4—1、ATP和酶(教师).pdf

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1、高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍1 第四章光合作用和细胞呼吸 第一节ATP 和酶 教学目标 1、 知识目标 掌握 ATP的分子简式、化学组成和结构特点 解释 ATP在能量代谢中的作用，了解ATP的用途 理解 ATP的形成途径及ATP与 ADP相互转化的过程及意义 说出酶的本质和作用，尝试比较过氧化氢在不同条件下的分解效果 举例说明酶的特性，概述酶促反应的原理 2、 能力目标 通过实验说明影响酶活性的因素，掌握控制变量的科学方法 3、 德育目标 培养学生的合作精神和科学态度 教学重点 1.酶的作用、本质和特征 2.ATP 化学组成的特点及其在能量代谢中的作用 3.ATP

2、 与 ADP 的相互转化 教学难点 探究酶的特性的相关实验 课时 3 课时 引入 生物体时刻在进行着复杂的生命活动，生命活动为什么能顺利进行呢？这离不开两 大类物质： ATP 和酶。 ATP 为各类生命活动直接供能，酶作为生物催化剂催化各类生化反 应顺利进行。 一、 细胞的能量“通货”ATP 引导自学 自学 P54P55，完成以下教学目标： 1ATP 的全称 ：， 这种物质是一种化合物， 由、组成。 （如图） 2、ATP 的结构简式 ：， 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍2 A 代表：（由和结合而成） T 代表： P 代表： 代表： 代表： 3、ATP 的水解 ： A

3、TP 的化学性质不稳定，在有关酶的催化下，ATP 分子中远离腺苷的那个高能磷酸 键容易断裂。ATP 水解生成， 同时释放出能量。ATP 水解实际上就是高能磷酸键的水解，ATP 水解时释放的能量多达 3054kJ/mol。 4、ATP 与 ADP 的相互转化： （ 1）ATP 的合成 ：对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，ADP 转化成 ATP 所需要的能 量均来自细胞进行时有机物分解所释放的能量。 对于绿色植物来说，除了依赖所释放的能量外，在叶绿体内进行光合作 用时，也能生成ATP。 （2） ATP 和 ADP 相互转化也用以下图示表示： 。 在 ATP 和 ADP 的相互转化中是不可逆的，是

4、可逆的。 （3） 、ATP 水解时释放出的能量直接用于各项生命活动，如 总结 生物体生命活动的 直接能源物质是 主要能源物质是 最终能量来源是 生物体生命活动的能源物质有 生物体的贮能物质主要是 动物细胞的贮能物质是 植物细胞的贮能物质是 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍3 例 1、下列有关“ ATP ADP Pi能量”、 “ADP Pi 能量 ATP ”的反应的叙述中， 不正确的是（B ）。 A、反应过程分别表示能量的释放利用和储存过程 B所有生物体内的过程所需要的能量都来自呼吸作用 C和在活细胞中永无休止地循环进行保证了生命活动的顺利进行 D反应中的“能量”一般不

5、能用于推动反应的进行 例 2、右图表示ATP水解产生ADP过程。请回答下面的问题： （1）图中 A表示，P代表， 如果 ATP脱去两个磷酸基后可作为物质 基本结构单位中的一种； （2）图中 ,其中蕴藏着； （3）图中为过程，其作用是； （4）图示过程中未标出的另一种反应物是， 催化该过程的酶与催化ATP再生时的酶同一 种酶，后者在高等植物细胞中主要分布在。 答案： （1）腺苷磷酸基RNA （2）高能磷酸键大量的化学能（ 3）高能磷酸键水解 释放能量为各项生命活动提供能量（4）水不是；叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和 线粒体 例 3、根据反应式ATPADP+Pi+ （1） ATP 作为生物体生命活

6、动的直接能源物质，其分子结构简式为， 在 ATPADP 的过程中，由于 （2）在光合作用的光反应中反应方向向，能量来自； （3）在绿色植物体内，发生ADP ATP 的生理过程是在细胞内的、 和 （4）在呼吸作用中，反应方向向，能量来自 （ 5 ） 根 吸 收 无 机 盐 离 子 的 过 程 ， 反 应 方 向 向， 能 量 用 于。 答案（1）APPP 远离 A （2）左阳光 （3）细胞质基质线粒体叶绿体 （4）左葡萄糖等有机物 （5）右 校本作业 1、三磷酸腺苷的分子简式和18 个三磷酸腺苷所含有的高能磷酸键的数目是（ D ）。 AAPP和 18 个 BA P PP和 18 个 CAPP和

7、48 个 D A P PP和 36 个 2、下列有关ATP的叙述中，不正确的是（ C ）。 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍4 A生物体内ATP与 ADP之间时刻发生相互转化 B骨骼肌剧烈运动时收缩所需要的能量直接来自ATP C动植物形成ATP的途径分别是细胞呼吸和光合作用 DATP中含有的元素是C、H、O 、N、P 3、一个 ADP中，含有腺苷、磷酸基和高能磷酸键的数目依次是（ B ）。 A1，2，2 B1，2，1 C2，1，2 D2，2，1 4、ATP分子在细胞内能够释放能量、储存能量，从结构上看，原因是（ C ）。腺苷很 容易吸收能量和释放能量三个磷酸基很容易从

8、ATP上脱离和结合远离腺苷A的磷酸 基很容易从ATP上脱离，使ATP转变成 ADP ADP可以迅速与磷酸结合，吸收能量形成高 能磷酸键，使ADP转变成 ATP A B C D 5、 .下面关于ATP 的叙述中，正确的是（D ） A.ATP 分子由 1 个腺嘌呤和3 B.ATP C.ATP D.正常细胞中ATP 与 ADP 的比值在一定范围内变化 6、ATP转化为 ADP可表示如下图，式中X和 Y分别 代表（ C）。 AH2O 、 H B. Pi、H2O CH2O 、 Pi D 能量、 Pi 7、下列有关植物细胞中ATP的叙述中，正确的是 （ D ）。 A能产生ATP的细胞器只是线粒体 BATP

9、在细胞中含量很多才能满足生命活动的顺利进行 CATP与 ADP的相互转化是可逆反应 D远离腺苷A的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能 8、下列过程中，能使细胞内ADP的含量增加的是（D ）。 A水分子进入根毛细胞 B肺泡中的氧气进入血液 C肠道中甘油进入小肠绒毛上皮细胞 D 胰腺细胞分泌胰岛素 9、将一些萤火虫尾部的发光器割下，其中含有荧光素和荧光素酶，将其等量放入甲、乙 两试管中，加少量水混合，看到发出淡黄色荧光。过一段时间待荧光消失后，在甲试管放 入 2 mL 某溶液，乙试管放入2 mL 葡萄糖溶液，结果只有甲试管又发出荧光。请问： （1）甲试管放入的某溶液是溶液； （2）荧光素发光是

10、由于某溶液中的物质发生了反应，其表示式 为； （3）设定乙试管的目的是，由此证明某物质是。 答案（ 1）ATP （2）水解 ATPADP Pi 能量（3）作为对照直接能源物质 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍5 10、人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s 以内的能量供应。某运动员参加 短跑比赛过程中， 肌肉细胞中ATP的相对含量随时间的变化如 右图所示。请根据图回答下面的问题： （1）ab的变化过程，ATP被水解，释放的能量用 于。 （2）bc过程中， ATP含量增加，说明加强， 释放更多的能量，供ADP合成 ATP ，补充消耗的ATP 。 （3）从整个

11、曲线看，肌细胞中ATP 的含量不会降为零，说明 。 答案（ 1）肌肉收缩等生命活动（2）细胞呼吸（3）ATP在细胞内含量虽少，但与ADP 之间的相互转化却十分迅速，使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中，构成生物体 内部的稳定供能环境 二酶的特性 引导自学 自学 P55P57，完成以下教学目标： 1、酶的概念 （1）酶是产生的具有的。 （其中绝 大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 。 ） （2）酶概念分析： 来源：；作用； 本质；合成原料 作用部位：细胞内或细胞外 2、酶促反应 （1）酶的活性是指。 （2）酶催化作用的实质是。 3、酶的特性： （1）酶具有催化性。 （2）酶具有性。是无机催化

12、剂的10 7 -10 13 倍。酶的高效性是细胞新陈代 谢顺利进行的保证。 （3）酶具有性，即每一种酶只能对一定的底物发生催化作用。每一种酶只能 催化一种或一类化学反应。酶的专一性保证细胞新陈代谢的有序性。 4、影响酶促反应速率的因素 酶促反应的速率与 等有密切关系。 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍6 （ 1） PH: 在下，酶的活性最高，pH 值偏高或偏低酶的活性都会明 显。 （ PH 过高或过低，酶活性） （ 2）温度 : 在较低温度范围内，酶促反应速率随温度升高，但超过一 定温度后，反应速率，反应速率最高的温度称为。 低温酶的活性，温度过高会使酶。 （ 3）酶

13、的浓度： 在有 足够底物而又不受其它因素的影响的情况下，则酶促反应速率与酶 浓度成关系。 （ 4）底物浓度 ：当酶浓度、温度和PH 恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与 底物浓度成关系，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反 应速率达到最大，再增加底物浓度，反应速率。 例 1、下列有关酶的叙述，正确的是（C） 是有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的从体内转化而来凡是 活细胞都能产生酶绝大多数酶是蛋白质有的酶是蛋白质，有的是固醇酶 在代谢中有多种功能 A.B.C.D. 例 2、当某种 RNA 存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA 被有关 的酶水解后，此种

14、化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明（B ） A.RNA 是核酸的一种B.RNA C.RNA 主要存在于细胞质中D.RNA 是该种生物的遗传物质 例 3、下图表示过氧化氢被分解的曲线，可说明酶具有(B ) 专一性高效性催化特性 A.B.C.D. 例 4、 取经过编号的5 支试管分别加入2 mL 0 5 mol/L 的过氧化 氢溶液，进行如下试验，根据实验内容，下列说法正确的是 （C ） 试管编号1 2 3 4 5 加入物质适量唾液锈铁钉生土豆块熟土豆块生土豆块 稀盐酸 实验结果几乎无气泡少量气泡大量气泡几乎无气泡几乎无气泡 A.说明酶具有高效性的是3 号和 4 号试管 B.1 号和 3 C.

15、3 号和 5 号对照可以说明酶的活性受pH 的影响 D.实验中不能体现酶的活性与温度之间的关系 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍7 校本作业 1、关于酶的叙述错误的是（ A ） A 酶需要在细胞内才具有催化效能 B淀粉酶不能催化麦芽糖分解成葡萄糖 C 多数酶是活细胞产生的具有催化效能的蛋白质 D酶的催化效率很高 2、酶具有极强的催化功能，其原因是（ A ） A.降低了化学反应的活化能 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.酶提供使反应开始所必需的活化能 、纺织工业上的褪浆工序常用两种方法：化学法，需用NaOH 79 克升，在70 80条件下

16、作用12 小时，褪浆率仅为50% 60% ；加酶法，用少量细菌淀粉酶，在适宜温 度时只需5分钟，褪浆率达100% ，这一事实说明（） A酶具有多样性 B 酶具有高效性 C 酶具有专一性 D 酶具有溶解性 、在高烧时，常常没有食欲，最根本的原因是( ) A所吃食物未被消化 B胃没有排空 C体温超过37，消化酶活性受到影响 D体内食物残渣没有排出 、下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是（C） 。 、下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率（或生成物量）的变化曲线图，有关叙述 不正确的是( C ) A. B. C. D.若图中的实线表示Fe 3+的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催

17、化效率 、胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），温度 保持 37， pH保持在最适值，生成物量与反应时间关 系如下图。请回答下列问题： （1）该酶作用的底物是。 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍8 （2）在 140 分钟后，曲线变成水平，这是因为。 （3）若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。 （4）若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液 pH由 2 逐渐升高到10，则酶催化反应的速 度将，原因是。 （5）下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是（） 答案 (1) 蛋白质 (2) 底物量一定，底物已被消耗尽 (3) 见右

18、图 (4) 不变在 pH为 2 时酶已经失活 (5) C 8、分析下列内容，并回答下列问题： 试管号内容物条件检验 1 2ml 浆糊 +2ml 纯唾液37+10min 3 滴碘液 2 2ml 浆糊 +2ml 清水37+10min 3 滴碘液 3 2ml 浆糊 +2ml 稀释唾液37+10min 3 滴碘液 4 2ml 浆糊 +2ml 纯唾液95+10min 3 滴碘液 5 2ml 浆糊 +2ml 纯唾液 +2ml 浓 HCl 37+10min 3 滴碘液 6 2ml 浆糊 +2ml 浓 H2SO437+10min 3 滴碘液 （1）试管内容物变蓝的试管是。 （2）1号和 2 号试管比较，说明酶

19、具有。 （3）1号和 3 号试管比较，说明酶具有。 （4）1 号和 4 号试管比较，说明酶的活性受影响。 （5）1号和 5 号试管比较，说明酶具有（） A、酶的活性受PH 值影响B、专一性C、高效性D、稳定性 答案（ 1）2、 4、5、6 （2）催化作用（3）高效性（4）温度（ 5） （A） 、为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为A、B，各注入 2 mL 体积分数为 3%的 H2O2溶液；再向 A 管滴入 2 滴质量分数为3. 5%的 FeCl3溶液，向B 管滴入 2 滴质 量分数为20%的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用带火星的卫生香检验；观察并记录 高淳县湖滨高级中学教学案高一

20、生物必修 1 主备人 :王红珍9 （1）本实验的主要目的是探索 （2）如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是 （3）过氧化氢酶能催化H2O2的分解，产生的能使溶于水的无色焦性没食子酸 氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶，设计了如下实验。 3 号试管内加入的物质是 设计 2 号试管作为对照的具体目的是 如果 2 号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是第号试管。 答案（1）酶的高效性（过氧化氢酶和Fe 3+催化效率的高低） （2）H2O2 （3） 2 mL 焦性没食子酸溶液，2 滴 H2O2溶液， 2 mL 马铃薯块茎提取液 排除马铃薯块茎提取液中的其他物

21、质对实验结果的影响3 附： 实验认识酶及影响酶促反应的因素 实验一认识酶的催化性和高效性 实验原理 新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢水解成 水和氧气。 目的要求 、初步学会酶催化特性玫催化效率的方法。 2、探索过氧化氢酶和Fe 3+催化效率的高低。 材料用具 新鲜的质量分数为20%的动物肝脏研磨液、3%的过氧化氢溶液、3.5% 的 FeCl 溶液、 量筒、试管、试管架、卫生香、火柴 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍10 方法步骤 1、取三支洁净的试管编号1、2、 3，并各注入2mL 过氧化氢溶液。 2、向 1、 2、3 三支

22、试管分别滴加2 滴蒸馏水、 2 滴肝脏研磨液、2 滴 FeCl 溶液。 （注意：不共用试管） 3、堵住试管口，分别振荡三支试管，使试管内物质混合均匀。 4、观察三支试试管内产生气泡的速率。 5、将点燃但无火焰的卫生香分别放入试管内液面的上方，观察三支试管卫生香的复燃状 况。 实验记录 操作顺序1 号试管2 号试管3 号试管 1 注入过氧化氢溶液2mL 2mL 2mL 2 滴入蒸馏水2 滴 3 滴入肝脏研磨液2 滴 4 滴入 FeCl 溶液2 滴 结果 气泡产生的速率 卫生香复燃状况 结论 讨论 1、为什么要用新鲜的肝脏？ 2、为什么要用肝脏研磨液？ 3、三支试管能否共用滴管？ 实验二探索酶特异

23、性实验 实验原理 淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖能与 斐林试剂反应生成砖红色的氧化亚铜沉淀。 用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖溶液，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就要以 证明淀粉酶是否能催化这两种化学反应，从而探索酶是否有特异性。 目的要求 1、初步学会酶催化特定化学反应的方法。 2、探索淀粉酶是否能催化这两种化学反应。 材料用具 质量分数2%的淀粉酶溶液、质量分数3% 的淀粉溶液、质量分数3% 的蔗糖溶液、 试管、量筒、烧杯、滴管、酒精灯、火柴 方法步骤 操作项目试管号注 意 事 项 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍11 顺序1

24、2 1 注入可溶性淀粉溶液2mL 2 注入新鲜的蔗糖溶液2mL 3 注入新鲜的淀粉酶溶液2mL 2mL 轻轻振荡试管 4 保温时间5min 5min 试管下部入水 5 加入斐林试剂2mL 2mL 6 水浴加热煮沸1min 1min 试管下部入水 结果 结论 讨论 1、这个实验说明酶具有什么特性？ 2、这个实验能否将斐林试剂改为碘液？ 3、本实验成功的关键是什么？若蔗糖溶液也出现砖红色是什么原因？ 实验三探索影响酶促反应的因素 实验原理 淀粉遇碘后形成蓝紫色复合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解为麦芽糖和葡萄糖。麦芽 糖和葡萄糖遇碘后不生成蓝色复合物。 麦芽糖和葡萄糖与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖

25、红色的氧化亚铜深沉。 目的要求 1、初步学会探索淀粉酶活性的方法。 2、探索淀粉酶在不同温度和PH 值条件下催化淀粉水解的情况。 材料用具 质量分数2%的新鲜淀粉酶溶液、质量分数3% 的可溶性淀粉溶液、质量分数5% 的盐酸、 质量分数5%的氢氧化钠溶液、斐林试剂、蒸馏水、碘液、冰块 试管、量筒、酒精灯、烧杯、三脚架、温度计、火柴等 方法步骤 （一） PH 值对酶活性的影响 操作 顺序 项目 试管 注意事项 1 2 3 1 注入新鲜的淀粉酶溶液1mL 1mL 1mL 2 注入蒸馏水1mL 轻轻振荡试管 3 注入氢氧化钠溶液1mL 轻轻振荡试管 4 注入盐酸1mL 轻轻振荡试管 5 可溶性淀粉溶液

26、2mL 2mL 2mL 轻轻振荡试管 高淳县湖滨高级中学教学案高一生物必修 1 主备人 :王红珍12 6 60水浴保温5min 5min 5min 试管下部入水7 7 加入斐林试剂2mL 2mL 2mL 轻轻振荡试管 8 水浴加热煮沸1min 1min 1min 试管下部入水 结果 结论 讨论 1、本实验能否把实验步骤改为：1、5、2、 3、4、6、7、8 的操作顺序？为什么？ （二）温度对酶活性的影响 操作步骤 1、取三支洁净的试管编号，并分加注入2mL 可溶性淀粉溶液。 2、另取三支洁净的试管编号，并分别注入1mL 新鲜的淀粉酶溶液。 3、各取一支盛有粉溶液和淀粉酶溶液的试管分别置于60左右水浴、沸水和冰水混合物 中，维持各自温度5 分钟。 4、让各自温度下的淀粉酶溶液与淀粉溶液混合，摇匀后再维持各自温度5 分钟。 5、向三支试管中分别滴入1 滴碘液，然后摇匀，观察三支试管中的颜色变化情况。 结果 结论 讨论 1、能否将淀粉酶溶液与淀粉溶液混合后再维持在三种温度条件下？ 2、本实验能否用斐林试剂来鉴定？