第一节《ATP和酶》word学案二 苏教版生物必修1

第1节 ATP与酶

一、学习目标
1、ATP的结构简式：A—P～P～P（A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键）。
2、ATP的生理功能：是为生物体的新陈代谢代谢过程直接提供能量（能量货币）。
3、ATP与ADP之间的相互转化：
ATP+H2O        ADP+Pi+能量（物质可逆，能量不可逆）
4、酶的概念和化学本质
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是核酸，这种酶特称为核酶。
5、酶的特性
酶的高效性：酶的催化效率比无机催化剂要高107～1013倍。
酶的专一性：每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
需要适宜的条件：一需要适宜的温度条件，在适宜的温度条件下，酶的活性最高，高于或低于这个条件，酶的活性将下降；二需要适宜的pH值，在适宜的pH值条件下，酶的催化活性最高，高于或低于这个条件，酶的催化活性将会下降。
6、酶的活性：即酶促反应的速率，受底物浓度、反应产物的浓度、酶的浓度、温度和pH的影响。

二、教材分析
1、重点难点与疑点
重点难点是ATP的结构简式、ATP的生理功能、ATP与ADP之间的相互转化、酶的概念和化学本质、酶的高效性、酶的专一性等。
疑点是酶促反应需要适宜的条件、酶促反应的速率，受底物浓度、反应产物的浓度、酶的浓度、温度和pH的影响等。

2、教材解读
课     文 解       读
一、生命活动的能量“货币”——ATP
早在20世纪20年代，几位科学家就分别在肌肉中发现了一种叫做腺嘌呤核苷三磷酸的物质，它是一种不稳定的化合物，由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸组成，简称ATP ATP是生物体进行新陈代谢所需能量的直接来源。
阐述：新陈代谢不仅需要酶，而且需要能量。我们知道，糖类是细胞和生物体的主要能源物质，脂肪是生物体内储存能量的主要物质。但是，这些有机物中的能量都不能直接用生物体的各项生命活动，它们在细胞中被逐步氧化分解释放出来，并将其中的一部分能量转移到ATP中，通过ATP直接提供给各项生命活动。

ATP的结构简式、分子式和分子结构式
（1）ATP的结构简式
    ATP的结构简式可写成：A－P～P～P。其中A代表腺苷（即腺嘌呤），T表示3个，P表示磷酸，所以ATP也称为三磷酸腺苷。“～”表示高能磷酸键，即“P～Ｏ”键，“－”表示一般的共价键。
（2）ATP的分子式
　　ATP的分子式为：C10H16O13N5P3。
（3）ATP的分子结构式

    阐述：ATP是一种高能磷酸化合物，一分子ATP中含有二个高能磷酸键，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mol高能磷酸键贮存的能量约为30.5kJ•mol—1。所以ATP被称为生命活动的直接能源物质。
P46页书本图4-1 ATP和ADP之间的相互转化
     ATP+H2O        ADP+Pi+能量
   阐述：在ATP与ADP的相互转化中，ATP既可以储能，又可作为生命活动的直接能源。在ATP的第二个和第三个磷酸之间的高能磷酸键 对细胞中能量的捕获和释放都是很重要的。第三个磷酸位于末端，能够很快地移走，于ATP就转变成了ADP，如果加上第三个磷酸，ADP又转变成了ATP。在这些变化中，能量的转变是很重要的。把游离的磷酸束缚在ADP上形成ATP，需要能量，在这个反应中能量被捕获而且贮存起来。从ATP上移走第三个磷酸，就释放能量，ATP又转变成ADP了。所有这些变化都是在酶催化下完成的。这样的过程在活细胞中可以永无止境地循环进行。ATP在活细胞中是用不完的，换句话讲，如果ATP用完了，也就意味着生命的结束。
二、酶与酶促反应
生物体内每时每刻都在进行着许多复杂的化学反应，这些化学反应之所以能迅速而有规律地进行，都和酶有关。酶通常是指由生活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊蛋白质，又称为生物催化剂。
绝大多数的酶都是蛋白质。近年来，科学家发现，某些核酸也具有生物催化作用，它们被称为“核酶”。 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
    阐述：关于酶的化学本质，多年来，科学家们一直认为所有酶的化学本质都是蛋白质。然而，20世纪80年代以来的科学表明，一些RNA分子也具有酶的催化作用。如一种叫做RnaseP的酶，这种酶20%的蛋白质和80%的RNA组成。科学家们将这种酶中的蛋白质除去，并且提高了Mg2+的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与该种酶相同的催化活性。后来的科学实验进一步证实，某些RNA分子同那些构成酶的蛋白质分子一样，都是效率非常高的生物催化剂。所以从酶的化学本质来说，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。但讲酶的化学本质是有机物是不会错的。
    具有酶活性的蛋白分子分为简单蛋白质类和结合蛋白质类。简单蛋白质类的酶只由氨基酸组成，不含任何其它物质，如胃蛋白酶。结合蛋白质类的酶由蛋白质和辅因子组成的，如乳酸脱氢酶、转氨酶等。组成这类酶的蛋白质部分称为酶蛋白，辅因子部分叫做辅酶或辅基。辅酶和辅基并没有什么本质上的差别，只是它们与蛋白质部分结合的牢固程度不同而已。通常把那些与酶蛋白结合得比较松的、用透析法可以除去的小分子有机物叫辅酶，把那些与酶蛋白结合得比较紧的、用透析法不容易除去的小分子物质叫辅基。酶蛋白与辅因子单独存在时都没有催化活力，只有两者结合在一起时，才能起到酶的催化作用。这完整的酶分子称为全酶。
酶在常温、常压等温和条件下具有很高的催化效率。例如，1个过氧化氢酶分子在室温条件下每1min可催化500万个过氧化氢分子的分解反应。酶也具有特异性。一种酶只能对一定的底物发生催化作用。例如，淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蛋白质和脂质的水解。 （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。
    阐述：酶的催化具有高效性是指与无机催化剂比较而言的，失去了比较的对象也就无所谓高效性。如细胞中的过氧化氧酶催化过氧化氢分解为水和氧，这个过程也能被Fe3+所催化，但过氧化氢酶催化的效率比Fe3+催化的效率高得多。再如在人体内，人体细胞通过呼吸作用释放出大量的CO2，CO2扩散进入血液后和水反应生成H2CO3，但生成的速度是比较慢的，当CO2扩散进入红细胞后，在红细胞中有一种酶称为碳酸酐酶，这种酶能够催化CO2和水生成H2CO3的反应，使反应的速度比原先提高了约一万五千倍。

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