必修一生物第5章细胞的能量供应和利用学案(附答案).docx
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1、必修一生物第5章细胞的能量供应和利用学案(附答案)高一生物期末复习要点(细胞的能量供应和利用) 高一生物期末复习要点(细胞的能量供应和利用) 第一节降低反应活化能的酶一、细胞代谢与酶1、细胞代谢的概念:细胞内每时每刻进行着很多化学反应,统称为细胞代谢.2、酶的发觉:发觉过程,发觉过程中的科学探究思想,发觉的意义3、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA。4、酶的特性:专一性,高效性,作用条件较温柔5、活化能:分子从常态转变为简单发生化学反应的活跃状态所须要的能量。二、影响酶促反应的因素(难点)1、底物浓度2、酶浓度3、PH值:过酸、过碱使酶失活4、温度:
2、高温使酶失活。低温降低酶的活性,在相宜温度下酶活性可以复原。三、试验1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(过程见课本P79)试验结论:酶具有催化作用,并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多限制变量法:变量、自变量、因变量、无关变量的定义。比照试验:除一个因素外,其余因素都保持不变的试验。2、影响酶活性的条件(要求用限制变量法,自己设计试验)建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。其次节细胞的能量通货-ATP一、什么是ATP?是细胞内的一种高能磷酸化合物,中文名称叫做三磷酸腺苷二、结构简式:A-PPPA代表腺苷P代表磷酸基团代表高能磷酸键三、ATP和ADP之间的
3、相互转化ADP+Pi+能量ATPATP酶ADP+Pi+能量ADP转化为ATP所需能量来源:动物和人:呼吸作用绿色植物:呼吸作用、光合作用第三节ATP的主要来源-细胞呼吸1、概念:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。2、有氧呼吸总反应式:C6H12O6+6O26CO2+12H2O+大量能量第一阶段:细胞质基质C6H12O62丙酮酸+少量H+少量能量其次阶段:线粒体基质2丙酮酸+6H2O6CO2+大量H+少量能量第三阶段:线粒体内膜24H+6O212H2O+大量能量3、无氧呼吸产生酒精:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量发生生物:
4、大部分植物,酵母菌产生乳酸:C6H12O62乳酸+少量能量发生生物:动物,乳酸菌,马铃薯块茎,玉米胚反应场所:细胞质基质留意:无机物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵探讨1有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路有氧呼吸:所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP,大部分储存于乳酸或酒精中2有氧呼吸过程中氧气的去路:氧气用于和H生成水第四节能量之源-光与光合作用一、捕获光能的色素叶绿素a(蓝绿色)叶绿素叶绿素b(黄绿色)绿叶中的色素胡萝卜素(橙黄色)类胡萝卜素叶黄素(黄色)叶绿素主要汲取红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要汲取蓝紫光。白
5、光下光合作用最强,其次是红光和蓝紫光,绿光下最弱。二、试验-绿叶中色素的提取和分别1试验原理:绿叶中的色素都能溶解在层析液中,且他们在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分别开。2方法步骤中须要留意的问题:(步骤要记精确)(1)研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么? 二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。(2)试验为何要在通风的条件下进行?为何要用培育皿盖住小烧杯?用棉塞塞紧试管口?因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。(3)滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?防止细线中的色素被层析液溶解(4)滤纸条上有
6、几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?有四条色带,自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素,黄色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素a,黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素。三、捕获光能的结构-叶绿体结构:外膜,内膜,基质,基粒(由类囊体构成)与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。四、光合作用的原理1、光合作用的探究历程:2、光合作用的过程:总反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2其中,(CH2O)表示糖类。依据是否须要光能,可将其分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段:必需有光才能进行场所:类囊体薄膜上反应式:水的光解:H2OO2+2HATP形成:A
7、DP+Pi+光能ATP光反应中,光能转化为ATP中活跃的化学能暗反应阶段:有光无光都能进行场所:叶绿体基质CO2的固定:CO2+C52C3C3的还原:2C3+H+ATP(CH2O)+C5+ADP+Pi暗反应中,ATP中活跃的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能联系:光反应为暗反应供应ATP和H,暗反应为光反应供应合成ATP的原料ADP和Pi五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用(1)光对光合作用的影响光的波长叶绿体中色素的汲取光波主要在红光和蓝紫光。光照强度植物的光合作用强度在肯定范围内随着光照强度的增加而增加,但光照强度达到肯定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加光照时间光照
8、时间长,光合作用时间长,有利于植物的生长发育。(2)温度温度低,光和速率低。随着温度上升,光合速率加快,温度过高时会影响酶的活性,光和速率降低。生产上白天升温,增加光合作用,晚上降低室温,抑制呼吸作用,以积累有机物。(3)CO2浓度在肯定范围内,植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加,但达到肯定浓度后,光合作用强度不再增加。生产上使田间通风良好,供应足够的CO2(4)水分的供应当植物叶片缺水时,气孔会关闭,削减水分的散失,同时影响CO2进入叶内,暗反应受阻,光合作用下降。生产上应适时浇灌,保证植物生长所须要的水分。六、化能合成作用概念:自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有叶绿素,不能进行
9、光合作用,但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用,叫做化能合成作用,这些细菌也属于自养生物。如:硝化细菌,不能利用光能,但能将土壤中的NH3氧化成HNO2,进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能,将CO2和水合成为糖类,这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动. 第5章细胞的能量供应和利用 第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶一、教学目标1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2.通过阅读分析“关于酶本质的探究”的资料,认同科学是在不断的探究和争辩中前进的。3.进行有关的试验和探究,学会限制自变量,
10、视察和检测因变量的改变,以及设置比照组和重复试验。二、教学重点和难点1.教学重点酶的作用、本质和特性。2.教学难点(1)酶降低化学反应活化能的原理。(2)限制变量的科学方法。三、教学方法试验演示法、探究法、讲授法四、课时支配2五、教学过程复习及板书1.消化:在消化道内将食物分解成可以汲取的成分的过程,叫做。2.物理消化:通过牙齿的咀嚼、舌的搅拌和胃的蠕动,将食物磨碎、搅拌并与消化液混合,这叫。3.化学消化:通过各种消化液、消化酶的作用,使食物中各种成分分解为可汲取的养分物质,这叫。引入以“问题探讨”引入,学生思索探讨回答,老师提示。提示1.这个试验要解决的问题是:鸟类的胃是否只有物理性消化,没
11、有化学性消化?2.是胃内的化学物质将肉块分解了。3.收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。问题以“本节聚焦”再次引起学生的思索,留意。板书一、酶的作用和本质细胞代谢:细胞每时每刻都进行着很多化学反应。酶在细胞代谢中的作用演示试验比较过氧化氢在不同条件下的分解。老师边做边让学生完成“探讨”。提示1.2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。2.不能。3.说明FeCl3中的Fe3+和簇新肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。质量分数为20%的簇新肝脏研磨液1滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴生物催化剂:过氧化氢酶所含酶的相对数量:1无机
12、催化剂:Fe3+Fe3+的相对数量:25万4.4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应,这些化学反应须要在常温、常压下高效率地进行,只有酶能够满意这样的要求,所以说酶对于细胞内化学反应的顺当进行至关重要。 板书活化能:分子从常态转变为简单发生化学反应的活跃状态所须要的能量。讲解并描述在20测得的过氧化氢分解的活化能条件活化能没有催化剂催化用胶态铂催化用过氧化氢酶催化755429催化效率:同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,效率更高。板书酶的本质资料分析学生阅读分析探讨回答,老师提示。提示1.巴斯德认为发酵与
13、活细胞有关是合理的,但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的;李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的,但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。2.提示:巴斯德是微生物学家,特殊强调生物体或细胞的作用;李比希是化学家,倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争辩促使后人把对酶的探讨的目标集中在他们争辩的焦点上,使科学探讨更加有的放矢。3.毕希纳的试验说明,酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破裂后接着起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法,坚持不懈、百折不挠的科学精神,将酶提纯出来。胜利属于不畏艰苦的人。5.酶是活细
14、胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA等。小结略。作业练习一二。提示基础题1.巴斯德:发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。李比希:引起发酵的是细胞中的某些物质,但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。毕希纳:酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破裂后接着起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。萨姆纳:酶是蛋白质。2.(1)细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应,这些化学反应须要高效率地进行,酶的催化效率比无机催化剂高得多。(2)细胞内的化学反应须要在常温、常压、酸碱度适中等温柔条件下进行,无机催化剂经常须要协助以高温、高压、强酸
15、、强碱等猛烈条件才能有较高的催化效率。3.D。拓展题1.可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方法。在萨姆纳之前,之所以很难鉴定酶的本质,主要是因为细胞中酶的提取和纯化特别困难。2.(1)如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。(2)目前已有发觉具催化活性的DNA的报道。 二、酶的特性酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA等。问题以“本节聚焦”发问,引起学生的思索和留意。讲解并描述酶催化作用的特点生物体内的各种化学反应,几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物。经反应生成的物质叫做产物。酶作为生物催化剂,与一般催化剂有相同之处,也有
16、其自身的特点。相同点:(1)变更化学反应速率,本身不被消耗;(2)只能催化热力学允许进行的反应;(3)加快化学反应速率,缩短达到平衡时间,但不变更平衡点;(4)降低活化能,使速率加快。不同点:(1)高效性,指催化效率很高,使得反应速率很快;(2)专一性,任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物,这就是酶对底物的专一性;(3)多样性,指生物体内具有种类繁多的酶;(4)易变性,由于大多数酶是蛋白质,因而会被高温、强酸、强碱等破坏;(5)反应条件的温柔性,酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行;(6)酶的催化活性受到调整、限制;(7)有些酶的催化活性与辅因子有关。板书酶具有高效性酶具有专一性酶的作
17、用条件较温柔(探究影响酶活性的条件,老师做试验,学生边视察便得出酶的作用条件。)酶的催化活性的强弱以单位时间(每分)内底物削减量或产物生成量来表示。讲解并描述影响酶作用的因素酶的催化活性的强弱以单位时间(每分)内底物削减量或产物生成量来表示。探讨某一因素对酶促反应速率的影响时,应在保持其他因素不变的状况下,单独变更探讨的因素。影响酶促反应的因素常有:酶的浓度、底物浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂等。其改变规律有以下特点。(1)酶浓度对酶促反应的影响在底物足够,其他条件固定的条件下,反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速率与酶浓度成正比。(2)底物浓度对酶
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