高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用学案 新人教版必修1

第 1 页 共 1 页 高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用学案

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（一）酶的作用和本质（1）酶的概念：（2）酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解注意：① 本实验成功的关键是实验材料（肝脏）的新鲜程度（新鲜肝脏中含有较多的H2O2酶）。如果肝脏不新鲜，在一些微生物的作用下，H2O2酶被分解，影响实验效果。因此，取材时一定取新鲜的肝脏研磨液。② 向试管中插入快要熄灭的卫生香时，动作要快，但不要插到气泡中，以免使卫生香因潮湿而熄灭。③ 试管最好使用20mm200mm的，这是因为如果试管过小，整个试管就会因充满了稠密的气泡而影响卫生香复燃。④

H2O2溶液有一定的腐蚀性，实验时应小心，切勿溅到皮肤上。否则：用清水及时洗掉。几点说明：（1）实验使用的是肝脏的研磨液，这样可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。（2）滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液不能合用一支滴管。否则，由于酶的催化效率的高效性，少量酶带入FeCl3溶液中也会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，做出错误的判断。（3）实验时要特别注意比较产生气泡多少、卫生香燃烧情况，冒气泡时间长短的比较（时间短的是因为酶很快将过氧化氢分解完了）等。（4）加入催化剂后，要用棉

第 1 页 共 1 页 花塞紧试管口，以免O2逸出。轻轻振荡，使试管中物质混合均匀，为下一步使用卫生香验证做准备。理解：什么是活化能？在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能”。活化能的定义是，在一定温度下一摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能，单位是焦／摩尔，单位符号是J/mol。

（二）酶的特性：（1）酶的高效性：酶的高效性是指与无机催化剂相比较，酶的催化效率要高出很多，一般要高出107～1013倍。（2）酶的专一性：酶的专一性是指每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。（3）酶需要适宜的外界条件：①

温度对酶的影响：酶促反应的正常进行需要适宜的温度。在最适温度条件下，酶的催化能力最高。温度对酶催化能力的影响可用如图1所示的曲线表示。

图1 图2② pH对酶的影响：酶促反应的正常进行需要适宜的pH值。（如图2曲线所示）③ 酶的催化能力与时间关系：酶的催化能力与时间的关系（如图3曲线所示） 图3 图4（3）酶促反应速度与底物浓度的关系：（如图4曲线所示）酶促反应的速度与底物浓度的关系是：在酶量一定的条件下，在一定范围内会随着底物浓度的增加，反应速度也增加，但达到一定浓度后酶促反应的速度也就不再增加了。原因是酶饱和了。（4）酶浓度与酶促反应的关系

第 1 页 共 1 页 2、细胞中的能量“通货”ATP

（一）ATP的生理功能为生物体的新陈代谢过程直接提供能量。ATP是生物体进行新陈代谢所需能量的直接来源。生物体中与能量有关的物质有哪几种？① 葡萄糖细胞内的重要能源物质。

② 淀粉植物细胞中储存能量的物质。③ 糖元动物细胞中储存能量的物质。

④ 糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质。⑤ 脂肪是生物体内储存能量的物质。

⑥ 糖类、脂肪、蛋白质生物体内的能源物质。⑦ 三磷酸腺苷（ATP）是生物体内的直接能源物质。有人将人和高等动物中的几种能源物质按使用的“轻重缓急”作了如下比喻：

1、ATP零花钱，直接用，相当于平常口袋中的，随用随取；

2、 磷酸肌酸家中的钱，转移用，可先支取；

3、 糖类活期存折，主要用，随时支取；

4、 脂肪定期存折，储备用，轻易不取。

（二）ATP分子的结构：

1、ATP分子的结构简式：A”表示一般的共价键。

2、 ATP的分子式：C10H16O13N5P

33、 ATP分子结构式：ATP是一种高能磷酸化合物，一分子ATP中含有两个高能磷酸键，每个高能磷酸键中贮存了大量的自由能，所谓自由能是指能直接用于作功的能量。ATP中高能磷酸键贮存的自由能在键断裂时释放出来，能直接推动各项生命活动而作

第 1 页 共 1 页 功，普通共价键断裂时释放的能量不能直接用于各项生命活动。经测定每摩尔高能磷酸键贮存的能量约为

30、54kJ。所以ATP被称为生命活动的直接能源物质。三、

ATP和ADP之间的相互转化（ATP在细胞中含量很少，但转化很快）（“物质是可逆的，能量不是可逆的”，且ATP生成时，有水生成）（1）从反应条件上看：正逆反应条件是不同的。（2）从ATP合成与分解的场所上看：ATP合成的场所有细胞质的基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所有细胞质膜（供主动运输消耗的能量）、叶绿体的基质（将ATP中的能量释放出来，贮存在合成的有机物中）、细胞质的基质（由ATP供能，活化氨基酸，将活化的氨基酸转移到相应的tRNA上）、细胞核（DNA复制和RNA合成所消耗的能量）等等。因此，其合成与分解的场所不尽相同。显然上述正逆反应并不是同时进行的。（3）从能量上看：ATP水解释放的能量原是储存在高能磷酸键内的化学能，释放出来后供各种生命活动之用，不能再由Pi与ADP形成ATP而储存，而合成ATP的能量主要是有机物中的化学能和太阳能。因此，反应物和反应产物中的能量来源是不同的；正反应中释放出的能量的流向也是不可逆的。四、 ATP的形成场所与途径

1、场所：叶绿体、线粒体、细胞质基质。

2、 形成途径注意：① 在ATP和ADP的相互转化过程中，有一个能量的来源和能量的去向的问题，即形成ATP时，能量来源于细胞呼吸和光合作用（绿色植物），当ATP形成时，释放出的

第 1 页 共 1 页 能量用于各项生命活动。② 生物体的各项生命活动需要能量作动力，ATP为高能化合物，既可储能，又可作为生命活动的直接能源，源源不断地为生命活动提供能量（见下图）

3、ATP的主要来源P

C、 ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中

D、 ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中

7、 生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（ ）

A、 葡萄糖

B、 糖原

C、 三磷酸腺苷

D、 脂肪

8、 某作家脑溢血导致右侧肢体瘫痪，为尽快改善患者新陈代谢状况，尽快恢复其右手书写能力，在治疗时可用下列哪种方法辅助治疗（ ）

A、 静脉滴注葡萄糖溶液

B、 口服含钙片剂

C、 服用多种维生素液

D、 肌肉注射ATP制剂

9、 在植物细胞里可以形成ATP的细胞结构是（ ）① 高尔基体② 核糖体 ③ 线粒体 ④ 叶绿体 ⑤ 细胞质基质

A、 ①②③

第 1 页 共 1 页 B、 ②③

C、 ③④

D、 ③④⑤

10、 人体在剧烈运动时，骨骼肌中ATP的含量仅能维持3s的供能需要，3s以后肌肉消耗的能量来自再生的ATP，其再生过程中的能量来自（ ）

A、 光合作用

B、 有氧呼吸

C、 无氧呼吸

D、 以上B和C1

1、如果一个ATP脱去两个磷酸基，该物质就是构成核酸的基本单位之一，称为（ ）

A、 腺嘌呤核苷酸

B、 鸟嘌呤核苷酸

C、胞嘧啶核苷酸

D、 尿嘧啶核苷酸

12、 如图所示生命活动有关能源物质之间的联系，请分析回答：（1）生物细胞内主要的储能物质是图中的________________。（2）当动物体内ATP不足时，会发生C的变化补充ATP（丙），请写出生成ATP需要的条件____________________。（3）生物体内最终的能源物质是图中的

第 1 页 共 1 页 ___________，它表示_____________。（4）图中三项生理活动的名称分别是：A_________，B___________，D__________。

【试题答案】

1、A

2、 C

3、 C

4、（1）受反应液中酶浓度的限制（2）酶反应的最适温度（3）温度升高使酶活性下降（4）速度加快 无催化反应

5、 正确答案：（1）D（2）甲：蓝色褪去，乙：仍为蓝色。

6、 D

7、 C

8、 D

9、 D

10、 D1

1、A

12、（1）多糖、脂肪（2）ADP、Pi、酶、能量（3）甲；太阳能（4）光合作用光反应；光合作用暗反应；呼吸作用 本题的解答需要明确生物体内能量物质的转变过程与条件。核心是葡萄糖的形成与分解。由图分析，形成葡萄糖的途径为甲→丙→葡萄糖或乙→丙→葡萄糖，而题干已经提示C过程是补充形成ATP的途径，则乙应当是ADP和Pi，甲应为太阳能，通过光合作用将光能转变为化学能，它是能量的最终来源。规律总结：解此类题，

第 1 页 共 1 页 应从图像分析的角度下手，正确应用已知条件（如本题中丙为ATP）