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第08讲 酶和ATP（知识清单）
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知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1酶在代谢中的作用★★★☆☆ 考点2影响酶促反应速率的因素及曲线分析★★★☆☆ 考点3探究酶的专一性、高效性相关实验★★★★☆ 考点4 ATP的结构和功能★★★☆☆
实验技能坊：实验拓展★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 酶在代谢中的作用★★★☆☆
1.细胞代谢
（1）概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
（2）主要场所： 。
（3）意义：是 的基础。
2.酶在细胞代谢中的作用
（1）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称为 。
（2）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 ，而是 过氧化氢分解反应的 。
（3）正是由于酶的 作用，细胞代谢才能在 条件下快速有序地进行。
3.酶的本质
（1）酶本质的探索过程（连线）
科学家 主要观点或成就
巴斯德 糖类变酒精需酵母菌 参与
李比希 糖类变酒精需酵母菌细胞 并释放其中物质
毕希纳 将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为
萨姆纳 从刀豆种子中提取出 ，证明 的化学本质为 ，作用为催化尿素分解
切赫和奥尔特曼 少数 也具有生物催化功能
【教材隐性知识】
源于必修1P79“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，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菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、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。
（2）酶的化学本质
化学本质 绝大多数是 少数是
合成原料
合成场所 主要是细胞核（真核生物）
来源 一般来说， 都能产生酶
作用场所 细胞内、外及生物体内、外
4.酶的特性
（1）酶具有高效性
①定义：同 相比，酶降低 ，因而催化效率更高。催化效率是无机催化剂的107~1013倍。
②意义：使细胞代谢快速进行。
③曲线分析
催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率 。
注意：酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
（2）酶具有专一性
①无机催化剂催化的化学反应范围比较 。例如：酸能催化 水解，也能催化 水解，还能催化 水解。
②过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。脲酶除了催化 分解，对其他化学反应也不起作用。每一种酶只能催化 化学反应。
③意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
④图形及曲线分析
1）图形
a.锁钥学说：整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状，酶与底物的关系就像锁和钥匙。
b.诱导契合学说：酶表面没有一种与底物互补的固定形状，只是由于底物的诱导才形成了互补形状，从而有利于底物与之结合。
2）曲线
加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率 ，而加入酶A的反应速率在一定范围内随反应物浓度增大明显 ，进而说明酶具有 。
（3）酶的作用条件较温和
①许多无机催化剂能在 条件下催化化学反应。
② 都对酶活性有影响。与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在 的条件下进行的。在 的温度和pH条件下，酶的活性 。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显 。
③过酸、过碱或温度过高，会使酶的 遭到破坏，使酶 。在0℃左右时，酶的活性 ，但酶的空间结构 ，在适宜的温度下酶的活性会 。因此，酶制剂适宜在 下保存。
5.酶的分布
（1）细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的 有关。
（2）植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在 内，与呼吸作用有关的酶分布在 内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。
【教材隐性知识】
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。低温下酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。
考点2 影响酶促反应速率的因素及曲线分析★★★☆☆
1.产物浓度与反应时间的关系曲线
酶对应曲线 ，无机催化剂对应曲线 ，未加催化剂对应曲线 （填字母）。
2.温度和pH对酶促反应速率的影响
曲线解读：（1）在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高； 或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活； 条件下酶的活性很低，但空间结构稳定（图甲和图乙）。
（2）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）（图丙和图丁）。
3.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
（1）底物浓度对酶促反应速率的影响
①ab段：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率 （酶没有完全与底物结合）。
②bc段：当底物浓度增大到某一值（M）时，反应速率达到 ，不再 （酶完全与底物结合）。
③ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 。
（2）酶浓度对酶促反应速率的影响
①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呈正相关。
②ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 （或酶活性）。
4.酶的抑制剂——竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂
（1）竞争性抑制剂与底物具有类似的结构，能与底物竞争酶的活性部位，导致酶促反应被抑制。
（2）非竞争性抑制剂不与酶活性部位结合，而与酶的其他位点结合，可引起酶构象改变并导致酶无法与底物结合，或者虽然可以与底物结合但是无法得到产物等，会导致酶活性丧失。
（3）两种抑制剂与底物浓度的关系
随底物浓度增加，竞争性抑制剂的抑制作用可消除，而非竞争性抑制剂的抑制作用不可消除。
特别提醒
1.酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。
2.温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触，进而影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。
考点3 探究酶的专一性、高效性相关实验★★★★☆
1.探究酶的专一性
（1）实验步骤
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2mL —
注入蔗糖溶液 — 2mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2mL 2mL
60℃水浴保温5min
新配制的斐林试剂 2mL 2mL
沸水浴煮沸1min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
（2）实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论： 。
（3）上述实验中不能（填“能”或“不能”）用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为
。
特别提醒
本实验不能用碘液代替斐林试剂，因为无论蔗糖是否发生水解，都不能与碘液发生颜色反应。
2.探究酶的高效性
（1）设计思路：通过比较不同类型 （主要是酶与无机催化剂）催化底物的反应速率，得出结论。
（2）设计方案
项目 实验组 对照组
材料 等量的同一种底物
试剂 与底物相对应的酶溶液 等量的
现象 反应速度很快，或反应用时短 反应速度缓慢，或反应用时长
结论 酶具有
3.探究温度对酶活性的影响
（1）实验原理
①反应原理
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响 ，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断淀粉被分解的情况，进一步判断酶的活性。　（2）实验步骤和结果
取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。
试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′
实验步骤 一 2mL淀粉酶溶液 2mL可溶性淀粉溶液 2mL淀粉酶溶液 2mL可溶性淀粉溶液 2mL淀粉酶溶液 2mL可溶性淀粉溶液
二 在冰水中水浴5min 在60℃温水中水浴5min 在沸水中水浴5min
三 1与1′试管内液体混合，摇匀 2与2′试管内液体混合，摇匀 3与3′试管内液体混合，摇匀
四 在冰水中水浴数分钟 在60℃温水中水浴数分钟 在沸水中水浴数分钟
五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象
实验现象 呈 出现 呈
结论 酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都会影响酶活性
特别提醒
在温度对酶活性的影响实验中，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，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。
4.探究pH对酶活性的影响
（1）pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响 的生成量，可用气泡的产生量（或带火星的卫生香燃烧的情况）来检验其生成量的多少。
（2）方法步骤
步骤 项目 试管1 试管2 试管3
1 滴加（新鲜）肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴
2 加入蒸馏水 1mL — —
3 加入HCl溶液 — 1mL —
4 加入NaOH溶液 — — 1mL
5 加入过氧化氢溶液 2mL 2mL 2mL
6 37℃水浴 5min 5min 5min
7（检验） 放入带火星的木条 不能复燃 不能复燃
试管内气泡产生量
注意：探究pH对酶活性影响的实验不选择淀粉为实验底物，因为 。
特别提醒
探究pH对酶活性的影响实验中一般不用淀粉溶液和淀粉酶溶液，因为酸性条件会促进淀粉的水解。
5.实验基本理论——实验变量分析
（1）探究酶的专一性时，实验的自变量是 ，因变量是底物是否被相应的酶水解，此时，实验设计的思路是 ；还可以用不同的酶作用于同一底物，此时实验的自变量是 ，因变量是底物是否被酶水解，此时，实验设计的思路是
。
（2）探究酶的高效性时，实验的自变量是 ，因变量是反应速度，如过氧化氢分解实验中观察气泡产生的速度等。
（3）探究温度或pH对酶活性的影响时，实验的自变量分别是 ，因变量是底物反应情况。
6.实验步骤的科学设计
（1）探究温度对酶活性影响的实验中，为保证酶的催化反应是在所控制的温度下进行，要将淀粉、淀粉酶 。
（2）探究酶的最适pH实验中，必须先 （加清水、加NaOH溶液、加HCl溶液），然后再加入反应物。
特别提醒
1.在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。
2.若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解情况的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
3.在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢（H2O2）在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
4.在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在达到预设pH前，让反应物与酶接触。
5.在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作实验材料，因为调节pH值所营造的酸性环境会干扰斐林试剂（碱性）对还原糖的检测，且酸性环境下，淀粉还会水解，碱性环境会干扰碘液与淀粉的蓝色反应。
考点4 ATP的结构和功能★★★☆☆
1.ATP是一种高能磷酸化合物
（1）ATP的中文名称： 。
（2）ATP的元素组成： 。
（3）ATP的结构简式： 。其中“A”代表 ，“P”代表 ，“～”代表 （该键不稳定）。
（4）ATP和ADP的结构
（5）ATP是驱动细胞生命活动的 。
特别提醒
1.ATP与DNA、RNA结构简式中不同部位的“A”
图示圆圈部分分别代表：①腺苷、②腺嘌呤、③腺嘌呤脱氧核苷酸、④腺嘌呤核糖核苷酸。
2.ATP不等同于能量，ATP是与能量有关的一种高能磷酸化合物。
3.ATP并不是细胞内唯一的直接供能物质，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等。
4.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，在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞膜上发现了ATP受体。
2.ATP与ADP的相互转化
ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
能量 来源 植物：光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸） 动物：化学能（细胞呼吸） 末端磷酸基团的转移势能
能量 去路 储存于 中 光合作用过程中产生的ATP用于 ，细胞呼吸过程中产生的ATP用于
反应 场所 高等植物： 动物：细胞质基质、线粒体 生物体内的需能部位，如细胞膜、叶绿体基质等
意义 ①对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是 地发生并且处于 之中。 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了
特别提醒
1.ATP水解时，其末端的磷酸基团（OP）脱离下来，挟能量与其他分子结合而使其他分子发生磷酸化，这个与其他分子结合的磷酸基团再脱离下来，就成为游离的磷酸分子（Pi）。
2.ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。由上表可看出，在ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同。
3.ATP在细胞内含量较少，但ATP与ADP转化非常迅速，两者处于动态平衡中，保证了能量及时供应。
3.ATP的利用
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 直接提供能量的。例如：ATP水解释放的能量可以用于 等。
（1）ATP如何为主动运输供能（上图）
①参与Ca2＋主动运输的 是一种能催化 的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被 了。
②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端 脱离下来与 结合，这一过程伴随着 ，这就是载体蛋白的磷酸化。
③载体蛋白磷酸化导致其 发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。
此外，ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，从而使这些分子 发生变化， 也被改变，因而可以参加特定化学反应。
（2）吸能和放能反应
细胞内的化学反应可以分成 和 两大类。前者是需要吸收能量的，如 等；后者是释放能量的，如 等。许多吸能反应与 的反应相联系，由ATP水解提供 ；许多放能反应与 相联系，释放的能量储存在 中，用来为吸能反应直接供能。也就是说，能量通过 在吸能反应和放能反应之间流通。
（3）ATP的其他利用
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 。
4.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
（1）图甲：A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP；AB段表示随O2供给量的增多，有氧呼吸明显增强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加；BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸基团等
（2）图乙：可表示哺乳动物的成熟红细胞中的ATP来自无氧呼吸，与O2供给量无关
5.生物体内常见的几种能源物质
（1）主要能源物质： 。
（2）主要储能物质： 。
（3）植物储能物质： 。
（4）动物储能物质： 。
（5）直接能源物质： 。
（6）最终能源： 。
实验拓展★★★☆☆
1.验证酶的高效性
实验中自变量是 ，因变量是 。
对照组：反应物+ →反应速率慢
实验组：反应物+ →反应速率快
2.探究酶的专一性
（1）设计思路一：相同酶不同底物
实验组：酶溶液＋反应物1反应物被分解。
对照组：酶溶液＋等量反应物2反应物不被分解。
（2）设计思路二：相同底物不同酶
实验组：反应物＋酶1溶液反应物被分解。
对照组：反应物＋等量酶2溶液反应物不被分解。
3.“梯度法”探究酶的最适温度或pH
（1）探究酶的最适温度
①设计思路
底物的分解量（或剩余量）或
（该实验下pH保持相同且适宜）
②设计方案
（2）探究酶的最适pH
（1）设计思路
底物的分解量（或剩余量）或
（2）设计方案
陷阱1 有关酶的几点易错点
易错表现 正确理解
认为胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存 应在低温和最适pH条件下保存酶
认为“探究温度对酶活性的影响”实验中，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理 探究温度对酶活性的影响时，酶与底物应分别在设定温度下保温一段时间后再混合
认为酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的 大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；只有部分激素是蛋白质类
认为酶和激素发挥作用后都立即被灭活 酶可以重复多次利用，不会立即被降解
陷阱2 有关ATP的结构和功能的几点易错点
易错表现 正确理解
认为腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 腺苷三磷酸分子由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
认为ATP必须在有氧条件下合成 无氧呼吸也可产生ATP
认为ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，是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。
认为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
磷酸化和去磷酸
类型 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化
概念 在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程 在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程
图示过程
意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活
考点预测：
1.细胞信号传导机制探究
预计2026年会深入考查磷酸化和去磷酸化在细胞信号通路中的动态调节作用。可能涉及以某一具体信号通路（如MAPK通路、PI3K-Akt通路等）为例，要求分析关键蛋白的磷酸化位点变化如何启动、传递和终止信号。比如，在生长因子刺激细胞增殖的过程中，受体酪氨酸激酶自身磷酸化后招募下游信号分子，这些分子通过一系列磷酸化级联反应激活最终影响细胞周期进程的转录因子，可考查学生对这一过程中各步骤的理解，以及去磷酸化如何使信号适时关闭，防止信号过度激活引发细胞异常增殖等问题。
2.疾病关联与治疗靶点分析
从疾病角度出发，会重点关注磷酸化和去磷酸化失衡与多种疾病（如癌症、神经退行性疾病、糖尿病等）的联系。例如，在癌症中，某些蛋白激酶过度活化导致底物蛋白持续磷酸化，促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，可能要求学生分析特定激酶或磷酸酶作为潜在治疗靶点的合理性，以及如何设计药物来干预异常的磷酸化过程，像研发蛋白激酶抑制剂或调节磷酸酶活性的药物等。对于神经退行性疾病，可能涉及tau蛋白过度磷酸化形成神经纤维缠结等机制，考查学生对相关病理过程中磷酸化作用的认识以及潜在治疗策略的思考。
3.实验设计与技术应用
实验设计方面，可能会给出一种新发现的蛋白，要求设计实验探究其磷酸化状态对功能的影响。学生需考虑如何运用生物信息学工具预测磷酸化位点，利用定点突变技术构建模拟磷酸化或去磷酸化状态的突变体，结合Westernblot、质谱等技术检测蛋白的磷酸化水平和功能变化。在技术应用上，考查学生对磷酸化特异性抗体、激酶或磷酸酶活性检测试剂盒等工具的使用原理和方法的掌握，以及如何通过实验数据准确分析磷酸化和去磷酸化在生理或病理过程中的作用。
4.植物生理中的调节作用
在植物领域，预计考查磷酸化和去磷酸化对植物生长发育（如种子萌发、开花结果、激素信号转导等）以及对环境胁迫响应（如干旱、高温、病原体侵染等）的调节。例如，在植物激素乙烯信号通路中，相关蛋白的磷酸化和去磷酸化如何调控植物对乙烯的响应，影响果实成熟和衰老进程；在应对干旱胁迫时，植物体内蛋白激酶和磷酸酶如何协同作用，调节气孔开闭、渗透调节物质合成等生理过程，以维持植物的水分平衡和正常生长。
1.（2025·北京·高考真题）某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60℃以上热水。下列叙述错误的是（ ）
A.该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物
B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解
C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度
D.水温过高导致酶活性下降
2.（2025·河北·高考真题）下列过程涉及酶催化作用的是（ ）
A.Fe3+催化H2O2的分解 B.O2通过自由扩散进入细胞
C.PCR过程中DNA双链的解旋 D.植物体细胞杂交前细胞壁的去除
3.（2025·江苏·高考真题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（ ）
步骤 甲组 乙组 丙组
① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液
② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？
③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热
A.丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液
B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
4.（2025·河北·高考真题）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（ ）
A.肌肉的收缩 B.光合作用的暗反应
C.Ca2+载体蛋白的磷酸化 D.水的光解
5.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是（ ）
A.基本单位是脱氧核苷酸
B.在细胞内或细胞外均可发挥作用
C.当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应
D.为维持较高活性，适宜在70℃~75℃下保存
6.（2025·浙江·高考真题）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。
组别 1 2 3 4 5
温度（℃） 27 37 47 57 67
滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清
据表分析，下列叙述正确的是（ ）
A.滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B.组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快
C.若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min
D.若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)第08讲 酶和ATP（知识清单）
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实验技能坊：实验拓展★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 酶在代谢中的作用★★★☆☆
1.细胞代谢
（1）概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
（2）主要场所：细胞质基质。
（3）意义：是细胞生命活动的基础。
2.酶在细胞代谢中的作用
（1）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称为活化能。
（2）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。
（3）正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。
3.酶的本质
（1）酶本质的探索过程（连线）
科学家 主要观点或成就
巴斯德 糖类变酒精需酵母菌活细胞参与
李比希 糖类变酒精需酵母菌细胞死亡并释放其中物质
毕希纳 将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶
萨姆纳 从刀豆种子中提取出脲酶，证明脲酶的化学本质为蛋白质，作用为催化尿素分解
切赫和奥尔特曼 少数RNA也具有生物催化功能
【教材隐性知识】
源于必修1P79“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，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菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、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。
（2）酶的化学本质
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 主要是细胞核（真核生物）
来源 一般来说，活细胞都能产生酶
作用场所 细胞内、外及生物体内、外
4.酶的特性
（1）酶具有高效性
①定义：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。催化效率是无机催化剂的107~1013倍。
②意义：使细胞代谢快速进行。
③曲线分析
催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
注意：酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
（2）酶具有专一性
①无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如：酸能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
②过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。脲酶除了催化尿素分解，对其他化学反应也不起作用。每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
③意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
④图形及曲线分析
1）图形
a.锁钥学说：整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状，酶与底物的关系就像锁和钥匙。
b.诱导契合学说：酶表面没有一种与底物互补的固定形状，只是由于底物的诱导才形成了互补形状，从而有利于底物与之结合。
2）曲线
加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率在一定范围内随反应物浓度增大明显加快，进而说明酶具有专一性。
（3）酶的作用条件较温和
①许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。
②溶液的温度和pH都对酶活性有影响。与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
③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，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
5.酶的分布
（1）细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。
（2）植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。
【教材隐性知识】
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。低温下酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。
考点2 影响酶促反应速率的因素及曲线分析★★★☆☆
1.产物浓度与反应时间的关系曲线
酶对应曲线A，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线C（填字母）。
2.温度和pH对酶促反应速率的影响
曲线解读：（1）在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；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；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定（图甲和图乙）。
（2）不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH（温度）的变化不影响酶作用的最适温度（pH）（图丙和图丁）。
3.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
（1）底物浓度对酶促反应速率的影响
①ab段：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率增加（酶没有完全与底物结合）。
②bc段：当底物浓度增大到某一值（M）时，反应速率达到最大值，不再增加（酶完全与底物结合）。
③ab段限制因素是底物浓度；bc段限制因素是酶浓度。
（2）酶浓度对酶促反应速率的影响
①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呈正相关。
②ab段限制因素是酶浓度；bc段限制因素是底物浓度（或酶活性）。
4.酶的抑制剂——竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂
（1）竞争性抑制剂与底物具有类似的结构，能与底物竞争酶的活性部位，导致酶促反应被抑制。
（2）非竞争性抑制剂不与酶活性部位结合，而与酶的其他位点结合，可引起酶构象改变并导致酶无法与底物结合，或者虽然可以与底物结合但是无法得到产物等，会导致酶活性丧失。
（3）两种抑制剂与底物浓度的关系
随底物浓度增加，竞争性抑制剂的抑制作用可消除，而非竞争性抑制剂的抑制作用不可消除。
特别提醒
1.酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。
2.温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触，进而影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。
考点3 探究酶的专一性、高效性相关实验★★★★☆
1.探究酶的专一性
（1）实验步骤
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2mL —
注入蔗糖溶液 — 2mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2mL 2mL
60℃水浴保温5min
新配制的斐林试剂 2mL 2mL
沸水浴煮沸1min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
（2）实验结果和结论：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。
（3）上述实验中不能（填“能”或“不能”）用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。
特别提醒
本实验不能用碘液代替斐林试剂，因为无论蔗糖是否发生水解，都不能与碘液发生颜色反应。
2.探究酶的高效性
（1）设计思路：通过比较不同类型催化剂（主要是酶与无机催化剂）催化底物的反应速率，得出结论。
（2）设计方案
项目 实验组 对照组
材料 等量的同一种底物
试剂 与底物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂
现象 反应速度很快，或反应用时短 反应速度缓慢，或反应用时长
结论 酶具有高效性
3.探究温度对酶活性的影响
（1）实验原理
①反应原理
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断淀粉被分解的情况，进一步判断酶的活性。　（2）实验步骤和结果
取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。
试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′
实验步骤 一 2mL淀粉酶溶液 2mL可溶性淀粉溶液 2mL淀粉酶溶液 2mL可溶性淀粉溶液 2mL淀粉酶溶液 2mL可溶性淀粉溶液
二 在冰水中水浴5min 在60℃温水中水浴5min 在沸水中水浴5min
三 1与1′试管内液体混合，摇匀 2与2′试管内液体混合，摇匀 3与3′试管内液体混合，摇匀
四 在冰水中水浴数分钟 在60℃温水中水浴数分钟 在沸水中水浴数分钟
五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象
实验现象 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色
结论 酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都会影响酶活性
特别提醒
在温度对酶活性的影响实验中，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，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。
4.探究pH对酶活性的影响
（1）pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响O的生成量，可用气泡的产生量（或带火星的卫生香燃烧的情况）来检验其生成量的多少。
（2）方法步骤
步骤 项目 试管1 试管2 试管3
1 滴加（新鲜）肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴
2 加入蒸馏水 1mL — —
3 加入HCl溶液 — 1mL —
4 加入NaOH溶液 — — 1mL
5 加入过氧化氢溶液 2mL 2mL 2mL
6 37℃水浴 5min 5min 5min
7（检验） 放入带火星的木条 能够复燃 不能复燃 不能复燃
试管内气泡产生量 较多 较少 较少
注意：探究pH对酶活性影响的实验不选择淀粉为实验底物，因为淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
特别提醒
探究pH对酶活性的影响实验中一般不用淀粉溶液和淀粉酶溶液，因为酸性条件会促进淀粉的水解。
5.实验基本理论——实验变量分析
（1）探究酶的专一性时，实验的自变量是底物的种类，因变量是底物是否被相应的酶水解，此时，实验设计的思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解；还可以用不同的酶作用于同一底物，此时实验的自变量是酶的种类，因变量是底物是否被酶水解，此时，实验设计的思路是探究不同的酶是否能催化同种底物水解。
（2）探究酶的高效性时，实验的自变量是催化剂的种类，因变量是反应速度，如过氧化氢分解实验中观察气泡产生的速度等。
（3）探究温度或pH对酶活性的影响时，实验的自变量分别是温度或pH，因变量是底物反应情况。
6.实验步骤的科学设计
（1）探究温度对酶活性影响的实验中，为保证酶的催化反应是在所控制的温度下进行，要将淀粉、淀粉酶分别置于一定温度条件下处理一段时间再混合。
（2）探究酶的最适pH实验中，必须先将酶置于不同pH条件下（加清水、加NaOH溶液、加HCl溶液），然后再加入反应物。
特别提醒
1.在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。
2.若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解情况的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
3.在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢（H2O2）在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
4.在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在达到预设pH前，让反应物与酶接触。
5.在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作实验材料，因为调节pH值所营造的酸性环境会干扰斐林试剂（碱性）对还原糖的检测，且酸性环境下，淀粉还会水解，碱性环境会干扰碘液与淀粉的蓝色反应。
考点4 ATP的结构和功能★★★☆☆
1.ATP是一种高能磷酸化合物
（1）ATP的中文名称：腺苷三磷酸。
（2）ATP的元素组成：C、H、O、N、P。
（3）ATP的结构简式：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（苏教版为磷酐键）（该键不稳定）。
（4）ATP和ADP的结构
（5）ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
特别提醒
1.ATP与DNA、RNA结构简式中不同部位的“A”
图示圆圈部分分别代表：①腺苷、②腺嘌呤、③腺嘌呤脱氧核苷酸、④腺嘌呤核糖核苷酸。
2.ATP不等同于能量，ATP是与能量有关的一种高能磷酸化合物。
3.ATP并不是细胞内唯一的直接供能物质，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等。
4.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，在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞膜上发现了ATP受体。
2.ATP与ADP的相互转化
ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
能量 来源 植物：光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸） 动物：化学能（细胞呼吸） 末端磷酸基团的转移势能
能量 去路 储存于ATP中 光合作用过程中产生的ATP用于C3的还原，细胞呼吸过程中产生的ATP用于各项生命活动
反应 场所 高等植物：细胞质基质、线粒体、叶绿体 动物：细胞质基质、线粒体 生物体内的需能部位，如细胞膜、叶绿体基质等
意义 ①对细胞的正常生活来说，ATP与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。 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性
特别提醒
1.ATP水解时，其末端的磷酸基团（OP）脱离下来，挟能量与其他分子结合而使其他分子发生磷酸化，这个与其他分子结合的磷酸基团再脱离下来，就成为游离的磷酸分子（Pi）。
2.ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。由上表可看出，在ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同。
3.ATP在细胞内含量较少，但ATP与ADP转化非常迅速，两者处于动态平衡中，保证了能量及时供应。
3.ATP的利用
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。例如：ATP水解释放的能量可以用于大脑思考、电鳐发电、物质的主要运输等。
（1）ATP如何为主动运输供能（上图）
①参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的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，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。
此外，ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，从而使这些分子空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参加特定化学反应。
（2）吸能和放能反应
细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应两大类。前者是需要吸收能量的，如蛋白质合成等；后者是释放能量的，如葡萄糖的氧化分解等。许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP合成相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
（3）ATP的其他利用
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。
4.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
（1）图甲：A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP；AB段表示随O2供给量的增多，有氧呼吸明显增强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加；BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸基团等
（2）图乙：可表示哺乳动物的成熟红细胞中的ATP来自无氧呼吸，与O2供给量无关
5.生物体内常见的几种能源物质
（1）主要能源物质：糖类。
（2）主要储能物质：脂肪。
（3）植物储能物质：淀粉、脂肪。
（4）动物储能物质：糖原、脂肪。
（5）直接能源物质：ATP。
（6）最终能源：太阳能。
实验拓展★★★☆☆
1.验证酶的高效性
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应速率。
对照组：反应物+无机催化剂→反应速率慢
实验组：反应物+等量酶溶液→反应速率快
2.探究酶的专一性
（1）设计思路一：相同酶不同底物
实验组：酶溶液＋反应物1反应物被分解。
对照组：酶溶液＋等量反应物2反应物不被分解。
（2）设计思路二：相同底物不同酶
实验组：反应物＋酶1溶液反应物被分解。
对照组：反应物＋等量酶2溶液反应物不被分解。
3.“梯度法”探究酶的最适温度或pH
（1）探究酶的最适温度
①设计思路
底物的分解量（或剩余量）或产物的生成量
（该实验下pH保持相同且适宜）
②设计方案
（2）探究酶的最适pH
（1）设计思路
底物的分解量（或剩余量）或产物的生成量
（2）设计方案
陷阱1 有关酶的几点易错点
易错表现 正确理解
认为胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存 应在低温和最适pH条件下保存酶
认为“探究温度对酶活性的影响”实验中，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理 探究温度对酶活性的影响时，酶与底物应分别在设定温度下保温一段时间后再混合
认为酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的 大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；只有部分激素是蛋白质类
认为酶和激素发挥作用后都立即被灭活 酶可以重复多次利用，不会立即被降解
陷阱2 有关ATP的结构和功能的几点易错点
易错表现 正确理解
认为腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 腺苷三磷酸分子由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
认为ATP必须在有氧条件下合成 无氧呼吸也可产生ATP
认为ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，是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。
认为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
磷酸化和去磷酸
类型 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化
概念 在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程 在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程
图示过程
意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活
考点预测：
1.细胞信号传导机制探究
预计2026年会深入考查磷酸化和去磷酸化在细胞信号通路中的动态调节作用。可能涉及以某一具体信号通路（如MAPK通路、PI3K-Akt通路等）为例，要求分析关键蛋白的磷酸化位点变化如何启动、传递和终止信号。比如，在生长因子刺激细胞增殖的过程中，受体酪氨酸激酶自身磷酸化后招募下游信号分子，这些分子通过一系列磷酸化级联反应激活最终影响细胞周期进程的转录因子，可考查学生对这一过程中各步骤的理解，以及去磷酸化如何使信号适时关闭，防止信号过度激活引发细胞异常增殖等问题。
2.疾病关联与治疗靶点分析
从疾病角度出发，会重点关注磷酸化和去磷酸化失衡与多种疾病（如癌症、神经退行性疾病、糖尿病等）的联系。例如，在癌症中，某些蛋白激酶过度活化导致底物蛋白持续磷酸化，促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，可能要求学生分析特定激酶或磷酸酶作为潜在治疗靶点的合理性，以及如何设计药物来干预异常的磷酸化过程，像研发蛋白激酶抑制剂或调节磷酸酶活性的药物等。对于神经退行性疾病，可能涉及tau蛋白过度磷酸化形成神经纤维缠结等机制，考查学生对相关病理过程中磷酸化作用的认识以及潜在治疗策略的思考。
3.实验设计与技术应用
实验设计方面，可能会给出一种新发现的蛋白，要求设计实验探究其磷酸化状态对功能的影响。学生需考虑如何运用生物信息学工具预测磷酸化位点，利用定点突变技术构建模拟磷酸化或去磷酸化状态的突变体，结合Westernblot、质谱等技术检测蛋白的磷酸化水平和功能变化。在技术应用上，考查学生对磷酸化特异性抗体、激酶或磷酸酶活性检测试剂盒等工具的使用原理和方法的掌握，以及如何通过实验数据准确分析磷酸化和去磷酸化在生理或病理过程中的作用。
4.植物生理中的调节作用
在植物领域，预计考查磷酸化和去磷酸化对植物生长发育（如种子萌发、开花结果、激素信号转导等）以及对环境胁迫响应（如干旱、高温、病原体侵染等）的调节。例如，在植物激素乙烯信号通路中，相关蛋白的磷酸化和去磷酸化如何调控植物对乙烯的响应，影响果实成熟和衰老进程；在应对干旱胁迫时，植物体内蛋白激酶和磷酸酶如何协同作用，调节气孔开闭、渗透调节物质合成等生理过程，以维持植物的水分平衡和正常生长。
1.（2025·北京·高考真题）某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60℃以上热水。下列叙述错误的是（ ）
A.该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物
B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解
C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度
D.水温过高导致酶活性下降
【答案】A
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，均无法分解纤维素，故不会损坏纯棉衣物，A错误；
B、洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间，有利于酶与污渍结合催化其分解，B正确；
C、一定范围内，减少用水量会提高酶的浓度，从而加快反应速率，C正确；
D、酶活性的发挥需要适宜温度，高温会破坏其空间结构导致酶活性下降，故勿使用60℃以上热水，D正确。
故选A。
【考点追溯】
酶的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和。(P81~84)
2.（2025·河北·高考真题）下列过程涉及酶催化作用的是（ ）
A.Fe3+催化H2O2的分解 B.O2通过自由扩散进入细胞
C.PCR过程中DNA双链的解旋 D.植物体细胞杂交前细胞壁的去除
【答案】D
【详解】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，具有高效性、专一性和作用条件温和。
【分析】A、Fe3+催化H2O2的分解，Fe3+是无机催化剂，不是酶，A错误；
B、O2通过自由扩散进入细胞，这是一种简单的物质跨膜运输方式，不涉及酶的催化作用，B错误；
C、PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温实现的，不需要酶来解旋（在生物体内DNA解旋需要解旋酶），C错误；
D、植物体细胞杂交前细胞壁的去除，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，涉及酶的催化作用，D正确。
故选D。
【考点追溯】
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。(P83)
3.（2025·江苏·高考真题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（ ）
步骤 甲组 乙组 丙组
① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液
② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？
③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热
A.丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液
B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
【答案】C
【分析】淀粉酶的专一性指其仅催化淀粉水解，不能催化其他底物（如蔗糖）。实验需设置不同底物与酶的组合，并通过检测还原糖验证结果。斐林试剂用于检测还原糖，但需在沸水浴条件下显色，而题目中实验步骤的温度设置可能影响结果判断。
【详解】A、丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液，而非蔗糖酶溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性，A错误；
B、第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件，B错误；
C、乙组（淀粉+蒸馏水）未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若显色则可能底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉是否含还原糖，C正确；
D、甲组（淀粉+淀粉酶）水解产物为葡萄糖（还原糖），与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色；丙组（蔗糖+淀粉酶）无水解产物，故丙组出现蓝色，D错误。
故选C。
【考点追溯】
在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。(P84)
4.（2025·河北·高考真题）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（ ）
A.肌肉的收缩 B.光合作用的暗反应
C.Ca2+载体蛋白的磷酸化 D.水的光解
【答案】D
【分析】ATP（腺苷三磷酸）是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP 的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是活细胞能通过细胞呼吸生成ATP。
【详解】A、肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不符合题意；
B、光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP（来自光反应产生的ATP），B不符合题意；
C、ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca 载体蛋白磷酸需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意；
D、水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。
故选D。
【考点追溯】
在载体蛋白的作用下，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，这就是载体蛋白的磷酸化。(P88)
5.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是（ ）
A.基本单位是脱氧核苷酸
B.在细胞内或细胞外均可发挥作用
C.当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应
D.为维持较高活性，适宜在70℃~75℃下保存
【答案】B
【分析】酶是活细胞产生的，具有催化作用的一类有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
【详解】A、耐高温的DNA聚合酶的本质是蛋白质，基本单位为氨基酸，A错误；
B、耐高温DNA聚合酶在细胞内的DNA复制和体外的PCR反应中均能发挥作用，B正确；
C、缺少引物和缓冲液时反应无法启动，C错误；
D、耐高温的 DNA 聚合酶虽然能在较高温度下发挥作用，但保存时一般在低温下保存，而不是在70℃~75℃下保存，D错误。
故选B。
【考点追溯】
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，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。(P84)
6.（2025·浙江·高考真题）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。
组别 1 2 3 4 5
温度（℃） 27 37 47 57 67
滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清
据表分析，下列叙述正确的是（ ）
A.滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B.组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快
C.若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min
D.若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min
【答案】B
【分析】由题意可知，浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，该实验是通过蛋白酶水解变性后蛋白质是液体变澄清，变澄清时间越短，说明酶活性越强。
【详解】A、浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，澄清时间越短，A错误；
B、组3滤液变澄清时间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确；
C、若实验温度为52℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4min，C错误；
D、组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57℃，滤液也不会澄清，D错误。
故选B。
【考点追溯】
除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验，它一般要设置对照组和实验组，如果实验的对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。(P78)
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