人教版教學課件云南省彌勒縣慶來中學2011-2012學年高一生物5.5細胞的能量供應和利用(課件)

1、12021/4/2第五章第五章 細胞的能量供應和利用細胞的能量供應和利用一、教學目的要求一、教學目的要求知識方面1.說明酶在代謝中的作用、本質和特性。2.解釋ATP的化學組成和特點以及ATP在能量代謝中的作用。3.簡述線粒體的結構和功能，說明細胞呼吸的方式、原理和實質，探討細胞呼吸原理的應用。4.簡述葉綠體的結構和功能，說明光合作用的原理和應用以及科學家對光合作用原理的認識過程，研究影響光合作用強度的環(huán)境因素。情感態(tài)度與價值觀方面通過研究科學家對酶本質的探索歷史以及對光合作用原理的探究歷程，認同科學是在不斷的觀察、實驗、探索和爭論中前進的；認同科學家不僅要繼承前人的科研成果，而且要善于吸收不同

2、意見中的合理成分，還要具有質疑、創(chuàng)新和勇于實踐的科學精神與態(tài)度。能力方面1.進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗。2.進行有關的實驗和探究，學會提取、分離綠葉中的色素以及檢測酒精、二氧化碳等細胞呼吸產物的方法。3.在有關實驗、資料分析、思考與討論、探究等的問題討論中，運用語言表達的能力以及分享信息的能力。22021/4/2第一節(jié) 降低化學反應活化能的酶考點解讀1.酶本質的探索2.概念：細胞代謝 變量 自變量 因變量 對照 等量 單一變量3.酶的概念4.酶的特性(1)高效性實驗比較過氧化氫在不同條件下的分解（原理、實驗步驟、結論）(2)專一性(3

3、)溫和性1)實驗溫度（PH）對酶活性的影響2)酶活性受溫度（PH）影響示意圖3)低溫抑制酶活性、高溫、過酸、過堿破壞酶活性32021/4/2一一.酶本質的探索酶本質的探索1、1783年年 斯帕蘭札尼斯帕蘭札尼 鷹的消化鷹的消化2、1857年年 巴斯德巴斯德 發(fā)酵是由于酵母細胞（正確），沒有發(fā)酵是由于酵母細胞（正確），沒有 活細胞參與，糖類不可能變成酒精（不正確）活細胞參與，糖類不可能變成酒精（不正確） 李比希李比希 引起發(fā)酵是酵母細胞內的物質（正確）引起發(fā)酵是酵母細胞內的物質（正確） 這些物質只在膠木細胞裂解才發(fā)揮作用（不正確）這些物質只在膠木細胞裂解才發(fā)揮作用（不正確）3、1890年年 畢希

4、納畢希納 酵母細胞的提取頁引起發(fā)酵酵母細胞的提取頁引起發(fā)酵4、1917年年 薩姆納薩姆納 刀豆提取到脲酶刀豆提取到脲酶 是蛋白質，脲酶催化尿素水解是蛋白質，脲酶催化尿素水解5、1980年年 切赫切赫 少數少數RNA也是酶也是酶 二二.概念：細胞代謝概念：細胞代謝 變量變量 自變量自變量 因變量因變量 對照對照 等量等量 單一變量單一變量P791、細胞代謝、細胞代謝P782、變量：是指實驗過程中所被操縱控制的特定因素或條件、變量：是指實驗過程中所被操縱控制的特定因素或條件3、實驗變量（自變量）：實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。、實驗變量（自變量）：實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。4、反應變量

5、（因變量）：實驗中由于實驗變量引起的變化和結果。、反應變量（因變量）：實驗中由于實驗變量引起的變化和結果。5、單一變量原則：一是確保、單一變量原則：一是確保“單一變量單一變量”的實驗觀測，二是確保的實驗觀測，二是確?！皢我蛔兞繂我蛔兞俊钡牟僮饕?guī)范的操作規(guī)范6、對照、對照P79，一個實驗總分為實驗組和對照組。，一個實驗總分為實驗組和對照組。7、細胞代謝的的兩個必要條件：酶和、細胞代謝的的兩個必要條件：酶和ATP8、活化能、活化能P8042021/4/2三三.酶的概念酶的概念P83四四.酶的特性酶的特性1.高效性高效性實驗實驗比較過氧化氫在不同條件下的分解（原理、實驗步驟、比較過氧化氫在不同條件下

6、的分解（原理、實驗步驟、結論）結論）（1）原理）原理常態(tài)、加溫常態(tài)、加溫 、氯化鐵、過氧化氫酶均能使過氧化氫水解、氯化鐵、過氧化氫酶均能使過氧化氫水解（2）實驗步驟）實驗步驟（3）結論）結論過氧化氫酶具有高效性過氧化氫酶具有高效性2.專一性專一性每一種酶只能催化一種或一類化學反應每一種酶只能催化一種或一類化學反應3.溫和性溫和性(1)實驗實驗溫度（溫度（PH）對酶活性的影響（原理、實驗設計，結論）對酶活性的影響（原理、實驗設計，結論）52021/4/2*OA段：隨著溫度（段：隨著溫度（pH ）升高升高，酶活性，酶活性增大增大*A點：點：最適宜最適宜的溫度（的溫度（pH ），酶活性），酶活性最大

7、最大*AB段：隨著溫度（段：隨著溫度（pH ）升高升高，酶活性，酶活性下降下降說明：低溫抑制了酶活性說明：低溫抑制了酶活性高溫、過酸、過堿破壞酶活性高溫、過酸、過堿破壞酶活性（2）與社會的聯系）與社會的聯系酶解法生產葡萄糖酶解法生產葡萄糖加酶洗衣粉加酶洗衣粉多酶片多酶片加酶牙膏加酶牙膏（1）不同生物的最適溫度和最適）不同生物的最適溫度和最適PH 62021/4/2第二節(jié) 細胞的能量“通貨”ATP考點解讀1.ATP（三磷酸腺苷）的結構簡式以及各部分的含義2.為什么說ATP是細胞內的高能磷酸化合物3.ATP結構式的特點4.ATP與ADP的相互轉化5.ATP在細胞中的含量6.ATP和ADP處于動態(tài)平

8、衡中7.公式8.合成ATP的能量來源9.ATP的生理功能 10.螢火蟲發(fā)光的能量轉化過程及生物學意義11.細胞內ATP和ADP相互轉化的能量供應機制是生物界的共性72021/4/2*細胞生命活動的能源細胞生命活動的能源一、一、ATP（三磷酸腺苷）的結構簡式以及各部分的含義（三磷酸腺苷）的結構簡式以及各部分的含義二、為什么說二、為什么說ATP是細胞內的高能磷酸化合物是細胞內的高能磷酸化合物P88根本來源根本來源-太陽能太陽能直接來源直接來源-ATP主要能源物質主要能源物質-葡萄糖葡萄糖能源物質能源物質-糖類、脂肪、蛋白質糖類、脂肪、蛋白質最好的儲能物質最好的儲能物質-脂肪脂肪結構簡式結構簡式82

9、021/4/2三、三、ATP結構簡式的特點結構簡式的特點四、四、ATP與與ADP的相互轉化的相互轉化1、ATP在細胞中的含量在細胞中的含量2、ATP和和ADP處于動態(tài)平衡中處于動態(tài)平衡中3、公式、公式特點：遠離特點：遠離A的高能磷酸鍵容易生成，伴隨能量儲存、的高能磷酸鍵容易生成，伴隨能量儲存、容易斷裂，伴隨能量的釋放。容易斷裂，伴隨能量的釋放。極少極少ATP Pi+ADP+能量酶酶1酶酶2物質反應可逆、能量反應不可逆物質反應可逆、能量反應不可逆五、合成五、合成ATP的能量來源的能量來源綠色植物：光反應、呼吸作用綠色植物：光反應、呼吸作用動物：呼吸作用動物：呼吸作用92021/4/2六、六、AT

10、P的生理功能的生理功能七、螢火蟲發(fā)光的七、螢火蟲發(fā)光的能量轉化過程及生能量轉化過程及生物學意義物學意義（1）能量轉化）能量轉化八、細胞內八、細胞內ATP和和ADP相互轉化的能量供應機制是生物界相互轉化的能量供應機制是生物界的共性的共性生命活動的直接生命活動的直接能源物質能源物質“能量能量”通貨通貨熒光素熒光素 激活的熒光素激活的熒光素 +氧氣氧氣 氧化熒光素氧化熒光素+光光熒光素酶熒光素酶ATP ADP（2）求偶行為）求偶行為102021/4/2第三節(jié) ATP的主要來源細胞呼吸1.細胞呼吸的概念2.實驗探究酵母菌細胞呼吸的方式(1)實驗設計(2)實驗原理(3)無氧、有氧裝置示意圖(4)酒精的鑒

11、定、二氧化碳的鑒定3.有氧呼吸(1)概念(2)場所(3)線粒體的形態(tài)、分布、結構和功能(4)呼吸的重要底物(5)公式(6)圖解4.列表比較有氧呼吸三個階段的反應場所、反應物、生成物5.無氧呼吸(1)概念(2)場所(3)公式(4)發(fā)酵的概念、類型(5)不同生物無氧呼吸的產物6.外界環(huán)境對呼吸的影響7.列表比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同點8.細胞呼吸原理的應用112021/4/2第三節(jié)第三節(jié) ATP的主要來源的主要來源細胞呼吸細胞呼吸一、細胞呼吸的概念一、細胞呼吸的概念P91二、實驗二、實驗探究酵母菌細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式（一）實驗設計（一）實驗設計（二）實驗原理（二）實驗原理1、無

12、氧、有氧裝置示意圖、無氧、有氧裝置示意圖2、酒精的鑒定、酒精的鑒定3、二氧化碳的鑒定、二氧化碳的鑒定1、酵母菌是單細胞真菌屬于兼性厭氧菌。進行有氧呼吸產生、酵母菌是單細胞真菌屬于兼性厭氧菌。進行有氧呼吸產生水和水和CO2 ，無氧呼吸產生酒精和，無氧呼吸產生酒精和CO2 。2、 CO2的檢測方法的檢測方法（1）CO2使澄清石灰水變渾濁使澄清石灰水變渾濁（2） CO2使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃3、酒精的檢測、酒精的檢測橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應，變成灰綠色。橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應，變成灰綠色。122021/4/2三、有氧呼吸

13、（主要方式）三、有氧呼吸（主要方式）（一）概念（一）概念P94（二）場所（二）場所（三）線粒體的形態(tài)、分布、結構和功能（三）線粒體的形態(tài)、分布、結構和功能細胞在氧氣的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖細胞在氧氣的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放大量等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放大量能量，生成許多能量，生成許多ATP的過程的過程線粒體線粒體（1）形態(tài)：棒狀、線形）形態(tài)：棒狀、線形（2）分布：活細胞，生命越旺盛，線粒體含量越多）分布：活細胞，生命越旺盛，線粒體含量越多（3）結構：外膜、內膜、嵴、線粒體基質）結構：外膜、內膜、嵴、線

14、粒體基質（4）功能：）功能： “動力工廠動力工廠”（有氧呼吸的主要場所），（有氧呼吸的主要場所），95%（四）有氧呼吸的重要底物：葡萄糖（四）有氧呼吸的重要底物：葡萄糖132021/4/2（六）圖解（六）圖解細胞質基質細胞質基質丙酮酸丙酮酸 H少量少量ATP葡萄糖葡萄糖線粒體基質線粒體基質線粒體內膜線粒體內膜丙酮酸丙酮酸水水CO2 H少量少量ATP HO2H2O（五）有氧呼吸的反應式（五）有氧呼吸的反應式C6H12O6+6O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶（2870KJ/mol,其中其中1161KJ轉移轉移到到ATP中）中）（九）有氧呼吸與體外燃燒的異同點（九）有氧呼吸與體外燃燒的異同點

15、（1）能產生二氧化碳等產物，并且都釋放出能量）能產生二氧化碳等產物，并且都釋放出能量（2）體內能量是逐步釋放，體外是連續(xù)釋放）體內能量是逐步釋放，體外是連續(xù)釋放（3）體內是在溫和的條件下）體內是在溫和的條件下142021/4/2四、無氧呼吸四、無氧呼吸（一）概念（一）概念（二）場所（二）場所（三）公式（三）公式（四）發(fā)酵的概念、類型（四）發(fā)酵的概念、類型（五）不同生物無氧呼吸的產物（五）不同生物無氧呼吸的產物（六）外界環(huán)境對呼吸的影響（六）外界環(huán)境對呼吸的影響（七）列表比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同點（七）列表比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同點（八）細胞呼吸原理的意義和應用（八）細胞呼吸原理的意義和

16、應用 152021/4/2四、無氧呼吸四、無氧呼吸（一）概念（一）概念細胞在無氧或缺氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖細胞在無氧或缺氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物不徹底氧化分解，產生二氧化碳和酒精（乳酸），釋放等有機物不徹底氧化分解，產生二氧化碳和酒精（乳酸），釋放少量能量，生成少量少量能量，生成少量ATP的過程的過程（二）場所：細胞質基質（二）場所：細胞質基質（三）公式（三）公式162021/4/2（四）發(fā)酵的概念、類型（選修（四）發(fā)酵的概念、類型（選修2P75）（1）發(fā)酵）發(fā)酵利用微生物，在適宜的條件下，將原料經過特定的代謝途徑轉化利用微生物，在適宜的條件下，將

17、原料經過特定的代謝途徑轉化為人類所需要的產物的過程為人類所需要的產物的過程（2）類型）類型好氧性微生物發(fā)酵好氧性微生物發(fā)酵厭氧性微生物發(fā)酵厭氧性微生物發(fā)酵 酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵 乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵（五）不同生物無氧呼吸的產物（五）不同生物無氧呼吸的產物1、產生酒精：酵母菌、大多數高等植物、產生酒精：酵母菌、大多數高等植物2、產生乳酸：動物、乳酸菌、馬鈴薯塊、玉米胚、產生乳酸：動物、乳酸菌、馬鈴薯塊、玉米胚（六）外界環(huán)境對呼吸的影響（六）外界環(huán)境對呼吸的影響1、氧氣、二氧化碳的濃度、氧氣、二氧化碳的濃度2、溫度、溫度3、礦質元素、礦質元素4、水、水172021/4/2（七）有氧呼吸與無氧呼吸的比較（七

18、）有氧呼吸與無氧呼吸的比較細胞質基質、線粒體細胞質基質、線粒體細胞質基質細胞質基質有氧，呼吸酶有氧，呼吸酶無氧或缺氧，呼吸酶無氧或缺氧，呼吸酶CO2和和H2O酒精和酒精和CO2或乳酸或乳酸釋放大量能量，釋放大量能量，產生大量產生大量ATP釋放少量能量，形成少量釋放少量能量，形成少量ATP（八）細胞呼吸的應用（八）細胞呼吸的應用1、“創(chuàng)可貼創(chuàng)可貼”2、酵母菌是兼性厭氧微生物，、酵母菌是兼性厭氧微生物，3、醋酸桿菌是一種好氧細菌、醋酸桿菌是一種好氧細菌4、谷氨酸棒狀桿菌是一種厭氧細菌，、谷氨酸棒狀桿菌是一種厭氧細菌，5、板結的土壤及時進行松土，、板結的土壤及時進行松土，6、水稻的根系適于在水中生長

19、、水稻的根系適于在水中生長7、破傷風芽孢桿菌、破傷風芽孢桿菌8、有氧運動和無氧運動、有氧運動和無氧運動182021/4/2（八）能量的利用（八）能量的利用意義：為生物的各種生命活動提供能量。意義：為生物的各種生命活動提供能量。 光能光能 光合作用光合作用 動物動物: （動物有機物）（動物有機物）熱能熱能（貯存于有機物中）（貯存于有機物中）直接或間接直接或間接 化學能化學能 細胞呼吸細胞呼吸 ATP生命活動生命活動化學能化學能植物：植物：細胞呼吸生物合成生物合成 吸收與分泌吸收與分泌 肌肉收縮肌肉收縮體溫維持體溫維持 神經傳導神經傳導192021/4/2第四節(jié) 能量之源光和光合作用1.實驗綠葉中

20、色素的提取和分離（目的、原理、步驟、結論）2.捕獲光能色素3.捕獲光能的結構葉綠體葉綠體的形態(tài)、分布、結構和功能4.光合作用的探究歷程5.光合作用的概念、公式、圖解、意義6.列表比較光反應和暗反應的異同點7.外界環(huán)境對光合作用的影響8.實驗環(huán)境因素對光合作用的影響9.代謝類型202021/4/2一、實驗一、實驗綠葉中色素的提取和分離（目的、原理、步驟、結論）綠葉中色素的提取和分離（目的、原理、步驟、結論）1、目的、目的P982、原理、原理（1）色素溶解在有機溶劑無水乙醇）色素溶解在有機溶劑無水乙醇（2）色素溶解在層析液中）色素溶解在層析液中（3）色素在層析液中溶解度不同，擴散速度不同）色素在層

21、析液中溶解度不同，擴散速度不同3、步驟、步驟4、結論、結論色素有四種不同顏色的色素色素有四種不同顏色的色素二、捕獲光能的色素二、捕獲光能的色素（一）色素的功能（一）色素的功能吸收、傳遞、轉化光能吸收、傳遞、轉化光能（二）種類、顏色、吸收光譜（二）種類、顏色、吸收光譜葉綠素葉綠素a（藍綠色）（藍綠色）葉綠素葉綠素b（黃綠色）（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉黃素（黃色）葉綠素葉綠素類胡蘿卜素類胡蘿卜素主要吸收紅橙光和藍紫光主要吸收紅橙光和藍紫光主要吸收藍紫光主要吸收藍紫光212021/4/2三、捕獲光能的結構三、捕獲光能的結構葉綠體葉綠體（一）葉綠體的形態(tài)：扁平橢球形

22、、球形（一）葉綠體的形態(tài)：扁平橢球形、球形（二）分布：綠色植物（二）分布：綠色植物葉肉細胞、保衛(wèi)細胞、皮層細胞葉肉細胞、保衛(wèi)細胞、皮層細胞（三）結構和功能（三）結構和功能1、結構、結構2、功能：、功能：光合作用的光合作用的主要場所主要場所外膜外膜 內膜內膜 基粒基粒 基質基質2-100個類囊體個類囊體色素、酶色素、酶222021/4/2四、光合作用的探究歷程四、光合作用的探究歷程1、1772年，英國普里斯特利實驗指出植物可以更新空氣年，英國普里斯特利實驗指出植物可以更新空氣.2、 1779年，英國英格豪斯指出植物在光下可以更新空氣3、1845年，德國梅耶指出光合作用把光能儲藏在有機物中4、18

23、64年年:德國薩克斯實驗證明綠色葉片在光合作用中產生德國薩克斯實驗證明綠色葉片在光合作用中產生了淀粉了淀粉.5、1880年年:德國恩吉爾曼實驗證明德國恩吉爾曼實驗證明,氧是由葉綠體釋放出來的氧是由葉綠體釋放出來的,葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所.6、1930年：年：:美國魯賓和卡門實驗證明光合作用釋放的氧全部美國魯賓和卡門實驗證明光合作用釋放的氧全部來自水來自水.7、1940年，美國卡爾文指出有機物中的碳來自于二氧化碳 3232021/4/2（三）圖解（三）圖解問題：問題：1、色素的功能、色素的功能2、氧氣的來源與去路、氧氣的來源與去路3、如何判斷光反應的

24、開始、如何判斷光反應的開始4、光反應為暗反應提供的必要條件？、光反應為暗反應提供的必要條件？5、暗反應分為那兩個階段、暗反應分為那兩個階段6、光合作用中能量的轉移途徑、光合作用中能量的轉移途徑7、光合作用中碳的轉移途徑、光合作用中碳的轉移途徑8、光合作用的產物中，氧氣、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氫、光合作用的產物中，氧氣、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氫、葡萄糖中的氧依次分別來自什么物質？葡萄糖中的氧依次分別來自什么物質？吸收、傳遞、轉化光能吸收、傳遞、轉化光能水的光解、呼吸作用、釋放到大氣水的光解、呼吸作用、釋放到大氣氧氣的釋放氧氣的釋放ATP、 HCO2的固定的固定、 C3的還原的還原光能光能 A

25、TP活潑的化學能活潑的化學能 有機物中穩(wěn)定的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能二氧化碳二氧化碳 C3 有機物有機物 242021/4/2六、列表比較光反應和暗反應的異同點六、列表比較光反應和暗反應的異同點基?；?類囊體的類囊體的薄膜上薄膜上)葉綠體基質中葉綠體基質中需光需光,色素和酶色素和酶不需光不需光,色素色素;需多種酶需多種酶2H2O 光光 4H+O2CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3C3的還原：的還原：2C3 （CH2O） H，ATP酶光能轉變?yōu)榛顫姷幕饽苻D變?yōu)榛顫姷幕瘜W能，儲存在學能，儲存在ATP中中光光ADP+Pi ATP酶酶ATP中活潑的化學能轉化為糖中活潑的化學能轉化為糖類等

26、有機物中穩(wěn)定的化學能類等有機物中穩(wěn)定的化學能ATP水解成水解成ADP252021/4/2五、光合作用的概念、公式、圖解、意義五、光合作用的概念、公式、圖解、意義（一）概念（一）概念P101（二）公式（二）公式CO2+H2O* （CH2O）+O*2光光葉綠體葉綠體（四）意義（四）意義1、提供了、提供了物質物質來源和來源和能量能量來源。來源。2、維持大氣中、維持大氣中O2和和CO2含量的相對穩(wěn)定含量的相對穩(wěn)定3、對生物的進化具有重要作用。、對生物的進化具有重要作用。262021/4/2七、外界環(huán)境對光合作用的影響七、外界環(huán)境對光合作用的影響1、光照的強度、長短、波長、面積、光照的強度、長短、波長、面積2、二氧化碳的濃度、二氧化碳的濃度3、溫度、溫度4、礦質元素、礦質元素5、水、水八、光合作用原理的應用八、光合作用原理的應用1、合