【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）必修1教师用书：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　酶的作用和本质
(教师用书独具)
●课标要求
1．通过实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，学会控制实验的变量。
2．结合“关于酶本质的探索”过程，说出酶的本质。
●课标解读
1．有关酶的化学本质及特性简单了解即可。
2．通过学习，需要掌握酶提高代谢反应的实质。
3．有关酶的特性的探究实验是本课时的重点，通过对本实验的学习，应学会如何设计对照实验。
●教学地位
了解酶的本质、特性，对理解细胞中复杂的代谢过程能井然有序地进行、理解细胞呼吸和光合作用等重要生理活动的正常进行有重要作用。即本课时内容将是理解呼吸作用、光合作用等知识的基础。在高考中，对酶的作用本质、特性的理解多以选择题形式考查，并结合坐标曲线综合考查影响酶活性的因素等。
●教法指导
酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量转换都离不开酶的催化作用。因此引导学生掌握酶的概念和本质。先由贴近生活的设问导入课题→演示实验验证酶的高效性→学生观察实验现象，并对不同试管的卫生香的燃烧程度进行描述→图文解释酶的高效性的原因——活化能(教材P80图5－2)，课件展示有关活化能的概念解析图例→资料阅读加课件展示酶的本质探索→分组讨论酶的本质，最后进行补充、激励、小结，并以加粗加黑字体打在屏幕上。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．向学生展示广告片段，让学生感性认识到生活中酶的应用很广泛。学生在生活中经常会接触到一些与酶有关的生活必需品比如加酶洗衣粉、多酶片、含酶牙膏等，酶与我们的生活息息相关，但是学生对酶的认识有限，不知道为什么加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污力更强；为什么多酶片可以促进消化……所以我们应该让学生更多的了解酶，了解酶的作用和本质，使酶为我们的生活增添更多姿彩。
2．已近中午了，大家的肚子一定饿了。为什么肚子会饿呢？食物是怎样被消化的呢？同时展示几幅小孩吃东西的画面，这些食物进入口腔后是怎样一步步被消化的呢？消化过程中需要哪种重要的物质呢？导入课题。
●教学流程设计
课前自主探究：①通读教材P78～79有关知识，针对教材P79【实验】实验步骤、变量控制等填充“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P80～81完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2”。 步骤1：课程导入：建议用【新课导入建议】以第一种方式播放动画，指出这些产品、药品均与酶有关，或以第二种导入方式引出酶的作用，导出课题。 步骤2：检测预习效果：抢答【课前自主导学】部分的【正误判断】并由评判小组给予评价。 步骤3：教师演示实验，引导学生仔细观察实验现象，并思考其中的变量控制等，点拨【课堂互动探究】－【实验探究】的注意事项，完成教材P79【实验】讨论1、2、3、4问题。

步骤7：完成演示实验的实验报告单的填写，并总结如何分析自变量、因变量及无关变量等。小组讨论【当堂双基达标】5题等。 步骤6：课件展示关于酶本质的探索历程，让学生总结酶的本质并给于准确表述。用加粗加黑的大字体在屏幕上进行展示并作答【当堂双基达标】1、2小题。 步骤5：演示体现活化能概念的的动画实例，结合教材P80图5－1、图5－2引导学生深入理解活化能的概念内涵。对【课堂互动探究】探究1中的3进行分析。学生尝试对例1的曲线分析(参照【审题导析】)。 步骤4：对例2中【审题导析】进行点拨。学生自主作答例2及【当堂双基达标】3、4小题并对照参考答案自评。

步骤8：针对教材P78的【本节聚焦】进一步通读教材，自检本课时的知识理解、掌握应用情况。分组讨论教材P82【讨论】1、2、3、4小题，以备下节上课时检测。 步骤9：诵读【结论语句】，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】2、3、4、5、9、12小题。
课　程　标　准 重　点　难　点
1.通过实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，学会控制实验的变量。
2.结合“关于酶本质的探索”过程，说出酶的本质。 1.酶的本质和作用。(重点)
2.酶作用的实质——降低化学反应的活化能。(难点)
(见学生用书第46页)
酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢
细胞代谢是细胞中进行的所有化学反应的统称，是细胞生命活动的基础。
2．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理
水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2分解为H2O和O2的速率。
(2)实验过程和现象记录
试管编号 加入物质 处理 现象
1 2 mL
H2O2溶液 不处理 基本无气泡产生
2 2 mL
H2O2溶液 90 ℃水
浴加热 有气泡产生
3 2 mL
H2O2溶液 加2滴
FeCl3溶液 有气泡产生
4 2 mL
H2O2溶液 加2滴肝脏
研磨液 有大量气泡产生
(3)结论：生物体内的酶在温和条件下，可以高效地完成对化学反应的催化。
(4)实验中的相关变量
自变量 在实验中人为改变的变量
试管2 90_℃水浴加热
试管3 FeCl3溶液
试管4 肝脏研磨液
因变量 随自变量变化而变化的变量 过氧化氢分解速率
无关变量 除自变量外，实验中对实验结果造成影响的其他变量 反应物的性质和浓度、肝脏的新鲜程度
(5)对照实验
在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量应当始终保持相同。
1．上述实验中滴加肝脏研磨液的滴管可否再去滴加FeCl3溶液？
【提示】　不能。否则少量的过氧化氢酶带到滴加FeCl3溶液的实验组中，干扰实验结果的准确性。
3．酶的作用原理
(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)原理：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。
酶的本质的探索历程
探索历程(对点连线)
　科学家　　　　　　　　实验推论或结论
①巴斯德　 　　　a．少数RNA具有生物催化功能
②李比希 b．证明酶是蛋白质
③毕希纳 c．引起发酵的物质在细胞外继续
起作用
④萨姆纳 d．引起发酵的是细胞中的某些物质，
细胞死亡并裂解后才能起作用
⑤切赫和奥特曼 e．发酵是整个细胞而不是细胞中
的某些物质起作用
【提示】　①—e　②—d　③—c　④—b　⑤—a
2．酶的基本单位都是氨基酸吗？
【提示】　不都是。酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。
1．细胞代谢只产生对细胞有用的物质。(×)
2．在氯化铁溶液催化过氧化氢的实验中因变量为FeCl3溶液。(×)
【提示】　因变量是气体产生的多少。
3．酶是活细胞产生的有催化作用的蛋白质。(×)
【提示】　少数酶是RNA。
4．加热、无机催化剂和酶都可降低化学反应的活化能。(×)
【提示】　加热只能提高反应速率，不能降低活化能。
5．细胞代谢不受条件限制便可快速进行。(×)
【提示】　高温、低温、强酸、强碱时，细胞代谢不能进行。
(见学生用书第47页)
酶的化学本质及作用机理
【问题导思】
①酶的化学本质是什么？
②酶在细胞中的化学反应中起什么作用？意义如何？
③酶与无机催化剂的催化效果一样吗？
1．酶的概念理解
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(主要)
来源 一般活细胞中均能产生
生理功能 具有生物催化功能
2.酶化学本质的实验验证
(1)证明某种酶是蛋白质。
实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。
对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。
(2)证明某种酶是RNA。
实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否出现红色。
对照组：已知RNA液＋吡罗红染液→出现红色。
3．酶的作用机理
酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下：
(1)图中ac和bc段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能。
(2)若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。
　
酶和无机催化剂一样，都只改变化学反应速率，而不改变化学反应方向和平衡点。表示曲线：
　(2013·济南高一期末)下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是(　　)
【审题导析】　解答此题可以从以下几点入手分析：
(1)明确曲线的始点表示为初态，曲线的最高点表示活化态。
(2)明确酶的作用机理反映在曲线上则为两活化能的差值。
【精讲精析】　酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能。所谓活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。从图像可知：没有酶催化时反应所需的能量多，有酶催化时所需的能量少，两者之间的差值就是酶所降低的能量。
【答案】　C
比较过氧化氢在不同条件下的分解
1．实验装置(如图)
2．对照实验设计及分析
(1)对照实验设计及分析
组别 试管号 3 %的
H2O2
溶液
自变量
处理方法 点燃卫生
香检测 结果分析
对照组 1 2 mL 无复燃 H2O2自然分解缓慢
实验组
2 2 mL 90 ℃水浴
加热 有复燃 加热能促进H2O2分解
3 2 mL 滴加3.5 %
的FeCl3
溶液2滴 复燃性较强 Fe3＋能催化H2O2的分解
4 2 mL 滴加20 %
的肝脏研
磨液2滴 复燃性更强 过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率高
　
1．实验设计应遵循对照原则。上述实验中，1为对照组，其余的为实验组，其中3和4还可相互对照。
2．对照实验中只能有一个自变量，即单一变量原则。如用滴加过酶的滴管再去滴加FeCl3，少量的酶带到滴加FeCl3的实验组中，就会干扰实验结果的准确性。
(2)实验中应注意的问题
①实验时要选用新鲜的肝脏。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶就会在腐生菌的作用下分解，失去催化作用。
②肝脏要制成研磨液。因为研磨后的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触，使其中的酶能正常发挥其催化特性，从而加速过氧化氢的分解。
　(2013·大连高一期末)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如下表所示：
实验
组别 试管
组别
实验处理
加入3%的H2O2溶液(mL) 温度 加入试剂
实验① 试管1 2 常温 －
实验② 试管2 2 90 ℃ －
实验③ 试管3 2 常温 2滴3.5%
FeCl3溶液
实验④ 试管4 2 常温 2滴20%肝
脏研磨液
对该实验的有关分析不正确的是(　　)
A．在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量
B．试管2中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组
C．若试管4和试管1组成对照实验，可说明酶具有催化作用
D．若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管4和试管3
【审题导析】　解答此题应注意以下三点：
(1)明确本实验的自变量：温度和催化剂。
(2)实验③与④对照验证酶的高效性。
(3)实验①与④或实验①与③对照验证催化剂的催化作用。
【精讲精析】　试管1和试管2研究了温度对过氧化氢分解的影响，试管1、3、4研究了催化剂对过氧化氢分解的影响；试管2是本实验的实验组，研究了温度对过氧化氢分解的影响，试管1是对照组。
【答案】　B
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
酶的作用
和本质过氧化氢在不同
条件下的分解酶有催
化作用降低反应
的活化能变量无关变量自变量因变量酶的本质多数是蛋白质少数是RNA
结 论 语 句
1．细胞代谢是细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。
2．酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能。
3．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少部分酶是RNA。
4．与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
(见学生用书第49页)
1．(2013·长沙高一期末)发现少数RNA也具有生物催化功能的是(　　)
A．切赫　　　　　　　B．奥特曼
C．切赫和奥特曼 D．萨姆纳
【解析】　20世纪80年代，由美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具催化作用。
【答案】　C
2．下列叙述与图示实验不相符的是(　　)
A．该实验的自变量是催化剂的种类
B．该实验的因变量是催化剂的催化效率
C．该实验能证明酶降低活化能的作用更显著
D．加入肝脏研磨液和Fe3＋，前者的反应速率总是较快
【解析】　由图可知，两实验的催化底物相同，都是H2O2溶液，不同点是所加入的催化剂不同，导致H2O2的分解速率不同，因此实验的自变量是催化剂的种类，因变量是催化剂的催化效率。通过实验结果也能证明C项正确。肝脏研磨液加快反应速率的前提是保证酶的活性，若条件不适宜使酶活性降低，则其催化的反应速率也将变慢，D项不符合。
【答案】　D
3．(2012·扬州调研)猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草的分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是(　　)
A．只有实验①能 B．只有实验②能
C．实验①、实验②都能 D．实验①、实验②都不能
【解析】　甲试管中的蛋白液可被蛋白酶水解，但蛋白酶的化学成分是蛋白质，因此，甲、乙试管均出现紫色反应。丙试管中的蛋白酶可水解蛋白块，因此，丙中的蛋白块体积变小，丁中蛋白块体积不变。
【答案】　B
4．(2012·新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，下列分析错误的是(　　)
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
【解析】　通过曲线可以看出甲酶活性没有变化，因此蛋白酶不能水解甲酶；甲酶不能被蛋白酶水解，因此甲酶不是蛋白质，可能是RNA；乙酶能被蛋白酶水解，因此乙酶是蛋白质；乙酶的活性降低，是因为蛋白酶破坏了乙酶的分子结构。
【答案】　B
5．(2012·日照模拟)如图所示为测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出O2的实验装置，水槽内注有清水，倒置的量筒内也充满了清水，实验前制作大小相同的圆形小滤纸片若干，实验过程如下：
　　　　　甲　　　　　　　　　　乙
实验一：
①制备新鲜动物肝脏的研磨液；②将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡一段时间后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上(如图甲所示)；③向反应小室内加入10 mL3%H2O2溶液(如图甲所示)；④将反应小室旋转180度成图乙所示状态，并安装好装置；⑤每隔30 s 读取并记录量筒中水面的刻度，共进行5 min。
实验二：
除了将圆形小滤纸片的数量改成2片外，其他均与实验一相同。请回答下列问题：
(1)上述两实验探究的问题是________与酶促反应速率的关系。
(2)请设计一个用于记录观察结果的表格，记录的单位是mL/30 s。
(3)若实验一和实验二中倒置的量筒中的水面几乎都没有什么变化，可能的原因是________________________________________________________________________
________________；若用FeCl3溶液代替新鲜动物肝脏的研磨液做实验一，其结果将是________________________________________________________________________。
【解析】　本题通过实验考查同学们分析酶量的变化对实验结果的影响、底物量的变化对实验结果的影响以及无机催化剂与酶催化效率高低的比较。实验一与实验二的差别在于浸泡过动物肝脏的研磨液的圆形小滤纸片的多少，从本质上反映的是酶量的多少对实验结果的影响；构建表格时，首先应找准自变量与因变量，以及题干中明确要求的统计项。
【答案】　(1)酶浓度　(2)如下表所示。
每30 s O2的生成量(mL/30 s)
观察次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
实验一
实验二
(3)实验用的过氧化氢溶液放置时间过长而被分解　相同时间内量筒中液面的变化值均小于用新鲜动物肝脏研磨液做的实验
二　酶的特性
(教师用书独具)
●课标要求
1．阐明酶的特性。
2．通过相关实验体验酶与普通催化剂的区别。
3．通过探究“影响酶活性的条件”，概述酶的作用条件。
●课标解读
1．酶的概念简单了解即可。
2．酶的特性是本节的重点，可结合相关实例及图像掌握。
3．验证酶的特性的实验及影响酶活性的因素是本课时的难点，应结合实验设计所遵循的原理及要求加以掌握。
●教学地位
本节内容是在第1课时“酶的作用和本质”的基础上，结合探究“影响酶活性条件”的实验，进一步理解酶的特性，特别是酶反应条件的温和性，为以后学习“光合作用”、“细胞呼吸”以及理解复杂的实验设计步骤奠定基础。此外，有关酶的知识是高考考察的重点内容，特别是探究影响酶活性条件的实验，多以图表、实验设计的题型来考察学生的综合能力，因此它是整个模块的重点教学内容之一。
●教法指导
1．在酶的专一性学习过程中，可通过举实例和比喻的方法告诉同学们，每一种酶只能催化一种或一类化学反应即就像一把钥匙只能开一把锁一样。在演示“淀粉在不同条件下的分解”实验时，首先让学生描述不同的设计思路(如下更改：①更换酶——将淀粉酶换成蔗糖酶。②更换底物——将淀粉溶液换成蔗糖溶液)。参看【课堂互动探究】探究1的1、2两点。
2．有关酶的活性与酶促反应速率的曲线解读是本课时的重点和难点。结合【课堂互动探究】探究2的几种坐标曲线，指导学生观察课件展示的不同条件对二者的影响曲线的异同。思考酶活性与酶促反应速率的关系，并进行点拨即①底物浓度和酶浓度对酶的活性没有影响，它们影响酶促反应速度；②酶的活性只跟它本身及其所处环境条件(如温度等)有关；③温度、pH影响酶的活性及酶促反应速率。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．“奥妙去除99种污渍”系列洗衣粉外包装上因有虚假宣传内容在一些省市各大超市被责令下架，为什么说它是虚假宣传？违背了酶的什么性质？
2．让学生观看视频：“生物酶牙膏”的广告，并展示课前找到的生活中所用的加酶产品。教师总结导入新课：酶已悄悄融入到我们的日常生活中，它的应用如此广泛肯定跟其特性有密切联系。那么它究竟有什么特性呢？让我们来一起研究吧。
3．吃馒头时我们会感到甜，而我们吃富含纤维素的蔬菜时却感觉不到甜味，试分析其原因。当人发烧时会感到全身不适、无力、食欲不振，试从酶的作用角度分析产生这些现象的原因。
●教学流程设计
课前自主探究：①通读教材P83～84填充“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P85自主完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2及【对点连线】”。 步骤1：课程导入：建议用【新课导入建议】以第一种方式播放动画，指出这些产品、药品均与酶的特性有关，或以第二种导入方式引出酶活性的影响因素，导出课题。 步骤2：检测预习效果：①提问课下收集的有关酶的广告用语；②抢答【正误判断】并给予校正。 步骤3：教师演示两个实验，引导学生仔细观察实验现象，注意不同实验的材料选择及变量控制问题。学生思考：教材P84【材料用具】的建议中涉及的两个实验条件可互换吗？

步骤7：完成演示实验的实验报告单的填写，并分析教材演示实验的自变量、因变量及无关变量等。完成【当堂双基达标】。 步骤6：对点训练例1中的实验语言表述；对例2中的审题导析结合曲线进行点拨。 步骤5：由演示实验总结影响酶活性的两个重要因素“温度和pH”，并结合教材P85图5－3、5－4解读酶活性的曲线，思考酶活性与酶促反应速率的曲线有何异同？参看【课堂互动探究】探究2。 步骤4：结合【课堂互动探究】实验“影响酶活性的条件”有关知识，引导学生处理教材P84【设计实验】中的第1、2、3、4、5设问。

步骤8：针对教材P78的【本节聚焦】进一步通读教材，自检本课时的知识理解、掌握应用情况。尝试作答教材P86【拓展题】1题的曲线绘制，并进行小组间交流。 步骤9：分小组板演、作业纸绘制酶浓度、底物浓度、温度、pH对酶促反应速率影响的曲线，并进行组间互评，检测授课效果。讨论交流教材P86【拓展题】2题。 步骤10：诵读【结论语句】，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】。
课　程　标　准 重　点　难　点
1.阐明酶的特性。
2.通过相关实验体验酶与普通催化剂的区别。
3.通过探究“影响酶活性的条件”，概述酶的作用条件。 1.酶的特性。(重点)
2.影响酶活性的实验设计与分析。(重难点)
(见学生用书第50页)
酶的特性
酶特性 含义 意义
高效性 酶的催化效率大约为无机催化剂的107～1013倍 使细胞代谢快速进行
专一性 每种酶只能催化一种或一类化学反应 使细胞代谢有条不紊地进行
1．试解释误入牙缝的肉丝为什么第二天还没被口腔里的唾液淀粉酶消化的原因？
【提示】　肉丝的化学成分主要为蛋白质，酶具有专一性，唾液淀粉酶只能催化水解淀粉，而不能消化蛋白质。
酶的作用条件较温和
1.酶活性的概念：酶对化学反应的催化效率。
2．主要影响因素：温度和pH。
下列是温度和pH对酶活性的影响示意图，请写出其中某点或某段表示的含义。
温度(t/℃) 酸碱度(pH)
(1)P点：最适温度；Q：点最适pH。
(2)偏离P点或Q点：酸的活性降低。
(3)温度过高或pH过高或过低时，酶失活。
2．许多加酶洗衣粉标有“请勿用60 ℃以上的热水，以免洗衣粉失效”。你能说出其中的理论依据吗？
【提示】　温度过高会影响酶的活性，甚至酶会因高温变性而失活。
1．能够促使肠麦芽糖酶水解的酶是麦芽糖酶。(×)
【提示】　促使其水解的酶为蛋白酶。
2．建议用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响。(×)
【提示】　过氧化氢在温度较高时，就会分解，故不应用过氧化氢酶。
3．温度过高或过低、过酸或过碱都会使酶永久失活。(×)
【提示】　低温只是抑制酶的活性，不会使酶永久失活。
4．酶浓度、反应物浓度通过反应物与酶的接触是否充分来影响酶促反应速率。(√)
①酶的本质　　　　　　　　a．温度、pH
②酶的特性 b．降低化学反应的活化能
③酶的作用机理 c．蛋白质或RNA
④酶的活性的影响因素 d．高效性、专一性
【提示】　①—c　②—d　③—b　④—a
(见学生用书第50页)
酶的专一性实验验证
【问题导思】
①催化淀粉、蔗糖水解的酶相同吗？
②验证酶的专一性的实验方法有哪两种？
1．设计思路
(1)
(2)
2．实例： 探究淀粉酶对淀粉、蔗糖的分解作用。
①原理：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，从而探究酶的专一性。
②实验程序
序号 项目
试管
1 2
1 注入可溶性淀粉 2 mL 无
2 注入蔗糖溶液 无 2 mL
3 注入新鲜淀
粉酶溶液 2 mL振荡 2 mL振荡
4 50 ℃温水浴保温 5 min 5 min
5 加斐林试剂 1 mL振荡 1 mL振荡
6 将试管下部放入60 ℃热水中 2 min 2 min
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
　(2013·郑州高一期末)酶具有专一性，可催化一种或一类化学反应。某实验小组用淀粉酶溶液催化可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液，以检测酶的专一性。
(1)材料用具：试管、量筒、淀粉溶液、蔗糖溶液、斐林试剂(甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)。
(2)实验原理：淀粉酶催化淀粉水解的产物麦芽糖可与斐林试剂生成砖红色沉淀，淀粉酶不能催化蔗糖水解成果糖和葡萄糖。蔗糖不与斐林试剂反应。
(3)实验步骤
①取两支洁净的试管编号，然后按照下表中的要求进行操作。
操作顺序 操作项目
试管
1号 2号
A 注入可溶性淀粉溶液 2 mL —
B 注入________ — 2 mL
C 注入________ 2 mL 2 mL
②轻轻振荡这两支试管，使试管内的液体混合均匀，然后将试管的下半部浸到60 ℃左右的热水中，保持5 min。
③取出试管，各加入1 mL________并振荡摇匀。
④将两支试管的下半部放进50～65 ℃的温水中，保持2 min。
⑤观察并记录两支试管内溶液发生的变化。
(4)实验结果：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)结论：________________________________________________________________________。
【审题导析】　解答本题应首先理解酶的专一性，然后明确斐林试验检测还原糖产生砖红色沉淀。
【精讲精析】　本实验主要探究酶的专一性，即淀粉酶只能催化淀粉水解成麦芽糖。麦芽糖为还原糖，可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。同时淀粉酶不能催化蔗糖水解，蔗糖为非还原糖，不与斐林试剂反应。
第①步中，1号试管注入的是2 mL的可溶性淀粉溶液，与之对比的2号试管中应注入2 mL的蔗糖溶液，再分别在1号、2号试管中均加入2 mL的淀粉酶溶液，此处全部试剂全定量为2 mL 体现的是等量原则。
第②步将两支试管均加入60 ℃ 左右的热水中保温5 min的目的是使酶有足够的催化温度及反应时间。
第③步加入斐林试剂后，在50～65 ℃的温水中保温的目的是使斐林试剂在最适温度下参与反应。
【答案】　(3)①B：蔗糖溶液　C：淀粉酶溶液　③斐林试剂　(4)1号试管出现砖红色沉淀，2号试管不出现砖红色沉淀　(5)酶具有专一性
酶的活性与酶促反应速率的相关
曲线解读
【问题导思】
①影响酶促反应速率的因素有哪些？
②影响酶促反应速率的因素一定影响酶的活性吗？
1．浓度对酶促反应速率的影响
(1)酶浓度对酶促反应速率的影响
　　　　　　　图1　　　　　　　　图2
①图1说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。
②图2说明：a.与无机催化剂相比，酶的催化效率更高；b.酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
(2)
反应底物浓度对酶促反应速率的影响
通过图示可以看出：
①加入酶B时，一定范围内随底物浓度的增加反应速率增加，当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变，原因是酶B饱和了。
②酶B会促进酶促反应的进行，而酶A不会，说明酶具有专一性。
2．温度、pH对酶活性的影响
图a
　　　　　　　图b　　　　　　　　图c
(1)图a说明：①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。
②过酸、过碱都会使酶失活。
③不同的酶最适pH不同。
(2)图b说明：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低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。
(3)图c说明：反应溶液中酸、碱度的变化不影响酶作用的最适温度。
3．影响酶活性的因素一定会影响酶促反应速率，如上述2中的温度、pH，但影响酶促反应速率的因素不一定影响酶的活性，如上述1中酶浓度和反应底物浓度。
　
有关曲线分析的方法步骤
第一步：明确横纵坐标的含义，一般情况下横坐标为自变量，纵坐标为因变量，分析两坐标间的关系。
第二步：分析曲线中的起点、关键点。
第三步：坐标系中有多条曲线时，应从两方面进行分析：①当横坐标相同时，对应的纵坐标两者之间的关系。②当纵坐标相同时，对应的横坐标两者之间的关系，如大小等。
　(2013·张家界高一检测)下面的三个图是某研究小组围绕探究 H2O2分解条件而获得的实验结果。试回答下列有关问题。
　　　　图1　　　　　　　　　图2　　　　　　　图3
(1)图1、2、3所代表的实验中，实验自变量依次为________、________、________。
(2)根据图1可以得出的实验结论是__________________________________。
(3)图2曲线bc段产生的最可能原因是________________________________。
(4)根据你的理解，图3曲线纵坐标最可能代表__________________________。
【审题导析】　解答此题应注意以下两点：
(1)图1曲线的过氧化氢酶加入后改变了达到平衡的时间，但平衡点未改变。
(2)图2曲线中的O2产生速率不仅与H2O2浓度有关，还取决于H2O2酶的数量。
【精讲精析】　本题考查了与酶相关的曲线分析。
(1)图1中两条曲线中一组加入过氧化氢酶，另一组加入Fe3＋，所以自变量为催化剂的种类，图2、3中只有一条曲线，则横坐标即为自变量。
(2)图1中两条曲线对比，加过氧化氢酶的反应速率快，而并未改变平衡点，说明酶具有高效性。
(3)图2中bc段反应速率不再变化，而H2O2是过量的，因此酶数量(浓度)是限制因素。
(4)图3中横纵坐标为温度，而曲线表示的含义与酶活性的曲线刚好相反，所以应表示反应物剩余的多少。
【答案】　(1)催化剂种类　H2O2浓度　温度
(2)酶的催化作用具有高效性
(3)反应受过氧化氢酶数量(浓度)的限制
(4)溶液中H2O2的剩余量
影响酶活性的条件
1．设计思路
　底物分解
速率或产
物的形成
速率
2．变量分析
(1)自变量：温度(tn)或pH(pHn)。
(2)因变量：底物分解速率(现存量)或产物形成速率(产物生成量)。
(3)无关变量：底物浓度、体积、酶浓度、pH(或温度)。
3．步骤设计
若干组等量底物　　若干组等量酶液
↓　　　　　　　　↓
各自在所控制的温度(或pH)下处理一段时间
↓
同温度(或pH)下的底物与酶液混合
↓
在所设温度(或pH)下处理一段时间
↓
检测、分析结果，得出结论
4．实例：温度和pH对酶活性的影响
(1)温度对酶活性的影响
①淀粉麦芽糖
碘液　　　碘液
　蓝色　　无蓝色出现
②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解。滴加碘液后，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)pH对酶活性的影响
①H2O2H2O＋O2
②pH影响酶活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香的燃烧情况来检验氧气生成量的多少。
　
设计温度或pH对酶活性影响的实验时，应使反应一开始便达到预设温度或pH。首先将底物、酶液分别处理到各自预设的温度或pH条件下，然后将相应的底物与相应的酶混匀。
　(2012·大纲全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉溶液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。
③将5支试管放入70 ℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。
④取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。
(1)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题导析】　解答此题应注意以下两点：
(1)探究pH对唾液淀粉酶活性的影响时，反应温度不宜过高，否则会因酶失活而掩盖pH对酶活性的影响。
(2)还原糖与斐林试剂的反应条件为沸水浴，而不是常温。
【精讲精析】　解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及斐林试剂的作用条件。(1)唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃左右，70 ℃时酶会变性失活。(2)加入斐林试剂后，需要沸水浴加热才能看到砖红色沉淀。
【答案】　(1)③中70 ℃应改为37 ℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 ℃　(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
实验验证酶的特性曲线分析专一性：一种酶只能催化
一种或一类化学反应高效性：和无机催化剂
相比，酶的催化效率更高需要温和的条件：在最适宜
的温度和pH下，酶的活性
最高。温度和pH偏高和偏
低，酶的活性都会明显降低
结 论 语 句
1．酶具有高效性的原因是与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
2．每一种酶只能催化一种或一类化学反应，即酶具有专一性。
3．过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构遭到破坏而永久失活。
4．在一定低温下，酶的活性低，空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可恢复。
5．细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的。
(见学生用书第53页)
1．β?半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明，β?半乳糖苷酶的催化作用具有(　　)
A．高效性　　　　　　B．专一性
C．稳定性 D．多样性
【解析】　β?半乳糖苷酶只能催化乳糖，而不能催化其他不同底物，说明了酶具有专一性。
【答案】　 B
2．(2012·九江高一期末)如图，在下列试管中均加入3 mL 浆糊，在图示的水槽中保温一段时间。然后A、C两试管中各注入2毫升清水，B、D两试管中各注入2毫升新鲜的唾液淀粉酶溶液，把四支试管均置于水槽中再保温5分钟，分别滴入2滴碘液，其中不变为蓝色的是(　　)
【解析】　淀粉遇碘变蓝为淀粉的特性，对于A试管，加入的是清水，加碘变蓝；C试管与A试管加入物质相同，只是温度不同，无淀粉酶存在，加碘也变蓝；D试管加入了唾液淀粉酶，因温度过高导致酶失活，同样加碘也变蓝。
【答案】　B
3．(2013·黄冈高一检测)下图中，横轴均表示酶的反应条件，纵轴为反应速率。能正确反映温度和pH与酶反应速率的关系的是(　　)
　　　　甲　　　　　乙　　　　　丙　　　　　丁
A．甲和乙 B．甲和丙
C．都是甲 D．都是丁
【解析】　酶的活性要受温度和pH的影响，对每一种酶而言，都有其最适宜的温度和pH，此时酶的活性最高，低于或高于最适值都会使酶的活性降低。
【答案】　C
4．(2012·浙江金华十校期末)下列曲线中能正确表示酶作用规律的是(　　)
A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅱ和Ⅲ
C．Ⅰ和Ⅳ D．Ⅱ和Ⅳ
【解析】　温度过高或过低都会影响酶的活性，所以曲线Ⅰ不对；在底物浓度足够的条件下，酶含量越高，反应速率越大，所以Ⅲ不对。
【答案】　D
5．(2013·安顺高一期末)将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如图所示)，以探究酶促反应的相关问题。根据实验现象与数据分析答题。
(1)若土豆片为4片时，每隔5分钟收集一次数据，根据数据绘制出如下曲线图。20分钟后，气体量不再增加的原因是________________________________________________________________________。
(2)若土豆片为8片时，和上述实验所得的曲线(实线)相比，实验结果的曲线最可能是下列________图中的虚线所示。如果要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是________________，其结果可用________图中的虚线表示。
(3)为保证上述实验的科学性，需要控制的其他外界因素有________。
【解析】　(1)当气体量不再增加时，说明试管中的反应已经停止，土豆片存在说明酶还存在，反应停止的原因是过氧化氢量有限。(2)增加土豆片数量会导致酶的浓度增大，使反应速率加快，在较短时间内达到反应平衡，所以用c图表示。要得到更多的反应产物，采取的措施是增加反应物——过氧化氢的浓度，反应曲线用a表示。(3)为保证实验的科学性，应严格控制该实验中的温度、光照等无关变量，以排除无关变量的干扰。
【答案】　(1)过氧化氢量有限
(2)c　增加过氧化氢浓度　a
(3)温度(或光照或气压等)
第2节细胞的能量“通货”——ATP
(教师用书独具)
●课标要求
1．简述ATP的化学组成和特点。
2．写出ATP的分子简式。
3．解释ATP在能量代谢中的作用。
●课标解读
1．ATP的基本结构，简单了解即可。
2．ATP与ADP相互转化的过程是本节重点，可通过图像理解转化过程中物质及能量的变化。
3．ATP在能量代谢中的作用，记住即可。
●教学地位
ATP是生命活动的直接能源物质，是细胞内能量转换和传递的“中转站”，它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪，又为后续的细胞呼吸和光合作用中具体能量的转化过程作了铺垫。在近三年高考中，ATP的结构、合成和利用以选择题形式考查，结合细胞呼吸的题目，多以非选择题的形式出现。
●教法指导
1．利用多媒体播放幻灯片，展示“萤火虫发光器实验”过程。问题：为萤火虫发光直接提供能量的物质是什么？是葡萄糖还是ATP？PPT展示：实验过程，进行讲解。 强调实验设计的三个原则：对照、等量、单因子原则。
2．教学中恰当运用比喻：在细胞中糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用，可以比喻为存折，生活中存折不能直接流通，ATP分子能被直接利用可以比喻为货币，生活中货币可以直接流通，这样使学生更容易理解标题，并能激发学习兴趣。
3．ATP、ADP相互转化是本课时的重点。利用多媒体创设问题情境： 一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48 kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5 kg/min。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2～10 mg。人体细胞每天的能量需要水解200～300摩尔的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2 000～3 000次。分析资料可知ATP在生物体内存在特点是：转化快，含量低，且含量相对稳定。由转化反应式的条件可知物质可逆，能量不可逆。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．百度搜索《秋夕》，欣赏设计图，播放唐诗《秋夕》的Flash动画：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”引出问题：萤火虫发光除了需要荧光素外还需要的能量直接来自葡萄糖还是其他物质呢？
2．以一则小故事“相传我国晋朝时有个青年叫车胤，他酷爱学习，但由于家贫买不起蜡烛，不能读书。于是就捉了很多萤火虫，装在薄薄的布袋子里。四五十只萤火虫发出的光真能抵得上一支点燃的蜡烛呢！他就借着萤火虫的光刻苦学习，后来成为一位有大学问的人。” 为切入点。
3．设置问题情境导入课题(1)萤火虫发光的生物学意义是什么？(2)萤火虫体内有特殊的发光物质吗？(3)萤火虫发光的过程有能量的转换吗？再总结与能量相关的知识。细胞的主要能源物质、生物体内储存能量的物质、生物能量的最终来源分别是什么？这些能为生命活动直接供能吗？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P88第1标题相关内容及左侧相关信息，填写“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P88～89第2、3标题内容完成“【课前自主导学】知识2、知识3及思考交流2”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第一种方式FLASH动画配诗或以第二种古代故事加设问方式导出课题。 步骤2：检测自学效果：①板演ATP的结构简式并标注名称；②作答【正误判断】及【对点连线】并进行校正。 步骤3：采取抢答方式完成【课堂互动探究】探究1的“问题导思”并详解例1。

步骤7：引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】及教材P90【基础题】2、3及【拓展题】。 步骤6：ATP的利用可由【新课导入建议】3引出，课件展示实例，由学生归纳ATP的利用具体形式。完成【当堂双基达标】1、2、3、4、5题。 步骤5：以【教法指导】3的材料，引发学生思考ATP与ADP间可进行有条件的相互转化，强调物质可逆，能量不可逆以及ATP的主要能量来源于细胞呼吸、光合作用，并展示转化过程比较表格，尝试填充。参看【课堂互动探究】探究2中的第2知识点。 步骤4：诵读【结论语句】1，课件展示ATP的结构，并以不同色彩标注其各部分组成及名称。
课　程　标　准 重　点　难　点
1.简述ATP的化学组成和特点。2．写出ATP的分子简式。3．解释ATP在能量代谢中的作用。 ATP结构与功能。(重点)
(见学生用书第54页)
ATP的结构与特点
1.ATP的结构(如图)
(1)图中的①②高能磷酸键；③磷酸基团；④腺苷。
(2)ATP的中文名称：三磷酸腺苷。
(3)结构简式：A—P～P～P。
2．结构特点
(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键，高能磷酸键储存大量能量。
(2)ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，远离A的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。
1．ATP结构中，去除两个远离A端的磷酸基团后，剩余部分是哪种物质的单体？
【提示】　RNA的单体。
ATP与ADP可以相互转化(如图)
1．图中②为ATP的水解，其作用是为各项生命活动提供能量。
2．相互转化反应式：ATPADP＋Pi＋能量。
3．ATP合成的能量来源
(1)动物、人、真菌及大多数细菌：呼吸作用。
(2)绿色植物：呼吸作用、光合作用。
4．ATP释放的能量来源
ATP中远离A的高能磷酸键。
5．相互转化特点
(1)ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中。
(2)ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。
2．ATP与ADP的相互转化反应式是可逆反应吗？
【提示】　不属于可逆反应，所需酶及场所均不同。
ATP的利用
1.ATP是生命活动的直接供能物质
(1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接供应能量。
(2)实例：
2．ATP是细胞内流通的能量“通货”
(1)吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。
(2)放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
(3)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。
1．ATP的结构式可以简写成A—P—P～P。(×)
【提示】　应为A—P～P～P。
2．ATP分子中含有两个高能磷酸键，且都很容易断裂和重建。(×)
【提示】　远离A的高能磷酸键易断裂和重建。
3．细胞的主动运输与ATP水解的反应相联系。(√)
4．ATP与ADP之间的相互转化只需要一种酶，且不是一个可逆反应。(×)
【提示】　 需要两种酶。
①葡萄糖　　　　　　　a．细胞生命活动的最终能源
②脂肪 b．细胞中的直接供能物质
③ATP c．细胞中良好的储能物质
④太阳能 d．细胞中的主要能源物质
【提示】　①—d　②—c　③—b　④—a
(见学生用书第55页)
ATP的结构及其功能
【问题导思】
①ATP的组成元素有哪些？单位组成如何？
②ATP成为细胞生命活动的直接供能物质的原因是什么？
1．ATP的元素组成与结构
2．ATP与核苷酸的关系
3．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。
　(2013·旅顺高一检测)如图为三磷酸腺苷的一种表示方法，请据图回答下列问题。
(1)三磷酸腺苷又叫________，图中的“～”表示的是____________。
(2)三个ATP含有________个高能磷酸键；如果一个ATP脱去两个磷酸基，形成AMP，AMP是________的基本化学组成单位之一。
(3)用?□三种符号分别表示磷酸、核糖与腺嘌呤，试写出这三种分子在ATP中的连接方式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题导析】　考查对ATP的结构简式中各组成成分的识记情况。
(1)ATP的中文名称。
(2)ATP的化学组成。
(3)ATP的结构特点。
【精讲精析】　三磷酸腺苷简称ATP，一分子ATP中含有一个腺苷和3个磷酸基团。一分子ATP含有两个高能磷酸键，用“～”表示。两个高能磷酸键都水解形成的AMP是组成RNA的成分之一。
【答案】　(1)ATP　高能磷酸键　(2)6　RNA
(3)
ATP与ADP的相互转化
【问题导思】
①ATP水解释放的能量的应用实例有哪些？
②ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，尝试说出理由。
1．ATP的转化及利用
2．转化过程比较
反应式 ATP→ADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP→ATP
类型 水解反应 合成反应
条件 水解酶 合成酶
场所 活细胞内多种场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体
能量转化 放能——与吸能反应相联系 储能——与放能反应相联系
能量来源 高能磷酸键 有机物和光能
能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中
3.相互转化的意义
由于ATP和ADP之间在细胞内的相互转化十分迅速，从而使细胞内ATP和ADP含量总是处于动态平衡之中。
　
ATP是细胞内的直接供能物质，但并非所有的生命活动所需的能量都是由ATP提供的，如植物对水分的吸收和运输，其动力来自叶片蒸腾作用产生的拉力。
　(2012·青岛高一检测)有关反应式“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述中，错误的是(　　)
A．肺泡内的气体交换时，不伴随①过程的进行
B．该反应中物质是可逆的，能量是不可逆的
C．①②反应在活细胞中循环进行保证了生命活动的顺利进行
D．细胞中所有ATP均来自于呼吸作用
【审题导析】　解答本题应从以下三个关键点入手考虑：
(1)O2和CO2的跨膜运输不需要ATP。
(2)ATP与ADP的相互转化条件不同，为不可逆反应。
(3)不同的生物，ATP的形成来源不同。
【精讲精析】　现将上述四个选项分析如下：
选项 逐项分析 结论
A 肺泡内的气体交换是指O2和CO2进出细胞，是通过自由扩散实现的，而自由扩散不消耗能量 正确
B 在ATP和ADP的相互转化过程中，物质是可逆的，但能量来源不同，是不可逆的 正确
C 生命活动需要能量，能量通过ATP分子在放能反应①和吸能反应②之间流通，保证了生命活动的顺利进行 正确
D 对于动物细胞，细胞中的ATP均来自于呼吸作用。但对于绿色植物细胞，ATP的形成除来自呼吸作用外，还来自光合作用 错误
【答案】　D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．ATP的结构简式是A—P～P～P，其中“A”表示腺苷，“P”代表磷酸基团，“～”代表高能磷酸键。
2．ATP与ADP相互转化的反应式是 ATPADP＋Pi＋能量。
3．合成ATP所需的能量可来源于光合作用和呼吸作用。
4．ATP是生命活动的直接能源物质。
(见学生用书第56页)
1．(2012·济南高一检测)ATP结构中的两个高能磷酸键断开后，剩余部分的结构可称为(　　)
A．腺嘌呤　　　　　　　B．腺苷
C．腺嘌呤核糖核苷酸 D．腺嘌呤脱氧核苷酸
【解析】　ATP中的A称为腺苷，由腺嘌呤和核糖构成，则两个高能磷酸键断裂后，剩余部分结构恰好构成RNA的基本组成单位——腺嘌呤核糖核苷酸。
【答案】　C
2．(2012·广州检测)当其他条件均可满足时，20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的高能磷酸键个数是(　　)
A．20个和30个　　　　　　　　B．20个和40个
C．40个和40个 D．40个和60个
【解析】　一个ATP分子中含有1个腺苷、3个磷酸、2个高能磷酸键。20个腺苷，对应60个磷酸，即只能形成20个ATP分子，共含有40个高能磷酸键。
【答案】　B
3．下列生理过程中不能使ADP增加的是(　　)
A．核糖体上合成血红蛋白
B．肺泡表面进行气体交换
C．小肠吸收氨基酸
D．神经冲动的传导
【解析】　ADP不增加也就是ATP不水解，即不用提供能量，则本题就转换为“下列生理过程中，不消耗能量的是”这样的问题。B选项是自由扩散的过程，不消耗能量；而A选项是合成蛋白质的过程，需能量供给；C选项是主动运输的过程，需能量；D选项神经冲动的传导也需要ATP供能。
【答案】　B
4．(2012·福州高一质检)以下是有关生物体内ATP的叙述，其中正确的一项是(　　)
A．ATP与ADP相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下迅速顺利地进行
【解析】　活细胞中不停地进行代谢，所以ATP和ADP的相互转化就会不断地进行。ATP与ADP是两种不同的物质，并且ATP在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要就是因为ATP和ADP不断的相互转化。酶是能够保障生物体各项生命活动在常温常压下迅速顺利地进行的必要条件。
【答案】　A
5．在活细胞中，如下图所示的循环过程不停地进行着，请运用所学的知识分析完成ATP和ADP循环中的有关问题：
(1)ATP作为生物体生命活动的________物质，其分子结构简式为____________，在②过程中，是由于______________键断裂而释放出能量。
(2)在绿色植物体内与①相应的生理活动是主要在细胞内的________、________和________中进行的。
(3)A1和A2具有________作用，在图中它们的作用分别是促进________________。
(4)在呼吸作用中，应该进行____________过程，能量来自________________。
(5)根吸收矿质元素离子的过程中，应该进行________过程，能量用于________。
【答案】　(1)直接能源　A—P～P～P　远离A的高能磷酸　(2)细胞质基质　线粒体　叶绿体　(3)催化　ATP的合成和水解　(4)①　糖类等有机物的分解　(5)②　主动运输
第3节ATP的主要来源——细胞呼吸
(教师用书独具)
●课标要求
1．说出线粒体的结构和功能。
2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。
4．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。
●课标解读
1．对于细胞呼吸的概念，记忆即可。
2．有氧呼吸和无氧呼吸的特点和过程是本课时的重点，应结合反应式、图解等熟练的理解并总结比较二者的异同。
3．利用细胞呼吸作用的原理解释一些生产生活实际，理解影响细胞呼吸速率的因素。
4．重视有关细胞呼吸的实验设计。
●教学地位
本节是“细胞的能量供应和利用”一章中的重点内容。它系统介绍了生物体有机物中能量释放的一个重要过程，为我们了解不同生物生命活动的过程奠定了基础。它与前面所学的组成细胞的分子、线粒体的结构和功能、主动运输、能量通货ATP等内容有密切的联系，也为今后学习其他生命活动及规律奠定基础。在近三年的高考中，细胞呼吸的过程，环境因素对细胞呼吸的影响，细胞呼吸的相关实验等出现的频度很高。
●教法指导
1．有氧呼吸的过程是本课时的重点，可采取PPT展示与组织活动相结合方式处理。针对每个阶段涉及的场所、条件、反应物、产物、反应式等分别用不同的动画色彩强调，PPT出示三个阶段的比较表格，分成三个小组去独自完成并尝试绘出每个阶段的简图。
2．对易混易错知识点采取“选择性板书”如“氧化”中的“氧”是氧化分解，而不是在“氧气”作用下分解；能量——释放能量，而不是释放ATP，只为ATP形成提供所需能量，释放的能量只是部分生成了ATP。
3．对生物的无氧呼吸的“特殊点”进行点睛式总结即乳酸菌、破伤风杆菌及体内寄生虫均进行无氧呼吸；动物无氧呼吸的产物是乳酸，植物无氧呼吸一般产生的是酒精(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚和苹果果实产生的是乳酸)，微生物两种情况均有；多数进行有氧呼吸的生物仍然保留有无氧呼吸的能力。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．下面是关于甜米酒的酿制过程：(1)将糯米煮熟；(2)用开水浇烫小口容器罐的内部后，留作酿制容器；(3)将煮熟的糯米和适量的酒NBB96(酵母菌)混匀后，放入酿制容器；(4)密封容器。 思考以下问题：(1)为什么要将糯米煮熟？(2)为什么要用开水浇烫容器？(3)为什么要在糯米的中间留出一个空间？ (4)为什么要密封容器？(5)在酿酒的过程中总是“先来水”，“后来酒”，为什么？
2．实验成果展示：取干种子(玉米或小麦)100克平均分成两份装入两个相同容器中：A容器中：干种子——一段时间后，无明显变化；B容器中：干种子＋水——一段时间后，有发热现象。这说明了什么呢？导入课题。
3．通过播放动画片《大力水手》，引出ATP的主要来源是细胞呼吸，细胞呼吸对于学生们来说是陌生的，通过生活中一些实例来说明细胞呼吸跟我们的生活实际是密切联系的。那么到底细胞呼吸是什么呢，在细胞呼吸过程中，物质和能量是怎样变化的呢？导入课题。
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P91～92细胞呼吸概述及探究实验有关知识，填充“【课前自主导学】知识1”；②阅读教材P93～95有氧呼吸、无氧呼吸有关内容完成“【课前自主导学】知识2及思考交流1”；③阅读教材P95【资料分析】完成“【课前自主导学】知识3及思考交流2”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第3种方式FLASH动画或以第二种实验成果展示加设问方式导出课题。 步骤2：检测自学效果：①迅速板书有氧呼吸和无氧呼吸的反应方程式；②完成【判断正误】及【对点连线】并进行评述。 步骤3：演示实验，同时让学生参与仪器装置的连接，并针对教材P92的装置图提出问题进行分析等。根据实验现象由学生说出酵母菌细胞呼吸产物。

步骤7：诵读【结论语句】，分组完成【当堂双基达标】1、2、3、4、5小题。 步骤6：结合教材P95的生活实例总结细胞呼吸的原理应用并总结影响细胞呼吸的环境因素。分析例2，并加以强化。 步骤5：对无氧呼吸的处理可采取比较法即先展示无氧呼吸的过程图解，由学生尝试回答二者的异同，参看【课堂互动探究】探究1，点拨细胞呼吸方式的判断方法。然后结合例1的【审题导析】剖析解答细胞呼吸题目的突破点。 步骤4：课件展示有氧呼吸的过程，并让学生抢记抢答三个阶段的场所、条件、反应物、产物、能量、反应式等，出示表格再通过板书强化记忆。

步骤8：引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。草纸上能准确写出细胞呼吸反应式，并进行学生间互评。课下完成【课后知能检测】。
课　程　标　准 重　点　难　点
1.说出线粒体的结构和功能。2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。4．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。 1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较。(重难点)2．有氧呼吸的过程。(重难点)
(见学生用书第57页)
细胞呼吸及概述
1.细胞呼吸
(1)反应物：有机物。
(2)条件：有氧或无氧。
(3)实质：分解有机物，释放能量。
(4)产物：ATP、CO2或其他产物。
(5)类型：有氧呼吸和无氧呼吸。
2．探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)实验材料
①酵母菌：
a．代谢类型：在有氧和无氧条件下都能生存，是兼性厌氧菌。
b．细胞呼吸方式判断：在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物不同，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。
(2)实验装置
①有氧条件下装置，如图甲
甲
②无氧条件下装置，如图乙。
乙
(3)产物检测
①检测CO2的产生
试剂名称 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝水溶液
现象观察 变浑浊 由蓝变绿再变黄
评价标准 石灰水混浊程度 由蓝变绿再变黄的时间长短
　②检测酒精的产生
试剂名称 实验条件 实验现象
重铬酸钾溶液 酸性 由橙色变成灰绿色
(4)结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。
细胞呼吸的方式
1.有氧呼吸
(1)概念
有氧呼吸)
(2)主要场所：线粒体。
(3)过程
(4)总反应式
C6H12O6＋6O2＋6H2O12H2O＋6CO2＋能量
(5)反应特点：
①能量是逐步释放的。
②有机物彻底氧化分解。
1．家里养金鱼时，需不断向金鱼缸里通氧气，为什么？
【提示】　金鱼进行有氧呼吸需要充足氧气。
2．无氧呼吸
(1)酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵，根据产物不同可分为酒精发酵和乳酸发酵。
(2)酒精发酵与乳酸发酵的比较
　　　发酵类型比较项目　　　 酒精发酵 乳酸发酵
场所 细胞质基质
过程
第一阶段 葡萄糖丙酮酸＋[H]，释放少量能量
第二阶段 丙酮酸酒精＋二氧化碳 丙酮酸乳酸
总反应式 C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量 C6H12O62C3H6O3＋少量能量
细胞呼吸原理的应用
1.对有氧呼吸原理的应用
(1)利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
(2)提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞产生大量乳酸。
(3)及时松土有利于根系生长。
(4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根变黑、腐烂。
2．对无氧呼吸原理的应用
(1)利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
(2)包扎伤口应选用透气的敷料。
(3)破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，皮肤破损较深时，需清理伤口、注射破伤风抗毒血清等。
2．从细胞呼吸的角度分析，需控制什么条件可获得新鲜荔枝？
【提示】　低O2、高CO2、零上低温、湿润等条件，抑制细胞呼吸。
1．酵母菌进行有氧呼吸的场所是线粒体。(×)
【提示】　细胞质基质和线粒体。
2．细胞呼吸的第一个阶段是在线粒体基质中进行的。(×)
【提示】　应在细胞质基质。
3．有氧呼吸的第三个阶段释放的能量最多。(√)
4．马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸的产物一般是酒精和二氧化碳。(×)
【提示】　该产物应是乳酸。
5．进行有氧呼吸的生物一定有线粒体。(×)
【提示】　好氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸。
6．无氧呼吸的两个阶段都产生能量。(×)
【提示】　第二个阶段不产生能量。
7．线粒体内不能将葡萄糖分解为水和二氧化碳。(√)
8．有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段完全相同。(√)
①酒精的检测　　　　　　a．溴麝香草酚蓝水溶液
②CO2的检测 b．重铬酸钾溶液
③脂肪的检测 c．甲基绿吡罗红染液
④核酸的检测 d．碘液
⑤淀粉的检测 e．苏丹Ⅳ染液
【提示】　①－b　②－a　③－e　④－c　⑤－d
(见学生用书第58页)
有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
【问题导思】
①酵母菌进行有氧呼吸、无氧呼吸的场所、过程、产物有哪些不同？
②利用麦芽、酵母菌酿酒时的发酵与制造酸奶时的乳酸发酵有哪些异同？
1．细胞呼吸过程图解
　
1．无氧呼吸只在第一阶段生成ATP，而有氧呼吸的三个阶段都有ATP合成。
2．有氧呼吸过程中H2O既是反应物，又是生成物，且H2O中的氧全部来源于O2。
2．有氧呼吸与无氧呼吸的异同点
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点
条件 需氧 不需氧
场所 细胞质基质(第一阶段)线粒体(第二、三阶段) 细胞质基质
分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底
产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量释放 大量能量 少量能量
相同点
反应条件 需酶和适宜温度
本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
　
细胞呼吸方式的判断方法
1．依据O2吸收量和CO2释放量判断：
(1)不消耗O2，释放CO2―→只进行无氧呼吸。
(2)O2吸收量＝CO2释放量―→只进行有氧呼吸。
(3)O2吸收量＜CO2释放量―→两种呼吸方式同时进行，且多余CO2来自无氧呼吸。
2．依据酒精和CO2生成量判断：
(1)酒精量＝CO2量―→中只进行无氧呼吸。
(2)酒精＜CO2量―→两种呼吸方式同时进行，且多余CO2来自有氧呼吸。
　(2012·安徽高考)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。
　　　　试管编号加入的物质　　　 细胞质基质A　　B 线粒体C　　D 酵母菌E　　F
葡萄糖 － 　 ＋ －　＋ ＋　＋
丙酮酸 ＋ 　 － ＋　－ －　－
氧气 ＋ 　 － ＋　－ ＋　－
注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。
(1)会产生CO2和H2O的试管有________，会产生酒精的试管有________，根据试管________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号)
(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4 二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。
【审题导析】　解答此题应从以下两点突破：
(1)产生CO2和水必须具备的底物是丙酮酸，场所为线粒体；产生酒精的条件为：无氧；场所为细胞质基质。
(2)由设问(2)中DNP的作用“不影响水的生成且又会使释放的能量不合成ATP”知该物质抑制线粒体内膜上合成ATP的酶。
【精讲精析】　(1)A管因缺少分解葡萄糖的酶而无反应发生，B管可进行无氧呼吸，C管在氧气存在下可进行有氧呼吸的第二、三阶段，D管中葡萄糖不能在线粒体中被分解故无反应，E和F管分别进行有氧呼吸和无氧呼吸。
(2)[H]与氧结合形成水的过程发生在有氧呼吸的第三个阶段，场所位于线粒体内膜，DNP虽不影响该反应的进行，但影响ATP的形成，导致该过程的能量全部以热能形式散失。
【答案】　(1)C、E　B、F　B、D、F
(2)线粒体内膜　能
影响细胞呼吸的因素
【问题导思】
①稻田长期不排水，幼根为何会变黑、腐烂？
②从细胞呼吸的影响因素考虑，如何保存水果、蔬菜、种子？
1．温度
通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。
2．O2浓度
(1)对有氧呼吸：O2是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着O2浓度增加，有氧呼吸强度也增加，但O2浓度达到一定值时有氧呼吸强度将不再随O2浓度增加而增加(如图a)。
(2)对无氧呼吸：随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，O2浓度达一定值时，被完全抑制(如图b)。
(3)绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧浓度的影响(如图c)。
应用：①作物栽培中，采取中耕松土，防止土壤板结等措施，都是尽量使O2浓度大于E点对应的O2浓度，保证根细胞的正常呼吸，有利于肥料的吸收。
②生产中利用低氧(A点的浓度)抑制细胞呼吸，减少对有机物的消耗来延长蔬菜、水果、粮食的保存时间。
3．CO2浓度
CO2是细胞呼吸的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加会抑制细胞的呼吸。
4．水分
水是原料，也是产物，细胞呼吸过程必须在细胞内的水环境中才能完成。在一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。
应用：粮油种子在储藏时，必须降低含水量，使种子呈风干状态，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗；同时防止微生物大量繁殖而使种子变质。
　
温度、O2浓度和水分等只是影响细胞呼吸的外界因素，其内在影响因素主要是植物种类的差异。
　(2013·包头高一检测)下图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。请据图分析说明：
　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙
(1)从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在________点。AB段说明：在一定温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸________。温度的变化主要是影响________的活性。
(2)乙图中曲线Ⅰ表示________呼吸类型。如果曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是________。曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要是________。
【审题导析】　解答此题应解读坐标曲线的含义即：
(1)图甲的最适温度为B点对应的温度，此时酶活性最高，细胞呼吸速率最大。
(2)图2中的Ⅰ曲线代表的植物细胞呼吸速率随O2浓度增加而降低，说明此曲线为无氧呼吸速率。
【精讲精析】　甲图中呼吸相对速率最大值在B处，判断细胞呼吸最旺盛时的温度在B点。温度主要通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸作用，呼吸作用也有最适温度，小于最适温度时，随温度升高，细胞呼吸加快，在最适温度处，细胞呼吸最快，超过最适温度，随温度升高，细胞呼吸减慢。乙图中曲线Ⅰ无氧气时呼吸速率最大，氧气越多，速率越小，说明是无氧呼吸，曲线Ⅱ无氧气时，呼吸速率为0，氧气越多，速率越大，说明是有氧呼吸。细胞呼吸分解的有机物主要是葡萄糖。
【答案】　(1)B　加快　酶
(2)无氧　酒精　葡萄糖
探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下均能生存，有氧呼吸产生H2O和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2。
(2)呼吸产物——CO2和酒精的检测
①澄清石灰水变混浊，且混浊程度与CO2产量有关
②蓝色的溴麝香草酚蓝水溶液变绿再变黄，且变黄时间长短与CO2产量有关
③橙色重铬酸钾溶液变灰绿色
2．设计思路——设计对比实验
　控制变量　―→　结果比较分析―→　得出结论
(有氧、无氧条件)　(CO2的多少)　(两种呼吸方式)
3．实验变量分析
探究课题 有氧呼吸 无氧呼吸
自变量 有氧和无氧
因变量 产生CO2的多少、酒精的有无
无关变量 温度、营养物质的浓度和总量
实验结论 在有氧条件下产生的CO2多 在无氧条件下才能产生酒精
4.实验装置分析(流程图见教材P92)
(1)第一组装置中的第一个锥形瓶中盛放的试剂是NaOH溶液，其目的是使进入A中的空气先经NaOH处理后，排除空气中CO2对实验结果的干扰。
(2)第二组装置中B瓶放置一段时间后，才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连接，其目的是让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉，确保产物CO2均来自于无氧呼吸。
　
1．澄清石灰水和溴麝香草酚蓝试剂在使用时均需隔绝空气，且溴麝香草酚蓝试剂需避光保存。
2．配制酵母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入新鲜食用酵母菌。
　(2012·东北师大附中期末)图示为探究酵母菌呼吸方式类型的装置，下述叙述错误的是(　　)
A．假设装置1中的液滴左移，装置2中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸
B．假设装置1中的液滴不移动，装置2中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸
C．假设装置1、2中的液滴均不移动说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸
D．假设装置1中的液滴左移，装置2中的液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
【审题导思】　解答此题应从以下几点突破：
(1)明确装置1液滴左移，有氧呼吸必然存在。
(2)明确装置1液滴不移动，只存在无氧呼吸。
(3)两装置液滴都不移动意味不存在细胞呼吸。
【精讲精析】　装置1中因为有NaOH溶液，细胞呼吸释放的CO2被吸收，因此红色液滴的移动代表氧气的消耗。装置2中的水溶液不能吸收呼吸作用释放的CO2，因此红色液滴的移动代表释放的CO2与氧气的消耗的差值。酵母菌有氧呼吸消耗的氧气与释放的CO2相等，无氧呼吸不消耗氧气，但产生CO2。因此装置1中的液滴只能左移或不动，不动则只进行无氧呼吸，若左移，必然存在有氧呼吸，若装置2中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸。但当装置1、2中的液滴均不移动时，只能说明一个情况：酵母菌已死亡。
【答案】　C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
细胞呼吸无氧呼吸细胞质基质酒精和二氧化碳乳酸有氧呼吸第二阶段场所：线粒体基质产物：CO2、[H]第一阶段场所：细胞质基质产物：丙酮酸、[H]第三阶段场所：线粒体内膜产物：H2O影响因素氧气：促进有氧呼吸抑制无氧呼吸原理的应用温度：影响酶的活性二氧化碳：抑制细胞呼吸
结 论 语 句
1．有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量
2．有氧呼吸的三个阶段
(1)细胞质基质：C6H12O6丙酮酸＋[H]＋能量
(2)线粒体基质：丙酮酸＋H2OCO2＋[H]＋能量
(3)线粒体内膜：[H]＋O2H2O＋能量
3．无氧呼吸的两种反应类型
(1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量
(2)C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量
4．真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。
(见学生用书第61页)
1．(2013·泰州高一检测)在有氧呼吸过程中，水参与的阶段和水生成的阶段分别是(　　)
A．第一和第二阶段　　B．第二和第三阶段
C．第一和第三阶段 D．第二和第二阶段
【解析】　有氧呼吸第二阶段在水参与下丙酮酸彻底分解。第三阶段O2与[H]结合生成水并释放大量能量。
【答案】　B
2．(2012·江苏高考改编)下图表示细胞呼吸作用的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(　　)
A．①和②都具有双层生物膜
B．①和②所含酶的种类相同
C．②和③都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
【解析】　①→②→③表示真核细胞有氧呼吸，①过程在细胞质基质中进行，无膜结构，甲为丙酮酸，②过程在线粒体基质中进行，乙为[H]，产生少量能量，③在线粒体内膜上进行，能产生大量能量；酶具有专一性，即①、②场所不同，酶的种类也不同。
【答案】　D
3．(2012·大庆高一质检)对检验酵母菌细胞呼吸产物的描述不正确的是(　　)
A．二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊
B．二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液变绿再变黄
C．乙醇在碱性条件下与灰绿色重铬酸钾溶液反应成橙色
D．乙醇在酸性条件下与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色
【解析】　此题主要考查检测酵母菌细胞呼吸作用的产物CO2和酒精的特定的试剂及其颜色反应。产物CO2与澄清的石灰水反应使溶液变混浊；用溴麝香草酚蓝水溶液检测时溶液由蓝变绿再变黄；而产物酒精与酸性条件下的重铬酸钾溶液反应变成了灰绿色。
【答案】　C
4．植物在有氧呼吸时，下列叙述正确的是(　　)
A．全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行
B．第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的[H]和ATP
C．第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的[H]和ATP
D．第三阶段是[H]和氧结合产生H2O，同时生成大量的ATP
【解析】　O2的利用只在第三阶段；第一阶段，产生少量[H]和ATP；第二阶段丙酮酸分解成CO2，产生大量的[H]和少量的ATP。
【答案】　D
5．(2013·南阳高一期末)生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下图所示：
据图回答下列问题：
(1)图中A是________，其产生的部位是________。
(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是________，可在人体细胞中进行的是________。
(3)苹果储藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中________过程；而马铃薯块茎储藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中________过程。
(4)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为________________________________________________________________________。
(5)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为________。
【解析】　图中①是有氧和无氧呼吸第一阶段，②是有氧呼吸第二、三阶段，③④分别是两种无氧呼吸的第二阶段。图中A是丙酮酸。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不会产生酒精。
【答案】　(1)丙酮酸　细胞质基质　(2)②　①②④　(3)①③　①④　(4)种子在有氧呼吸过程中产生了水
(5)1∶3
第4节能量之源——光与光合作用
一　捕获光能的色素和结构
(教师用书独具)
●课标要求
1．说出绿叶中色素的种类和作用。
2．说出叶绿体的结构和功能。
3．理解实验“绿叶中色素的提取和分离”的实验原理和方法。
●课标解读
1．叶绿体中色素的种类和作用了解记忆即可。
2．叶绿体的结构和功能可结合图示加深理解。
3．色素的提取和实验可通过分组实验描述实验现象、总结实验结论、做好材料选取及结果分析等。掌握提取、分离色素的实验方法。
●教学地位
通过第1课时对“捕获光能的色素和结构”的学习，为光合作用光反应阶段的学习打下基础。近三年的高考中，多以图解形式考查色素对光谱的吸收及色素的提取分离中的试剂作用及结果分析等。
●教法指导
1．对色素的提取分离试验的实验结果进行“点睛式”点拨，即①色素的含量——色素带的宽度，②色素在层析液中的溶解度——速度快慢，③色素带距离最近的是叶绿素a和叶绿素b，最远的是胡萝卜素和叶黄素。
2．对于涉及的试剂、材料的选择、作用及结果，设置若干问题在实验室分组实验操作中通过实际实验去分析、总结，如提取绿叶中的色素研磨时为什么要迅速而充分？分离绿叶中的色素时不能让滤液细线触及层析液等。
3．注重合作学习。如一名同学提取绿叶中的色素另一名同学则制备滤纸条；又如一名同学做滤纸条剪去两个角的实验，另一名同学则做滤纸条不剪去两个角的实验，然后比较实验结果的不同。
4．对于色素的吸收光谱分析可采取对照演示的方法进行，即将已置入新鲜的菠菜色素滤液或新鲜的胡萝卜素提取液放在投影仪的光源和三棱镜之间，让学生观察两种情况下光谱区的变化。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．屏幕上出示白化苗图片并提问：为什么白化苗很快就会死亡？为什么没有色素，植物就不能进行光合作用？
2．万物生长靠太阳。为什么这么说呢？请同学们观察以下数据。据统计①地球表面上的绿色植物每年大约制造了4 400亿吨有机物,②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11×1018 kJ。
这个数字大约相当于240 000个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需能量的100倍。根据以上资料，我们可以得出什么结论？那么太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P97～98第1标题相关内容(包括色素的提取分离实验)填写“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P97～99内容完成“【课前自主导学】知识2、知识3及思考交流2”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第一种图片展示方式或以第二种数据展示加设问方式导出课题。 步骤2：检测预习效果：作答【正误判断】并进行校正。同时口答色素分离实验中滤纸条上呈现的四条色素带的位置及颜色。 步骤3：分组实验操作，对照色素带的成果展示进行实验成败分析及结果探讨，参看【实验探究】及例2。

步骤7：引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】及教材P98实验讨论题及P100【拓展题】第2小题。 步骤6：分组绘制叶绿体结构示意图标注色素、酶的分布情况，对色素带进行色素名称标注，并进行同位间批改互评。教师给予总体评述。 步骤5：针对【课堂互动探究】探究的恩格尔曼实验的实验设计“四妙”进行点拨，以例1进行分析，学生完成【当堂双基达标】第4小题。 步骤4：演示色素的吸收光谱实验，学生思考不同色素滤液的吸收情况，课件展示恩格尔曼实验，并对教材P100【资料分析】的讨论进行交流。
课　程　标　准 重　点　难　点
1.说出绿叶中色素的种类和作用。2．说出叶绿体的结构和功能。3．理解实验“绿叶中色素的提取和分离”的实验原理和方法。 1.绿叶中色素的提取和分离。(重难点)2．绿叶中色素的种类和作用。(重点)3．叶绿体的结构和功能。(重点)
(见学生用书第62页)
实验：绿叶中色素的提取和分离
1.色素的提取
(1)实验原理：叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，这两类色素都溶于有机溶剂无水乙醇等中。
(2)实验流程
取材：称取5 g绿叶，剪碎，放入研钵中
　↓
研磨：
二氧化硅
无水
乙醇
　↓
过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将滤液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤
　↓
收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞严
2．色素的分离
(1)实验原理：绿叶中色素在层析液中的溶解度不同，它们随层析液在滤纸条上的扩散速度也不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
(2)实验流程
步骤名称 操作过程
制备滤纸条 剪滤纸条：将滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，并在一端剪去两角↓铅笔画线：在距去角的一端1cm处用铅笔画一条横线
画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液　　　↓画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线　　　↓待滤液干后，重复画一两次
色素的分离 将适量层析液倒入试管中，然后插入滤纸条(有滤液细线的一端朝下)，随后用棉塞塞紧试管口注意：不能让滤液细线触及层析液
观察与纪录 观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色
1．该实验中收集到的滤液绿色过浅，可能的原因有哪些？(至少两条)
【提示】　可能的原因有①未加石英砂、研磨不充分；②一次加入大量的无水乙醇提取；③使用放置数天的菠菜叶。
捕获光能的色素
色素种类 颜色 吸收光谱 滤纸条上的位置
叶绿素 叶绿素a 蓝绿色 主要吸收红光和蓝紫光 中下层
叶绿素b 黄绿色 最下层
类胡萝卜素 胡萝卜素 橙黄色 主要吸收蓝紫光 最上层
叶黄素 黄色 中上层
叶绿体的形态结构、功能及色素
的分布
1．形态：扁平的椭球形或球形。
2．结构
外膜 类囊体 基质
3．功能：绿色植物进行光合作用的场所。
4．色素的分布：类囊体的薄膜上。
2．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而在大棚种植蔬菜时为何常用无色透明薄膜，而不用蓝色或红色薄膜？
【提示】　无色透明薄膜能透过各种单色光，而蓝色或红色薄膜主要透过蓝(紫)光或红光。
1．绿叶中色素的分离可用无水乙醇进行操作。(×)
【提示】　色素分离应用层析液。
2．色素提取时研钵中加少许二氧化硅和少许CaCO3的作用是不同的。(√)
3．画滤液细线时要求齐、细、直，需多次干燥后重复画；且滤纸上的滤液细线需触及层析液。(×)
【提示】　如果触及层析液，细线中色素会溶解到层析液中。
4．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(√)
5．叶绿体类囊体薄膜上只有色素的分布；叶绿体基质中含有少量的DNA、RNA。(×)
【提示】　类囊体膜上还有酶的分布。
6．恩格尔曼的实验方法的巧妙之一是选取了水绵和好氧细菌作实验材料。(√)
(见学生用书第63页)
色素对光能的吸收及叶绿体功能
验证实验
【问题导思】
①从色素对光能的吸收的角度分析叶片为何呈现绿色？
②不同色素对不同波长的光的吸收特点是什么？
③恩格尔曼实验的巧妙之处有哪些？
1．叶绿体中的色素与吸收光谱
2．叶绿体中的色素对光的吸收特点
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。
3．叶绿体功能的验证实验——恩格尔曼实验
(1)实验过程及现象
(2)实验结论
①叶绿体是进行光合作用的场所。
②O2是由叶绿体释放的。
4．实验设计“四妙”
(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和好氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。
(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰。
(3)观测指标设计的妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
(4)实验对照设计的妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，明确实验结果完全是光照引起的等。
　
1．并不是所有的真核植物细胞中都含有叶绿体，只有进行光合作用的组织或器官才含有叶绿体，如叶肉细胞。
2．能进行光合作用的不一定含有叶绿体，如蓝藻。
　(2013·南通高一检测)为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是(　　)
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
【审题导析】　解答此题应从以下三点来入手考虑：
(1)光照是水绵进行光合作用的必需条件。
(2)CO2是水绵进行光合作用的原料。
(3)排除无关变量(空气中的氧)的干扰。
【精讲精析】　水绵中的叶绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，装片中不能有空气，否则好氧细菌均匀分布，无法根据好氧细菌的聚集情况来确定叶绿体是否有放氧功能。
【答案】　B
绿叶中色素的提取和分离
1．实验成功的关键
(1)色素的提取
①选取新鲜叶片：色素含量高。
②加入少许SiO2和CaCO3：研磨充分和保护色素。
③加入无水乙醇：溶解、提取色素。
④收集完滤液后，试管口加棉塞，防止溶剂挥发，并充分溶解色素。
(2)色素的分离
①滤纸条剪去两角，为的是防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。
②画滤液细线时，画得要细、齐、直，使分离的色素带平整、不重叠；而且要重复一两次，使分离的色素带更清晰。
③层析液不能没及滤液细线，防止色素溶于层析液中。
2．注意事项
(1)裁取定性滤纸时，注意双手尽量不要接触纸面，以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。
(2)根据试管的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出试管1 cm，高出的部分做直角弯折。
(3)画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。
(4)研磨要迅速、充分。①因为无水乙醇容易挥发；②为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素。叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。
(5)过滤时，不能用滤纸，要用单层尼龙布(或脱脂棉)，因为滤纸可以吸附色素，降低滤液中色素的含量，使实验效果不明显。
3．观察结果及分析
　
1．由于色素存在于细胞内部，因此在提取前必须先破坏细胞结构，一般情况下，实验室采取研磨法。
2．在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。
　(2012·海南高考)关于叶绿体色素的叙述，错误的是(　　)
A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光
B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素
D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能
【思维导图】
叶绿体
色素种
类叶绿素：约占2/3，
主要吸收红光和
蓝紫光叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素：约占
1/3，主要吸收蓝
紫光胡萝卜素叶黄素提取：分离方法：有机溶剂
提取，纸层析分离
【精讲精析】　叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，A正确；叶绿体中叶绿素含量为3/4，类胡萝卜素为1/4，B正确；不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离，C正确；乙醇提取的叶绿素只要结构不被破坏，仍可以吸收光能。
【答案】　D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中。
2．不同色素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，反之则慢。
3．层析后滤纸条上自上而下的四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
4．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
5．色素分布于叶绿体类囊体薄膜上，而与光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜和叶绿体基质中。
(见学生用书第65页)
1．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述正确的是(　　)
A．加入碳酸钙防止滤液挥发
B．用NaCl溶液提取叶片中的色素
C．用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素
D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
【解析】　色素提取与分离中所用化学试剂或物质的作用：A项中碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，B项中应该用无水乙醇提取绿叶中的色素，C项中层析液用于分离绿叶中的色素而不是无水酒精或丙酮，D项正确。
【答案】　D
2．(2012·龙冈高一检测)利用新鲜的菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验，滤液经层析后，色素带在滤纸条上的分布顺序是(　　)
【解析】　由于四种色素在层析液中的溶解度的不同，造成其扩散速度不同。溶解度最大的是胡萝卜素，它扩散的距离最远，其次是叶黄素，而叶绿素的溶解度小，所以叶绿素a和叶绿素b分别扩散在第三和第四条色素带上。
【答案】　B
3．下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是(　　)
A．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲＋乙)＜(丙＋丁)
C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光
【解析】　新鲜叶片中，含量最多的是叶绿素a(乙)，其次是叶绿素b(甲)，含量最少的是胡萝卜素(丁)，丙是叶黄素。光合色素提取时加碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏。水稻在收获时节颜色变黄，是由于叶绿素(甲＋乙)含量少于类胡萝卜素(丙＋丁)含量。胡萝卜素在层析液中的溶解度最大。叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【答案】　B
4．某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的吸收光谱的是(注：纵坐标为吸收光能的百分比)(　　)
【解析】　植物叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，400～500 nm为蓝紫光区，600～700 nm为红光区，因为叶绿素b是叶绿素的一种，所以答案为A。
【答案】　A
5．(2013·龙岩高一期末)如下图所示为叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具，据图回答：
(1)图中步骤①加入研钵内的物质：A________10 mL，作用是____________；B________少许，作用是研磨充分；C___