必修一细胞代谢复习课件.ppt

细胞的新陈代谢细胞的新陈代谢一、细胞中的能源物质一、细胞中的能源物质（一）细胞中的（一）细胞中的ATPATPATPATP－三磷酸腺苷，－三磷酸腺苷，A A－腺苷，－腺苷，T T－三，－三，P P－磷酸基－磷酸基 1.ATP 1.ATP的结构的结构 腺嘌呤腺嘌呤 核糖核糖腺苷腺苷三个磷酸基三个磷酸基A－－P～～P～～PATPATP结构简式：结构简式：高能磷酸键高能磷酸键（（30.54KJ/mol)资料资料1 1：： 纯净的纯净的ATPATP是白色粉末，能够溶于水，可作为一种是白色粉末，能够溶于水，可作为一种药品，药品，ATPATP片剂可以口服，而片剂可以口服，而ATPATP注射液可以肌肉注射注射液可以肌肉注射或静脉滴注主要是用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血或静脉滴注主要是用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病后遗症、心肌炎等疾病分析讨论：为什么口服分析讨论：为什么口服ATPATP片剂后，可以迅速改善病片剂后，可以迅速改善病人能量供应不足的状况？人能量供应不足的状况？ ATP ATP是是直接能源直接能源物质，且是物质，且是小分子小分子有机物，无需消有机物，无需消化就可以被直接吸收，能迅速到达所需部位。

化就可以被直接吸收，能迅速到达所需部位资料资料2 2：：ATPATP中两个高能磷酸键水解过程中，释放的能中两个高能磷酸键水解过程中，释放的能量是一般共价键的量是一般共价键的2 2倍以上，如倍以上，如ATPATP水解生成水解生成ADPADP和磷和磷酸时，释放的能量约酸时，释放的能量约30.5kJ/mol30.5kJ/mol，而，而6-6-磷酸葡萄糖水磷酸葡萄糖水解成葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有解成葡萄糖和磷酸时，释放的能量只有13.8kJ/mol13.8kJ/mol含有高能磷酸键的化合物成为高能化合物含有高能磷酸键的化合物成为高能化合物分析讨论：分析讨论：ATPATP为生命活动提供动力，有什么优势？为生命活动提供动力，有什么优势？与一般化学键相比，高能磷酸键水解时能迅速释放出与一般化学键相比，高能磷酸键水解时能迅速释放出更多的化学能，决定了更多的化学能，决定了ATPATP供能时供能时快速快速而而高效高效 2.ATP 2.ATP与与ADPADP的相互转化的相互转化A-P~P~PA-P~P+PiH2OH2O能量能量用于各种用于各种耗能的生耗能的生命活动命活动肌肉收缩肌肉收缩细胞分裂细胞分裂主动运输主动运输神经冲动的传导神经冲动的传导合成大分子物质合成大分子物质生物发光生物发光能量能量水解酶水解酶合成酶合成酶光能光能光合作用光合作用化学能化学能糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质CO2、、H2O、尿素、尿素细胞呼吸细胞呼吸（生物氧化）（生物氧化）ATP＋＋H2O ADP＋＋Pi＋能量＋能量酶酶意义：意义：ATPATP在细胞中含量在细胞中含量很少很少，但，但通过与通过与ADPADP的相互转化，使细胞内的相互转化，使细胞内的的ATPATP总是处于动态平衡之中，从总是处于动态平衡之中，从而保证了细胞能量的持续供应。

而保证了细胞能量的持续供应资料资料3 3：：ATPATP末端的高能磷酸基，在一定条件下容易水末端的高能磷酸基，在一定条件下容易水解生成解生成ADPADP和和PiPi放出能量，放出能量，ADPADP和和PiPi也很易再捕获能量也很易再捕获能量重新生成重新生成ATPATPATPATP在细胞内形成不到在细胞内形成不到1min1min的时间就要的时间就要发生转化，一个成年人在静止状态下，发生转化，一个成年人在静止状态下，24h24h内竟有内竟有40kg40kg的的ATPATP发生转化发生转化分析讨论：分析讨论：ATPATP作为生命活动的直接能源物质，是否作为生命活动的直接能源物质，是否在细胞中含量很多？细胞处在不同的生理状态时，细在细胞中含量很多？细胞处在不同的生理状态时，细胞内的胞内的ATPATP含量是否差别很大？含量是否差别很大？ ATP ATP在细胞中的含量在细胞中的含量很少很少但通过ATPATP与与ADPADP的的相相互转化互转化，既保证了细胞内，既保证了细胞内ATPATP含量的相对含量的相对稳定稳定，有保，有保证了细胞能量的证了细胞能量的持续供应持续供应ATPATP与与ADPADP的相互转化中，两反应有什么不同？的相互转化中，两反应有什么不同？ATP(+HATP(+H2 2O)O)ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量酶酶1 1酶酶2 21.1.反应反应条件条件不同。

酶不同酶1 1属于属于水解酶水解酶类，酶类，酶2 2属于属于合成酶合成酶类2.2.反应反应时间时间不同细胞中能量供应充足时，更多地发生不同细胞中能量供应充足时，更多地发生ATPATP的的合成反应；细胞中耗能反应多时，更多地进行合成反应；细胞中耗能反应多时，更多地进行ATPATP的水解反应的水解反应3.3.反应反应场所场所不同ATPATP合成合成的场所有的场所有细胞质基质细胞质基质、、线粒体线粒体和和叶叶绿体绿体；分解场所在细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核；分解场所在细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等等耗能的场所等等耗能的场所4.4.能量能量不同ATPATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的能水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的能量，直接转化成其他各种形式的能量，用于各种生命活动；量，直接转化成其他各种形式的能量，用于各种生命活动；合合成成ATPATP的能量主要来自于的能量主要来自于呼吸作用呼吸作用中有机物的氧化分解和中有机物的氧化分解和光合光合作用作用中光能的转化中光能的转化有机物中有机物中的化学能的化学能ATP+HATP+H2 2O OADP+PiADP+Pi酶酶1 1酶酶2 2能量能量能量能量光能光能（光合作用）（光合作用）（细胞呼吸）（细胞呼吸）生命生命活动活动主动运输主动运输物质合成物质合成肌肉收缩肌肉收缩细胞分裂细胞分裂 3.ATP 3.ATP的生理作用的生理作用 所有生物生命活动的所有生物生命活动的直接直接能源物质能源物质 ATP ATP含量稳定、移动迅速、供能高效，是细胞内能含量稳定、移动迅速、供能高效，是细胞内能量释放、转移和利用的中心物质，其他能源物质含有量释放、转移和利用的中心物质，其他能源物质含有的能量都要先转移到的能量都要先转移到ATPATP中才能被生命活动利用。

中才能被生命活动利用生物体内能量的转变过程：生物体内能量的转变过程：光能光能ATPATPATPATP有机物有机物能量能量生命生命活动活动光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸糖类糖类脂肪脂肪蛋白质蛋白质水解水解直接直接能源物质，能量能源物质，能量““通货通货””----------ATPATP主要主要能源物质能源物质--------------------------------------糖类糖类主要主要储能储能物质物质--------------------------------------脂肪脂肪能量能量最终最终来源来源--------------------------------------太阳能太阳能 糖类、脂肪和蛋白质作为能源物质使用时的顺序：糖类、脂肪和蛋白质作为能源物质使用时的顺序： 糖类糖类→→脂肪脂肪→→蛋白质蛋白质二、酶在代谢中的作用二、酶在代谢中的作用（一）酶的概念（一）酶的概念产生场所：产生场所：活细胞活细胞作用：催化作用作用：催化作用化学本质：化学本质：生物大分子生物大分子蛋白质（绝大多数）蛋白质（绝大多数）RNA（（少数少数））作用场所：体内体外条件适宜即可作用场所：体内体外条件适宜即可（二）酶的特性（二）酶的特性 1. 1.高效性：少量酶可以迅速催化大量底物反应高效性：少量酶可以迅速催化大量底物反应原理原理：（：（1 1）酶使底物彼此靠近，提高反应中心局）酶使底物彼此靠近，提高反应中心局部区域的底物浓度。

部区域的底物浓度 （（2 2）使底物分子中的敏感键发生）使底物分子中的敏感键发生““变形变形””，，从而容易断裂从而容易断裂 （（3 3）更显著地降低反应的活化能，底物可以）更显著地降低反应的活化能，底物可以越过较低的越过较低的““能阈能阈””而形成产物而形成产物S S（底物）＋（底物）＋E→E→S S－－E E→E→E＋＋P P（产物）（产物）活泼的中间产物活泼的中间产物 探究活动：比较过氧化氢酶和探究活动：比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率序号序号项目项目试管试管1试管试管21注入过氧化氢溶液注入过氧化氢溶液2ml2ml2滴加新鲜的肝脏研磨液滴加新鲜的肝脏研磨液2滴滴滴入氯化铁溶液滴入氯化铁溶液2滴滴3观察试管内气泡的产生观察试管内气泡的产生情况；情况；将点燃但无火焰的卫生将点燃但无火焰的卫生香分别放入香分别放入1、、2号试管号试管内液面的上方，观察并内液面的上方，观察并记录卫生香燃烧情况记录卫生香燃烧情况气泡产生多气泡产生多且快；且快；卫生香燃烧卫生香燃烧猛烈气泡产生少气泡产生少且慢；且慢；卫生香燃烧卫生香燃烧微弱 过氧化氢是生物的代谢中的一种常见产物，由于其含有大量没有配对过氧化氢是生物的代谢中的一种常见产物，由于其含有大量没有配对的电子，极易与生物体中的有机分子发生氧化还原反应，破坏内环境的的电子，极易与生物体中的有机分子发生氧化还原反应，破坏内环境的稳定。

过氧化氢酶可以促进过氧化氢的分解，有利于生物的正常生活过氧化氢酶可以促进过氧化氢的分解，有利于生物的正常生活（二）酶的特性（二）酶的特性 2. 2.专一性：一种酶只能催化专一性：一种酶只能催化一种一种或或一类一类底物底物的反应的反应 原理：一把原理：一把““钥匙钥匙””开一把开一把““锁锁””，结构上契合结构上契合 只能催化一种反应的酶：过氧化氢酶、脲酶、只能催化一种反应的酶：过氧化氢酶、脲酶、麦芽糖酶等麦芽糖酶等 能催化一类反应的酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化一类反应的酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化多种蛋白质的水解能催化多种蛋白质的水解 探究活动：探究唾液淀粉酶的专一性探究活动：探究唾液淀粉酶的专一性序号序号项目项目试管试管1试管试管210.5%可溶性淀粉溶液可溶性淀粉溶液2ml2蔗糖溶液蔗糖溶液2ml3体积分数为体积分数为0.5%唾液唾液1ml1ml4班氏试剂班氏试剂4-5滴滴4-5滴滴5沸水浴加热沸水浴加热1-2min1-2min6观察溶液颜色变化观察溶液颜色变化有砖红色沉淀有砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀（二）酶的特性（二）酶的特性3.3.反应条件温和：反应条件温和：——————保证反应在常态下进行，不保证反应在常态下进行，不对生命体产生损伤。

对生命体产生损伤 0 10 20 30 40 50（三）影响酶活性的因素（三）影响酶活性的因素 1. 1.温度温度 最适温度最适温度 最适温度最适温度：在一定条：在一定条件下，每种酶在某一特定件下，每种酶在某一特定的温度时活性最大，该温的温度时活性最大，该温度称为酶的最适温度度称为酶的最适温度在在达到最适温度前，酶的活达到最适温度前，酶的活性随温度的升高而升高，性随温度的升高而升高， 超过最适温度，酶的活性超过最适温度，酶的活性随温度的升高而降低，直随温度的升高而降低，直至完全失活至完全失活 低温低温使酶的使酶的活性降低活性降低，但不破坏酶的结构，，但不破坏酶的结构，温度升高后，酶的活性可恢复；高温（一般超过温度升高后，酶的活性可恢复；高温（一般超过60℃60℃）破坏酶的空间结构，使酶不可逆的失活破坏酶的空间结构，使酶不可逆的失活 温度温度(℃℃)酶酶活活性性探究活动：温度、探究活动：温度、pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响1.1.温度对唾液淀粉酶活性的影响温度对唾液淀粉酶活性的影响实验步骤：实验步骤：0 ℃℃淀粉溶液淀粉溶液唾液唾液淀粉溶液淀粉溶液唾液唾液淀粉溶液淀粉溶液唾液唾液37 ℃℃90 ℃℃（（1））3-5min0 ℃℃37 ℃℃90 ℃℃（（2））（（3））3-5min0 ℃℃37 ℃℃90 ℃℃（（4 4）向各试管滴加碘液，观察颜色变化。

向各试管滴加碘液，观察颜色变化实验结论及分析：实验结论及分析：特别提醒：低温和高温对酶活性影响的不同特别提醒：低温和高温对酶活性影响的不同表格：温度对唾液淀粉酶活性的影响表格：温度对唾液淀粉酶活性的影响序号序号项目项目试管试管1试管试管2试管试管310.5%可溶性淀粉可溶性淀粉溶液溶液2ml2ml2ml2置于相应温度的水置于相应温度的水浴中浴中5min0℃℃37℃℃100℃℃3体积分数为体积分数为0.5%唾液唾液1ml1ml1ml4置于相应温度的水置于相应温度的水浴中浴中5min0℃℃37℃℃100℃℃5滴加碘液滴加碘液4-5滴滴4-5滴滴4-5滴滴6观察溶液颜色变化观察溶液颜色变化变蓝变蓝不变蓝不变蓝变蓝变蓝实验过程中应注意的问题：实验过程中应注意的问题：1 1、在利用唾液淀粉酶进行的、在利用唾液淀粉酶进行的““温度对酶的催化效果温度对酶的催化效果””的的探究中，试剂必须使用探究中，试剂必须使用碘液碘液，不能使用班氏试剂不能使用班氏试剂原理：原理：I2+H2O=HI+HIOI2+H2O=HI+HIO在酸性溶液中，上述反应受到抑制，碘不褪色在碱性在酸性溶液中，上述反应受到抑制，碘不褪色。

在碱性溶液中，上反应生成的酸与碱反应，向正反应方向进行，溶液中，上反应生成的酸与碱反应，向正反应方向进行，碘褪色 2 2、在利用唾液淀粉酶进行的、在利用唾液淀粉酶进行的““pHpH值对酶的催化效果值对酶的催化效果””的的探究中，试剂必须使用探究中，试剂必须使用班氏试剂班氏试剂，而不能使用碘液因，而不能使用碘液因为碘液在碱性环境中会褪色，不会出现实验现象为碘液在碱性环境中会褪色，不会出现实验现象原理：班氏试剂需要高温水浴，在加热的过程中会逐渐升温，原理：班氏试剂需要高温水浴，在加热的过程中会逐渐升温，如果试验温度对酶来说过低，温度的升高可能使原先不发生如果试验温度对酶来说过低，温度的升高可能使原先不发生的反应由于酶活性的恢复而重新发生，这里的表现就是淀粉的反应由于酶活性的恢复而重新发生，这里的表现就是淀粉重新分解，从而不会出现试验现象重新分解，从而不会出现试验现象（三）影响酶活性的因素（三）影响酶活性的因素 2.pHpH 最适最适pHpH：在一定条件下，：在一定条件下，每种酶在某一特定的每种酶在某一特定的pHpH时活性时活性最大，该最大，该pHpH称为酶的最适称为酶的最适pHpH。

酶对环境这的酶对环境这的pHpH十分敏感酶十分敏感酶只有在一定只有在一定pHpH范围内才能表现范围内才能表现活性即使在这个有限的活性即使在这个有限的pHpH范范围内，酶的活性也要随环境围内，酶的活性也要随环境pHpH的变动而有所不同的变动而有所不同酶酶活活性性 最适最适pH 一般来说，酶的最适一般来说，酶的最适pHpH在在4 4－－8 8之间，之间，pHpH过高过低都过高过低都会破坏酶的空间结构从而使酶失活会破坏酶的空间结构从而使酶失活胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pHpH：：1.9 1.9 唾液淀粉酶的最适唾液淀粉酶的最适pHpH：：7.17.1胰蛋白酶的最适胰蛋白酶的最适pHpH：：8.18.1 探究活动：探究活动：pHpH对唾液淀粉酶活性的影响对唾液淀粉酶活性的影响序号序号项目项目试管试管1试管试管2试管试管310.5%可溶性淀粉可溶性淀粉溶液溶液2ml2ml2ml2加入相应加入相应pH的缓的缓冲液冲液3ml27113体积分数为体积分数为0.5%的唾液的唾液1ml1ml1ml4班氏试剂班氏试剂4-5滴滴4-5滴滴4-5滴滴5沸水浴沸水浴1-2min1-2min1-2min6观察溶液颜色变化观察溶液颜色变化无砖红色无砖红色沉淀沉淀有砖红色有砖红色沉淀沉淀无砖红色无砖红色沉淀沉淀 三、光合作用三、光合作用 （一）光合作用的发现（一）光合作用的发现 1.1642 1.1642 海尔蒙特（比利时）海尔蒙特（比利时） H H2 2O O是合成植物体的是合成植物体的原料原料 2.1771 2.1771 普里斯特利（英）普里斯特利（英） 植物能植物能““净化净化””空气（空气（放氧放氧）） 1779 1779 英格豪斯（英）植物只能在英格豪斯（英）植物只能在光光下下““净化净化””空气空气3.1864 3.1864 萨克斯（德）光合作用萨克斯（德）光合作用产物产物有有淀粉淀粉，，条件条件需要需要光光4.18804.1880恩吉尔曼（德）恩吉尔曼（德）叶绿体叶绿体是光合的是光合的场所场所，，光光是是条件条件5.19415.1941鲁宾和卡门（美）光合作用产物鲁宾和卡门（美）光合作用产物O O2 2中的中的O O全部来自全部来自H H2 2O O。

同位素示踪法同位素示踪法：： 是利用放射性元素作为是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法能准记的微量分析方法能准确定量地测定代谢物质的确定量地测定代谢物质的转移和转变转移和转变 实验：实验： 准备甲、乙两套装置（准备甲、乙两套装置（甲甲装置的槽里盛的是装置的槽里盛的是氢氧化钠氢氧化钠溶液，吸溶液，吸收二氧化碳，收二氧化碳，乙乙装置的槽里盛的是装置的槽里盛的是清水清水），把它们同时放在），把它们同时放在黑暗黑暗处处一昼夜一昼夜，然后一起移到，然后一起移到光下光下几小时以后，检验甲、乙装置里几小时以后，检验甲、乙装置里的叶片中产生淀粉的情况，发现的叶片中产生淀粉的情况，发现乙有淀粉乙有淀粉产生甲甲NaOH乙乙清水清水结论：光合作用需要结论：光合作用需要COCO2 2叶绿体叶绿体（二）光合作用概念和总反应式（二）光合作用概念和总反应式反应物反应物：：COCO2 2和和H H2 2O O 总反应式总反应式：：CO2+H2O （（CH2O））+O2光能光能 CO2+2H2O （（CH2O））+O2+H2O光能光能叶绿体叶绿体光合作用是自然界光合作用是自然界最基本最基本的的物质物质和和能量能量代谢。

代谢 植物通过植物通过叶绿体叶绿体捕获和利用太阳光能，把捕获和利用太阳光能，把二氧化碳二氧化碳和和水水合合成成有机物有机物，将，将光能光能转化为转化为化学能化学能贮存在有机物中，并释放贮存在有机物中，并释放氧气氧气的过程 产物产物：糖类等有机物和：糖类等有机物和O O2 2 场所场所：叶绿体：叶绿体 动力动力：太阳能：太阳能 （三）质体（三）质体质体质体叶绿体：叶绿素、类胡萝卜素叶绿体：叶绿素、类胡萝卜素有色体：类胡萝卜素有色体：类胡萝卜素白色体：无色素白色体：无色素膜上有色素和光反应的酶，是光反应的场所膜上有色素和光反应的酶，是光反应的场所基质～基质～叶叶绿绿体体双层膜：选择性控制物质进出双层膜：选择性控制物质进出类囊体类囊体基粒～基粒～基质：基质：有暗反应的酶，是暗反应的场所；有少量有暗反应的酶，是暗反应的场所；有少量DNADNA和和RNARNA、核、核糖体，能自主合成自身的一部分蛋白质，有一定遗传自糖体，能自主合成自身的一部分蛋白质，有一定遗传自主性主性 （四）叶绿体的结构（四）叶绿体的结构胡萝卜素胡萝卜素 （五）叶绿体中的色素（五）叶绿体中的色素叶绿体中叶绿体中的色素的色素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b（（3/4））（（1/4））（（3/4））（（1/4））叶黄素叶黄素（（2/3））（（1/3））蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色黄色黄色橙黄色橙黄色主要吸收红光和蓝紫光主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光叶绿体中色素具有叶绿体中色素具有吸收、传递和转化吸收、传递和转化光能的功能。

同时根据功能的光能的功能同时根据功能的不同，可将其分为两类：不同，可将其分为两类：1 1、天线分子：全部类胡萝卜素、叶绿素、天线分子：全部类胡萝卜素、叶绿素b b和绝大部分叶绿素和绝大部分叶绿素a a作用：吸收、传递光能作用：吸收、传递光能2 2、、少数特殊状态的叶绿素少数特殊状态的叶绿素a a作用：接收、转化光能作用：接收、转化光能 在受到光照时，叶绿素在受到光照时，叶绿素a a的高能电子被激发，与叶绿素的高能电子被激发，与叶绿素a a脱离，脱离，叶绿素叶绿素a a变成强氧化剂，从水分子中夺取电子，恢复稳态水则被变成强氧化剂，从水分子中夺取电子，恢复稳态水则被裂解成质子裂解成质子H H和氧气 实验：叶绿体色素的提取和分离实验：叶绿体色素的提取和分离目的要求：目的要求：1 1、掌握提取和分离叶绿体色素的方法、掌握提取和分离叶绿体色素的方法 2 2、了解叶绿体中色素的种类、了解叶绿体中色素的种类实验原理：实验原理：1 1、、提取原理提取原理：叶绿体中的两类色素都不溶于水，而溶：叶绿体中的两类色素都不溶于水，而溶于有机溶剂，所以可以用于有机溶剂，所以可以用丙酮（有毒）或无水乙醇丙酮（有毒）或无水乙醇等有等有机溶剂提取色素。

机溶剂提取色素2 2、、分离原理分离原理：各种色素在层析液中的：各种色素在层析液中的溶解度溶解度不同，因不同，因而它们随层析液在滤纸条上的扩散速度也不同，经过一而它们随层析液在滤纸条上的扩散速度也不同，经过一段时间后，可将各种色素分开段时间后，可将各种色素分开实验程序：实验程序：（一）提取色素（一）提取色素 1 1、取材、称量、去主脉、剪碎取材、称量、去主脉、剪碎 取材原则：新鲜取材原则：新鲜浓绿浓绿的叶片（也可将叶片烘干后磨成粉末的叶片（也可将叶片烘干后磨成粉末提取）提取）2 2、研磨：、研磨： 石英砂石英砂的作用：增加摩擦力，使研磨更充分。

的作用：增加摩擦力，使研磨更充分 碳酸钙粉碳酸钙粉的作用：的作用： 中和细胞液中的酸性物质，中和细胞液中的酸性物质，防止叶绿素遭破坏防止叶绿素遭破坏纸纸的作用：避免叶绿素见光分解的作用：避免叶绿素见光分解丙酮（无水乙醇）丙酮（无水乙醇）的作用：溶解并提取色素的作用：溶解并提取色素 快速而充分研磨的目的：使色素充分溶解在溶剂中同时防快速而充分研磨的目的：使色素充分溶解在溶剂中同时防止溶剂挥发止溶剂挥发 实验：叶绿体色素的提取和分离实验：叶绿体色素的提取和分离（二）分离色素（二）分离色素------------纸层析法纸层析法 4 4、制备滤纸条：、制备滤纸条： 铅笔划线的目的：标记画滤液细线的位置。

铅笔划线的目的：标记画滤液细线的位置3 3、过滤、收集滤液：、过滤、收集滤液： 试管口塞上脱脂棉的目的：防止溶剂挥发试管口塞上脱脂棉的目的：防止溶剂挥发 试管避光保存目的：防止叶绿素见光分解试管避光保存目的：防止叶绿素见光分解注意：吸取层析液的纸带的两端一定要剪去两角，否注意：吸取层析液的纸带的两端一定要剪去两角，否则会发生边缘效应即层析液在滤纸两侧扩散的快，则会发生边缘效应即层析液在滤纸两侧扩散的快，在中间部分扩散得慢，使得提取出的色带不平直在中间部分扩散得慢，使得提取出的色带不平直活动程序：活动程序：（二）分离色素（二）分离色素 5 5、画滤液细线：、画滤液细线： 目的：将色素转移到滤纸条上。

目的：将色素转移到滤纸条上注意事项注意事项（（1 1）尽量画得细且直；）尽量画得细且直； （（2 2）重复画线，目的是增加滤纸条上的色素，）重复画线，目的是增加滤纸条上的色素，注意每次重复画线前都必须在前一次画的线干燥后进行，注意每次重复画线前都必须在前一次画的线干燥后进行，否则细线会化开否则细线会化开注意：划线一定要用铅笔，不能用钢笔或圆珠笔否则实验结束后，纸带上会注意：划线一定要用铅笔，不能用钢笔或圆珠笔否则实验结束后，纸带上会多出一条呈墨水颜色的色带多出一条呈墨水颜色的色带6 6、层析：、层析： 层析液不能没过滤液细线的原因层析液不能没过滤液细线的原因：如果没过滤液细线，：如果没过滤液细线， 细线中色素将会溶解在层析液中，不会在滤纸上扩散细线中色素将会溶解在层析液中，不会在滤纸上扩散。

 烧杯口要盖上培养皿盖的原因：防止层析液挥发烧杯口要盖上培养皿盖的原因：防止层析液挥发7 7、观察实验结果：、观察实验结果：胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）滤液细线滤液细线思考：如果是圆形滤纸思考：如果是圆形滤纸结果会怎样？结果会怎样？CO2C52C3O2H2O光光光光NADP+NADPH光反应光反应暗反应暗反应ATPADP+PieH+（（CH2O）） （六）光合作用的过程（六）光合作用的过程酶酶酶酶酶酶酶酶多种酶多种酶固定固定还原还原更新更新类类囊囊体体膜膜叶叶绿绿体体基基质质CO2C5C3O2H2O（（CH2O））eH+ATP、、NADPHADP、、NADP+光反应光反应暗反应（卡尔文循环）暗反应（卡尔文循环）光光光能光能电能电能活跃化学能活跃化学能稳定化学能稳定化学能CO2和和H2O（（CH2O）和）和O2注：在有机化学反应中，得氢得电子即为被还原，得氧为被氧化注：在有机化学反应中，得氢得电子即为被还原，得氧为被氧化二磷酸核酮糖）（二磷酸核酮糖） RuBP（（3-磷酸甘油酸）磷酸甘油酸）PGA NADP+＋＋2e＋＋H+ NADPH 酶酶光反应光反应 场所：叶绿体类囊体的膜上场所：叶绿体类囊体的膜上 条件：光、色素、酶条件：光、色素、酶 物质变化：物质变化： 2H2O 4H+＋＋4e＋＋O2光光 ADP＋＋Pi＋电能＋电能 ATP 酶酶能量变化：光能能量变化：光能→→电能电能→→ATPATP、、NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能暗反应暗反应 场所：叶绿体基质中场所：叶绿体基质中 条件：酶条件：酶 物质变化：物质变化：CO2C52C3（（CH2O)固定固定还原还原ATP、、NADPH更新更新 能量变化：能量变化：ATPATP、、NADPHNADPH中活跃的化学能中活跃的化学能→→有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能（七）影响光合作用的因素（七）影响光合作用的因素 1.叶龄叶龄叶龄叶龄光光合合速速率率 随着叶龄的增大，叶的面积逐渐增大，叶内叶绿体的数量和随着叶龄的增大，叶的面积逐渐增大，叶内叶绿体的数量和叶绿素的含量都不断增加，光合效率也随之增加，到成熟时达到叶绿素的含量都不断增加，光合效率也随之增加，到成熟时达到最大光合效率，之后随着叶片的衰老，叶绿素不断被分解，光合最大光合效率，之后随着叶片的衰老，叶绿素不断被分解，光合作用效率随之下降。

作用效率随之下降内部因素：内部因素：2.2.色素（主要限制光反应）色素（主要限制光反应）3.3.酶、酶、C C5 5（主要限制暗反应）（主要限制暗反应） 1. 1.光照强度光照强度A光补偿点光补偿点B光饱和点光饱和点光强光强吸吸收收CO2CO2放放出出净净光光合合速速率率在一定范围内，光合作用速率随着光照强度的增加而加在一定范围内，光合作用速率随着光照强度的增加而加快，在光补偿点，光合速率等于呼吸速率，当超过光饱快，在光补偿点，光合速率等于呼吸速率，当超过光饱和点后，光合速率不再随光照强度增加而增加此时和点后，光合速率不再随光照强度增加而增加此时主要受酶和色素的含量、温度、主要受酶和色素的含量、温度、COCO2 2浓度等因素的限制）浓度等因素的限制）阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物外界因素外界因素 2.CO 2.CO2 2浓度浓度CO2饱和点饱和点ACO2浓度浓度0光光合合速速率率COCO2 2含量很低时，绿色植物不能制造有机物，只有当外界含量很低时，绿色植物不能制造有机物，只有当外界COCO2 2浓度浓度达到一定值后，光合作用才启动、在一定浓度范围内，随着达到一定值后，光合作用才启动、在一定浓度范围内，随着COCO2 2浓浓度的增加，光合作用速率加快，到了度的增加，光合作用速率加快，到了COCO2 2饱和点后，光合作用不再饱和点后，光合作用不再随随COCO2 2浓度的增加而增加。

此时主要受光照强度、酶和色素的含浓度的增加而增加此时主要受光照强度、酶和色素的含量、温度等其他因素的限制）量、温度等其他因素的限制）阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物最适温度最适温度温度温度光光合合速速率率 3. 3.温度温度 温度影响酶的活性，从而也影响光合速率在一定温度影响酶的活性，从而也影响光合速率在一定温度范围内，光合速率随着温度的升高而加快，在最适温度范围内，光合速率随着温度的升高而加快，在最适温度下，光合速率最快，之后随着温度的升高，光合作温度下，光合速率最快，之后随着温度的升高，光合作用的速率下降用的速率下降 4. 4.水分水分 水是光合作用重要的反应物，又可水是光合作用重要的反应物，又可影响气孔的开闭，间接影响影响气孔的开闭，间接影响CO2CO2的吸收，的吸收，还可影响光合产物的运输，从而影响还可影响光合产物的运输，从而影响光合速率反应产物的浓度过高会光合速率反应产物的浓度过高会减慢反应的进行）减慢反应的进行） 5. 5.矿质元素矿质元素 矿质元素直接或间接地影响光合速率矿质元素直接或间接地影响光合速率N: N: 光合作用酶、色素、光合作用酶、色素、ATPATP、、NADPHNADPH的组成成分的组成成分P: P: 光合膜的基本支架磷脂、光合膜的基本支架磷脂、ATPATP、、NADPHNADPH的组成成分的组成成分K: K: 影响糖类的转变和运输，间接影响光合速率影响糖类的转变和运输，间接影响光合速率Mg: Mg: 叶绿素的组成成分叶绿素的组成成分（八）光合作用的意义（八）光合作用的意义1.1.制造有机物制造有机物2.2.转变光能转变光能3.3.环境保护环境保护4.4.推动生物进化推动生物进化水生水生陆生陆生无氧呼吸型无氧呼吸型有氧呼吸型有氧呼吸型光合作用（光合作用（O2））光合作用（光合作用（O2））( (九）化能合成作用九）化能合成作用 除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，虽然细除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，虽然细胞中没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能利用体外胞中没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能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，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，如硝化细菌。

这种合成作用叫做化能合成作用，如硝化细菌COCO2 2+H+H2 2O (CHO (CH2 2O)+OO)+O2 2光能光能化学能化学能NHNH3 3 HNO HNO3 3光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用自养生物：能直接利用无机物合成自身有机物的生物，如绿色植自养生物：能直接利用无机物合成自身有机物的生物，如绿色植物（光能自养型）和硝化细菌等（化能自养型生物）物（光能自养型）和硝化细菌等（化能自养型生物）异养生物：只能利用现成的有机物来合成自身有机物的生物，如异养生物：只能利用现成的有机物来合成自身有机物的生物，如人、动物、真菌和大多数细菌人、动物、真菌和大多数细菌 四、细胞呼吸四、细胞呼吸 （一）细胞呼吸类型（一）细胞呼吸类型呼吸类型呼吸类型条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化有氧呼吸有氧呼吸有氧有氧彻底氧化（产生彻底氧化（产生CO2、、H2O））释放大量能量释放大量能量无氧呼吸无氧呼吸氧不足氧不足或无氧或无氧不彻底氧化（产生不彻底氧化（产生有机小分子物质）有机小分子物质）释放少量能量释放少量能量需氧型需氧型生物：绝大多数动物和植物等。

只能生活生物：绝大多数动物和植物等只能生活在氧气充足的环境中，以有氧呼吸为主但在缺氧在氧气充足的环境中，以有氧呼吸为主但在缺氧情况下，局部组织也可进行无氧呼吸）情况下，局部组织也可进行无氧呼吸）兼性厌氧型兼性厌氧型生物生物：酵母菌等在有氧、无氧环境：酵母菌等在有氧、无氧环境下都能生活，能进行有氧和无氧呼吸下都能生活，能进行有氧和无氧呼吸厌氧型厌氧型生物：破伤风杆菌、乳酸菌和动物体内多数生物：破伤风杆菌、乳酸菌和动物体内多数寄生虫（蛔虫）等只能进行无氧呼吸，在有氧寄生虫（蛔虫）等只能进行无氧呼吸，在有氧环境下，其呼吸受抑制环境下，其呼吸受抑制生物的代谢类型（根据呼吸方式的不同分）：生物的代谢类型（根据呼吸方式的不同分）： （二）细胞呼吸的（二）细胞呼吸的主要主要场所－线粒体场所－线粒体外膜外膜内膜内膜嵴嵴基质基质双层膜：双层膜：基质：有有氧呼吸第二阶段所需的基质：有有氧呼吸第二阶段所需的酶，是有氧呼吸第二阶段反应的场酶，是有氧呼吸第二阶段反应的场所；有少量所；有少量DNADNA和和RNARNA、核糖体，有、核糖体，有一定的遗传自主性一定的遗传自主性外膜：选择性控制物质进出外膜：选择性控制物质进出内膜：折叠成嵴，增大酶的附着面内膜：折叠成嵴，增大酶的附着面积，其上有有氧呼吸第三阶段所需积，其上有有氧呼吸第三阶段所需要的酶，是有氧呼吸第三阶段反应要的酶，是有氧呼吸第三阶段反应的场所的场所C C6 6H H1212O O6 62 2、有氧呼吸的过程、有氧呼吸的过程2 2丙酮酸丙酮酸酶酶6CO6CO2 24[H4[H] ]能能ATPATP热热能能ATPATP热热酶酶6H6H2 2O O20[H20[H] ]12H12H2 2O O6O6O2 2酶酶能能ATPATP热热线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质②②①①③③C C3 3H H4 4O O3 3有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释能释能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较细胞质基质细胞质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、[H][H]、、ATPATP少量少量丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O OCOCO2 2、、[H][H]、、ATPATP少量少量[H][H]、、O O2 2H H2 2O O、、ATPATP大量大量线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量能量酶酶3 3、有氧呼吸的总反应式和能量变化、有氧呼吸的总反应式和能量变化1mol1mol葡萄糖葡萄糖经过有氧呼吸可释放经过有氧呼吸可释放2870kJ2870kJ的能量，的能量，其中有其中有1161kJ1161kJ左右的能量储存在左右的能量储存在ATPATP中，其余以中，其余以热能热能形式形式散失散失，效率在，效率在40%40%左右（不计恒温动物左右（不计恒温动物保持体温所利用的能）。

保持体温所利用的能）酶酶2 2（三）无氧呼吸（三）无氧呼吸1 1、无氧呼吸的过程、无氧呼吸的过程C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 2丙酮酸丙酮酸4[H]4[H]能量（少）能量（少）热能热能 ATPATP酶酶1 12C2C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 22C2C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）产酒精的：多数植物组织，酵母菌等产酒精的：多数植物组织，酵母菌等产乳酸的：人、动物，马铃薯块茎、玉米的胚、甜菜产乳酸的：人、动物，马铃薯块茎、玉米的胚、甜菜块根，乳酸菌等块根，乳酸菌等细细胞胞质质基基质质2 2、无氧呼吸的总反应式和能量变化、无氧呼吸的总反应式和能量变化C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2+ +能量能量酶酶C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C3 3H H6 6O O3 3+ +能量能量酶酶 1mol 1mol葡萄糖葡萄糖经过无氧呼吸产生乳酸释放经过无氧呼吸产生乳酸释放196.65kJ196.65kJ的能量（产生酒精可释放的能量（产生酒精可释放225.94kJ225.94kJ），其中有），其中有61.08kJ61.08kJ左右的能量储存在左右的能量储存在ATPATP中，其余以中，其余以热能热能形式形式散失散失，丙酮酸中，丙酮酸中未释放的能量未释放的能量都转移到了都转移到了酒精酒精或或乳乳酸酸中。

中有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系：有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系：不不同同点点相相同同点点场所场所条件条件产物产物能量能量联系联系实质实质有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体细胞质基质细胞质基质需分子氧、酶需分子氧、酶不需分子氧、需酶不需分子氧、需酶COCO2 2、、H H2 2O O酒精和酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸大量大量少量少量从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP（四）影响细胞呼吸的因素：（四）影响细胞呼吸的因素：1 1、、O O2 2的浓度的浓度COCO2 2释放总量释放总量（（O O2 2吸收量）吸收量）有氧呼吸中有氧呼吸中COCO2 2释放量释放量无氧呼吸中无氧呼吸中COCO2 2释放量释放量环境中环境中O O2 2浓度浓度A AB BO O2 2浓度低时，无氧呼吸强，浓度低时，无氧呼吸强，O O2 2浓度高时，有氧呼吸强图浓度高时，有氧呼吸强图中中A A点对应的点对应的O O2 2浓度是细胞呼吸总强度最低浓度是细胞呼吸总强度最低O OO O点时，只有点时，只有COCO2 2释放，没有释放，没有O O2 2吸收吸收--------细胞只进行无氧呼吸细胞只进行无氧呼吸O O点点-B-B点，点，COCO2 2的释放量大于的释放量大于O O2 2的吸收量的吸收量----细胞既进行有氧呼吸细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸又进行无氧呼吸B B点以后，点以后，COCO2 2的释放量等于的释放量等于O O2 2的吸收量的吸收量----细胞只进行有氧呼吸细胞只进行有氧呼吸关于植物有氧呼吸的相关定量计算关于植物有氧呼吸的相关定量计算1 1 在没有氧气的状态下，植物只进行无氧呼吸，按照方程式在没有氧气的状态下，植物只进行无氧呼吸，按照方程式C C6 6H H1212O O6 6 2C2H 2C2H5 5OH+2COOH+2CO2 2，，1mol1mol葡萄糖生成葡萄糖生成2mol2mol二氧化碳，不消二氧化碳，不消耗氧气，因此消耗耗氧气，因此消耗O O2 2：产生：产生COCO2 2=0=0。

2 2 在氧气较少的情况下，植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，按在氧气较少的情况下，植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，按照方程式照方程式 当有氧呼吸和无氧呼吸规模相同时，共产生当有氧呼吸和无氧呼吸规模相同时，共产生8molCO8molCO2 2，消耗，消耗6molO6molO2 2，消耗，消耗O O2 2：产生：产生COCO2 2=3=3：：4 4C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O3 3 在氧气充足的情况下，植物只进行有氧呼吸，按照上文方程式，在氧气充足的情况下，植物只进行有氧呼吸，按照上文方程式，共产生共产生6molCO6molCO2 2，消耗，消耗6molO6molO2 2，消耗，消耗O O2 2：产生：产生COCO2 2=1=1：：1 14 4 当氧气与二氧化碳的比值处在其他情况时，在当氧气与二氧化碳的比值处在其他情况时，在0—3/40—3/4之间，说之间，说明无氧呼吸规模大于有氧呼吸，在明无氧呼吸规模大于有氧呼吸，在3/4—13/4—1之间，说明有氧呼吸规之间，说明有氧呼吸规模大于无氧呼吸，但两者同时存在。

模大于无氧呼吸，但两者同时存在2 2、温度、温度最适温度最适温度温度温度呼呼吸吸速速率率 温度影响温度影响酶的活性酶的活性，从而也影响呼吸速率在一定温度范围，从而也影响呼吸速率在一定温度范围内，呼吸速率随着温度的升高而加快，在最适温度下，呼吸速内，呼吸速率随着温度的升高而加快，在最适温度下，呼吸速率最快，之后随着温度的升高，细胞呼吸的速率下降光合率最快，之后随着温度的升高，细胞呼吸的速率下降光合作用的最适温度稍高于呼吸作用作用的最适温度稍高于呼吸作用3 3、水分、水分一定范围内，细胞的含水量（自由水）增加，细胞呼一定范围内，细胞的含水量（自由水）增加，细胞呼吸速率加快吸速率加快4 4、应用：、应用：（（1 1）及时为作物松土）及时为作物松土----------保证根系细胞呼吸对氧气的需要保证根系细胞呼吸对氧气的需要（（2 2）稻田要定期排水，或水培植物要定期向培养液中充氧）稻田要定期排水，或水培植物要定期向培养液中充氧 ---- ----保证根系对氧气的需要，避免长期无氧呼吸产生过多保证根系对氧气的需要，避免长期无氧呼吸产生过多酒精毒害细胞，致使细胞死亡而烂根。

酒精毒害细胞，致使细胞死亡而烂根3 3）农作物种子的保存，应干燥、低温（零上）、低氧；新鲜）农作物种子的保存，应干燥、低温（零上）、低氧；新鲜蔬菜、水果的保存应低湿度、低温（零上）、低氧蔬菜、水果的保存应低湿度、低温（零上）、低氧 ---- ----减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗，延缓细胞衰老减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗，延缓细胞衰老6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2叶绿体叶绿体光能光能C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶O2、、C6H12O6CO2光合作用和呼吸作用的关系光合作用和呼吸作用的关系: :。