细胞的能量供应和利用---一轮复习

细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用-一轮复习一轮复习细胞生命活动的基础细胞生命活动的基础一、细胞代谢一、细胞代谢场所：场所：实质：实质：意义：意义：细胞内细胞内化学反应化学反应细胞内每时每刻进行细胞内每时每刻进行的许多化学反应的许多化学反应二、酶二、酶（一）酶的概念（一）酶的概念来源：来源：功能：功能：本质：本质：活细胞活细胞生物催化作用生物催化作用有机物有机物（二）活化能：（二）活化能：分子从常态变为容易发生化学反应的分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。活跃状态所需要的能量称为活化能。化学本质化学本质合成原料合成原料合成场所合成场所来来 源源生理功能生理功能作用原理作用原理绝大多数是绝大多数是蛋白质蛋白质少数是少数是RNA氨基酸氨基酸核糖体核糖体核糖核苷酸核糖核苷酸主要是细胞核主要是细胞核一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶具有生物催化作用具有生物催化作用降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能酶是由活细胞产生的，但是哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核、酶是由活细胞产生的，但是哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核、DNA、核糖体等，因此不能合成酶，红细胞中的酶是红细胞在、核糖体等，因此不能合成酶，红细胞中的酶是红细胞在未成熟的时候合成的，所以通常说未成熟的时候合成的，所以通常说“一般情况下，活细胞都能合一般情况下，活细胞都能合成酶成酶”。催化作用是酶唯一的功能，酶不具有其他功能。但酶可以作为催化作用是酶唯一的功能，酶不具有其他功能。但酶可以作为其他反应的原料，但这不是在执行其就应有的功能。其他反应的原料，但这不是在执行其就应有的功能。所有的活细胞都能产生酶？所有的活细胞都能产生酶？酶具有催化功能和提供能量等多种功能？酶具有催化功能和提供能量等多种功能？酶能为化学反应提供活化能？酶能为化学反应提供活化能？酶只能在细胞内发挥作用？酶只能在细胞内发挥作用？酶在发挥作用时，不仅仅是在细胞内，在细胞外、甚至是体外，酶在发挥作用时，不仅仅是在细胞内，在细胞外、甚至是体外，只要条件适宜，均可发挥作用。只要条件适宜，均可发挥作用。酶不能为化学反应提供活化能，只能降低活化能；酶不能为化学反应提供活化能，只能降低活化能；使用加热的方法不能降低活化能，但能提供活化能。使用加热的方法不能降低活化能，但能提供活化能。此外，和无机催化剂一样，酶能改变反应速率，能缩短达到平此外，和无机催化剂一样，酶能改变反应速率，能缩短达到平衡的时间但不改变反应的平衡点；并且酶在反应前后的质量和衡的时间但不改变反应的平衡点；并且酶在反应前后的质量和性质都不发生改变。性质都不发生改变。（三）探究实验（三）探究实验1、如何验证酶的本质是蛋白质、如何验证酶的本质是蛋白质蛋白质与双缩脲试剂反应生成紫蛋白质与双缩脲试剂反应生成紫色物质色物质（1）实验原理：）实验原理：（3）结果分析）结果分析2、探究实验、探究实验（1）确定观察指标）确定观察指标（2）设计思路）设计思路A组：待测酶液组：待测酶液+双缩脲试剂双缩脲试剂 是否出现紫色是否出现紫色B组：已知蛋白组：已知蛋白+双缩脲试剂双缩脲试剂 出现紫色出现紫色一般选择容易观察的实验现象或一般选择容易观察的实验现象或易被检测的物质易被检测的物质（2）实验变量）实验变量变量变量无关变量无关变量自自变量变量因变量因变量不同组别中无关变量不同组别中无关变量应相同，并且处于最应相同，并且处于最适条件下适条件下（3）对照实验）对照实验对照组对照组实验组实验组用于对比的实验对象组用于对比的实验对象组（4）探究实验设计原则）探究实验设计原则对照原则对照原则单一变量原则单一变量原则等量原则等量原则实验结果的不同就是由自变量引起实验结果的不同就是由自变量引起消除无关变量对实验结果的干扰消除无关变量对实验结果的干扰3、设计实验：验证酶具有催化作用、设计实验：验证酶具有催化作用自变量：自变量：设计思路设计思路因变量：因变量：无关变量：无关变量：测量指标：测量指标：结果分析：结果分析：三、酶的特性三、酶的特性（一）高效性（一）高效性 比较比较H2O2在不同条件下的分解在不同条件下的分解原理：原理：设计思路设计思路自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：测量指标：测量指标：结论：结论：意义：意义：酶具有高效性，催化效率是无机催化剂的酶具有高效性，催化效率是无机催化剂的10107 710101313倍倍使细胞代谢快速高效的进行。使细胞代谢快速高效的进行。注意：注意：酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。不改变化学反应的平衡点。（二）（二）专一性专一性材料和试剂：材料和试剂：设计思路设计思路自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：测量指标：测量指标：淀粉、蔗糖、淀粉酶、蔗糖酶淀粉、蔗糖、淀粉酶、蔗糖酶斐林试剂、碘液、及其他材料斐林试剂、碘液、及其他材料结论：结论：意义：意义：酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。化学反应。使细胞代谢能够有条不紊的进行。使细胞代谢能够有条不紊的进行。（三）多样性（三）多样性 酶具有专一性，决定酶又具有多样性酶具有专一性，决定酶又具有多样性四、影响酶活性的条件四、影响酶活性的条件酶对化学反应的催化效率（或者酶对化学反应的催化效率（或者说酶催化化学反应的能力）。说酶催化化学反应的能力）。（一）酶活性（一）酶活性测定方法：测定方法：概念：概念：可用一定条件下酶催化某一可用一定条件下酶催化某一化学反应的速率来表示。化学反应的速率来表示。（二）影响酶活性的因素（二）影响酶活性的因素设计思路设计思路自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：测量指标：测量指标：1、温度、温度酶酶活活性性t/最适温度最适温度结论：结论：在最适温度下，酶的活性最强；低于最适温度，在最适温度下，酶的活性最强；低于最适温度，随温度升高，酶活性逐渐增强；高于最适温度，随温度随温度升高，酶活性逐渐增强；高于最适温度，随温度升高，酶活性逐渐减弱。升高，酶活性逐渐减弱。注意事项：注意事项：不宜用不宜用H H2 2O O2 2作底物探究温度对酶活性的影响，因为作底物探究温度对酶活性的影响，因为H H2 2O O2 2的分解本身易受温度的影响。的分解本身易受温度的影响。同一温度下的底物和酶必须先分别保温，然后混合，再同一温度下的底物和酶必须先分别保温，然后混合，再保温一段时间，避免混合以后温度变化过程中的反应对保温一段时间，避免混合以后温度变化过程中的反应对实验结果的影响。实验结果的影响。（顺序：分别保温（顺序：分别保温 混合混合 再保温，顺序不能颠倒）再保温，顺序不能颠倒）探究温度对酶活性影响时，不能用斐林试剂检测，因为探究温度对酶活性影响时，不能用斐林试剂检测，因为斐林试剂检测时需要加热，加热会影响有些化学反应。斐林试剂检测时需要加热，加热会影响有些化学反应。1、探究温度对酶活性影响时，能否将底物与酶混合、探究温度对酶活性影响时，能否将底物与酶混合均匀以后再在对应温度下保温？均匀以后再在对应温度下保温？2 2、能否以、能否以H H2 2O O2 2作底物探究温度对酶活性的影响？作底物探究温度对酶活性的影响？3 3、探究淀粉酶的最适温度时，能否用斐林试剂检测、探究淀粉酶的最适温度时，能否用斐林试剂检测反应速率？反应速率？设计思路设计思路自变量：自变量：因变量：因变量：无关变量：无关变量：测量指标：测量指标：2、pH酶酶活活性性t/最适最适pH结论：结论：在最在最pH下，酶的活性最强；在一定范围内，低下，酶的活性最强；在一定范围内，低于最适于最适pH，随，随pH升高，酶活性逐渐增强；高于最适升高，酶活性逐渐增强；高于最适pH，随，随pH升高，酶活性逐渐减弱。升高，酶活性逐渐减弱。总结：总结：1、在最温度和、在最温度和pH下，酶的活性最强。温度和下，酶的活性最强。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。2、过酸、过碱、温度过高，会使酶的空间结构遭、过酸、过碱、温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。到破坏，使酶永久失活。3、低温使酶的活性暂时降低，但空间结构稳定，、低温使酶的活性暂时降低，但空间结构稳定，温度恢复，酶的活性恢复。温度恢复，酶的活性恢复。反反应应物物剩剩余余量量t/pH=1pH=7pH=13五、影响酶促反应速率的因素五、影响酶促反应速率的因素在酶有活性的前提下，反应溶液在酶有活性的前提下，反应溶液的的pH变化不影响酶的最适温度。变化不影响酶的最适温度。1、温度、温度t/最适温度最适温度酶酶促促反反应应速速率率2、pHt/最适最适pH酶酶促促反反应应速速率率温度和温度和pH通过影响酶活性来影通过影响酶活性来影响酶促反应速率。响酶促反应速率。3、底物浓度、底物浓度酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度前提：酶的量一定前提：酶的量一定4、酶浓度、酶浓度酶酶促促反反应应速速率率酶浓度酶浓度前提：底物量充足前提：底物量充足底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，它们不影响酶活性。酶促反应速率，它们不影响酶活性。第第2 2讲讲 ATPATP1 1、请写出、请写出ATPATP结构简式及中文名称；结构简式及中文名称；2 2、请写出、请写出ATPATP结构简式中各字母和符号代表的意思；结构简式中各字母和符号代表的意思；3 3、ATPATP的生理功能是什么？的生理功能是什么？4 4、ATPATP的元素组成有哪些？的元素组成有哪些？5 5、ATPATP的本质是什么？的本质是什么？6 6、请写出、请写出ATPATP和和ADPADP相互转化的总反应式；相互转化的总反应式；7 7、ATPATP在生物体内的含量怎样？在生物体内的含量怎样？8 8、细胞内能产生、细胞内能产生ATPATP的场所有哪些？的场所有哪些？不同物质中不同物质中“A”A”代表的含义代表的含义A：腺苷：腺苷A：腺嘌呤：腺嘌呤A：腺嘌呤脱氧核苷酸：腺嘌呤脱氧核苷酸A：腺嘌呤核糖核苷酸：腺嘌呤核糖核苷酸腺苷（腺苷（A）一磷酸腺苷一磷酸腺苷（AMP）二磷酸腺苷二磷酸腺苷（ADP）三磷酸腺苷三磷酸腺苷（ATP）RNA的基本单的基本单位之一位之一元素组成：元素组成：C、H、O、N、P提示：提示：ATP是一种物质，不是能量。能量储存在高能是一种物质，不是能量。能量储存在高能 磷酸键中。磷酸键中。ATP的特点：的特点：远离腺苷的高能磷酸键容易断裂容易形成，远离腺苷的高能磷酸键容易断裂容易形成，因此因此ATP在细胞中的含量很少在细胞中的含量很少ATP的分子组成的分子组成ATP和和ADP的相互转化及其应用的相互转化及其应用完成下面的完成下面的ATP再生流程图并判断分析再生流程图并判断分析ATP与与ADP的相互转的相互转化是否为可逆反应。化是否为可逆反应。答案答案 光反应光反应 ATP 叶绿体基质叶绿体基质 (CH2O)中稳中稳定的化学能定的化学能 细胞呼吸细胞呼吸 细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体 热能热能 ADP+PiATP与与ADP的相互转化是否是可逆反应？的相互转化是否是可逆反应？（3）能量来源不同：）能量来源不同：ATP水解释放的能量是储存于高水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动（光能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动（光反应阶段合成的反应阶段合成的ATP只用于暗反应）；而合成只用于暗反应）；而合成ATP所所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用所固定的化学能。合作用所固定的化学能。（1）反应条件不同：）反应条件不同：ATP的分解是一种水解反应，催的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；生成化该反应的酶属于水解酶；生成ATP的反应是一种合的反应是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶，故两者是不可成反应，催化该反应的酶属于合成酶，故两者是不可逆反应。逆反应。（2）场所不同：合成）场所不同：合成ATP的场所是细胞质基质、线粒的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体，而体、叶绿体，而ATP水解的场所则很多。水解的场所则很多。ATP ADP+Pi+能量能量归纳归纳主要能源物质主要能源物质糖类糖类（葡萄糖）（葡萄糖）主要储能物质主要储能物质脂肪脂肪直接能源物质直接能源物质ATP最终能源最终能源太阳能太阳能第第3讲讲 细胞呼吸细胞呼吸1 1、什么是细胞呼吸？细胞呼吸的主要方式是什么？、什么是细胞呼吸？细胞呼吸的主要方式是什么？2 2、请写出有氧呼吸三个阶段的场所及反应式。、请写出有氧呼吸三个阶段的场所及反应式。3 3、请写出无氧呼吸第二阶段的场所及反应式。、请写出无氧呼吸第二阶段的场所及反应式。4 4、请写出有氧呼吸和无氧呼吸的总反应反应式。、请写出有氧呼吸和无氧呼吸的总反应反应式。5 5、无氧呼吸产生酒精和乳酸的生物或组织分别有哪、无氧呼吸产生酒精和乳酸的生物或组织分别有哪些？些？一、细胞呼一、细胞呼吸的概念吸的概念能量变化：能量变化：场所：场所：原料：原料：产物：产物：有机物有机物在细胞内在细胞内生成生成CO2或其他产物或其他产物释放能量并生成释放能量并生成ATP实质：实质：分解有机物分解有机物释放能量释放能量 二、细胞呼吸的方式二、细胞呼吸的方式 有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸细胞呼吸的主要方式细胞呼吸的主要方式C6H12O62C3H4O34H酶酶2C3H4O3能量能量20H6CO2能量能量酶酶6H2O6O2酶酶12H2O+能量能量2C3H6O32C2H5OH+2CO2人和高等动人和高等动物、乳酸菌、物、乳酸菌、植物的块根植物的块根块茎、玉米块茎、玉米的胚乳。的胚乳。高等植物、高等植物、酵母菌酵母菌C6H12O6酶酶2C3H6O3+4H+能量能量2C3H6O3+6H2O 酶酶6CO2 +20H+能量能量24H+6O2酶酶12H2O+能量能量第三阶段：第三阶段：第一阶段：第一阶段：第二阶段：第二阶段：有氧呼吸有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O2酶酶6CO2 +12H2O+能量能量有氧呼吸总反应式：有氧呼吸总反应式：C6H12O6酶酶2C3H4O3+4H+能量能量2C3H4O3+4H酶酶2C2H5OH+2CO22C3H4O3+4H酶酶2C3H6O3无氧呼吸无氧呼吸第一阶段：第一阶段：第二阶段第二阶段C6H12O6 酶酶2C2H5OH+2CO2+能量能量无氧呼吸总反应式：无氧呼吸总反应式：C6H12O6 酶酶2C3H6O3+能量能量酒精式：酒精式：乳酸式：乳酸式：1、在有氧呼吸过程中，氧气的消耗是在第几阶段？、在有氧呼吸过程中，氧气的消耗是在第几阶段？水的消耗是在第几阶段？水的消耗是在第几阶段？CO2的生成是在第几阶段的生成是在第几阶段？2、有氧呼吸过程中，反应式两边的水能否抵消？、有氧呼吸过程中，反应式两边的水能否抵消？3、有氧呼吸为什么是彻底的氧化分解？而无氧呼吸、有氧呼吸为什么是彻底的氧化分解？而无氧呼吸是不彻底的氧化分解，并且释放的能量少？是不彻底的氧化分解，并且释放的能量少？氧气的消耗：第三阶段；水的消耗是在：第二阶段；氧气的消耗：第三阶段；水的消耗是在：第二阶段；CO2的生成：第二阶段。的生成：第二阶段。不能，因为水的来源不同。不能，因为水的来源不同。通过有氧呼吸将有机物彻底的氧化分解为无机物。通过有氧呼吸将有机物彻底的氧化分解为无机物。而无氧呼吸的产物中依然存在有机物，大量能量依而无氧呼吸的产物中依然存在有机物，大量能量依然储存在生成的有机物中，所以无氧呼吸是不彻底然储存在生成的有机物中，所以无氧呼吸是不彻底的氧化分解，并且释放的能量少。的氧化分解，并且释放的能量少。4、不同生物进行无氧呼吸产物为什么不同？、不同生物进行无氧呼吸产物为什么不同？5、线粒体中有没有葡萄糖？、线粒体中有没有葡萄糖？6、1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量是多少？葡萄糖彻底氧化分解释放的能量是多少？其中储存在其中储存在ATP中的是多少？中的是多少？没有，葡萄糖在线粒体中就被分解为丙酮酸和还原没有，葡萄糖在线粒体中就被分解为丙酮酸和还原剂氢，所以多糖不进入线粒体。剂氢，所以多糖不进入线粒体。不同生物的酶系统不同。不同生物的酶系统不同。1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量有葡萄糖彻底氧化分解释放的能量有2870kj，其，其中储存在中储存在ATP中的有中的有38X30.54=1161kj，其余的能量，其余的能量都以热能的形式散失了。都以热能的形式散失了。7、植物为什么不能长时间进行无氧呼吸？、植物为什么不能长时间进行无氧呼吸？植物通过无氧呼吸产生的酒精对植物细胞具有毒害植物通过无氧呼吸产生的酒精对植物细胞具有毒害作用。作用。2有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较项目目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点场所所条件条件产物物能量能量相相同同点点过程程实质意意义细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体需氧气、相应的酶需氧气、相应的酶彻底的氧化分解产彻底的氧化分解产物：二氧化碳和水物：二氧化碳和水细胞质基质细胞质基质不需氧气，需相应的酶不需氧气，需相应的酶不彻底的氧化分解产物：不彻底的氧化分解产物：酒精和二氧化碳或者乳酸酒精和二氧化碳或者乳酸大量大量少量少量第一阶段相同。之后在不同的条件下，在不同的第一阶段相同。之后在不同的条件下，在不同的场所、不同酶的作用下沿不同途径形成不同产物场所、不同酶的作用下沿不同途径形成不同产物氧化分解有机物，释放能量，产生氧化分解有机物，释放能量，产生ATP(1)为生物体的各项生命活动提供能量为生物体的各项生命活动提供能量(2)为体内其他化合物的合成提供原料为体内其他化合物的合成提供原料三、影响呼吸作用的因素三、影响呼吸作用的因素（一）内因（一）内因（二）外因（二）外因原理：原理：温度通过影响酶的活温度通过影响酶的活性影响呼吸作用。性影响呼吸作用。决定决定基因基因呼吸酶的种类和数量呼吸酶的种类和数量1、不同生物呼吸速率不同、不同生物呼吸速率不同表现表现2、同种生物不同发育阶段呼吸速率不同、同种生物不同发育阶段呼吸速率不同3、同一个体不同器官呼吸速率不同、同一个体不同器官呼吸速率不同1、温度、温度t/呼呼吸吸速速率率应用应用1、低温保鲜蔬菜水果（如用冰箱）、低温保鲜蔬菜水果（如用冰箱）2、大棚蔬菜夜晚适当降温，以降低呼吸速、大棚蔬菜夜晚适当降温，以降低呼吸速率，有利于有机物的积累。率，有利于有机物的积累。A2、氧气浓度、氧气浓度B氧气浓度氧气浓度CO2生生成成量量OCPQDA点：点：O2浓度为浓度为0，产生的，产生的CO2全全部来自无氧呼吸；部来自无氧呼吸；AB段：段：随随O2浓度增大，无氧浓度增大，无氧呼吸受到抑制，无氧呼吸产生呼吸受到抑制，无氧呼吸产生的的CO2量减少；量减少；B点：点：无氧呼吸的消失点；无氧呼吸的消失点；OD段：段：随随O2浓度增大，有氧呼吸逐渐增强，产生的浓度增大，有氧呼吸逐渐增强，产生的CO2量逐渐增多；量逐渐增多；P点：点：有氧呼吸和无氧呼吸产生的有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2量相等；量相等；Q点：点：CO2生成速率最小，呼吸作用强度最弱；生成速率最小，呼吸作用强度最弱；AQ段：段：由于由于O2浓度增大，无氧呼吸受抑制；同时浓度增大，无氧呼吸受抑制；同时由于由于O2浓度较低，有氧呼吸强度较弱；浓度较低，有氧呼吸强度较弱；C点以后：点以后：无无氧呼吸被完全抑制，氧呼吸被完全抑制，CO2全部来自有氧全部来自有氧吸，因此吸，因此CO2生成总量等于有氧呼吸产生的生成总量等于有氧呼吸产生的CO2量。量。AC段：段：来自有氧呼吸和无氧呼吸来自有氧呼吸和无氧呼吸AB氧气浓度氧气浓度CO2生生成成量量OCPQD应用应用蔬菜水果的储存蔬菜水果的储存在进行蔬菜水果的储存时，一般将在进行蔬菜水果的储存时，一般将O2浓度调至浓度调至Q点对应的点对应的O2浓度下，浓度下，此时此时CO2生成量最小，呼吸作用强生成量最小，呼吸作用强度最弱，有机物分解速率最小，剩度最弱，有机物分解速率最小，剩余量最多。余量最多。而不是在无氧条件下，在无氧条件下，细胞呼吸产生而不是在无氧条件下，在无氧条件下，细胞呼吸产生的酒精过多会导致腐烂。的酒精过多会导致腐烂。3、含水量、含水量含水量含水量呼呼吸吸速速率率4、CO2浓度浓度CO2浓度浓度呼呼吸吸速速率率在进行蔬菜水在进行蔬菜水果保鲜时，充果保鲜时，充入一定量的入一定量的CO2或或N2,可抑制细可抑制细胞呼吸，减少胞呼吸，减少有机物的消耗。有机物的消耗。四、细胞呼吸方式的判断四、细胞呼吸方式的判断1、根据物质判断、根据物质判断（1）若有）若有O2消耗、水的生成或消耗，消耗、水的生成或消耗，。（2）若有酒精生成，）若有酒精生成，。（3）若有乳酸生成）若有乳酸生成，。2、根据物质的量的关系判断、根据物质的量的关系判断（1）不消耗）不消耗O2但释放但释放CO2，。（2）无）无CO2生成，生成，。（3）酒精产生量）酒精产生量=CO2释放量，释放量，。（4）CO2释放量释放量=O2吸收量，吸收量，。（5）CO2释放量释放量 O2吸收量，吸收量，。（6）CO2释放量释放量 O2吸收量，吸收量，。（7）酒精产生量）酒精产生量CO2释放量，释放量，。第第4讲讲 光与光合作用光与光合作用1 1、分离色素常用的方法是什么？用该方法分离得到、分离色素常用的方法是什么？用该方法分离得到的叶绿体中的色素在滤纸条上从上到下依次是什么的叶绿体中的色素在滤纸条上从上到下依次是什么？分别呈什么颜色？分别呈什么颜色？2 2、色素的主要功能是什么？叶绿素和类胡萝卜素分、色素的主要功能是什么？叶绿素和类胡萝卜素分别吸收什么光？别吸收什么光？3 3、提取色素用的试剂是什么？原理是什么？、提取色素用的试剂是什么？原理是什么？4 4、分离色素用的试剂是什么？原理是什么？、分离色素用的试剂是什么？原理是什么？5 5、提取色素时加、提取色素时加CaCOCaCO3 3和和SiOSiO2 2的目的分别是什么？的目的分别是什么？一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素（一）绿叶中色素的提取和分离（一）绿叶中色素的提取和分离1、实验原理、实验原理提取提取提取原理：提取原理：提取试剂：提取试剂：绿叶中的色素不溶于水，但易溶于有机绿叶中的色素不溶于水，但易溶于有机溶剂，所以可以用有机溶剂提取色素。溶剂，所以可以用有机溶剂提取色素。常用无水乙醇（可用丙酮代替）常用无水乙醇（可用丙酮代替）不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度不同色素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的快；反之则慢高的随层析液在滤纸上扩散的快；反之则慢常用层析液（可用常用层析液（可用93号汽油代替）号汽油代替）2、分离方法：、分离方法：纸层析法纸层析法3、材料用具、材料用具新鲜绿叶：新鲜绿叶：SiO2的作用：的作用：CaCO3的作用：的作用：色素含量较高色素含量较高有助于研磨充分有助于研磨充分保护色素（防止有机酸破坏保护色素（防止有机酸破坏色素）色素）分离分离分离原理：分离原理：分离试剂：分离试剂：4、方法步骤、方法步骤（1）提取色素）提取色素过滤滤液时能否用滤纸过滤？过滤滤液时能否用滤纸过滤？不能，滤纸吸附力强，会使滤液中色素含量非常少。不能，滤纸吸附力强，会使滤液中色素含量非常少。为什么要用棉塞将试管口塞严？为什么要用棉塞将试管口塞严？防止酒精挥发带走色素。防止酒精挥发带走色素。（2）制备滤纸条）制备滤纸条滤纸为什么要干燥？滤纸为什么要干燥？干燥的滤纸吸附能力更强，会使层析液扩散速度更快。干燥的滤纸吸附能力更强，会使层析液扩散速度更快。滤纸条为什么要剪去两角？滤纸条为什么要剪去两角？防止边缘效应，使色素带不整齐；防止边缘效应，使色素带不整齐；区别上下端区别上下端（3）画滤液细线）画滤液细线滤液细线为什么要细、直、齐？滤液细线为什么要细、直、齐？尽量使所有色素在同一条直线上，使色素带整齐。尽量使所有色素在同一条直线上，使色素带整齐。为什么要重复画滤液细线？为什么要重复画滤液细线？增加滤液细线的的色素含量。增加滤液细线的的色素含量。（4）分离色素）分离色素为什么不能让滤液细线触及层析液？为什么不能让滤液细线触及层析液？防止色素溶解在层析液中，使滤液细线的色素减少。防止色素溶解在层析液中，使滤液细线的色素减少。捕捕获获光光能能的的色色素素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b叶绿素叶绿素(占占3/4)3/4)（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（蓝绿色）（蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光主要吸收红主要吸收红光和蓝紫光光和蓝紫光色素在滤纸条上扩散的越快，在层析液中的溶解度越大，反之越色素在滤纸条上扩散的越快，在层析液中的溶解度越大，反之越小。（溶解度最大的是胡萝卜素，最小的是叶绿素小。（溶解度最大的是胡萝卜素，最小的是叶绿素b）色素带的宽窄说明色素的含量。色素带越宽，含量越高，反之则色素带的宽窄说明色素的含量。色素带越宽，含量越高，反之则越少。越少。类胡萝类胡萝卜素卜素(占占1/4)1/4)色素在滤纸条的扩散的快慢说明什么？色素在滤纸条的扩散的快慢说明什么？色素带的宽窄说明什么？色素带的宽窄说明什么？色素带的条数说明什么？色素带的条数说明什么？色素的种类（色素的种类（4条）条）色素只能吸收可见光，对红外光和紫外光等非可见光不吸收。色素只能吸收可见光，对红外光和紫外光等非可见光不吸收。吸收、传递、转化光能吸收、传递、转化光能植物对各种波长的可见光都有吸收，只不过对绿光的吸收量最植物对各种波长的可见光都有吸收，只不过对绿光的吸收量最少，大量的绿光都被反射回来，所以叶片呈绿色。少，大量的绿光都被反射回来，所以叶片呈绿色。植物休内与光合作用有关的色素只存在于叶绿体内，液泡内的植物休内与光合作用有关的色素只存在于叶绿体内，液泡内的色素不进行光合作用。而有些原核细胞（如蓝藻）也可进行光色素不进行光合作用。而有些原核细胞（如蓝藻）也可进行光合作用，但光合色素不在叶绿体内。合作用，但光合色素不在叶绿体内。色素带的分布呈同心圆。色素带的分布呈同心圆。1、色素的功能：、色素的功能：5、如果用圆形滤纸做该实验，会看到什么现象？、如果用圆形滤纸做该实验，会看到什么现象？2、色素是否吸收所有光？、色素是否吸收所有光？3、植物叶片为什么是绿色？、植物叶片为什么是绿色？4、与光合作用有关的色素是否只存在于叶绿体中。、与光合作用有关的色素是否只存在于叶绿体中。6、色素提取液颜色浅的原因有哪些？、色素提取液颜色浅的原因有哪些？（1）研磨不充分，色素未能充分提取出来）研磨不充分，色素未能充分提取出来（4）选取叶片不够新鲜，是处于衰老或光照不足条件下生长）选取叶片不够新鲜，是处于衰老或光照不足条件下生长的叶片。的叶片。（2）未加碳酸钙，色素分子被破坏）未加碳酸钙，色素分子被破坏（3）剪取叶片太少或加入乙醇太多，色素提取液浓度过低。）剪取叶片太少或加入乙醇太多，色素提取液浓度过低。结论：植物可以更新空气：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？二、光合作用的二、光合作用的发现过程程1779年，荷年，荷兰的英格豪斯的英格豪斯 普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才下才能成功；植物体只有绿叶才能能成功；植物体只有绿叶才能更新空气更新空气。到到1785年，年，发现了空气的了空气的组成，成，人人们才明确才明确绿叶在光下放出的是叶在光下放出的是O2，吸收，吸收的是的是CO2。1845年，德国科学家梅耶年，德国科学家梅耶 根据能量转化与守恒定律指出：植物在进行光合作用根据能量转化与守恒定律指出：植物在进行光合作用时把光能转化成化学能储存起来。时把光能转化成化学能储存起来。1864年萨克斯的实验年萨克斯的实验1、为什么要暗处理？、为什么要暗处理？消耗叶片中原有淀粉对实验结果的干扰。消耗叶片中原有淀粉对实验结果的干扰。排除叶片因生理状况不同对实验结果造成排除叶片因生理状况不同对实验结果造成干扰。干扰。排除叶片本身的颜色对实验结果造成干扰。排除叶片本身的颜色对实验结果造成干扰。曝光一半显蓝色，遮光一半不显蓝色。曝光一半显蓝色，遮光一半不显蓝色。植物通过光合作用产生淀粉。植物通过光合作用产生淀粉。3、将同一叶片一半曝光，一半遮光，有、将同一叶片一半曝光，一半遮光，有什么好处？什么好处？2、是否设计了对照实验？对照组和实验、是否设计了对照实验？对照组和实验组分别是什么？自变量和因变量是什么？组分别是什么？自变量和因变量是什么？4、为什么要用酒精脱色？、为什么要用酒精脱色？5、实验结果：、实验结果：6、实验结论：、实验结论：1880年恩格尔曼的实验年恩格尔曼的实验隔隔绝绝空空气气黑暗，用极细光束照射黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下结论：结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照光合作用需要光照水绵：水绵：叶绿体呈带状分叶绿体呈带状分布，便于观察。布，便于观察。好氧细菌：好氧细菌：准确检测氧气的准确检测氧气的产生部位。产生部位。为什么先要对装片进行真空暗处理？为什么先要对装片进行真空暗处理？排除装片中原有氧气对实验结果的干扰。排除装片中原有氧气对实验结果的干扰。1939年年鲁宾和卡门的实验鲁宾和卡门的实验（同位素标记法）（同位素标记法）结论：光合作用释放的氧气中的氧全部来自水。结论：光合作用释放的氧气中的氧全部来自水。C18O2+H2O(CH2O)+O2CO2+H218O(CH2O)+18O2美国卡美国卡尔文文用用14C标记14CO2，供小，供小球藻球藻进行光合作用，探行光合作用，探明了明了CO2中的中的C在光合在光合作用作用转化成有机物中的化成有机物中的碳的途径，碳的途径，这一途径称一途径称为卡卡尔文循文循环。年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下植物可以更新空植物可以更新空气气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变把光能转变成了化学能成了化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来。由叶绿体释放出来。叶绿体叶绿体是光合作用的场所是光合作用的场所19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧来自水氧来自水。2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳来自碳来自COCO2 2叶叶绿体体中的色素中的色素H2ONADPHATPADP+Pi水的光解水的光解O22C3C5(CH2O)多种酶多种酶参加催化参加催化CO2还还 原原固固 定定C5的再生的再生三、光合作用的三、光合作用的过程：程：探究点一：光合作用的过程（难点）探究点一：光合作用的过程（难点）答案：场所：叶绿体类囊体薄膜上。答案：场所：叶绿体类囊体薄膜上。条件：需要光、条件：需要光、H2O、色素分子和酶。、色素分子和酶。物质变化：物质变化：ATP的合成的合成 水的光解：水的光解：2H2O4H+O2能量转换：光能能量转换：光能ATP和和H中的活跃的化学能中的活跃的化学能问题问题1.光合作用的过程是十分复杂的，根据是否光合作用的过程是十分复杂的，根据是否需要光，可以概括分为光反应和暗反应两个阶段。需要光，可以概括分为光反应和暗反应两个阶段。请说出光反应发生的场所、条件、物质变化和能请说出光反应发生的场所、条件、物质变化和能量变化。量变化。问题问题2.请说出暗反应发生的场所、条件、请说出暗反应发生的场所、条件、物质变化和能量变化。物质变化和能量变化。答案：场所：叶绿体基质中。答案：场所：叶绿体基质中。条件：需要光反应的产物条件：需要光反应的产物ATP、H、多种酶和、多种酶和CO2。物质变化：二氧化碳的固定和三碳化合物的还原物质变化：二氧化碳的固定和三碳化合物的还原能量转换：能量转换：ATP、H中的活跃的化学能中的活跃的化学能有机物中有机物中的稳定的化学能。的稳定的化学能。问题问题3.请总结出光合作用的实质。请总结出光合作用的实质。答案：物质变化：答案：物质变化：CO2和和H2O等无机物转为以糖类为等无机物转为以糖类为主的有机物。主的有机物。能量变化：光能转变为稳定的化学能（储存在以糖类能量变化：光能转变为稳定的化学能（储存在以糖类为主的有机物中）。为主的有机物中）。光反应光反应暗反应暗反应场所场所条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化联系联系实质实质类囊体薄膜表面类囊体薄膜表面叶绿体基质叶绿体基质光、色素、酶光、色素、酶H、ATP、酶、酶H2O的光解的光解 ATP的合成的合成CO2的固定的固定 C3的还原的还原光能转变成光能转变成ATP中活跃的化学能中活跃的化学能ATP中活跃的化学能中活跃的化学能转变成有机物中稳定转变成有机物中稳定的化学能的化学能光反应是基础，为暗反应提供光反应是基础，为暗反应提供H、ATP；暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供ADP和和Pi，推动光反，推动光反应应物质变化：无机物转变成有机物物质变化：无机物转变成有机物 能量变化：光能转变成有机物中的化学能能量变化：光能转变成有机物中的化学能光反应和暗反应的比较光反应和暗反应的比较思考题思考题将一棵在暗处放置了很久的植物，将一棵在暗处放置了很久的植物，突然突然从暗从暗处移到光下，其叶绿体中处移到光下，其叶绿体中C3和和C5的含量变化的含量变化如何？如何？如果将在强光下放置很久的一棵植物，如果将在强光下放置很久的一棵植物，突然突然从光下移到暗处，从光下移到暗处，C3和和C5的含量又将发生什的含量又将发生什么变化？么变化？光照和光照和CO2浓度变化对细胞中浓度变化对细胞中C3、C5、H和和ATP、（、（CH2O)含量的影响含量的影响C3C5H、ATP（CH2O）弱到强弱到强强到弱强到弱高到低高到低低到高低到高增多增多减少减少增多增多增多增多增多增多减少减少减少减少减少减少减少减少增多增多增多增多减少减少增多增多减少减少减少减少增多增多CO2不变，不变，光照由光照由光照不变，光照不变，CO2由由四、影响光合作用强度的因素四、影响光合作用强度的因素 1、光照（光照强度、光质）、光照（光照强度、光质）2 2、二氧化碳浓度、二氧化碳浓度3、温度、温度4 4、必需矿质元素、必需矿质元素5 5、水分的供应、水分的供应6 6、多因子对光合速率的影响、多因子对光合速率的影响1、光照强度、光照强度AB光照强度光照强度光照强度光照强度OC COO2 2吸吸吸吸收收收收CC1C1C COO2 2释释释释放放放放abcdefA A点：点：光照强度为光照强度为0 0，此时只进行细，此时只进行细胞呼吸，单位时间内释放的胞呼吸，单位时间内释放的COCO2 2可可表示此时细胞的呼吸强度。表示此时细胞的呼吸强度。ABAB段：段：光照强度增强，光合作用光照强度增强，光合作用消耗的消耗的COCO2 2量增大，呼吸作用生成量增大，呼吸作用生成COCO2 2的量不变，光合作用大于呼吸的量不变，光合作用大于呼吸作用。作用。B B点：点：光合作用强度等于呼吸作光合作用强度等于呼吸作用强度。用强度。BCBC段：段：光合作用强度大于呼吸作光合作用强度大于呼吸作用强度。用强度。C C点：点：光饱和点光饱和点。（d d、c c）（d d、c c、f f、e e）（f f、e e）（a a、b b、f f、e e）（a a、b b、f f、e e）光照强度光照强度AB净净光光合合速速率率总总光光合合速速率率真正真正(总总)光合速率光合速率 =净光合速率净光合速率 +呼吸速率呼吸速率CO2的吸的吸收量收量CO2的释的释放量放量呼呼吸吸速速率率CCOCO2 2的固定量的固定量COCO2 2的吸收量的吸收量呼吸产生的呼吸产生的COCO2 2量量=+光照强度光照强度AB净净光光合合速速率率总总光光合合速速率率真正真正(总总)光合速率光合速率 =表观表观(净净)光合速率光合速率 +呼吸速率呼吸速率O2的的释放释放量量O2的的吸收吸收量量呼呼吸吸速速率率CO O2 2的释放量的释放量O O2 2的产生量的产生量=呼吸消耗的呼吸消耗的O O2 2量量+有机物的产生有机物的产生量（制造量）量（制造量）有机物的有机物的积累量积累量呼吸消耗的呼吸消耗的有机物量有机物量=+真正真正(总总)光合速率光合速率 =表观表观(净净)光合速率光合速率 +呼吸速率呼吸速率 1、净光合速率净光合速率呼吸速率呼吸速率总光合速率总光合速率A净光合速率净光合速率B B点：植物进行光点：植物进行光合作用的最低合作用的最低COCO2 2浓浓度度COCO2 2浓度浓度ABCO2的吸的吸收量收量CO2的释的释放量放量CCO2补偿点补偿点CO2饱和点饱和点D2、CO2浓度对光合作用的影响浓度对光合作用的影响（20062006四川高考题）将川芎植株的一叶片置于恒温的四川高考题）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭密闭小室小室，调节小室，调节小室CO2CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以合作用的强度（以CO2CO2吸收速率表示），测定结果如下图。吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是下列相关叙述，正确的是 A A如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a点左移，点左移，b b点左移点左移 B B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a点左移，点左移，b b点右移点右移 C C如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a a点右移，点右移，b b点右移点右移 D D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a a点左移，点左移，b b点右移点右移D 温度是通过影响酶的活性而影响光合作用速率的。温度是通过影响酶的活性而影响光合作用速率的。应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，增加有机物的积累。低细胞呼吸，增加有机物的积累。3、温度温度对光合作用的影响对光合作用的影响 在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。N N N N：是各种酶以及是各种酶以及是各种酶以及是各种酶以及NADPNADPNADPNADP+和和和和ATPATPATPATP的重要组成成分，叶的重要组成成分，叶的重要组成成分，叶的重要组成成分，叶绿素中也有绿素中也有绿素中也有绿素中也有N N N N元素。元素。元素。元素。P P P P：是叶绿体膜、是叶绿体膜、是叶绿体膜、是叶绿体膜、NADP+NADP+NADP+NADP+和和和和ATPATPATPATP的重要组成成分。的重要组成成分。的重要组成成分。的重要组成成分。MgMgMgMg：叶绿素的重要组成成分。叶绿素的重要组成成分。叶绿素的重要组成成分。叶绿素的重要组成成分。K K K K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。种子等器官过程中起作用。种子等器官过程中起作用。种子等器官过程中起作用。4、矿质元素矿质元素对光合作用的影响对光合作用的影响5、水水对光合作用的影响对光合作用的影响水的相对含量水的相对含量水的相对含量水的相对含量O光光光光合合合合作作作作用用用用强强强强度度度度在一定范围内，随水的相对含量增多，光合作用强度在一定范围内，随水的相对含量增多，光合作用强度增强，但当水的含量过高时，会使植物因进行无氧呼增强，但当水的含量过高时，会使植物因进行无氧呼吸而产生酒精，进而影响光合作用。吸而产生酒精，进而影响光合作用。应用：根据植物在不同阶段的需水要求，适时的、适应用：根据植物在不同阶段的需水要求，适时的、适 量的补充水分。量的补充水分。曲线分析：曲线分析：P P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到当到Q Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子。他因子。5、多因子多因子对光合速率的影响对光合速率的影响光光合合速速率率A AD DC CB BE EABAB段：段：随光照强度增强，光合作用强度增强随光照强度增强，光合作用强度增强BCBC段：段：随光照强度增强，温度过高，失水加快，导致随光照强度增强，温度过高，失水加快，导致气孔关闭，使气孔关闭，使COCO2 2供应量减少，光合作用强度减弱。供应量减少，光合作用强度减弱。光合作用的日变化光合作用的日变化CDCD段：段：温度降低，气孔打开，温度降低，气孔打开，COCO2 2供应量增加，光合供应量增加，光合作用强度增强。作用强度增强。DEDE段：段：光照强度减弱，光合作用强度减弱光照强度减弱，光合作用强度减弱1、概念：、概念：自然界中少数种类的细菌，能够利用环境中的某些无自然界中少数种类的细菌，能够利用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。作用叫做化能合成作用。五、化能合成作用五、化能合成作用2、常见实例：、常见实例：硝化细菌、铁细菌、硫细菌硝化细菌、铁细菌、硫细菌六、生物代谢类型六、生物代谢类型代谢代谢类型类型自养型自养型异养型异养型需氧型需氧型厌氧型厌氧型同化作用同化作用异化作用异化作用能否利用无机物合成能否利用无机物合成有机物有机物分解有机物时是否需分解有机物时是否需要氧气要氧气