骤加入试剂或处理方法试管A/aB/bC/c1可溶性淀粉溶液(A、B、C)2mL2mL2mL2新鲜淀粉酶溶液(a、b、c)1mL1mL1mL3保温5min60℃100℃0℃注意说明本实验不能用碘液代替斐林试剂，因为无论蔗糖是否发生水解，都不能与碘液发生颜色反应。注意说明在温度对酶活性的影响实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热4将a液加入到A试管，b液加入到B试管，c液加入到C试管中，摇匀5保温5min60℃100℃0℃6滴入碘液，摇匀2滴2滴2滴7观察现象并记录不变蓝变蓝变蓝结论温度对酶的活性有影响，60℃时α-淀粉酶的活性较高4．用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响①实验原理：H2O2分解产生氧气和水。过氧化氢酶可加快H2O2的分解，在短时间内产生大量氧气。②实验步骤序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的过氧化氢溶液2mL2mL2mL4观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将点燃的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱到50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。注意说明探究pH对酶活性的影响实验中一般不用淀粉溶液和淀粉酶溶液，因为酸性条件会促进淀粉的水解考点3考点3与酶有关的曲线分析1．表示酶高效性的曲线(1)酶的高效性是和无机催化剂相比较来说的，在该曲线中只有a、b相比较才可说明酶催化的高效性，a、c曲线对比只能说明酶具有催化作用。(2)当底物量一定时，酶只能缩短达到反应平衡所需的时间，不改变产物的最大生成量。2．表示酶专一性的图像和曲线(1)在底物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能催化底物的反应。(2)在底物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物的反应。3．影响酶促反应速率的曲线分析温度和pH对酶促反应速率的影响①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏。③从丙图可以看出：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH=7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。4．酶、反应物和生成物三者的浓度与酶促反应速率的关系曲线(1)图甲：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)图乙：在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(3)图丙：在其他条件适宜的情况下，生成物浓度较低时，酶促反应速率随反应的进行能长时间保持不变；在生成物浓度较高时，酶促反应速率明显下降。教材拾遗过酸、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。低温下酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。考点4ATP的结构与作用考点4ATP的结构与作用1．ATP的结构(1)中文名称：三磷酸腺苷。(2)ATP的结构简式：A—P～P～P，其中A代表腺苷(腺嘌呤+核糖)，P代表磷酸基团(3个)，～代表高能磷酸键(2个)，—代表普通磷酸键(1个)。1个ATP分子中含有1个腺苷，3个磷酸基团，2个高能磷酸键。2．ATP与ADP的相互转化3．ATP的作用：ATP是细胞内流通的能量“货币”。(1)ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。(2)化学反应中的能量变化与ATP的关系：教材拾遗：ATP与ADP的相互转化不是一个可逆反应。人体内ATP的含量很少，但是转化快，。易错点1明辨酶的八个易错点项目正确说法错误说法产生场所活细胞（不考虑哺乳动物成熟的红细胞等）具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物（大多数为蛋白质，少数为RNA）蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的可来源于食物等合成原料氨基酸、核糖核苷酸只有氨基酸合成场所核糖体、细胞核等只有核糖体易错点2酶和激素的比较“一同三不同”项目酶激素来源及作用场所活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；一般细胞外发挥作用化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA催化作用固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质生物功能催化作用调节作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少易错点3ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，但不是唯一的直接能源物质；细胞内直接能源物质除ATP外，还有UTP、CTP、GTP。易错点4ATP≠能量ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质，不能将二者等同起来。易错点5明辨不同化合物中”A”的含义化合物结构简式“A”含义共同点ATP腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤DNA腺嘌呤脱氧核苷酸RNA腺嘌呤核糖核苷酸核苷酸腺嘌呤易错点6ATP产生与O2间关系的模型构建与解读1．(2024·浙江·高考真题)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。下列叙述错误的是(

)A．低温提取以避免PAL失活 B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应[答案]B．[解析]A、温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确；B、因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；C、④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保存无关变量相同，C正确；D、pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。故选B。知识链接：影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度(pH)前，随着温度(pH)的升高，酶活性增强；到达最适温度(pH)时，酶活性最强；超过最适温度(pH)后，随着温度(pH)的升高，酶活性降低．另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。2．(2023·浙江·高考真题)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示下列叙述错误的是(

)组别甲中溶液(2mL)乙中溶液(2mL)不同时间测定的相对压强(kpa)0s50s100s150s200s250sI肝脏研磨液H2O2溶液09.09.69.810.010.0IIFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9III蒸馏水H2O2溶液00000.10.1A．H2O2分解生成O2导致压强改变B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时C．250s时I组和III组反应已结束而II组仍在进行D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性[答案]C．[解析]A、H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；B、据表分析可知，甲中溶液酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；C、三组中的H2O2溶液均为2ml，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s时I组反应已结束，但II组和III组压强仍未达到I组的终止压强10.0，故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；D、酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比I、II组可知，在相同时间内I组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。故选C。知识链接：酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。3．(2022·重庆·高考真题)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37℃、不同pH下的相对活性，结果见如表。下列叙述最合理的是(

)pH酶相对活性357911M0.71.01.01.00.6L0.51.00.50.20.1A．在37℃时，两种酶的最适pH均为3B．在37℃长时间放置后，两种酶的活性不变C．从37℃上升至95℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性D．在37℃、pH为3~11时，M更适于制作肉类嫩化剂[答案]D．[解析]A、根据表格数据可知，在37°C时，M的适宜pH为5~9，而L的适宜pH为5左右，A错误；B、酶适宜在低温条件下保存，在37°C长时间放置后，两种酶的活性会发生改变，B错误；C、酶发挥作用需要适宜的温度，高温会导致酶变性失活，因此从37°C上升至95°C，两种酶在pH为5时都已经失活，C错误；D、在37°C、pH为3~11时，M比L的相对活性高，因此M更适于制作肉类嫩化剂，D正确。故选D。知识链接：不同的酶最适pH不同，相同的酶在不同pH环境里，活性不同。4．(2022·浙江·高考真题)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(

)A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性C．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D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率[答案]B．[解析]A、低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；B、酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，B正确；C、酶活性的发挥需要适宜条件，在一定pH范围内，随着pH升高，酶活性升高，超过最适pH后，随pH增加，酶活性降低甚至失活，C错误；D、淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。故选B。知识链接：大部分酶是蛋白质，少部分酶的本质是RNA，蛋白质的基本单位是氨基酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸。5．(2022·广东·高考真题)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(

)组别pHCaCl2温度(℃)降解率(%)①9+9038②9+7088③9-700④7+7058⑤5+4030注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白A．该酶的催化活性依赖于CaCl2B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物[答案]C．[解析]A、分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；B、分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；C、②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；D、该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。故选C。知识链接：降解率越高说明酶活性越高，此时的条件为酶的最适条件。6．(2022·全国·高考真题)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①②③④⑤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[答案]C．[解析]A、第①组中，酶P在低浓度Mg2+条件，有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；BD、第③组和第⑤组对照，无关变量是底物和蛋白质组分，自变量是Mg2+浓度，无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg2+条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，BD错误；C、第②组和第④组对照，无关变量是底物和RNA组分，自变量是Mg2+浓度，第④组在高浓度Mg2+条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2+条件下，没有产物生成，说明在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性，C正确。故选C。知识链接：许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才能表现出催化活性或让催化活性被提升至正常水平、需求水平。7．(2022·浙江·高考真题)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(

)A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键C．在水解酶的作用下不断地合成和水解D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带[答案]D．[解析]A、1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；B、ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相