第五單元細胞的能量(néngliàng)供應和利用專題第一頁，共三十六頁。1．細胞(xìbāo)代謝

概念：

細胞代謝是細胞中每時每刻都進行(jìnxíng)著許多化學反應的統(tǒng)稱。2．酶

概念(gàiniàn)：活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物。本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。功能：生物催化劑：a.在催化某一反應時，與其他一般無機催化劑一樣，能顯著降低反應的活化能，提高反應速率，縮短達到平衡的時間，但并不改變反應的方向和平衡常數(shù)；b.反應前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。一、降低化學反應活化能的酶第二頁，共三十六頁。特性(tèxìng)：

a.高效性；b.專一性；c.需要適宜的條件：適宜的溫度和適宜的pH。分布：細胞外(胞外酶：如各種消化酶)；細胞內(nèi)(胞內(nèi)酶：如呼吸氧化酶)第三頁，共三十六頁。難點(nádiǎn)再現(xiàn)：底物(dǐwù)濃度酶濃度(nóngdù)pH：溫度：同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。

分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量成為活化能。1、什么是活化能？強酸、強堿可使酶變性失活高溫使酶變性失活，低溫利于酶保存2、影響酶促反應的因素3、與蛋白質(zhì)、抗體、激素的區(qū)別能產(chǎn)生酶、抗體、激素的細胞，都能產(chǎn)生蛋白質(zhì)。不能反過來。抗體都是蛋白質(zhì)，絕大部分酶是蛋白質(zhì)。只有一部分激素是蛋白質(zhì)。相同的是他們都是由活細胞產(chǎn)生。第四頁，共三十六頁。3.酶在細胞(xìbāo)代謝中的作用

實驗：比較過氧化氫在不同(bùtónɡ)條件下的分解，如下表試管編號加入物質(zhì)處理觀察12mLH2O2溶液不作處理基本無氣泡產(chǎn)生22mLH2O2溶液90℃水浴加熱有氣泡產(chǎn)生32mLH2O2溶液加2滴Fecl3溶液有較多氣泡產(chǎn)生42mLH2O2溶液加2滴肝臟研磨液有大量的氣泡產(chǎn)生通過1號與2號相比，2號試管明顯的氣泡產(chǎn)生，說明升高(shēnɡɡāo)溫度能加快過氧化氫的分解反應。3號和4號試管中都有大量的氣泡產(chǎn)生，說明Fecl3溶液和肝臟研磨液都能催化過氧化氫的分解反應；4號比3號的反應速度快，說明酶的催化效率比Fecl3高。結(jié)論：酶在細胞代謝中具有催化作用，且酶具有高效性。第五頁，共三十六頁。4.實驗(shíyàn)探究出影響酶活性的條件

a.酶的確定：淀粉酶不適合做研究pH對酶活性的影響的實驗，是由于在堿性條件下，碘與淀粉的反應不能進行；過氧化氫酶不適合做研究溫度對酶活性的影響的實驗，是由于溫度能影響過氧化氫分解反應的速度。b.實驗原理：用淀粉和淀粉酶做實驗時，可利用加碘液后看溶液是否變藍來判斷淀粉是否水解，從而了解淀粉酶的活性；用過氧化氫酶做實驗時，可根據(jù)產(chǎn)生氣泡的數(shù)量和速度來判斷酶的活性。c.變量的確定：本實驗的自變量是溫度或pH，因變量是酶的活性。溫度的控制可用冰塊降溫或水浴加熱，用溫度計隨時測量；pH的控制可加入強酸或強堿，用pH試紙進行測量。d.對照組的設(shè)置：應將溫度或pH調(diào)到該酶的最適溫度或pH水平(shuǐpíng)上，其他條件與實驗組相同。e.實驗組的設(shè)置：探究pH對酶活性的影響，實驗組至少要設(shè)置2組，一組pH明顯高于對照組，一組pH明顯低于對照組，其他條件實驗組和對照組均相同。探究溫度對酶活性的影響，實驗組至少要設(shè)置2組，一組溫度明顯高于對照組，一組溫度明顯低于對照組，其他條件實驗組和對照組均相同。第六頁，共三十六頁。二、細胞(xìbāo)的能量通貨——ATP（二）、結(jié)構(gòu)(jiégòu)簡式：（一）、什么(shénme)是ATP？（三）、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化酶酶動物和人綠色植物：是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，中文名稱叫做三磷酸腺苷A-P~P~PADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量來源：ADP+Pi+能量

ADP+Pi+能量

ATPATP：呼吸作用呼吸作用、光合作用第七頁，共三十六頁。C6H12O61、有氧呼吸(hūxī)的三個階段2丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O20[H]12H2O6O2能34ATP熱線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)(jīzhì)②①酶③三、ATP的主要(zhǔyào)來源——細胞呼吸第八頁，共三十六頁。C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量酶

有氧呼吸是細胞在有氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化(yǎnghuà)分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。第九頁，共三十六頁。葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

[H]ATPO2酒精(jiǔjīng)

C2H5OH酶1

C3H6O3乳酸(rǔsuān)

酶2

CO2酶細胞質(zhì)基質(zhì)(jīzhì)2、無氧呼吸第十頁，共三十六頁。無氧呼吸(hūxī)總反應式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸(rǔsuān))+少量(shǎoliàng)能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶例：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細胞等）例：大多數(shù)植物、酵母菌第十一頁，共三十六頁。有氧呼吸(hūxī)與無氧呼吸(hūxī)的比較有氧呼吸(hūxī)無氧呼吸(hūxī)不同點相同點場所條件產(chǎn)物能量變化聯(lián)系實質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)需分子氧、酶不需分子氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸釋放大量能量，合成38ATP釋放少量能量，合成2ATP從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同，以后階段不同分解有機物，釋放能量，合成ATP小結(jié)第十二頁，共三十六頁。ATP的主要來源(láiyuán)——細胞呼吸細胞(xìbāo)呼吸概念(gàiniàn)：有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。1細胞質(zhì)基質(zhì)酶2丙酮酸+少量[H]+少量能量有氧呼吸2線粒體基質(zhì)酶3線粒體內(nèi)膜酶總反應式：酶無氧呼吸產(chǎn)生酒精：C6H12O6酶產(chǎn)生乳酸：C6H12O6酶發(fā)生生物：發(fā)生生物：反應場所：6CO2+大量[H]+少量能量2丙酮酸+6H2O12H2O+大量能量24[H]+6O26CO2+6H2O+大量能量C6H12O6+6O22C2H5OH+2CO2+少量能量大部分植物，酵母菌2乳酸+少量能量動物，乳酸菌，馬鈴薯塊莖，玉米胚細胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6第十三頁，共三十六頁。注意：菌類(jūnlèi)的無氧呼吸也叫發(fā)酵，生成乳酸的叫乳酸發(fā)酵，生成酒精的叫酒精發(fā)酵討論：有氧呼吸及無氧呼吸的能量去路有氧呼吸：無氧呼吸：2有氧呼吸過程(guòchéng)中氧氣的去路氧氣(yǎngqì)用于和[H]生成水能量小部分用于生成ATP，大部分儲存于乳酸或酒精中所釋放的能量一部分用于生成ATP，大部分以熱能形式散失了。第十四頁，共三十六頁。典型例題

1、將乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和適量的水混合(hùnhé)裝入一容器內(nèi)，調(diào)整PH至2.0，保存在37攝氏度的溫水內(nèi)，過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是（）

A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

B唾液淀粉酶、麥芽酶、胃蛋白酶、多肽

C唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水

D唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水

A第十五頁，共三十六頁。2、下列敘述不正確的是（）A酶的主要作用是降低反應所需的活化能B酶以相同的能量能使更多的分子(fēnzǐ)活化，從而加速反應的進行C酶加速反應的進行，使給反應物提供能量D酶同無機催化劑相比，降低活化能的能力顯著3、蛋白酶使蛋白質(zhì)水解為多肽，但不能使多肽水解為氨基酸，這說明酶有（）A高效性B專一性C多樣性D穩(wěn)定性CB第十六頁，共三十六頁。4、下列哪項生物體的生命活動不是直接依賴于ATP的水解(shuǐjiě)（）A蛋白質(zhì)的氧化分解B細胞的有絲分裂C細胞的生長D礦質(zhì)元素的吸收5、下列生理過程中，不消耗ATP的是（）A核糖體上合成血紅蛋白B在肺泡表面進行氣體交換C小腸吸收氨基酸D神經(jīng)沖動在中樞傳導AB第十七頁，共三十六頁。6、生物體吸收的O2用于（）A在線粒體中合成CO2B在細胞質(zhì)中與H結(jié)合生成水C部分(bùfen)形成CO2，部分與[H]結(jié)合成水D在線粒體中與[H]結(jié)合成水7、蘋果內(nèi)部腐爛時消耗一定量的葡萄糖可產(chǎn)生A摩爾CO2，其植物體葉片在正常生長時消耗同樣數(shù)量的葡萄糖，可產(chǎn)生CO2（）AA/3摩爾BA/6摩爾C3A摩爾D6A摩爾DC第十八頁，共三十六頁。8、人體內(nèi)代謝終產(chǎn)物CO2形成的主要場所(chǎnɡsuǒ)是（）A血漿內(nèi)B肺泡C線粒體D細胞質(zhì)基質(zhì)C第十九頁，共三十六頁。能量之源——光與光合作用一、捕獲光能的色素

綠葉中的色素

葉綠素主要吸收，類胡蘿卜素(húluóbosù)主要吸收白光下光合作用最強，其次是紅光和藍紫光，綠光下最弱。（藍綠色）（黃綠色）（黃色(huángsè)）（橙黃色）葉綠素a葉黃素胡蘿卜素(húluóbosù)葉綠素b類胡蘿卜素葉綠素藍紫光。紅光和藍紫光第二十頁，共三十六頁。實驗——綠葉中色素的提取和分離1實驗原理：2方法步驟中需要注意的問題：（步驟要記準確）（1）研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？（2）實驗為何要在通風的條件下進行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯(shāobēi)？濾紙條放入試管后為什么用棉塞塞緊試管口？因為層析(cénɡxī)液中的丙酮是一種有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素(sèsù)被破壞。綠葉中的色素都能溶解在層析液中，且它們在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。第二十一頁，共三十六頁。第二十二頁，共三十六頁。（3）濾紙上的濾液細線為什么不能觸及層析液？三、捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體結(jié)構(gòu)：與光合作用有關(guān)的酶分布(fēnbù)于中。光合作用色素分布于上。類囊體的薄膜基粒的類囊體及基質(zhì)(jīzhì)外膜，內(nèi)膜，基質(zhì)(jīzhì)，基粒（由類囊體構(gòu)成）防止細線中的色素被層析液溶解第二十三頁，共三十六頁。光合作用的原理光合作用的過程(guòchéng)：總反應式：其中，根據(jù)是否需要光能，可將其分為光反應和暗反應兩個階段。光能葉綠體CO2+H2O（CH2O）+O2（CH2O）表示(biǎoshì)糖類。第二十四頁，共三十六頁。色素(sèsù)分子可見光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多種酶酶(CH2O)CO2吸收(xīshōu)光解能固定(gùdìng)還原酶光反應暗反應光合作用總過程：第二十五頁，共三十六頁。光反應階段：必須有光才能進行(jìnxíng)場所：反應式：光反應中，酶酶光類囊體薄膜上光能轉(zhuǎn)化(zhuǎnhuà)為ATP中活躍的化學能ATPADP+Pi+光能(guāngnéng)ATP形成：O2+2[H]H2O水的光解：第二十六頁，共三十六頁。暗反應階段：有光無光都能進行(jìnxíng)場所：聯(lián)系：酶酶光反應為暗反應提供ATP和[H]，暗反應為光反應提供合成(héchéng)ATP的原料ADP和Pi（CH2O）+C5+ADP+Pi2C3+[H]+ATPC3的還原(huányuán)：2C3CO2+C5CO2的固定：葉綠體基質(zhì)6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量光能葉綠體CO2+H2*

O（CH2O)+*O2第二十七頁，共三十六頁。光反應和暗反應的比較(bǐjiào)場所(chǎnɡsuǒ)條件(tiáojiàn)物質(zhì)變化能量變化光反應暗反應聯(lián)系基粒片層結(jié)構(gòu)薄膜葉綠體基質(zhì)中光、色素、酶、水、ADP、Pi[H]、ATP、酶、CO2、C5水的光解ATP的生成CO2的固定C3的還原光能→ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能1、光反應為暗反應準備了還原劑[H]和能量ATP；2、暗反應為光反應補充消耗掉的ADP和Pi。第二十八頁，共三十六頁。影響光合作用的因素(yīnsù)及在生產(chǎn)實踐中的應用（1）光對光合作用的影響光照時間(shíjiān)長，光合作用時間(shíjiān)長，有利于植物的生長發(fā)育。③光照(guāngzhào)時間植物的光合作用強度在一定范圍內(nèi)隨著光照強度的增加而增加，但光照強度達到一定時，光合作用的強度不再隨著光照強度的增加而增加②光照強度葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍紫光。①光的波長第二十九頁，共三十六頁。生產(chǎn)(shēngchǎn)上應適時灌溉，保證植物生長所需要的水分。當植物葉片缺水時，氣孔會關(guān)閉，減少水分的散失，同時影響CO2進入葉內(nèi)，暗反應受阻，光合作用(guānghé-zuòyòng)下降。（4）水分(shuǐfèn)的供應生產(chǎn)上使田間通風良好，供應充足的CO2在一定范圍內(nèi)，植物光合作用強度隨著CO2濃度的增加而增加，但達到一定濃度后，光合作用強度不再增加。（3）CO2濃度生產(chǎn)上白天升溫，增強光合作用，晚上降低室溫，抑制呼吸作用，以積累有機物。溫度低，光和速率低。隨著溫度升高，光合速率加快，溫度過高時會影響酶的活性，光和速率降低。（2）溫度第三十頁，共三十六頁。化能合成作用概念(gàiniàn)：自然界中少數(shù)種類的細菌，雖然(suīrán)細胞內(nèi)沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用，叫做化能合成作用，這些細菌也屬于自養(yǎng)生物。如：硝化細菌，不能利用光能，但能將土壤(tǔrǎng)中的NH3氧化成HNO2，進而將HNO2氧化成HNO3第三十一頁，共三十六頁。典型例題1、把新鮮葉綠素溶液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中吸收最強的是（）A紅光部分B紅橙光與藍紫光部分C綠光部分D紫光部分2、下列(xiàliè)措施中不會提高溫室蔬菜產(chǎn)量的是（）A增大氧氣濃度B增大二氧化碳濃度C增強光照強度D調(diào)節(jié)室溫BA第三十二頁，共三十六頁。3、一般來說，光照強，光合作用增強。但在夏天(xiàtiān)光照最強的中午光合作用反而下降，原因是（）氣孔關(guān)閉(guānbì)，二氧化碳不足4、葉綠體中的色素分布在（）與光合作用(guānghé-zuòyòng)有關(guān)的酶分布在（）5、濾紙條上出現(xiàn)的四條色素帶中，最寬的一條顏色是（）A橙黃色B黃色C藍綠色D黃綠色類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)與基粒上C第三