细胞的能量供应和利用_10

1、第五单元 细胞的能量供应和利用专题,1细胞代谢,概念： 细胞代谢是细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。,2酶,概念：活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。 本质：绝大多数是蛋白质，少数酶是RNA。 功能：生物催化剂： a.在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂 一样，能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数； b.反应前后酶的性质和数量均没有变化。,一、降低化学反应活化能的酶,特性： a.高效性； b.专一性； c.需要适宜的条件：适宜的温度和适宜的pH。 分布：细胞外(胞外酶：如各种消化酶)；细胞内(胞内酶：如呼吸氧化酶),难点再现：,底物浓度,酶浓度,pH ：,温度：,同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量成为活化能。,1、什么是活化能？,强酸、强碱可使酶变性失活,高温使酶变性失活，低温利于酶保存,2、影响酶促反应的因素,3、与蛋白质、抗体、激素的区别,能产生酶、抗体、激素的细胞，都能产生蛋白质。不能反 过来。抗体都是蛋白质，绝大部分酶是蛋白质。只有

2、一部 分激素是蛋白质。相同的是他们都是由活细胞产生。,3.酶在细胞代谢中的作用,实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解，如下表,通过1号与2号相比，2号试管明显的气泡产生，说明升高温度能加快过氧化氢的分解反应。 3号和4号试管中都有大量的气泡产生，说明Fecl3溶液和肝脏研磨液都能催化过氧化氢的分解反应；4号比3号的反应速度快，说明酶的催化效率比Fecl3高。 结论：酶在细胞代谢中具有催化作用，且酶具有高效性。,4.实验探究出影响酶活性的条件,a.酶的确定：淀粉酶不适合做研究pH对酶活性的影响的实验 ，是由于在碱性条件下，碘与淀粉的反应不能进行；过氧化氢酶不适合做研究温度对酶活性的影响的实验，是由于温度能影响过氧化氢分解反应的速度。 b.实验原理：用淀粉和淀粉酶做实验时，可利用加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀粉是否水解，从而了解淀粉酶的活性；用过氧化氢酶做实验时， 可根据产生气泡的数量和速度来判断酶的活性。 c.变量的确定：本实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度计随时测量；pH的控制可加入强酸或强碱，用pH试纸进行测量。 d.对照组的设置：应

3、将温度或pH调到该酶的最适温度或pH水平上，其他条件与实验组相同。 e.实验组的设置：探究pH对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组pH明显高于对照组，一组pH明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。探究温度对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组温度明显高于对照组，一组温度明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。,二、细胞的能量通货ATP,（二）、结构简式：,（一）、什么是ATP？,（三）、ATP和ADP之间的相互转化,酶,酶,动物和人,绿色植物：,是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷,A-PPP,ADP转化为ATP所需能量来源：,ADP + Pi+ 能量,ADP + Pi+ 能量,ATP,ATP,：呼吸作用,呼吸作用、光合作用,C6H12O6,1、有氧呼吸的三个阶段,6CO2,12H2O,6O2,线粒体,细胞质基质,三、ATP 的主要来源细胞呼吸,有氧呼吸是细胞在有氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。,丙酮酸, H ,O2,酒精,C2H5OH,酶1,C3H6O3,乳酸,酶

4、2,CO2,酶,细胞质基质,2、无氧呼吸,无氧呼吸总反应式,C6H12O6,酶,2 C3H6O3(乳酸),+ 少量能量,C6H12O6,2 C2H5OH(酒精),+ 2CO2 + 少量能量,酶,例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）,例：大多数植物、酵母菌,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,有氧呼吸,无氧呼吸,不同点,相同点,场所,条件,产物,能量 变化,联系,实质,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,需分子氧、酶,不需分子氧、需酶,CO2、H2O,酒精和CO2或乳酸,释放大量能量，合成38ATP,释放少量能量，合成 2ATP,从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同,分解有机物，释放能量，合成ATP,小结,ATP 的主要来源细胞呼吸,细胞呼吸,概念：,有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。,1细胞质基质,酶,2丙酮酸+少量H+少量能量,有氧呼吸,2线粒体基质,酶,3线粒体内膜,酶,总反应式：,酶,无氧呼吸,产生酒精：,C6H12O6,酶,产生乳酸：,C6H12O6,酶,发生生物：,发生生物：,反应场所：

5、,6CO2+大量H +少量能量,2丙酮酸+6H2O,12H2O+大量能量,24 H +6O2,6CO2 +6H2O +大量能量,C6H12O6 +6O2,2C2H5OH+2CO2+少量能量,大部分植物，酵母菌,2乳酸+少量能量,动物，乳酸菌，马铃薯块茎，玉米胚,细胞质基质,C6H12O6,注意：菌类的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵,讨论： 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路 有氧呼吸： 无氧呼吸： 2 有氧呼吸过程中氧气的去路,氧气用于和H生成水,能量小部分用于生成ATP，大部分储存于乳酸或酒精中,所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了。,典型例题 1、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调整PH至2.0，保存在37摄氏度的温水内，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,2、下列叙述不正确的是（ ） A 酶的主要作用是降低反应所需的活化能 B 酶以相同的能量能使更多的分子

6、活化，从而加速反应的进行 C 酶加速反应的进行，使给反应物提供能量 D 酶同无机催化剂相比，降低活化能的能力显著 3、蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这说明酶有（ ） A 高效性 B 专一性 C 多样性 D 稳定性,C,B,4、下列哪项生物体的生命活动不是直接依赖于ATP的水解（ ） A 蛋白质的氧化分解 B 细胞的有丝分裂 C 细胞的生长 D 矿质元素的吸收 5、下列生理过程中，不消耗ATP的是（ ） A 核糖体上合成血红蛋白 B 在肺泡表面进行气体交换 C 小肠吸收氨基酸 D 神经冲动在中枢传导,A,B,6、生物体吸收的O2用于（ ） A 在线粒体中合成CO2 B 在细胞质中与H结合生成水 C 部分形成CO2，部分 与H结合成水 D 在线粒体中与H结合成水 7、苹果内部腐烂时消耗一定量的葡萄糖可产生A摩尔CO2，其植物体叶片在正常生长时消耗同样数量的葡萄糖，可产生CO2（ ） A A/3摩尔 B A/6摩尔 C 3A 摩尔 D 6A摩尔,D,C,8、人体内代谢终产物CO2形成的主要场所是（ ） A 血浆内 B 肺泡 C 线粒体 D 细胞质基质,C,能量之源光与光

7、合作用 一、捕获光能的色素 绿叶中的色素 叶绿素主要吸收 ，类胡萝卜素主要吸收 白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。,（蓝绿色）,（黄绿色）,（黄色）,（橙黄色）,叶绿素a,叶黄素,胡萝卜素,叶绿素b,类胡萝卜素,叶绿素,蓝紫光。,红光和蓝紫光,实验绿叶中色素的提取和分离 1 实验原理： 2 方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确） （1）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？ （2）实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？滤纸条放入试管后为什么用棉塞塞紧试管口？,因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。,二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。,绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且它们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。,（3）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？ 三、捕获光能的结构叶绿体 结构： 与光合作用有关的酶分布于 中。 光合作用色素分布于 上。,类囊体的薄膜,基粒的类囊体及基质,外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）,防止细线中的色素被层析液溶解,

8、光合作用的原理 光合作用的过程： 总反应式： 其中， 根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。,光能,叶绿体,CO2+H2O,（CH2O）+O2,（CH2O）表示糖类。,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,光反应阶段：必须有光才能进行 场所： 反应式： 光反应中，,酶,酶,光,类囊体薄膜上,光能转化为ATP中活跃的化学能,ATP,ADP+Pi+光能,ATP形成：,O2+2H,H2O,水的光解：,暗反应阶段：有光无光都能进行 场所： 联系：,酶,酶,光反应为暗反应提供ATP和H，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi,（CH2O）+C5+ADP+Pi,2C3+H+ATP,C3的还原：,2C3,CO2+C5,CO2的固定：,叶绿体基质,光反应和暗反应的比较,场所,条件,物质变化,能量变化,光反应,暗反应,联系,基粒片层结构薄膜,叶绿体基质中,光、色素、酶、水、ADP 、Pi,H、ATP、酶、 CO2 、C5,水的光解,ATP的生成,

9、CO2的固定,C3的还原,光能ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能,1、光反应为暗反应准备了还原剂H和能量ATP；,2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。,影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 （1）光对光合作用的影响,光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。,光照时间,植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加,光照强度,叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。,光的波长,生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。,当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。,（4）水分的供应,生产上使田间通风良好，供应充足的CO2,在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。,（3）CO2浓度,生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制 呼吸作用，以积累有机物。,温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。,（2）温度,化能合成作用 概念：,自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。,如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3,典型例题 1、把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中吸收最强的是（ ） A 红光部分 B 红橙光与蓝紫光部分 C 绿光部分 D 紫光部分 2、下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是（

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