5.1 酶的特性和5.2ATP (共109张PPT)

(共109张PPT)
考情分析
新旧教材对比 增：①淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用；②ATP供能机制及实例；③“～”特殊化学键不稳定的原因；④吸能反应与放能反应的实例。
改：①ATP中文名称，“～”代表特殊的化学键，不再说高能磷酸键；②能量“通货”改为能量“货币”。
强化：过酸、过碱或高温对酶活性影响由小字改为宋体。
考点 由高考知核心知识点 预测
酶 考点一：酶的作用和本质 （3年8考，全国卷3年1考） （2024 河北）酶的本质 （2024 浙江）酶的本质 （2023 广东）酶的本质 （2022 全国）酶的本质 （2022 湖南）酶的本质 题型：选择题、解答题
内容：
（1）常结合动物生命活动的调节、细胞代谢综合、酶的特性及相关的变量分析考查
（2）一般会结合光合作用和呼吸作用一起来考核。
考点二：酶的特性及相关实验 （3年38考，全国卷3年3考） （2024 广东）酶的特性及相关实验 （2023 浙江）酶的特性 （2023 湖南）酶的特性 （2022 浙江、2022广东）酶的特性 （2021 浙江）酶的特性实验
1.细胞代谢
(1)概念：细胞中每时每刻都进行着 ，统称为细胞代谢。
(2)细胞代谢的中心（主要场所）： ；
细胞代谢的控制中心： 。
(3)特点：细胞代谢离不开 。
(4)意义： 是细胞生命活动的基础。
一、酶的本质和作用
许多化学反应
细胞质基质
细胞核
酶
细胞代谢
代谢类型：
(1)同化作用（合成代谢）：自养型和异养型
(2)异化作用（分解代谢）：需氧型、厌氧型和兼性厌氧型
特性
蛋白质
RNA（如核酶）
氨基酸
核糖核苷酸
核糖体
细胞核
细胞内外
生物体外
活细胞
[提醒]哺乳动物成熟的红细胞
不能产生酶。
高效
专一
[提醒]一般在低温、合适PH下保存酶；在合适温度和PH下使用酶。
合成途径：转录、翻译或转录。
2.　酶的本质和作用
酶催化反应时空间结构可能改变，机理是降低化学反应的活化能
【归纳总结】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 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 （多选）关于人体内酶和激素的叙述，错误的是( )
A．酶和激素的化学本质都是蛋白质
B．酶和激素都与物质和能量代谢有关
C．能产生激素的细胞不一定能产生酶
D．能产生酶的细胞不一定能产生激素
E．激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活，酶反应理化性质前后不改变
F．激素产生后一般作用于其他细胞
G．激素和酶都具有高效性，非细胞条件下也能发挥作用
H. 激素与酶一样，都能催化特定的化学反应
A
C
G
能产生激素的细胞一定能产生酶：因为几乎所有的活细胞都可以产生酶，如呼吸酶，代谢酶等。
酶参与生物体内的酶促反应，激素起调节作用，所以都与物质和能量代谢有关
E.灭活激素同受体结合后，激素原本的结构发生了改变，不再具有原来激素具有的生物学效应。就叫做灭活。
G.酶可以在非细胞条件下发挥作用，激素不可以，只作用于靶器官或靶细胞.
H. 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
H
3.酶本质的探索历程
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
酿酒中的发酵是需活酵母菌细胞参与。
引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
得到不含酵母菌细胞的提取液，结果与含有活酵母细胞中一样。将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
巴斯德
李比希
毕希纳
从刀豆中提取脲酶（使尿素分解成氨和CO2），并证明其化学本质是蛋白质
发现少数RNA具有生物催化功能，称为核酶(主要用于RNA的加工剪切)。
萨姆纳之后
科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。
切赫、奥尔特曼
萨姆纳
酶本质的探索历程
十九世纪，酒变酸
1857年，生物学家巴斯德，发酵由于酵母细胞
为什么？
化学家李比希，发酵由于酵母中的某些物质
争论
谁对？
酶的本质？
化学家毕希纳，提取液---酿酶
化学本质？
萨姆纳，提取脲酶，成分为蛋白质
20世纪80年代，切赫和奥特曼，少数RNA有催化功能
酶－－具有催化功能的有机物
人们是如何发现酶的？
习题巩固1：酶本质的探究历程(连线)
习题巩固2：成书于1716年的《康熙字典》收录了酶字，对“酶”的解释为“酒母也”；酶本质的发现经历了几代人的努力。下列有关酶本质的探索发现过程的叙述，错误的是（ ）
A．巴斯德和李比希关于“糖类是怎么变成酒精的”观点都有其局限性
B．萨姆纳从刀豆种子中提取出纯酶，并进一步证明了少数酶不是蛋白质
C．毕希纳将从酵母菌细胞中提取到的、能将糖液变成酒的物质称为酿酶
D．施旺发现，胃腺分泌物与盐酸混合物对肉类的分解能力明显高于盐酸
1926年美国科学家萨姆纳证明了刀豆种子中的脲酶是蛋白质，没有证明了少数酶不是蛋白质，切赫和奥尔特曼证明少数RNA有催化功能
B
课本P-76: 1835年，德国科学家施旺通过实验发现，胃腺分泌物中有一种物质，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用，这种物质就是胃蛋白酶
【教材隐性知识】源于必修1 P81“关于酶本质的探索”：
巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母细胞引起的，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母细胞中的某些化学物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。
提示　将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。
某种酶 + 蛋白酶
加入酶的底物
底物没有被催化→该酶是蛋白质
底物被催化→该酶不是蛋白质
方法一：
酶解法：
酶本质的探究，采取减法原理
某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
4. 鉴定酶本质的实验原理和方法
某种酶 + RNA酶
加入酶的底物
底物没有被催化→该酶是RNA
底物被催化→该酶不是RNA
习题巩固1：脲酶能将尿素（脲）分解为氨和二氧化碳或碳酸铵，设计简单的实验验证从脲酶的本质是蛋白质，请说明实验思路。
方法一：
向脲酶溶液分别加入蛋白酶和RNA酶，若加入蛋白酶的溶液后不能分解尿素，且加入RNA酶的溶液能分解尿素，则说明脲酶是蛋白质。
方法二：
向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。
习题巩固2：.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，请思考回答下列问题：
(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？说出理由。
提示　不相同。观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。
(2)乙酶活性改变的机理是什么？其活性能否恢复？
提示　乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改变不可逆转，故无法恢复。
6.酶的作用机理
(1)作用：酶在细胞代谢中具有 作用。
(2)活化能:分子从 转变为 的活跃状态所需要的 。(3)酶的作用原理（机理）： 。
(4)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
使细胞代谢能在 条件下快速有序地进行。
催化
常态
容易发生化学反应
能量
降低化学反应的活化能
①表示无催化剂时反应进行所需要的活化能是 段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是 段。③表示酶降低的活化能是 段。
④若将酶变为无机催化剂,则B点在纵轴上应向 移动。
温和
AC
BC
AB
上
注意：加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。
(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(　　)
提示　酶的作用机理是降低化学反应的活化能。
(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量(　　)
×
×
提示　酶不能为化学反应提供能量。
(3)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸(　　)
×
提示　酶分子在催化反应完成后仍可再发挥催化作用，而不是立即被降解。
(5)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成(　　)
提示　酶具有特殊的空间区域能和相应的物质结合后发挥其作用，没有能量也能催化底物水解。胃蛋白酶可以分解蛋白质，不会伴随着ADP的生成。ATP水解酶的水解。会伴随着ADP的生成。
(6)酶是在核糖体上合成的生物大分子(　　)
×
×
提示　绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，RNA不在核糖体上合成。
5.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解
步骤 一、试管编号
说明
1 2 3 4 二 H2O2 浓度
剂量 三 反应条件
结果 气泡产生
卫生香燃烧 2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
2滴FeCl3
2滴肝脏研磨液（H2O2酶）
不明显
少量
较多小气泡
大量较大气泡
不复燃
不复燃
变亮
复燃，猛烈燃烧
对照组
实验组
对照实验
自变量
因变量
无关变量
变量
实验结论：
相同且适宜！
①1、2号试管对照：
说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率
②1、4号试管对照：
说明酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可以加快化学反应速率
③3、4号试管对照：
说明酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高
5.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解
步骤 一、试管编号
说明
1 2 3 4 二 H2O2 浓度
剂量 三 反应条件
结果 气泡产生
卫生香燃烧 2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
2滴FeCl3
2滴肝脏研磨液（H2O2酶）
不明显
少量
较多小气泡
大量较大气泡
不复燃
不复燃
变亮
复燃，猛烈燃烧
对照组
实验组
对照实验
自变量
因变量
无关变量
变量
相同且适宜！
提问： 2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么？
一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
5.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解
步骤 一、试管编号
说明
1 2 3 4 二 H2O2 浓度
剂量 三 反应条件
结果 气泡产生
卫生香燃烧 2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
2滴FeCl3
2滴肝脏研磨液（H2O2酶）
不明显
少量
较多小气泡
大量较大气泡
不复燃
不复燃
变亮
复燃，猛烈燃烧
对照组
实验组
对照实验
自变量
因变量
无关变量
变量
相同且适宜！
加法原理：
与常态相比，人为增加某种影响因素。
第2、3、4组利用了加法原理
减法原理：
与常态相比，人为去除某种影响因素。
肺炎球菌转化实验研究\甲状腺激素的功能
6.(2022·全国乙，4)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)。根据实验结果可以得出的结论是
实验组 ① ② ③ ④ ⑤
底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
RNA组分 ＋ ＋ － ＋ －
蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋
低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － －
高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋
产物 ＋ － － ＋ －
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
大本P47
C
7.酶的特性：酶的高效性
1.定义：与 相比，酶降低活化能的作用 ，催化效率更高。
2.意义：使细胞代谢快速进行。
无机催化剂
更显著
酶
结论：
①A、B相比说明酶具有高效性
②A、C相比说明酶具有催化作用
③催化剂只缩短到达平衡点的时间，不改变化学反应的平衡点
④酶不能改变最终生成物的量。
无机
未加催化剂
【教材隐性知识】（人教版必修1 P78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？
(1)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；
(2)催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质。（P-88: 参与钙离子主动运输的载体蛋白是一种ATP水解酶，指的是载体蛋白除了运输的功能还有催化活性）
7.酶的特性：酶的专一性
酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①脲酶——只能催化尿素分解。
②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。
③二肽酶——可以催化所有的二肽分解
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被分解后的产物
不能被A催化的物质
8. 酶的专一性的验证实验
1
实验步骤
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min 2 mL 2 mL
实验现象
沸水浴煮沸1 min
有砖红色沉淀
新配制的斐林试剂
不用碘液
没有砖红色沉淀
结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。
【拓展延伸】验证酶专一性实验的其他方案
方案一：
淀粉 + 淀粉酶
蔗糖 + 淀粉酶
方案三：
淀粉 + 淀粉酶
淀粉 + 蔗糖酶
思路1：
底物不同，酶相同
思路2：
底物相同，酶不同
用斐林试剂检测
用碘液或者斐林试剂检测
8. 酶的专一性的验证实验
选用碘液进行检测，因为_____________
______________________________________________________________________。
碘液只能检测淀粉是否被彻底水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色
1.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是（ ）
A.酶1与产物b结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定
B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列
C.酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性
D.酶1与产物b的相互作用可以防止细胞生产过多的产物a
同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同
从图中可知，酶1只催化两种底物合成产物a的反应，具有专一性
酶1与产物b结合使酶1无活性，合成产物a的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物a
C
归纳2、教材中具有“专一性”的物质总结（常考点）
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脱氧核苷酸序列，并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
2.转运蛋白：某些物质通过细胞膜时需要转运蛋白的协助，不同物质所需转运蛋白不同，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.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
5.神经递质：由突触前膜释放，作用于突触后膜，产生抑制或兴奋
6.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
9. 酶的作用条件较温和
①温度对酶活性的影响
温度
酶活性
最适温度
a
b
c
0
随着温度降低，
酶活性下降，
若温度升高，酶不可恢复到最适活性。
随着温度升高，
酶活性下降，
温度降低时，酶不可恢复到最适活性。
温度、pH不同，酶活性可能相同，如a、c。
②pH对酶活性的影响
随着pH降低，
酶活性下降，
若pH升高，酶不可恢复到最适活性。
随着pH升高，酶活性下降，pH降低时，酶不可恢复到最适活性。
pH
酶活性
最适pH
a
b
c
0
①唾液淀粉酶的最适pH≈6.8。
②胃蛋白酶的最适pH≈1.5。
③胰液、小肠液中酶的最适pH≈7.6。
9. 酶的作用条件较温和
①温度对酶活性的影响
温度
酶活性
最适温度
a
b
c
0
随着温度降低，
酶活性下降，
若温度升高可恢复。
随着温度升高，
酶活性下降，
温度降低时不可恢复。
②pH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
在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；
高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；
低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定；酶的保存宜选择低温、适宜的pH等条件。　　　
在测定唾液淀粉酶的活性时，将溶液pH由1提升到6的过程中，该酶的活性将不断上升。(　　)
×
没有变化
3.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( )
A.pH=c时，e点为0
B.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
C
e表示产物的终产量。
d表示底物分解完后，及达到最大产物时所用的时间。
10.探究温度对酶活性的影响
实验材料及器具：质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、缓冲液、物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、热水、蒸馏水、卫生香、火柴、冰块碘液、斐林试剂
提问：实验选择材料和检测试剂选什么？原因？
淀粉、淀粉酶
①实验材料：
不选用H2O2作为反应底物的原因？
H2O2不稳定，受热易分解。
②检测试剂：
不选用斐林试剂进行鉴定的原因
斐林试剂检测需要水浴加热，温度是干扰条件。
碘液
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5 min 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 呈蓝色
无蓝色出现
呈蓝色
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
☆酶和底物先分别在对应温度（或pH）下保温后再混合
10.探究温度对酶活性的影响
10.探究PH对酶活性的影响
实验材料及器具：质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、缓冲液、物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、热水、蒸馏水、卫生香、火柴、冰块碘液、斐林试剂
提问：1.实验选择材料选什么？原因？
2. 不选用可溶性淀粉溶液作为反应底物的原因？
H2O2、H2O2酶
淀粉在酸性条件下会被水解；碘和碱会反应；酸对斐林试剂也有影响
3.配制好不同PH的反应液后，先加入酶溶液还是底物
先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物。
3.探究pH对酶活性的影响
实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入等量1mL盐酸溶液 3号试管中加入等量1mLNaOH溶液
四 三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液，振荡，反应 实验现象
产生少量气泡
产生少量气泡
产生大量气泡
实验结论：
酶的催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶的活性。
(1)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。(2023·浙江6月选考，10C)( ) 提示　pH过高会导致酶变性失活。
(2)“探究温度对酶活性的影响”实验中，室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合后，在设定温度下保温。(2022·北京卷，12C)( )
提示　应分别在设定温度下保温一段时间后再混合。
(3)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验( )
提示　淀粉酶和蛋白酶都是蛋白质，都能与双缩脲试剂反应呈紫色，不能用双缩脲试剂进行检测。
×
×
×
(4)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(2021·全国甲卷)( )
提示　大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；只有部分激素是蛋白质类。
(5)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。(2020·海南卷，8C)( )
提示　酶可以重复多次利用，不会立即被降解。
×
×
4．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是(　 )
方案 催化剂 底物 pH 温度
① 胃蛋白酶、胰蛋白酶 蛋白块 中性 室温
② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜
③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度
④ 过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢 强酸性 室温
A. 方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组单位时间内产生气泡数较多
B
2.（2024·河北·高考真题）下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物
B．胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存
C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上
D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物
胃蛋白酶应在酸性、低温下保存
醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构
成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶
D
10. 影响酶促反应的因素
影响酶促反应的因素：
① 温度 ② pH
③ 酶的浓度：底物充足时，反应速率随酶浓度的升高而加快。
④底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化。
温度
a
酶促反应速率
①
pH
b
酶促反应速率
②
酶浓度
酶促反应速率
底物充足
③
底物浓度
c
酶促反应速率
④
酶促反应速率一般用单位时间内产物的浓度的增加（即产物的生成速率）或者单位时间内反应物的浓度的减少（反应物的消耗速率）来表示。
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 ；
不同温度条件下，酶最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
不变
也不变
10. 影响酶促反应的因素
1.温度和pH对酶促反应速率的影响
2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
10. 影响酶促反应的因素
①底物浓度对酶促反应速率的影响
底物浓度
酶浓
度和酶活性
②酶浓度对酶促反应速率的影响
成正比
(4)思考：若该反应体系酶的量增多，曲线该如何改变(在图中表示出来) 大本 P46
请思考在不同条件下曲线①如何变化，并在图中绘制出相应的曲线。大本 P46
(1)在①的基础上，增加酶浓度，请绘制曲线②。
(2)在①的基础上，增加反应物浓度，请绘制曲线③。
（1）请解释在 A、B、C 三点时该化学反应的状况。
2）如果从 A 点开始温度升高 10 ℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。
（3）如果在 B 点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。
（1）A点：随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高。
C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。
（2）曲线上升的幅度变小，因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。
（3）该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快(图略)。
考向三　影响酶促反应的因素分析 大本P46
5.(2022·重庆，7)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，结果见下表。下列叙述最合理的是
pH 3 5 7 9 11
相对活性 酶 M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6
L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1
A.在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3
B.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
D
例1：用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，错误的是（ ）
A.该酶的最适催化温度不确定
B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C.由图4实验结果可知酶具有高效性
D.由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂
C
3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂
竞争性抑制剂
10. 影响酶促反应的因素
非竞争性抑制剂
3.酶的竞争性抑制剂
由于竞争性抑制剂与底物竞争，
因此，其抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用
10. 影响酶促反应的因素
3.酶的非竞争性抑制剂
由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，
因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。
10. 影响酶促反应的因素
5．酶活性除了受温度，pH影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果，图1为抑制剂类型，图2为相同的酶溶液分别在无抑制剂、添加抑制剂A、添加抑制剂B的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列叙述错误的是（　　）
A．酶活性可以通过检测单位数量的酶在单位时间内底物消耗量获得
B．抑制剂A与底物竞争酶的活性位点，推测该抑制剂和底物具有类似结构
C．抑制剂B能改变酶的结构，使酶失去催化活性，该抑制剂作用效果对应图2中乙曲线
D．抑制剂A的作用机理与高温抑制酶的活性相同
酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可以通过检测单位数量的酶在单位时间内底物消耗量获得
图1中的抑制剂A和底物竞争酶的同一活性位点，说明该抑制剂和底物具有类似结构
由分析可知，抑制剂B能改变酶的结构，使酶失去催化活性，该抑制剂作用效果对应图2中乙曲线
高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，而抑制剂A和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，但不会破坏酶的空间结构，因此抑制剂A的作用机理与高温抑制酶的活性不相同
D
11. 酶的应用
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
溶解细菌的细胞壁，抗菌消炎
归纳一、关注教材涉及中酶及其作用（常考点）
1.消化酶：是一类水解酶。有的由消化腺分泌到下消化道中,属于胞外酶，有的则参与细胞内消化，如溶酶体中的一些酶。
2.溶酶体酶：一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。P一49、53
3.溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。
P选一68
4.脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。
P一79
5.过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。
P一77
纤维素酶(将纤维素水解为葡萄糖)、
果胶酶(将果胶水解为半乳糖醛酸)，可用于制备植物原生质体；
胰蛋白酶、胶原蛋白酶(动物细胞培养)。
6.酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶
白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因
老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。
P一124
P二71
7.细胞工程中的酶
P选三38
8.基因工程中的酶
P选三71、77
归纳一、关注教材涉及中酶及其作用（常考点）
①DNA复制：以DNA为模板的DNA聚合酶（催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段
上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）
②逆转录：以RNA为模板的DNA聚合酶(即逆转录酶)
③转录：以DNA为模板的RNA聚合酶（催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形
成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）
④RNA复制：以RNA为模板的RNA聚合酶(即RNA复制酶)
⑤端粒酶：端粒酶在干细胞和生殖细胞中有活性,在体细胞中没有活性。在肿瘤中
被重新激活，从而使癌细胞具备无限增殖的条件。
中心法则相关酶
P一124
P二69
P二69
P二65
归纳一、关注教材涉及中酶及其作用（常考点）
5.下列关于生物体细胞内酶的叙述，错误的是（ ）
A．胰蛋白酶是由胰腺分泌的一种消化酶，在发挥作用时它可以破坏肽键
B．DNA聚合酶的主要作用是将单个脱氧核苷酸加到引物或产物的3'端，形成磷酸二酯键
C．限制酶能识别特定DNA序列，并在特定的位点上断开磷酸二酯键
D．酶的催化作用受温度、pH等因素的影响，且酶都在核糖体上合成
胰蛋白酶是由胰腺分泌的一种消化酶，在发挥作用时它可以破坏蛋白质的肽键
DNA聚合酶是在DNA复制过程中使用的酶，它的主要作用是将单个脱氧核苷酸加到引物或产物的3'端，形成磷酸二酯键
限制酶是在基因工程中使用的酶，它能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，把DNA切割成不同的片段
大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成场所是核糖体，而真核生物的RNA主要在细胞核中合成
D
　高考真题演练
7.（2023·广东·高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（ ）
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触
发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素
酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性
高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质
C
（2023·浙江·统考高考真题）某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是（ ）
A．温度 B．底物 C．反应时间 D．酶量
【详解】A、由题干可知，两组实验的温度都为45℃，所以研究的因素不是温度，A错误；B、由题干分析，己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否加入底物。所以研究的因素是底物，B正确；
C、由题干可知，两组实验的反应时间均为12min，所以研究的因素不是反应时间，C错误；
D、由题干可知，两组实验的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D错误。故选B。
B
1.（2024·广东·高考真题）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是（　　）
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2
①Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++
②Ce5 + ++ — —
③Ay3-Bi-CB — — ++ +++
④Ay3 — — +++ ++
⑤Bi — — — —
⑥CB — — — —
注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同。①与③相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，①和③比，当缺少Ay3，就不能催化纤维素类底物，所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响
由③④可知，不论是否与Bi结合，Ay3均不催化W1和W2，均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关
需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
B
注意：研究蛋白质结构的功能的题，要考虑结构和结构之间可能存在相互影响，因此要用逐步减法或加法对比。
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
3.（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.温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL 失活
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
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，保证无关变量相同
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
B
5.（2023·河北·高考真题）关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是（ ） A．淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏
B．磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C．氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构
D．载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生改变
低温不会使蛋白质空间结构改变，淀粉酶本质为蛋白质，在0℃时空间结构不会被破坏
蛋白质分子与磷酸结合后，空间结构发生变化，活性也发生改变
氨基酸种类的改变会影响蛋白质中氨基酸的排列顺序，进而可能影响蛋白质空间结构
载体蛋白在转运分子时，需要与被转运的分子结合，会发生自身构象的改变
A
1.ATP的结构和功能
（1）ATP的中文名称？组成元素？结构简式？A、T、P、—、～分别代表什么？
（2）ATP为什么不稳定？为什么说ATP是高能磷酸化合物？
（3）ATP的A具体指什么结构？包含哪几部分？跟我们以前学过的A有什么区别？
（4）ATP功能是什么？如何设计实验探究ATP的功能？为何说ATP是直接的能源物质？ATP是唯一的直接能源物质吗？如果不是请举例。ATP能否口服？ATP与能量有什么关系？
2.ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用
（1）ATP与ADP的相互转化是怎样的？是否是可逆反应？
（2）ATP水解与ATP合成的酶是同一种吗？ATP含量很少为什么能及时而持续供能？
（3）ATP与ADP相互转化的能量供应机制是真核生物特有的吗？在ATP转化成ADP的过程中，所产生的能量来源于哪里？用于哪些生命活动？在ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量来源于哪里？用于哪里？
（4）吸能反应和放能反应与ATP水解和ATP合成的联系是怎样的？
希望我们一轮复习能够持续精进！—— 自主梳理课本（必修一）5.2
ATP
ATP是细胞生命活动的直接能源物质
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP的其他作用及ATP进出细胞的方式
二、 ATP的结构和功能
（反应不可逆）
腺苷单磷酸（AMP：腺嘌呤核糖核苷酸）
二、 ATP的结构和功能
A
核糖
P
P
P
~
~
腺苷(A)
腺苷二磷酸 （ADP）
腺苷三磷酸 （ATP） A-P~P~P
腺嘌呤
组成元素
C、H、O、N、P
化学组成
1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团
结构简式
A－P~P~P
结构特点
远离腺苷的特殊的化学键易水解，释放出能量，也可以接受能量而重新形成
含量特点
在细胞中含量少，ATP与ADP的转化快，处于动态平衡
中文名称
腺苷三磷酸
1molATP水解所释放的能量高达30.54kj。
1
ATP的结构
RNA的基本单位
2. ATP的供能原理
1. ATP是一种高能磷酸化合物，
但ATP≠高能磷酸化合物。
2. 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。
(一P86)
ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系：以下圈出来的部分表示什么？
腺苷
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
腺嘌呤
脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
2.将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是（ ）
A.①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，
但是ATP的含量基本不变
D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的
速率加快
①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的
ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记
细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快
A
3.下列与ATP和酶有关的叙述，正确的是（ ）
A.酶与ATP的合成都需要模板
B.酶的合成不需要ATP提供能量
C.ATP与绝大多数酶的组成元素相同
D.能合成酶的细胞一定能产生ATP
ATP的合成不需要模板
ATP是直接能源物质，用于各项生命活动，包括酶的合成
ATP的元素组成是C、H、O、N、P，而绝大多数酶是蛋白质，元素组成是C、H、O、N等
能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞不一定能合成酶
D
主要能源物质：
生物体内储能物质：
能量的根本来源：
太阳能
糖类
脂肪(植物：淀粉、动物：糖原）
生物体内的能源物质是：
糖类、脂肪、蛋白质
直接能源物质：
ATP
能量
物质
知识点一：ATP的功能是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
问题1：如何设计实验探究ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质？
(2)实验材料：
萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，ATP制剂等
(1)实验原理：
荧光素+能量+O2 氧化荧光素
荧光素酶
（发出荧光）
(一P89)
(1)实验材料：
萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，ATP制剂等
(2)实验原理：
荧光素+能量+O2 氧化荧光素
荧光素酶
（发出荧光）
问题1：如何设计实验探究ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质？
(3)实验变量：
自变量：
因变量：
无关变量：
添加的物质（葡萄糖/脂肪/ATP）
是否发光
温度等
研磨后的荧光素粉末酶是否失活：
荧光素粉末中是否可能有残留的ATP：
发光器粉末中的酶仍有活性将葡萄糖和脂肪水解，释放出ATP感染实验结果
可能有
【拓展延伸】探究生命活动的直接能源物质是ATP
发光器粉末加入试管暗处理15分钟
加试剂
黑暗条件下观察
(4)实验过程：
消耗掉萤火虫发光器中残留的ATP
研磨液中的酶仍有活性
消耗ATP
ATP是驱动细胞活动的直接能源物质
(5)实验结论：
2.应用：ATP荧光检测仪
ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理(P89)，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷（ATP）。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中(食品、药品、水体等)微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。
荧光素+O2+ATP
氧化荧光素(发出荧光)
荧光素酶
荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多
ATP 还是一种能在细胞间传递信息的信号分子
20世纪50年代，研究者发现ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，并且在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞质膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的信号分子。
【拓展延伸】NTP、dNTP、ddNTP（N表示ATCG四种碱基）
注意：NTP与dNTP 均是高能磷酸化合物，可分别用作 RNA 和 DNA 的合成原料，合成过程中会脱去两个磷酸基团，并释放出大量的能量。
ddNTP是人工合成的，常用于终止 DNA 的合成。核糖
H H
腺嘌呤双脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
ddADP
ddATP
dADP
dATP
ADP
ATP
核糖
脱氧核糖
1.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）。
（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。
γ
α
1.（2024·全国·高考真题）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
ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量
ATP分子水解两个高能磷酸键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
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
光合作用光反应，可将光能转化活跃的化学能储存于ATP的高能磷酸键中，故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
12.双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)属于非天然核苷酸，ddNTP与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。根据所学知识，判断下列选项不正确的是
A.若X表示OH，该结构代表的物质dNTP脱去两个磷酸基团后可作为体内DNA分子复制的原料之一
B.若将ddNTP加到正在复制的DNA反应体系中，ddNTP结合到子链后，子链的延伸会立即终止
C.ddNTP、dNTP以及磷脂分子
的元素组成都是C、H、O、N、P
D.若X表示OH，碱基为A时，
该物质不可为细胞的生命活动直接提供能量
D
(小本12-12)
当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。(P一86)
知识点2、ATP的供能机理
1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当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的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白 结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。
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。
载体蛋白去磷酸化，恢复原有构象。
当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。(P一86), 图在P一88
知识点2、ATP的供能机理
ATP水解释放磷酸基团
蛋白质等分子磷酸化
分子空间结构改变，活性也被改变
参与各种化学反应，蛋白质等分子去磷酸化，恢复原有构象
知识点2、ATP的供能机理
A-P~P~P
(ATP)
A-P~P
(ADP)
能量2
ATP
酶2
酶1
Pi
ADP +Pi
+能量
酶1
酶2
能量1
Pi
ATP水解酶
ATP合成酶
光合作用
（绿色植物为主：叶绿体）
呼吸作用
（细胞生物：主要为糖的氧化水解；
真核生物：细胞质基质、线粒体）
其他化合物
放能
反应
1. 叶绿体的暗反应中用于C3的还原
2. 用于各项生命活动（思考，物质的主动运输等）
其他化合物吸能
反应
1. ATP与ADP的相互转化，时刻处于动态平衡。
2.ATP与ADP的相互转化不可逆：
物质可逆，能量不可逆。
知识点3、ATP与ADP可以相互转化
(1)源于必修1 P87“图5－4”：人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：
。
(2)源于必修1 P89“拓展应用”：在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：___________________________
___________________________________________。
ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中
生物界具有统一性，也
说明种类繁多的生物有着共同的起源
【教材隐性知识】
归纳1、细胞内产生与消耗ATP的生理过程（常考点）
转化场所 常见的生理过程
细胞膜
细胞质基质
叶绿体
线粒体
核糖体
细胞核
消耗 ATP：主动运输、胞吞、胞吐；也能合成ATP
产生 ATP：细胞呼吸第一阶段
产生 ATP：光反应
消耗 ATP：暗反应和自身 DNA 复制、转录、翻译等
产生 ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗 ATP：自身 DNA 复制、转录、翻译等
消耗 ATP：蛋白质的合成
消耗 ATP：DNA 复制、转录等
注意: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。
1.如图是生物界中能量“货币”ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的M指的是腺苷，N指的是核糖
B.暗反应中ATP用于固定CO2和还原C3
C.ATP的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要
D.食物为ATP“充电”指的是有机物经过氧化分解，释放能量并生成ATP
M指的是腺嘌呤、N为核糖
如果ATP来自光反应，则这部分ATP只能用于暗反应中还原C3，固定CO2不需要消耗能量
ATP的合成和分解均需要酶的催化
食物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能，需通过呼吸作用来完成
D
2.如图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图(M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物)，下列叙述正确的是(　　)
A．细胞中的吸能反应伴随着甲的形成，能量由Q2提供
B．两分子葡萄糖合成一分子麦芽糖的过程中，物质甲的量减少
C．物质乙由腺嘌呤和核糖组成，是构成RNA的基本单位之一
D．Q1可以来源于光能，Q2不能转化为光能，M1和M2不是同一种酶
吸能反应伴随着ATP的水解反应，即伴随着甲的形成，能量由Q2提供
两分子葡萄糖合成一分子麦芽糖的过程需要消耗能量，因此物质甲的量增多
物质乙由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，是构成RNA的基本单位之一
Q1可以来源于光能，Q2能转化为光能，M1和M2不是同一种酶
A
知识点四、构建ATP产生量与O2供给量曲线模型
无氧呼吸
有氧呼吸
酶
ATP、磷酸
无氧呼吸
O O2供给量
ATP产生量
A
B C
甲
ATP产生量
O O2供给量
乙
1．ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。(必修1 P86正文)(　 　)
2．ATP由腺苷、核糖和三分子磷酸组成。(必修1 P86相关信息)(　 　)
3．ATP含有3个特殊化学键，但是只有一个特殊化学键会发生断裂。(必修1 P86正文) (　 　)
4．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。(必修1 P87图5 5)(　　)
5．ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。(必修1 P89正文)(　 　)
6. 线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(2019·全国卷Ⅲ，1C)( )
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
ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，是构成RNA的基本单位之一
ATP含有2个特殊化学键
吸能反应
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√
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　考点训练　
3.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水的运输不消耗ATP
⑥ATP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
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
　高考真题演练
3.（2023·天津卷）衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是（ ）
A．葡萄糖 B．糖原 C．淀粉 D．ATP
细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP
27．(2021·益阳模拟)一般认为生物膜上存在一些能携带离子通过膜的载体分子，载体分子对一定的离子有专一的结合部位，能选择性地携带某种离子通过膜，载体的活化需要ATP，其转运离子的情况如图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．据图分析可知载体分子与酶都具有专一性
B．温度通过影响呼吸酶的活性来影响植物根系
对矿质元素的吸收
C．磷酸激酶与ATP水解有关，磷酸酯酶与ATP合成有关
D．失活的载体在膜中磷酸激酶和ATP的作用下又可使其磷酸化，而再度活化
C
(2)将α、β、γ位置分别被32P标记的ATP(A－Pα～Pβ～Pγ)注入不同的发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP的细胞，在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性。由此推测发光细胞以这种方式利用ATP的生物学意义是_____________________________________________________
____________。大本P53
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ATP水解成腺苷酸，不仅为发光物质的合成提供能量，同时也提供原料
5.存在于生物膜上的ATP合酶复合体，能将H＋从膜的一侧运输到另一侧，并催化ATP的形成(如图)。下列关于ATP合酶复合体的结构和功能的叙述，错误的是
A.ATP合酶复合体是一种参与协助扩散的转运蛋白
B.ATP合酶复合体可以降低合成ATP所需的活化能
C.合成ATP的能量来源于细胞中原有ATP的水解
D.线粒体内膜和类囊体薄膜上存在ATP合酶复合体
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小本12-5
6.GTP是细胞信号传导的重要物质，其结构和ATP类似，可以和ATP相互转化，研究发现细胞信号传导过程中GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP。下列说法正确的是
A.该细胞信号传导过程属于细胞中的放能反应
B.GTP中的“G”由鸟嘌呤和脱氧核糖组成
C.GTP和ATP彻底水解的产物只有含氮碱基不同
D.GTP脱去两个磷酸基团后可作为合成DNA的原料之一
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7.磷酸肌酸(C～P)是一种存在于肌肉和其他兴奋性组织(如脑和神经)中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定条件下可以相互转化，细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸(C)，这样可以在短时间内维持细胞中ATP含量的相对稳定。下列叙述错误的是
A.肌肉收缩时，ATP的含量保持相对稳定
B.磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能
C.剧烈运动时，肌肉细胞中磷酸肌酸与肌酸含量的比值会有所升高
D.细胞中的磷酸肌酸对于维持ATP含量的相对稳定具有重要作用
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8.ATP作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动提供能量。科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(Ⅰ)和牛细胞中的ATP合成酶(Ⅱ)构建了ATP体外合成体系，如图所示。下列说法正确的是
A.物质a水解后的产物可作为合成DNA分子的原料之一
B.体系Ⅰ模拟的跨膜运输方式为协助扩散
C.体系Ⅱ中H＋的跨膜运输释放能量
D.由图可知，囊泡内pH高于囊泡外
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9.蛋白质磷酸化反应是指ATP末端的磷酸转移到底物蛋白质的特定氨基上所进行的化学反应。磷酸化的蛋白质活性改变后做功，从而参与细胞代谢，如图所示。下列说法错误的是
A.ATP末端磷酸基团脱落时伴随能量的转移
B.磷酸化的蛋白质活性改变但并未变性
C.ATP推动的细胞做功过程属于吸能反应
D.蛋白质的磷酸化过程伴随ATP的水解，水解产物参与RNA的合成
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10.ATP生物荧光检测仪广泛应用于物品表面清洁度测评。原理是利用荧光素酶测定环境物体表面ATP的含量，再通过检测仪上的荧光强度反映环境中微生物的数量。下列说法错误的是
A.萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP提供的能量被激活被氧化而发光
B.荧光素的激活属于吸能反应过程，与ATP水解相关联
C.ATP生物荧光检测仪的发光值大，反映出微生物菌体储存大量ATP
D.ATP生物荧光检测仪的发光值与物体表面的污染程度呈正相关
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ATP生物荧光检测仪的发光值大，反映出微生物数量多，C错误。
11.蛋白激酶A(PKA)由两个调节亚基和两个催化亚基组成，其活性受cAMP(经腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调节，如图所示。活化的PKA催化亚基能将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白质的活性。下列有关说法错误的是
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A.调节亚基具有结合cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点
B.蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解
C.ATP不仅是生物的直接供能物质，还是合成cAMP、DNA等物质的原料
D.cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性
的催化亚基
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13.某动物驱动蛋白能沿细胞骨架定向“行走”，并且能将“货物”转运到指定位置，“货物”结合在驱动蛋白的“尾部”，驱动蛋白通过“头部”与ATP结合并催化ATP水解，为“行走”供能，该过程如图所示。下列相关叙述正确的是
A.驱动蛋白对ATP水解、“货物”转运
都有催化功能
B.驱动蛋白能催化ATP水解是因为它能提供活化能
C.为驱动蛋白“行走”过程供能的ATP来自细胞呼吸
D.代谢旺盛的细胞中，ATP的水解速率远大于合成速率
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一、选择题
1.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、处理及结果如表所示。下列叙述错误的是
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组别 甲中溶液 (0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa) 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s
Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
下列叙述错误的是
A.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.250 s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
C
组别 甲中溶液 (0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa) 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s
Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
8.如图曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析下列说法正确的是
A.增大pH后重复该实验，a、b点位置均会上升
B.酶浓度降低后，图示反应速率可用曲线甲表示
C.酶浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素
D.若b点后升高温度，将呈现曲线丙所示变化
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10.针对某酶促反应，某同学在酶量和反应时间都相同的情况下进行了甲、乙、丙三组实验，并得到相应的三条曲线，如图所示。甲是反应速率随反应物浓度变化的曲线，乙是一定量的物质W1存在时反应速率随反应物浓度变化的曲线，丙是一定量的物质W2存在时反应速率随反应物浓度变化的曲线。据图判断，关于该实验结果的叙述，错误的是
A.若仅提高甲组酶量重新实验，其最大反应速率会增大
B.若在甲组中加入W1重新实验，其最大反应速率会降低
C.可推测在与酶的结合过程中，W2与反应物无竞争关系
D.若要减弱W2对反应速率的影响，可加大反应物的浓度
√
11.如图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图，为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶(PPO)活性大小，某同学设计了实验并检测各组酚的剩余量，结果如图2所示。下列说法正确的是
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A.由图1模型推测，可通过增加底物
浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活
性的抑制
B.非竞争性抑制剂与高温抑制酶活性
的机理相同，都与酶的空间结构改
变有关
C.图2实验的自变量是温度，而PPO
的初始量、pH等属于无关变量
D.探究酶B的最适温度时，应在40～50 ℃间设置多个温度梯度进行实验
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12.图中的曲线①表示某种淀粉酶在不同温度下的酶活性相对最高酶活性的百分比。将该淀粉酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，即图中的曲线②。下列叙述错误的是
A.高温影响蛋白质的空间结构，从而影响淀
粉酶活性
B.该淀粉酶长时间保存于80 ℃条件下，活性
将会降低
C.曲线②中各个数据点的获得是在80 ℃条件下测得的
D.工业生产中该淀粉酶使用的最佳温度范围是70～80 ℃
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二、非选择题
14.(2021·湖北，21)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。
为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
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(1)实验设计思路
取____支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量________________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
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甲物质溶液、乙物质溶液
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①：__________________________________________。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：______________________________。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高
透析前后，两组的酶活性均不变
若出现结果③：_________________________________________________
______________________________。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：_________________________________________________
______________________________。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
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加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高；加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变
加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变；加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
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