(完整版)酶与ATP高三复习教案.pdf

课时课题：第五章课时课题：第五章酶与酶与 ATPATP课型：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。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酶的作用、本质和特性。酶降低化学反应活化能的原理。控制变量的科学方法。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酶的作用、本质和特性。影响酶活性的曲线。影响酶活性的实验探究影响酶促反应速率的因素和影响酶活性的因素酶的作用、本质和特性。影响酶活性的因素中抑制剂的效果讲授法讨论法学导结合五步教学模式课件粉笔教学流程能力目标情感态度和价值观目标重点难点知识点考试点能力点自主探究点易错易混点训练点拓展点教 法 与 学 法教 学 模 式教具考纲展示：酶在细胞代谢中的作用IIATP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滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：13.5%的 FeCl3溶液 1 滴无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：25 万控制变量：让学生分析实验变量，了解实验设计的原则。自变量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 滴因变量H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示无关变量加入试剂的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度。对照组1 号试管实验组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10171013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：酶的专一性的验证实验分析：（1）实验原理酶麦芽糖淀粉(非还原糖)砖红色 Cu2O还原糖斐林试剂 酶葡萄糖+果糖 蔗糖(非还原糖)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123项目注入可溶性淀粉注入蔗糖溶液注入新鲜淀粉酶溶液试管12mL无2mL 振荡2无2mL2mL 振荡4567结论50温水保温加斐林试剂将试管下部放入 60热水中观察实验结果5min1mL 振荡2min有砖红色沉淀5min1mL 振荡2min无砖红色沉淀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v/m mols1v/m mols10最适 pHpH0最适温度t/酶活性受 pH 影响示意图酶活性受温度影响示意图【学生变式思考】1、唾液淀粉酶的温度从037时，其活性变化曲线应怎么绘制？反反2、唾液淀粉酶的温度从10037时，其活性变化曲线又应怎么绘制？应应 3、唾液淀粉酶到胃中后，还有没有效果呢？速速【教师总结】酶浓度在一定温度范围内，酶活性随温度升高而增强，其中酶的活性最高时的温度，即为该种酶的底物浓度最适温度。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。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温度对酶活性的影响（1）原理解读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温度【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。pHpH 对酶活性的影响对酶活性的影响（1）原理解读H2O2过氧化氢酶 H2O+O2因变量淀粉分解量的多少（用是否出现蓝色及蓝色深浅表示）无关变量淀粉和淀粉酶的量、溶液的 pH、反应时间等pH 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n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】【易错点分析】与酶有关的曲线解读与酶有关的曲线解读（1）表示酶高效性的曲线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。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。酶只能催化已存在的化学反应。（2）表示酶专一性的曲线在 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。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。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。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。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。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 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。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【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。的直线关系不变。【考点四】细胞的能量“通货”ATPATP 即三磷酸腺苷，结构简式：APPPATP 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。ATP 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【探究】你能以细胞的基本结构为出发点，总结 ATPATP 与与 ADPADP 相互转化吗？哪些结构有相互转化吗？哪些结构有 ATPATP产生？哪些结构有产生？哪些结构有 ATPATP消耗？消耗？学生思考回答。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()是由分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得,有的在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,少数酶是 RNA有的酶是蛋白质,有的酶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ABCD答案：C2.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：C3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：B4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：B5.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RNAD.酶的催化效率很高，但受温度、酸碱度影响答案：B6.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：D7下列有关酶的研究，按时间先后顺序，正确的是（）。斯巴兰札尼证明鸟胃里有化学变化施旺从胃液中提取出胃蛋白酶 人们认为鸟胃里无化学变化科学家指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质科学家认为，酶是活细胞里产生的具有催化作用的有机物，少数酶是RNAABCD答案：B8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：A9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:C10 反应式“ADPPi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 3.5FeCl3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。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。3+答案：(1)酶的高效性（过氧化氢酶和 Fe 催化效率的高低)(2)H2O2溶液放置时间过长而分解(3)2mL 焦性没食子酸溶液，2 滴 H2O2溶液，2mL 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312.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31 块 1 cm 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：将温度由 25提高至大约 37。方法：将原题中正方体蛋白块处理得更小（如切成 0.50.530.5=0.125 cm），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。