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
2、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： ， 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
3、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 例1
4、、下列有关“ATPADPPi能量”、“ADPPi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
5、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ATPADP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ADPATP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 。
6、答案 （1）APPP 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 BAPPP和18个CAPP和48个 DAPPP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ATPC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、P3、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
7、 B1，2，1 C2，1，2 D2，2，14、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ATPA B C D5、.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）。
8、AH2O、H B. Pi、H2O CH2O、Pi D 能量、Pi7、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
9、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 ATPADPPi能量 （3）作为对照 直接能源物质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，
10、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： ；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）
11、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
12、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 在新陈代谢和生殖发育中起调控作用酶只是起催化作用酶只在细胞内发挥作用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，此种化学反应的速率便
13、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 (B ) 专一性 高效性 催化特性 在温和条件下进行A.B.C.D.例4、 取经过编号的5支试管分别加入2 mL 05 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12345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
14、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NaOH79克升，在7080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
15、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.图虚线表示酶量加一倍后，底物浓度和反应速率关系B.图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.若图中的实线表示Fe3+的催化
16、效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率、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 。（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)见右图(4)不变 在pH为2时酶已经失活(5) C8、分析下列内容，并
17、回答下列问题：试管号内容物条件检验12ml浆糊+2ml纯唾液37+10min3滴碘液22ml浆糊+2ml清水37+10min3滴碘液32ml浆糊+2ml稀释唾液37+10min3滴碘液42ml浆糊+2ml纯唾液95+10min3滴碘液52ml浆糊+2ml纯唾液+2ml浓HCl37+10min3滴碘液62ml浆糊+2ml浓H2SO437+10min3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
18、 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
19、照上图所给信息，回答下列问题：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Fe3+催化效率的高低）（2）H2O2溶液放置时间过长而分解（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
20、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2mL2mL2mL2滴入蒸馏水2滴3滴入肝脏研磨液
21、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
22、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 1 21注入可溶性淀粉溶液 2mL 2注入新鲜的蔗糖溶液 2mL3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 2mL6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。
23、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 31注入新鲜的淀粉酶溶液1mL1mL1mL2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2mL2mL2
24、mL轻轻振荡试管660水浴保温 5min5min5min试管下部入水77加入斐林试剂2mL2mL2mL轻轻振荡试管8水浴加热煮沸 1min 1min1min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？