1、第五章 细胞的能量供应和利用 复习课件 细 胞 代 谢 与 酶 细 胞 代 谢 与 酶 细胞代谢的概念：细胞代谢的概念： 酶的发现：酶的发现： 发现过程发现过程 酶的概念酶的概念： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物， 绝大多数是蛋白质，少数是绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 酶的特性：酶的特性： 专一性专一性 高效性高效性 作用条件较温和作用条件较温和 一、知识网络一、知识网络 第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 细胞内每时每刻进行着许多化学反细胞内每时每刻进行着许多化学反 应，统称为细胞代谢。应，统称为细胞代谢。 发现的意义发
2、现的意义 发现过程中的科学探究思想发现过程中的科学探究思想 难点再现难点再现： 2 、 影 响 酶 促 反 应 的 因 素 、 影 响 酶 促 反 应 的 因 素 底物浓度底物浓度 酶浓度酶浓度 pH： 温度：温度： 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而 催化效率更高。催化效率更高。 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需 要的能量成为活化能。要的能量成为活化能。 1、什么是活化能？、什么是活化能？ 强酸、强碱可使酶变性失活强酸、强碱可使酶变性失活 高温使酶变性失活，低温利于酶保存
3、高温使酶变性失活，低温利于酶保存 第二节第二节 细胞的能量通货细胞的能量通货ATP 二、结构简式：二、结构简式： 一、什么是一、什么是ATP？ 三、三、ATP和和ADP之间的相互转化之间的相互转化 酶酶 酶酶 动物和人动物和人 绿色植物绿色植物： 是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷。是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷。 A-PPP ADP转化为转化为ATP所需能量来源：所需能量来源： ADP + Pi+ 能量能量 ADP+Pi+能量能量 ATP ATP ：呼吸作用呼吸作用 呼吸作用、光合作用呼吸作用、光合作用 第三节第三节 ATP 的主要来源的主要来源细胞呼
4、吸细胞呼吸 细 胞 呼 吸 细 胞 呼 吸 概念概念： 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化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，释放出能量并生成碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。的过程。 1细胞质基质细胞质基质 酶酶 2丙酮酸丙酮酸+少量少量H+少量能量少量能量 有 氧 呼 吸 有 氧 呼 吸 2线粒体基质线粒体基质 酶酶 3线粒体内膜线粒体内膜 酶酶 总反应式总反应式： 酶酶 无 氧 呼 吸 无 氧 呼 吸 产生酒精：产生酒精： C6H12O6 酶酶 产生乳酸产生乳酸： C6H12O6 酶酶 发生生物发生生物： 发生生物发生生物： 反应场所反应场
5、所： 6CO2+大量大量H+少量能量少量能量 2丙酮酸丙酮酸+6H2O 12H2O+大量能量大量能量 24H+6O2 6CO2+6H2O+大量能量大量能量 C6H12O6+6O2+6H2O 2C2H5OH+2CO2+少量能量少量能量 大部分植物，酵母菌大部分植物，酵母菌 2乳酸乳酸+少量能量少量能量 动物，乳酸菌，马铃薯块茎，动物，乳酸菌，马铃薯块茎， 玉米胚玉米胚 细胞质基质细胞质基质 C6H12O6 注意：菌类的无氧呼吸也叫注意：菌类的无氧呼吸也叫发酵发酵，生成乳酸的叫，生成乳酸的叫 乳酸发酵乳酸发酵，生成酒精的叫，生成酒精的叫酒精发酵。酒精发酵。 讨论：讨论： 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去
6、路。有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路。 有氧呼吸：有氧呼吸： 无氧呼吸：无氧呼吸： 有氧呼吸过程中有氧呼吸过程中氧气氧气的去路。的去路。 氧气用于和氧气用于和H生成生成水。水。 能量小部分用于生成能量小部分用于生成ATP，大部分储存于，大部分储存于乳酸乳酸 或或酒精酒精中。中。 所释放的能量一部分用于生成所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以，大部分以热热 能能形式散失了。形式散失了。 第四节第四节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用 一一、捕获光能的色素捕获光能的色素 绿叶中的色素绿叶中的色素 叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收 ，类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收 白光白光下光合作用最强
7、下光合作用最强，其次是其次是红光和蓝紫光红光和蓝紫光，绿光下最弱绿光下最弱。 （蓝绿色）蓝绿色） （黄绿色）黄绿色） （黄色）（黄色） （橙黄色）（橙黄色） 叶绿素叶绿素a 叶黄素叶黄素 胡萝卜素胡萝卜素 叶绿素叶绿素b 类胡萝卜素类胡萝卜素 叶绿素叶绿素 蓝紫光。蓝紫光。 红光和蓝紫光红光和蓝紫光 二、实验二、实验绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离 1、实验原理：、实验原理： 2、方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）、方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确） （1）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？ （2）实验为何要在通风的条
8、件下进行？为何要用培养皿盖住）实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住 小烧杯？滤纸条放入试管后为什么用棉塞塞紧试管口？小烧杯？滤纸条放入试管后为什么用棉塞塞紧试管口？ 因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。 二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的 色素被破坏。色素被破坏。 绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且它们在层析液中绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且它们在层析液中 的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快， 绿叶中的色素
9、随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。 （3）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？ （4）滤纸条上有几条不同颜色的色带滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样其排序怎样？宽窄如何宽窄如何？ 有四条色带有四条色带， 三三、捕获光能的结构捕获光能的结构叶绿体叶绿体 结构：结构： 与光合作用有关的与光合作用有关的酶酶分布于分布于 中中。 光合作用光合作用色素色素分布于分布于 上上。 类囊体的薄膜类囊体的薄膜 基粒的类囊体及基质基粒的类囊体及基质 外膜外膜，内膜内膜，基质基质，基粒基粒（由类囊体构成由类囊体构成） 最宽的是
10、叶绿素最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。最窄的是胡萝卜素。 自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄色的叶 黄素黄素，蓝绿色的叶绿素蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素黄绿色的叶绿素b。 防止细线中的色素被层析液溶解防止细线中的色素被层析液溶解。 四四、光合作用的原理光合作用的原理 1、光合作用的探究历程：光合作用的探究历程：（略略） 2、光合作用的过程：光合作用的过程：（熟练掌握课本熟练掌握课本P103下方的图下方的图） 总反应式：总反应式： 其中其中， 根据是否需要光能根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段可将其分为光反应和暗反应两个阶段。 光能光
11、能 叶绿体叶绿体 CO2+H2O （CH2O）+O2 （CH2O）表示糖类表示糖类。 光反应阶段：必须有光才能进行光反应阶段：必须有光才能进行 场所：场所： 反应式：反应式： 光反应中光反应中， 酶酶 酶酶 光光 类囊体薄膜上类囊体薄膜上 光能转化为光能转化为ATP中活跃的化学能中活跃的化学能 ATP ADP+Pi+光能光能 ATP形成：形成： O2+2H H2O 水的光解：水的光解： 2 1 暗反应阶段：有光无光都能进行暗反应阶段：有光无光都能进行 场所：场所： 暗反应中暗反应中， 联系：联系： 酶酶 酶酶 光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供ATP和和H，暗反应为光反应提暗反应为光反应提
12、供合成供合成ATP的原料的原料ADP和和Pi。 ATP中活跃的化学能转化为中活跃的化学能转化为（CH2O）中稳定的化学能中稳定的化学能 （CH2O）+C5+ADP+Pi 2C3+H+ATP C3的还原：的还原： 2C3 CO2+C5 CO2的固定：的固定： 叶绿体基质叶绿体基质 五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 （1）光对光合作用的影响）光对光合作用的影响 光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。 光照时间光照时间 植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而植物的光合作用强度
13、在一定范围内随着光照强度的增加而 增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照 强度的增加而增加。强度的增加而增加。 光照强度光照强度 叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。 光的波长光的波长 生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。 当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时 影响影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。 （4）水分的供应
14、）水分的供应 生产上使田间通风良好，供应充足的生产上使田间通风良好，供应充足的CO2 在一定范围内，植物光合作用强度随着在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加浓度的增加 而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。 （3）CO2浓度浓度 生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制 呼吸作用，以积累有机物。呼吸作用，以积累有机物。 温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温 度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。度过高时会
15、影响酶的活性，光和速率降低。 （2）温度）温度 六、化能合成作用六、化能合成作用 概念：概念： 自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能 进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时 所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作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，这些细菌也属于自养生物。用，这些细菌也属于自养生物。 如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化氧化 成成HNO2，进而将进而
16、将HNO2氧化成氧化成HNO3。 硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将 CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命 活动。活动。 典型例题典型例题 1、把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中、把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中 吸收最强的是（吸收最强的是（ ） A.红光部分红光部分 B.红橙光与蓝紫光部分红橙光与蓝紫光部分 C.绿光部分绿光部分 D.紫光部分紫光部分 2、下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是（、下列措施中不会提高温室蔬菜产
17、量的是（ ） A.增大氧气浓度增大氧气浓度 B.增大二氧化碳浓度增大二氧化碳浓度 C.增强光照强度增强光照强度 D.调节室温调节室温 3、对某植物做如下处理、对某植物做如下处理（甲）持续光照（甲）持续光照10MIN，（，（乙）光照乙）光照 5S后再黑暗处理后再黑暗处理5S，连续交替进行连续交替进行20MIN，若其他条件不变，若其他条件不变， 则在甲乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（则在甲乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（ ） A.甲多于乙甲多于乙 B.甲少于乙甲少于乙 C.甲和乙相等甲和乙相等 D.无法确定无法确定 B A B 4、一般来说，光照强，光合作用增强。但在夏天光照最强的、一
18、般来说，光照强，光合作用增强。但在夏天光照最强的 中午光合作用反而下降，原因是（中午光合作用反而下降，原因是（ ） 5、光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要、光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要 的能量分别来自（的能量分别来自（ ） A.细胞呼吸产生的细胞呼吸产生的ATP和光能和光能 B.都是细胞呼吸产生的都是细胞呼吸产生的ATP C.光能和光反应产生的光能和光反应产生的ATP D.都是光反应产生的都是光反应产生的ATP 6、在光合作用过程中，以分子态释放出氧以及在光合作用过程中，以分子态释放出氧以及ATP的产生都的产生都 离不开（离不开（ ） A.叶绿素和二氧化碳
19、叶绿素和二氧化碳 B.水和二氧化碳水和二氧化碳 C.叶绿素，水和光能叶绿素，水和光能 D.二氧化碳、水和光能二氧化碳、水和光能 C 气孔关闭，二氧化碳不足气孔关闭，二氧化碳不足 C 7、叶绿体中的色素分布在（、叶绿体中的色素分布在（ ） 与光合作用有关的酶分布在（与光合作用有关的酶分布在（ ） 8、滤纸条上出现的四条色素带中，最宽的一条颜色是（、滤纸条上出现的四条色素带中，最宽的一条颜色是（ ） A.橙黄色橙黄色 B.黄色黄色 C.蓝绿色蓝绿色 D.黄绿色黄绿色 9、检查植物光合作用速度是否增加的最有效的方法是检查、检查植物光合作用速度是否增加的最有效的方法是检查 （ ） A.光合作用产生的水
20、量光合作用产生的水量 B.二氧化碳的耗用量二氧化碳的耗用量 C.植物叶绿素含量植物叶绿素含量 D.植物体葡萄糖的氧化量植物体葡萄糖的氧化量 10、将一叶绿体研磨后，基质与基粒便释放出来，在去掉基粒、将一叶绿体研磨后，基质与基粒便释放出来，在去掉基粒 后，只对叶绿体的基质照光，再通入后，只对叶绿体的基质照光，再通入14CO2， ，可能出现的物质 可能出现的物质 是（是（ ） A.H和和ATP B.含含14C的淀粉的淀粉 C.含含14C的三碳化合物的三碳化合物 D.含含14C的（的（CH2O） 类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上 叶绿体的基质与基粒上叶绿体的基质与基粒上 C B C 11、在同一光照下，
21、一株高等绿色植物在单位时间内，使光合、在同一光照下，一株高等绿色植物在单位时间内，使光合 作用产生氧气最多的实验处理是（作用产生氧气最多的实验处理是（ ） A.白光照射白光照射 B.滤去红光和蓝光滤去红光和蓝光 C.滤去紫光滤去紫光 D.滤去黄光和绿光滤去黄光和绿光 12、下列各生物中属于自养型的原核生物是（、下列各生物中属于自养型的原核生物是（ ） A.海带海带 B.衣藻衣藻 C.硝化细菌硝化细菌 D.大肠杆菌大肠杆菌 13、将一株植物培养在、将一株植物培养在H218O中进行光照，过一段时间后中进行光照，过一段时间后18O存存 在于（在于（ ） A.光合作用生成的水中光合作用生成的水中 B.仅在周围的水蒸气中仅在周围的水蒸气中 C.仅在植物释放的氧气中仅在植物释放的氧气中 D.植物释放的氧气和周围的水蒸气中植物释放的氧气和周围的水蒸气中 A C D 谢 谢
