高中生物酶的教案

高二生物《新陳代謝與酶》教案。

俗話說(shuō)，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問(wèn)題。我們要如何寫好一份值得稱贊的教案呢？經(jīng)過(guò)搜索和整理，小編為大家呈現(xiàn)“高二生物《新陳代謝與酶》教案”，僅供參考，希望能為您提供參考！

高二生物《新陳代謝與酶》教案

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)方面
1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)
2、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程；初步理解酶的概念、酶的特性、影響酶活性的因素
3、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面
在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念，探究酶的特性，探究影響酶活性因素的過(guò)程中，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位；通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系；體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育。

教學(xué)建議

教材分析
1、酶的發(fā)現(xiàn)
教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是RNA，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解。
2、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點(diǎn)，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn)，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入；

　3、影響酶活性的因素
本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》切入。
本節(jié)內(nèi)容的最后，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開闊學(xué)生的視野，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。

教法建議
1、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)
新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念，在初中生物課和高中生物課緒論中，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí)，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的，合成與分解是如何進(jìn)行的，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命。
例如，為使學(xué)生理解"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程；發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等，使學(xué)生對(duì)"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。
2、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn)。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn)。
生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的，開放的系統(tǒng)。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，而必須在常溫、常壓、水溶液環(huán)境下能快速、有序地進(jìn)行的，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾，這是新陳代謝為什么離不開生物催化劑，即酶的原因。
酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。酶的特性這部分內(nèi)容，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn)，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié)。
在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái)，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切。

　3、使學(xué)生理解酶具有高效性、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn)，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。
在組織學(xué)生操作、分析、討論《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

第一節(jié)新陳代謝與酶

新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶的特性、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用

新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶在生物新陳代謝中的作用

1課時(shí)

板圖、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)

1、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)

（1）學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí)，如：

①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的？

②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的？

③學(xué)生如何理解同化作用、異化作用，物質(zhì)代謝、能量代謝，它們之間有何關(guān)系？

④想一想，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程，各是如何參與的等等？

（2）學(xué)生一般只能從生物個(gè)體、器官或系統(tǒng)水平上，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)把討論引向微觀水平，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程。如可以設(shè)問(wèn)：

①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？

②你吃下的淀粉類食物，通過(guò)什么途徑為你提供能量？等等

通過(guò)分析、討論，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持，需要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì)，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”。

2、酶的概念、特性及其生理功能

在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的，可以提問(wèn)，如：

（1）細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下，迅速高效的進(jìn)行呢？

（2）在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢？

這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，即酶。

3、酶的發(fā)現(xiàn)史

這部分的教學(xué)，教師可讓學(xué)生自己閱讀，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程、方法有一個(gè)較為全面的了解，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。

學(xué)生閱讀后，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說(shuō)明。

酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上。它們分別存在于各種細(xì)胞中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行。

很多年來(lái)，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì)。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：RNA也可以是高活性的酶。早在1982年，T.Ceeh發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲的26SrRNA前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接，最終形成L19RNA。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性，沒(méi)有把它與酶等同看待。

1983年Atman和Pace分別報(bào)導(dǎo)了在RNA前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成的。如果除去蛋白質(zhì)部分，并提高鎂離子的濃度，則留下的RNA具有與全酶相同的催化活性，這是說(shuō)明RNA具有酶活性的第一例證。

　“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用，同時(shí)也讓我們看到，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的，而真理是相對(duì)的，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正，甚至推翻。

另外，酶、激素、維生素之間的區(qū)別值得一提，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混?？删透咧猩飳W(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：

酶

激素

維生素

從化學(xué)本質(zhì)上看

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)（如生長(zhǎng)素、胰島素等）、固醇類脂類物質(zhì)（如性激素）

多種多樣，一般為小分子有機(jī)物。如維生素D是固醇類物質(zhì)；維生素A是脂類物質(zhì)（萜類）；維生素C是抗壞血酸（葡萄糖的衍生物）等等。

從生理功能看

可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度，是一種生物催化劑。

激素又稱“化學(xué)信使”，是特定細(xì)胞合成的，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子。它的作用力很強(qiáng)，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng)，但在細(xì)胞中不能積累，很快就會(huì)被破壞。

維生素常常與酶結(jié)合，是較復(fù)雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的，人體一般不能合成它們或合成量不足，必須從食物中攝取。

　可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章。

　4、酶的特性
在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí)，教師可提問(wèn)：

酶作為生物催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?

為解決這個(gè)問(wèn)題，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn)，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，分析得出結(jié)論，即酶的高效性、專一性與多樣性特性。

（1）酶的高效特性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：

一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì)，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的，對(duì)機(jī)體有毒害作用。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng)；二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟。

實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上，教師可列舉其他實(shí)例，概括酶的高效性。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行。

（2）酶的專一性特性

實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”

本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的條件下，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解。

在此基礎(chǔ)上，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性；

（3）酶的多樣性原理，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出。

5、影響酶活性的因素

有條件的學(xué)校，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，理解?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的。

在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí)。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳?，學(xué)生知道其中的原因嗎？”

人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃，雖然體溫只是升高了1℃，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上，而且持續(xù)高燒，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏睡、昏迷、驚厥、甚至危及生命，這是為什么呢？原來(lái)，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響，如溫度、pH值、有機(jī)溶劑、重金屬離子、酶濃度、酶的激活劑、抑制劑等等，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí)，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。

　霍亂是一種烈性傳染病，為霍亂弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高?；魜y弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水，血容量明顯減少，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭，使細(xì)胞得不到鉀、鈉、鈣、氯離子，導(dǎo)致肌肉痙攣；細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)pH值發(fā)生較大的改變，酶活性即相應(yīng)大大降低，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒，最終病人腎功能衰竭，休克、死亡。人體大量出汗、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理；嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果，就是這個(gè)道理。

或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后，有一種應(yīng)急措施，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎？”

酶活性除了與溫度、pH有關(guān)外，還受有機(jī)溶劑、重金屬離子等的影響。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因。

牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì)，而保護(hù)了這些酶的活性。當(dāng)然，這只是應(yīng)急措施，還要去醫(yī)院洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療。

探究活動(dòng)

探究pH值對(duì)酶活性影響

了解pH對(duì)酶活性的影響、學(xué)習(xí)測(cè)定酶的最適pH的方法

酶的活性受環(huán)境pH的影響極為顯著。通常各種酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才表現(xiàn)它的活性。一種酶表現(xiàn)其催化活性最高時(shí)的pH值稱為該酶的最適pH。低于或高于最適pH時(shí)，酶的活性逐漸降低。不同酶的最適pH值不同，例如，胃蛋白酶的最適pH為1.5一2.5，胰蛋白酶的最適pH為8等。

應(yīng)當(dāng)指出酶的最適pH受反應(yīng)物性質(zhì)和緩沖液性質(zhì)的影響。例如，唾液淀粉酶的最適PH約為6.8，但在磷酸緩沖液中，其最適pH為6.4一6.6，在醋酸緩沖液中則為5.6。

1、0.3%氯化鈉的0.5%淀粉溶液（新鮮配制）

2、稀釋200倍的新鮮唾液。

3、0.1M檸檬酸溶液。

4、0.2M磷酸氫二鈉溶液

5、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍。

取8個(gè)50毫升錐形瓶，編號(hào)。按下表中的比例，用吸量管添加0.2M磷酸氫二鈉溶液和0.lM檸檬酸溶液，制備pH5.0一8.0的8種緩沖溶液。

錐形瓶號(hào)

0.2M磷酸氫二鈉溶液（ml）

0.lM檸檬酸溶液(ml)

緩沖溶液pH值

1

5.15

4.85

5.0

2

5.80

4.20

5.6

3

6.31

3.69

6.0

4

6.92

3.08

6.4

5

7.72

2.28

6.8

6

8.69

1.33

7.2

7

9.36

0.64

7.6

8

9.72

0.28

8.0

　取9支干燥的試管，編號(hào)。將8個(gè)錐形瓶中不同pH的緩沖液各取3毫升，分別加入相應(yīng)(l一8號(hào))的試管中。然后，再向每個(gè)試管中添加0.5%淀扮溶液2毫升。第9號(hào)試管與第5試管的內(nèi)容物相同。

向第9號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升，搖勻后放入37℃恒溫水浴中保溫。每隔1分鐘由第9號(hào)試管中取出一滴混合液，置于白瓷板上，加一滴碘化鉀-碘溶液，檢驗(yàn)淀粉的水解度，待結(jié)果呈橙黃色時(shí)，取出試管，記錄保溫時(shí)間。注意，掌握第9號(hào)試管的水解程度是本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之一。

以l分鐘的間隔，依次向第l至第8號(hào)試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升，搖勻，并以1分鐘的間隔依次將8支試管放入37℃恒溫水浴中保溫。然后，按照第9號(hào)試管的保溫時(shí)間，依次將各管迅速取出，并立即加入碘化鉀-碘溶液2滴，充分搖勻。觀察各管呈現(xiàn)的顏色，判斷在不同pH值下淀粉被水解的程度，可以看出pH對(duì)唾液淀粉酶活性的影響，并確定其最適pH。

探究酶的激活劑及抑制劑

學(xué)習(xí)檢定激活劑和抑制劑影晌酶反應(yīng)的方法和原理

酶的活性常受某些物質(zhì)的影響，有些物質(zhì)能使酶的活性增加，稱為酶的激活劑；有些物質(zhì)能使酶的活性降低，稱為酶的抑制劑。例如，氯化鈉為唾液淀粉酶的激活劑，硫酸銅為其抑制劑。
很少量的激活劑或抑制劑就會(huì)影響酶的活性，而且常有特異性。值得注意的是激活劑和抑制劑不是絕對(duì)的，有些物質(zhì)在低濃度度時(shí)為某種酶的激活劑，而在高濃度時(shí)則為該酶的抑制劑。例如，氯化鈉達(dá)到1/3飽和度時(shí)就可抑制唾液淀粉酶的活性。

1、l%淀粉溶液。
2、1%氯化鈉溶液。
3、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍。
4、稀釋100一200倍的新鮮唾液。
5、0.1%硫酸銅溶液。

取3支試管，編號(hào)。向第l支試管中加入l%氯化鈉溶液l毫升，向第2支試管中加入0.1%的硫酸銅溶液l毫升，向第3支試管中加入蒸餾水l毫升作對(duì)照。再向每支試管各加入0.l%淀粉溶液3毫升和稀釋的唾液l毫升。搖勻各管內(nèi)容物，一齊放入37℃恒溫水浴中保溫，10一15分鐘后取出。冷后，各滴入2一3滴碘化鉀-碘溶液，混勻。觀察比較3支試管顏色的深淺。
如果激活劑或抑制劑的作用不明顯，主要原因可能是唾液淀粉酶活性不夠高，可以適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或者降低唾液稀釋倍數(shù)，然后再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

探究酶的專一性

本實(shí)驗(yàn)以唾液淀粉酶和蔗糖酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用為例，說(shuō)明酶的特異性。

1、2%蔗糖溶液：蔗糖是典型的非還原糖，若商品蔗糖中還原糖含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)，則呈現(xiàn)還原性，這種蔗糖不能使用。所以，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行檢查。本實(shí)驗(yàn)用的蔗糖至少應(yīng)是分析純的試劑。

2、0.3%氯化鈉的l%淀粉溶液（新鮮配制）

3、稀釋200倍的新鮮唾液。

4、蔗糖酶溶液：取干酵母100克，置于乳缽內(nèi)，添加適量蒸餾水及少量石英砂。用力研磨提取約l小時(shí)，再加蒸餾水，使總體積約為500毫升，過(guò)濾。將濾液保存于冰箱內(nèi)備用。

5、本尼迪克特(Benedict)試劑：將硫酸銅17.3克溶解于100毫升熱蒸餾水中。冷卻后，稀釋至150毫升。取檸檬酸鈉173克及碳酸鈉(Na2CO3.H2O)100克，加水600毫升，加熱使之溶解，冷后，稀釋至850毫升。最后，把硫酸銅溶液緩緩傾入檸檬酸鈉-碳酸鈉溶液中。混勻后，用細(xì)口瓶貯存。此試劑可長(zhǎng)時(shí)間保存。

1、淀粉酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管，各加入本尼迪克特(Benedict)試劑2毫升，再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各4滴。混合均勻后，放在沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽(yáng)性反應(yīng)。

再取3支試管，每管各加入稀釋200倍的新鮮唾液l毫升。再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升?；靹颍湃?7℃恒溫水浴中保溫，15分鐘后取出。各加本尼迪克特試劑2毫升，搖勻，放在沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生。

新鮮唾液的稀釋倍數(shù)，一般為200倍。但是，由于不同人或同一人不同時(shí)間采收的唾液內(nèi)淀粉酶的活性并不相同，有時(shí)差別很大，稀釋倍數(shù)可以是50一300倍，甚至超出此范圍。因此，應(yīng)事先確定稀釋倍數(shù)。另外，要注意除去唾液里的氣泡，避免稀釋倍數(shù)不準(zhǔn)確面影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。稀釋好的新鮮唾液用濾紙過(guò)濾后待用。

2、蔗糖酶的特異性實(shí)驗(yàn)

取2支試管，各加入蔗糖酶溶液l毫升，再分別加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升。搖勻，放入37℃恒溫水浴中保溫，10分鐘后取出，各加入本尼迪克特試劑2毫升，混勻后放入沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生。

再取l支試管，加入蔗糖酶l毫升和蒸餾水3毫升，混勻，加入本尼迪克特試劑2毫升，搖勻，在沸水浴中煮2一3分鐘?？梢杂^察到試管內(nèi)溶液呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng)，這是由于蔗糖酶溶液本身含有少量還原性雜質(zhì)的緣故。因此，用此管作為對(duì)照，即可解釋上述用淀粉作底物的試管內(nèi)呈現(xiàn)輕度陽(yáng)性反應(yīng)的原因。

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高二生物《新陳代謝與ATP》教案

高二生物《新陳代謝與ATP》教案

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)方面
1、理解ATP的分子簡(jiǎn)式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2、理解ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對(duì)細(xì)胞中能量代謝中的意義
3、理解ATP的形成途徑
4、掌握ATP是新陳代謝的直接能源，并理解ATP作為"能量通用貨幣"的含義

能力方面
學(xué)生通過(guò)分析ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)供能的意義，初步訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)際問(wèn)題的能力。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
讓學(xué)生在分析自己身體內(nèi)發(fā)生的ATP-ADP循環(huán)及其重要意義過(guò)程中，體驗(yàn)到生物學(xué)原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的價(jià)值，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)身邊的科學(xué)（RLS）這一理念的理解。

教學(xué)建議

教材分析
1、對(duì)于ATP的分子結(jié)構(gòu)，教材首先介紹了ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，分子簡(jiǎn)式為A-P~P~P，其中A代表腺苷，T代表三個(gè)，P代表磷酸基，~代表高能磷酸鍵，然后從比較高能磷酸化合物釋放能量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和ATP釋放能量的數(shù)值入手，使學(xué)生很信服地認(rèn)識(shí)到ATP的確是一種高能磷酸化合物。
2、對(duì)于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，教材中首先介紹了ATP水解和重新合成的過(guò)程：ATP與ADP的轉(zhuǎn)化中，ATP的第二個(gè)和第三個(gè)磷酸之間的高能磷酸鍵對(duì)于細(xì)胞中能量的捕獲、貯存和釋放都是很重要的。第二個(gè)高能磷酸鍵的末端，能很快地水解斷裂，于是ATP轉(zhuǎn)換為ADP，能量隨之釋放出來(lái)以用于各項(xiàng)生命活動(dòng)；同樣，在提供能量的條件下，也容易加上第三個(gè)磷酸，使ADP又轉(zhuǎn)化為ATP。在ATP與ADP的轉(zhuǎn)化過(guò)程中都需要酶的參與，活細(xì)胞內(nèi)這個(gè)過(guò)程是永無(wú)休止地循環(huán)進(jìn)行的。
同時(shí)還介紹了ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化是十分迅速的，ATP在細(xì)胞中的含量是很少的，如肌細(xì)胞中的ATP只能維持肌肉收縮2鈔鐘左右。從而易于引發(fā)學(xué)生討論ADP-ADP循環(huán)的意義，同時(shí)可使學(xué)生加強(qiáng)ATP是生物體維持各項(xiàng)生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源的觀點(diǎn)。
3、對(duì)于ATP的形成途徑，教材是在介紹了ADP-ATP循環(huán)的基礎(chǔ)上，從動(dòng)物（包括人體）和綠色植物兩方面進(jìn)行了闡述。對(duì)動(dòng)物而言，產(chǎn)生ATP途徑是是氧化磷酸化，即呼吸作用；對(duì)植物而言，產(chǎn)生ATP的過(guò)程包括氧化磷酸化（呼吸作用）和光合磷酸化（光合作用）。
4、對(duì)于ATP的生理功能，教材先分析了生物體內(nèi)糖類、脂肪等物質(zhì)具有儲(chǔ)存能量的特點(diǎn)，指出新陳代謝不僅需要酶，還需要能量，糖類是細(xì)胞的主要能源之一，脂肪是生物體內(nèi)重要的儲(chǔ)能物質(zhì)，但這些有機(jī)物中的能量都不能直接被生物利用，它們的能量只有在細(xì)胞中隨著有機(jī)物的逐步分解而釋放出來(lái)，且儲(chǔ)存到ATP中才能被生物體利用，從而使學(xué)生易于理解為什么ATP是新陳代謝所需能量的直接來(lái)源。在本節(jié)的最后，教材還用ATP是流通著的"能量貨幣"這一形象的比喻，以加深學(xué)生對(duì)ATP的生理功能以及ADP-ATP相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)，即伴隨著ATP的水解與合成的過(guò)程，發(fā)生著能量的釋放與儲(chǔ)存，從而推動(dòng)新陳代謝順利進(jìn)行。

教法建議
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容中，ATP的分子簡(jiǎn)式、ATP的生理功能是重點(diǎn)，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變?cè)谛玛惔x中的作用，既是教學(xué)重點(diǎn)也是難點(diǎn)。
1．引入本節(jié)課時(shí)，首先要讓學(xué)生明確以下事實(shí)，即生物體的生存不僅僅要依靠物質(zhì)上的支持，同時(shí)還必須有能量的維持，在生物體內(nèi)發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)，必定伴隨著能量的獲取、儲(chǔ)存、釋放、利用和散失。這樣，引入ATP這一生物體直接能源就順理成章了。
2．引出ATP這一高能化合物時(shí)，還是先從學(xué)生較為熟悉的能量形式入手比較容易被學(xué)生接受。比如，可先從宏觀上引導(dǎo)學(xué)生分析綠色植物的光合作用過(guò)程把光能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在糖類、脂肪等有機(jī)物中；動(dòng)植物又通過(guò)呼吸作用分解體內(nèi)的有機(jī)物而獲取生命活動(dòng)所需的能量。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析出：光能只有轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學(xué)能，才能被綠色植物利用；同樣，動(dòng)、植物通過(guò)呼吸作用分解有機(jī)物釋放出的能量，除了一部分以熱能的形式散失或維持體溫外，其余的都要轉(zhuǎn)化成一種活躍的化學(xué)能，才能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。那么這種活躍的、隨時(shí)可以利用的化學(xué)能是什么呢?這樣自然而然地就引出ATP這一生物體的直接能源物質(zhì)。

　3．ATP的分子結(jié)構(gòu)不宜講授得過(guò)于深入。學(xué)生只要了解ATP中具有不穩(wěn)定的高能磷酸鍵，ATP水解時(shí)釋放其能量，形成ATP時(shí)需要能量就可以了，應(yīng)把學(xué)生討論的重點(diǎn)放在ATP釋放出的能量用于哪些生理過(guò)程，及形成ATP的高能磷酸鍵時(shí)，能量來(lái)自哪些生理過(guò)程，以便使學(xué)生易于理解ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)變?cè)诩?xì)胞中能量的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和利用中的作用。
4．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及這種轉(zhuǎn)化在能量的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和利用中的作用，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。為使學(xué)生的討論順利進(jìn)行，教師應(yīng)適時(shí)給學(xué)生以下提示：其一，細(xì)胞內(nèi)ATP的含量是相對(duì)穩(wěn)定的；其二，ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的，其三，細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂類等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動(dòng)的直接能量來(lái)源；其四，呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉(zhuǎn)移給ATP，且ATP水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。最終應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到ATP與ADP之間高效、迅速的轉(zhuǎn)化是處于動(dòng)態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細(xì)胞能量代謝的"通用貨幣"。
5．ATP的形成途徑也不宜太深入，因?yàn)楣夂献饔?、呼吸作用的具體過(guò)程還沒(méi)學(xué)到。注意引導(dǎo)學(xué)生分析出綠色植物通過(guò)光合作用，將光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能，并將ATP中的化學(xué)能最終儲(chǔ)存在糖類等有機(jī)物中，即光合作用過(guò)程中固定的光能是綠色植物、動(dòng)物和人形成的ATP的能量源泉。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

第二節(jié)新陳代謝與ATP
ATP的分子簡(jiǎn)式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義、ATP的形成途徑、ATP是新陳代謝的直接能源，能理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及其對(duì)細(xì)胞內(nèi)能量代謝中的意義、理解ATP作為“能量通用貨幣”的含義
1課時(shí)
板圖、掛圖、多媒體課件

1、引言
設(shè)計(jì)1：通過(guò)學(xué)生列舉生活實(shí)例引入ATP這一高能化合物。
新陳代謝的物質(zhì)變化過(guò)程中，必定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。為了使學(xué)生對(duì)能量的轉(zhuǎn)化有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生從自己的生活中找一些能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，比如可以提問(wèn)：

（1）“你能舉出幾個(gè)生物體內(nèi)發(fā)生的諸如能量轉(zhuǎn)化、或能量的吸收儲(chǔ)存、或能量的釋放利用的例子來(lái)嗎？”
（2）“綠色植物能把光能直接用于有機(jī)物的合成嗎?”或“生物體通過(guò)呼吸作用把有機(jī)物中的能量釋放出來(lái)，這些能量能直接被細(xì)胞利用嗎？”
不能，光能必須要轉(zhuǎn)化為一種活躍的化學(xué)能才能用于有機(jī)物的合成；有機(jī)物中的能量通過(guò)呼吸作用釋放出來(lái)后，也必須轉(zhuǎn)化為一種活躍的化學(xué)能才能用于生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)，攜帶這種活躍的化合能的物質(zhì)就是一種高能化合物，即ATP，這樣很自然地引入了ATP這個(gè)概念。
設(shè)計(jì)2：從細(xì)胞中能量利用存在的矛盾入手，設(shè)計(jì)相關(guān)的問(wèn)題串引入ATP這一高能化合物。
（1）“細(xì)胞中主要是由什么細(xì)胞器來(lái)產(chǎn)生能量的？”
線粒體的呼吸作用氧化分解有機(jī)物釋放能量
（2）“細(xì)胞中有哪些生理過(guò)程在不斷地消耗著能量？”
細(xì)胞分裂、細(xì)胞核中DNA的復(fù)制、核糖體合成蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜主動(dòng)運(yùn)輸、高爾基體合成分泌等需要能量
（3）“細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)能與用能很明顯地存在著空間上的隔離，細(xì)胞是怎樣解決這一矛盾的呢?”
（4）“細(xì)胞內(nèi)存在有糖類、脂肪等有機(jī)物，這些有機(jī)物含有大量且穩(wěn)定的能量，但某項(xiàng)生命活動(dòng)可能不用大量的能量就足以進(jìn)行，而且糖類、脂肪中儲(chǔ)存的能量又過(guò)于穩(wěn)定，不易被生物體利用，細(xì)胞又是怎樣解決這一矛盾的呢？”
這樣就可自然地引入ATP這種儲(chǔ)能少、不穩(wěn)定、可為所有生理活動(dòng)供能的高能化合物。
2、ATP的分子簡(jiǎn)式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
在引導(dǎo)學(xué)生討論ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及其特點(diǎn)時(shí)，可從ATP的英文名稱中的三個(gè)字母含義、中文名稱、ATP是高能化合物等方面入手，使學(xué)生易于理解ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其生理作用。

　需要向?qū)W生解釋清楚高能化合物的概念，即高能磷酸鍵水解過(guò)程中，釋放的能量是一般的共價(jià)鍵的2倍以上，如ATP末端磷酸水解生成ADP和磷酸時(shí)，釋放出的能量約30.5kJ/mol上，而6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸時(shí)，釋放的能量只有13.8kJ/mol。這種鍵稱為高能鍵，常以“~”符號(hào)表示。含有高能鍵的化合物統(tǒng)稱為高能化合物。
然后讓學(xué)生自己分析ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的含義，如ATP中兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間（P和P之間用“~“表示）的化學(xué)鍵是高能磷酸鍵。
細(xì)胞內(nèi)釋放能量的反應(yīng)，如呼吸作用常會(huì)伴隨ADP轉(zhuǎn)變成ATP；而耗能的反應(yīng)，如蛋白質(zhì)的合成等，需要用ATP水解成ADP再將能量釋放出來(lái)，以推動(dòng)需能代謝反應(yīng)的進(jìn)行。
ATP和ADP在體內(nèi)總是處于不停地轉(zhuǎn)化中，且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。
3、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)變及其意義
在引導(dǎo)學(xué)生討論ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)變時(shí)，需強(qiáng)調(diào)細(xì)胞內(nèi)ATP的含量是相對(duì)穩(wěn)定的；ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是極少的，細(xì)胞內(nèi)的糖類、脂類等能源物質(zhì)不能被細(xì)胞直接利用，ATP的水解后釋放的能量才是細(xì)胞內(nèi)各種生命活動(dòng)的直接能量來(lái)源，呼吸作用分解有機(jī)物釋放能量不能為生物體直接利用，只有這些能量轉(zhuǎn)移給ATP，且ATP水解后釋放的能量才可被細(xì)胞利用。最終應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到ATP與ADP之間高效、迅速的轉(zhuǎn)化是處于動(dòng)態(tài)平衡之中的，ATP是生物體的直接能源，是細(xì)胞能量代謝的“通用貨幣”。
4、在討論了ATP和ADP之間相互轉(zhuǎn)變及其意義后，在小結(jié)ATP在細(xì)胞內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸、利用中的關(guān)鍵作用時(shí)，可結(jié)合本節(jié)所講的內(nèi)容，提一些與ATP有關(guān)的綜合性問(wèn)題供學(xué)生討論，讓學(xué)生在討論中加深對(duì)ATP這一生物體直接能源物質(zhì)的理解。比如，可以討論下面幾個(gè)問(wèn)題：
（1）眾多能源物質(zhì)中，ATP這種絕對(duì)含量極少的物質(zhì)為什么成為直接能源？
葡萄糖、糖元、淀粉、脂肪、氨基酸、脂肪酸、磷酸肌酸等，這些都可作為生物體的能源物質(zhì)，但生物體不能利用這些能源物質(zhì)中的能量，這些物質(zhì)中儲(chǔ)存的能量必須要轉(zhuǎn)移給ATP中。生物體直接從ATP中獲得生命活動(dòng)所需的各種形式的能量，如ATP可轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能、滲透能、化學(xué)能、光能和熱量等。
（2）為什么ATP是細(xì)胞內(nèi)能量釋放、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和利用的中心物質(zhì)，成為生物的直接能源呢？
我們來(lái)看看葡萄糖和ATP分子中儲(chǔ)存能量的差異就明白了。ATP末端磷酸基團(tuán)水解時(shí)，釋放出的能量是30.5kJ/mol，一般把水解時(shí)釋放20.92kJ/mol以上能量的化合物叫高能化合物，可見(jiàn)ATP是高能化合物，而且其能量與某些高能化合物（如磷酸肌酸）相比，要低一些，因此磷酸肌酸中的能量可在不需額外供能的情況下轉(zhuǎn)移給ATP。而葡萄糖分子徹底氧化為二氧化碳和水后，釋放出2870kJ/mol的能量。結(jié)果，存在于葡萄糖分子中的能量就像存在銀行里的錢，而儲(chǔ)存在ATP分子中的能量則像“零錢”，它更容易在細(xì)胞中被使用，因此還有的說(shuō)ATP是能量的“通用貨幣”就是這個(gè)道理。
（3）ATP對(duì)生命的維持是極其重要的，試想：當(dāng)產(chǎn)生ATP的過(guò)程停止時(shí)，會(huì)發(fā)生什么？
舉一個(gè)例子，學(xué)生可能知道氰化物可以在非常短的時(shí)間內(nèi)使人死亡，其毒理就是阻擋ATP的形成。當(dāng)人體ATP合成受阻后，機(jī)體沒(méi)有ATP，神經(jīng)細(xì)胞和其他細(xì)胞中的細(xì)胞活動(dòng)就不能繼續(xù)，人在3-6分鐘內(nèi)就會(huì)失去知覺(jué)。
（4）還有一個(gè)問(wèn)題值得一提，就是ATP在生物體中的絕對(duì)含量是極小的，但生物體中的每一個(gè)細(xì)胞每時(shí)每刻都在消耗著ATP，但在正常情況下，生物體內(nèi)的ATP量可滿足機(jī)體的要求，奧妙何在呢？
生物體可把其它能源物質(zhì)的能量高速地轉(zhuǎn)移給ATP，以補(bǔ)充ATP的消耗，即ATP—ADP循環(huán)速度是很快的。

高一生物新陳代謝與酶教案

第1節(jié)新陳代謝與酶
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)方面
1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)
2、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程；初步理解酶的概念、酶的特性、影響酶活性的因素
3、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用
能力方面
在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念，探究酶的特性，探究影響酶活性因素的過(guò)程中，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位；通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系；體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育。
教學(xué)建議
教材分析
1、酶的發(fā)現(xiàn)
教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是RNA，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解。
2、酶的特性
酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點(diǎn)，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率》切入；酶的專一性的特點(diǎn)，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入；
3、影響酶活性的因素
本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》切入。
本節(jié)內(nèi)容的最后，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開闊學(xué)生的視野，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。

教法建議
1、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)
新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念，在初中生物課和高中生物課緒論中，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí)，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的，合成與分解是如何進(jìn)行的，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命。
例如，為使學(xué)生理解新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程；發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程；發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等，使學(xué)生對(duì)新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。
2、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn)。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn)。
生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的，開放的系統(tǒng)。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，而必須在常溫、常壓、水溶液環(huán)境下能快速、有序地進(jìn)行的，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾，這是新陳代謝為什么離不開生物催化劑，即酶的原因。
酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。酶的特性這部分內(nèi)容，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn)，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié)。
在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái)，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切。
3、使學(xué)生理解酶具有高效性、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn)，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。
在組織學(xué)生操作、分析、討論《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件（選做）》基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
第一節(jié)新陳代謝與酶
新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶的特性、影響酶活性的因素、酶在生物新陳代謝中的作用
新陳代謝的概念及其本質(zhì)的概念、酶在生物新陳代謝中的作用
1課時(shí)
板圖、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)

1、引入新陳代謝的概念及本質(zhì)
（1）學(xué)生在初中生物學(xué)課本、高中緒論課的學(xué)習(xí)或通過(guò)各種媒體的介紹，對(duì)新陳代謝已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，首先，教師應(yīng)了解學(xué)生對(duì)新陳代謝是如何理解的。為此教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生以自身為例，剖析生命是如何維持的，以此引入本節(jié)的學(xué)習(xí)，如：
①人體的腦細(xì)胞是通過(guò)什么途徑獲得營(yíng)養(yǎng)？腦細(xì)胞中產(chǎn)生的代謝廢物又是通過(guò)什么途徑排出體外的？
②進(jìn)入腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何被利用的？
③學(xué)生如何理解同化作用、異化作用，物質(zhì)代謝、能量代謝，它們之間有何關(guān)系？
④想一想，人體的身體有哪些系統(tǒng)參與了新陳代謝過(guò)程，各是如何參與的等等？
（2）學(xué)生一般只能從生物個(gè)體、器官或系統(tǒng)水平上，說(shuō)明生物體與外界環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)把討論引向微觀水平，即細(xì)胞和分子水平的代謝過(guò)程。如可以設(shè)問(wèn)：
①你吃下的肉類蛋白質(zhì)，通過(guò)什么途徑轉(zhuǎn)化成為你自身的蛋白質(zhì)？
②你吃下的淀粉類食物，通過(guò)什么途徑為你提供能量？等等
通過(guò)分析、討論，使學(xué)生理解：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的維持，需要不斷地合成與分解，不斷地處于自我更新的狀態(tài)，而這種自我更新的過(guò)程完全依賴于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，從而在細(xì)胞水平理解新陳代謝的本質(zhì)，即“新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱”。
2、酶的概念、特性及其生理功能
在學(xué)生理解新陳代謝的本質(zhì)后，可以利用學(xué)生已有的化學(xué)知識(shí)，分析出無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需的條件一般是很激烈的，再讓學(xué)生分析出生物體細(xì)胞生存的條件是很溫和的，可以提問(wèn)，如：
（1）細(xì)胞生存的條件是很溫和的，那么細(xì)胞內(nèi)數(shù)量如此巨大的生物化學(xué)反應(yīng)如何在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下，迅速高效的進(jìn)行呢？
（2）在化學(xué)反應(yīng)中有沒(méi)有提高化學(xué)反應(yīng)的方法呢？
這樣可順利地引出活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，即酶。
3、酶的發(fā)現(xiàn)史
這部分的教學(xué)，教師可讓學(xué)生自己閱讀，也可發(fā)給學(xué)生相應(yīng)的補(bǔ)充資料，尤其是某種酶的研究過(guò)程方面的資料，目的是讓學(xué)生對(duì)酶的研究過(guò)程、方法有一個(gè)較為全面的了解，讓學(xué)生切身體會(huì)到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)生物學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要作用。
學(xué)生閱讀后，可提問(wèn)：酶都是蛋白質(zhì)嗎？并做一定的說(shuō)明。
酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊的蛋白質(zhì)。酶是細(xì)胞中促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有3000種以上。它們分別存在于各種細(xì)胞中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使生物化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓、水溶液等溫和的條件下就可順利進(jìn)行。
很多年來(lái)，人們一直認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì)。然而生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明：RNA也可以是高活性的酶。早在1982年，T.Ceeh發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物四膜蟲的26SrRNA前體在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行內(nèi)含子的自我拼接，最終形成L19RNA。當(dāng)時(shí)因?yàn)橹皇橇私馑羞@種自我催化的活性，沒(méi)有把它與酶等同看待。
1983年Atman和Pace分別報(bào)導(dǎo)了在RNA前體加工過(guò)程起催化作用的酶是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成的。如果除去蛋白質(zhì)部分，并提高鎂離子的濃度，則留下的RNA具有與全酶相同的催化活性，這是說(shuō)明RNA具有酶活性的第一例證。
“酶不都是蛋白質(zhì)”，這一科學(xué)事實(shí)再一次有力地證明了實(shí)驗(yàn)在科學(xué)發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用，同時(shí)也讓我們看到，科學(xué)是發(fā)展的，探索是無(wú)止境的，而真理是相對(duì)的，現(xiàn)在的科學(xué)事實(shí)可能在今后會(huì)被修正，甚至推翻。
另外，酶、激素、維生素之間的區(qū)別值得一提，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中容易把這些物質(zhì)和它們的作用搞混?？删透咧猩飳W(xué)水平做一簡(jiǎn)單比較：
酶激素維生素
從化學(xué)本質(zhì)上看蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)（如生長(zhǎng)素、胰島素等）、固醇類脂類物質(zhì)（如性激素）多種多樣，一般為小分子有機(jī)物。如維生素D是固醇類物質(zhì)；維生素A是脂類物質(zhì)（萜類）；維生素C是抗壞血酸（葡萄糖的衍生物）等等。
從生理功能看可提高生物體生物化學(xué)反應(yīng)的速度，是一種生物催化劑。激素又稱“化學(xué)信使”，是特定細(xì)胞合成的，能使生物體發(fā)生一定反應(yīng)的有機(jī)分子。它的作用力很強(qiáng)，很低的濃度就能引起很強(qiáng)的反應(yīng)，但在細(xì)胞中不能積累，很快就會(huì)被破壞。維生素常常與酶結(jié)合，是較復(fù)雜酶的組成成分之一。天然食物中含量極少，但這些極微小的量對(duì)人體的生長(zhǎng)和健康是必需的，人體一般不能合成它們或合成量不足，必須從食物中攝取。
可把酶的發(fā)現(xiàn)史與酶的特性這兩部分教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，這樣可使學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索酶的特性順理成章。
4、酶的特性
在進(jìn)行酶的特性教學(xué)時(shí)，教師可提問(wèn)：
酶作為生物催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比，有何特點(diǎn)?
為解決這個(gè)問(wèn)題，教師可演示有關(guān)實(shí)驗(yàn)，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，分析得出結(jié)論，即酶的高效性、專一性與多樣性特性。
（1）酶的高效特性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前有必要簡(jiǎn)單介紹兩項(xiàng)內(nèi)容：
一是過(guò)氧化氫這種物質(zhì)，它是動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的，對(duì)機(jī)體有毒害作用。生物體可通過(guò)過(guò)氧化氫酶，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無(wú)機(jī)催化劑三價(jià)鐵離子也可催化這一反應(yīng)；二是本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟。
實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生討論得出過(guò)氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上，教師可列舉其他實(shí)例，概括酶的高效性。教師還應(yīng)強(qiáng)調(diào)正是由于酶的存在及其高效性，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生，在體內(nèi)卻可迅速進(jìn)行。
（2）酶的專一性特性
實(shí)驗(yàn)前可提問(wèn)：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”
本實(shí)驗(yàn)所涉及的顏色反應(yīng)要在實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生說(shuō)明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的條件下，與斐林試劑反應(yīng)會(huì)有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生，淀粉和蔗糖與斐林試劑無(wú)此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來(lái)鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖，進(jìn)而推測(cè)淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過(guò)進(jìn)一步實(shí)例說(shuō)明酶的專一性是酶普遍具有的特性；
（3）酶的多樣性原理，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出。
5、影響酶活性的因素
有條件的學(xué)校，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ斫鈱?duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法等都是很幫助的。
在學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論一些與之相關(guān)的生活常識(shí)。如可提問(wèn)：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時(shí)甚至?xí)＜叭说纳?，學(xué)生知道其中的原因嗎？”
人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃，雖然體溫只是升高了1℃，但人已感覺(jué)非常沒(méi)有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上，而且持續(xù)高燒，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏睡、昏迷、驚厥、甚至危及生命，這是為什么呢？原來(lái)，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響，如溫度、pH值、有機(jī)溶劑、重金屬離子、酶濃度、酶的激活劑、抑制劑等等，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的，酶活性就會(huì)發(fā)生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個(gè)溫度時(shí)，機(jī)體中酶活性就會(huì)大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。
霍亂是一種烈性傳染病，為霍亂弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高?；魜y弧菌通過(guò)人的腸粘膜并大量繁殖，同時(shí)產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水，血容量明顯減少，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭，使細(xì)胞得不到鉀、鈉、鈣、氯離子，導(dǎo)致肌肉痙攣；細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)pH值發(fā)生較大的改變，酶活性即相應(yīng)大大降低，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)代謝性酸中毒，最終病人腎功能衰竭，休克、死亡。人體大量出汗、腹瀉都要相應(yīng)地補(bǔ)充水就是這個(gè)道理；嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果，就是這個(gè)道理。
或者問(wèn)：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后，有一種應(yīng)急措施，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎？”
酶活性除了與溫度、pH有關(guān)外，還受有機(jī)溶劑、重金屬離子等的影響。有機(jī)溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機(jī)溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)結(jié)合，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因。
牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機(jī)物結(jié)合，而使這些金屬離子和有機(jī)物發(fā)生沉淀。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來(lái)不被消化道吸收，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機(jī)會(huì)，而保護(hù)了這些酶的活性。當(dāng)然，這只是應(yīng)急措施，還要去醫(yī)院洗胃并進(jìn)行進(jìn)一步的治療。
擴(kuò)展資料
淀粉液遇碘變藍(lán)的原因
淀粉是白色無(wú)定形的粉末，由10%～30%的直鏈淀粉和70%~90%的支鏈淀粉組成。直鏈淀粉具有遇碘變藍(lán)的特性，因?yàn)槿苡谒闹辨湹矸劢柚肿觾?nèi)的氫鍵卷曲成螺旋狀，第一個(gè)螺距有六個(gè)葡萄糖殘基組成。如果在淀粉液中加入碘液，碘分子便嵌人到螺旋結(jié)鉤的空隙處，并且借助范德華力與直鏈淀粉聯(lián)系在一起，形成了一種絡(luò)合物，這種絡(luò)合物能夠比較均勻地吸收波長(zhǎng)范圍為400~750nm可見(jiàn)光，而反射的光是藍(lán)光，所以使淀粉溶液呈現(xiàn)出藍(lán)色來(lái)。
絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA
生物體內(nèi)存在三千多種具有不同功能的酶，一切生命現(xiàn)象都與酶有關(guān)，因?yàn)榛罴?xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的，沒(méi)有酶，新陳代謝就不能進(jìn)行，生命也就會(huì)隨之停止。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，這一認(rèn)識(shí)直到20世紀(jì)80年代后才被科學(xué)修正過(guò)來(lái)?？茖W(xué)研究表明，一些RNA分子也具有酶的催化功能，如一種叫RNaseP的酶，它是由20%的蛋白質(zhì)和80%的RNA組成。科學(xué)家將這種酶的蛋白質(zhì)除去，同時(shí)提高鎂離子的濃度，留下來(lái)的RNA仍具有與該酶相同的催化活性。后來(lái)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)其它某些RNA分子與那些構(gòu)成酶的蛋白質(zhì)分子一樣，也都是效率非常高的生物催化劑。
酶工程
細(xì)菌細(xì)胞直徑不足2m，每時(shí)每刻卻發(fā)生著1500一2000個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由1000多種酶對(duì)這些反應(yīng)進(jìn)行催化和調(diào)制，生產(chǎn)著3000多種蛋白質(zhì)，1000多種核酸；而且細(xì)菌合成效率驚人，它合成每個(gè)肽鏈只需百分之三秒，而現(xiàn)代最先進(jìn)的蛋白質(zhì)自動(dòng)合成機(jī)器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每個(gè)肽鏈需要7分鐘，兩者相差200多倍；它合成RNA和DNA的速度更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人工合成；另外細(xì)胞中能量轉(zhuǎn)換效率也很高，這一切都有賴于生物催化劑，這就是酶。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的酶約有幾千種以上。它們定位于各種細(xì)胞的不同細(xì)胞器中，催化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中各種不同的化學(xué)反應(yīng)，使這些反應(yīng)在正常溫度等條件下就可順利進(jìn)行。
酶是細(xì)胞產(chǎn)物，但不一定非要在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外，即在非細(xì)胞條件下也能發(fā)揮作用。19世紀(jì)，人們已認(rèn)識(shí)到酵母可以使葡萄糖發(fā)酵，產(chǎn)生酒精和二氧化碳，但是對(duì)于這一過(guò)程是如何進(jìn)行的，當(dāng)時(shí)主要有兩種觀點(diǎn)，而且一直未能達(dá)成一致。1857年，法國(guó)著名的細(xì)菌學(xué)家巴斯德認(rèn)為酒精發(fā)酵需要有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)；德國(guó)化學(xué)家李比西則認(rèn)為酒精發(fā)酵要求的只是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，而不要求完整的細(xì)胞參與。直到1897年，畢西納不用完整的酵母細(xì)胞，而用酵母汁進(jìn)行酒精發(fā)酵獲得成功，從而證明生物體內(nèi)的催化反應(yīng)也可能在體外進(jìn)行。
正是基于這點(diǎn)，人們可以利用細(xì)胞中的酶能催化體外的生化反應(yīng)，這就是酶工程得以發(fā)現(xiàn)的前提。
我們都用過(guò)加酶洗衣粉，同一般的洗衣粉相比，加酶洗衣粉中含有蛋白質(zhì)和脂肪酶等多種通過(guò)微生物生產(chǎn)出來(lái)的酶，因此，去除汗?jié)n和油污的能力比較強(qiáng)。我們知道，酶作為一類具有生物催化作用的有機(jī)物，是在活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的。那么，人們是怎樣通過(guò)活細(xì)胞獲得這種酶并且在生產(chǎn)和生活中使用這些酶的呢？這些都是通過(guò)酶工程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
所謂酶工程，就是在一定的生物反應(yīng)器中，利用酶的催化作用，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)的技術(shù)，而且酶工程是生物工程的核心，沒(méi)有酶的作用，任何生物工程技術(shù)都不能實(shí)現(xiàn)。概括地說(shuō)，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩個(gè)方面組成的。
（一）酶制劑的生產(chǎn)
已知酶的種類大約有幾千種，實(shí)際已被運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的僅10余種，如已能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)的酶有淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶等，其中堿性蛋白酶用于加酶洗滌劑，占國(guó)際上酶銷售額的首位，青霉素固化酶用于醫(yī)療，占世界用量第二位。
早期酶制劑主要來(lái)源于動(dòng)植物材料，而今酶的主要來(lái)源是微生物。酶制劑的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化。
1、酶的生產(chǎn)、提取和分離純化
（1）酶的生產(chǎn)
酶普遍存在于動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)。人們最早是從植物的器官和組織中提取酶的。例如，從胰臟中提取蛋白酶，從麥芽中提取淀粉酶；現(xiàn)在，生產(chǎn)酶制劑所需要的酶大都來(lái)自微生物，這是因?yàn)橥参锖蛣?dòng)物相比，微生物具有容易培養(yǎng)、繁殖速度快和便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。人們提供必要的條件，利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)酶。
（2）酶的提取和純化
從微生物、動(dòng)植物細(xì)胞中得到含有多種酶的提取液后，為了從提取液中獲得所需要的某一種酶，必須將提取液中的其他物質(zhì)分離，這就是酶的分離純化。經(jīng)過(guò)分離純化后的得到的酶，活性不能降低，因此，分離純化必須在適宜的條件下進(jìn)行。人們多選擇不同種類和濃度的有機(jī)溶劑，以沉淀不同的酶蛋白，達(dá)到分離純化酶的目的。
2、酶的固定化
將分離純化的酶制成酶制劑進(jìn)行干燥處理，再適量加入相應(yīng)的穩(wěn)定劑和填充劑，制成粉狀制劑，用它們來(lái)催化生化反應(yīng)。但其結(jié)果是酶制劑和產(chǎn)物混在一起，不能得到高純度的產(chǎn)品；也很難讓酶制劑進(jìn)行重復(fù)使用。怎么辦呢？科學(xué)家們想到了酶的固定化。
先將純化的酶連接到一定的載體上（使酶固定化），使用時(shí)將被固定的酶投放到反應(yīng)溶液中，催化反應(yīng)結(jié)束后又能將被固定的酶回收。
固定化酶一般是呈膜狀、顆粒狀或粉狀的酶制劑，它在一定的空間范圍內(nèi)使用，產(chǎn)品的純度高，沒(méi)有酶的而且酶制劑可反復(fù)使用，這種技術(shù)是1969年日本首先研制成功，現(xiàn)已方法應(yīng)用到生產(chǎn)中的。固定化酶同自由酶相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一是穩(wěn)定性高；其二是酶可反復(fù)使用；其三是產(chǎn)物純度高；其四是生產(chǎn)可連續(xù)化和自動(dòng)化；其五是設(shè)備小型化以及可節(jié)約能源等。
我們知道，蔗糖幾乎全部來(lái)源于甘蔗或甜菜，但是甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限，因此，蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影咱。能不能利用淀粉來(lái)生產(chǎn)類似蔗糖的甜味劑呢？科學(xué)家通過(guò)α-淀粉酶、糖化酶和將葡萄糖異構(gòu)酶連接到離子交換樹脂上，或者包埋在明膠中，制成的固定化葡萄糖異構(gòu)酶，這種固定化酶可以用于使葡萄糖轉(zhuǎn)化成甜度更高的高果糖漿。一些發(fā)達(dá)國(guó)家高果糖漿的年產(chǎn)量現(xiàn)已達(dá)到幾百萬(wàn)噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。
3、固定化細(xì)胞
利用胞內(nèi)酶制作固定化酶時(shí)，先要把細(xì)胞打碎，才能將里面的酶提取出來(lái)，這就增加了工序和成本。人們?cè)O(shè)想直接固定那些含有所需胞內(nèi)酶的細(xì)胞，并且就用這樣的細(xì)胞來(lái)催化化學(xué)反應(yīng)。20世紀(jì)70年代，科學(xué)家研制成固定化細(xì)胞，并且用于生產(chǎn)。例如，將酵母細(xì)胞吸附到多孔塑料的表面上或包埋在瓊脂中，制成的固定化酵母菌細(xì)胞，可以用于酒類的發(fā)酵生產(chǎn)。
（二）酶制劑的應(yīng)用
1、治療疾病
胰島素是治療糖尿病的常用藥品，這種蛋白質(zhì)是胰臟中胰島細(xì)胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成，一條由21個(gè)氨基酸組成，稱為A鏈；另一條由30個(gè)氨基酸組成，稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的。由于糠尿病患者很多，胰島素的需要量很大，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是，豬胰島素與人胰島素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是蘇氨酸。因此，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產(chǎn)生免疫反應(yīng)。現(xiàn)在，科學(xué)家可利用酶，切下并移去豬胰島素B鏈上的那個(gè)丙氨酸，然后接上一個(gè)蘇氨酸。這樣，豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了；
尿激酶可以用來(lái)活化人體內(nèi)的溶纖維蛋白酶原，使溶纖維蛋白酶原轉(zhuǎn)化為溶纖維蛋白酶，是治療腦溢血、心肌梗塞、肺動(dòng)脈阻塞等疾病引起的血栓所需要的藥物，它是能利用培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞得到的唯一可以商業(yè)化的治療劑。但由尿或組織培養(yǎng)的產(chǎn)物中提取價(jià)格較高，1980年4月，科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)質(zhì)粒DNA誘發(fā)大腸桿菌生產(chǎn)出尿激酶，為在工業(yè)上利用酶工程方法生產(chǎn)酶開辟了道路；
青霉素是人們經(jīng)常使用的一種抗生素。但是，多年的使用使得不少病原菌對(duì)青霉素產(chǎn)生了抗藥性，為此，科學(xué)家一方面研制新的抗生素以替代青霉素，另一方面設(shè)法通過(guò)有關(guān)的酶制劑來(lái)改造青霉素的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研制出新型的青霉素。青霉素的分子是由一個(gè)母核和一個(gè)側(cè)鏈組成的?？茖W(xué)家利用青霉素?；?，將母核和側(cè)鏈水解開，然后，利用化學(xué)合成的方法，使青毒素的母核與其他的側(cè)鏈連接，從而研制出氨芐青霉素等新型的青霉素。現(xiàn)在，制藥廠已經(jīng)能夠利用固定化青霉素?；阜磻?yīng)器，成批地生產(chǎn)用于合成氨芐青霉素等新型青霉素的母核了；
再如，溶菌酶可分解病原菌的細(xì)胞壁，具有明顯的抗菌和消炎作用；溶纖維蛋白酶具有溶解患者血管內(nèi)纖維蛋白凝塊的作用，可以用來(lái)治療血栓病。
2、產(chǎn)品加工
利用酶制劑生產(chǎn)一些產(chǎn)品，這一過(guò)程是在酶反器中進(jìn)行的，酶反應(yīng)器是指供酶制劑催化化學(xué)反應(yīng)容器。酶反應(yīng)器分成多種，如具有固定化酶（或固定化細(xì)胞）的反應(yīng)器叫做柱式酶反應(yīng)器，柱式酶反應(yīng)器是將含有底物的液體，以一定的速度連續(xù)不斷地從一端注入裝有固定化酶（或固定化細(xì)胞）的容器，在液體流經(jīng)固定化酶（或固定化細(xì)胞）時(shí)，容器內(nèi)就發(fā)生催化反應(yīng)并且生成產(chǎn)物、含有產(chǎn)物的液體則連續(xù)不斷地從容器的另一端流出。同一般的化工容器一樣，需要對(duì)酶反應(yīng)器溫度和pH等條件進(jìn)行嚴(yán)格控制；不同的是，酶反應(yīng)器必須進(jìn)行無(wú)菌操作。
食品加工業(yè)方面。釀酒廠和飲料廠利用果膠酶來(lái)澄清果酒和果汁，效果十分明顯；又如，葡萄糖氧化酶可以除去密封飲料和罐頭中的氧氣、從而有效地防止飲料和食品氧化變質(zhì)；再如，用木瓜蛋白酶制成的嫩肉粉，可以使肉絲、肉片等烹調(diào)后吃起來(lái)嫩滑可口；例如，支鏈淀粉酶是分解多糖類支鏈淀粉的酶，它能把胚芽轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴奢^好的麥芽糖糖漿。麥芽糖的甜味沒(méi)有葡萄糖濃，但很適口，且容易發(fā)酵、粘度大、溶解度大，用其制作糖果可以防止遇熱變色，用于冰激凌可以防止產(chǎn)生砂糖結(jié)晶。
日常生活方面。照相業(yè)由于采用了酶技術(shù)使照相材料發(fā)生了很大變革；家庭用的洗衣粉里加了一些酶，它能夠分解某些蛋白質(zhì)等物質(zhì)，使衣服上的血跡、汗?jié)n等容易洗掉。但是，由于這些酶比較脆弱，在漂白劑一同起作用下很容易被破壞，然而酶工程可以解決這一技術(shù)難題。目前，市場(chǎng)上己經(jīng)出現(xiàn)了能夠和漂白劑一同起作用的去污酶洗衣粉?？茖W(xué)家通過(guò)對(duì)去污酶結(jié)構(gòu)上的兩個(gè)氨基酸進(jìn)行修改，提高了這種酶的抵抗力。
化學(xué)工業(yè)方面酶制劑也得到了廣泛應(yīng)用，在塑料工業(yè)與合成纖維工業(yè)中，已經(jīng)可以用酶制劑催化氫化鏈烯的生產(chǎn)；
其他方面，一些紡織原料也可以利用酶制劑進(jìn)行加工。例如，天然蠶絲（指家蠶吐出的蠶絲）的外表有一層絲膠，絲膠直接影響天然蠶絲的使用。過(guò)去，人們只能在高溫條件下用堿性物質(zhì)脫去天然蠶絲上的絲膠?，F(xiàn)在，人們可以在溫和的條件下，利用蛋白酶對(duì)天然蠶絲進(jìn)行脫膠，脫膠后的蠶絲具有鮮亮的色澤和柔滑的手感。
3、化驗(yàn)診斷和水質(zhì)監(jiān)測(cè)
根據(jù)葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下形成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的催化作用下形成水和原子氧，而氧原子可以將某種無(wú)色的化合物氧化成有色的化合物，人們根據(jù)這個(gè)原理，將上述兩種酶和無(wú)色的化合物固定在紙條上，制成測(cè)試尿糖含量的酶試紙，當(dāng)它與尿液相遇時(shí)，依據(jù)尿液中葡萄糖含量由少到多而呈現(xiàn)出淺藍(lán)、淺綠、棕或深棕色，這樣糖尿病人就可以方便地為自己化驗(yàn)?zāi)蛱堑那闆r了?？茖W(xué)家根據(jù)同一原理，還研制出能夠化驗(yàn)血糖數(shù)值的血糖快速測(cè)試儀，具有靈敏度高和速度快等優(yōu)點(diǎn)。
酚是一類對(duì)人體有害的化合物，經(jīng)常通過(guò)煉油和煉焦等工廠的廢水排放到河流和湖泊中，科學(xué)家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶?jìng)鞲衅?，可快速測(cè)定出水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅有2×10—7的酚。
4、用于生物工程其他分支領(lǐng)域
基因工程離不開內(nèi)切酶和連接酶；植物體細(xì)胞雜交制備原生質(zhì)體時(shí)，需要纖維素酶，人們把它們稱為生物工程的工具酶，而這些酶可由酶工程得到。
酶作用的特性
酶是催化劑，只需微量就可以使所催化的反應(yīng)加速進(jìn)行，而其本身的質(zhì)和量都不發(fā)生變化，此外酶是生物催化劑，它有著不同于化學(xué)催化劑的特性。
（1）酶具有高效性
酶的催化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)化學(xué)催化劑。例如，碳酸酐酶能夠催化下面的反應(yīng)：
碳酸酐酶是目前已經(jīng)知道的催化反應(yīng)速度最快的酶之一。每個(gè)碳酸酐酶分子每秒能夠催化個(gè)，使它們與相同數(shù)量的結(jié)合，形成相同數(shù)量的。碳酸酐酶催化上述反應(yīng)的速度比非酶催化的上述反應(yīng)速度快上倍。酶為什么會(huì)具有這樣強(qiáng)大的催化能力呢?酶的中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)認(rèn)為：酶在催化某一底物時(shí)，先與底物結(jié)合成一種不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。這種中間產(chǎn)物極為活潑，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變成反應(yīng)物，并且放出酶。按照中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)，酶的催化反應(yīng)可以寫成下式：
S（底物）十E（酶）=SE（中間產(chǎn)物）=E十P（反應(yīng)產(chǎn)物）
（2）酶具有高度的專一性
這就是說(shuō)，一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物，促使底物進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一定的反應(yīng)產(chǎn)物。酶為什么具有這樣高度的專一性呢?這可以用“誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”來(lái)解釋。
所謂“誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”是指底物一旦與酶結(jié)合，酶分子上的某些基團(tuán)常常發(fā)生明顯的變化，從而使酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的變化，使酶的活性中心的空間結(jié)構(gòu)和底物的空間結(jié)構(gòu)十分吻合，最終契合形成酶—底物絡(luò)合物，這種變化的結(jié)果，使酶只能與對(duì)應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小不適合的化合物。科學(xué)家們對(duì)羧肽酶等進(jìn)行了X射線衍射研究，研究的結(jié)果有力地支持了這個(gè)假說(shuō)。
（3）酶很容易失活
同一般的催化劑相比，酶很容易失去活性。酶失活的原因是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變?cè)斐傻摹?br> 酶的催化作用，受到溫度、pH和某些化合物等因素的影響。
溫度的影響：在一定的溫度范圍（0—40℃）內(nèi)，酶的催化作用速度隨著溫度的升高而加快。一般地說(shuō)，溫度每升高10℃，反應(yīng)速度就相應(yīng)提高一倍。但超過(guò)60℃，絕大多數(shù)的酶就會(huì)失去活性。
pH的影響：酶對(duì)環(huán)境中的pH十分敏感。酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性，超過(guò)這個(gè)范圍，酶就失活了。即使在這個(gè)有限的pH范圍內(nèi)，酶的活性也要隨著環(huán)境中pH的變動(dòng)而有所不同。一般來(lái)說(shuō)，酶的最適pH在4~8之間。但是，各種酶的最適pH是不一樣的。
某些化合物的影響：有些化合物可引起酶失活，如酒精、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥等有機(jī)小分子物質(zhì)；重金屬離子等；有些離子或簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物，能夠增強(qiáng)酶的活性，這些物質(zhì)叫做酶的激活劑。例如，經(jīng)過(guò)透析的唾液淀粉酶的活性不高、如果加入少量的，這種酶的活性就會(huì)大大增強(qiáng)，因?yàn)橹械钠鸬搅思せ钔僖旱矸勖傅淖饔?；還有些物質(zhì)能夠抑制酶的活性，這類物質(zhì)叫做酶的抑制劑，例如，氰化物可以抑制細(xì)胞色素氧化酶的活性。
典型例題
例1某一細(xì)胞能通過(guò)細(xì)胞膜從環(huán)境中吸收Q物質(zhì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到下列結(jié)果：
（1）當(dāng)細(xì)胞中Q物質(zhì)濃度高于溶液中Q物質(zhì)濃度時(shí)，也會(huì)發(fā)生Q物質(zhì)的吸收
（2）只有在氧氣存在的條件下才會(huì)發(fā)生Q物質(zhì)的吸收
（3）Q物質(zhì)的吸收存在最大值，且吸收結(jié)束時(shí)膜兩側(cè)存在Q物質(zhì)的濃度差
（4）Q物質(zhì)的吸收隨著溫度而變化，且有一定的最適溫度
Q物質(zhì)的吸收為主動(dòng)運(yùn)輸?shù)呐袛嘁罁?jù)是：
A、（1）（2）B、（1）（2）（3）C、（1）（3）D、（1）（3）（4）
答案：D
解析：主動(dòng)運(yùn)輸有兩個(gè)條件，一是需要載體蛋白，二是需要能量，即ATP，即物質(zhì)可逆著濃度差方向運(yùn)輸，其中需要載體不是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奈ㄒ粭l件，協(xié)助擴(kuò)散也需要載體蛋白。因此，（1）是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊罁?jù)，因?yàn)楫?dāng)細(xì)胞中Q物質(zhì)的濃度高于溶液中Q物質(zhì)濃度時(shí)，仍發(fā)生Q物質(zhì)的吸收，很明顯Q物質(zhì)是逆著濃度差的方向發(fā)生運(yùn)輸?shù)模唬?）不是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊罁?jù)，因?yàn)椴皇侵挥杏醒鹾粑僧a(chǎn)生ATP，無(wú)氧呼吸一樣可產(chǎn)生ATP以提供主動(dòng)運(yùn)輸所需的能量；（3）是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊罁?jù)，因?yàn)榧?xì)胞膜上運(yùn)輸Q物質(zhì)的載體蛋白數(shù)量是一定的，當(dāng)膜上所有運(yùn)輸Q物質(zhì)的載體全被利用，即載體飽和時(shí)，Q物質(zhì)的吸收速率會(huì)不再增加，又由于吸收結(jié)束后，膜兩側(cè)Q物質(zhì)會(huì)存在濃度差，所以應(yīng)為主動(dòng)運(yùn)輸，因?yàn)槿绻亲杂蓴U(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散的話，吸收結(jié)束后膜兩側(cè)從理論上不應(yīng)存在Q物質(zhì)的濃度差；（4）是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊罁?jù)，因?yàn)楫a(chǎn)生ATP的過(guò)程是一系列酶促反應(yīng)，酶有最適溫度，因此，Q物質(zhì)的吸收一定和酶有關(guān)，是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊罁?jù)。綜上，應(yīng)選D。
例2　種子在萌發(fā)時(shí)，貯藏物質(zhì)發(fā)生水解作用過(guò)程中，活性最高的酶應(yīng)該是下列哪些酶：
（1）脂肪酶?。?）淀粉酶?。?）蛋白酶
（4）轉(zhuǎn)氨酶?。?）過(guò)氧化氫酶?。?）蔗糖酶
A、（1）（2）（3）B、（4）（5）（6）
C、（1）（3）（5）D、（2）（4）（6）
答案：A
解析：在種子中貯藏著其萌發(fā)時(shí)所需的各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一般是生物大分子，如脂肪（花生種子、芝麻種子、大豆種子等）；淀粉（小麥種子、水稻種子等）；蛋白質(zhì)（花生種子、大豆種子等）。在種子萌發(fā)時(shí)，這些大分子有機(jī)物要先被水解成小分子有機(jī)物，如葡萄糖、甘油、脂肪酸、氨基酸等才能被種子利用，此時(shí)主要需要分解這些有機(jī)高分子的酶催化這些反應(yīng)，因此應(yīng)選A。其它三個(gè)選項(xiàng)中所涉及的酶，均為轉(zhuǎn)化（如轉(zhuǎn)氨酶）、分解小分子（如蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶）物質(zhì)的酶，在種子萌發(fā)時(shí)的活性不如選項(xiàng)A中的酶活性高。
例3　下列關(guān)于蛋白質(zhì)和酶的敘述中，錯(cuò)誤的一項(xiàng)是：
A、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定功能多樣性
B、組成酶的基本單位是氨基酸
C、肽酶能使蛋白質(zhì)分解為多肽
D、相同種類、數(shù)目的氨基酸，組成的蛋白質(zhì)可能不同
答案：C
解析：在生物學(xué)中有一個(gè)普遍的規(guī)律，即結(jié)構(gòu)決定功能，因此選項(xiàng)A中的說(shuō)法是正確的；酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸，因此選項(xiàng)B中組成酶的基本單位是氨基酸這一說(shuō)法是正確的；兩種蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目雖然相同，但二者的氨基酸排列順序可能不同，因此兩種蛋白質(zhì)可能是不同，選項(xiàng)D也是正確的；肽酶的作用可使多肽分解為氨基酸，而不能使蛋白質(zhì)分解為多肽，因此選項(xiàng)C的說(shuō)法是不正確的。答案應(yīng)選C。
習(xí)題精選
1、根據(jù)酶在生物體內(nèi)存在的部位，可分為胞內(nèi)酶和胞外酶，下列屬于胞外酶的是（）
A、呼吸酶B、光合酶C、消化酶D、解旋酶
2、在下列關(guān)于酶和激素的敘述中，不正確的是：
A、激素的作用與神經(jīng)系統(tǒng)的作用密切相關(guān)
B、能產(chǎn)生激素的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生酶
C、激素產(chǎn)生后一般作用于其它細(xì)胞
D、能產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定產(chǎn)生激素
3、下列有關(guān)細(xì)胞的敘述中正確的是：
A、唾液腺細(xì)胞與汗腺細(xì)胞相比，前者核糖體數(shù)量較多
B、唾液腺細(xì)胞與心肌細(xì)胞相比，前者線粒體數(shù)量多
C、生命活動(dòng)旺盛的細(xì)胞與衰老的細(xì)胞相比，前者內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不發(fā)達(dá)
D、葉肉細(xì)胞與唾液細(xì)胞相比，前者高爾基體數(shù)量一般較多。
4、下圖表示細(xì)菌的反應(yīng)程序，在這個(gè)程序中一種氨基酸是由另一種氨基酸通過(guò)酶的作用而產(chǎn)生的。1到6代表不同的氨基酸，V到Z代表不同的酶。所有氨基酸對(duì)生命都是需要的。原始種的細(xì)菌只需要氨基酸1就能生存，而細(xì)菌的變種只有在培養(yǎng)基中提供氨基酸1、2、5才能生存，由此可以判定在培養(yǎng)基中不存在的酶是：
A：V、WB：W、YC：Y、ZD：V、Z
參考答案
1.C2.B3.A4.D

高一生物教案：《新陳代謝與酶導(dǎo)》教學(xué)設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn)，幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高一生物教案：《新陳代謝與酶導(dǎo)》教學(xué)設(shè)計(jì)》，僅供參考，歡迎大家閱讀。

高一生物教案：《新陳代謝與酶導(dǎo)》教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)方面

1、使學(xué)生理解新陳代謝的概念及其本質(zhì)

2、使學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程;初步理解酶的概念、酶的特性、影響酶活性的因素

3、使學(xué)生理解酶在生物新陳代謝中的作用

能力方面

在引導(dǎo)學(xué)生分析生物新陳代謝概念，探究酶的特性，探究影響酶活性因素的過(guò)程中，初步訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面

通過(guò)讓學(xué)生了解酶的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)研究中的作用地位;通過(guò)討論酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的關(guān)系;體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間相互促進(jìn)的關(guān)系，進(jìn)而體會(huì)研究生命科學(xué)價(jià)值的教育。

教學(xué)建議

教材分析

1、酶的發(fā)現(xiàn)

教材簡(jiǎn)單介紹酶的發(fā)現(xiàn)歷史，從1783年意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼設(shè)計(jì)的巧妙實(shí)驗(yàn)到20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)少數(shù)的酶是RNA，使學(xué)生對(duì)酶的研究歷史中的一些重大發(fā)現(xiàn)有了一個(gè)大致了解。

2、酶的特性

酶的特性主要是通過(guò)安排了有關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酶的三個(gè)特性，這樣的編排方式符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。酶的高效性特點(diǎn)，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)五、肝臟內(nèi)的過(guò)氧化氫酶比無(wú)機(jī)催化劑 的催化效率》切入;酶的專一性的特點(diǎn)，是通過(guò)比較《實(shí)驗(yàn)六、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用》切入;

3、影響酶活性的因素

本節(jié)教材主要講述酶的催化作用需要適宜的條件，通過(guò)《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》切入。

本節(jié)內(nèi)容的最后，安排了課外讀“造福人類的酶工程”，以開闊學(xué)生的視野，同時(shí)又有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)、技術(shù)在改變?nèi)祟惿钯|(zhì)量中的作用。

教法建議

1、使學(xué)生在理解細(xì)胞水平上的新陳代謝概念及其本質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱，這是在細(xì)胞水平上對(duì)新陳代謝的描述。其實(shí)學(xué)生已不是第一次接觸新陳代謝的概念，在初中生物課和高中生物課緒論中，學(xué)習(xí)已接觸到諸如同化作用、異化作用及其關(guān)系等與新陳代謝有關(guān)的知識(shí)，但那是在生物個(gè)體水平對(duì)新陳代謝下的定義。本章的新陳代謝內(nèi)容是對(duì)以往知識(shí)的深化和展開，教學(xué)教師要有意識(shí)地從細(xì)胞和分子水平引導(dǎo)學(xué)生分析出生物體是如何自我更新的，合成與分解是如何進(jìn)行的，及其二者的關(guān)系，從而使學(xué)生更深刻地理解什么是生命。

例如，為使學(xué)生理解"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話，教師可結(jié)合前一章細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析活細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，如發(fā)生在線粒體內(nèi)的糖的氧化放能的化學(xué)過(guò)程;發(fā)生在葉綠體中的水和二氧化碳合成為有機(jī)物的化學(xué)過(guò)程;發(fā)生在核糖體上的氨基酸縮合成多肽鏈的化學(xué)過(guò)程等，使學(xué)生對(duì)"新陳代謝是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱"這句話有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。

2、使學(xué)生理解酶的概念是本節(jié)的重點(diǎn)。在本節(jié)教學(xué)中如何組織學(xué)生完成酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)并實(shí)施有效的討論是本節(jié)的難點(diǎn)。

生命體隨時(shí)隨刻發(fā)生著數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)又是一個(gè)穩(wěn)定的，開放的系統(tǒng)。細(xì)胞中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)不可能在高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，而必須在常溫、常壓、水溶液環(huán)境下能快速、有序地進(jìn)行的，這就要盡可能地降低化學(xué)反應(yīng)能閾，這是新陳代謝為什么離不開生物催化劑，即酶的原因。

酶的概念和酶的發(fā)現(xiàn)可結(jié)合一起在讓學(xué)生討論，這樣可讓學(xué)生充分體會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。酶的特性這部分內(nèi)容，可先組織學(xué)生依次完成實(shí)驗(yàn)，然后再由學(xué)生來(lái)討論和總結(jié)。

在引導(dǎo)學(xué)生分析酶的特性時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生與蛋白質(zhì)的多樣性聯(lián)系起來(lái)，可使學(xué)生易于理解酶的催化作用的專一注必定意味著酶的多樣性，而且蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性和酶的專一性催化關(guān)系密切。

3、使學(xué)生理解酶具有高效性、專一性和需要適宜條件是本節(jié)的重點(diǎn)，如何組織學(xué)生完成影響酶活性因素的選做實(shí)驗(yàn)并分析、討論實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。

在組織學(xué)生操作、分析、討論《實(shí)驗(yàn)七、探索影響淀粉酶活性的條件(選做)》基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生概括酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。

新陳代謝與酶

第一節(jié)新陳代謝與酶
（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容：
第三章《生物的新陳代謝》的第一節(jié)《新陳代謝與酶》，第二節(jié)《新陳代謝與ATP》；通過(guò)實(shí)驗(yàn)《比較過(guò)氧化氫酶和的催化效率》，《探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用》及《探索影響淀粉酶活性的條件》總結(jié)歸納作為酶所具備的特點(diǎn)。

（二）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：
1.酶的概念、酶的催化作用特點(diǎn)
2.酶的特性實(shí)驗(yàn)完成
3.理解酶的特性與新陳代謝的關(guān)系

（三）學(xué)習(xí)難點(diǎn)：
1.酶的性質(zhì)及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.酶的性質(zhì)驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（四）學(xué)習(xí)過(guò)程：
1.新陳代謝：是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱。
理解：新陳代謝是生物最基本的特征，是生物與非生物最本質(zhì)的區(qū)別。要將新陳代謝同普通的物理變化和化學(xué)變化區(qū)分開。這一點(diǎn)主要體現(xiàn)在三點(diǎn)上：①新陳代謝是活細(xì)胞中發(fā)生的過(guò)程；②是有序的化學(xué)反應(yīng)，是受控過(guò)程；③新陳代謝的本質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)，涉及物質(zhì)變化和能量變化；對(duì)細(xì)胞、對(duì)生物體而言，這種有序變化是其存在的基礎(chǔ)，是以生物體表現(xiàn)出生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的特征。細(xì)胞才以活的姿態(tài)出現(xiàn)，表現(xiàn)出生長(zhǎng)、分裂、完成生命活動(dòng)等特征。
2.酶
（1）發(fā)現(xiàn)1783年，意大利科學(xué)家，斯巴蘭讓尼鷹的消化實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簠^(qū)分鳥類的胃的消化過(guò)程，是進(jìn)行物理性消化，還是存在化學(xué)性消化。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將肉塊放入小巧的金屬籠，讓鷹將金屬籠吞入，既保證肉塊不受物理性消化的影響，同時(shí)胃液可流入籠內(nèi)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：隔一段時(shí)間后，將小籠子取出，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。
結(jié)果分析：胃內(nèi)具有化學(xué)性消化作用
1836年，德國(guó)科學(xué)家施旺，從胃液中提取出消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)（蛋白酶）
1926年，美國(guó)薩姆納從刀豆種子中提出脲酶結(jié)晶，并證實(shí)脲酶是一種蛋白質(zhì)。
20世紀(jì)30年代，酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)
20世紀(jì)80年代，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具生物催化作用。
（2）本質(zhì)：酶，是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物
理解：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)成分，即一些具有生物催化作用的有機(jī)物，如RNA并非是蛋白質(zhì)成分，它們具有生物酶的特點(diǎn)：①是活細(xì)胞可以合成的；②能夠催化反應(yīng)進(jìn)行；③是生物體內(nèi)的有機(jī)物，所以，有幾點(diǎn)要注意：a.不是酶的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA也是酶；b.不是蛋白質(zhì)都能稱為酶，只有是活細(xì)胞中產(chǎn)生具有催化作用的蛋白質(zhì)才稱為酶，催化作用僅為蛋白質(zhì)多種功能之一；c.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生，但不一定只在活細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用，在體外條件合適情況下一樣能發(fā)揮催化作用。
（3）特性
酶的特點(diǎn)在化學(xué)中已經(jīng)學(xué)到，所有的酶在一定的條件下都能使生物體內(nèi)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)迅速地進(jìn)行，而酶本身不發(fā)生變化，但酶有別于無(wú)機(jī)化學(xué)催化劑。
①酶具有“高效性”
過(guò)氧化氫酶，與相比，過(guò)氧化氫酶的催化效率要高許多。通常情況下，酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的倍。也就是說(shuō)，酶的催化效率是極高的，比如：
每個(gè)碳酸酐酶分子每秒能夠催化個(gè)，使其與相同數(shù)量的結(jié)合，形成，是非酶催化的一百萬(wàn)倍。
②酶具有“專一性”
一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物：
淀粉酶只能催化淀粉水解，對(duì)蔗糖不起催化作用
二肽酶可以水解任何兩種氨基酸組成的二肽
所以，每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。進(jìn)一步講，生物體內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)很多，在同一時(shí)刻，機(jī)體內(nèi)部不同部位不同細(xì)胞，或同一細(xì)胞不同的位置發(fā)生著千萬(wàn)種反應(yīng)，而反應(yīng)的進(jìn)行依賴于酶的存在，所以，可以推論酶具有“多樣性”。大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)也是具有多樣性特點(diǎn)的。特別是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是酶發(fā)揮作用的重要基礎(chǔ)之一。
③酶需要適宜的條件
每一種酶活性的發(fā)揮都離不開特定的環(huán)境條件，通常酶在一定的范圍內(nèi)才具有活性，有催化能力，超過(guò)了這個(gè)范圍，就不再有催化能力，即酶失活；酶即使在活性范圍內(nèi)，催化能力也有高低之分，酶在改變某一環(huán)境條件下，活性也改變，當(dāng)酶活性最高時(shí)，該環(huán)境條件稱為最適條件，在此條件兩側(cè)，酶活性都將降低。影響因素常有：a.溫度：一定范圍內(nèi)，酶的催化能力隨溫度升高而增強(qiáng)（）但超過(guò)60℃，絕大多數(shù)酶就會(huì)失去活性，低溫使活性降低，但分子結(jié)構(gòu)未破壞，可恢復(fù)活性。b.pH酶對(duì)環(huán)境中的pH十分敏感，酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)出活性，隨pH不同，酶的活性波動(dòng)很大，一般最適pH常在4－8之間，不同酶情況不一樣。

酶最適pH
過(guò)氧化氧酶（肝）
唾液淀粉酶
脂肪酶
胰蛋白酶
胃蛋白酶6.8
6.8
8.3
8.0-9.0
1.5-2.2
過(guò)酸，過(guò)堿和pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低至失活，通常是使酶分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而導(dǎo)致失活。
高溫常破壞酶的分子結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致失活，低溫也能使酶活性急劇下降，但酶的分子結(jié)構(gòu)未被破壞，當(dāng)溫度恢復(fù)到適宜濕度時(shí)，酶活性可恢復(fù)。
這兩種作用下，作為維持酶空間結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵或次級(jí)鍵被破壞，主要是肽鍵，離子鍵，氫鍵，二硫鍵被破壞，導(dǎo)致酶被水解。
（4）酶工程：
盛有酶的容器——酶反應(yīng)器中，利用酶的生物催化作用生產(chǎn)產(chǎn)品。
——淀粉酶用于高果糖漿的生產(chǎn)淀粉→麥芽糖→葡萄糖→果糖
利用豬胰島素生產(chǎn)人胰島素等。
（5）新陳代謝與酶
自然界的一切生命現(xiàn)象都與酶的活動(dòng)有關(guān)，活細(xì)胞內(nèi)全部的生物化學(xué)反應(yīng)，都是在酶的催化作用下進(jìn)行的，生命系統(tǒng)既是一個(gè)需要維持穩(wěn)態(tài)的系統(tǒng)，又是一個(gè)瞬間就會(huì)發(fā)生一系列合成分解運(yùn)動(dòng)著的系統(tǒng)，是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。新陳代謝中的各種化學(xué)反應(yīng)是在溫度、酸堿度等相對(duì)穩(wěn)定的條件下進(jìn)行的。要想在常態(tài)下迅速而高效地進(jìn)行反應(yīng)，并且盡可能地降低能量閾，這就需要生物催化劑——酶，離開了酶，新陳代謝就不能進(jìn)行，生命就會(huì)停止。

第二節(jié)新陳代謝與ATP
（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容：
1.ATP的生理功能2.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化4.ATP的形成途徑

（二）學(xué)習(xí)重點(diǎn)：
1.ATP的生理功能
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑

（三）學(xué)習(xí)難點(diǎn)：
1.ATP的結(jié)構(gòu)和生理功能
2.ATP的形成與轉(zhuǎn)化

（四）學(xué)習(xí)過(guò)程：
新陳代謝中的一系列變化過(guò)程需要有酶的催化作用，同時(shí)，這些過(guò)程伴隨著能量的轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)移。
糖類是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)，脂肪是生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。這些能源物質(zhì)的最終來(lái)源都是太陽(yáng)能。是通過(guò)復(fù)雜的過(guò)程轉(zhuǎn)變并轉(zhuǎn)移而儲(chǔ)存在這些物質(zhì)內(nèi)的，并且終將以特殊形式，轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)變才能被生物體利用，它們都不能被生物體直接利用，實(shí)際上，有機(jī)物中的能量不是綠色植物直接轉(zhuǎn)移用于有機(jī)物的合成的，在所有這些變化過(guò)程中，無(wú)論是能量的儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移，還是釋放都離不開ATP這種特殊形式，新陳代謝所需能由細(xì)胞內(nèi)的ATP直接提供，ATP是代謝能量的直接來(lái)源。
1.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
（1）概念：ATP——三磷酸腺苷的英文縮寫，是存在于生物體內(nèi)的高能磷酸化合物。
高能磷酸化合物：指水解時(shí)釋放的能量在以上的磷酸化合物。ATP水解時(shí)釋放的能量高達(dá)。
（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A—P～P～P
A：代表腺苷（由腺嘌呤和核糖組成）
P：代表磷酸基團(tuán)。
～：代表高能磷酸鍵
（3）水解過(guò)程：
高能磷酸鍵水解時(shí)，生成磷酸并且釋放出大量的能量。
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵，在一定條件下很容易水解；也容易生成。此過(guò)程伴隨能量的儲(chǔ)存與釋放，ADP為二磷酸腺苷，含一個(gè)高能磷酸鍵。
ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的；ATP在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速；胞內(nèi)的ATP的含量總處在動(dòng)態(tài)平衡中，不斷消耗，不斷生成，保證胞內(nèi)穩(wěn)定供能環(huán)境。ATP水解時(shí)釋放的能量，是生物體維持細(xì)胞分裂，根吸收礦質(zhì)元素和肌肉收縮，維持體溫等生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源。
3.ATP的形成途徑
對(duì)人和動(dòng)物來(lái)說(shuō)，ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量來(lái)自呼吸作用，對(duì)綠色植物而言，則來(lái)自呼吸作用和光合作用
對(duì)于生命而言，能量是其能正常進(jìn)行的根本，有了能量就可以完成各種活動(dòng)。生物體所有的能量幾乎都來(lái)自太陽(yáng)能，綠色植物通過(guò)光合作用，將光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的穩(wěn)定化學(xué)能，其它生物則直接或間接地以植物為食，在進(jìn)食后，將食物中的能量轉(zhuǎn)移到自身，合成有機(jī)物或利用，在所有這些過(guò)程中，伴隨著ATP與ADP的轉(zhuǎn)變，完成能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和釋放。這種不停頓的動(dòng)態(tài)平衡，是生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性的具體表現(xiàn)之一，而ATP
則象是在各種細(xì)胞間，流通著的“能量貨幣”，保證了各種生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。

1.胃液中的蛋白酶，進(jìn)入小腸后，催化活性大大降低，由于（）
A.酶的催化作用只能發(fā)揮一次B.小腸內(nèi)的溫度高于胃內(nèi)溫度
C.腸內(nèi)的pH值比胃內(nèi)pH值高D.小腸內(nèi)的pH值比胃內(nèi)pH值低
2.在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，去除其細(xì)胞壁最好的方法是（）
A.B.C.淀粉酶D.纖維素酶
3.關(guān)于酶的性質(zhì)，下列表述中錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（）
A.化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變
B.一但離開活細(xì)胞，酶就失去催化能力
C.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的一類特殊有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。
D.酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿條件影響
4.根據(jù)反應(yīng)式：以下說(shuō)法正確的是（）
A.物質(zhì)和能量都是可逆的B.物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的
C.物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的D.兩者均不可逆
5.下列關(guān)于人體細(xì)胞內(nèi)ATP的敘述，正確的是（）
A.人體細(xì)胞內(nèi)貯有大量ATP，以備生理活動(dòng)需要
B.ATP水解成ADP的反應(yīng)是可逆的
C.ATP只能在線粒體中生成
D.ATP中含有兩個(gè)高能磷酸鍵
6.下圖中能表示動(dòng)物肌細(xì)胞內(nèi)ATP含量與供給之間關(guān)系的曲線是（）
A.aB.bC.cD.d
7.關(guān)于酶的特性實(shí)驗(yàn)裝置如下圖，取標(biāo)號(hào)為A、B、C，三支試管各加入稀釋淀粉糊
（1）在三支試管內(nèi)各滴入革蘭氏碘液，搖勻，可見(jiàn)試管內(nèi)溶液呈_____色。
（2）再在A管內(nèi)加入胰液，B管內(nèi)加入煮沸唾液，C管內(nèi)加入唾液，然后將這三支試管放入37－40℃水浴鍋中，15－20分鐘后，三支試管內(nèi)溶液確切變化分別是（）
A管______________因?yàn)開______________
B管______________因?yàn)開______________
C管______________因?yàn)開______________
8.下面為綠色植物體內(nèi)ATP與ADP的互換式
問(wèn)：（1）A代表________，P代表_______，～代表________，Pi代表_______。
（2）當(dāng)反應(yīng)從左向右進(jìn)行時(shí)，釋放的能量供給_______。
當(dāng)反應(yīng)從右向左進(jìn)行時(shí)，所需能量來(lái)源于__________和__________。
9.加酶洗衣粉中含蛋白酶，這種洗衣粉為什么能很好地除去衣物上的奶漬和血漬？使用這種洗衣粉時(shí)為什么需要溫水？
10.下圖是人體內(nèi)某個(gè)化學(xué)反應(yīng)示意圖，圖中哪個(gè)英文字母代表酶，若B代表的是二肽，CD代表什么？若B代表的是蔗糖，CD代表什么？