細(xì)胞能量的供應(yīng)和利用 完整版課件

1、第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 1.說明酶在代謝中的作用、本質(zhì)和特性。 2.解釋ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)以及ATP在能量代謝中的作用。 3.說明細(xì)胞呼吸的方式、原理和實(shí)質(zhì)，探討細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用。 4.說明光合作用的原理和應(yīng)用以及科學(xué)家對光合作用原理的認(rèn)識過程?？荚嚹繕?biāo)本章主要概念的關(guān)系圖 酶在細(xì)胞代謝中的作用 1、細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多生物化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。 2、活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。 3、催化劑的作用機(jī)理：降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能。 酶同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。 4、變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以改變的變量

2、，分為自變量、因變量、無關(guān)變量等。 自變量：人為改變的變量。 因變量：隨著自變量的變化而改變的變量。 5、對比實(shí)驗(yàn)（對照實(shí)驗(yàn)）：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對照實(shí)驗(yàn)比較過氧化氫在不同條件下的分解特性原理對照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果高效性專一性作用條件較溫和比較過氧化氫在不同條件下的分解特性原理對照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果高效性H2O2 H2O+O2H2O2 H2O+O2燃燒檢驗(yàn)酶的催化 強(qiáng)Fe3+ 催化 弱專一性作用條件較溫和過氧化氫Fe3+比較過氧化氫在不同條件下的分解特性原理對照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果高效性H2O2 H2O+O2H2O2 H2O+O2燃燒檢驗(yàn)酶的催化 強(qiáng)Fe3+ 催化 弱專一性淀粉 麥芽糖

3、蔗糖 無斐林試劑檢驗(yàn)淀粉水解后產(chǎn)生磚紅色沉淀蔗糖無作用條件較溫和酶在最適溫度和pH范圍內(nèi)活性最高低溫、高溫；過酸、過堿條件下酶的催化情況酶的最適溫度和最適pH值唾液淀粉酶唾液淀粉酶過氧化氫Fe3+比較過氧化氫在不同條件下的分解特性原理對照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果高效性H2O2 H2O+O2H2O2 H2O+O2燃燒檢驗(yàn)酶的催化 強(qiáng)Fe3+ 催化 弱專一性淀粉 麥芽糖蔗糖 無斐林試劑檢驗(yàn)淀粉水解后產(chǎn)生磚紅色沉淀蔗糖無作用條件較溫和酶在最適溫度和pH范圍內(nèi)活性最高低溫、高溫；過酸、過堿條件下酶的催化情況酶的最適溫度和最適pH值唾液淀粉酶唾液淀粉酶過氧化氫Fe3+酶的化學(xué)成分酶的來源 酶的功能是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類

4、具有生物催化作用的有機(jī)物酶是一類生物催化劑大部分酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶的本質(zhì)：ABABACD1. 具有高效性2. 具有專一性3. 作用條件較溫和 要有合適的溫度： 要有合適的pH：酶的特性：2. 細(xì)胞能量的通貨ATP 1、ATP分子具有高能磷酸鍵：三磷酸腺苷，簡式：APPP (A表示腺苷，P表示磷酸基團(tuán)，表示高能磷酸鍵) 2、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化： APP(二磷酸腺苷) + Pi + 能量 APPP 3、ATP的利用： 直接為各種生命活動提供能量酶另一種酶3. ATP的主要來源細(xì)胞呼吸（一）細(xì)胞呼吸的概念 是指 有機(jī)物 在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成 二氧化碳 或其他產(chǎn)物，釋

5、放出能量并生成 ATP 的過程。（二）細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 1、控制呼吸條件 2、抑制酶活性、抑制呼吸作用有氧呼吸無氧呼吸場所條件概念過程反應(yīng)式能量實(shí)質(zhì)意義（三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 線粒體始終在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件概念過程反應(yīng)式能量實(shí)質(zhì)意義（三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 線粒體始終在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需 氧 、酶不需 氧 、需酶概念過程反應(yīng)式能量實(shí)質(zhì)意義（三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 線粒體始終在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需 氧 、酶不需 氧 、需酶概念細(xì)胞在氧的參與下，通過多種 酶 的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物 徹底 氧化分解，產(chǎn)生

6、二氧化碳和水，釋放能量，生成許多 ATP 的過程。細(xì)胞在 無氧 的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出 少量能量 的過程。過程反應(yīng)式能量實(shí)質(zhì)意義（三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 線粒體始終在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需 氧 、酶不需 氧 、需酶概念細(xì)胞在氧的參與下，通過多種 酶 的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物 徹底 氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多 ATP 的過程。細(xì)胞在 無氧 的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出 少量能量 的過程。過程在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸

7、+ 4H + 少量能量 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2 +20H+ 少量能量 24H + 6O2 12H2O +大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 +4 H + 少量能量 2C3H6O3 2丙酮酸+4 H 2C2H5OH + 2CO2反應(yīng)式能量實(shí)質(zhì)意義（三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 線粒體始終在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需 氧 、酶不需 氧 、需酶概念細(xì)胞在氧的參與下，通過多種 酶 的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物 徹底 氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多 ATP 的過程。細(xì)胞在 無氧 的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物

8、，同時(shí)釋放出 少量能量 的過程。過程在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 + 4H + 少量能量 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2 +20H+ 少量能量 24H + 6O2 12H2O +大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 +4 H + 少量能量 2C3H6O3 2丙酮酸+4 H 2C2H5OH + 2CO2反應(yīng)式在各種酶的催化下C6H12O6+ 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量能量實(shí)質(zhì)意義（三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸

9、場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 線粒體始終在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需 氧 、酶不需 氧 、需酶概念細(xì)胞在氧的參與下，通過多種 酶 的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物 徹底 氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多 ATP 的過程。細(xì)胞在 無氧 的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出 少量能量 的過程。過程在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 + 4H + 少量能量 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2 +20H+ 少量能量 24H + 6O2 12H2O +大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 +4 H + 少量能量 2C3H6O3 2丙酮酸+4 H 2

10、C2H5OH + 2CO2反應(yīng)式在各種酶的催化下C6H12O6+ 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量能量大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)實(shí)質(zhì)意義（三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 線粒體始終在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需 氧 、酶不需 氧 、需酶概念細(xì)胞在氧的參與下，通過多種 酶 的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物 徹底 氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多 ATP 的過程。細(xì)胞在 無氧 的條件

11、下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出 少量能量 的過程。過程在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 + 4H + 少量能量 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2 +20H+ 少量能量 24H + 6O2 12H2O +大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 +4 H + 少量能量 2C3H6O3 2丙酮酸+4 H 2C2H5OH + 2CO2反應(yīng)式在各種酶的催化下C6H12O6+ 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO

12、2 + 少量能量能量大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP意義（三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 線粒體始終在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需 氧 、酶不需 氧 、需酶概念細(xì)胞在氧的參與下，通過多種 酶 的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物 徹底 氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多 ATP 的過程。細(xì)胞在 無氧 的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出 少量能量 的過程。過程在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 + 4H + 少量能量 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2

13、+20H+ 少量能量 24H + 6O2 12H2O +大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2丙酮酸 +4 H + 少量能量 2C3H6O3 2丙酮酸+4 H 2C2H5OH + 2CO2反應(yīng)式在各種酶的催化下C6H12O6+ 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 大量能量在各種酶的催化下 C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量能量大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP意義為生物體的各項(xiàng)生命活動提供 能量 ；為體內(nèi)其他化合物合成提供 原料（

14、三）細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸與無氧呼吸無氧呼吸丙酮酸細(xì)胞四、光與光合作用 1、光合作用的概念： 光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。 2、葉綠體的結(jié)構(gòu)和捕獲光能的色素： 葉綠體：外膜、內(nèi)膜、基粒（光反應(yīng)的場所，其上吸附有吸收光能的色素）、基質(zhì)（暗反應(yīng)的場所）。3、綠葉中的色素葉綠素葉綠素a 呈藍(lán)綠色葉綠素b 呈黃綠色類胡蘿卜素胡蘿卜素 呈橙黃色葉黃素 呈黃色捕獲光能的色素類胡蘿卜素(占1/4)葉綠素(占3/4)胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較光反應(yīng)暗反應(yīng)條件場所過程總式物變能變3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較光反應(yīng)暗反應(yīng)

15、條件光、色素、酶等 CO2、H、ATP、酶等 場所過程總式物變能變3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較光反應(yīng)暗反應(yīng)條件光、色素、酶等 CO2、H、ATP、酶等 場所類囊體 的薄膜葉綠體 的基質(zhì)過程總式物變能變3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較光反應(yīng)暗反應(yīng)條件光、色素、酶等 CO2、H、ATP、酶等 場所類囊體 的薄膜葉綠體 的基質(zhì)過程在各種酶的催化下： 水的光解 ：2H2O 4H + O2 ATP的合成：ADP + Pi +能ATP在各種酶的催化下： CO2的固定：CO2 + C5 2C3 C3或 CO2的還原：2C3 + H + ATP（CH2O）總式物變能變3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較光反應(yīng)暗反應(yīng)條件光、色素、酶等 CO

16、2、H、ATP、酶等 場所類囊體 的薄膜葉綠體 的基質(zhì)過程在各種酶的催化下： 水的光解 ：2H2O 4H + O2 ATP的合成：ADP + Pi +能ATP在各種酶的催化下： CO2的固定：CO2 + C5 2C3 C3或 CO2的還原：2C3 + H + ATP（CH2O）總式CO2 + H2O （CH2O）+ O2 或 CO2 + 12H2O （CH2O）6 + 6O2 + 6H2O 物變能變光能光能葉綠體葉綠體3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較光反應(yīng)暗反應(yīng)條件光、色素、酶等 CO2、H、ATP、酶等 場所類囊體 的薄膜葉綠體 的基質(zhì)過程在各種酶的催化下： 水的光解 ：2H2O 4H + O2 AT

17、P的合成：ADP + Pi +能ATP在各種酶的催化下： CO2的固定：CO2 + C5 2C3 C3或 CO2的還原：2C3 + H + ATP（CH2O）總式CO2 + H2O （CH2O）+ O2 或 CO2 + 12H2O （CH2O）6 + 6O2 + 6H2O 物變無機(jī)物CO2、H2O 有機(jī)物（CH2O）能變光能光能葉綠體葉綠體3、光反應(yīng)與暗反應(yīng)比較光反應(yīng)暗反應(yīng)條件光、色素、酶等 CO2、H、ATP、酶等 場所類囊體 的薄膜葉綠體 的基質(zhì)過程在各種酶的催化下： 水的光解 ：2H2O 4H + O2 ATP的合成：ADP + Pi +能ATP在各種酶的催化下： CO2的固定：CO2

18、+ C5 2C3 C3或 CO2的還原：2C3 + H + ATP（CH2O）總式CO2 + H2O （CH2O）+ O2 或 CO2 + 12H2O （CH2O）6 + 6O2 + 6H2O 物變無機(jī)物CO2、H2O 有機(jī)物（CH2O）能變光能 ATP中活躍的化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光能光能葉綠體葉綠體總結(jié)光合作用的反應(yīng)式葉綠體光能反應(yīng)物、條件、場所、生成物糖類CO2H2O （CH2O）O2 4、光合作用原理的應(yīng)用： 提高光合作用強(qiáng)度(指單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量)的措施：控制 光照強(qiáng)度 、 溫度 的高低、適當(dāng)增加作物環(huán)境中 二氧化碳 的濃度。 5、化能合成作用： 有少數(shù)種類的

19、細(xì)菌能夠利用體外環(huán)境中的 某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量，把CO2等無機(jī)物制造成 有機(jī)物 ，這種合成作用，叫做化能合成作用，如硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等。 【例1】在右圖所示的實(shí)驗(yàn)中，屬于自變量的是A催化劑 B過氧化氫分解的速率C產(chǎn)生氣泡量 D試管中的過氧化氫溶液的量【例2】參與植物光合作用暗反應(yīng)和有氧呼吸第二階段必需的物質(zhì)分別是A. H20、C02、ADP O2、葡萄糖、ADP B. CO2、H、ATP 丙酮酸、水、ADPC. H20、C02、ATP CO2、水、ATP D. H、H20、ADP H、O2、ATP1酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的。下列關(guān)于酶的論述錯誤的是A有些酶是核酸 B酶的數(shù)量因參與化學(xué)反

20、應(yīng)而減少C酶的活性與pH有關(guān) D酶的催化效率很高2下面有關(guān)ATP的敘述，錯誤的是A細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATP的分布BATP合成所需的能量由磷酸提供CATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸D正常細(xì)胞中ATP與ADP的比值在一定范圍內(nèi)變化【課堂練習(xí)】 3生長旺盛的葉片，剪成5毫米見方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做如下圖所示處理，這四個處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是4影響植物進(jìn)行光合作用的因素有很多。下列選項(xiàng)中，對光合作用影響最小的是A葉綠體色素的含量 B五碳化合物的含量 C氮?dú)獾暮?D二氧化碳的含量5下列關(guān)于有氧呼吸與無氧呼吸的相同點(diǎn)歸類正確的是都在線粒體中進(jìn)行 都需要酶 都需要氧 都產(chǎn)生ATP

21、 都經(jīng)過生成丙酮酸的反應(yīng)A B C D6下圖表示北方的一個貯藏白菜地窖中，隨著氧氣的消耗，二氧化碳濃度的變化情況，據(jù)此分析回答問題：（1）AB段O2消耗量很大，CO2上升也很快，白菜在進(jìn)行_呼吸。（2）CD段O2的濃度接近零，而CO2仍在上升，白菜在進(jìn)行_呼吸。（3）BC段O2濃度已很低，CO2濃度幾乎不上升，原因是_。（4）較長時(shí)間貯藏大白菜，應(yīng)把地窖里的O2濃度控制在_段范圍內(nèi)，若將地窖完全封閉，隔絕空氣，則大白菜將會_，主要原因是_。有氧無氧有氧呼吸微弱，無氧呼吸受到抑制BC腐爛酒精中毒7下列有關(guān)酵母菌細(xì)胞呼吸的敘述中，不正確的是A在有氧條件下，酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2來自線粒體B在無氧條件下，酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C酵母菌在有氧和無氧條件下均可產(chǎn)生CO2D在消耗等量葡萄糖的情況下，酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生CO2的量比有氧條件下多 8據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是 AX、Y物質(zhì)分別代表三碳化合物和丙酮酸 B、過程可以產(chǎn)生H，過程需要消耗H C過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中 D四個過程中