范文ATP和酶教案.docx
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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:
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?