《课时三细胞的代谢》PPT课件.ppt

物质出入细胞的方式,一、被动运输,1、简单扩散（自由扩散）,某些小分子物质由高浓度向低浓度通过扩散进出细胞的方式。,（1）方向：_,（2）动力：_,（3）图例：,（4）曲线：,（5）举例：,水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等。,高浓度低浓度,浓度差,一、被动运输,1、简单扩散（自由扩散）,比方：球往低处滚,一、被动运输,2、易化扩散（协助扩散）,某些小分子物质由高浓度向低浓度在载体蛋白的协助下通过扩散进出细胞的方式。,（1）方向：_,（2）动力：_,（3）图例：,（4）曲线：,（5）举例：,葡萄糖进入红细胞,高浓度低浓度,浓度差,一、被动运输,2、易化扩散（协助扩散）,比方：小车载物下坡,二、主动运输,某些小分子物质通过消耗能量由低浓度向高浓度通过载体蛋白的运输进出细胞的方式。,（1）方向：_,（2）动力：_,（3）图例：,（4）曲线：,（5）举例：,无机盐离子、氨基酸、葡萄糖等,低浓度高浓度,ATP,二、主动运输,比方：卡车载货上坡,主动转运具有重要的意义： 细胞膜的主动运输是活细胞的特性，它保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。,对比,比较三种物质运输方式的异同：,顺浓度梯度,顺浓度梯度,逆浓度梯度,不需要,需要,需要,不消耗,不消耗,需要消耗,氧气、水、二氧化碳、乙醇、甘油等通过细胞膜,葡萄糖通过红细胞,葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等,胞吞与胞吐,大分子物质通过细胞膜的变形，形成小泡，将其包围起来运输到细胞内或细胞外。,物质出入细胞,跨膜运输,非跨膜运输,被动转运,举例,举例,举例,主动转运,简单扩散,易化扩散,水分子,葡萄糖进入红细胞,钾离子,胞吞,胞吐,总结：,二、酶在细胞代谢中的作用,2 H2O2 2 H2O + O2,1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶,一、细胞代谢,酶的作用及原理,一、细胞代谢,二、酶在细胞代谢中的作用,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称为活化能,正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件(常温常压）下快速进行。,各条件使反应加快的本质： 加热： Fe3+： 酶：,提高分子的能量,降低化学反应的活化能,更显著地降低化学反应的活化能,二、酶在细胞代谢中的作用,一、细胞代谢,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。,酶的本质,酶,来源,功能,化学本质,活细胞产生,催化作用,绝大多数是蛋白质，少数可为RNA,酶的专一性,每一种酶只能催化一种 化合物或一类化合物的 化学反应,酶的催化效率是无机催化剂的107 1013 倍,酶的高效性,四、酶的特性,酶的作用条件较温和,酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的,C,B,A,B点对应的pH值表示： AB段表示： BC段表示：,酶的最适pH值,超过最适pH后，随pH上升，酶活性下降。,在一定pH范围内，随pH上升，酶活性上升。,1、pH,C,B,A,B点对应的温度表示： AB段表示： BC段表示：,酶的最适温度,超过最适温度后，随温度上升，酶活性下降。,在一定温度范围内，随温度升高，酶活性上升。,2、温度,催化效率,pH值,2,4,6,8,10,12,胰蛋白酶,胃蛋白酶,pH值对酶作用的影响（以人体内的酶为例）,0,在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中， 胃蛋白酶的活性将：（ ） A不断上升 B没有变化 C先升后降 D先降后升,B,不同。 过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活； 低温使酶活性明显下降，空间结构没有破坏，适宜温度下其活性增强。,高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,酶的浓度：底物充足时反应速率随 酶浓度的升高而加快。,3、酶的浓度,底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化,酶数量限制,4、底物浓度,细胞的能量“通货”ATP,一.ATP的结构,APPP,A：,腺苷,P：,磷酸基团,：,高能磷酸键,2.简式：,=腺嘌呤+核糖,（3个）,（2个）,：,普通磷酸键,（1个）,一.ATP的结构,APPP,A：,腺苷,P：,磷酸基团,：,高能磷酸键,2.简式：,=腺嘌呤+核糖,（3个）,（2个）,30.54KJ/mol,：,普通磷酸键,（1个）,3.是一种高能磷酸化合物,1.中文名称：,三磷酸腺苷,1.ATP的结构式可以简写为（ ）,B,A、APPP B、APPP C、APPP D、APPP,练习一,2.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（ ）。 A、1，2，2 B、1，2，1 C、1，3，2 D、2，3，1,C,A-PPP,水解酶,A-PP,+,Pi,+,ADP,ATP,1、ATP作为高能磷酸化合物，在供能时，如何释放能量？,？,2、ATP供能过程中，可形成哪些产物？,为各项生命活动提供能量,1、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。 2、肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩12s所需的能量。,资料：,通过以上资料，你能得到什么信息？,讨论,ATP合成酶,ATP水解酶,二、ATP与ADP可以相互转化,ADP转化成ATP时所需能量的主要来源,动物、人、等,绿色植物,能 量,呼 吸 作 用,呼 吸 作 用,光 合 作 用,ADP +Pi+,ATP,合成酶,糖类、脂肪等有机物氧化分解,ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？,讨论,ATP,ADP,+Pi,+ 能量,合成酶,水解酶,ATP,ADP,Pi,能量,能量,Pi,合成酶,水解酶,ATP与ADP相互转化示意图,ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？,ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？,物质是可逆的，能量是不可逆的,3. ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表（ ）,A、H2O B、H C、P D、Pi,练一练,D,A,4. 对于反应式： ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（ ） A、物质是可逆的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆 的 C、物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的,ATP的生理功能：,生物体各项生命活动的直接能源物质,ATP相当于细胞内流通的“小额钞票”日常生活的零用钱，糖类、脂肪等相当于细胞内的“存折”。,ATP是细胞内流通的能量“通货”,ATP,哪些生命活动由 直接供能?,讨论,用于主动运输 （渗透能）,ATP,用于生物放电（电能）,用于生物发光（光能）,用于大脑思考（电能）,用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）,1.ATP的结构简式,本节小结,AP P P,2.ATP和ADP相互转换,ATP,ADP,+Pi,+ 能量,合成酶,水解酶,3.ATP的利用,细胞的能量“通货”,能源物质： 主要能源物质： 储能物质： 主要储能物质： 直接能源物质： 最终能源物质：,糖类、脂肪、蛋白质、ATP,糖类,脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞）,脂肪,ATP（三磷酸腺苷）,太阳能,三、知识归纳：,第4节 能量之源光与光合作用,（一）提取色素：,1.研磨,材料:5g鲜叶,药品,SiO2使研磨充分,CaCO3 防止色素破坏,无水酒精溶解色素,原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有机 溶剂中，所以可用无水酒精提取色素。,一、绿叶中色素的提取和分离,2.过滤：获取绿色滤液,色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。,扩散速度与色素在层析液中的溶解度的关系：,溶解度大，扩散速度快 溶解度小，扩散速度慢,（二）分离色素,原理：,1.准备滤纸条,要求：细而齐 重复23次,2.分离色素：,层析液不能触 及滤液细线,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,(黄色),(黄色),(蓝绿色),(黄绿色),(橙黄色),色素的功能,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,胡萝卜素,叶黄素,叶绿体色素,红光和蓝紫光,蓝紫光,叶绿体色素具有吸收光能、 传递光能、转化光能的作用,返回,这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？,叶 绿 体,色素,位于基粒上,酶,位于基粒上 （光反应）,位于基质中 （暗反应）,1771年，英，普里斯特利的实验,1864年，德，萨克斯的实验,1880年，美，恩格尔曼的实验,20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验,光合作用的发现史,1648年， 比利时，海尔蒙特的实验,20世纪40年代，美，卡尔文的实验,五年以后,1648年海尔蒙特实验：,穿孔的铁板盖在花盆上，只允许气体和水进入,植株 m = 2.5 kg,植株 m = 82.5 kg,土壤减少了100g,结论：认为植物生长主要是吸收了水,1771年 普里斯特利的实验,夕阳照射下玻璃罩内的蜡烛在丁香旁旺盛燃烧。,为什么蜡烛不会熄灭呢？,已知材料：丁香 蜡烛 玻璃钟罩,环境因素：阳光,实验现象：夕照下玻璃罩丁香旁的蜡烛依然燃烧,结论：绿色植物可以更新空气,请指出一个明显的漏洞。,没有设置对照组,排除光照对实验结果的干扰。,1779年英格豪斯(荷兰)做了500多次植物更新空气实验.发现:植物只有绿叶在光照下才能更新空气；只到1785年人们发现了空气的组成，才明确绿叶在光下放出O2,吸收CO2. 1845年梅耶根据能量转化与守恒定律指出:植物在光合作用时把光能转换成化学能储存起来,1864年 德国科学家 萨克斯实验,1.放在暗处几小时的目的？ 2.一半曝光一半遮光的目的？,消耗已有淀粉,对照,德国科学家 萨克斯实验,实验结果证明了什么？,绿色叶片在光合作用中产生了淀粉,实验结果如何描述？,曝光部分变蓝， 遮光部分不变蓝,实验结果的描述和相关结论的推导,实验结果也证明 光 是光合作用的条件,1880年 恩格尔曼的实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,结论： 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,结果：,1939年 鲁宾和卡门的实验,鲁宾和卡门的实验,证明： 光合作用释放的2全部来自H2O中的O。,三、光合作用的过程,CO2+H2O,光能,叶绿体,（CH2O）+O2,H2O,CO2,类囊体,三碳化合物,五碳化合物,三碳化合物,脂肪,蛋白质,糖类,酶,光合作用图解,光反应阶段, H2O的光解； ATP的形成。,暗反应阶段,H,ATP,2C3,C5,葡萄糖,多种酶 参加催化,CO2,还 原,固 定,C5的再生, CO2的固定； C3的还原。,光合作用,光反应阶段与暗反应阶段的比较,类囊体的薄膜上,叶绿体的基质中,光、色素、酶,酶、H 、ATP(有无光均可),光能ATP中活跃的化学能糖类等有机物中稳定的化学能,1. 水的光解,1. CO2的固定,2. C3的还原,2. ATP的形成,6CO2+12H2O,光能,叶绿体,C6H12O6+6H2O+6O2,元素来龙去脉 光合作用完整反映式(计算式),探究影响光合作用的因素：,1.光照：(光合作用的动力)光照强度、光照时间、光质,适当提高光照强度、延长光照时间,促进光反应，产生更多的 ATP 和 H,思考：如果其它条件正常，突然停止光照， C3、C5、ATP、H的含量会怎么变化？,C3,C5、ATP、H,2.CO2浓度：光合作用的原料之一,适当提高空气中CO2浓度，促进暗反应进行,思考：夏天正午气孔关闭时C3、C5、 ATP、H的含量会怎么变化？,C3,C5、ATP、H,思考：如果其它条件正常，突然停止CO2供应，C3、C5、ATP、H的含量会怎么变化？,C3减少、C5增加、ATP增加、H增加,3.H2O：原料之一 4.温度：影响酶活性 5.矿质元素：叶绿素的组成元素g 6.叶龄：,光照/CO2/H2O/矿质元素,6、光合作用原理的应用,（1）影响光合作用的因素,CO2、水份、光照的长短与强弱、光质、温度、矿质元素等,（2）提高农作物光合作用强度的措施,3、适当提高CO2浓度,4、适当提高温度,5、适当增加植物体内的含水量,6、适当增加矿质元素的含量,2、合理密植,光合作用：,绿色植物通过叶绿体，利用光能把CO2和H2O合成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O,光能,叶绿体,CO2 +H2O ( CH2O )+ O2,光能,叶绿体,光合作用的实质（从物质和能量变化角度） 把无机物（CO2和H2O）转变为有机物，把光能转变为化学能，储存在有机物中,自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质(有机物)，并储存了能量的一类生物。如：绿色植物、少数细菌,化能合成作用,异养生物：不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。如：人、动物、真菌及大多数细菌,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的合成作用,例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌,化能合成作用,酶,1.为生物生存提供了物质来源和能量来源； 2.维持了大气中O2和CO2的相对稳定； 3.对生物的进化有直接意义。 (1)使还原性大气氧化性大气 (2)使有氧呼吸生物得以发生和发展 (3)形成臭氧层，过滤紫外线， 使水生生物登陆成为可能,四、光合作用的意义,ATP的主要来源 细胞呼吸,一、细胞呼吸的概念,生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量的总过程。,二、细胞呼吸的类型,1、什么是有氧呼吸？,有氧呼吸：细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。,C6H12O6,2、有氧呼吸怎样进行？,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸、H,少量,丙酮酸,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,3、有氧呼吸的总反应式：,C6H12O6+6H2O+6O2,6CO2+12H2O+,酶,能量,1mol葡萄糖释放 能量2870KJ，有1161KJ转移至ATP（合成38molATP）,例1.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：,(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、 _、 。 (2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 _、 。 (3)有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸底物是_。 (4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_,葡萄糖丙酮酸二氧化碳,H2O,丙酮酸,CO2,少,少,大量,线粒体,丙酮酸,6,4、无氧呼吸的过程,葡萄糖的初步分解,场所：细胞质基质,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH 丙酮酸,量,+4H + 能量,与有氧呼吸第一阶段相同,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,A.乳酸发酵,CH3COCOOH丙酮酸,酶,C3H6O3(乳酸),例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）,4、无氧呼吸的过程,B.酒精发酵,CH3COCOOH丙酮酸,酶,C2H5OH(酒精),+ CO2,例：大多数植物、酵母菌,4 、无氧呼吸的过程,1mol葡萄糖释放196.65KJ，有61.08KJ转移至ATP（合成2molATP）,5、什么是无氧呼吸？,细胞在无O2的参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。, 、酒精发酵,C6H12O6,2C2H5OH + 2CO2 + 能量,酶,、乳酸发酵,C6H12O6,酶,2C3H6O3（乳酸）+ 能量,细胞质基质、线粒体（主要）,细胞质基质,需氧、酶等,不需氧、需酶,较