第1講酶和ATP

1.說明絕大多數(shù)酶是一類能催生命運用物質(zhì)與能量觀，分析ATP的合

化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受觀念成、利用

到環(huán)境因素（如pH和溫度等）

科學(xué)運用演繹與推理的方法探究酶的本

的影響

思維質(zhì)

2.解釋ATP是驅(qū)動細胞生命活

科學(xué)通過對酶相關(guān)實驗的設(shè)計與分析，

動的直接能源物質(zhì)

探究掌握實驗設(shè)計的原則

3.探究酶催化的專一性、高效性

社會關(guān)注酶為生活添姿彩，解決生產(chǎn)生

及影響酶活性的因素

責任活實際問題

一、降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1.酶的作用和本質(zhì)

(1)酶的本質(zhì)

(2)酶的作用原理

①表示無酶催化時反應(yīng)進行所需要的活化能是AC段。

②表示有酶催化時反應(yīng)進行所需要的活化能是BC段。

③表示酶降低的活化能是AB段。

④若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則B在縱軸上向上移動。

(3)對酶本質(zhì)的探索歷程

2.酶的特性

(1)高效性：酶的催化效率是無機催化劑的107～1013倍。

(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。

(3)作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、過

堿等條件會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

【易錯易混自糾】

(1)酶能提高化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)順利進行。(×)

提示：酶的作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。

(2)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物。(√)

(3)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸。(×)

(4)酶在細胞內(nèi)、內(nèi)環(huán)境和體外都能發(fā)揮催化作用。(√)

(5)酶活性受溫度、pH、底物濃度及酶量的影響。(×)

提示：底物濃度、酶量不影響酶的活性。

(6)高溫和低溫均能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使其失去活性。(×)

提示：高溫能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)；低溫不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，只是抑制酶的活性。

(7)探究溫度對酶活性的影響，將酶與底物在室溫下混合后于不同溫度下保溫。(×)

提示：探究溫度對酶活性的影響，將酶與底物分別在相同溫度下保溫后再混合。

二、細胞的能量“貨幣”ATP

1.ATP的結(jié)構(gòu)

(1)組成元素：C、H、O、N、P。

(2)結(jié)構(gòu)式：A—P～P～P（簡寫）。

(3)組成圖解（填出各部分名稱）

2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化

(1)轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)：ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，末端磷酸基團具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。ATP

在酶的作用下水解時，脫離下來的末端磷酸基團挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后

者發(fā)生變化。

(2)ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程比較

過程ATP水解ATP合成

酶酶

反應(yīng)式ATP―――→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP―――→ATP

酶ATP水解酶ATP合成酶

細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉

場所活細胞內(nèi)多種場所

綠體

能量呼吸作用（化學(xué)能）、光合作

ATP的水解釋放的能量

來源用（光能）

能量

用于各項生命活動儲存于ATP中

去向

3.ATP的利用

【易錯易混自糾】

(1)AMP（腺苷一磷酸）可為人體細胞RNA的自我復(fù)制提供原料。(×)

提示：AMP是RNA合成的原料，正常的人體細胞內(nèi)不能進行RNA的自我復(fù)制。

(2)細胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體。(×)

提示：細胞質(zhì)中消耗的ATP可來源于線粒體，也可來源于細胞質(zhì)基質(zhì)。

(3)有氧條件下，植物根尖細胞的線粒體、葉綠體和細胞質(zhì)基質(zhì)都能產(chǎn)生ATP。(×)

提示：植物根尖細胞沒有葉綠體。

(4)ATP是生命活動的唯一直接能源物質(zhì)。(×)

提示：UTP、GTP、CTP等也能作為直接能源物質(zhì)。

(5)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡。(×)

提示：人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量處于動態(tài)平衡，保證能量供應(yīng)。

(6)ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的吸能反應(yīng)。(√)

(7)人成熟紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，所以不能合成ATP。(×)

提示：人成熟紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，但細胞質(zhì)基質(zhì)可以合成ATP。

1.（必修1P80拓展應(yīng)用）如圖表示A、B兩種酶用同一種蛋白酶處理后酶活性與處理時

間的關(guān)系，據(jù)圖分析：

(1)A、B兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是否相同？為什么？

不相同。A酶能抵抗該種蛋白酶的降解，其化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA；B酶能

被蛋白酶破壞，活性降低，化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。

(2)B酶活性改變的原因是什么？

B酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而使其活性喪失。

(3)欲讓A、B兩種酶的變化趨勢換位，應(yīng)用哪種酶處理？

應(yīng)用RNA酶處理。

2.（必修1P79思考·討論）設(shè)計簡單的實驗驗證從刀豆種子中提取的脲酶是蛋白質(zhì)，實

驗思路是向脲酶溶液和蛋白質(zhì)溶液中分別加入雙縮脲試劑，若都出現(xiàn)紫色反應(yīng)，則說明脲

酶是蛋白質(zhì)。

3.（必修1P84正文）舉例說明細胞中的各類化學(xué)反應(yīng)有序進行，與酶在細胞中的分布

有關(guān)：在植物葉肉細胞中，與光合作用有關(guān)的

酶分布在葉綠體內(nèi)，與呼吸作用有關(guān)的酶分布在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)，這樣，光合作

用與呼吸作用可以在細胞內(nèi)不同的區(qū)室同時進行，互不干擾。

教材拾遺

1.（必修1P81）無機催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)范圍比較廣。例如，酸既能催化蛋

白質(zhì)水解，也能催化脂肪和淀粉水解。

2.（必修1P83）建議用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究

pH對酶活性的影響，原因是溫度（高溫）本身會影響過氧化氫自然分解的速度；酸本身也

可以作為無機催化劑催化淀粉的水解。

3.（必修1P85科學(xué)·技術(shù)·社會）溶菌酶能夠溶解細菌的細胞壁，具有抗菌消炎的作

用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。加酶洗衣粉中的酶不是直接來

自生物體的，而是經(jīng)過酶工程改造的產(chǎn)品，比一般的酶穩(wěn)定性強。

4.（必修1P86相關(guān)信息）ATP的組成元素有C、H、O、N、P。

5（.必修1P88）細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的（只

是絕大多數(shù)，不是所有）。

6（.必修1P89）螢火蟲發(fā)光是因為螢火蟲尾部的發(fā)光細胞中含有熒光素和熒光素酶。

7.（必修1P88）主動運輸，肌細胞收縮，生物發(fā)光、發(fā)電，大腦思考，蔗糖等物質(zhì)的合

成都需要消耗ATP，都屬于吸能反應(yīng)。

考點1有關(guān)酶的曲線解讀

1.酶與激素的比較

名稱酶激素

產(chǎn)生部位活細胞內(nèi)分泌器官或細胞

作用部位細胞內(nèi)外靶器官、靶細胞

多肽、蛋白質(zhì)、氨基酸類衍生物、固醇

化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)（少數(shù)為RNA）

類等

生物功能催化作用調(diào)節(jié)作用（傳遞信息）

作用后性質(zhì)和數(shù)量均不改變被相關(guān)酶水解滅活

①在生物體內(nèi)均屬高效能物質(zhì)，即含量少、作用大、生物代謝不可

共性缺少；②都具有特異性，作用于特定的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)或細胞，且與相

應(yīng)物質(zhì)結(jié)合后才能發(fā)揮效應(yīng)

2.酶的特性

(1)高效性

①與無機催化劑對比，說明酶具有高效性。

②與未加催化劑對比，說明酶具有催化作用。

③酶和無機催化劑一樣，只能縮短達到化學(xué)平衡所需要的時間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平

衡點。

(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。

①物理模型——“鎖和鑰匙學(xué)說”

圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表

示不能被A催化的物質(zhì)。

②曲線分析

a.在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時明顯加快，說明酶A能催化該反應(yīng)。

b.在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時相同，說明酶B不能催化該反應(yīng)。

(3)酶的作用條件“較溫和”

3.影響酶促反應(yīng)速率的因素

(1)酶促反應(yīng)產(chǎn)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線

(2)溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響

據(jù)圖可知，不同pH條件下，酶的最適溫度不變；不同溫度條件下，酶的最適pH也不

變，即反應(yīng)溶液pH（溫度）的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。

(3)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響

①底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響

②酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響

4.“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線

結(jié)合酶的本質(zhì)、作用與特性的綜合分析，考查生命觀念

1.（2024·山東模擬）外植體及愈傷組織褐變是指在獲取外植體時，由于部分組織細胞

結(jié)構(gòu)被破壞而出現(xiàn)的植物組織褐色化現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，褐變過程主要原理是細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的

多酚氧化酶(PPO)會催化無色的單酚氧化成醌，醌與氨基酸、脂肪等物質(zhì)結(jié)合形成穩(wěn)定的有

色物質(zhì)，進而形成褐變。下列相關(guān)敘述錯誤的是()

A.醌類化合物的產(chǎn)生與聚集會進一步加劇植物組織褐變

B.單酚物質(zhì)和PPO分布場所不同可避免植物組織褐變

C.連續(xù)轉(zhuǎn)移培養(yǎng)可減輕醌類化合物對外植體的毒害作用

D.將蘋果用沸水處理后，高溫會破壞膜系統(tǒng)加速褐變

【解析】D將蘋果用沸水處理后，高溫除了會破壞膜系統(tǒng)還會使多酚氧化酶(PPO)失

活，不會產(chǎn)生褐變，D錯誤。

2.（2023·山東高三模擬）細胞代謝中某種酶（本質(zhì)為蛋白質(zhì)）與其底物、產(chǎn)物的關(guān)系

如下圖所示，下列有關(guān)敘述錯誤的是()

A.酶1與產(chǎn)物b結(jié)合后失活，說明酶的功能由其空間結(jié)構(gòu)決定

B.酶1的變構(gòu)位點和活性位點的結(jié)構(gòu)取決于特定的氨基酸序列

C.酶1有兩種底物且能與產(chǎn)物b結(jié)合，因此酶1不具有專一性

D.酶1與產(chǎn)物b的相互作用可以防止細胞生產(chǎn)過多的產(chǎn)物a

【解析】C從圖中可知，酶1只催化兩種底物合成產(chǎn)物a的反應(yīng)，具有專一性，C錯

誤。

結(jié)合酶活化能圖像分析，考查科學(xué)思維

3.如圖表示酶的作用機理，相關(guān)敘述錯誤的是()

A.E1表示酶所降低的化學(xué)反應(yīng)的活化能

B.E2表示酶促反應(yīng)過程中所需的活化能

C.若將酶換為無機催化劑，則E2數(shù)值將增大

D.利用加熱的方法能使E數(shù)值減小

【解析】DE表示無酶條件下反應(yīng)需要的活化能，E2表示有酶條件下反應(yīng)需要的活化

能，E1表示酶降低的化學(xué)反應(yīng)的活化能，A正確；酶可以降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能，

因此E2表示酶促反應(yīng)過程中所需的活化能，B正確；相對于無機催化劑，酶催化反應(yīng)具有

高效性，若將酶換為無機催化劑，則E2數(shù)值將增大，C正確；加熱可為化學(xué)反應(yīng)提供能量，

不能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因此利用加熱的方法不能使E數(shù)值減小，D錯誤。

結(jié)合酶的特性以及酶促反應(yīng)相關(guān)曲線，考查科學(xué)思維

4.（2024·雅禮中學(xué)月考）圖1、圖2、圖3是某生物學(xué)習(xí)小組通過具體酶促反應(yīng)實驗總

結(jié)出的酶部分特性的曲線圖，下列分析正確的是()

圖1圖2圖3

A.探究圖1所示實驗時若用淀粉作底物，自變量為淀粉酶和蔗糖酶，檢測試劑可用碘液

B.探究圖2所示實驗時若用淀粉作底物，自變量為溫度，檢測試劑可用斐林試劑

C.探究圖3所示實驗時若用H2O2作底物，自變量只有pH，不需要檢測試劑

D.探究溫度對酶活性影響實驗時，需先將H2O2溶液在相應(yīng)溫度下放置5min再與H2O2

酶混合

【解析】A圖1曲線表示酶的專一性曲線，用淀粉作底物，自變量為淀粉酶和蔗糖酶，

檢測試劑用碘液或斐林試劑均可得出圖1曲線，A正確；圖2曲線表示酶作用需要適宜的溫

度（作用條件較溫和），用淀粉作底物，自變量為溫度，檢測試劑不能用斐林試劑，只能用

碘液，因為使用斐林試劑時需要加熱，而加熱過程中低溫組的酶會恢復(fù)活性，使實驗結(jié)果產(chǎn)

生較大的誤差，難以得出圖2曲線，B錯誤；圖3曲線對應(yīng)的實驗自變量為pH和溫度，不

能用H2O2作底物，因為H2O2在不同的溫度下分解速率不同，對實驗結(jié)果造成影響，C錯誤；

探究溫度對酶活性影響實驗不宜用H2O2作底物，因其高溫時易分解，同時底物和酶要分開

裝在試管中同時放在設(shè)置的溫度下5min，D錯誤。

5.（2024·安徽適應(yīng)性聯(lián)考）某研究小組為探究影響H2O2分解的因素，設(shè)計并進行了兩

個實驗，實驗過程中無關(guān)變量均保持相同且適宜，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是

()

A.實驗1、2的自變量分別為催化劑的種類和時間、pH

B.實驗1中H2O2酶和FeCl3發(fā)揮作用的原理不同

C.實驗2表明H2O2酶適宜在pH為c的條件下保存

D.當pH小于b或大于d時，H2O2酶會永久失活

【解析】B實驗1中H2O2酶和FeCl3的作用原理相同，都是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，

B錯誤。

考點2酶的本質(zhì)和特性的實驗探究

1.酶的本質(zhì)探究

(1)“試劑檢測法”鑒定酶的化學(xué)本質(zhì)

(2)“酶解法”鑒定酶的化學(xué)本質(zhì)

2.酶的高效性實驗探究

檢測

對照組：反應(yīng)物＋無機催化劑―――→反應(yīng)物分解速率。

檢測

實驗組：反應(yīng)物＋等量酶溶液―――→反應(yīng)物分解速率。

實驗中自變量是無機催化劑和酶，因變量是反應(yīng)物的分解速率。

3.酶的專一性實驗探究

(1)設(shè)計思路一：自變量為底物種類。

檢測

①實驗組：反應(yīng)物＋相應(yīng)酶溶液―――→反應(yīng)物被分解。

檢測

②對照組：另一反應(yīng)物＋等量相同酶溶液―――→反應(yīng)物不被分解。

(2)設(shè)計思路二：自變量為酶。

檢測

①實驗組：反應(yīng)物＋相應(yīng)酶溶液―――→反應(yīng)物被分解。

檢測

②對照組：相同反應(yīng)物＋等量另一種酶溶液―――→反應(yīng)物不被分解。

(3)①在“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”實驗中，為什么要將試管的下半部浸到

60℃左右的熱水中保溫5min?

提示：α-淀粉酶的最適溫度為60℃左右，在此溫度下酶的活性最高。

②本實驗?zāi)芊裼玫庖簷z測？原因是什么？

提示：不能選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解。

③換個思路，上述實驗采用的是底物不同、酶相同的方法，如果采用底物相同、酶不同

的方法，如何設(shè)計？

提示：思路一：等量的淀粉分別加入等量的淀粉酶和蔗糖酶，試劑可用碘液或者斐林試

劑。

思路二：等量的蔗糖分別加入等量的淀粉酶和蔗糖酶，試劑只能用斐林試劑。

4.“梯度變量法”探究酶的最適溫度或最適pH

(1)設(shè)計思路

(2)設(shè)計方案

(3)特殊情況分析

①探究溫度影響酶活性的實驗不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實驗材料，因為

過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。

②若選擇淀粉和淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，

不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。

③在探究溫度影響酶活性的實驗中，應(yīng)將淀粉溶液和淀粉酶溶液在設(shè)定的溫度下先保溫

一段時間后再混合，而不能先混合再保溫，因為酶具有高效性，酶和底物混合后，立即發(fā)揮

催化作用，這樣反應(yīng)不是在設(shè)定的溫度下完成的，自變量控制不嚴格。

④探究pH影響酶活性的實驗不宜選擇淀粉和淀粉酶作實驗材料，因為強酸能催化淀粉

水解，從而影響實驗結(jié)果。

⑤在探究pH對酶活性的影響時，需要保證酶的最適溫度（排除溫度干擾），且將酶溶

液的pH調(diào)至實驗要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸，不宜在達到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與

酶接觸。

圍繞酶的教材實驗，考查科學(xué)探究

1.下列實驗中，溫度屬于無關(guān)變量的是()

①證明酶具有專一性的實驗中，將實驗溫度設(shè)置為酶的最適溫度

②比較過氧化氫在不同條件下分解的實驗，其中一支試管的溫度設(shè)置為90℃

③探究溫度對唾液淀粉酶活性影響的實驗，設(shè)置0℃、37℃、100℃三種溫度

④用過氧化氫作為底物驗證酶具有催化作用時，兩組實驗均在室溫下進行

A.①②B.①②③

C.①④D.①③④

【答案】C

2.（2024·雅禮中學(xué)月考）（不定項）肌苷酸又名次黃嘌呤核苷酸，簡稱IMP，在酶的作

用下，IMP會分解產(chǎn)生次黃嘌呤，研究證實IMP具有鮮味特性而次黃嘌呤無鮮味，如何解

決人類在汲取豐富營養(yǎng)物質(zhì)的同時，又能實現(xiàn)增強口感和食欲的問題，一直是畜牧業(yè)、漁

業(yè)生產(chǎn)肩負的歷史重任。魚宰殺后魚肉中的ATP分步(ATP→ADP→AMP→IMP)降解成IMP，

IMP在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解為次黃嘌呤。研究者在探究魚肉鮮味下降原因時的某些

實驗結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是()

A.圖中3種魚宰殺后的肉放置在室溫(25℃)條件下，鮮味均不會下降

B.在pH＝6.0、溫度為40℃條件下放置，魚比草魚、鱔魚更有利于保持鮮味

C.若要魚味道好，還需探究魚宰殺后生成IMP最多時的時間及外界環(huán)境條件等

D.由圖可知，要使鱔魚肉保持鮮味，放置時對溫度和pH的要求更高

【解析】ABD在室溫(25℃)條件下放置，酸性磷酸酶(ACP)可能仍有活性，且室溫條

件下微生物易生長繁殖，導(dǎo)致鮮味下降，A錯誤；在pH＝6.0、溫度為40℃條件下放置，

魚的ACP活性均最高，鮮味物質(zhì)IMP更易被分解，故此條件下魚比草魚、鱔魚更不利于

保持鮮味，B錯誤；ATP→ADP→AMP→IMP是系列酶促反應(yīng)，在考慮IMP不被分解的同

時，還需考慮魚宰殺后生成IMP最多的時間及外界環(huán)境條件等，C正確；由圖可知，草魚

和魚在不同溫度和pH條件下，酸性磷酸酶(ACP)的活性波動較大，而鱔魚的ACP活性變

化不大，因此放置時草魚和魚對溫度和pH的要求更高，D錯誤。

結(jié)合酶相關(guān)的拓展實驗，考查科學(xué)探究

3.某課外興趣小組用圖示實驗裝置驗證酶的高效性。下列有關(guān)敘述不正確的是()

A.兩個裝置中的過氧化氫溶液要等量且不宜過多

B.需同時擠捏兩支滴管的膠頭，讓肝臟液和FeCl3溶液同時注入試管中

C.肝臟液中的過氧化氫酶、FeCl3都可以降低該反應(yīng)的活化能

D.左邊移液管內(nèi)紅色液體上升的速度比右邊慢，最終液面比右邊低

【解析】D由于過氧化氫酶的催化效率高于FeCl3溶液，所以左邊移液管內(nèi)紅色液體

上升的速度比右邊快，由于過氧化氫的量相等，產(chǎn)生的氧氣一樣多，最終兩側(cè)移液管中的液

面等高，D錯誤。

4.在其他條件相同且適宜的情況下，某酶的3個實驗組：第1組(20℃)、第2組(40℃)

和第3組(60℃)在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度如圖所示。下列相關(guān)說法錯誤的是()

A.3個溫度中，該酶活性最高時對應(yīng)的溫度是40℃

B.t2時，第3組中反應(yīng)物未全部發(fā)生反應(yīng)

C.若將第2組溫度提高5℃，其催化速率會下降

D.t3時，給第1組增加2倍量的底物，其產(chǎn)物濃度會升高

【解析】C3個溫度下，第2組的產(chǎn)物濃度單位時間內(nèi)上升最快，所以3組實驗中，

40℃時該酶活性最高，A正確；由于其他條件相同且適宜，底物的量應(yīng)該一樣，所以3組

實驗完全反應(yīng)產(chǎn)物濃度應(yīng)該一樣，第3組的產(chǎn)物濃度明顯比其他兩組的低，說明第3組的反

應(yīng)物未全部發(fā)生反應(yīng)，B正確；3個溫度中，40℃時該酶活性最高，但是該酶的最適溫度可

能低于或高于40℃，將第2組溫度提高5℃，其催化速率不一定下降，C錯誤；t3時，第1

組產(chǎn)物濃度不再增加，說明底物已經(jīng)完全反應(yīng)了，但是酶還在，再增加底物，其產(chǎn)物濃度會

升高，D正確。

考點3ATP的結(jié)構(gòu)與功能

1.能源與能源物質(zhì)

2.ATP不等于能量，它是攜帶能量的化合物，需要通過水解才能釋放能量

(1)細胞中ATP含量很少，ATP與ADP轉(zhuǎn)化非常迅速及時。無論是飽食還是饑餓，ATP

與ADP含量都保持動態(tài)平衡。

(2)吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系，需要ATP水解提供能量；放能反應(yīng)一般與

ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存于ATP中。

3.細胞內(nèi)ATP合成與水解的生理過程及場所

轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程

細胞膜消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐

細胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP：細胞呼吸第一階段

核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)合成

細胞核消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等

產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)

葉綠體

消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯

產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段

線粒體

消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯

結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)和功能，考查生命觀念

1.ATP可為代謝提供能量，也參與RNA的合成，ATP結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中～表示特殊

的化學(xué)鍵，下列敘述錯誤的是()

A.ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動運輸提供能量

B.用α位含32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA

C.β位和γ位磷酸基團之間的特殊的化學(xué)鍵不能在細胞核中斷裂

D.光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存于β位和γ位磷酸基團之間的特殊的化學(xué)鍵中

【解析】CATP為直接能源物質(zhì)，γ位磷酸基團脫離ATP形成ADP的過程釋放能量，

可為離子主動運輸提供能量，A正確；ATP分子水解兩個特殊的化學(xué)鍵后，得到RNA的基

本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位含32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA，

B正確；ATP可在細胞核中發(fā)揮作用，如為rRNA的合成提供能量，故β位和γ位磷酸基團之

間的特殊的化學(xué)鍵能在細胞核中斷裂，C錯誤；光合作用的光反應(yīng)可將光能轉(zhuǎn)化為活躍的化

學(xué)能儲存于ATP的特殊的化學(xué)鍵中，D正確。

2.（2024·雅禮中學(xué)月考）高能磷酸化合物是指水解自由能在20.92kJ/mol以上的磷酸化

合物，生物體內(nèi)最常見、最重要的高能磷酸化合物是ATP。下列相關(guān)敘述不正確的是()

A.ATP水解為ADP時，既可為生命活動供能，也可使蛋白質(zhì)等分子磷酸化

B.若將32P標記的磷酸注入活細胞，放射性最先出現(xiàn)在ATP中遠離腺苷的磷酸基團中

C.體育運動員經(jīng)常需要大量能量供應(yīng)，因此細胞中的ATP含量非常高

D.與ATP相比，dATP所含的五碳糖為脫氧核糖

【解析】C細胞中ATP含量非常少，C錯誤。

圍繞ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，考查科學(xué)思維

3.（2024·安徽期中）細胞可以通過底物水平磷酸化途徑生成ATP，如：葡萄糖在細胞

質(zhì)基質(zhì)形成丙酮酸的過程中，甘油醛-3-磷酸脫氫并磷酸化生成甘油酸-1，3-二磷酸，在甘油

酸-1，3二磷酸中形成一個高能磷酸基團，在磷酸甘油酸激酶的催化下，甘油酸-1，3-二磷

酸可將高能磷酸基團轉(zhuǎn)給ADP，生成甘油酸-3-磷酸與ATP。下列相關(guān)敘述正確的是()

A.甘油酸-1，3-二磷酸生成甘油酸-3-磷酸是吸能反應(yīng)

B.酶、能量等決定著ATP的合成和水解不是可逆反應(yīng)

C.酶促反應(yīng)中因存在ATP供能機制而使酶具有高效性

D.真核細胞中合成的ATP均可用于各種吸能反應(yīng)過程

【解析】B甘油酸-1，3-二磷酸可將高能磷酸基團轉(zhuǎn)給ADP，生成甘油酸-3-磷酸與

ATP，該過程是放能反應(yīng)，A錯誤；ATP合成和水解中所需的酶不同，能量的來源和去路也

不同，因此不是可逆反應(yīng)，B正確；酶具有高效性是因為與無機催化劑相比，酶降低化學(xué)反

應(yīng)的活化能的作用更為顯著，C錯誤；葉綠體中光反應(yīng)階段合成的ATP只能用于暗反應(yīng)階

段，D錯誤。

結(jié)合ATP與物質(zhì)運輸，考查科學(xué)思維

4.具膜小泡的H＋-ATPase的活性將建立起一個內(nèi)部的pmf（質(zhì)子動力勢），這個質(zhì)子動

力勢將會驅(qū)動放射性底物的吸收（如圖甲45Ca2+的吸收），圖乙表示具膜小泡中45Ca2+含量的

影響因素。據(jù)圖分析下列敘述錯誤的是()

注：“－ATP”表示缺乏ATP；“＋ATP”表示含有ATP。

A.加入Ca2+通道，Ca2+將順濃度從小泡中漏出

452+

B.降低細胞內(nèi)O2濃度，會直接抑制具膜小泡對Ca的吸收

C.具膜小泡上運輸H＋的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不相同

D.FCCP可能是消除質(zhì)子梯度的化合物

2+＋

【解析】B小泡對Ca的吸收利用的是H建立的勢能，因此降低細胞內(nèi)O2濃度，不

會直接抑制小泡對Ca2+的吸收，B錯誤。

5.（2024·雅禮中學(xué)月考）下圖為小腸上皮細胞吸收、輸出葡萄糖及維持細胞內(nèi)外鈉、

鉀平衡的示意圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是()

A.主動運輸物質(zhì)時可能不直接利用ATP水解所釋放的能量

B.Na＋-K＋泵能主動轉(zhuǎn)運Na＋、K＋與其具有催化功能密切相關(guān)

C.小腸上皮細胞對葡萄糖分子既可以主動運輸也可以協(xié)助擴散方式轉(zhuǎn)運

D.Na＋、葡萄糖同向轉(zhuǎn)運蛋白、Na＋-K＋泵在轉(zhuǎn)運Na＋的同時還可轉(zhuǎn)運其他物質(zhì)，該事實

說明蛋白質(zhì)分子不具有特異性

【解析】DNa＋、葡萄糖同向轉(zhuǎn)運蛋白將低濃度的葡萄糖轉(zhuǎn)運至細胞內(nèi)是直接利用了

Na＋的濃度差產(chǎn)生的勢能而非ATP水解所釋放的能量，A正確；Na＋-K＋泵主動轉(zhuǎn)運Na＋、

K＋時要消耗能量，依靠自身催化ATP水解獲得能量，B正確；小腸上皮細胞從腸腔吸收葡

萄糖是主動運輸，將葡萄糖排出是協(xié)助擴散，C正確；Na＋、葡萄糖同向轉(zhuǎn)運蛋白、Na＋-K＋

泵在轉(zhuǎn)運Na＋的同時還可轉(zhuǎn)運其他物質(zhì)，該事實不能說明蛋白質(zhì)分子不具有特異性，因為該

同向轉(zhuǎn)運蛋白依靠Na＋的勢能只能同向轉(zhuǎn)運葡萄糖而不能轉(zhuǎn)運其他物質(zhì)，恰好說明該轉(zhuǎn)運蛋

白有特異性，Na＋-K＋泵也是同一個道理，D錯誤。

1.（2024·浙江卷1月）紅豆杉細胞內(nèi)的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮

酸，進而促進紫杉醇的合成。低溫條件下提取PAL酶液，測定PAL的活性，測定過程如

下表。

步驟處理試管1試管2

①苯丙氨酸1.0mL1.0mL

②HCl溶液(6mol/L)—0.2mL

③PAL酶液1.0mL1.0mL

④試管1加0.2mLH2O。2支試管置于30℃水浴1小時

⑤HCl溶液(6mol/L)0.2mL—

⑥試管2加0.2mLH2O。測定2支試管中的產(chǎn)物量

下列敘述錯誤的是()

A.低溫提取以避免PAL失活

B.30℃水浴1小時使苯丙氨酸完全消耗

C.④加H2O補齊反應(yīng)體系體積

D.⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應(yīng)

【解析】B溫度過高，酶失活，因此本實驗采用低溫提取，以避免PAL失活，A正確；

因為試管2在②中加入了HCl，酶已經(jīng)變性失活，故不會消耗底物苯丙氨酸，B錯誤；④加

H2O，補齊了②試管1沒有加入的液體的體積，即補齊反應(yīng)體系體積，保證無關(guān)變量相同，

C正確；pH過低或過高酶均會失活，⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應(yīng)，D正確。

2.（2024·安徽卷）在多細胞生物體的發(fā)育過程中，細胞的分化及其方向是由細胞內(nèi)外

信號分子共同決定的。某信號分子誘導(dǎo)細胞分化的部分應(yīng)答通路如圖。下列敘述正確的是

()

A.細胞對該信號分子的特異應(yīng)答，依賴于細胞內(nèi)的相應(yīng)受體

B.酶聯(lián)受體是質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)，具有識別、運輸和催化作用

C.ATP水解釋放的磷酸分子與靶蛋白結(jié)合，使其磷酸化而有活性

D.活化的應(yīng)答蛋白通過影響基因的表達，最終引起細胞定向分化

【解析】D由題圖可知，細胞對該信號分子的特異應(yīng)答，依賴于細胞外側(cè)的酶聯(lián)受體，

A錯誤；酶聯(lián)受體位于質(zhì)膜上，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能識別相應(yīng)的信號分子，磷酸化的酶聯(lián)

受體具有催化作用，但不具有運輸作用，B錯誤；ATP水解產(chǎn)生ADP和磷酸基團，磷酸基

團與其他物質(zhì)如靶蛋白結(jié)合，使其磷酸化而有活性，C錯誤；細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇

性表達，故信號分子調(diào)控相關(guān)蛋白質(zhì)，活化的應(yīng)答蛋白通過影響基因的表達，最終引起細胞

定向分化，D正確。

3.（2024·廣東卷）現(xiàn)有一種天然多糖降解酶，其肽鏈由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB

方式連接而成。研究者將各段序列以不同方式構(gòu)建新肽鏈，并評價其催化活性，部分結(jié)果見

表。關(guān)于各段序列的生物學(xué)功能，下列分析錯誤的是()

纖維素類底物褐藻酸類底物

肽鏈

W1W2S1S2

Ce5-Ay3-Bi-CB＋＋＋＋＋＋＋＋＋

Ce5＋＋＋－－

Ay3-Bi-CB－－＋＋＋＋＋

Ay3－－＋＋＋＋＋

Bi－－－－

CB－－－－

注：－表示無活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越強。

A.Ay3與Ce5催化功能不同，但可能存在相互影響

B.Bi無催化活性，但可判斷與Ay3的催化專一性有關(guān)

C.該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關(guān)

D.無法判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關(guān)

【解析】B由表可知，Ce5具有催化纖維素類底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸類底

物的活性，Ay3與Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB與Ce5-Ay3-Bi-CB相比，當缺少Ce5后，

就不能催化纖維素類底物，當Ay3與Ce5同時存在時催化纖維素類底物的活性增強，所以

Ay3與Ce5可能存在相互影響，A正確；由表可知，不論是否與Bi結(jié)合，Ay3均可以催化

S1與S2，說明Bi與Ay3的催化專一性無關(guān)，B錯誤；由表可知，Ay3-Bi-CB與Ce5-Ay3-Bi-CB

相比，去除Ce5后，催化褐藻酸類底物的活性不變，說明該酶對褐藻酸類底物的催化活性

與Ce5無關(guān)，C正確；需要檢測Ce5-Ay3-Bi肽鏈的活性，才能判斷該酶對纖維素類底物的

催化活性是否與CB相關(guān)，D正確。

4.（2021·湖北卷）使酶的活性下降或喪失的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有

兩種類型：一類是可逆抑制劑（與酶可逆結(jié)合，酶的活性能恢復(fù)）；另一類是不可逆抑制劑

（與酶不可逆結(jié)合，酶的活性不能恢復(fù)）。已知甲、乙兩種物質(zhì)（能通過透析袋）對酶A的

活性有抑制作用。

實驗材料和用具：蒸餾水，酶A溶液，甲物質(zhì)溶液，乙物質(zhì)溶液，透析袋（人工合成

半透膜），試管，燒杯等。

為了探究甲、乙兩種物質(zhì)對酶A的抑制作用類型，提出以下實驗設(shè)計思路。請完善該

實驗設(shè)計思路，并寫出實驗預(yù)期結(jié)果。

(1)實驗設(shè)計思路

取支試管（每支試管代表一個組），各加入等量的酶A溶液，再分別加等

量，一段時間后，測定各試管中酶的活性。然后將各試

管中的溶液分別裝入透析袋，放入蒸餾水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再

測定各自的酶活性。

(2)實驗預(yù)期結(jié)果與結(jié)論

若出現(xiàn)結(jié)果①：_____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

____。

結(jié)論①：甲、乙均為可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果②：_____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

____。

結(jié)論②：甲、乙均為不可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果③：_____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

____。

結(jié)論③：甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果④：_____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

____。

結(jié)論④：甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑。

【答案】(1)