1、細胞的能量供應和利用,第1講 酶,細胞生命活動的基礎,（二）活化能：,分子從常態(tài)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。,酶是由活細胞產(chǎn)生的，但是哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核、DNA、核糖體等，因此不能合成酶，紅細胞中的酶是紅細胞在未成熟的時候合成的，所以通常說“一般情況下，活細胞都能合成酶”。,催化作用是酶唯一的功能，酶不具有其他功能。但酶可以作為其他反應的原料，但這不是在執(zhí)行其就應有的功能。,所有的活細胞都能產(chǎn)生酶？,酶具有催化功能和提供能量等多種功能？,酶能為化學反應提供活化能？,酶只能在細胞內(nèi)發(fā)揮作用？,酶在發(fā)揮作用時，不僅僅是在細胞內(nèi)，在細胞外、甚至是體外，只要條件適

2、宜，均可發(fā)揮作用。,酶不能為化學反應提供活化能，只能降低活化能； 使用加熱的方法不能降低活化能，但能提供活化能。,此外，和無機催化劑一樣，酶能改變反應速率，能縮短達到平衡的時間但不改變反應的平衡點；并且酶在反應前后的質(zhì)量和性質(zhì)都不發(fā)生改變。,（三）探究實驗,1、如何驗證酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應生成紫色物質(zhì),（1）實驗原理：,（3）結(jié)果分析,2、探究實驗,（1）確定觀察指標,一般選擇容易觀察的實驗現(xiàn)象或易被檢測的物質(zhì),不同組別中無關(guān)變量應相同，并且處于最適條件下,用于對比的實驗對象組,（4）探究實驗設計原則,三、酶的特性,注意：酶只能縮短達到化學反應平衡所需時間, 不改變化學反應

3、的平衡點。,（三）多樣性,酶具有專一性，決定酶又具有多樣性,四、影響酶活性的條件,酶對化學反應的催化效率（或者說酶催化化學反應的能力）。,可用一定條件下酶催化某一化學反應的速率來表示。,（二）影響酶活性的因素,結(jié)論：,在最適溫度下，酶的活性最強；低于最適溫度，隨溫度升高，酶活性逐漸增強；高于最適溫度，隨溫度升高，酶活性逐漸減弱。,注意事項：,不宜用H2O2作底物探究溫度對酶活性的影響，因為H2O2的分解本身易受溫度的影響。,同一溫度下的底物和酶必須先分別保溫，然后混合，再保溫一段時間，避免混合以后溫度變化過程中的反應對實驗結(jié)果的影響。 （順序：分別保溫 混合 再保溫，順序不能顛倒）,探究溫度對

4、酶活性影響時，不能用斐林試劑檢測，因為斐林試劑檢測時需要加熱，加熱會影響有些化學反應。,1、探究溫度對酶活性影響時，能否將底物與酶混合均勻以后再在對應溫度下保溫？,2、能否以H2O2作底物探究溫度對酶活性的影響？,3、探究淀粉酶的最適溫度時，能否用斐林試劑檢測反應速率？,結(jié)論：,在最pH下，酶的活性最強；在一定范圍內(nèi)，低于最適pH，隨pH升高，酶活性逐漸增強；高于最適pH，隨pH升高，酶活性逐漸減弱。,總結(jié)： 1、在最溫度和pH下，酶的活性最強。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。 2、過酸、過堿、溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。 3、低溫使酶的活性暫時降低，但空間結(jié)

5、構(gòu)穩(wěn)定，溫度恢復，酶的活性恢復。,五、影響酶促反應速率的因素,在酶有活性的前提下，反應溶液的pH變化不影響酶的最適溫度。,溫度和pH通過影響酶活性來影響酶促反應速率。,3、底物濃度,4、酶濃度,底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸來影響酶促反應速率，它們不影響酶活性。,第2講 ATP,1、請寫出ATP結(jié)構(gòu)簡式及中文名稱； 2、請寫出ATP結(jié)構(gòu)簡式中各字母和符號代表的意思； 3、ATP的生理功能是什么？ 4、ATP的元素組成有哪些？ 5、ATP的本質(zhì)是什么？ 6、請寫出ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的總反應式； 7、ATP在生物體內(nèi)的含量怎樣？ 8、細胞內(nèi)能產(chǎn)生ATP的場所有哪些？,不同物質(zhì)中“A”

6、代表的含義,A：腺苷,A：腺嘌呤,A：腺嘌呤脫氧核苷酸,A：腺嘌呤核糖核苷酸,RNA的基本單位之一,元素組成：C、H、O、N、P,提示：ATP是一種物質(zhì)，不是能量。能量儲存在高能 磷酸鍵中。,ATP的特點：遠離腺苷的高能磷酸鍵容易斷裂容易形成， 因此ATP在細胞中的含量很少,ATP的分子組成,ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化及其應用,完成下面的ATP再生流程圖并判斷分析ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是否為可逆反應。,答案 光反應 ATP 葉綠體基質(zhì) (CH2O)中穩(wěn)定的化學能 細胞呼吸 細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 熱能 ADP+Pi,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應？,（3）能量來源不同：ATP水解釋放的能量

7、是儲存于高能磷酸鍵中的化學能，可直接用于各項生命活動（光反應階段合成的ATP只用于暗反應）；而合成ATP所需能量則主要來自有機物氧化分解釋放的化學能或光合作用所固定的化學能。,（1）反應條件不同：ATP的分解是一種水解反應，催化該反應的酶屬于水解酶；生成ATP的反應是一種合成反應，催化該反應的酶屬于合成酶，故兩者是不可逆反應。 （2）場所不同：合成ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體，而ATP水解的場所則很多。,ATP ADP+Pi+能量,歸納 主要能源物質(zhì)糖類（葡萄糖） 主要儲能物質(zhì)脂肪 直接能源物質(zhì)ATP 最終能源太陽能,第3講 細胞呼吸,1、什么是細胞呼吸？細胞呼吸的主要方式是什么？

8、 2、請寫出有氧呼吸三個階段的場所及反應式。 3、請寫出無氧呼吸第二階段的場所及反應式。 4、請寫出有氧呼吸和無氧呼吸的總反應反應式。 5、無氧呼吸產(chǎn)生酒精和乳酸的生物或組織分別有哪些？,二、細胞呼吸的方式,有氧呼吸,無氧呼吸,細胞呼吸的主要方式,C6H12O6,2C3H4O3,6O2,人和高等動物、乳酸菌、植物的塊根塊莖、玉米的胚乳。,高等植物、酵母菌,有氧呼吸總反應式：,無氧呼吸總反應式：,酒精式：,乳酸式：,1、在有氧呼吸過程中，氧氣的消耗是在第幾階段？水的消耗是在第幾階段？CO2的生成是在第幾階段？,2、有氧呼吸過程中，反應式兩邊的水能否抵消？,3、有氧呼吸為什么是徹底的氧化分解？而無

9、氧呼吸是不徹底的氧化分解，并且釋放的能量少？,氧氣的消耗：第三階段；水的消耗是在：第二階段；CO2的生成：第二階段。,不能，因為水的來源不同。,通過有氧呼吸將有機物徹底的氧化分解為無機物。而無氧呼吸的產(chǎn)物中依然存在有機物，大量能量依然儲存在生成的有機物中，所以無氧呼吸是不徹底的氧化分解，并且釋放的能量少。,4、不同生物進行無氧呼吸產(chǎn)物為什么不同？,5、線粒體中有沒有葡萄糖？,6、1 mol葡萄糖徹底氧化分解釋放的能量是多少？其中儲存在ATP中的是多少？,沒有，葡萄糖在線粒體中就被分解為丙酮酸和還原劑氫，所以多糖不進入線粒體。,不同生物的酶系統(tǒng)不同。,1 mol葡萄糖徹底氧化分解釋放的能量有28

10、70kj，其中儲存在ATP中的有38X30.54=1161kj，其余的能量都以熱能的形式散失了。,7、植物為什么不能長時間進行無氧呼吸？,植物通過無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對植物細胞具有毒害作用。,2有氧呼吸與無氧呼吸的比較,細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體,需氧氣、相應的酶,徹底的氧化分解產(chǎn)物：二氧化碳和水,細胞質(zhì)基質(zhì),不需氧氣，需相應的酶,不徹底的氧化分解產(chǎn)物： 酒精和二氧化碳或者乳酸,大量,少量,第一階段相同。之后在不同的條件下，在不同的 場所、不同酶的作用下沿不同途徑形成不同產(chǎn)物,氧化分解有機物，釋放能量，產(chǎn)生ATP,(1)為生物體的各項生命活動提供能量 (2)為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料,三、影響呼吸作

11、用的因素,（一）內(nèi)因,（二）外因,原理：溫度通過影響酶的活性影響呼吸作用。,1、不同生物呼吸速率不同,2、同種生物不同發(fā)育階段呼吸速率不同,3、同一個體不同器官呼吸速率不同,1、溫度,應用,1、低溫保鮮蔬菜水果（如用冰箱）,2、大棚蔬菜夜晚適當降溫，以降低呼吸速率，有利于有機物的積累。,A,2、氧氣濃度,B,C,P,Q,D,應用蔬菜水果的儲存,在進行蔬菜水果的儲存時，一般將O2濃度調(diào)至Q點對應的O2濃度下，此時CO2生成量最小，呼吸作用強度最弱，有機物分解速率最小，剩余量最多。,而不是在無氧條件下，在無氧條件下，細胞呼吸產(chǎn)生的酒精過多會導致腐爛。,3、含水量,4、 CO2濃度,在進行蔬菜水果保

12、鮮時，充入一定量的CO2或N2,可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。,四、細胞呼吸方式的判斷,1、根據(jù)物質(zhì)判斷,（1）若有O2消耗、水的生成或消耗， 。,（2）若有酒精生成， 。 （3）若有乳酸生成 ， 。,2、根據(jù)物質(zhì)的量的關(guān)系判斷,（1）不消耗O2但釋放CO2 ， 。 （2）無CO2生成， 。 （3）酒精產(chǎn)生量= CO2釋放量， 。 （4） CO2釋放量= O2吸收量， 。 （5） CO2釋放量 O2吸收量， 。 （6） CO2釋放量 O2吸收量， 。 （7）酒精產(chǎn)生量CO2釋放量， 。,第4講 光與光合作用,1、分離色素常用的方法是什么？用該方法分離得到的葉綠體中的色素在濾紙條上從上到下依

13、次是什么？分別呈什么顏色？ 2、色素的主要功能是什么？葉綠素和類胡蘿卜素分別吸收什么光？ 3、提取色素用的試劑是什么？原理是什么？ 4、分離色素用的試劑是什么？原理是什么？ 5、提取色素時加CaCO3和SiO2的目的分別是什么？,一、捕獲光能的色素,（一）綠葉中色素的提取和分離,1、實驗原理,2、分離方法：,紙層析法,4、方法步驟,（1）提取色素,過濾濾液時能否用濾紙過濾？,不能，濾紙吸附力強，會使濾液中色素含量非常少。,為什么要用棉塞將試管口塞嚴？,防止酒精揮發(fā)帶走色素。,（2）制備濾紙條,濾紙為什么要干燥？,干燥的濾紙吸附能力更強，會使層析液擴散速度更快。,濾紙條為什么要剪去兩角？,防止邊

14、緣效應，使色素帶不整齊；區(qū)別上下端,（3）畫濾液細線,濾液細線為什么要細、直、齊？,盡量使所有色素在同一條直線上，使色素帶整齊。,為什么要重復畫濾液細線？,增加濾液細線的的色素含量。,（4）分離色素,為什么不能讓濾液細線觸及層析液？,防止色素溶解在層析液中，使濾液細線的色素減少。,捕獲光能的色素,胡蘿卜素,葉黃素,葉綠素a,葉綠素b,（橙黃色）,（黃色）,（藍綠色）,（黃綠色）,主要吸收藍紫光,主要吸收紅光和藍紫光,色素在濾紙條上擴散的越快，在層析液中的溶解度越大，反之越小。（溶解度最大的是胡蘿卜素，最小的是葉綠素b）,色素帶的寬窄說明色素的含量。色素帶越寬，含量越高，反之則越少。,色素的種類

15、（4條）,葉綠體中的色素提取液,四種色素對光的吸收,葉綠素主要吸收_ 類胡蘿卜素主要吸收_,藍紫光,藍紫光、紅光,思考,1、樹葉為什么是綠色？ 2、P97問題探討？,色素只能吸收可見光，對紅外光和紫外光等非可見光不吸收。,吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能,植物對各種波長的可見光都有吸收，只不過對綠光的吸收量最少，大量的綠光都被反射回來，所以葉片呈綠色。,植物休內(nèi)與光合作用有關(guān)的色素只存在于葉綠體內(nèi)，液泡內(nèi)的色素不進行光合作用。而有些原核細胞（如藍藻）也可進行光合作用，但光合色素不在葉綠體內(nèi)。,色素帶的分布呈同心圓。,結(jié)論：植物可以更新空氣,有人重復了普利斯特利的實驗，得到相反的結(jié)果，所以有人認為植物也能使

16、空氣變污濁？,二、光合作用的發(fā)現(xiàn)過程,1779年，荷蘭的英格豪斯,普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功；植物體只有綠葉才能更新空氣。,到1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,1845年，德國科學家梅耶,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律指出：植物在進行光合作用時把光能轉(zhuǎn)化成化學能儲存起來。,1864年薩克斯的實驗,1、為什么要暗處理？,消耗葉片中原有淀粉對實驗結(jié)果的干擾。,排除葉片因生理狀況不同對實驗結(jié)果造成干擾。,排除葉片本身的顏色對實驗結(jié)果造成干擾。,曝光一半顯藍色，遮光一半不顯藍色。,植物通過光合作用產(chǎn)生淀粉。,1880年恩格爾曼的實驗,隔絕空氣,黑暗

17、，用極細光束照射,完全暴露在光下,結(jié)論： 氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。 光合作用需要光照,水綿：,葉綠體呈帶狀分布，便于觀察。,好氧細菌：,準確檢測氧氣的產(chǎn)生部位。,為什么先要對裝片進行真空暗處理？,排除裝片中原有氧氣對實驗結(jié)果的干擾。,1939年魯賓和卡門的實驗（同位素標記法）,結(jié)論：光合作用釋放的氧氣中的氧全部來自水。,美國卡爾文,用14C標記14CO2，供小球藻進行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用轉(zhuǎn)化成有機物中的碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)。,三、光合作用的過程：,探究點一：光合作用的過程（難點）,答案：場所：葉綠體類囊體薄膜上。 條件：需要光、H2O、色素

18、分子和酶。 物質(zhì)變化：ATP的合成 水的光解：2H2O4H+O2 能量轉(zhuǎn)換：光能ATP和H中的活躍的化學能,問題1.光合作用的過程是十分復雜的，根據(jù)是否需要光，可以概括分為光反應和暗反應兩個階段。請說出光反應發(fā)生的場所、條件、物質(zhì)變化和能量變化。,問題2. 請說出暗反應發(fā)生的場所、條件、物質(zhì)變化和能量變化。,答案：場所：葉綠體基質(zhì)中。 條件：需要光反應的產(chǎn)物ATP、H、多種酶和CO2。 物質(zhì)變化：二氧化碳的固定和三碳化合物的還原 能量轉(zhuǎn)換：ATP、H中的活躍的化學能有機物中的穩(wěn)定的化學能。,問題3.請總結(jié)出光合作用的實質(zhì)。,答案：物質(zhì)變化：CO2和H2O等無機物轉(zhuǎn)為以糖類為主的有機物。 能量變

19、化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學能（儲存在以糖類為主的有機物中）。,光反應,暗反應,場所,條件,物質(zhì)變化,能量變化,聯(lián)系,實質(zhì),類囊體薄膜表面,葉綠體基質(zhì),光、色素、酶,H、ATP、酶,H2O的光解 ATP的合成,CO2的固定 C3的還原,光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學能,ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)變成有機物中穩(wěn)定的化學能,光反應是基礎，為暗反應提供H、ATP ； 暗反應為光反應提供ADP和Pi，推動光反應,物質(zhì)變化：無機物轉(zhuǎn)變成有機物 能量變化：光能轉(zhuǎn)變成有機物中的化學能,光反應和暗反應的比較,思考題,將一棵在暗處放置了很久的植物，突然從暗處移到光下，其葉綠體中C3和C5的含量變化如何？ 如果將在強光下放

20、置很久的一棵植物，突然從光下移到暗處，C3和C5的含量又將發(fā)生什么變化？,光照和CO2濃度變化對細胞中C3、C5、H和ATP、（CH2O)含量的影響,C3,C5,H、ATP,（CH2O）,弱到強,強到弱,高到低,低到高,增多,減少,增多,增多,增多,減少,減少,減少,減少,增多,增多,減少,增多,減少,減少,增多,CO2不變，光照由,光照不變， CO2由,四、影響光合作用強度的因素,1、光照強度,（d、c）,（d、c、f、e）,（f、e）,（a、b、f、e）,（a、b、f、e）,光照強度,A,B,真正(總)光合速率 = 凈光合速率 + 呼吸速率,CO2的吸收量,CO2的釋放量,C,光照強度,A

21、,B,真正(總)光合速率 = 表觀(凈)光合速率 + 呼吸速率,O2的釋放量,O2的吸收量,C,真正(總)光合速率 = 表觀(凈)光合速率 + 呼吸速率,1、,凈光合速率,呼吸速率,總光合速率,A,凈光合速率,B點：植物進行光合作用的最低CO2濃度,2、CO2濃度對光合作用的影響,（2006四川高考題）將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室CO2濃度，在適宜光照強度下測定葉片光合作用的強度（以CO2吸收速率表示），測定結(jié)果如下圖。下列相關(guān)敘述，正確的是 A如果光照強度適當降低，a點左移，b點左移 B如果光照強度適當降低，a點左移，b點右移 C如果光照強度適當增強，a點右移，b點右移 D

22、如果光照強度適當增強，a點左移，b點右移,D,溫度是通過影響酶的活性而影響光合作用速率的。,應用：冬天，溫室栽培可適當提高溫度；夏天，溫室栽培可適當降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率；晚上適當降低溫室溫度，以降低細胞呼吸，增加有機物的積累。,3、溫度對光合作用的影響,在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難從而導致光合作用速率下降。 應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時地、適量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。,N：是各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分，葉綠素中也有N元素。,P：是

23、葉綠體膜、 NADP+和ATP的重要組成成分。,Mg：葉綠素的重要組成成分。,K：在合成糖類，以及將其運輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官過程中起作用。,4、礦質(zhì)元素對光合作用的影響,5、水對光合作用的影響,在一定范圍內(nèi)，隨水的相對含量增多，光合作用強度增強，但當水的含量過高時，會使植物因進行無氧呼吸而產(chǎn)生酒精，進而影響光合作用。,應用：根據(jù)植物在不同階段的需水要求，適時的、適 量的補充水分。,曲線分析：P點時，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨其因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當?shù)絈點時，橫坐標所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可適當提高圖示中的其他因子。,5、多

24、因子對光合速率的影響,AB段：隨光照強度增強，光合作用強度增強,BC段：隨光照強度增強，溫度過高，失水加快，導致氣孔關(guān)閉，使CO2供應量減少，光合作用強度減弱。,光合作用的日變化,CD段：溫度降低，氣孔打開，CO2供應量增加，光合作用強度增強。,DE段：光照強度減弱，光合作用強度減弱,光合作用和呼吸作用曲線圖剖析,我們見到的有關(guān)光合作用和呼吸作用關(guān)系的變化曲線圖中，最典型的就是夏季的一天中CO2吸收和釋放變化曲線。,a點：凌晨3-4點時，溫度降低，呼吸作用減弱， CO2釋放減少。,b點：早上6點左右，太陽出來，開始進行光合作用。,bc段點：光合速率 呼吸速率。,ef段點：光合速率 ,一天的時間

25、,光合作用效率,O,光照強度,12,13,11,光合作用效率與光照強度、時間的關(guān)系,A,B,C,D,E,10,15,14,問題5.在生產(chǎn)生活實際中我們是怎樣改變光強來改變光合作用強度的？,答案：適當提高光照強度、延長光合作用時間、增加光合作用面積合理密植、對溫室大棚用無色透明玻璃；若要降低光合作用則用有色玻璃，如用紅色玻璃，則透紅光,不吸收其他波長的光，光合能力較白光弱，但較其他單色光強。,問題6.溫度是怎樣影響光合作用的？在生產(chǎn)中是怎樣利用溫度來增加農(nóng)作物產(chǎn)量的？,答案：光合作用的光反應和暗反應是酶促反應，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過高，還會影響植物葉片氣孔開度，影響CO2供應，進而影響暗反應，從而影響光合速率。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過適時播種、溫室栽培植物時，白天適當提高溫度，晚上適當降溫來提高產(chǎn)量。,溫度,光合作用是在酶的催化下進行的，溫度直接 影響酶的活性。一般植物在1035下正 常進行光合作用。,問題7.二氧化碳又是怎樣影響光合作用強度的？,答案：二氧化碳是光合作用的原料之一。環(huán)境中二