ATP和酶教案.docx

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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

　　ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用

　　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］

　　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

　　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

　　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

　　2ml浆糊+2ml清水

　　37℃+10min

　　3滴碘液

　　2ml浆糊+2ml稀释唾液

　　37℃+10min

　　3滴碘液

　　2ml浆糊+2ml纯唾液

　　95℃+10min

　　3滴碘液

　　2ml浆糊+2ml纯唾液+2ml浓Hcl

　　37℃+10min

　　3滴碘液

　　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

　　滴入蒸馏水

　　2滴

　　—

　　滴入肝脏研磨液

　　—

　　2滴

　　—

　　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

　　注入可溶性淀粉溶液

　　2mL

　　—

　　注入新鲜的蔗糖溶液

　　—

　　2mL

　　注入新鲜的淀粉酶溶液

　　2mL

　　轻轻振荡试管

　　保温时间

　　5min

　　试管下部入水

　　加入斐林试剂

　　2mL

　　水浴加热煮沸

　　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

　　注入新鲜的淀粉酶溶液

　　注入蒸馏水

　　—

　　轻轻振荡试管

　　注入氢氧化钠溶液

　　—

　　轻轻振荡试管

　　注入盐酸

　　—

　　轻轻振荡试管

　　可溶性淀粉溶液

　　2mL

　　轻轻振荡试管

　　60℃水浴保温

　　5min

　　试管下部入水7

　　加入斐林试剂

　　2mL

　　轻轻振荡试管

　　水浴加热煮沸

　　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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