科学·技术·社会　酶为生活添姿彩教学设计与反思

专题二

细胞代谢 本专题计划4课时

第一课时授课时间3月17日，内容酶和ATP知识构建

第二课时授课时间3月18日，内容光合作用和呼吸作用知识构建

第三课时授课时间3月19日，优化设计专题升级训练A卷

第四课时授课时间3月20日，优化设计专题升级训练B卷

第一课时授课时间3月17日，内容酶和ATP知识构建

考纲要求：

1酶概念的理解

Ⅱ

2.与酶有关的曲线分析 Ⅱ

3.酶的特性

Ⅱ

4.ADP与ATP的转化

Ⅱ

尝试构建本节的知识网络：

考点一

与酶相关知识的整合

产生场所

化学本质

作用场所

温度影响

作用

来源

正确说法

活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 有机物(大多为蛋白质，少数为RNA) 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用

低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活

酶只起催化作用

生物体内合成

错误说法

具有分泌功能的细胞才能产生

蛋白质

只在细胞内起催化作用

低温和高温均使酶变性失活

酶具有调节、催化等多种功能

有的可来源于食物等

【典例1】

(2010·上海生物，17)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是 (

) A．酶和激素都是蛋白质 B．酶和激素都与物质和能量代谢有关

C．酶和激素都由内分泌细胞分泌 D．酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用

【变式1】(2009·重庆理综，1)下列有关酶的叙述，正确的是 (

) A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质

C．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶

D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶

考点二 与酶有关的曲线分析

【典例2】(2009·宁夏理综，2)右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是

(

)

A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降

B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升

C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存

D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重

【变式训练2】

（2010·合肥质检）下图1表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图2的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图，则当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是

A．曲线1 B．曲线2 C．曲线3 D．曲线4 考点三：ATP的结构及其在能量代谢的作用

1．ATP的结构简式

结构简式可以写为A—P～P～P，其中A代表的是腺嘌呤与核糖结合形成的腺苷，～代表高能磷酸键。

另外，要注意将ATP的结构简式和与遗传相关的DNA．RNA的结构简式中的不同部位的“A”进行区分，如下图中圆圈部分所代表的分别是：

①腺苷 ②腺嘌呤 ③腺嘌呤脱氧核苷酸 ④腺嘌呤核糖核苷酸

2．ATP在能量代谢中的作用图解分析

【典例3】（2010·海淀区质检）下列有关ATP的叙述，正确的是 ( ) A．无氧条件下，植物叶肉细胞进行光合作用是细胞中ATP的惟一来源

B．有氧状态下，谷氨酸棒状杆菌在线粒体内合成ATP C．ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成

D．有氧条件下，植物根毛细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP 【变式3】(2008·天津卷)下列有关ATP的叙述，正确的是 (

) ①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等

②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加

③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加

④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡

A．①② B．②③ C．③④ D．①④

考点四 ATP与ADP的相互转化不可逆原因分析：

ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可逆反应，两过程反应的场所、条件、反应式中的“能量”均不同，具体如下：

项目 反应式 场所 条件 ATP合成

线粒体、叶绿体、细胞质基质 由ATP合成酶催化 ATP水解

细胞内所有需要能量进行生命活动的结构 由ATP水解酶催化 ATP水解释放的能量是储存在远离A的高能磷酸键中的能量 用于各项生命活动 能量来源 合成ATP的能量主要来自光能（光合作用）和化学能（细胞呼吸） 能量去路 储存在ATP中 【典例4】(2010·临沂质检)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是 (

) ①ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱离

②32P标记的ATP是新合成的

③ATP是细胞内的直接能源物质

④该过程中ATP既有合成又有分解

A．①②③④ B．①②④ C．①②③ D．②③④

【变式4】（2010·临沂模拟）如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是

A．图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为高能磷酸键

B．ATP生成ADP时图1中的c键断裂并释放能量

C．ATP与ADP相互转化过程中物质是可逆的，能量不可逆

D．酶1、酶2具有催化作用，不受其他因素的影响

考点五 影响酶催化效率的因素的研究方法

1.自变量：要研究的因素。

2.因变量：酶的催化效率。

3.无关变量：除自变量外其他影响酶催化活性的因素都为无关变量，在实验设计过程中，除自变量外应严格控制无关变量，实验研究要做到科学和严谨。

【典例5】下列有关酶特性的实验设计中，最科学、最严谨的一项是 （ ）

选项

A 实验目的

酶催化具有高效性

主要实验步骤

B C D 实验组：2mL3% H2O2＋1mL过氧化氢酶

保温5min 对照组：2mL3%H2O2＋1mL蒸馏水

保温5min 实验组：2mL

3%可溶性淀粉＋1mL新鲜唾液

保温5min后碘液检验

酶催化具有专一性

对照组：2mL

3%蔗糖＋1mL新鲜唾液

保温5min后碘液检验

探究酶作用的适宜温5mL 3%可溶性淀粉＋2mL新鲜唾液＋碘液→每隔5分钟将溶液温度

度升高10℃，观察溶液蓝色变化

向三支试管中依次各加入：2mL 3%可溶性淀粉、1mL不同pH缓pH影响酶的催化活性

冲液和1mL新鲜唾液

在适宜温度下保持5min 斐林试剂检验

体验高考：

1.(2007·海南生物，7)下面关于ATP的叙述，错误的是 (

) A．细胞质和细胞核中都有ATP的分布 B．ATP合成所需的能量由磷酸提供

C．ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸 D．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化

2.（2010·天津卷，4）下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是 (

) A．主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量

B．在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输

C．质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高

D．抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分

3.（2010·上海卷，5）右上图表示生物体内的某化学反应，下列有关该反应的叙述中错误的是 (

) A．需要解旋酶 B．属于水解反应

C．会有能量变化 D．反应速度与温度有关

4.（2010·上海卷，20）右图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是 (

) A．若将细胞置于清水中，A仍保持不变 B．若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小

C．B/A值能表示细胞失水的程度 D．A．B分别表示细胞和液泡的长度

课后巩固：

1.（2010·上海卷，22）如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是 （ ）

A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快

B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平

C．若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多

D．若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多

2. （2010·成都质检）在水池中沉水生活的丽藻，其细胞里的K＋浓度比池水里的K＋浓度高1065倍。据此判断下列说法正确的是（ ）

A．随着池水中富营养化程度的提高，K＋进入丽藻加快

B．池水中好氧细菌大量繁殖时，K＋难以进入丽藻

C．池水中厌氧细菌大量繁殖时，K＋难以进入丽藻

D．池水中鱼虾较多时，K＋难以进入丽藻

3.（2010·广东卷，1）右图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为 （ ）

A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输

D．被动运输

本节感悟：

1．酶催化活性的表示方法：单位时间内底物的减少量或产物的生成量。

3．影响酶催化活性的因素：（1）酶浓度 （2）底物浓度 （3）pH （4）温度

第二课时授课时间3月18日，内容光合作用和呼吸作用知识构建

考纲要求：

1、光合作用的基本过程 Ⅱ

2、影响光合作用速率的环境因素 Ⅱ

重点梳理

1、

过程图解

2、反应式

（1）从反应式上追踪元素的来龙去脉

光合作用总反应式： 有氧呼吸反应式：

【例题1】对照下图可分析下列问题：

（1）在叶绿体结构中磷酸含量主要集中在哪里?暗反应为光能转换成活跃的化学能过程主要提供哪些物质? （2）经测定，在白天植物不消耗O2，却消耗大量的CO2，这是否意味着植物体不进行呼吸作

用吗?为什么? （3）夏季中午，植物不吸收也不释放CO2，此时光合作用速率有何特点? （4）在同一细胞中，线粒体产生的CO2参与光合作用时，一般要穿过几层磷脂分子?若是相邻细胞呢? （5）水稻、油菜、大豆种子中淀粉、脂肪、蛋白质主要储存在什么结构中?绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到种子中都需要哪种矿质元素的参与? 3、光合作用和呼吸作用的比较

（1）光合作用与呼吸作用的区别和联系：

（2）光合量与呼吸量的比较：

（3）举例：

4、光合作用和呼吸作用中[H]、ATP的来源和去向比较

来源

[H] 去向

来源

ATP 去向

用于C3还原供能

用于各项生命活动(植物的C3还原除外) 还原C3

光反应阶段产生

用于第三阶段还原O2

三个阶段都产生

光合作用

H2O光解产生

有氧呼吸

有氧呼吸第一、二阶段

5、光合、呼吸速率的测定实验探究

(1)净光合速率的测定(如图) ①NaHCO3溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。

②植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内液滴右移的体积即是净光合速率。

③条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。

(2)呼吸速率的测定(如上图) ①上图同样可以用于呼吸速率的测定，但要把NaHCO3溶液换成NaOH溶液，吸收植物呼吸作用释放的CO2 ②植物呼吸作用的指标：植物呼吸作用吸收氧气，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。

③条件：整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

训练题

1.下列关于呼吸作用的叙述，正确的是

（ ）

A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸 B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水

C．无氧呼吸不需要O2的参与。该过程最终有[H]的积累

D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放能量多

2.在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是 （ ）

①叶绿体基质 ②类囊体薄膜 ③线粒体基质 ④线粒体内膜

A．①③ B．②③ C．①④ D．②④

第三课时授课时间3月19日，优化设计专题升级训练A卷

对应习题：光合作用和呼吸作用

选择题3、5题

非选择题7、8、9、10 重点讲解学生集中错误的地方，特别是第8题，此题为信息题，学生易出错。

内容较难，应重点讲解。注重培养学生识图能力。

第四课时授课时间3月20日，优化设计专题升级训练B卷

对应习题：光合作用和呼吸作用

选择题4、5题

4题为实验题，考查学生分析实验的能力。

5题识图题，帮助学生提高图文转换的能力。考查光照强度与光合作用速率的关系。

非选择题7、10题

10题考查实验设计思路，通过对比底物在加酶和不加酶条件下是否被分解或分解速率大小来验证酶具催化作用。

光合作用和细胞呼吸作用是高考的重点和热点，试题生产实践为材料背景，从习题看，其命题形式灵活多样，选择题，简答题，图表题和实验设计分析题均有涉及，从难度看，以中高难度试题为主，所以讲解过程中，重点讲解图表题和简答题。要求学生能够举一反三。