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1、酶和ATP适用学科生物适用年级高三适用区域人教版课时时长（分钟）120知识点概述酶的概念举例说明酶的特性说出酶的本质和作用阐明酶的高效性和专一性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简述酶在生活中的应用简述ATP的化学组成和结构特点写出ATP的分子简式解释ATP在能量代谢中的作用，了解ATP的用途说出ATP的形成途径说明ATP与ADP相互转化的过程教学目标1. 使学生掌握酶的本质和特性2. 使学生认清细胞的能量供应机制3. 使学生掌握细胞中的物质和能量的关系教学重点1. 酶的本质和特性2. ATP的供能机制教学难点1. 控制变量的实验方法2. ATP的结构和供能教学过程一、课堂导
2、入在前面的学习中我们分别认识了构成细胞的物质和结构，认同了细胞是最基本的生命系统，看似简单，可实际上非常的复杂和精妙，究竟是什么在支撑着这个精妙的系统运行下去呢？这节课我们开始学习细胞的能量供应机制，本节课就来学习酶和ATP。二、复习预习答案：RNA催化作用专一性显著降低活化能温度、pH、底物浓度、酶浓度等C、H、O、N、P APPPADPPi能量细胞呼吸直接能源物质三、知识讲解考点1 解读酶的有关模型 模型1(1)该模型表示酶具有催化作用和高效性。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，而不改变化学反应的平衡点。模型2(1)该模型表示酶作用特点的专一性。(2)图中A表示酶，B表示被催化的反应物
3、。(3)酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。模型3：影响因素模型(1)温度和pH温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶永久失活。(2)底物浓度和酶浓度图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的主要限制因素是酶浓度。图乙对反应底物的要求是底物足量。底物浓度、酶浓度与温度、pH对酶促反应速率的影响一样吗？不一样，底物浓度和酶浓度不改变酶分子的活性，温度和pH通过影响酶分子的活性来影响酶促反应速率。易错点分析：1. 酶的本质是蛋白质或RNA，但是高等生物体内的酶
4、是蛋白质；2. 酶的高效性是与无极催化剂相比，不能在酶之间比较；3. 酶的最适温度和最适PH属于酶的特性，即酶的最适温度不随PH的改变而改变。考点2 酶的本质、作用及特性的实验探究与酶相关的实验设计思路实验名称实验组对照组实验组衡量标准验证某酶是RNA待测酶液吡罗红染液待测RNA液吡罗红染液是否出现红色验证酶具有催化作用底物相应酶液底物等量蒸馏水底物是否被分解验证酶的专一性底物相应酶液另一底物相同酶液或同一底物不同酶液底物是否被分解验证酶具有高效性底物相应酶液底物等量无机催化剂 底物分解速率探究酶的最适温度一系列温度梯底下的底物和经同一温度处理后的酶混合底物的分解速率或底物的剩余量探究酶的最适
5、pH一系列pH梯度下的底物和经同一pH处理后的酶混合底物的分解速率或底物的剩余量易错点分析：1. 验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要先达到相应的条件后，再让酶与反应物相遇。2. 酶促反应速率不等同于酶活性。温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。3. 在探究酶的最适温度(最适pH)时，底物和酶应达到相同温度(pH)后才混合，以使反应一开始便达到预设温度(pH)。4. 设计与酶相关的实验时要特别注意实验设计的几大原则(对照、单一变量等)，取材、试剂、控制条件的可行性和科学性，步骤的合理性，组织答案要准确、简洁。考点3 ATP的结构和
6、供能1ATP分子的结构 2ATP的来源和去路(1)来源 (2)去路光合作用的光反应产生的ATP专用于暗反应中C3的还原，从而实现了ATP中活跃化学能向有机物中稳定化学能的转化。细胞呼吸三个阶段所产生的ATP均可作为细胞的能量通货，直接用于各项生命活动。 3ATP与光合作用及细胞呼吸的关系 (1)与光合作用的关系(2)与细胞呼吸的关系4细胞内产生与消耗ATP的生理过程转化场所常见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、转录、蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身D
7、NA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等5ATP产生量与O2供给量之间的关系(1)在无氧条件下，生物细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。(2)随O2供应量增多。有氧呼吸明显加强。ATP产生量随之增加；但当O2供应量达到一定值后。ATP产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。(3)当横坐标表示呼吸强度时，ATP产生量曲线应从原点开始。易错点分析：1.ATP在结构上A代表的是腺苷，是有碱基腺嘌呤和核糖组成，所以ATP去除两个磷酸集团后，是RNA的基本组成单位之一，即腺嘌呤核糖核苷酸；2.ATP是细胞的直接能源物
8、质，糖类是主要能源物质而非直接能源物质。 四、例题精析【例题1】【题干】ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是()A线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于细胞呼吸作用【答案】B【解析】细胞核中进行遗传物质的复制、转录等，都需要消耗能量，细胞核本身不能产生能量，这些能量来自线粒体合成的ATP；机体睡眠时也进行着复杂的生理活动，如呼吸、物质的分解和合成等都消耗能量；有氧呼吸和无氧呼吸第一步相同，都在细胞质基质中进行，都能合成ATP；
9、植物根细胞吸收矿质元素离子的方式为主动运输，这一过程需要消耗呼吸作用产生的ATP。【例题2】【题干】大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知，18时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_。(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在1518之间，学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518之间。他们设置15、16、17、18的实验温度，探究三种酶的最适温度。探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是_，可用_试剂鉴定。(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪
10、酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的成分中要注意降低_的比例，以减少对海洋的污染。【答案】(1)幽门盲囊蛋白酶(2)蛋白质双缩脲2和8水浴底物消耗量(或产物生成量)不能在1518范围内，随着温度的升高，酶活性一直在增强，没有出现下降的拐点，所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度(3)淀粉和脂肪【解析】(1)由坐标图中三种酶的活性可知，在最适pH时幽门盲囊蛋白酶的活性最高，因此幽门盲囊蛋白酶的催化效率最高。(2)本实验探究蛋白酶的最适温度，因此实验需要的底物为蛋白质，鉴定蛋白质可用双缩脲试剂，该试剂可与蛋白质发生紫色反应。测定酶的最适温度时，应提供最适的外界环境，即给各种酶提供最适的pH，由图1可知，胃蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶的最适pH分别是2和8。本实验的自变量是温度，因此各组实验的温度应在预设的温度下保持恒定。保持恒温的主要方法是通过水浴加热；通过产物的生成量或底物的消耗量可测定蛋白酶的催化效率的高低。由图2可以看出，当温度从1518梯度变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518；(3)大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少，活性低，说明大菱鲆几乎不分解淀粉和脂肪，因此饲料中不要添加过多的淀粉和脂肪。课程小结