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范文ATP和酶教案

ATP和酶教案

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  第四章

  光合作用和细胞呼吸

  第一节

  ATP和酶

  [教学目标]

  、

  知识目标

  ①

  掌握ATP的分子简式、化学组成和结构特点

  ②

  解释ATP在能量代谢中的作用,了解ATP的用途

  ③

  理解ATP的形成途径及ATP与ADP相互转化的过程及意义

  ④

  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

  ⑤

  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]

  .

  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P54~P55,完成以下教学目标:

  .ATP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:

  

  ,

  A代表:

  (由

  和

  结合而成)

  T代表:

  

  P代表:

  

  —代表:

  

  ~代表:

  3、ATP的水解:

  ATP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30.54kj/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

  

  例1、下列有关“①ATP→ADP+Pi+能量”、“②ADP+Pi+能量→ATP”的反应的叙述中,不正确的是(B

  )。

  A.①、②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②过程所需要的能量都来自呼吸作用

  c.①和②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.①反应中的“能量”一般不能用于推动②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①

  ,其中蕴藏着

  ;

  (3)图中②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+能量,回答下列问题:

  

(1)ATP作为生物体生命活动的直接能源物质,其分子结构简式为

  ,在ATP→ADP的过程中,由于

  断裂而释放出大量的能量。

  

(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

  中进行的。

  (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)A—P~P~P

  远离A的那个高能磷酸键

  

(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

  主动运输

  [校本作业]

  、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)。

  A.A-P—P和18个

  B.A-P~P~P和18个

  c.A—P—P和48个

  D.A-P~P~P和36个

  2、下列有关ATP的叙述中,不正确的是(c)。

  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

  D.ATP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)。

  A.1,2,2

  B.1,2,1

  c.2,1,2

  D.2,2,1

  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)。

①腺苷很容易吸收能量和释放能量②三个磷酸基很容易从ATP上脱离和结合③远离腺苷A的磷酸基很容易从ATP上脱离,使ATP转变成ADP④ADP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.①③

  B.②④

  c.③④

  D.①④

  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个磷酸基团组成

  B.ATP合成所需的能量由磷酸提供

  c.ATP只能水解产生两个磷酸

  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)。

  A.H2o、[H]

  B.

  Pi、H2o

  c.H2o、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

  B.ATP在细胞中含量很多才能满足生命活动的顺利进行

  c.ATP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2mL某溶液,乙试管放入2mL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]

  0、人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3s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)a→b的变化过程,ATP被水解,释放的能量用于

  。

  

(2)b→c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P55~P57,完成以下教学目标:

  、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:

  ;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。

是无机催化剂的107-1013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。

  

(1)PH:

  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)

  ①是有分泌功能的细胞产生的

  ②有的从食物中获得,有的从体内转化而来

  ③凡是活细胞都能产生酶

  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.③⑦⑨

  c.③④⑧

  D.④⑤⑥

  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也可起生物催化剂的作用

  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

  ①专一性

  ②高效性

  ③催化特性

  ④在温和条件下进行

  A.①④

  B.②③

  c.①②

  D.③④

  例4、取经过编号的5支试管分别加入2mL05mol/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

  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号对照不能说明酶有专一性

  c.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

  [校本作业]

  、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

  3、纺织工业上的褪浆工序常用两种方法:

化学法,需用NaoH 7~9克/升,在70℃~80℃条件下作用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(B

  )

  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

  4、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

  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(c)。

  

  6、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

  

  A.图①虚线表示酶量加一倍后,底物浓度和反应速率关系

  B.图②虚线表示增加酶浓度,其他条件不变时,生成物量与时间的关系

  c.图③不能表示在反应开始后的一段时间内,反应速率与时间的关系

  D.若图②中的实线表示Fe3+的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率

  7、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

  。

  

(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(  )

  [答案蛋白质底物量一定,底物已被消耗尽

  见右图不变

  在pH为2时酶已经失活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

  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H2So4

  37℃+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)

  9、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2mL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;观察并记录结果。

  

(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[O]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。

  

  参照上图所给信息,回答下列问题:

  ①3号试管内加入的物质是

  

  

  

  

  

  

  ②设计2号试管作为对照的具体目的是

  

  

  

  

  

  ③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Fe3+催化效率的高低)

  

(2)H2o2溶液放置时间过长而分解

  (3)①2mL焦性没食子酸溶液,2滴H2o2溶液,2mL马铃薯块茎提取液

  ②排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响

  ③3

  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]

  1、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Fe3+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

  [方法步骤]

  、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

  号试管

  2号试管

  3号试管

  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]

  、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]

  、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

  顺序

  项

  目

  试

  管

  号

  注意事项

  2

  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

  min

  min

  试管下部入水

  结

  果

  结

  论

  

  [讨论]

  、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,生成砖红色的氧化亚铜深沉。

  [目的要求]

  、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

  2

  3

  注入新鲜的淀粉酶溶液

  mL

  mL

  mL

  2

  注入蒸馏水

  mL

  —

  —

  轻轻振荡试管

  3

  注入氢氧化钠溶液

  —

  mL

  —

  轻轻振荡试管

  4

  注入盐酸

  —

  —

  mL

  轻轻振荡试管

  5

  可溶性淀粉溶液

  2mL

  2mL

  2mL

  轻轻振荡试管

  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

  min

  min

  min

  试管下部入水

  结

  果

  结

  论

  

  [讨论]

  、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]

  、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]

  、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?

  

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