高中生物苏教版必修一《4.1ATP和酶》学案.docx

第四章细胞代谢第节和酶学习目标1解释ATP是细胞内的能量货币2举例说明酶的特性和酶促反应的过程解释影响酶活性的因素重难点提示重点的生理功能酶的概念及催化特点难点和之间的相互转化学习展示生物体内时时刻刻都进行着新陈代谢一旦停止生命也就结束了是生物最基本的特征是生物与非生物的区别一新陈代谢与知识梳理阅读教材完成并记住如下内容新陈代谢不仅需要酶而且需要是细胞的主要能源物质是生物体内储存能量的物质但是这些有机物中的能量都不能直接被生物体利用只有在细胞中随着这些有机物逐步氧化分解而释放出来并且储存在中才能被生物利用是新陈代谢所需能量的的结构简式是的英文缩写符号高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在以上的磷酸化合物水解时释放的能量高达的结构式可以简写成简式中的代表腺苷腺苷由和组成如果腺苷上加上一个磷酸基就是核苷酸与的相互转化分子中的那个高能磷酸键在一定的条件下很容易水解也很容易重新形成在与的转化中的第个高能磷酸键位于末端能很快地水解断裂释放能量同样在提供能量的条件下也容易加上第个磷酸使又转化为转化式可表示为其中的水解酶与合成酶同一种酶在细胞内的含量是的在细胞内的转化是十分迅速的细胞内的含量总是处在之中对于构成生物内部稳定的供能环境具有重要意义的形成途径对于动物和人来说转化成时所需要的能量来自对于绿色植物来说转化成时所需要的能量来自和构成生物体的活细胞内部时刻进行着与的相互转化同时也就伴随有能量的和故把比喻成细胞内流通着的思考讨论中有哪些磷酸键在细胞中很少如何实现源源不断供应能量的彻底水解后可以得到哪些成分推测能产生的场所有哪些二新陈代谢与酶知识梳理阅读教材完成并记住如下内容新陈代谢是生物体内全部的化学变化的总称其中的每一个化学变化都是在作用下进行的酶的发现美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有科学家切赫和奥特曼发现少数也具有生物催化作用总之酶是产生的一类的胃蛋白酶唾液淀粉酶等绝大多数的酶是少数的酶是酶的特性科学研究表明所有的酶在一定的条件下都能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行而酶本身实验说明过氧化氢酶和的催化效率不同一般地说酶的催化效率是无机催化剂的倍说明酶的催化作用具有性的特点实验说明淀粉酶只能催化对蔗糖则不起作用确切地说每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应酶的催化作用具有的特点实验说明以及和都影响淀粉酶的活性和都能使酶分子结构遭到破坏而除上述原因外影响酶促反应的因素还有等思考讨论为什么酶具有高效性用图像模型说明酶具有专一性为什么酶的活性容易受环境的温度的影响交流思路例1下列关于酶的叙述不正确的是A酶的催化效率很高B酶大多数是蛋白质少量是RNA酶只有在细胞内才具有催化功能淀粉酶不能催化麦芽糖分解成葡萄糖例2下列关于ATPADPPi能量反应式的叙述正确的是A反应式物质可逆能量不可逆B反应式能量可逆物质不可逆C两者均可逆D生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用知识归纳第节和酶基础训练一高等植物体内产生的生理过程有呼吸作用渗透作用呼吸作用蒸腾作用光合作用主动运输光合作用呼吸作用生物体内既能贮存能量又能为生命活动直接提供能量的物质是葡萄糖糖原三磷酸腺苷脂肪下列生命现象中不伴有消耗的是神经冲动的传导植物细胞吸收水分葡萄糖在小肠中被吸收根尖生长点细胞有丝分裂是生物体内的高能化合物人和动物的生命活动所需要的主要通过作用释放的能量来合成植物体内转化成所需要的能量主要来自作用和作用中水解释放能量用于生命活动二酶血液凝固是一系列酶促反应过程采集到的血液在体外下列哪一种温度条件下凝固最快酶是活细胞产生的下列关于酶的论述错误的是有些酶是核酸酶的数量因参与化学反应而减少酶的活性与有关酶的催化效率很高催化脂肪酸水解的酶是肽酶蛋白酶脂肪酸淀粉酶在适宜的条件下用含有过氧化氢酶的鲜猪肝研磨液催化过氧化氢分解比用溶液催化过氧化氢分解的速度快得多这说明与无机催化剂相比酶具有的特性是专一性多样性高效性适应性提升探究下图纵轴为酶反应速度横轴为底物浓度其中正确表示酶量增加倍时底物浓度和反应速度关系的是高考资源网wwwks5ucom中国最大的高考网站您身边的高考专家右图表示某种动物消化酶的催化反应速度与温度之间关系的曲线是实验题训练下列三图依次表示酶浓度一定时反应速度和反应物浓度温度值的关系请据图回答下列问题图中反应物达到某一浓度时反应速度不再上升其原因是图中点所对应的温度称图中点到点曲线急剧下降其原因是将装有酶与反应物的甲乙现两试管分别放入和水浴锅中分钟后取出转入的水浴锅中保温两试管内反应分别应为甲乙图表示了催化反应的速率变化曲线唾液淀粉酶胃蛋白酶胰蛋白酶植物淀粉酶用蛋清制备一定量的混浊液然后用其进行下列实验实验处理和结果如下表所示根据实验结果回答实验一单位处理试管号水蛋清混浊液酶溶液煮沸后冷却的酶溶液稀盐酸溶液碳酸钠溶液水浴结果无变化液体变清无变化无变化实验二单位处理试管号水蛋清混浊液酶溶液煮沸后冷却的酶溶液碳酸钠溶液稀盐酸溶液水浴结果无变化液体变清无变化无变化酶发挥作用所需要的环境为酶发挥作用的环境为第管和第管液体不发生变化的原因是如果第管反映的是胃内的消化过程那么酶是蛋清的分解产物主要是如果第管代表小肠内消化过程且酶由多种消化酶组成其消化产物能否被吸收为什么胰蛋白酶作用于一定量的某种物质底物温度保持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该酶作用的底物是在分钟后曲线变成水平这是因为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若胰蛋白酶浓度和其他条件不变反应液值由逐渐升高到则酶催化反应的速度将原因是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为了研究酶的有关特性取两支洁净的试管并编号为各注入体积分数的溶液再向管滴人滴溶掖向管满人滴质量分数的肝脏研磨液堵住管口轻轻振蔼用点燃但无火焰的卫生香检验观察并记录结果本实验的主要目的是探索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过氧化物酶也能催化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物酶设计了如下实验参照上图所给信息回答下列问题号试管内加入的物质是设计号试管作为对照的具体目的是如果号试管未产生颜色反应则出现橙红色沉淀的是第号试管荔枝是著名的岭南佳果其果皮中存在多酚氧比酶多酚氧比酶能够氧化果皮中的一些无色物质形成褐色物质这是引起采后荔枝果皮褐变的原因之一褐变的发生严重影响了荔枝的深鲜效果果皮褐变面积百分率常作为荔枝保鲜效果的指标在不考虑其它因素影响褐变的前提下利用上述现象以荔枝果皮褐变面积百分率为多酚氧化酶活性的指标某同学设计了一个实验旨在探究温度对荔枝果皮内多酚氧化酶活性的影响请补充下列实验设计中空缺的内容设计温度梯度确定测量指标荔枝果皮褐变面积百分率选择同一品种和成熟度一致且无机械损伤的新鲜荔枝果实将其分成组每组数量装入保鲜袋并作好标签后分别放入相应温度的恒温箱中经过天后取出荔枝果实测定并记录褐变面积请据右图分析实验结果请结合上述实验结果指出对荔枝具有较好保鲜效果所需的温度范围削皮后的苹果和马铃薯容易发生褐变请据此分析要选择无机械损伤的荔枝果实为实验材料的原因在完全无氧条件下多酚氧化酶将无法催化上述的褐变反应过程如果在此条件下荔枝果皮不会发生褐变可否在此条件下贮藏荔枝为什么除上述温度氧和机械损伤以外还有哪些因素影响果蔬保鲜效果请提出两种相应的保鲜措施答案答案呼吸光合呼吸高能磷酸键分在该实验中只有在恒温的条件下才能排除温度因素对结果的干扰分是唾液淀粉酶起作用的适宜温度分淀粉已完全分解分提高唾液的稀释倍数分唾液淀粉酶的最适值分高于或低于此时酶活性逐渐降低分受反应液中的酶浓度的限制写酶不足也给分酶反应的最适温度温度升高使酶活性下降速度加快无催化反应答案分酸性碱性高温煮沸使酶及酶均失去活性或答酶失去活性胃蛋白酶多肽能吸收蛋清已被分解成氨基酸答案分见右图实验结果预测及分析一段时间后袋内外液体均不变蓝表明淀粉和碘均不能通过袋内外液体均变蓝表明淀粉和碘均能通过袋内液体变蓝袋外液体不变蓝表明碘能通过淀粉不能通过袋外液体变蓝袋内液体不变蓝表明碘不能通过淀粉能通过注结果预测应与实验设计一致答案分蛋白质底物量一定底物已被消耗尽见右图不变在时酶已经失活分酶的高效性过氧化氢酶和催化效率的高低溶液放置时间过长而分解焦性没食子酸溶液淌溶液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分大小相等分析在范围内荔枝果皮褐变面积百分率随温度升高而增加表明果皮内多酚氧化酶活性随温度的升高而增强机械损伤的荔枝易发生褐变从而影响实验结果的准确性不可以因为在完全无氧条件下果实的有氧呼吸停止但无氧呼吸明显加强造成酒精的大量积累从而对细胞造成毒害引起果实腐烂控制水分如采用薄膜包装或表面喷涂果蜡等防止微生物感染如采后对果蔬进行杀菌处理提升探究阅读下列材料回答问题在对癌症的研究过程中许许多多的科学家们付出了大量的努力劳斯在研究一种鸡的肉瘤一种癌时做了下面的实验他把鸡的肉瘤组织取出来磨成液体用一种特别的筛子过滤这种装置连最小的细胞也通不过然后把过滤液注射到健康的鸡体内结果健康的鸡很快长出了肉瘤根据以上内容推测劳斯当时提出的观点是这个观点为以后致癌因子的提出提供了证据请你设计一个实验来研究某种具体的物理或化学因子是否有可能致癌写出主要实验思路学科资料精编新奇的生物催化剂1982年美国生物化学家西卡在细胞杂志上发表一篇论文他宣布自己已发现生物催化剂的新成员这个消息像长了翅膀一样传遍了世界被称为一项激动人心的发现什么是生物催化剂任何生物的生存每时每刻都要进行一系列的化学变化这些化学变化的总称叫做新陈代谢虽然生物体内的化学变化既多又复杂但是它们只在常温常压下完成例如有一种叫做根瘤菌的微生物它在常温常压下能把空气中的氮气固定下来使之成为植物需要的含氮化合物而人们要做到这一点则需要几百大气压和几百度的高温那么生物体为什么有这些本领呢原来生物体内广泛存在一种特殊催化剂酶它能有效地降低参加化学反应的各分子的活化能使生物能够快速高效地完成各种复杂反应例如植物的光合作用牛吃草变成牛奶牛奶变酸淀粉发酵食物消化无一不是在酶参加下发生和完成的因此长期以来科学家把酶称为生物催化剂它算得上一个老牌生物催化剂了酶是蛋白质广泛存在于生物体内至今人类已发现2000多种酶其中被提纯结晶的有100种作为商品生产的有120种已在工业上应用的有60多种所以长期以来人们总以为生物催化剂只有酶这一家别无分号西卡的新发现1982年的春天西卡在研究一种名叫嗜热四膜虫的单细胞微生物中发现这种微生物的核糖体中的前面一段核糖核酸西卡称之为前体核糖核酸能够自我拼接也可以环化断键开始西卡以为一定有酶在帮助核糖核酸反应但是他经过多次分析把一切现代化办法都用上还是没有发现任何蛋白质存在这使西卡想到难道生物体内还存在一种非酶生物催化剂吗经过一番细致研究后他发现这种前体核糖核酸简称preRNA有如下催化特性它催化效率很高能有效地降低分子活化能从而使共价键破裂和再生它有很大选择性在核糖核酸130个部位中只使两个特定部位断键它对温度和溶液的酸碱度十分敏感在高温和强酸强碱下往往会失去活性西卡的这一系列发现都说明前体核糖核酸是一种新的生物催化剂与酶的异同酶和前体核糖核酸都是生物催化剂所以在催化特点上有很多相似之处主要相同的地方是都有严格的专一性一般来说它们只能促进少数同类物甚至仅一种物质一个部位的化学变化有时对被催化物质的空间构型也有选择性另外相同的是高效性它们不仅催化效率都很高而且都不需要高温和高压等条件最后一点相似的地方是两者都是十分敏感的物质例如温度和溶液酸碱度对它们催化活性影响很大一般超过一定温度就失去活性而且某些金属的盐和某些负离子往往会降低以致破坏它们的催化作用那么酶和前体核糖核酸有没有不同之处呢有的它们的组成不一样酶都是蛋白质而前体核糖核酸是核酸在催化特性上也有不同的地方酶在催化作用后本身组成不变而且活性往往能够恢复而前体核糖核酸发挥催化作用后就会失去活力而催化后本身组成往往也改变了并且不能恢复前途无量西卡发现新的生物催化剂的意义是很大的这不仅打破了认为生物催化剂只有酶一家的传统观念尤为重要的是西卡的发现给生命的起源和演变提供了一个新的线索可以想象在地球原始海洋里当形成核酸后它就可能催化自身变化这对揭开生命的秘密又得到一把金钥匙同时它也给人们一个启示核酸类催化剂能否也像酶那样有几百甚至几千种呢