文档内容
第 03 讲 酶和 ATP
目 录
一、考情分析 考点02 ATP
二、知识建构
核心考向提炼
三、考点突破
重要考向探究
考点01 酶
核心考向提炼 题型01 ATP的结构及特点
重要考向探究 题型02 ATP在细胞能量代谢中的作
用
四、实验探究
1.有关酶参与的反应，物质的加入顺序要注意
题型01 酶的本质、特性 2.酶的探究实验中，要注意酶的本质和特性
题型02 探究影响酶活性的因素实验 按住Ctrl键同时点击目录文字即可跳转到对应页
考题统计 考情分析
考点要求
2023辽宁卷（2分） 【命题规律】
酶和ATP是细胞代谢的重要内
2023重庆卷（2分）
容，从近 5 年高考的考查形势来看，
2023海南卷（2分）
细胞代谢一直是高考的重点考查内
酶
2023天津卷（2分） 容，避不开对酶和ATP的考查。
酶和 ATP 在细胞代谢中的作
2023广东卷（2分）
用，主要以选择题为主，而非选择题
2023浙江卷（2分）
设置以酶和 ATP 为基点的有关代谢问
2023河北卷（2分） 题也是高频考点
【命题预测】结合物质运输、神经调节等
2023天津卷（3分）
ATP 实例，并以图解的形式考查酶和ATP在生
2023重庆卷（2分） 命活动中的作用；通过相关的实验设计综
2022浙江卷（2分） 合考查酶的作用特性及其影响因素；考点01 酶
核心考向提炼 重要考向探究
1.酶的本质、作用实质和特性
酶的本质是蛋白质，具有催化作用，实质是降低化学反应的活化能，酶具有专一性、高
效性和作用条件较温和特点。一般来说，动物体内的酶最适温度为 35～40 ℃；植物体内的
酶最适温度在40～50 ℃；细菌和真菌体内的最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达 70
℃。动物体内的酶最适pH大多为6.5～8.0，但是胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶
最适pH大多为4.5～6.5。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。在0 ℃左右时，酶活性很低，但酶的空间结构稳定。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
2.探究影响酶活性因素的实验
酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，其可用一定条件下酶所催化某一化学反应的速
率表示。建议不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响(原因是温度本身会影响过氧化氢
自然分解的速度)，不用淀粉酶探究pH对酶活性的影响(原因是盐酸可催化淀粉水解)。3.与酶有关的几类曲线
(1)酶的作用原理
酶可以降低化学反应的活化能(如图)。
①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是ac段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是bc段。
③酶降低的活化能是ab段。
(2)酶作用的特性
①图1酶的曲线和无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与无催化剂的曲线比较只
能说明酶具有催化作用。
②图2两曲线比较说明酶具有专一性。
(3)酶促反应速率的影响因素
①温度和pH
图甲和图乙表示：高温、过酸、过碱都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构
未被破坏，温度升高可恢复活性。从图丙和图丁看出：反应溶液 pH(温度)的变化不影响酶作
用的最适温度(pH)。
②底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图乙对
反应底物的要求是底物足量。
1.（2023·广东卷）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
2.（2023·浙江卷）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
3．（2023·浙江卷）胰高血糖素可激活肝细胞中的磷酸化酶，促进肝糖原分解成葡萄糖，提
高血糖水平，机理如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．胰高血糖素经主动运输进入肝细胞才能发挥作用
B．饥饿时，肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化
C．磷酸化酶a能为肝糖原水解提供活化能D．胰岛素可直接提高磷酸化酶a的活性
本考点多以图形、图表等信息为载体，通过实验等途径展开考查，试题多以选择题主
要形式命题，直接以选择题的形式考查物质出入细胞的方式或酶在细胞代谢中的作用等，
试题情境多与生产生活相联系，对考生的实验探究能力、获取信息、分析问题及解决问题
的能力要求很高。
题型01 酶的本质、特性
1．神经酰胺合成酶具有双重功能，既可以催化脂肪和某些氨基酸结合形成神经酰胺，还可以
结合DNA的某些区域，从而开启和关闭脂质代谢的相关基因，而开启和关闭的状态与营养供
应情况密切相关，如苍蝇体内神经酰胺合成酶可以读取脂肪酶 3基因，从而促进脂肪的分解。
据此分析错误的是（ ）
A．神经酰胺合成酶的双重功能的实质都是降低化学反应的活化能
B．神经酰胺合成酶催化神经酰胺的合成过程会受环境条件的影响
C．神经酰胺合成酶在生物体内脂肪含量上发挥了调节作用
D．苍蝇体内神经酰胺合成酶读取脂肪酶3基因在营养缺乏时发生
2．有一种名为L19RNA的核酶，可以催化某些RNA的切割和连接，其活性部位是富含嘌呤的
一段核苷酸链，下列关于该酶的叙述错误的是（ ）
A．L19RNA核酶的底物RNA中富含嘧啶
B．L19RNA核酶作用的专一性是通过酶与底物之间的碱基互补配对实现的
C．L19RNA核酶彻底水解后可得到四种核糖核苷酸
D．L19RNA核酶催化RNA的切割和连接时，涉及磷酸二酯键的形成与破坏
3．多酶片是一种可以治疗消化不良、食欲不振的药物，如图是多酶片的结构模式图。下列相
关叙述正确的是（ ）
A．肠溶衣在弱碱性的环境中仍能保持结构完好无损
B．多酶片进入小肠后，胃蛋白酶的活性会增强
C．多酶片可以碾碎后服用，其功效与直接服用相同
D．多酶片发挥作用的原理是降低食物中大分子水解所需的活化能题型02 探究影响酶活性的因素实验
4．猕猴桃营养价值高，但却极易腐烂。为探究猕猴桃腐烂的内在原因，研究人员选取了猕猴
桃果实内的三大抗逆性酶：过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶
（POD），在保鲜条件下进行了相关实验，结果如下表。下列有关叙述正确的是（ ）
天数/d 1 2 3 4 5 6 15
CAT 酶 活 性 （ mgH2O2/ 0.06 0.01
0.066 0.047 0.037 0.020 0.003
gFW·min） 3 7
30.1
SOD酶活性（活力单位/g） 48.46 28.07 22.27 10.38 6.24 0.40
0
0.12 0.04
POD 酶活性（g-1·min-1） 0.066 0.180 0.196 0.112 0.002
8 5
成 熟 果 开 始 腐
果实状态 完全腐烂
实 烂
A．在测定CAT酶活性时，可用单位时间内H2O2的减少量表示
B．三种酶均能降低相关化学反应所需活化能，说明酶具有高效性
C．猕猴桃从成熟到腐烂的过程中，三种抗逆性酶的活性均在下降
D．若某种调节剂能使POD酶的活性处于较高状态，则有利于保鲜
5．鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸，能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷
酸酶（ACP）作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼类鲜味下降外因的系列实验中，实验
结果如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．本实验的自变量只有 pH 和温度，因变量是酸性磷酸酶（ACP）的相对活性
B．不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同
C．pH 低于3.8、温度超过60℃，对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶（ACP）活性影响的机理相同
D．由图可知，放置相同的时间，鮰鱼在pH6.0、温度 40℃条件下，ACP活性最高，鱼肉鲜味
程度最高
6.细胞内复杂的物质变化在温和条件下有序进行，离不开酶的催化。下列有关酶的实验，叙
述正确的是（ ）
A．斯帕兰札尼让鹰吞下放入肉块的金属笼，一段时间后笼内的肉块消失，这说明胃对食物有
化学性消化
B．“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，加热、Fe3+和过氧化氢酶促使H2O2分解的原因是在不同程度上降低了化学反应的活化能
C．“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中，可通过滴加碘液检测溶液是否变蓝来说
明酶的作用是否有专一性
D．“探究温度对酶活性的影响”实验中，应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合，再分别置于不
同温度条件下保温
酶的特性：
（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，
酶的活性降低，但不会失活。
考点02 ATP
核心考向提炼 重要考向探究
1.ATP的结构以及ATP与ADP的转化
（1）ATP 的结构简式是A-P～P～P，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团，～代
表一种特殊的化学键。
（2）ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自特殊的化学键的
化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同：ATP水解在
细胞的各处；ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。
2.吸能反应与放能反应
细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。吸能反应一般与 ATP水解的
反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP合成相联系，释放的能量储存在ATP
中。
3.ATP在细胞代谢中的作用
（1）细胞通过呼吸作用产生 ATP，有氧呼吸释放大量能量，其中一部分用于合成 ATP，植物
也可以通过光合作用合成ATP，但此能量只用于暗反应。（2）ATP是直接能源物质，在体内含量很少，ATP水解后转化为ADP，ADP在有关酶的作用下，
接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP，ATP和ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生
并且处于动态平衡之中的；
（3）ATP在酶的作用下，脱离一个磷酸基团形成ADP（腺苷二磷酸），ADP再脱离一个磷酸基
团形成AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），AMP再脱离一个磷酸基团形成腺苷；
1.（2021·北京卷）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（ ）
A．含有C、H、O、N、P B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化 D．可直接为细胞提供能量
2.（2021·海南卷）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
3.（2022·江苏卷）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
（2022·天津·高考真题）利用蓝细菌将CO2转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。
(1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙
酮酸等中间代谢物。ATP来源于 和 等生理过程，为各项生
命活动提供能量。
(2)蓝细菌可通过D—乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸这种重要的工
业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D—乳酸产量，但结果
并不理想。分析发现，
是由于细胞质中的NADH被大量用于 作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。
(3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化
的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D—乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中
细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。注：数据单位为pmol∕OD730
菌株 ATP NADH NADPH
初始蓝细
626 32 49
菌
工程菌K 829 62 49
由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段
（被抑制∕被促进∕不受影响），光反应中的水光解 （被抑制∕被促进∕不
受影响）。
(4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌
L能积累更多D—乳酸，是因为其__________（双选）。
A．光合作用产生了更多ATPB．光合作用产生了更多NADPH
C．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH
ATP的相关考查，在近几年的高考试题中，无论是选择题还是非选择题都有体现，选择题主
要考查ATP在细胞代谢中的作用，非选择题主要借助于具体实验或情境，考查光合作用与
呼吸作用的综合运用中ATP的作用价值。
题型01 ATP的结构及特点
1．ATP被喻为细胞中的“能量通货”，下列关于细胞中ATP说法正确的是（ ）
A．ATP主要由C、H、O、N、P等元素构成
B．ATP的单体是腺嘌呤核糖核苷酸
C．人体产生ATP的主要场所是线粒体
D．放能反应一般与ATP水解相联系
2．研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。以下分析错误的是（ ）
A．ATP的结构简式是A—P~P~P，神经细胞中的ATP主要来自线粒体
B．ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成
C．由图可知，ATP在传递信号过程中，在酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后形成
腺嘌呤
D．若要研究ATP能否在神经元之间起传递信号的作用，则图中神经递质属于无关变量，应
予以排除
3．ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。
下列说法正确的是（ ）
A．进行细胞呼吸时，细胞质基质中可以产生大量的ATP
B．一分子ADP中的两个特殊化学键水解后可释放能量
C．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一
D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系
题型02 ATP在细胞能量代谢中的作用
4．如图表示蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程，而磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多
反应起着生物“开/关”的作用。下列相关叙述正确的是（ ）
A．蛋白质的磷酸化和去磷酸化是一个可逆过程
B．蛋白质磷酸化是一个放能过程
C．蛋白质去磷酸化是一个吸能过程D．蛋白质磷酸化属于“开”，去磷酸化属于“关”
5．线粒体内膜上的ADP/ATP转运蛋白（AAC）转运ATP和ADP的机理如图所示。下列有关叙
述中错误的是（ ）
A．线粒体内膜向内折叠形成嵴以增大膜面积
B．AAC分别转运ATP和ADP时，构象不发生改变
C．抑制AAC的活性会导致细胞能量供应不足
D．AAC能将ATP从线粒体基质转运到细胞质基质
6．ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的叙述错误的是（ ）
A．细胞质和细胞核中都有ATP
B．正常细胞中ATP和ADP的比值相对稳定
C．ATP可以水解为ADP和磷酸
D．呼吸作用产生的ATP可用于光合作用
ATP的产生与消耗：
转化场所 产生或消耗ATP的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等1.有关酶参与的反应，物质的加入顺序要注意
在探究酶催化作用的影响因素时，由于酶具有高效性，若先混合，酶和底物可能在未达到预
设条件时便发生反应从而影响实验结果，通常需要把酶和底物分别根据实验目的处理到相应
状态后在混合，根据反应情况来体现酶的活性。
1．关于酶及其特性的实验设计，下列叙述正确的是（ ）
A．验证酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液等设计对照实验进行验证
B．验证酶的高效性，可通过设置自身对照，比较盛有H O 的试管中加入H O 酶前后，H O 分
2 2 2 2 2 2
解速率的变化来进行验证
C．探究pH对酶活性影响的实验中，简要流程可以是：将底物加入各组试管→调节装有酶液
的各试管的pH→向底物试管加入酶→混匀并进行保温→观察结果
D．探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和斐林试剂等设计实验进行探究
2.某小组为探究pH对蔗糖酶活性的影响，在其他条件相同的情况下进行了相关实验，反应
1min后，统计各实验组试管中的蔗糖剩余量，结果如图。下列分析错误的是（ ）
A．需要将蔗糖溶液和蔗糖酶溶液分别保温后再混合
B．在pH为7时，限制蔗糖酶活性的外界因素主要是温度
C．在pH<3和pH>10的条件下，蔗糖酶的空间结构会发生变化
D．若向各组反应试管中加入较多的蔗糖酶，不会影响实验结果
2.设计实验时，不能单方面只考虑实验结果，而忽视反应过程中由酶本质以及作用特性等而
产生的无关变量的排除，比如底物的选择（探究温度对酶活性影响时，不能用过氧化氢作为
底物），因变量的检测（探究蛋白酶催化蛋白质的实验，不能用双缩脲试剂检测结果）等。
1.下列关于酶实验的叙述，正确的是（ ）
A．可以用淀粉酶探究pH对酶活性的影响
B．用Fe3+和过氧化氢酶探究酶的专一性C．探究温度对淀粉酶活性影响时，可用斐林试剂检测
D．探究蛋白酶的最适温度时，不宜用双缩脲试剂检测
2.下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，先加入底物和酶，再分别加入不同 pH的
缓冲液
B．“探究温度对淀粉酶活性的影响”实验中，为测定淀粉酶活性的高低，可选择碘液检测
淀粉的剩余量
C．“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中，可选择碘液检测淀粉酶是否将淀粉和
蔗糖水解
D．“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，若以煮熟的肝脏研磨液代替新鲜的研磨
液，实验结果相同
3.要完成有关酶的实验，下列实验材料及药品的选择不能达到实验目的的是（ ）
选项 实验目的 主要实验材料及药品
A 酶具有催化作用 鸡蛋清、蛋白酶、双缩脲试剂、蒸馏水
B 酶具有专一性 淀粉、蔗糖、淀粉酶、本尼迪特试剂
C 酶具有高效性 过氧化氢溶液、过氧化氢酶、二氧化锰
D 温度影响酶的活性 淀粉溶液、淀粉酶、碘液
A．A B．B C．C D．D
