细胞的能量供应和利用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,章节复习,第,5,章,细胞的能量 供应和利用,酶,1.,细胞代谢：,2.,活化能：,3.,酶的本质：,4.,酶催化作用的本质：,细胞中各种化学反应的总称,绝大多数酶是蛋白质；,少数酶是,RNA,；,分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量,降低化学反应的活化能,主要场所：,实质：,意义：,细胞生命活动的基础,细胞质基质,酶,特性,的,1.,；,2.,；,3.,。,同无机催化剂,Fe,3+,相比，酶的催化效率提高了,10,9,；,高效性,专一性,作用条件较温和,一种酶只能催化一种或一类化学反应；,在,的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失活，在,条件下，酶的活性降低，但不会失活。,过酸、过碱或温度过高,低温,酶本质,探索,的,1).(,法国,),巴斯德：酵母细胞的参与引起发酵；,2).(,德国,),李比希：酵母细胞释放出来的,物质,引,起发酵；,3).,(,德国,),毕希纳：从酵母活细胞中提取出酿酶；,4).,(,美国,),萨姆纳,：证明了酶是,蛋白质,；,5).(,美国,),切赫和奥特曼,：,RNA,也具有催化功能；,酶,1.,凡是活细胞都能产生酶,2.,酶只具有催化作用,3.,多数是蛋白质，少数是,RNA,4.,可以在细胞外起作用,5.,一种酶只能对一种或一类化学反应起作用,6.,在反应前后本身不发生变化,7.,酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸,8.,酶不能从食物中获得,变量,对照实验,与,变量：,自变量：,因变量：,无关,变量：,对照实验：,实验过程中可以变化的因素,人为改变的变量,随着自变量的变化而变化的量,除自变量外，其他对实验结果能造成影响的可变因素,除了一个因素外，其余因素都保持不变的实验叫对照实验。,它一般要设置对照组和实验组,ATP,基础知识,的,1.,全称：,2.,结构简式：,3.,符号含义：,三磷酸腺苷,AP,P,P,A,代表,腺苷,(,包括腺嘌呤和核糖,),；,P,代表磷酸；,代表高能磷酸键,腺嘌呤核糖核苷酸,ATP,与,ADP,相互转化,的,1.,转化式：,2.,解析：,ATP,分子中远离,A,的那个高能磷酸键很容易水解，形成,ADP,和,Pi,同时释放能量，同样,ADP,可以接受能量与,Pi,结合，重新形成,ATP,；这种相互转化,时刻不停发生,并且处于,动态平衡,之中。,ATP,形成的途径,(1),对于人和动物来说，能量均来自于,(2),对于绿色植物来说，能量来自于,细胞呼吸,概念,的,概念：,类型：,有机物在细胞内经过一系列的,氧化分解,，生成,二氧化碳,或其他产物，释放出,能量,并生成,ATP,。,有氧呼吸,和,无氧呼吸,有氧呼吸,场所,1,：,场所,2,：,场所,3,：,细胞质基质,线粒体,基质,线粒体内膜,有氧呼吸,3,个阶段,比较,的,第,1,阶段,24H+6O,2,12H,2,O+,大量能量,酶,场所,反应物,生成物,能量,第,2,阶段,第,3,阶段,细胞质基质,葡萄糖,丙酮酸、,H,、,ATP,少量能量,线粒体基质,丙酮酸、,水,CO,2,、,H,、,ATP,少量能量,线粒体内膜,H,、,O,2,H,2,O,、,ATP,大量能量,无氧呼吸,产物,1,：,产物,2,：,场所：,。,酒精和,CO,2,乳酸,细胞质基质,有氧呼吸与无氧呼吸,比较,的,相同点,不同点,相互联系,反应条件,有氧呼吸,无氧呼吸,反应场所,生成产物,释放能量,需要,O,2,、酶和适宜的温度,细胞质基质和线粒体,CO,2,和,H,2,O,2870kJ,(1161kJ,在,ATP,中,),其实质都是分解有机物，释放能量，生成,ATP,第一阶段完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物,需要酶和适宜的温度,细胞质基质,CO,2,、酒精或乳酸,196.65kJ,(61.08kJ),细胞,呼吸原理,应用,的,类型,应用,原理,有氧呼吸,提倡有氧运动,作物栽培时及时松土透气,稻田定期排水,生产醋酸、味精等,利用酵母菌发面,不会因剧烈运动时无氧呼吸产生乳酸,促进,根的有氧呼吸，促进无,机,盐离子和,水,的吸收,避,免因无氧呼吸产生大量酒精毒害根细胞,利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸,利,用酵母菌的有氧呼吸产生,CO,2,气体使面团松软,细胞,呼吸原理,应用,的,类型,应用,原理,无氧呼吸,选用,”,创可贴,”,、透气消毒纱布包扎伤口,伤口过深或被锈钉扎伤，需及时治疗,制作酸菜、酸奶、泡菜等,为伤口创造有氧的环境，避免厌氧病菌的繁殖，有利于伤口的愈合,避免破伤风杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风,利用的是乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的过程,例题,1.,下图是有氧呼吸过程的图解，据图回答：,1,分子葡萄糖,2,分子,丙酮酸,6H,2,O,6O,2,12H,2,O,6CO,2,ATP(,少量,),ATP(,大量,),ATP(,少量,),酶,酶,酶,H,H,+,有氧呼吸是从,的氧化分解开始的，全过程分为,个阶段。,有氧呼,吸的主要场所是,；进入该场所的呼吸底物是,；释放的,CO,2,是在第,阶段产生的；,H,2,O,是在第,阶段形成的；产生,ATP,最多的是第,阶段。,如果,O,2,供应不足，则人体内,C,6,H,12,O,6,的分解产物是,，释放的能量,，反应场所是,，试写出反应式,葡萄糖,三,线粒体,丙酮酸,二,三,乳酸,较少,细胞质基质,C,6,H,12,O,6,2,乳酸,+,少量能量,三,例题,2.,下图表示某植物的非绿色器官在不同的氧浓度下,O,2,吸收量和,CO,2,生成量的变化，请据图回答：,1.0,0,5 10 15 20 O,2,浓度,/%,气体交换相对量,Q,CO,2,生成量,0.5,R,A,B,C,P,O,2,吸收量,图中曲线,QR,吸收量和,CO,2,生成量的变化急剧减少是主要原因是,点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、,CO,2,生成量和,O,2,吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是,O,2,浓度增加，无氧呼吸受抑制,P,氧浓度逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的,CO,2,总量,3),在原图中绘出无氧呼吸产生的,CO,2,随,O,2,浓度变化而变化的曲线。,4),若图中的,AB,段与,BC,段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的,CO,2,与无氧呼吸吸收的,CO,2,相比,，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的,。,一样多,1/3,5),在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入,N,2,，目的是,你认为氧浓度应调节的,点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输，试说明理由,降低氧浓度，减少有机物的消耗,C,此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗最少,捕获光能,色素,的,色素分类：,色素功能：,色素提取原理：,色素分离原理：,叶绿素：叶绿素,a,、叶绿素,b,；,类胡萝卜素：叶黄素、胡萝卜素,吸收和转换光能,使用无水乙醇提取色素,不同,色素在层析液中溶解度不同,从而在滤纸条上扩散速度不同,分离色素,捕获光能,色素,的,色素分离方法：,分离,结果,：,实验过程中化学物品的作用：,纸层析法,四条色素的,胡、黄、,a,、,b,碳酸钙：防止色素分子被破坏；,二氧化硅,(,石英砂,),：使研磨的充分；,无水,乙醇：提取色素；,色素种类,颜色,含量,溶解度,扩散速度,胡萝卜素,叶黄,素,叶绿素,a,叶绿素,b,橙黄色,黄色,蓝绿色,黄绿色,最少,较少,最多,较多,最高,较高,较低,最低,最快,较快,较慢,最慢,滤纸条色素带,比较分析,De,叶绿体,结构和功能,的,椭圆形,球形,双,暗反应,类囊体,色素,酶,恩格尔曼,结构,功能,的实验,形态：一般呈,或,；,外表：,层膜；,基质：含,所需酶,内部 基粒：由,堆叠而成，,分布着吸收和转化光能,的,和光反应所需,要的,。,决定,证明,好氧细菌向叶绿体被光束照射到,的地方集中，,O,2,是叶绿体释放的,光合作用,探究历程,的,18,世纪中期：,1771,年：,1779,年：,1785,年：,人们一直认为只有,土壤中的水分,是,植物建造自身的原料,普里斯特利实验证明：,植物,可以更新空气,英格豪斯证明：,光,和植物的,绿叶,在更新空气中不可缺少,实验明确绿叶在光下放出的气体是,氧气,，吸收的是,二氧化碳,光合作用,探究历程,的,1864,年：,1939,年：,20,世纪,40,年代：,鲁宾和卡门利用,同位素标记法,证明了光合作用释放的,O,2,来自,水,卡尔文用,14,CO,2,探明了,CO,2,中的碳在光合作用中的转化途径：,14,CO,2,C,3,(CH,2,O),萨克斯证明光合作用的产物有,淀粉,光反应,过程,的,场所：,条件：,物质变化：,能量变化：,叶绿体类囊体,光照、色素、酶,水的光解、,ATP,的合成,光能,ATP,中的化学能,暗反应,过程,的,场所：,条件：,物质变化：,能量变化：,叶绿体基质,ATP,、,H,、酶,CO,2,的固定、,C,3,的还原,ATP,中,的化学能,有机物中的化学能,光合作,用原理,应用,的,影响光合作用的因子：,提高农作物产量的方式：,光照强度、,CO,2,的浓度、温度,增强光合作用,白天适当提高温度,减弱呼吸作用,夜晚适当降低温度,增,加昼夜温差,细胞呼吸和光合作用,比较,的,项目,光合作用,细胞呼吸,代谢类型,物质变化,能量变化,实质,条件,同化作用,异,化作用,无机,物 有机物,合,成,有,机物 无机物,分解,光,能化学能,化学,能,ATP,、热能,合,成有机物、,储存能量,分解,有机物、,释放能量,只在光下进行,有,光、无光都能进行,细胞呼吸和光合作用,比较,的,项目,光合作用,细胞呼吸,H,的来源,H,的去路,来自水的光解；,发,生在光反应过程；,发,生在类囊体薄膜,细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸；线粒体中丙酮酸与水反应产生,作,为还原剂用于暗反应阶段中还原,C,3,化合物，以形成,(CH,2,O),、,C,5,和,H,2,O,两,个阶段所产生的,H,均被用于第三阶段还原,O,2,产生,H,2,O,同,时释放大量能量,细胞呼吸和光合作用,比较,的,项目,光合作用,细胞呼吸,ATP,的来源,ATP,的去路,联系,ADP,形成,ATP,时所需的能量来自太阳光能。该过程发生在叶绿体类囊体薄膜上,呼吸作用三个阶段均有,ATP,产生，但第三个阶段产生的最多,光反,应阶段产生的,ATP,只用于暗反应阶段还原,C,3,化合物，最终储存在有机物,中,三,个阶段产生的,ATP,均用于各项生命活动,光合作,用为细胞呼吸提供物质基础和能量基础，细胞呼吸为光合作用提供原料,CO,2,，二者共同维持自然界的碳循环。,例题,3.,下图是在光照条件下，小麦叶肉细胞内发生的生理过程。,-,为生理过程，,a-h,为物质名称，请回答：,H,2,O,光,a,e,d,c,h,g,f,Pi,(CH,2,O),丙酮酸,g,H,H,H,2,O,b,b,物质,a,分布在叶绿体的,，物质,b-g,依次为,b,、,c,、,d,、,e,、,f,、,g,。,类囊体薄膜,O,2,ATP,ADP,H,C,5,CO,2,2),上述,-,过程中，能够产生,ATP,的过程是,，过程进入的场所是,。,3),假如白天突然中断,CO,2,的供应，则叶绿体首先积累起来的物质是,；假如该小麦植株从光照条件下移到黑暗处，,h,的变化是,。,线粒体,f C,5,增多,4),较强光照下，过程中,d,的移动方向是,。,类囊体薄膜,【,易错案例,1,】,如图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体转移情况，下列有关叙述正确的是,(,),。,A.,光反应过程中，发生了,a,、,e,和,C,5,的结合,B.,此细胞一定不是紫色洋葱鳞片叶细胞,C.d,和,f,分别代表不同的气体,D.e,在线粒体内经过一系列变化后可以变成,b,B,【,易错案例,2】,下图甲曲线表示在温度为,25(,该温度是该作物光合作用的最适温度,),，水分和无机盐均适宜的条件下，温室内光照强度与作物光合速率的关系，图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置。请回答下列问题。,(1),图甲曲线中，当光照强度为,B,点时，叶肉细胞中产生,ATP,的场所有,_,，其中叶绿体吸收,CO,2,的量等于,_,；当光照强度为,A,点时，叶绿体吸收,CO,2,的量等于,_,，叶绿体中消耗,CO,2,的场所是,_,。,(2)(E,表示光照强度,),图甲曲线中，当,E,B,时，增大光合速率的主要措施是,_,；当,B,E,C,时，可采取,_,措施，保证作物的最大光合速率。若遇阴天，温室需补光，选用,_,光最有效。,(3),已知该植物呼吸作用的最适温度为,30,，在其他条件不变的情况下，将温度调节到,30,，图甲曲线中,a,点将向,_,移动，,A,点将向,_,移动。,(4),图乙装置中隔在灯与试管之间的盛水玻璃柱的作用,_,。,(5),若实验中每隔,5 min,改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因是,_,(6),为了探究光照强度对光合速率的影响，利用乙图装置进行实验的设计思路：,。,