酶与ATP高三复习教案.doc

精品教育
课时课题：第五章 酶与ATP
课型：复习课

教
学
目
标
知识目标
1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
2、说明影响酶活性的因素与影响酶促反应速率的因素
3、简述ATP的化学组成和特点，并解释ATP在能量代谢中的作用
能力目标
进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验的科学实验能力。
情感态度和价值观目标
通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的
重 点
酶的作用、本质和特性。
难 点
⑴酶降低化学反应活化能的原理。
⑵控制变量的科学方法。
知 识 点

1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
2、说明影响酶活性的因素与影响酶促反应速率的因素
3、简述ATP的化学组成和特点，并解释ATP在能量代谢中的作用
考 试 点
酶的作用、本质和特性。
能 力 点
影响酶活性的曲线。
自主探究点
影响酶活性的实验探究
易错易混点
影响酶促反应速率的因素和影响酶活性的因素
训 练 点
酶的作用、本质和特性。
拓 展 点
影响酶活性的因素中抑制剂的效果
教 法 与 学 法
讲授法 讨论法
教 学 模 式
学导结合五步教学模式
教 具
课件 粉笔

教 学 流 程

考纲展示：
酶在细胞代谢中的作用 II
ATP在能量代谢中的作用 II
考纲解读：
1、主要考查酶的本质、作用和特性。
2、通过实验探究酶的高效性、专一性以及温度和酸碱度对酶活性的影响。
3、ATP的结构以及功能
【设计意图】：明确考纲对本部分内容的要求，明确本节课的复习目标机任务。
【网络构建】

【设计意图】在细致的讲解知识之前，先让学生对本部分内容有大致的回忆。通过回忆唤起学生对知识的了解，更好的为上课作准备。
【考点知识汇总】
【考点一】酶的化学本质
（1）酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
（学生活动）要求学生从概念中找出其概念三要素。
【活细胞 催化 有机物 】
（教师进一步总结） 产生部位：活细胞。
生理作用：生物催化作用。
化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA
【进一步探究问题一】你能说出组成酶的单体，以及它们的合成部位吗？
氨基酸或核糖核苷酸
蛋白质类酶是在核糖体上合成，RNA类酶是在细胞核等处合成。
【进一步探究问题二】 我们还学习了激素，你能比较激素和酶的关系吗？尝试用数学总的包含与被包含的关系分析。
激素是内分泌细胞分泌的具有调节作用的有机物。

产生酶的细胞
产生激素的细胞

【过渡】细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，应该有适合的生物催化剂——酶。
【考点二】酶在细胞代谢中的作用。
[实验]比较过氧化氢在不同条件下的分解。
实验过程的理论分析
⑴在讲解该试验时，让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。
20%的新鲜肝脏研磨液1滴
3.5%的FeCl3溶液1滴
生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1
无机催化剂：Fe3+
Fe3+的相对数量：25万
⑵控制变量：让学生分析实验变量，了解实验设计的原则。
⑶
自变量
因变量
无关变量
对照组
实验组
2号：90℃水浴加热
3号：加入3.5% FeCl32滴
4号：加入20%肝脏研磨液2滴
H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示
加入试剂的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度。
1号试管
2、3、4号试管
【教师总结】用无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol ；用铂作催化剂时，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶时，活化能下降到29 kJ/mol以下。
同时，通过这个实验的分析，同学们要实验分析的基本思路。在字里行间渗透出这三项原则，达到实验题少失分的目的。

【考点三】酶的特性
一、酶具有高效性
酶的催化效率大约是无机催化剂的1017——1013倍
思考：这对细胞有什么意义？
二、 酶具有专一性
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

酶的专一性的验证实验分析：
（1）实验原理
①砖红色Cu2O
②用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。
（2）实验程序
序号
项 目
试 管
1
2
1
注入可溶性淀粉
2mL
无
2
注入蔗糖溶液
无
2mL
3
注入新鲜淀粉酶溶液
2mL振荡
2mL振荡
4
50℃温水保温
5min
5min
5
加斐林试剂
1mL振荡
1mL振荡
6
将试管下部放入60℃热水中
2min
2min
7
观察实验结果
有砖红色沉淀
无砖红色沉淀
结论
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解

【进一步探究】问题：如果上实验中用碘液检测最终的结果可以吧？为什么？
学生思考回答：不可以。现象会一致。
【教师总结】无论什么实验中，都要做到因变量具有可观测性，方能做到实验目的的实现。

三、 酶的作用条件较温和
1、曲线

底物浓度
酶浓度
0 最适pH pH
酶活性受pH影响示意图
0 最适温度 t/℃
酶活性受温度影响示意图
v/m mol·s－1
v/m mol·s－1
反应速度
反应速度

【学生变式思考】
1、唾液淀粉酶的温度从0℃——37℃时，其活性变化曲线应怎么绘制？
2、唾液淀粉酶的温度从100℃——37℃时，其活性变化曲线又应怎么绘制？
3、唾液淀粉酶到胃中后，还有没有效果呢？
【教师总结】
①在一定温度范围内，酶活性随温度升高而增强，其中酶的活性最高时的温度，即为该种酶的最适温度。若超过最适温度，酶的活性逐渐下降，甚至丧失。低温使酶的活性明显降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。
②每种酶只能在一定限度的PH范围内表现出活性，其中酶活性最强的PH即为该酶的最适PH。过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
2、[探究]影响酶活性的条件。
温度对酶活性的影响
（1）原理解读
①

②温度影响酶的活性和结构，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
（2）实验设计思路

（3）实验设计程序

（4）实验的变量分析
自变量
因变量
无关变量
温度
淀粉分解量的多少（用是否出现蓝色及蓝色深浅表示）
淀粉和淀粉酶的量、溶液的pH、反应时间等

【进一步探究问题】本实验中，能否采用斐林试剂检测最终的结果？能否采用过氧化氢作为反应底物呢？为什么？
【学生思考回答】
本实验不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。
本实验也不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。
【教师总结】如果温度作为自变量出现，则要求酶促反应不直接受温度的影响。
pH对酶活性的影响
（1）原理解读
①
②pH影响酶的活性和结构，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。
(2)实验设计程序
取支试管分别加入等量的质量分数为3％的过氧化氢溶液用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20％的肝脏研磨液用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。
【进一步探究】你还有没有更为完善的做法呢？
可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。
【易错点分析】
与酶有关的曲线解读
（1）表示酶高效性的曲线
①催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
③酶只能催化已存在的化学反应。
（2）表示酶专一性的曲线
①在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。
②在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。
（3）影响酶活性的曲线

①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
②在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。
③过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
④反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
（4）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
①在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
②在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

如何分析同一坐标系中的多条曲线
不同的酶具有不同的最适温度或pH，比较不同的曲线时，不仅要关注曲线之间的“异”，还要关注曲线之间的“同”。如图所示，左图表示的是pH对植物和人的淀粉酶活性的影响；右图表示的是3种脱氢酶(A、B、C)的活性受温度影响的情况。

从左图可以看出，两条曲线的变化趋势相同，但植物淀粉酶的最适pH在5和6之间，人的淀粉酶的最适pH在7左右。在右图中，在一定温度范围内，三条曲线的变化趋势相同，但酶C活性曲线只是画了一部分(从右图中无法知道酶C的最适温度)；从右图中可以看出，酶活性温度范围最窄的是酶B。
【补充】
激活剂与抑制剂
Ⅰ 凡是能提高酶活性的物质都称为激活剂，其中大部分是无机离子或简单的有机化合物。如Mg2+是多数合成酶的激活剂，Cl— 是唾液淀粉酶的激活剂。
Ⅱ 根据抑制剂与酶的作用方式及抑制作用是否可逆，可把抑制作用分为两大类。
（1） 不可逆的抑制作用
抑制剂与酶的必需基团以共价键结合而引起酶活力丧失，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。
（2） 可逆的抑制作用
抑制剂与酶的必需基团以非结合而引起酶活力降低或丧失，能用物理方法除去抑制剂而使酶复活。
【曲线练习】动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1 mol谷氨酸分解为1mol r－氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图9和图10。

请根据以上实验结果，回答下列问题：
（1）在图9画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“1”标注）。
（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃，请在图9中分别画出理想条件下CO2 浓度随时间变化的曲线（请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线）。
（3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图10中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4”标注），并说明其原因。 
答案：（1）见曲线1
（2）当谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%时，见曲线2。
当温度降低10℃时，见曲线3。
（3）见曲线4（注：曲线4为一条不经过原点的平行直线，平移距离不限）。
【教师总结】一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。
【考点四】细胞的能量“通货”——ATP
①ATP即三磷酸腺苷，结构简式：A—P～P～P
②ATP与ADP之间的相互转化：
物质的变化是可逆的，而能量的变化是不可逆的。
③ATP在细胞内的含量很少。但是，ATP在细胞内的转化速度十分迅速。
ATP的形成途径：

【探究】你能以细胞的基本结构为出发点，总结ATP 与ADP相互转化吗？哪些结构有ATP产生？哪些结构有ATP消耗？
学生思考回答。

【课堂小结：备战策略】
从全国各地的高考试题来看，本专题是高考的重点和难点所在。每一部分都有所涉及，并且各种题型都有，所占分数也不少。在复习时，要注意以下几点：
一、加强实验的分析能力和设计能力的培养
注意分析实验的变量、以及对实验变量的控制，同时掌握常用的解答实验题的方法。
二、加强图表的解读和分析
图表特别是曲线图，属于生物模型的一种，这是新课标的一大特色。可以预见，随着新课程的全面推广，有关此类题型会越来越多。

【基础能力测试】
●基础题
1．下列关于生物体内酶的叙述中正确的是 ( )
①是由分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得,有的在体内转化而来 ③凡是活细胞都能产生酶 ④绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA ⑤有的酶是蛋白质,有的酶是固醇 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
A．①②⑤ B．②③⑦ C．③④⑧ D．④⑤⑥
答案：C
2.关于酶的叙述中,正确的是 ( )
A．酶只有在生物体内才能起催化作用 B．酶都有消化作用
C．调节新陈代谢的物质不一定是酶 D．酶都是在核糖体上合成的
答案：C
3．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将 （ ）
A．不断上升 B．没有变化 C．先升后降 D．先降后升
答案：B
4．如果酶的数量一定，下列哪个图示最确切地反映了反应速率与底物数量之间的关系 （ ）

答案：B

5.关于酶的性质，下列表述中错误的一项是( )
A.化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变
B.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
C.酶是活细胞产生的—类特殊有机物，其中大多数酶为蛋白质，少数为RNA
D.酶的催化效率很高，但受温度、酸碱度影响
答案：B
6.人在发高烧时曾常常不思饮食，其根本原因是( )
A.消化道内食物尚未消化 B.发烧使胃肠蠕动减弱
C.体内的食物残渣排出受阻 D.高烧使酶的活性减弱
答案：D
7．下列有关酶的研究，按时间先后顺序，正确的是（ ）。
①斯巴兰札尼证明鸟胃里有化学变化 ②施旺从胃液中提取出胃蛋白酶 ③人们认为鸟胃里无化学变化 ④科学家指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质 ⑤科学家认为，酶是活细胞里产生的具有催化作用的有机物，少数酶是RNA
A．①②③④⑤ B．③①②④⑤ C．①②④③⑤ D．③①②⑤④
答案：B
8．分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性但（ ）
A．经过0℃处理的酶的活性能够恢复 B.经过100℃处理的酶的活性能够恢复
C．经过0℃处理的酶的空间结构遭到破坏 D.经过100℃处理的酶的空间结构未遭到破坏
答案：A
9．在煮过的和没煮过的土豆片上分别滴几滴过氧化氢。在土豆片X上出现泡沫，在土豆片Y上没有泡沫，以下哪一项是正确的解释
A.土豆片X是煮过的，因为过氧化氢只影响碳水化合物分解成单糖
B.土豆片X是煮过的，因为在没煮过的土豆片中的酶使过氧化氢不起作用
C.土豆片X是没煮过的，因为细胞中含有酶，促使H2O2的分解，但酶会在高温中失效
D.土豆片X是没煮过的，因为过氧化氢分解土豆片中的酶
答案: C
10．反应式“ADP＋Pi＋能量 ATP”是在所有生活细胞中发生的反应，下列与反应式中“能量”相关的叙述正确的是 （ ）
A．向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质的合成过程所释放的能量
B．向右反应需要的能量可以来自糖类等有机物的氧化分解
C．向左反应释放的能量可以用于叶绿体中H2O的分解或CO2固定
D．向左反应释放的能量可以用于人体对所有营养成分的吸收
答案：B
●拓展题（部分学生完成）
11．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3％的H2O2溶液；再向A管滴入2滴3.5％FeCl3溶掖，向B管滴入2滴质量分数20％的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生香检验；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)过氧化氢酶也能催化H2O2的分解，产生的O2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，设计了如右图所示实验。

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
12.实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25 ℃室温条件下，将各试管蛋白块消失的时间记录于下表：
酶溶液的pH
1 2 3 4 5
蛋白块消失的时间（min）
13 9 11 45 >60
（1）酶活性最强时的pH是_________。
（2）蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________。
（3）请以2种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。
（4）在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是_________。
（5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计?
答案:（1）2 （2）酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短 （3）方法Ⅰ：将温度由25℃提高至大约37℃。方法Ⅱ：将原题中正方体蛋白块处理得更小（如切成0.5×0.5×0.5=0.125 cm3），这相当于消化道内进行的物理性消化 （4）胃（小肠不可，因pH与题意不符） （5）另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将pH调得适当，但不加酶溶液

【教后反思】本节课注重曲线及实验的讲解，以问题为导向，让学生明确酶的特性及影响酶促反应速率的因素。同时，在讲解时，加大对实验思路的讲解，把实验原则贯穿于设计实验的始终，让学生更好的形成科学实验的素养。对于ATP的讲解中，拓展其知识的范围，让学生以细胞结构为基础，总结不同部位对于ATP的产生和利用，增强知识点的联系。

-可编辑-