高考生物一轮复习课件：专题五-细胞的能量供应和利用(必修1)

专题五 细胞的能量供应和利用,新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称。它包括物质代谢和能量代谢两个方面。 物质代谢：是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程。 能量代谢：是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程。 在新陈代谢过程中，既有同化作用，又有异化作用。 同化作用：(又叫做合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。 异化作用：(又叫做分解代谢)是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变化过程。 细胞代谢：活细胞内全部有序化学反应的总称。 新陈代谢是所有活细胞代谢的总和,新 陈 代 谢,第5章 细胞的能量供应和利用,新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称。,合成代谢,分解代谢,细胞代谢：活细胞内全部有序化学反应的总称。 新陈代谢是所有活细胞代谢的总和。,一.酶的发现 1783年斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内，让鹰吞下，一段时间后取出小笼，发现肉块消失，胃具有化学性消化的作用。 巴斯德（法、微生物学家）：发酵与活细胞有关；发酵是整个细胞。 利比希（德、化学家）：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 毕希纳（德、化学家）：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。 萨姆纳（美、科学家）：从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。 许多酶是蛋白质。 切赫与奥特曼（美、科学家）：少数RNA具有生物催化功能。,第1节 降低化学反应活化能的酶,二定义 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 由活细胞产生 催化性质： A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能，提高化学反应速度。相关实验 活化能：分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 B.反应前后酶的性质和数量没有变化。 C.在一定条件下，能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，而酶本身并不发生变化。 只改变反应速度，不改变化学平衡位点。,三特性 1.高效性：催化效率很高，使反应速度很快，是一般无机催化剂的1071013倍。 2.专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。多样性 。 3. 需要合适的条件（温度和pH值）温和性易变性 。 酶失活的原因：过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性，但不破坏酶的分子结构，适当温度下活性可恢复。（04 保存酶）,四相关实验,3.pH对酶活性的影响：淀粉、淀粉酶、斐林试剂,4.温度对酶活性的影响：淀粉、淀粉酶,碘液,1.高效性：过氧化氢在不同条件下的分解,2.专一性：淀粉、蔗糖、淀粉酶、斐林试剂,实验1,实验结论：过氧化氢酶的催化效率高，具有高效性,气泡使卫生香燃烧不烈,气泡使卫生香燃烧猛烈,产生气泡慢而少,产生气泡快而多,现象记录,振荡并伸入卫生香,2滴FeCl3,2滴肝脏研磨液,催化剂,10mL,10mL,3%H2O2溶液,2号试管,1号试管,无砖红色沉淀,生成砖红色沉淀,现象记录,1min,1min,加热煮沸,2mL,2mL,注入斐林试剂，并振荡,5min,5min,60温水保温,2mL,2mL,注入新鲜淀粉酶溶液，并振荡,2mL蔗糖,2mL 淀粉溶液,注入3溶液,实验结论：酶的催化作用具有专一性,实验2,无砖红色沉淀生成,无砖红色沉淀生成,有砖红色沉淀生成,现象记录,1,1,1,加热煮沸时间（min),2mL,2mL,2mL,加斐林试剂振荡,60,60,60,温度（保温5min）,2mL,2mL,2mL,注入可溶性淀粉,1 mL HCl,1 mL NaOH,1 mL水,加蒸馏水/NaOH/HCl,1 mL,1 mL,加新鲜淀粉酶溶液,1 mL,实验结论：酶的催化作用需要适宜的PH值，PH值偏高或偏低都会影响活性。,实验3,变蓝,变蓝,不变蓝,现象记录,1滴,1滴,1滴,滴入碘液,并摇匀,1 mL,1 mL,1 mL,注入新鲜淀粉酶并摇匀,0,100,60,温度（保温5min）,2mL,2mL,2mL,注入3%淀粉溶液,实验4,实验结论:酶的催化作用要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响实验结果。(低温降低酶活性，高温酶失活）,1.在一定T内V随T的 升高而加快； 2.在一定条件下，每一种酶在某一T时活力最大，称最适温度； 3.当T升高到一定限度时，V反而随温度的升高而降低。 动物T：3540 PH ： 6.58.0,1.在S较低时，V随S增加而加快，近乎成正比； 2.当S很大且达到一定限度时，V也达到一个最大值，此时即使再增加S，反应也几乎不再改变。,在底物足够，其他因素固定的条件下，酶促反应的速度与酶浓度成正比。,相关因素对酶促反应速率影响的图示,酶浓度 底物浓度 温度或酸碱度,1、在测定胃蛋白酶的活性时，将溶液的PH值由10降到2的过程，胃蛋白酶活性将（ ） A、不断上升 B、没有变化 C、先升后降 D、先降后升 2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整PH值至2.0，保存与37 的水浴锅中，过一段时间后，容器内剩余的物质是（ ） A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B、唾液淀粉酶、 麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水 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,B,A,练习,几种酶的最适温度和PH,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,PH,反应速度,胃蛋白酶,淀粉酶（植物）,淀粉酶（唾液）,胰蛋白酶, ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行各项生命活动的直接能源，它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。,一结构简式,治疗疾病；加工和生产一些产品； 化验诊断和水质检测；其他分支。,酶工程,生产提取和分离纯化,酶制剂 固定化酶,第2节细胞的能量通货ATP,A P P P,腺苷 腺嘌呤+核糖,普通磷酸键13.8KJ/mol,高能磷酸键 30.54 KJ/mol,磷酸基团,水解酶,合成酶,动 态 平衡,二 ATP与ADP的转化,合成代谢（化学能）,ATP,ADP,（线粒体）,呼吸作用,（细胞质基质）,（叶绿体）,光合作用,能,Pi,吸收分泌（渗透能）,肌肉收缩（机械能）,神经传导、生物电（电能）,(每个活细胞),体温（热能）,萤火虫（光能）,细胞内ATP的含量总是处在动态平衡之中，但不是可逆反应！, ATP在细胞内的含量及其生成速度是 生成总量,很少，很快！,很多！,太阳光能 （根本/最终能源）,糖类主要能源物质,脂肪主要储能物质,蛋白质能源物质之一,氧化 分解,直接能源,三思考： 1.细胞内哪些结构能产生ATP： 线粒体、叶绿体、细胞质基质 2.细胞内哪些结构能产生水： 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核 3.细胞内哪些结构能碱基互补配对： 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核 4.我们学过的哪些内容能分别体现出生物与非生物的统一性以及生物的统一性,生物界与非生物界的统一性 生物没有特有的元素，都来自于非生物界 物质循环 能量守恒 生命起源（于非生物界） 生物的统一性 组成元素：基本上都在是20种 化合物：都以蛋白质、核酸为基础 细胞：一切生命活动都离不开细胞 遗传上都共用一套遗传密码 都以ATP为直接能源物质,1、有氧呼吸的反应式,2、无氧呼吸产生酒精的反应式,3、无氧呼吸产生乳酸的反应式,方程式考查 1、酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下，消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2 AA摩尔 BA摩尔 C6A摩尔 D3A摩尔,2、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧的情况下进行无氧呼吸。如果它在这两种呼吸过程中产生了等量的CO2，那么它分别在有氧和无氧情况下所消耗的葡萄糖之比为（ ） A1：2 B2：1 C3：1 D1：3,D,D,3：现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖液，吸进氧气的体积与放出CO2的体积比为12，这是因为（ ） A、有1/4的酵母菌在进行有氧呼吸 B、有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸 C、有1/2的酵母菌在进行有氧呼吸 D、有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸,A,酵母菌细胞或植物器官呼吸作用强度与氧浓度的关系：,酵母菌等细胞呼吸状况判断： 不耗O2，但产生CO2，容器内气体体积增大: CO2释放量=O2消耗量，容器气体体积不变: CO2 释放量O2消耗量时: Vco2/Vo2=4/3: Vco2/Vo24/3: Vco2/Vo24/3:,只进行产酒精的无氧呼吸,只进行有氧呼吸,同时进行产生酒精无氧呼吸和有氧呼吸,二者消耗葡萄糖速率相同,无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸,无氧呼吸消耗葡萄糖速率小于有氧呼吸,C6H12O6,能量（少）,I + 能量(多）,酶,酶,能量（少）,酶,细胞质基质,有氧呼吸的过程,散失,散失,散失,34ATP,A,B,4H,2丙酮酸,C,2ATP,D,E,6CO2,6H2O,F,20H,G,2ATP,H,6O2,12H2O,有氧呼吸过程,场所,反应物,产物,释放能量,产生ATP数量,第一阶段,细胞质基质,主要是C6H12O6,丙酮酸+H,少量,2 mol,第二阶段,第三阶段,线粒体基质,线粒体内膜,有氧呼吸过程（1mol葡萄糖彻底氧化分解）,丙酮酸+H2O,CO2+H,少量,2 mol,H+O2,H2O,大量,34 mol,4、让一只小白鼠吸入有放射性的18O2，该小白鼠体内最早出现含18O的化合物是 ACO2 B水 C丙酮酸 D乳酸,5、在有氧呼吸过程中，CO2的产生和 O2的参与分别发生在 A第一阶段和第二阶段 B第二阶段和第三阶段 C第一阶段和第三阶段 D都在第三阶段,A,B,6、在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在（ ） A第一阶段和第二阶段 B第二阶段和第三阶段 C第一阶段和第三阶段 D第三阶段和第二阶段,B,C6H12O6,能量（少）,12H2O + 能量(多）,酶,酶,能量（少）,酶,细胞质基质,散失,散失,散失,34ATP,H少,2丙酮酸,2ATP,6CO2,6H2O,H 多,2ATP,6O2,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,需O2,不需O2,分解彻底,CO2、H2O,不彻底,酒精和CO2或乳酸,大量（2870KJ/mol）,少量(196.65 或225.94KJ/mol),38molATP,2molATP,第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同,氧化分解有机物，释放能量，产生ATP,为生物体生命活动提供能量；物质合成原料,7.种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸都能产生（ ） A.葡萄糖 B.丙酮酸 C.乳酸 D.酒精,8.好氧细菌的有氧呼吸和厌氧细菌的无氧呼吸产生的CO2分别形成于 细胞质基质 叶绿体 核糖体 线粒体 A B C D,9.人在剧烈运动时肌肉组织将葡萄糖分解有哪些产物？ A、CO2+酒精 B、 CO2+水+酒精 C、 CO2+水+乳酸 D 、乳酸,B,D,C,10、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表 A、O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2 C、CO2、O2、乳酸 D、CO2、乳酸、O2,B,温度、氧气的含量、含水量、CO2的含量,影响呼吸作用的主要外界因素（应用）,主要是影响呼吸酶的活性,1、温度,在低氧条件下通常无氧