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考点10 酶和ATP
一、酶的本质及生理功能等的易错分析
正确说法
错误说法
概念
酶是 活细胞 产生的、具有 催化 作用的有机
物
酶是具有催化作用的蛋白质
产生场所
凡是活细胞都能产生（不考虑哺乳动物成熟红细
胞）
具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质
有机物（或多数是 蛋白质 ，少数是
RNA
）
酶的化学本质是蛋白质或酶都是蛋白质
基本单位
氨基酸 或 核糖核苷酸
氨基酸
合成场所
核糖体 或 细胞核
核糖体
作用场所
既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用
只在细胞内起催化作用
作用机理
催化已存在的化学反应，降低化学反应的活化能，
改变化学反应的速率
产生新的化学反应，或提供化学反应的
活化能，或改变反应方向和平衡常数
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
作用前后
变化
催化反应前后酶的数量和化学性质 没有 变化
发挥催化作用后酶被分解
来源
生物体内合成
有的来源于食物
意义
使生物体内细胞代谢在温和条件下快速进行
酶控制生物性状
二、作用机理的分析
1.
相关概念——活化能：指分子从
常态
转变为容易发生化学反应的
活跃状态
所需要的能量。
2.
作用机理：
降低
化学反应的活化能。
3.
图示
三、酶的特性
（1） 高效
性：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著；
（2） 专一
性：一种酶只能催化一种或一类化学反应；
（3） 作用条件较温和
：过酸、过碱或温度过高，使酶永久失活。
四、酶的特性探究实验
（1）ad 段表示
没有催化剂
条件下反应的活化能；cd 段表示
有酶催化
条件下反应的活化能；bd 段表示在
有无机催化剂
条件下反应的活化能。
（2）ac 段表示有酶催化条件下
降低
的活化能；bc 段表示与无机催化剂相
比，酶降低活化能的作用
更显著
。
1
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1.
科学方法——控制变量和设计对照实验
（1）变量：实验过程中的变化因素。
①自变量：
人为控制
的对实验对象进行处理的因素。
②因变量：因
自变量
改变而变化的变量。
③无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的
可变
因素。
（2）对照实验：除自变量外，其余因素（无关变量）都
保持一致
，并将结果进行比较的实验。对照
实验一般要设置
对照组
和
实验组
。
①对照组：
没有
（有/没有）经实验因素处理的一组或者实验结果
已知
的一组
②实验组：
有
（有/没有）经实验因素处理的一组或者实验结果
未知
的一组
（3）对照实验的类型
①
空白对照
：不给对照组作任何实验处理。
②
自身对照
：对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照组。如探究植物细胞的吸水和失
水。
③
条件对照
：虽给对照组施以某种实验因素的处理，但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的
实验因素。
如验证甲状腺激素能促进小动物的生长发育
甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）
乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）
丙组：饲喂等量清水（空白对照组）
④
相互对照
：不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的
对照组，也称为对比实验。如探究温度对酶活性的影响实验
2.
比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验原理：
（2）实验方案：
试
管
体积分数为
3%的过氧
实验处理
过氧化氢分解速
率（气泡多少）
检测指标
点燃的卫生香复燃
2
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号
化氢溶液
情况
1
2mL
不处理
基本无气泡产生
2
2mL
90℃水浴加热
很少
3
2mL
滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2 滴
较多
复燃不明显
4
2mL
滴加新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液2 滴
很多
复燃明显
（3）实验结论：
①水浴加热、FeCl3、过氧化氢酶都能
加快
过氧化氢分解的速率。
②与无机催化剂FeCl3相比，过氧化氢酶的催化效率要
高
得多。
③过氧化氢酶在
细胞
外（或
体外
）也能发挥作用。
3.
探究酶具有专一性
（1）实验原理：
a.
淀粉为
非还原糖
，在淀粉酶的催化下可分解为
葡萄糖
（还原糖）。
b.
蔗糖为
非还原糖
，在蔗糖酶的催化下可分解为
葡萄糖
（还原糖）和
果糖
（还原糖）。
c.
还原糖与
斐林试剂
在
水浴加热
条件下反应生成
砖红色沉淀
。
（2）实验方案：
步骤
项目
试管1
试管2
1
注入可溶性淀粉溶液
2mL
2
注入蔗糖溶液
2mL
3
注入新鲜的淀粉酶溶液
2mL
2mL
4
轻轻振荡，保温5min
60℃左右
5
加入斐林试剂，轻轻振荡
2mL
2mL
6
水浴加热
1min
1min
7
实验结果
砖红色沉淀
蓝色
（3）实验结论：淀粉酶对淀粉的水解有催化作用，对蔗糖的水解作用则没有催化作用，说明酶的催化作
用具有专一性。
淀粉酶的适宜温度是60℃，在此温度下，酶活性较高。唾液淀粉酶的适宜温度是37℃。
酶专一性的验证思路
（1）相同底物，不同酶液
实验组：底物+相应酶液→底物被分解
对照组：相同底物+另一酶液→底物不被分解
（2）不同底物，相同酶液
实验组：底物+相应酶液→底物被分解
对照组：另一底物+相同酶液→底物不被分解
4.
探究影响酶活性的条件
探究温度对酶活性的影响
（1）实验原理：温度通过影响淀粉酶的活性，进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘变蓝，根据
是否出
3
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现蓝色及蓝色深浅
可以判断酶活性的高低。
（2）实验方案：
步骤
试管1
试管1’
试管2
试管2’
试管3
试管3’
1
1mL 淀粉酶溶
液
2mL 淀粉溶
液
1mL 淀粉酶溶
液
2mL 淀粉溶
液
1mL 淀粉酶溶液
2mL 淀粉溶
液
2
放入0℃冰水中约5min
放入60℃热水中约5min
放入100℃热水中约5min
3
将1 与1’试管内的液体混合后继
续在0℃冰水中放置2min
将2 与2’试管内的液体混合后继
续在60℃热水中放置2min
将3 与3’试管内的液体混合后继
续在100℃热水中放置2min
4
取出试管，各加入两滴碘液，振荡
实验现象
蓝色较浅
无蓝色出现
蓝色
（3）实验结论：淀粉酶在60℃时催化作用较强，在0℃时，催化作用较弱，在100℃时不能发挥催化作
用。酶在适宜的温度条件下，才能起催化作用，温度过高或过低都会影响酶活性。
（4）注意事项：将酶与底物混合前需要先
各自
在相应温度下保温一段时间，目的是
调整二者的本
身温度到所需温度，保证二者接触时的温度是实验温度 。
探究pH 对酶活性的影响
（1）pH 通过影响过氧化氢酶的活性，进而影响过氧化氢的分解速率。可以用
卫生香的复燃情况
来
检验O2生成速率，进而判断酶活性，也可以根据
产生气泡的量或速率
来判断酶活性。
（2）实验方案：
步骤
试管1
试管2
试管3
1
2 滴新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液
2
1mLpH=7 的缓冲液
1mL 物质的量浓度为0.01mol/L
的盐酸溶液
1mL 物质的量浓度为0.01mol/L 的
NaOH 溶液
3
2mL 体积分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
（3）实验结论：酶的催化需要适宜的pH，pH 偏高或偏低都会影响酶活性。
（4）注意事项：将酶与底物混合前需先将酶置于不同
pH
条件下，再加入底物。否则反应物会在未调
好pH 的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验的准确性。
5.
有关酶的实验探究的注意事项
关于实验材料的选择
（1）探究温度对酶活性的影响时，可选用淀粉，不宜选用
H 2O2 ，原因是
H 2O2在高温条件下会分解
。
（2）探究pH 对酶活性的影响时，可选用H2O2，不宜选用
淀粉
，原因是
淀粉在酸性条件下可以水
解
。
关于检测试剂的使用
（1）探究温度对酶活性的影响时，可选用碘液，不宜选用
斐林试剂
，原因是
斐林试剂的使用需要
4
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水浴加热，会改变反应体系的温度，影响实验结果
。
（2）以淀粉、蔗糖为底物探究酶的专一性时，可选用斐林试剂，不宜选用
碘液
，原因是
蔗糖无论
是否水解都不能与碘液反应
。
（3）探究蛋白酶的活性时，应用蛋白块为底物，而不宜选用
双缩脲试剂
，原因是
无论蛋白质溶液
是否被彻底水解，蛋白酶的本质亦是蛋白质，也能与双缩脲反应呈紫色
。
归纳关于酶实验的“三不能一必须一特殊”
看到蔗糖，不能用碘液；看到温度，不能用
H 2O2；
看到
pH
，不能用淀粉；看到高效性，必须用无机催化剂；
看到蛋白酶，特殊用蛋白块为底物，不能用双缩脲试剂。
五、ATP
图中a 表示
腺苷
，由
腺嘌呤
和
核糖
组成；
表示
磷酸基团
；①②表示
特殊化学键
；b 表示
AMP
—— 腺苷一磷酸
；c 表示
ADP
—— 腺苷二磷酸
；d 表示
ATP
—— 腺苷
三磷酸 。
1. ATP 的分子结构
（1）中文名称：
腺苷三磷酸
。
（2）化学组成：1 分子
腺苷
和3 分子
磷酸基团
。
（3）ATP 的结构简式：
A-P~P~P
。
（4）ATP 的元素组成：
C 、
H 、
O 、
N 、
P
。
2. ATP 的功能以及与相关物质的比较
（1）ATP 是细胞代谢的 直接能源 物质，但不是唯一的直接能源物质。
（2）不同物质中“A”的区分
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3. ATP 供能的方式
由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得“~” 不稳定
，
末端
磷酸基团有
一种离开ATP 而与其他分子结合的趋势，即具有较高的
转移势能
。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。
以Ca2+载体蛋白为例：
（1）参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种催化ATP 水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应结合位点结合
时，其酶活性就被激活了。
（2）在这种酶的作用下，ATP 分子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，着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。
4. ATP 与ADP 的相互转化
ATP 合成
ATP 水解
6
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示意图
反应式
能量来源
（1）绿色植物：既可以来自
光能
（光合
作用），也可以来自
呼吸作用
所释放的能
量
（2）动物、人、真菌、大多数细菌：均来自
细胞呼吸 时有机物分解所释放的能量
储存在“
~”
中的能量
能量去路
用于形成“
~”
用于主动运输，生物发电、发光，肌肉收
缩，大脑思考等
各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的
需能
部位
与其他生化
反应的联系
本身属于吸能反应，与
放能
反应相联系
本身属于放能反应，与
吸能
反应相联系
联系
1. ATP 与ADP 的相互转化
不是
（是/不是）可逆反应。虽然转化过程中的
物质
是可
逆的，但所需的
酶
、
能量
的来源和去路、
反应场所
不完全相同。
2. 合成ATP 的过程中有
水
生成，水解ATP 的过程中有
水
消耗。
考法1 关于酶的本质、功能及特性的分析
1. 酶与动物激素的“一同三不同”
酶
动物激素
不
同
产生部位
几乎所有活细胞都能产生酶
只有内分泌细胞能产生激素
化学本质
绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
蛋白质、脂质、氨基酸衍生物等
作用机制
酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不
变
激素作为信号分子在发挥作用后被灭活
相同
都具有微量、高效的特点，也具有一定的特异性
2. 酶的结构与功能的联系
酶的各种作用特性主要依赖其特殊的空间结构，外界环境变化对酶的结构造成影响的同时也会影响其
功能。
【典例1】 酶具有极强的催化功能，其原因是（ ）
A．显著降低了化学反应的活化能
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B．增加了反应物之间的接触面积
C．提高了反应物分子的活化能
D．酶提供了反应开始所必需的活化能
【分析】本题的对酶的高效性的机理的考查，与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，
因此与无机催化剂相比，酶具有高效性。
【解答】解：A、酶具有极强的催化功能是因为酶能显著降低了化学反应的活化能，A 正确；
B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能增加反应物之间的接触面积，B 错误；
C、由A 项分析可知，C 错误；
D、酶不能提供能量，D 错误。
故选：A。
【点评】本题的知识点是酶作用的高效性是机理，对于酶的作用机理的理解是解题的关键。
【典例2】 如图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，则下列叙述正确的是（ ）
A．此反应为放能反应
B．曲线Ⅰ表示有酶参与
C．E1为反应前后能量的变化
D．酶参与反应时，所降低的活化能为E3
【分析】由图象可知，反应物甲的能量小于生成物乙的能量，正反应为吸能反应，加入催化剂，可降低
反应的活化能。曲线Ⅰ表示没有酶参与的能量变化，曲线Ⅱ表示有酶参与的能量变化，E1表示在无催化
剂的条件下化学反应需要的活化能，E2表示在有酶催化的条件下化学反应需要的活化能，由此可以看出，
酶促反应的原理是降低化学反应需要的活化能，酶参与反应时，所降低的活化能为E3．以此解答该题。
【解答】解：A、由图象可知，反应物甲的能量小于生成物乙的能量，正反应为吸能反应，A 错误；
B、曲线Ⅱ表示有酶参与，错误；
C、E1
E
﹣
4表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能，C 错误；
D、酶参与反应时，所降低的活化能为E3，D 正确。
故选：D。
【点评】本题的知识点是酶催化作用的机理，分析题图曲线获取有效信息是解题的突破口，对酶促反应
机理的理解是解题的关键。
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【变式1】 下列关于酶的正确叙述是（ ）
①是有分泌功能的细胞产生的
②有的从食物中获得，有的是体内转化而来
③酶是活细胞产生的
④绝大多数酶是蛋白质
⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇
⑥酶在代谢中有多种功能
⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用
⑧酶只是起催化作用
⑨酶只在细胞内发挥作用．
A．①②⑤
B．③④⑦
C．③④⑧
D．④⑤⑥
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA．
2、酶的特性：高效性、专一性、作用条件温和．
3、酶具有催化性的原因：酶能降低化学反应所需的活化能．
【解答】解：①②③酶是活细胞产生的，①错误，②错误，③正确；
④⑤绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA，④正确，⑤错误；
⑥⑦⑧酶只是起催化作用，⑥错误，⑦错误，⑧正确；
⑨只要条件适宜，酶在细胞内和细胞外都能发挥作用，⑨错误；
故选：C。
【点评】本题考查酶的相关知识，要求考生识记酶的概念、化学本质、特性等基础知识，掌握酶促反应
原理及影响酶促反应速率的因素，能结合所学的知识准确判断各叙述，属于考纲识记和理解层次的考查．
【变式2】 （2022 秋•海珠区校级月考）如图所示，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反
应曲线，E 表示酶降低的活化能。正确的图解是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶具有高
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效性、专一性和作用条件温和的特性。酶具有高效性的原因是酶能降低化学反应所需的活化能，这样能
保证化学反应高效有序地进行。
【解答】解：酶可以有效降低化学反应所需的活化能，以保证细胞内的反应在常温、常压下高效地进行，
酶降低的活化能＝没有酶催化时化学反应所需的能量﹣有酶催化时化学反应所需的能量。
故选：B。
【点评】本题结合曲线图，考查酶促反应的原理，要求学生在掌握基础知识的前提下，通过曲线图，深
化学生对催化剂作用原理的理解和认知，有助于帮助学生掌握课本知识点。需要注意的是酶的高效性是
相对无机催化剂而言的，但酶相对于无机催化剂而言，能显著降低化学反应的活化能。
考法2 与酶有关的曲线及图示分析
1. 酶的特性曲线分析
（1）高效性
①加入
酶
；②加入
无机催化剂
；③没有加入酶和无机催化剂
①②相比说明酶具有
高效性
；①③相比说明酶具有
催化作用
（2）专一性
加入酶B 的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B 对此反应
没有
（有/没有）催化作
用。而加入酶A 的反应速率明显较快，说明酶A 有
（有/没有）催化该反应，即酶具有
专一性
。
2. 影响酶活性的因素
（1）温度和pH 变化对酶促反应速率的影响
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①图甲和图乙说明：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。
②图丙和图丁说明：反应溶液的温度（pH）的变化 不影响 酶作用的最适pH（温度）。
（2）底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
①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 。
②图乙对反应底物的要求是 底物足量 。此时，其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成 正比
。
底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。
（3）酶的抑制剂对酶促反应速率的影响
①竞争性抑制剂
竞争性抑制剂是产生竞争性抑制作用的抑制剂。它与被抑制的酶的正常底物通常有结构上的相似性，
能与底物竞争酶分子的结合位点，从而产生酶活性的抑制作用。
竞争性抑制剂的作用是可逆的，只要底物的浓度高于抑制剂的浓度，那么活性部位就不易被抑制剂占
据，底物可照常发生反应，如曲线乙。
②非竞争性抑制剂
非竞争性抑制剂在化学结构和分子形状上与正常底物无相似之处，因此并不在活性部位与酶结合，而
是在活性部位以外的地方与酶结合。然而一旦结合，酶的构象就发生变化，从而导致活性中心不能再结合
底物，如曲线丙。
【典例1】 （2023 春•叙州区校级期末）如图表示的是在最适温度下，反应物浓度对唾液淀粉酶所催化的
化学反应速率的影响．下列有关说法正确的是（ ）
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A．若在A 点时温度升高10℃，则反应速率加快
B．若在A 点时增加酶浓度，则反应速率明显加快
C．若在B 点时往混合物内加入少量唾液淀粉酶，则反应速率会加快
D．若在C 点时往混合物内加入少量唾液淀粉酶，则反应速率不改变
【分析】分析曲线图，此图是在最适宜的温度下进行的，此时酶的活性最强．在A 点时，随着反应物
浓度增大，反应速率逐渐增强．在B 点时，由于酶的数量达到饱和，反应物浓度再增加，反应速率不会
加快，如果此时增加酶的数量，反应速率将加快．
【解答】解：A、此图是在最适宜的温度下的化学反应速率图，若在A 点时温度升高10℃，则反应速率
降低，A 错误；
B、A 点酶数量为饱和，此时加入酶反应速率不会明显加快，B 错误；
C、若在B 点时往混合物内加入少量唾液淀粉酶，则反应速率加快，C 正确；
D、若在C 点时往混合物内加入少量唾液淀粉酶，则反应速率加快，D 错误。
故选：C。
【点评】本题考查了酶的特性相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；
理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图
形中获取有效信息的能力．
【典例2】 （2023 春•广州期末）在适宜的条件下，某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，
酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．ab 段内，酶与底物结合时酶的构象会发生改变
B．bd 段内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低
C．随着反应时间的延长，c 点处酶活性比b 点低
D．若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，则b 点会向左上方移动
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【分析】分析曲线图可知：ab 时间段内，底物充足，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量。bc 段，
底物浓度逐渐下降，反应速度逐渐下降；d 点，底物被分解完，反应速率为0。
【解答】解：A、ab 时间段内，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量，酶与底物结合时酶的构象会
发生改变，A 正确；
B、bd 时间段内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低，B 正确；
C、c 点酶促反应速率低的原因是底物浓度较低，c 点处酶活性与b 点相同，C 错误；
D、若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，反应速率在起始阶段会增大，反应速率加快，b 点会向左上
方移动，D 正确。
故选：C。
【点评】本题考查了影响酶促反应的速率的因素，意在考查考生分析曲线图，获取信息的能力，难度适
中。
【典例3】 （2022 秋•江岸区校级月考）酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。
某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如图所示。下列叙述正
确的是（ ）
A．抑制剂Ⅰ对该消化酶的抑制作用强于抑制剂Ⅱ
B．底物浓度升高可减小或去除抑制剂Ⅱ的作用
C．当底物浓度为A 时，曲线②、③酶促反应所需的活化能相同
D．当底物浓度大于A 时，曲线①的限制因素不再是底物浓度
【分析】酶是由生物活细胞产生的、对作用底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或者核糖核酸
（RNA）。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的，酶促反应需要最适的温度和最适的
pH 值条件。温度过高或过低，pH 值过高或过低都会影响酶的活性，高温、过酸和过碱的条件会使酶永
久失活。
【解答】解：A、酶促反应速率低的抑制作用强，因此抑制剂Ⅰ对该消化酶的抑制作用弱于抑制剂Ⅱ，
A 错误；
B、底物浓度升高可减小或去除抑制剂Ⅰ的作用，随着底物浓度的增大，①与②的酶促反应速率相同，
B 错误；
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C、当底物浓度为A 时，曲线②、③酶促反应所需的活化能不同，②的更低，因此②的速率更快，C
错误；
D、当底物浓度大于A 时，增大底物浓度，酶促反应速率不再增大，因此曲线①的限制因素不再是底
物浓度，D 正确。
故选：D。
【点评】本题曲线图，考查两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率影响的实验，考生识记酶的概念和化学
本质、掌握酶促反应的原理、能分析题图明确竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的作用原理及区别是解题
的关键。
【变式1】 （2023•山东模拟）酶A、酶B 与酶C 是分别从三种生物中纯化出的ATP 水解酶。研究人员分
别测量其对不同浓度的ATP 的水解反应速率，实验结果如图。下列叙述错误的是（ ）
A．随ATP 浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均增大
B．达到最大反应速率一半时，三种酶所需要的最低ATP 浓度相同
C．酶A 通过降低ATP 水解所需活化能以提高反应速率
D．当反应速率相对值达到400 时，三种酶中酶A 所需要的ATP 浓度最低
【分析】分析题意，本实验目的是测量酶A、酶B 与酶C 三种酶对不同浓度的ATP 的水解反应速率，
实验的自变量是酶的种类及ATP 浓度，因变量是ATP 的水解反应速率。
【解答】解：A、当ATP 浓度相对值在0 到50 时，随ATP 浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均
增大，当ATP 浓度相对值大于50 时，随着随ATP 浓度相对值增大，三种酶催化的反应速率均保持稳定，
A 错误；
B、据图可知，酶A、酶B 和酶C 的最大反应速率分别是1200、800 和400，各曲线达到最大反应速率
一半（600、400、200）时，三种酶需要的ATP 浓度都是10，B 正确；
C、酶的作用机理是降低化学反应所需活化能以提高反应速率，所以酶A 通过降低ATP 水解所需活化能
以提高反应速率，C 正确；
D、当反应速率相对值达到400 时，酶A、酶B 和酶C 的所需要的ATP 浓度依次增加，即酶A 所需要的
ATP 浓度最低，D 正确。
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故选：A。
【点评】本题考查了酶的相关知识，掌握酶的作用机理和实验分析是解题的关键。
【变式2】 （2023 春•重庆期末）如图是某实验小组利用A 酶和B 酶进行实验后绘制的曲线图。下列相关
叙述正确的是（ ）
A．该实验的自变量是温度，因变量是酶活性
B．若要探究pH 对酶活性的影响，应将温度控制在50℃左右
C．酶活性可用底物的消耗量或产物的生成量来表示
D．80℃时A 酶的空间结构完整，B 酶的空间结构被破坏
【分析】由图可知，自变量为不同的温度和不同的酶，因变量是酶活性。两种酶的最适温度大概为50
度左右。
高温、强酸、强碱、重金属盐均会导致酶不可逆的变性失活，低温只抑制酶的活性，不破坏其空间结构。
【解答】解：A、该实验的自变量是温度和酶的种类，因变量是酶活性，A 错误；
B、若要探究pH 对酶活性的影响，温度是无关变量，应控制在最适温度50℃左右，B 正确；
C、酶活性可用底物的剩余量或产物的生成量来表示，C 错误；
D、80℃时A 酶的空间结构大多被破坏，B 酶的空间结构完全被破坏，D 错误。
故选：B。
【点评】此题主要考查的是影响酶活性的因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度
适中。
【变式3】 （2023•日照模拟）某同学在酶量和反应时间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），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。下列分析错
误的是（ ）
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A．甲、丙组反应速率均不再增加可能受酶浓度的限制
B．适当增加酶浓度，乙曲线最终可能会与甲曲线重合
C．增大反应物的浓度可以减弱W2对反应速率的影响
D．W1和W2均通过改变酶的空间结构来抑制酶的活性
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具
有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进
行）、需要适宜的温度和pH。在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着
温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失
活。
【解答】解：A、当底物浓度不再是限制因素时，甲、丙组反应速率均不再增加的原因可能是受到酶浓
度的限制，A 正确；
B、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，说明W1是非竞争性抑制剂，可能
降低了酶的活性，若适当增加酶浓度，则可能提高反应速率，乙曲线最终可能会与甲曲线重合，B 正确；
C、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，说明W2是竞争性抑制剂，增大反
应物的浓度，增加底物对抑制剂的竞争，可以减弱W2对反应速率的影响，C 正确；
D、W1通过改变酶的空间结构来抑制酶的活性，W2通过与底物竞争与酶结合的机会，酶的活性并未改
变，D 错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查酶的特性及应用，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知
识进行分析应用。
【变式4】 （2023 春•潍坊期末）酶抑制剂分为竞争性抑制剂 （甲）和非竞争性抑制剂 （乙），它通过
与酶的相关位点结合，抑制了酶—底物复合物的形成，从而削弱甚至阻止了催化反应的进行，相应过程如
图所示。
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（1）酶作为生物大分子，基本组成单位是
，具有高效性的原因是
。
（2）高温在降低酶活性方面的机理与
（填“竞争性抑制剂”或“非竞争性抑制
剂”）类似，判断依据是
。
（3）图丙为同一种酶在最适条件下，不添加抑制剂和添加不同抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化
的曲线。
①底物浓度大于15 之后，曲线A 不再上升的主要限制因素是
。
②曲线B 所示的抑制剂种类是
，底物浓度在15
20
﹣
之间反应速率增大的原因是
。
【分析】竞争性抑制剂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，从而降低酶对底物
的催化反应速率，而非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶
失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率。
【解答】解：（1）酶作为生物大分子，其化学本质大部分是蛋白质，少数是RNA，故酶的基本组成单
位是氨基酸或核糖核苷酸。与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著，故酶具有高效性。
（2）酶在最适条件下活性最高，温度过高会使酶失活，说明高温在降低酶活性方面的机理与非竞争性
抑制剂，因为高温和非竞争性抑制剂均通过改变酶的空间结构，从而使酶失去催化活性，降低酶对底物
的催化反应速率。
（3）图中的酶促反应速率随底物浓度变化的三条曲线中，底物浓度较低时，曲线A 的反应速率最高，
表示未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，底物浓度大于15 之后，由于酶的数量的有
限，即使底物浓度增加，曲线A 也不再上升；加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低，但升高
底物浓度后酶和底物的结合机会又会升高，其催化反应速率又升高，可知曲线B 是表示加入竞争性抑制
剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，底物浓度在15
20
﹣
之间，随底物浓度增加，底物与酶结合
时占据优势，反应速率增大；加入非竞争性抑制剂后酶会失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率，
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可知曲线C 是表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。
故答案为：
（1）氨基酸或核糖核苷酸 降低活化能的效果更显著
（2）非竞争性抑制剂 高温会导致酶结构发生改变，这与非竞争性抑制剂的作用机理类似
（3）酶的数量 竞争性抑制剂 随底物浓度增加，底物与酶结合时占据优势
【点评】本题考查酶的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的
能力是解答本题的关键。
考法3 （实验）探究影响酶活性的条件
1. 与酶有关的实验中各个变量的分析
实验目的
自变量
无关变量
因变量
验证酶的高效性
催化剂种类
底物量、反应时间、温度、pH 等
单位时
间内底
物的减
少量或
生成物
的增加
量
验证酶的专一性
酶种类（底物相
同）
酶的量、底物的种类和量、反应时间、温度、pH 等
底物种类（酶相
同）
底物量、酶的种类和量、反应时间、温度、pH 等
验证温度对酶活性
的影响
温度
酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、pH 等
验证pH 对酶活性
的影响
pH
酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、温度
等
探究酶的最适温度
（或pH）
温度（或pH）
酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、pH
（或温度）等
2. 与酶有关实验中对照关系的设置
实验名称
对照组
实验组
验证某种酶的本质是蛋白质
已知蛋白液+双缩脲试剂
等量待测酶液+双缩脲试剂
验证酶具有催化作用
底物+适量蒸馏水
底物+等量相应酶液
验证酶具有专一性
底物+相应酶液
同一底物+另一酶液
或不同底物+相同酶液
验证酶具有高效性
底物+无机催化剂
底物+等量相应酶液
探究酶的最适温度
一系列温度梯度下将用同一温度分别处理的底物和酶液混合
探究酶的最适pH
一系列pH 梯度下将用同一pH 分别处理的底物和酶液混合
【典例1】 （2023 春•洛阳期末）某校兴趣小组进行了过氧化氢在不同条件下分解的实验，基本过程如表
所示：
步骤
基本过程
试管A
试管B
试管C
1
滴加2%的过氧化氢溶液
3mL
3mL
3mL
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2
加入新鲜的鸡肝研磨液
少许
—
—
3
加入FeCl3溶液
—
少许
—
4
观察气泡冒出情况
据此分析，下列叙述错误的是（ ）
A．该实验中，自变量的控制采用的是“加法原理”
B．该实验中，鸡肝研磨液和FeCl3溶液的用量属于无关变量
C．3 支试管中，冒出气泡最多、最快的是试管A
D．该实验表明Fe3+和过氧化氢酶都能给过氧化氢提供活化能
【分析】Fe3+和过氧化氢酶能促进过氧化氢分解，它们没有给过氧化氢分子提供能量，而是降低了过氧
化氢分解反应的活化能。
【解答】解：A、由题可知，本实验的自变量是催化剂的种类（过氧化氢酶、FeCl3溶液），对于不同
的实验组添加不同的催化剂，即自变量的控制采用的是“加法原理”，A 正确；
B、无关变量是指除自变量外，实验过程中存在的对实验结果造成影响的可变因素，本实验中，若鸡肝
研磨液和FeCl3溶液的用量不同，则会对实验结果造成影响，故鸡肝研磨液和FeCl3溶液的用量属于无
关变量，B 正确；
C、试管A 中加入的鸡肝研磨液提供过氧化氢酶，具有高效性，故3 支试管中，冒出气泡最多、最快的
是试管A，C 正确；
D、Fe3+和过氧化氢酶能促进过氧化氢分解，它们没有给过氧化氢分子提供能量，而是降低了过氧化氢
分解反应的活化能，D 错误。
故选：D。
【点评】本题以表格形式考查酶的高效性的探究实验，同学们需要知道自变量、无关变量的相关概念和
控制方法，并特别注意催化剂的作用是降低反应的活化能，而不是提供活化能。
【典例2】 （2023•新洲区校级模拟）为探究α﹣淀粉酶的失活温度，兴趣小组开展了下列探究实验，下列
叙述正确的是（ ）
试管编号
1
1′
2
2′
3
3′
4
4′
5
5′
淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
α﹣淀粉酶
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
保温温度
80℃
85℃
90℃
95℃
100℃
保温时间
15min
15min
15min
15min
15min
反应时间
将每种温度下的两支试管中的溶液混合均匀，再次在所设定的温度下保温
15min
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碘液
往每组试管中滴加2 滴碘液
现象
不变蓝
深蓝
深蓝
深蓝
深蓝
A．实验结果的检测试剂不能替换成斐林试剂溶液
B．每支试管内的反应溶液需要设置相同的pH 值
C．实验表明酶的催化作用具有高效性和专一性
D．加热至85℃为酶的作用提供活化能来加快反应速率
【分析】根据题意可知，该实验的目的是探究α﹣淀粉酶的失活温度，因此该实验的自变量是设置温度
的不同，实验的因变量可以检测淀粉的剩余量或淀粉分解后还原糖的产生量，其它均为无关变量，实验
中无关变量保持相同且适宜。
【解答】解：A、实验结果发现，在80℃下，加碘液后溶液不变蓝，说明淀粉已经被α﹣淀粉酶分解成
还原糖，在高于80℃的温度下，加碘液后溶液都为深蓝色，说明淀粉很可能均没有被分解，即α﹣淀粉
酶很可能已经失活，因而溶液中没有产生还原糖，若将检测试剂碘液替换成斐林试剂，则80℃下的溶
液呈现砖红色，其他温度下均不出现砖红色，因而可将碘液替换成斐林试剂进行检测，A 错误；
B、实验的自变量是温度，反应溶液的pH 值为无关变量，因而反应溶液的pH 值必须设置为相同且适宜
的pH 值，B 正确；
C、实验结果表明让α﹣淀粉酶失活的温度为85℃，不能证明酶的高效性和专一性，C 错误；
D、85℃是测定酶是否失活，不是为酶的作用提供活化能，D 错误。
故选：B。
【点评】本题考查酶的特性以及实验基本操作和原理，意在考查学生对基础知识的理解掌握。
【典例3】 （2023 春•沙坪坝区校级期中）实验材料选的对，时间不会被浪费，下列探究实验选材不合理
的是（ ）
A．探究温度对酶活性的影响时，不宜选用H2O2作为反应物
B．探究pH 对酶活性影响时，不宜选用淀粉作为反应物
C．探究细胞呼吸方式时，可选用乳酸菌作为研究对象进行探究
D．探究淀粉酶具有专一性的实验中，可选用淀粉和蔗糖作为反应物，斐林试剂检验反应的发生情况
【分析】1、酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一
种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH 值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温
可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发
生改变，使酶永久性的失活）。
2、酵母菌为兼性厌氧型，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。
【解答】解：A、探究温度对酶活性的影响时，由于过氧化氢在高温下易分解，因此不宜选用过氧化氢
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酶和过氧化氢进行实验，A 正确；
B、淀粉在酸性条件下会分解，因此探究pH 对酶活性影响时，不宜选用淀粉作为反应物，B 正确；
C、酵母菌为兼性厌氧型，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，因此探究细胞呼吸方式时可选用酵
母菌作为研究对象，C 错误；
D、探究淀粉酶具有专一性的实验中，可选用淀粉和蔗糖作为反应物，通过斐林试剂检验反应情况来确
定，D 正确。
故选：C。
【点评】本题考查了生物学中的相关实验，意在考查考生理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握
相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
【典例4】 （2023•河南模拟）生物体内的生化反应几乎都离不开酶的催化作用，酶在提高反应速率的同时
需要温和的作用条件。回答下列问题：
（1）酶促反应中，酶的活性指酶对化学反应的催化效率，该催化效率可用
表示。
（2）设置若干酶促反应实验组，每组设置特定温度。当酶浓度及其他实验条件一定时，该蛋白酶的催
化效率与温度的关系如图所示，则t1上升到t3、t5下降至t3这两个温度变化过程中，该蛋白酶活性的变
化
（填“一样“或“不一样“），原因是
。
（3）可逆型抑制剂通过和酶形成复合物降低酶活性，但这种复合物在相同条件下又可以分解为酶和抑
制剂，两者可通过透析或超过滤等方法分离开来。分解后的酶活性不变，仍然可以催化反应。不可逆型
抑制剂通常以比较牢固的共价键与酶蛋白中的基团结合，使酶活性降低，且酶活性降低后不能恢复。不
可逆型抑制剂与酶结合后不分解，因此不能通过透析或超过滤等物理方法除去抑制剂。物质P 会对酶A
的活性产生抑制作用，为了探究物质P 的抑制剂类型，某实验小组进行了相关实验，请将实验补充完整
并讨论实验结果。
①实验设置：试管一中加入酶A 和底物；试管二中加入酶A、底物和物质P；试管三中加入酶A 和物
质P，
；分别检测三支试管中酶A 的活性。
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②实验结果：若
，
则物质P 为不可逆型抑制剂。
【分析】1、酶促反应中，酶对化学反应的催化效率可用单位时间内反应底物的消耗量或产物的生成量
表示；
2、酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和（适宜的温度和pH）。
3、酶的作用机理。
【解答】解：（1）酶促反应中，酶对化学反应的催化效率可用单位时间内反应底物的消耗量或产物的
生成量表示。
（2）低温状态下，酶的活性被抑制。但空间结构没有改变。温度上升，酶的活性可升高。在高温状态
下，酶因空间结构被破坏而失活.温度下降.酶的活性不能恢复，因此t1（低温）上升到t3和t5（高温）下
降到t3这两个温度变化过程中.该蛋白酶活性的变化不一样。
（3）若物质P 为不可逆型抑制剂，则酶A 和物质P 不可分离，若物质P 为可逆型抑制剂，则酶A 和物
质P 可通过透析或超过滤等物理方法分离，因此试管三的实验设置为加入酶A 和物质P，透析或超过滤
后加入底物。试管一为对照组，若酶A 和物质P 可分离，则酶A 的活性为试管一＝试管三＝试管二；
若酶A 和物质P 不可分离，则酶A 的活性为试管一＞试管三＝试管二。
故答案为：
（1）单位时间内反应底物的消耗量或产物的生成量
（2）不一样 t1时该蛋白酶活性受到抑制，但空间结构未改变。当温度由t1上升到t3时，酶的活性
会上升；t5时该蛋白酶的空间结构被破坏。活性丧失，当温度由t5下降至t3时，酶的活性不能恢复。
（3）①透析或超过滤后加入底物 ②若试管二中酶A 的活性与试管三中的相同，且两者的酶活性
均低于试管一中的
【点评】本题主要考查酶促反应，考查学生的理解能力与实验探究能力。
【变式1】 （2023 春•郑州期末）关于酶及其特性的实验设计，叙述错误的是（ ）
A．探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和碘液设计实验
B．探究酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和斐林试剂设计实验
C．探究pH 对酶活性影响，底物和酶可采用以下步骤添加：加底物→调pH→加酶→混匀→观察
D．以过氧化氢和过氧化氢酶为实验材料，温度为自变量，氧气的释放速率为因变量，也可探究温度对
酶活性影响
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。
3、酶的作用机理是能够降低化学反应的活化能。
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4、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。
【解答】解：A、探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和碘液设计实验，检测反应物的剩余
量，检测酶活性，A 正确；
B、探究酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和斐林试剂设计实验，用斐林试剂检测底物是否水解，
B 正确；
C、探究pH 对酶活性影响，为防止底物先和酶反应影响实验结果，应将pH 调节放在加酶之前，故底物
和酶可采用以下步骤添加：加底物→调pH→加酶→混匀→观察，C 正确；
D、探究温度对酶活性影响不能选择过氧化氢作实验材料，因为高温下过氧化氢易分解，影响实验结果，
D 错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查的是酶的特性以及影响酶活性的因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理
解掌握，难度适中。
【变式2】 （2023•重庆模拟）马铃薯块茎中含有过氧化氢酶，某兴趣小组欲探究不同pH 对过氧化氢酶活
性的影响，将马铃薯块茎制成匀浆，用过滤得到的提取液（含过氧化氢酶）进行如表实验操作：
试管编号/步骤
甲
乙
丙
丁
每支试管置于60℃
恒温条件下
加入马铃薯块茎提取液
5 滴
5 滴
5 滴
5 滴
调节pH 至设定值
3.0
5.0
7.0
9.0
加入过氧化氢溶液
2mL
2mL
2mL
2mL
注：马铃薯块茎中过氧化氢酶的最适pH 约为6.0；过氧化氢在30℃以下时比较稳定。
（1）酶具有高效性，其作用机理是
。过氧化氢在生物体内不能长时间大量存
在的原因是
。
（2）实验过程中有1 处明显错误，请找出、改正并说明理由
。
（3）该实验的自变量是
。有人认为，可以增设一组戊，加入2mL 过氧化氢溶液，加入5 滴蒸
馏水，调节pH 至设定值6.0，置于适宜温度条件下反应并观察现象。你认为增设该组实验
（填
“有”或“无”）必要，请阐述你的理由
。
【分析】分析表格信息可知，该实验探究不同pH 对过氧化氢酶活性的影响，因此自变量是pH，因变量
是过氧化氢酶的活性（用H2O2溶液完全分解所需时间表示）。
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【解答】解：（1）酶催化作用机理是降低化学反应的活化能。由于生物细胞存在过氧化氢酶，会及时
将过氧化氢分解，因此过氧化氢在生物体内不能长时间大量存在。
（2）实验中温度设定应该适当降低至30C 以下，不能置于60℃恒温条件下，因为过氧化氢在30℃以下
时比较稳定，60℃条件下过氧化氢会分解。
（3）分析表格信息可知，该实验的自变量为pH 值。本实验目的是探究不同pH 对过氧化氢酶活性的影
响，不同pH 之间可形成相互对照，不需要设置空白对照组，因此无必要增设组戊。
故答案为：
（1）降低化学反应的活化能 生物细胞存在过氧化氢酶，会及时将过氧化氢分解
（2）实验中温度设定应该适当降低至30C 以下，不能置于60℃恒温条件下，因为过氧化氢在30℃以下
时比较稳定，60℃条件下过氧化氢会分解
（3）本实验目的是探究不同pH 对过氧化氢酶活性的影响，不同pH 之间可形成相互对照，不需要设置
空白对照组
【点评】本题考查探究影响酶活性的因素，意在考查考生的图表分析能力，理解所学知识要点，把握知
识间内在联系，运用所学知识准确判断问题，属于考纲理解层次的考查。
考法4 ATP 的合成、利用与能量代谢
1. ATP 在生物体内的含量很少，但含量很稳定，主要原因是ATP 和ADP 之间时刻进行着相互转化。
2. 植物光合作用光反应阶段产生的ATP 专用于暗反应，不用于其他生命活动；植物或动物细胞呼吸产生
的ATP 才能用于多种生命活动。
3. 当新陈代谢旺盛时，ATP 与ADP 的相互转化更加迅速，单位时间内生成和消耗的ATP 量更多。
【典例1】 （2023•石家庄模拟）关于ATP 的叙述，错误的是（ ）
A．酵母菌线粒体能将丙酮酸中的能量转移到ATP 中
B．叶肉细胞中存在ATP 合成酶的膜结构有线粒体内膜和类囊体薄膜
C．人体成熟红细胞在细胞质基质中合成ATP 的速率与O2浓度无关
D．ATP 的三个磷酸基团脱离后形成的腺嘌呤核糖核苷酸可参与合成RNA
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【分析】ATP 是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高，ATP 来源于光合作用和呼吸作用，
场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体。
【解答】解：A、丙酮酸能在酵母菌线粒体基质中与二氧化碳反应生成水和部分[H]，还有少量的能量，
故酵母菌线粒体能将丙酮酸中的能量转移到ATP 中，A 正确；
B、线粒体内膜上可以发生有氧呼吸的第三阶段，产生大量ATP，类囊体薄膜上可以进行光反应，生成
ATP，故这两种膜结构都存在ATP 合成酶，B 正确；
C、人体成熟红细胞只能进行无氧呼吸，故其细胞质基质中合成ATP 的速率与O2浓度无关，C 正确；
D、ATP 的两个磷酸基团脱离后形成的腺嘌呤核糖核苷酸可参与合成RNA，D 错误。
故选：D。
【点评】本题考查ATP 的化学组成和特点、ATP 和ADP 相互转化的过程，要求考生识记ATP 的化学组
成，识记原核细胞和真核细胞结构的异同点；识记产生ATP 的场所，明确根尖细胞中没有叶绿体，能
结合所学的知识准确判断各选项。
【典例2】 （2022 秋•九龙坡区校级期末）如图是细胞中ATP 与ADP 相互转化示意图。下列有关叙述正确
的是（ ）
A．ATP 和ADP 分子中的A 指的是腺嘌呤
B．原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程
C．ATP 和ADP 分子中分别有3 个和2 个特殊化学键
D．ATP 与ADP 相互转化的甲、乙过程属于可逆反应
【分析】分析图示：表示细胞中ATP
ADP
﹣
循环示意图，甲表示ATP 的合成，乙表示ATP 的水解，能
量①来自光合作用和呼吸作用，能量②用于各项生命活动。
【解答】解：A、ATP 和ADP 分子中的A 指的是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，A 错误；
B、甲表示ATP 的合成，乙表示ATP 的水解，ATP 和ADP 相互转化的供能模式在生物界普遍存在，即
原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程，B 正确；
C、ATP 和ADP 分子中分别有2 个和1 个特殊化学键，C 错误；
D、由于酶不同和能量不能重复利用等，所以ATP 与ADP 相互转化的甲、乙过程属于不可逆反应，D
错误。
故选：B。
【点评】本题考查ATP 与ADP 相互转化的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学
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知识综合分析问题的能力。
【典例3】 （2023 春•潍坊期末）环磷酸腺苷（cAMP）是由ATP 脱去2 个磷酸基团后环化而成的一种细胞
内的信号分子，其对哺乳动物初级卵母细胞完成减数分裂Ⅰ有抑制作用，机理如图所示。下列说法正确的
是（ ）
A．腺嘌呤脱氧核苷酸发生环化后可形成cAMP
B．每个cAMP 仅含有一个能贮存能量的特殊化学键
C．cAMP 可为酶P 转为活化状态提供能量
D．cAMP 通过解除R 对酶P 活性的抑制，进而抑制减数分裂Ⅰ
【分析】ATP 又叫腺苷三磷酸，简称为ATP，其结构式是：A
P
﹣～P～P。A 表示腺苷、T 表示三个、P
表示磷酸基团、“～”表示特殊化学键。ATP 水解释放能量断裂的是末端的那个特殊磷酸键。ATP 来源
于光合作用和呼吸作用。放能反应一般与ATP 的合成相联系，吸能反应一般与ATP 的水解相联系。
【解答】解：AB、ATP 的结构式是：A
P
﹣～P～P，脱去2 个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，环磷酸
腺苷（cAMP）是由ATP 脱去2 个磷酸基团后环化而成的，故腺嘌呤核糖核苷酸发生环化后可形成
cAMP，每个cAMP 不含贮存能量的特殊化学键，AB 错误；
C、环磷酸腺苷（cAMP）是细胞内的一种信号分子，不能为酶P 转为活化状态提供能量，C 错误；
D、R 对酶P 活性具有抑制作用，cAMP 通过解除R 对酶P 活性的抑制，从而激活酶P，进而抑制初级
卵母细胞完成减数分裂Ⅰ，D 正确。
故选：D。
【点评】本题考查ATP 的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问
题的能力是解答本题的关键。
【变式1】 （2023 春•江津区期末）下列有关ATP 的叙述正确的是（ ）
A．线粒体中大量产生ATP 时，伴随着O2的消耗
B．在生命活动旺盛的细胞中ATP 的含量较多
C．ATP 的水解总是伴随有机物的氧化分解
D．ATP 与ADP 的相互转化是可逆反应
【分析】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。合成
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ATP 的能量来自呼吸作用或光合作用；ATP 水解在细胞的各处，ATP 合成在线粒体，叶绿体，细胞质基
质。
【解答】解：A、线粒体中大量产生ATP 为有氧呼吸的第三阶段，此过程伴随着O2的消耗，具体场所
是线粒体内膜，A 正确；
B、在生命活动旺盛的细胞中ATP 的含量也较少，只不过ATP 与ADP 之间的转化迅速，B 错误；
C、ATP 的水解释放能量，总是伴随吸能反应，而有机物的氧化分解为放能反应，C 错误；
D、ATP 与ADP 的相互转化不是可逆反应，D 错误。
故选：A。
【点评】本题考查ATP 的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问
题的能力是解答本题的关键。
【变式2】 （2023 春•潍坊期末）动物肌肉细胞内除腺苷三磷酸外，还有其他高能磷酸化合物，如磷酸肌
酸（C～P）。腺苷三磷酸与肌酸（C）的反应如下：
A
P
﹣～P～P+C
A
P
﹣～P+C～P
下列说法不正确的是（ ）
A．腺苷三磷酸是驱动细胞生命活动的直接能源物质
B．磷酸肌酸的水解是放能反应，腺苷三磷酸的合成与吸能反应相联系
C．腺苷三磷酸水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与C 结合，从而形成磷酸肌酸
D．磷酸肌酸有助于维持细胞内ATP 含量的相对稳定
【分析】ATP 中文名称叫腺苷三磷酸，结构简式A
P
﹣～P～P，其中A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，～
代表特殊化学键。合成ATP 的能量来自呼吸作用或光合作用，合成场所在线粒体，叶绿体，细胞质基
质。
【解答】解：A、腺苷三磷酸ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质，A 正确；
B、磷酸肌酸的水解是吸能反应，腺苷三磷酸的合成与放能反应相联系，B 错误；
C、腺苷三磷酸水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与 C 结合，从而形成磷酸肌酸，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，C 正确；
D、据图分析可知，磷酸肌酸可以与ADP 反应生成ATP 和肌酸，ATP 也可以与肌酸反应生成磷酸肌酸
和ADP，因此磷酸肌酸有助于维持细胞中ATP 含量的相对稳定，D 正确。
故选：B。
【点评】本题考查ATP 的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问
题的能力是解答本题的关键。
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【变式3】 （2023 春•思明区期末）蛋白激酶A（PKA）的功能是将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，改变了的蛋白质可以调节靶蛋白的活性。PKA 有两个调节亚基和两
个催化亚基，其活性受cAMP（腺苷酸环化酶催化ATP 环化形成）调节（如图）。下列说法正确的是（
）
A．调节亚基和催化亚基均有结合cAMP 的结构位点
B．cAMP 与催化亚基相应位点结合，导致亚基分离并释放出高活性催化亚基
C．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
D．ATP 是合成cAMP、DNA 等物质的原料，也可作为生物的直接供能物质
【分析】1、据题干的信息：活化的PKA 催化亚基可将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，改变这些蛋白的活性，说明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。
2、据图分析：活化的调节亚基与非活化的催化亚基可在cAMP 的作用下产生无活性的调节亚基和游离
态、活化的催化亚基。
【解答】解：A、据图分析：活化的调节亚基与非活化的催化亚基可在cAMP 的作用下产生无活性的调
节亚基和游离态、活化的催化亚基，说明调节亚基具有结合到cAMP 的结构域，催化亚基不具有结合
cAMP 的结构位点，A 错误；
B、据图可知，cAMP 与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，B 错误；
C、据题干的信息：活化的PKA 催化亚基可将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，改变这些蛋白的活性，ATP 上的磷酸基团转移的过程即是ATP 的水解过程，C 正确；
D、腺苷酸环化酶催化ATP 环化形成cAMP，故ATP 不仅是生物的直接供能物质，还是合成cAMP 的原
料，但ATP 水解后形成的AMP（腺嘌呤核糖核苷酸）是合成RNA 的原料，D 错误。
故选：C。
【点评】本题考查的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能
力。
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