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ATP和酶教案
ATP和酶教案
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
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]
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:
1.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、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]
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)。
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.1,2,2B.1,2,1C.2,1,2D.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.①③B.②④C.③④D.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、PiD.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]
10、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:
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)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.①②⑤B.③⑦⑨C.③④⑧D.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(B)
①专一性②高效性③催化特性④在温和条件下进行
A.①④B.②③C.①②D.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
3、纺织工业上的褪浆工序常用两种方法:
化学法,需用NaOH7~9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(C)
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(C)
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
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