細胞代謝專題

1、細胞代謝專題細胞代謝專題第1頁細胞代謝專題第2頁1234567細胞代謝專題第3頁蛋白質(zhì)或RNA溫和條件降低活化能A-PPP能量細胞代謝專題第4頁小專題1酶和ATP細胞代謝專題第5頁【關(guān)鍵考點完全攻略】一、酶與ATP【考點教材回歸】1.酶是活細胞產(chǎn)生一類含有生物催化作用有機物,絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。2.酶功效是生物催化作用,其原理是降低化學(xué)反應(yīng)活化能。3.ATP是生物體細胞直接能源物質(zhì)。細胞質(zhì)中代謝消耗ATP均起源于呼吸作用(無氧呼吸和有氧呼吸),光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生ATP均用于暗反應(yīng)。ATP在細胞內(nèi)含量很少,而且轉(zhuǎn)化很快。細胞代謝專題第6頁酶本質(zhì)作用特征有機物絕大多數(shù)少數(shù)蛋白質(zhì)

2、RNA催化作用機理降低活化能高效性、專一性、作用條件較溫和比較過氧化氫在不一樣條件下分解淀粉酶水解淀粉、蔗糖溫度、PH對酶活性影響一、酶細胞代謝專題第7頁重溫高考經(jīng)典1.酶基礎(chǔ)組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸（11天津）2.水稻細胞內(nèi)合成某物質(zhì)，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質(zhì)含有羧基（09廣東）3.酶經(jīng)過降低化學(xué)反應(yīng)活化能來提升化學(xué)反應(yīng)速度（13課標）4.酶既能夠作為催化劑，也能夠作為另一個反應(yīng)底物（13課標）5.滴加FeCl3溶液提升過氧化氫分解速率不包括“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理（13四川）6.同一個酶可存在于分化程度不一樣活細胞中（13課標）7.低溫能降低酶活性原因是其破壞了酶空間結(jié)構(gòu)

3、（13課標）細胞代謝專題第8頁8.探究溫度對酶活性影響時，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不一樣溫度下保溫（14山東）9.同一個體各種體細胞酶種類相同、數(shù)量不一樣，代謝不一樣。同一個細胞中，酶種類和數(shù)量不會發(fā)生改變。（13安徽）10.高溫和低溫均能破壞酶空間結(jié)構(gòu)使其失去活性細胞代謝專題第9頁11.若18時，在不一樣條件下大菱鲆消化道中各部位蛋白酶活性如圖， 則在探究三種酶最適溫度試驗中，胃蛋白酶試驗組和幽門盲囊蛋白酶試驗組PH應(yīng)分別控制在2和8（12福建）細胞代謝專題第10頁12.用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體蛋白質(zhì)，處理后核糖體仍可催化氨基酸脫水縮合反應(yīng)，由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)物質(zhì)是RNA

4、(14福建)細胞代謝專題第11頁類別內(nèi)容起源普通來說，凡是活細胞都能產(chǎn)生酶功效催化作用種類按存在部位分胞內(nèi)酶：如胞外酶（分泌蛋白）：如按功效分水解酶合成酶與無機催化劑相同性質(zhì)降低反應(yīng)活化能，提升反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)方向和平衡點。反應(yīng)前后，酶性質(zhì)和數(shù)量不變。細胞代謝專題第12頁酶激素區(qū)別起源活細胞植物：一定部位活細胞動物：由內(nèi)分泌腺細胞本質(zhì)有機物。大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少許酶屬于RNA蛋白質(zhì)或多肽：胰島素、生長激素、胰高血糖素等；氨基酸衍生物：甲狀腺激素、腎上腺素等；固醇類：性激素、孕激素等；有機物：生長素、乙烯作用催化功效調(diào)整功效細胞代謝專題第13頁作用范圍特點胞內(nèi)胞外專一性經(jīng)過體液運輸，作用于對

5、應(yīng)靶器官、靶細胞，含有作用部位特異性。作用條件受pH、溫度等原因影響與神經(jīng)系統(tǒng)親密聯(lián)絡(luò)微量，高效，聯(lián)絡(luò)：激素對新陳代謝含有調(diào)整作用，離不開酶催化；激素能夠激活酶活性；酶和激素合成與分泌在一定程度上相互影響。酶激素細胞代謝專題第14頁人體中，一經(jīng)發(fā)揮作用就被滅活或降解一組物質(zhì)是AtRNA、mRNA B甲狀腺激素、神經(jīng)遞質(zhì)C抗體、載體 D解旋酶、血紅蛋白激素、神經(jīng)遞質(zhì)一經(jīng)使用就會被滅活或降解抗體與抗原結(jié)合成抗原-抗體復(fù)合物，被吞噬細胞吞噬消化。B細胞代謝專題第15頁細胞代謝專題第16頁考點一、酶酶本質(zhì)和特征1.酶專一性底物？酶分子？細胞代謝專題第17頁細胞代謝專題第18頁細胞代謝專題第19頁細胞代

6、謝專題第20頁2表示酶高效性曲線細胞代謝專題第21頁細胞代謝專題第22頁3、影響酶促反應(yīng)原因（1）溫度和PH溫度或pH是經(jīng)過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率。用于保留細胞代謝專題第23頁由圖可知，不一樣pH對酶促反應(yīng)影響不會影響最適溫度。但由圖并不能得到該酶促反應(yīng)最適pH是7結(jié)論。細胞代謝專題第24頁(2)反應(yīng)物濃度和酶濃度細胞代謝專題第25頁1、酶活性2、酶催化能力高低衡量標準指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)能力。 在一定條件下，酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)速度來表示。 酶反應(yīng)速度用單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物降低許或產(chǎn)物增加量來表示。3、影響酶活性原因：溫度 pH酶抑制劑等細胞代謝專題第26頁注意酶促反應(yīng)速度

7、不一樣于酶活性：溫度、pH都能影響酶空間結(jié)構(gòu)，改變酶活性，進而影響酶促反應(yīng)速度。底物濃度和酶濃度是經(jīng)過影響底物與酶接觸面積而影響酶促反應(yīng)速度，并不影響酶活性。細胞代謝專題第27頁注意：1.若底物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，驗證酶專一性，檢測底物是否被分解試劑宜選取 ，不能選取碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。2.若選擇淀粉和淀粉酶探究酶最適溫度，檢測試劑宜選取 ，不應(yīng)該選取斐林試劑，因斐林試劑需水浴加熱，而該試驗中需嚴格控制溫度。3.探究酶適宜溫度試驗中不宜選擇過氧化氫酶催化H2O2分解，因為底物H2O2在加熱條件下分解會加緊，從而影響試驗結(jié)果。P15相關(guān)酶本質(zhì)和生理特征設(shè)計斐林試劑碘

8、液保溫：底物與酶分別保溫，然后再混合并保溫細胞代謝專題第28頁動物：植物：呼吸作用呼吸作用光合作用二、ATP特點細胞代謝專題第29頁 ATP分子結(jié)構(gòu)特點（含有高能磷酸鍵）ATP-三磷酸腺苷 ATP結(jié)構(gòu)核糖PPPA腺苷A腺苷T三個（Tri）P磷酸基團 高能磷酸鍵高能磷酸鍵 結(jié)構(gòu)簡式： AP P P細胞代謝專題第30頁 AP P P腺苷磷酸基團 高能磷酸鍵ATP是活細胞內(nèi)一個高能磷酸化合物.30.54KJ/mol第二個高能磷酸鍵相當脆弱，水解時輕易斷裂，釋放出大量能量ATP結(jié)構(gòu)簡式： 細胞代謝專題第31頁核苷酸磷酸五碳糖含氮堿基核苷核苷酸A腺嘌呤核糖腺嘌呤核糖核苷（腺苷）腺嘌呤核糖核苷酸（一磷酸腺

9、苷）三磷酸腺苷（ATP）元素？分子組成？細胞代謝專題第32頁1.在以下四種化合物化學(xué)組成中，“圓圈”中所對應(yīng)含義最靠近是() A B C DD細胞代謝專題第33頁考點二、ATP1ATP與能量代謝生物不能直接利用有機物中化學(xué)能，只有有機物氧化分解并將能量轉(zhuǎn)移到ATP中，才能被利用。細胞代謝專題第34頁說明： 1、這個可逆反應(yīng)中物質(zhì)是可逆，但能量是不可逆。 2、ATP在細胞內(nèi)含量極少，但ATP與ADP在細胞內(nèi)轉(zhuǎn)化非?？焖伲@么，既能不停地提供生命活動所需要能量，又能及時儲存能量。ATP ADPPi能量酶另一個酶ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化細胞代謝專題第35頁ATP合成ATP水解反應(yīng)式場所酶能量起源能量去

10、向ATP形成路徑及能量起源與去向ADP+Pi+能量ATPATP ADP+Pi+能量葉綠體（類囊體薄膜）、線粒體（基質(zhì)、內(nèi)膜）、細胞質(zhì)基質(zhì)細胞中各需能部位光能、化學(xué)能儲存在高能磷酸鍵中化學(xué)能儲存在高能磷酸鍵中化學(xué)能用于各項生命活動合成酶水解酶酶酶細胞代謝專題第36頁3、轉(zhuǎn)化、利用吸能（需能、耗能）與放能（產(chǎn)能）反應(yīng)相伴而行耗能產(chǎn)能葉綠體中ATP轉(zhuǎn)移方向？ ADP呢？細胞代謝專題第37頁(1)從反應(yīng)條件上看：ATP水解是一個分解反應(yīng)；ATP合成是一個合成反應(yīng)。(2)從能量起源上看：ATP水解釋放能量與ATP合成所需能量不一樣。(3)從發(fā)生場所上看：ATP合成場所是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，而AT

11、P水解場所較多，故ATP合成和水解場所不一樣。細胞代謝專題第38頁細胞代謝專題第39頁細胞代謝專題第40頁生物界中能量代謝細胞代謝專題第41頁小專題2呼吸作用與光合作用細胞代謝專題第42頁光CO2溫度光反應(yīng)紙層析法有氧呼吸色素細胞代謝專題第43頁細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞外細胞代謝專題第44頁細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞外細胞代謝專題第45頁細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞外細胞代謝專題第46頁無氧呼吸過程細胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6 酶少許能量4H2丙酮酸(2C3H4O3) 第一階段細胞質(zhì)基質(zhì)酶酶(C2H5OH)2酒精+ 2CO2 (C3H6O3)2乳酸第二階段例：高等動物

12、、乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等例：大多數(shù)植物、酵母菌細胞代謝專題第47頁有氧呼吸無氧呼吸不一樣點條件場所產(chǎn)物釋放能量需O2 ，需酶細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)CO2、 H2O酒精和CO2或乳酸釋放大量能量合成大量ATP釋放少許能量合成少許ATP第一階段是相同（葡萄糖生成丙酮酸，產(chǎn)生少許能量和H）分解有機物、釋放能量，合成ATP相同點過程實質(zhì)不需O2，需酶有氧呼吸和無氧呼吸比較意義為生命活動提供能量；為體內(nèi)其它化合物合成提供原料細胞代謝專題第48頁(1)真核生物細胞并非都能進行有氧呼吸。 如蛔蟲細胞、哺乳動物成熟紅細胞只能進行無氧呼 吸。(2)原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進行有氧呼 吸

13、。如藍藻、硝化細菌等,因為其細胞中含有與有氧呼 吸相關(guān)酶。(3)不一樣生物無氧呼吸產(chǎn)物不一樣，其直接原因在于催化 反應(yīng)酶不一樣，根本原因在于控制酶合成基因不一樣。易錯警示細胞代謝專題第49頁C6H12O62C2H5OH（酒精） + 2CO2 + 能量 酶C6H12O62C3H6O3（乳酸） + 能量 酶 C6H12O6+6H2O6O2 酶 6CO2+12H2O +能量 小結(jié)：1、能產(chǎn)生H2O一定是有氧呼吸；2、沒有CO2產(chǎn)生一定是產(chǎn)生乳酸無氧呼吸；3、植物(避光或非綠色器官)：若不消耗O2，卻有CO2釋放，若CO2釋放量O2消耗量，若CO2釋放量O2消耗量，只進行有氧呼吸；現(xiàn)有有氧呼吸，也有沒

14、有氧呼吸；只進行產(chǎn)生酒精無氧呼吸。細胞代謝專題第50頁影響原理坐標曲線 實踐應(yīng)用溫度氧氣濃度比較內(nèi)容影響原因細胞呼吸外界影響原因和實踐應(yīng)用影響酶活性零上低溫貯存蔬菜、水果；(2)大棚栽培中維持一定晝夜溫差，陰天適當降溫以降低有機物消耗，提升產(chǎn)量影響細胞呼吸方式和強度中耕松土，預(yù)防土壤板結(jié)， 確保根細胞正常呼吸，促進根對礦質(zhì)元素吸收細胞代謝專題第51頁CO2釋放量相對值O2（%）無氧呼吸有氧呼吸細胞呼吸在氧氣濃度為零時，只進行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以下時，既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸。 0 2 4 6 8 102氧氣濃度AB 應(yīng)用：在蔬果保鮮中，保持

15、低氧（5%），降低有機物消耗細胞代謝專題第52頁(3)CO2原理：CO2是細胞呼吸最終產(chǎn)物，積累過多會抑制細胞呼吸進行。曲線分析：應(yīng)用：在蔬菜和水果保鮮中，適當增加CO2濃度可抑制細胞呼吸，降低有機物消耗。北方冬季用地窖儲存大白菜細胞代謝專題第53頁曲線分析：在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量增加而加緊，隨含水量降低而減慢。當含水過多時，呼吸速率減慢，甚至死亡。(2)機理：水作為有氧呼吸原料和環(huán)境影響細胞呼吸速率。(3)應(yīng)用：糧食在收倉前要進行晾曬處理 干種子萌發(fā)前進行浸泡處理(4)水分糧油種子儲存：干燥低溫低氧，適量CO2蔬菜瓜果儲存：一定濕度，低溫低氧，適量CO2細胞代謝專題第54頁試驗：

16、探究酵母菌細胞呼吸方式甲組乙組細胞代謝專題第55頁(2)細胞呼吸產(chǎn)物檢測:產(chǎn)物試劑現(xiàn)象(顏色改變)CO2澄清石灰水_溴麝香草酚藍水溶液_酒精酸性條件下橙色_溶液_變混濁藍色綠色黃色重鉻酸鉀橙色灰綠色思索: 有氧和無氧條件下CO2和酒精產(chǎn)生量多少怎樣判斷？細胞代謝專題第56頁3.試驗現(xiàn)象:甲組乙組澄清石灰水培養(yǎng)液澄清石灰水培養(yǎng)液現(xiàn)象_變混濁顏色不變(仍為橙色)變混濁灰綠色細胞代謝專題第57頁 細胞呼吸類型測定方法材料1：發(fā)芽種子欲確認某生物細胞呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，即對照組用等量蒸餾水取代試驗組NaOH溶液，其它全部項目均應(yīng)一致，加蒸餾水裝置內(nèi)氣壓改變應(yīng)由CO2與O2共同決定。當然，此時

17、仍有必要設(shè)置另一組作誤差校正之用，兩套裝置可如圖所表示：細胞代謝專題第58頁 因為裝置氣壓改變也可能會因溫度等物理原因所引發(fā)，為使測定結(jié)果更趨準確，應(yīng)設(shè)置對照試驗，以校正物理膨脹等原因?qū)υ囼灲Y(jié)果造成誤差。此時，對照試驗與呼吸裝置相比，應(yīng)將所測生物滅活，如將種子煮熟，而其它各項處理應(yīng)與試驗組完全一致(包含NaOH溶液、所用種子數(shù)量、裝置瓶及玻璃管規(guī)格等)。細胞代謝專題第59頁結(jié)果與分析：(1)若裝置一液滴左移，裝置二液滴不動，則表明所測生物:只進行有氧呼吸(因有氧呼吸產(chǎn)生CO2量與消耗O2量相等)。(2)若裝置一液滴不動，裝置二液滴右移，則表明所測生物: 只進行無氧呼吸(因無氧呼吸只產(chǎn)生CO2，

18、不消耗O2)。(3)若裝置一液滴左移，裝置二液滴右移，則表明所測生物: 既進行有氧呼吸，也進行無氧呼吸。細胞代謝專題第60頁 1.指標：細胞呼吸速率常見單位時間CO2釋放量或O2吸收量來表示。材料2：綠色植物（遮光處理）清水細胞代謝專題第61頁細胞代謝專題第62頁H2OO2HADP+PiATP光反應(yīng)C5C3暗反應(yīng)考點二、光合作用細胞代謝專題第63頁二、光反應(yīng)和暗反應(yīng)比較場所條件物質(zhì)改變能量改變光反應(yīng)暗反應(yīng)類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中光、色素、水、酶H、 ATP 、CO2 、酶水光解ATP生成CO2固定、C3還原、ATP水解光能活躍化學(xué)能 活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能聯(lián)絡(luò)前者是后者基礎(chǔ)，后者是前者繼續(xù)細胞代謝

19、專題第64頁細胞代謝專題第65頁CO2濃度不變光反應(yīng)HATPC3C5（CH2O）光照減弱 光照增強H2OCO2HO2酶各種酶ADP+ PiATPC52C3（CH2O）H2O水光解形成ATPCO2固定C3還原(1) 光照條件對各種物質(zhì)合成量影響：積累、增加消耗、降低細胞代謝專題第66頁光照不變暗反應(yīng)C3C5HATP（CH2O）CO2濃度降低 CO2濃度增加H2OCO2HO2酶各種酶ADP+ PiATPC52C3（CH2O）H2O水光解形成ATPCO2固定C3還原(2) CO2濃度條件對各種物質(zhì)合成量影響：細胞代謝專題第67頁C3、C5含量改變兩點注意(1)以上分析只表示條件改變后短時間內(nèi)各物質(zhì)相

20、對含量改變，而非長時間。(2)以上各物質(zhì)改變中，C3和C5含量改變是相反，H和ATP含量改變是一致。細胞代謝專題第68頁光照強度(光照時間，光質(zhì)，光照面積）四、光合作用影響環(huán)境原因相關(guān)曲線分析細胞代謝專題第69頁四、光合作用影響環(huán)境原因相關(guān)曲線分析（1）光照強度影響光反應(yīng)ATP， H暗反應(yīng)細胞代謝專題第70頁應(yīng)用：人工光照。細胞代謝專題第71頁當外界條件改變時，C02（光）賠償點移動規(guī)律以下：c、陰生植物與陽生植物相比，a、若呼吸速率增加，CO2（光）賠償點應(yīng)右移。CO2（光）賠償點應(yīng)右移。b、若呼吸速率基礎(chǔ)不變，條件改變使光合速率下降時，光賠償點應(yīng)左移。細胞代謝專題第72頁應(yīng)用：陰生植物B點

21、前移，C點較低，如圖中虛線所表示，所以種植陰生植物應(yīng)防止過強光照間作套種農(nóng)作物種類搭配，林帶樹種配置，可合理利用光能；適當提升光照強度可增加大棚作物產(chǎn)量。細胞代謝專題第73頁總光合速率或?qū)嶋H光合速率表觀光合速率細胞代謝專題第74頁思索:下列圖曲線指是凈光合速率還是總光合速率?釋放CO2吸收CO2CO2濃度OCO2飽和點CO2賠償點AB 2.CO2濃度圖乙中A點時光合速率等于細胞呼吸速率；B點為CO2飽和點，限制B和B點原因有：外因溫度、光照強度，內(nèi)因酶數(shù)量和活性、色素含量和C5含量。B 細胞代謝專題第75頁細胞代謝專題第76頁原因原理影響路徑或方式應(yīng)用溫度經(jīng)過影響酶活性進而影響光合作用(主要制

22、約暗反應(yīng))溫室栽培應(yīng)用：冬天適當增溫，夏天適當降溫；白天調(diào)到最適溫度，以提升光合作用效率；晚上適當降溫，以降低呼吸作用，確保有機物積累礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素可經(jīng)過所參加組成與光合作用相關(guān)主要化合物對光合作用造成直接或間接影響合理施肥促進葉面積增大，提升酶合成速率，增加光合作用速率。細胞代謝專題第77頁 礦質(zhì)元素N:p:Mg:K:光合酶、ATP、DNA、RNA以及葉綠素組成元素;葉綠體雙層膜上也有NATP、DNA、RNA組成元素;葉綠體雙層膜上也有P葉綠素組成元素與糖類合成、運輸相關(guān)應(yīng)用：合理施肥細胞代謝專題第78頁原因原理影響路徑或方式應(yīng)用水分1.是光合作用原料之一；2.缺水時可造成葉氣孔關(guān)閉，致使

23、CO2供給不足進而影響光合速率保障水供給，不但滿足光合作用原料需求，而且可使植物屹立、氣孔開放，有利于接收CO2適時適量進行合理澆灌細胞代謝專題第79頁各種外界原因（光照強度、溫度、CO2濃度）OP:限制原因：橫坐標所表示原因 PQ:限制原因：橫坐標所表示原因和圖示原因Q點后：圖示原因或其它原因（不是橫軸）000細胞代謝專題第80頁 考點五 光合作用和呼吸作用關(guān)系1.光合作用和呼吸作用區(qū)分細胞代謝專題第81頁(1)物質(zhì)循環(huán)細胞代謝專題第82頁光合作用和細胞呼吸過程分析物質(zhì)改變能量改變細胞代謝專題第83頁2.光合作用與有氧呼吸中H和ATP起源、去向分析項目光合作用有氧呼吸H起源H2O光解產(chǎn)生有氧

24、呼吸第一、二階段去向還原C3用于第三階段還原O2細胞代謝專題第84頁ATP起源光反應(yīng)階段產(chǎn)生三個階段都產(chǎn)生去向用于C3還原供能用于各項生命活動(植物C3還原除外)項目光合作用有氧呼吸細胞代謝專題第85頁考點三、思索探究總光合速率、凈光合速率和呼吸速率三者之間有何關(guān)系？不一樣光照強度下光合與呼吸之間有何聯(lián)絡(luò)？細胞代謝專題第86頁細胞代謝專題第87頁細胞代謝專題第88頁細胞代謝專題第89頁細胞代謝專題第90頁表示真光合速率：單位時間：植物固定（同化/消耗）CO2量植物葉綠體吸收CO2量； 植物葉綠體釋放氧氣量；植物制造O2量植物產(chǎn)生、制造、合成有機物（或葡萄糖）量； 細胞代謝專題第91頁表示凈光合速率：單位時間：植物（葉片）吸收CO2