文档内容
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：（人教版必修1 P78图拓展）酶作
为生物催化剂，与无机
(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
催化剂相比，在发挥作
蛋白质，少数酶是RNA。
用过程中有哪些共同特
(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 点？酶除了具有催化功
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 能外，可以调节生命活
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 动吗？
催化剂的共同点。如图所示
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．实验探究——比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理：FeCl 溶液中的Fe3+是一种无机催化剂，它可以使过氧化氢分
3
解为HO和O ，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
2 2
不同。(每滴FeCl 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
3
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。
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。
注意说明
2．淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(验证酶的专一性)
本实验不能用碘液代
(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 替斐林试剂，因为无
论蔗糖是否发生水
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
解，都不能与碘液发
论。 生颜色反应。
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
注意说明
试剂 同一种酶(等量)
现象 发生反应 不发生反应 在温度对酶活性的影
结论 酶具有专一性 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
3．用α-淀粉酶探究温度对酶活性的影响 斐林试剂检测时需水
浴加热到50～65℃，
①实验原理：淀粉 麦芽糖，淀粉+碘→蓝色。；温度影响淀粉酶的 导致低温下的实验组
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， 由于温度变化，影响
进而推断出酶活性的变化。 实验结果。
②实验步骤
试管 注意说明
步骤 加入试剂或处理方法
A/a B/b C/c
探究pH对酶活性的
1 可溶性淀粉溶液(A、B、C) 2 mL 2 mL 2 mL
影响实验中一般不用
2 新鲜淀粉酶溶液(a、b、c) 1 mL 1 mL 1 mL
淀粉溶液和淀粉酶溶
3 保温5 min 60 ℃ 100 ℃ 0 ℃ 液，因为酸性条件会
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 促进淀粉的水解
5 保温5 min 60 ℃ 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
温度对酶的活性有影响，60 ℃时α-淀粉酶
结论
的活性较高考点3 与酶有关的曲线分析
4．用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响
①实验原理：HO 分解产生氧气和水。过氧化氢酶可加快HO 的分解，在短
2 2 2 2
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3
1 注入等量的过氧化氢 2滴 2滴 2滴
酶溶液
2 注入等量的不同pH 1 mL蒸馏水 1 mL5%的HCl 1 mL 5%的
的溶液 NaOH
3 注入等量的3%的过 2 mL 2 mL 2 mL
氧化氢溶液
4 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 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
试管内液面的上方
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。
教材拾遗
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。 过酸、过碱或温度过
高，会使酶的空间结构
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
遭到破坏，使酶永久失
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
活。低温下酶的空间结
变化不影响酶作用的最适温度。 构稳定，因此，酶制剂
适宜在低温下保存。
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。考点4 ATP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
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，。
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：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
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
所
化学本
有机物（大多数为蛋白质，少数为RNA） 蛋白质
质
作用场
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 只在细胞内起催化作用
所
温度影
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
响
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
氨基酸、核糖核苷酸 只有氨基酸
料
合成场
核糖体、细胞核等 只有核糖体
所
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 活细胞产生；细胞内或细胞外发 专门的内分泌腺或特定部位细胞产
场所 挥作用 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
催化作用 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3 ATP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4 ATP≠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
结构简式 “A”含义 共同点
物ATP 腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）
DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸
所有“A”的共同点是都含有腺嘌
呤
RNA 腺嘌呤核糖核苷酸
核苷
腺嘌呤
酸
易错点6 ATP产生与O 间关系的模型构建与解读
2
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HO补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
2
[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HO，补
2
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( )
不同时间测定的相对压强(kpa)
甲中溶液 乙中溶液
组
别 (2mL) (2mL)
0s 50s 100s 150s 200s 250s
I 肝脏研磨液 HO 溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
2 2
II FeCl HO 溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
3 2 2
III 蒸馏水 HO 溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
2 2
A．HO 分解生成O 导致压强改变
2 2 2
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、HO 分解产物是HO和O，其中O 属于气体，会导致压强改变，A正确；B、
2 2 2 2 2
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HO 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
2 2
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 3 5 7 9 11
M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6
L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1A．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
[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( )
温度
组别 pH CaCl 降解率(%)
2 (℃)
① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58⑤ 5 + 40 30
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CaCl
2
B．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pH9
D．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CaCl ，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于
2
CaCl ，A正确；B、分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl ，温度分别为90℃、70℃，故自变量
2 2
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 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 + － － + －
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连接的化学键是一种特殊的化学
键，B错误；C、ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C错误；
D、吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间
的纽带就是ATP，D正确。故选D。
知识链接：ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。ATP分子的结构 式可以简写成A—P～P～P，其中A代表
腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，ATP分子中大量的能量就储存在特殊的化学键中。
ATP可以水解，这实际上是指ATP分子中特殊的化学键水解。
8．(2021·海南·高考真题)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞内
的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一
致。下列有关叙述正确的是( )
A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
[答案]B．[解析]A、根据题意可知：该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；B、根
据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度
几乎一致。”说明：32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；C、根据题干信息“放射性几乎
只出现在ATP的末端磷酸基团”可知，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同，C错误；D、该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。故选B。
知识链接：ATP的分子组成可总结为“一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团”。 ATP的水解实际
上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。
