09高三冲刺教学案：物质交换、atp和酶

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
21世纪教育网
第3课时——物质交换、ATP和酶
一、复习重点和要突破的考点：物质进出细胞的方式、酶在代谢中的作用、ATP在能量代谢中的作用、通过模拟实验探究膜的透性、观察植物细胞的质壁分离和复原、探究影响酶活性的因素。
二、简要教学过程设计
引入：船员在海上漂泊等待救援过程中，只能喝雨水或自己的尿液而不能喝海水，这是为什么？
组成细胞膜的元素：CHONP
组成细胞膜的化合物：磷脂、蛋白质和少量糖类（主要成分是磷脂、蛋白质，基本骨架是磷脂双分子层）
细胞膜的流动镶嵌模型：磷脂、蛋白质等分子都是流动的；蛋白质分子则以不同的深度结合于膜上。
通过模拟实验探究膜的透性
细胞膜的流动性和选择透过性
物质交换的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞（内吞）、胞吐（外排）
植物细胞的质壁分离和复原实验 ATP的结构简式
ATP在能量代谢中的作用 ATP的形成途径
ATP的生理功能
酶的特点和作用机理
探究影响酶活性的因素
三、典型例题及解析
例1、ATP与ADP之间的相互转变是真正意义上的可逆反应吗？
解析：（1）从反应条件分析：ATP水解是一种水解反应，催化该反应的酶是水解酶；ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。
（2）从能量分析来看：ATP水解所释放的能量来自于高能磷酸键能，而合成ATP所需的能量来自光合作用吸收的光能、呼吸作用分解有机物释放的化学能、磷酸肌酸转化来的能量。
　　（3）从ATP的合成与分解场所分析：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP的分解场所较多。
综上，在生物体内的反应可概括为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是循环的，能量是不循环的”。
例2、将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中正确的是
溶 液 质量变化率
I +8%
II -6%
III -4%
IV 0%
A、I的浓度最低 B、II的浓度较III低
C、IV的浓度最高 D、IV可能是蒸馏水
解析：本题考查植物细胞的吸水与失水的原理及相关信息的处理能力。根据渗透作用原理可知，质量变化率为正值，说明植物细胞液浓度大于外界溶液浓度而渗透吸水；质量变化率为负值，说明植物细胞液浓度小于外界溶液浓度而渗透失水；质量变化率不变，说明植物细胞液浓度等于外界溶液浓度，既没有吸水，也没有失水。因此由表中数据可知（假设马铃薯细胞液的浓度为V0），I III>V0，IV =V0。答案：A
例3、下列有关酶和ATP的叙述中，正确的有
①生物体内都有酶和ATP ②酶是活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质，酶都是在细胞的核糖体上合成的 ③酶的催化作用具有专一性，每一种酶只能催化一种化合物的化学反应，高温、低温、过酸和过碱都会使酶的失活 ④ATP与ADP之间可以相互转化，这种转化是可逆的，ATP的形成完全依赖于细胞内的呼吸作用 ⑤同一个体内的各种细胞所含酶的种类有差异，数量不同，但作用相同 ⑥能合成酶的细胞就能产生ATP，能产生ATP的细胞也在不断地合成酶
A、4个 B、5个 C、0个 D、2个
解析：本题考查有关酶和ATP的相关知识。酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物。大多是蛋白质，少数是RNA。酶具有专一性、高效性和温和性等特点，但低温时酶的活性只是降低，而不是失活，因此与高温、过酸和过碱使酶失活的机理不同。ATP是生命活动的直接能源物质，因此，活细胞内ATP与ADP不停地相互转化，但这种转化仅物质可逆，而能量不可逆。酶和ATP与新陈代谢密切相关，病毒自身不能体现生命现象，就是因为体内缺乏相关的酶和ATP等。同一个体的不同细胞中能进行不同的化学反应，因此就有不同的酶催化不同的化学反应。能合成酶的细胞就一定能产生ATP，但能产生ATP的细胞不一定能不停地合成酶，如哺乳动物成熟的红细胞。答案：C
四、能力训练 （一）单选题
1、科学家常用牛、羊等哺乳动物的红细胞作为研究细胞膜成分的材料的原因 ，不正确的叙述是
A、哺乳动物成熟的红细胞无细胞核等其他膜结构，易得到较纯的细胞膜
B、哺乳动物成熟的红细胞呈游离状态，易分离和稀释
C、哺乳动物红细胞易获取，价格合理 D、哺乳动物红细胞无细胞壁，容易制取细胞膜
2、下列有关ATP的叙述，正确的是
A．一分子ATP彻底水解后得到三分子磷酸基、一分子核糖和一分子腺嘌呤
B．ATP能溶于水，制成的药剂只能注射，不能口服
C．细胞内ATP的含量是处于动态平衡中，对于构成生物体内部稳定的供能环境具有重要意义
D．叶肉细胞内形成ATP的场所只有叶绿体和线粒体
3、下列是有关酶的叙述：①酶是内分泌细胞产生的具有催化活性的蛋白质 ②酶的合成场所可以是核糖体，也可以是细胞核 ③酶与激素的区别是酶有多种功能，而激素只有一种功能 ④ATP水解酶的作用对象是ATP中的高能磷酸键 ⑤酶的形成一般都要经过核糖体的合成，内质网、高尔基体加工、分泌 ⑥基因工程的工具酶有：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体 ⑦为了验证某种物质是消化酶，可用斐林试剂 ⑧酶的组成成分中有可能含有糖类 。以上说法中
A．全部都正确 B．有两个正确 C．有三个正确 D．有五个正确
4、下列有关酶和ATP的叙述中，正确的有
①生物体内都有酶和ATP ②酶是活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质，酶都是在细胞的核糖体上合成的 ③酶的催化作用具有专一性，每一种酶只能催化一种化合物的化学反应，高温、低温、过酸和过碱都会使酶的失活 ④ATP与ADP之间可以相互转化，这种转化是可逆的，ATP的形成完全依赖于细胞内的呼吸作用 ⑤同一个体内的各种细胞所含酶的种类有差异，数量不同，但作用相同 ⑥能合成酶的细胞就能产生ATP，能产生ATP的细胞也在不断地合成酶
A、4个 B、5个 C、0个 D、2个
5、有工厂利用酶将废弃动植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，最适用于该过程的酶是
A．胆碱酯酶 B．固醇酯酶 C．脂肪酶 D．磷脂酶
6、向猪膀胱内注人质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其放人质量浓度为了0.05g/mL的蔗糖溶液中，每隔10min称一次重量，图示坐标图象中，能表示测定结果的是
7、某同学验证pH对酶活性的影响，设计了如下表中的方法步骤。下列评价不合理的是
序号 项目 试管I 试管Ⅱ
1 新鲜唾液 1mL 1mL
2 可溶性淀粉液 2mL 2ml。
3 37℃水浴 10 min 10 min
4 lmol／L盐酸 1mL
5 lmol／L NaOH 1mL
6 碘液 2滴 2滴
7 结果 均不变蓝
A．缺少正常pH的对照组 B．新鲜唾液没有再作稀释
C．检验结果的试剂选择不恰当 D．实验操作步骤的安排不合理
8、生命活动中起催化作用的酶都具有一定的专一性，下列四种酶作用的部位分别是
①限制性内切酶 ②解旋酶 ③肠肽酶 ④ATP水解酶
A．氢键、磷酸二酯键、氨基、高能磷酸键 B．磷酸二酯键、碱基、肽键、高能磷酸键
C．磷酸二酯键、氢键、氨基、磷酸键 D．磷酸二酯键、氢键、肽键、高能磷酸键
9、酶是一种生物催化剂，它与无机催化剂相比较具有专一性、高效性和反应条件比较温和的特点，
下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果，其中最能说明酶具有高效性的是
（二）、多选题 10、在光合作用中，需要酶参与的过程是
A.CO2的固定 B.叶绿素吸收光能　　C.三碳化合物的还原 D.ATP的形成
11、为探究影响酶活性的条件，以下方法不合理的是
A．用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用斐林试剂检测
B．用淀粉酶探究PH对酶活性的影响，用碘液检测
C．用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用碘液检测
D．用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，现象明显
12、右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，
从图中能获得的信息是
A．酶反应最适温度 B．酶因热失活
C．酶反应生成物量与时间关系
D．酶反应速度和酶量关系
13、离体培养的小肠上皮细胞，经紫外线诱变处理后，
不能再吸收甘氨酸，且这种特性在细胞多次分裂后仍
能保持。下列分析中，错误的是
A、细胞对甘氨酸的需求发生变化 B、细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化
C、细胞壁的结构发生变化，导致通透性降低D、诱变处理破坏了细胞中催化ATP合成的相关酶系
14、用酶处理某一生物细胞的最外面部分，发现降解产物主要是葡萄糖，下列生化反应中能够在该细胞的细胞器中完成的是
酶
A．C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O＋能量
R1 R2 R1 R2
│ ∣ 酶 ∣ ∣
B．H2N－C－COOH＋H2N－C－COOH→H2N－C－CO－HN－C－COOH＋H2O
∣ ∣ ∣ ∣
H H H H
酶 光
C．C3H4O3（丙酮酸）＋3H2O → 3CO2＋10[H]＋能量 D．CO2＋H2O—→ （CH2O）＋O2
叶绿体
15、下列有关ATP的叙述中，正确的是
A、植物一生光合作用过程中生成的ATP多于呼吸作用生成的ATP
B、肌细胞收缩时ATP与ADP比值降低
C、细胞中的吸能和放能反应一般与ATP和ADP的相互转化有关
D、细胞内的ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
16、某实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究，设计了如下实验：
实验步骤；
①组装渗透装置两套，分别编号为l、2。
②在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。
③对两组装置进行不同处理：l组用水浴锅加热至37℃，2组的烧杯外加冰块降温。
④两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗的液面刻度变化。
请分析回答下列问题；
（1）本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即 作用速率来进行探究的。
（2）此实验的自变量是 ；为了直观地表示相对速率，
用 作为因变量。
（3）该实验可能的结果与结论是：
① ；② ；③ 。
（4）如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来讲产生这种情况的原因是：① 。② 。
17、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38一1和图38一2。
图38-1 产物CO2浓度随时间变化曲线图 38-2酶催化反应速率随酶浓度变化曲线
（注：酶浓度固定） （注：反应物浓度过量）
请根据以上实验结果，回答下列问题：
（1）在图38一1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38一1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），并分别说明原因。（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38—2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。
能力训练参考答案
（一）、单选题 1、C 2、C 3、C 4、C 5、C 6、D 7、B 8、D 9、A
（二）、多选题 10、ACD 11、AB 12、ABC 13、ACD 14、BCD 15、ABCD
16、（1）渗透 （2）渗透系统所处的不同温度环境 漏斗液面高度的变化
（3）①若1组漏斗液面高度比2组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢。
②若2组漏斗的液面高度比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快。
③若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明温度高低并不影响物质跨膜运输
（4）①低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能
②低温会影响酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量的过程
17、（1）见曲线1（评分依据：每分解1 mmol谷氨酸则产生1 mmol CO2，根据CO2浓度变化曲线，可得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线）。
（2）当谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%时，见曲线2，其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。当温度降低10℃时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。
（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）。原因：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。
高考资源网
21世纪教育网
www.
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网