上课专题二细胞的新陈代谢二轮

1、细胞的新陈代谢细胞的新陈代谢 专题2蛋白质高效性O2丙酮酸APPP小专题1酶与ATP酶与酶与ATP在细胞代谢中有怎样的联系？在细胞代谢中有怎样的联系？在细胞合成代谢中需要与物质合成代在细胞合成代谢中需要与物质合成代谢有关的酶类，常需要谢有关的酶类，常需要ATP提供能量；提供能量；在细胞分解代谢中需要与物质分解代在细胞分解代谢中需要与物质分解代谢有关的酶类，常伴随着谢有关的酶类，常伴随着ATP的合成；的合成；另外，另外，ATP自身的合成与分解必须有自身的合成与分解必须有酶的催化。酶的催化。RNA催化作用催化作用专一性专一性显著降低活化能显著降低活化能 温度、温度、pH、底、底物浓度、酶浓度等物浓

2、度、酶浓度等C、H、O、N、PA-PPPADP+Pi+能量能量细胞呼吸细胞呼吸直接能源物质直接能源物质答案答案失去失去 降低降低 需要适宜的条件需要适宜的条件 专一性专一性 高效性高效性 核糖核苷酸核糖核苷酸 氨基酸氨基酸 转录转录 RNA 脱水缩合脱水缩合 核糖体核糖体 蛋白质蛋白质 有机物有机物 催化作用催化作用 活细胞活细胞 回归命题本源回归命题本源猛烈猛烈 气泡气泡 时间时间 活化能活化能 酶的概念图酶的概念图概念概念发生作用发生作用的场所的场所发现史发现史作用机理作用机理作用作用特性特性影响酶促影响酶促反应速率反应速率的因素的因素曲线分析曲线分析应用应用常见的酶常见的酶实验实验酶酶与

3、激素与激素的比较的比较来源来源功能功能本质本质高效性高效性专一性专一性作用条件作用条件温和温和错因分析错因分析对酶的产生场所、作用场所、来源、作用及对酶的产生场所、作用场所、来源、作用及受外界条件影响相关知识模糊不清，混淆了酶和激素的受外界条件影响相关知识模糊不清，混淆了酶和激素的作用。作用。核心突破一：酶的本质核心突破一：酶的本质典例典例1 1. .下列有关酶的叙述，正确的是下列有关酶的叙述，正确的是 ( ( ) ) 是有分泌功能的细胞产生的是有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得，有的从体内转化而来有的从食物中获得，有的从体内转化而来 凡是活细胞都能产生酶凡是活细胞都能产生酶 绝大多数酶

4、是蛋白质绝大多数酶是蛋白质 有的酶是蛋白质，有的是固醇有的酶是蛋白质，有的是固醇 酶在代谢中有多种功能酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生殖发育中起调控作用在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用酶只是起催化作用 酶只在细胞内发挥作用酶只在细胞内发挥作用 A.A. B B C C D D C 正确说法正确说法 错误说法错误说法 产生场所产生场所 化学本质化学本质 有机物（或多数是蛋白质，有机物（或多数是蛋白质，少数为少数为RNA) 蛋白质蛋白质 基本单位基本单位 氨基酸或核糖核苷酸氨基酸或核糖核苷酸 氨基酸氨基酸 合成场所合成场所 核糖体或细胞核核糖体或细胞核 核糖体核糖体 作用场所

5、作用场所 既可在细胞内，也可在既可在细胞内，也可在细细胞外、体外发挥作用胞外、体外发挥作用 只在细胞内起催化只在细胞内起催化作用作用 温度影响温度影响 低温影响酶的活性，不低温影响酶的活性，不破破坏酶的结构，高温使酶变坏酶的结构，高温使酶变性失活性失活 低温引起酶变性失活低温引起酶变性失活 作用作用 酶只起催化作用酶只起催化作用 酶具有调节、催化酶具有调节、催化等等多种功能多种功能 来源来源 生物体内合成生物体内合成 有的来源于食物有的来源于食物 纠错笔记纠错笔记酶知识的正误辨析酶知识的正误辨析凡是活细胞都能产生（不考凡是活细胞都能产生（不考虑人的成熟红细胞）虑人的成熟红细胞）具有分泌功能的细

6、胞具有分泌功能的细胞才能产生才能产生酶、激素与维生素的比较酶、激素与维生素的比较酶酶激素激素维生素维生素来源来源活细胞产生的有活细胞产生的有机物机物专门的内分泌腺或具专门的内分泌腺或具有内分泌功能的细胞有内分泌功能的细胞主要从食物主要从食物中来中来特性特性高效性高效性高效性高效性高效性高效性化学化学本质本质绝大多数是蛋白绝大多数是蛋白质，极少数是质，极少数是RNA多肽、蛋白质、氨基多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等酸衍生物、脂质等种类多种类多生理生理功能功能催化功能催化功能调节作用调节作用多是酶的辅多是酶的辅助因子助因子纠错笔记纠错笔记酶酶激素激素维生素维生素相互相互关系关系共性共性在生物体内

7、均属于高效能物质，即含量少，作用大，在生物体内均属于高效能物质，即含量少，作用大，生物代谢不可缺少生物代谢不可缺少 麦芽糖酶：麦芽糖酶：归纳：高中阶段学过的酶归纳：高中阶段学过的酶(1)物质代谢中的酶物质代谢中的酶 淀粉酶：淀粉酶：肽酶：肽酶：脂肪酶：脂肪酶：蛋白酶：蛋白酶：(2)遗传变异中的酶遗传变异中的酶解旋酶：解旋酶：DNA/RNA聚合酶：聚合酶：DNA复制或者转录时形成复制或者转录时形成磷酸二脂键磷酸二脂键DNA复制或者转录时解开氢键复制或者转录时解开氢键催化淀粉水解成麦芽糖。催化淀粉水解成麦芽糖。催化麦芽糖水解成葡萄糖催化麦芽糖水解成葡萄糖催化脂肪分解为脂肪酸和甘油催化脂肪分解为脂肪

8、酸和甘油催化蛋白质水解成多肽链催化蛋白质水解成多肽链催化多肽链水解成氨基酸催化多肽链水解成氨基酸(3)生物工程中的酶生物工程中的酶限制性内切酶：限制性内切酶：切割切割DNA中的磷酸二脂键中的磷酸二脂键DNA连接酶连接酶： 两条两条DNA黏性末端之间的缝隙黏性末端之间的缝隙“缝合缝合”，连接磷酸二酯键，连接磷酸二酯键纤维素酶、果胶酶：纤维素酶、果胶酶： 酶解法去壁，获得原生质体酶解法去壁，获得原生质体胰蛋白酶：胰蛋白酶：动物细胞培养中将器官和组织分散动物细胞培养中将器官和组织分散成单个的细胞成单个的细胞 二、具有专一性的物质归纳二、具有专一性的物质归纳 1酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

9、酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割特定的切点上切割DNA分子。分子。 2载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。透过性的基础。 3激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。结合的受体。 4tRNA

10、tRNA有有61种，每种种，每种tRNA只能识别并只能识别并转运一种氨基酸。转运一种氨基酸。 5抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。性结合。三、与酶有关的曲线分析三、与酶有关的曲线分析内内 容容曲曲 线线分分 析析表示酶的高效表示酶的高效性的曲线性的曲线与无机催化剂相比，酶的催与无机催化剂相比，酶的催化效率更高化效率更高、酶只能缩短达酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点变化学反应的平衡点表示酶专一性表示酶专一性(特异性特异性)的曲线的曲线在在A反应物中加入酶反应物中加入酶A，反，反应速度较未加酶时明显加快

11、，应速度较未加酶时明显加快，说明酶说明酶A能够催化该反应。能够催化该反应。在在A反应物中加入酶反应物中加入酶B，反，反应速度与未加酶时相同，说应速度与未加酶时相同，说明酶明酶B不能催化该反应不能催化该反应影影响响酶酶促促反反应应速速率率的的因因素素影影响响酶酶活活性性的的曲曲线线酶的活性一般可用酶促反应酶的活性一般可用酶促反应的速率表示：过酸、过碱、的速率表示：过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，酶经低温处结构未被破坏，酶经低温处理后再升高温度其活性可恢理后再升高温度其活性可恢复复酶的活性亦可用反应物剩余酶的

12、活性亦可用反应物剩余量来表示。其他条件相同的量来表示。其他条件相同的情况下，酶的活性强，则反情况下，酶的活性强，则反应后反应物剩余量少应后反应物剩余量少影影响响酶酶促促反反应应速速率率的的因因素素底物浓底物浓度对酶度对酶促反应促反应的影响的影响在其他条件适宜，酶量一定的在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，此时限制因浓度增加而加快，此时限制因素是底物浓度；当底物浓度达素是底物浓度；当底物浓度达到一定限度时，再增加底物浓到一定限度时，再增加底物浓度，反应速率不再增加，此时度，反应速率不再增加，此时限制因素是酶浓度限制因素是酶浓度酶浓度酶浓度

13、对酶促对酶促反应的反应的影响影响在底物充足，而其他条件适宜在底物充足，而其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。整个过程中限制浓度成正比。整个过程中限制因素是酶浓度因素是酶浓度特别提醒特别提醒混淆酶促反应速率与酶活性混淆酶促反应速率与酶活性(1)(1)温度、温度、pHpH都能影响酶的空间结构，都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。(2)(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的，并与酶的接触而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。不影响酶的活性。D四

14、、与酶相关的实验设计分析四、与酶相关的实验设计分析实验目实验目的的实验组实验组对照组对照组实验组实验组衡量标衡量标准准自变量自变量因变量因变量无关无关变量变量验证某验证某种酶是种酶是蛋白质蛋白质待测酶液待测酶液双缩脲双缩脲试剂试剂已知蛋白已知蛋白液双缩液双缩脲试剂脲试剂是否出是否出现紫色现紫色待测酶待测酶液和已液和已知蛋白知蛋白液液是否出是否出现紫色现紫色验证酶验证酶具有催具有催化作用化作用底物相底物相应酶液应酶液底物等底物等量蒸馏水量蒸馏水底物是底物是否被分否被分解解相应酶相应酶液的有液的有无无底物是底物是否被分否被分解解底物量、底物量、温度等温度等验证酶验证酶的专一的专一性性底物相底物相应

15、酶液应酶液另一底物另一底物相同酶相同酶液或同一液或同一底物另底物另一酶液一酶液底物是底物是否被分否被分解解不同底不同底物或不物或不同酶液同酶液底物是底物是否被分否被分解解酶的数量、酶的数量、温度等温度等探究酶的探究酶的适宜温度适宜温度温度梯度下的同温度梯度下的同一温度处理后的一温度处理后的底物和酶混合底物和酶混合底物的分解底物的分解速率或底物速率或底物的剩余量的剩余量温度温度酶酶的的活活性性底物和酶底物和酶的量、溶的量、溶液温度、液温度、反应时间反应时间等等探究酶的探究酶的最适最适pHpH梯度下的同梯度下的同一一pH处理后的处理后的底物和酶混合底物和酶混合pH探究酶的高效性探究酶的高效性试管号

16、试管号3%过氧化过氧化氢量氢量探究变量探究变量点燃的卫生点燃的卫生香检测香检测结果分析结果分析实验处理实验处理H2O2分解分解速度速度(气泡气泡多少多少)12 mL无助燃性无助燃性H2O2自然分解自然分解缓慢缓慢22 mL90水浴加热水浴加热很少很少有助燃性有助燃性加热能促进加热能促进H2O2分解分解32 mL滴加滴加3.5% FeCl32滴滴较多较多助燃性较强助燃性较强Fe3能催化能催化H2O2分解分解42 mL滴加滴加20%肝脏研肝脏研磨液磨液2滴滴很多很多助燃性更强助燃性更强过氧化氢酶有过氧化氢酶有催化催化H2O2分解分解的作用，且的作用，且效率高效率高(1)(1)实验过程实验过程(2)

17、 变量及对照分析变量及对照分析自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照对照组组实验实验组组(3)(3)结论结论2号号：90水浴水浴 加热加热3号号：加入：加入3.5%FeCl3溶液溶液2滴滴4号号：加入：加入20%肝脏研肝脏研磨液磨液2滴滴H2O2分解分解速率用产速率用产生气泡的生气泡的数目多少数目多少表示表示加入加入H2O2的量；的量；实验室的温度；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨和肝脏研磨液的新鲜程度液的新鲜程度1号号试试管管酶具有酶具有催化作用催化作用，同无机催化剂一样都可，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率加快化学反应速率。 酶具有酶具有高效性高效性，与无机催化剂相比，酶的催化

18、效率更高。，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。2、3、4号号试管试管 实验中，可选择同种底物经不同的酶催化，实验中，可选择同种底物经不同的酶催化，也可选择不同底物经相同的酶催化，如：也可选择不同底物经相同的酶催化，如： 淀粉酶淀粉酶 淀粉淀粉淀粉淀粉 + 淀粉酶淀粉酶+ 蔗糖酶蔗糖酶 蔗糖蔗糖a、当选择第组进行试验时，应该选择、当选择第组进行试验时，应该选择碘液碘液或或斐林试剂斐林试剂来检测反应的情况来检测反应的情况b、当选择第组进行试验时，只能选择、当选择第组进行试验时，只能选择斐林斐林试剂试剂来检测反应的情况，因为使用碘液时来检测反应的情况，因为使用碘液时试试管管中的中的均不变蓝均不变蓝

19、，现象相同，现象相同无法判断无法判断。探究酶的专一性探究酶的专一性序号序号项目项目试管试管121注入可溶性淀粉注入可溶性淀粉2 mL2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液2 mL3注入新鲜淀粉酶溶液注入新鲜淀粉酶溶液2 mL振荡振荡2 mL振荡振荡450温水保温温水保温3 min3 min5加斐林试剂加斐林试剂1 mL振荡振荡1 mL振荡振荡6将试管下部放入将试管下部放入60热热水中水中2 min2 min7观察实验结果观察实验结果有砖红色沉有砖红色沉淀淀无砖红色沉无砖红色沉淀淀结论结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 注意：实验程序中注意：实验程序中2 、

20、 3步一定不能颠倒步一定不能颠倒,因过氧化氢将因过氧化氢将在相同的在相同的PH下分解一部分下分解一部分,失去了对单一变量的严格控失去了对单一变量的严格控制。制。探究探究PH对酶活性的影响对酶活性的影响有关酶的实验设计中的注意事项有关酶的实验设计中的注意事项（1）试剂的使用顺序：）试剂的使用顺序： 实验中一般先将酶保温到相应的温度后再加实验中一般先将酶保温到相应的温度后再加入底物与之混合。因为提前混合酶和底物后入底物与之混合。因为提前混合酶和底物后二者会提前反应，影响实验的准确性。二者会提前反应，影响实验的准确性。（2）检测因变量的方法。）检测因变量的方法。 探究探究温度影响酶活性温度影响酶活性

21、的实验中，温度是的实验中，温度是自变量。所以，自变量。所以，不能选不能选斐林试剂做检测剂斐林试剂做检测剂，因为斐林试剂检测的时候需要加热。，因为斐林试剂检测的时候需要加热。可可选择碘液等不需加热的试剂来检测反应的选择碘液等不需加热的试剂来检测反应的情况。情况。（3）合理的顺序）合理的顺序五、高中阶段学过的酶五、高中阶段学过的酶(1)(1)物质代谢中的酶物质代谢中的酶 淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶。可催化腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶。可催化淀粉水解成麦芽糖。淀粉水解成麦芽糖。 麦芽糖酶：主要有胰腺分泌

22、的胰麦芽糖酶和肠腺麦芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶。可催化麦芽糖水解成葡萄糖。分泌的肠麦芽糖酶。可催化麦芽糖水解成葡萄糖。脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶。可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。需的肠脂肪酶。可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。需要指出的是，脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的要指出的是，脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的胆汁的乳化作用形成脂肪微粒。废弃动植物油脂与胆汁的乳化作用形成脂肪微粒。废弃动植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，需要先把植物油脂分解甲醇等反应生产生物柴油，需要先把植物油脂分解为甘油和脂肪酸，

23、植物油脂的化学本质为脂肪，所为甘油和脂肪酸，植物油脂的化学本质为脂肪，所以也需要脂肪酶水解。以也需要脂肪酶水解。蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。可催化蛋白质水解成多肽链。的胰蛋白酶。可催化蛋白质水解成多肽链。肽酶：由肠腺分泌。可催化多肽链水解成氨基酸。肽酶：由肠腺分泌。可催化多肽链水解成氨基酸。转氨酶：催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程。例转氨酶：催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程。例如人体中的谷丙转氨酶如人体中的谷丙转氨酶(GPT)(GPT)，能够把谷氨酸上的氨，能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸，从而形成丙氨酸和酮戊二酸。谷丙基转移

24、给丙酮酸，从而形成丙氨酸和酮戊二酸。谷丙转氨酶在肝脏中的含量最多，当肝脏发生病变时谷丙转氨酶在肝脏中的含量最多，当肝脏发生病变时谷丙转氨酶就大量释放到血液中。因此临床上常把化验人转氨酶就大量释放到血液中。因此临床上常把化验人体血液中这种酶的含量作为诊断是否患肝炎等疾病的体血液中这种酶的含量作为诊断是否患肝炎等疾病的一项重要指标。一项重要指标。光合作用酶：叶绿体中有参与光合反应形成光合作用酶：叶绿体中有参与光合反应形成ATPATP、NADPHNADPH有关的酶类和与暗反应有关的酶系。有关的酶类和与暗反应有关的酶系。呼吸氧化酶：线粒体中存在呼吸氧化酶：线粒体中存在ATPATP合成酶等催化呼吸合成酶

25、等催化呼吸作用进行的酶。作用进行的酶。ATPATP合成酶、合成酶、ATPATP水解酶水解酶(2)遗传变异中的酶遗传变异中的酶解旋酶：在解旋酶：在DNA复制时，解旋酶可以使复制时，解旋酶可以使DNA分子的分子的两条脱氧核苷酸链中配对的碱基从氢键处断裂，从而两条脱氧核苷酸链中配对的碱基从氢键处断裂，从而使两条螺旋的双链解开。使两条螺旋的双链解开。DNA/RNA聚合酶：分别催化脱氧核苷酸聚合成聚合酶：分别催化脱氧核苷酸聚合成DNA链以及核糖核苷酸聚合成链以及核糖核苷酸聚合成RNA链的反应。链的反应。逆转录酶：催化以逆转录酶：催化以RNA为模板、以脱氧核苷酸为原为模板、以脱氧核苷酸为原料合成料合成DN

26、A的过程。的过程。(3)生物工程中的酶生物工程中的酶限制性内切酶：一种限制性内切酶只能识别一种特限制性内切酶：一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割定的核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割DNA分分子，产生特定的黏性末端。子，产生特定的黏性末端。DNADNA连接酶：将两条连接酶：将两条DNADNA黏性末端之间的缝隙黏性末端之间的缝隙“缝缝合合”起来，连接的是磷酸二酯键，不是碱基对，碱起来，连接的是磷酸二酯键，不是碱基对，碱基对可以依靠氢键连接。基对可以依靠氢键连接。纤维素酶和果胶酶：在植物细胞工程中植物体细纤维素酶和果胶酶：在植物细胞工程中植物体细胞杂交时，需要

27、事先用纤维素酶和果胶酶分解植物胞杂交时，需要事先用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁，从而获得有活力的原生质体，然后细胞的细胞壁，从而获得有活力的原生质体，然后诱导不同植物的原生质体融合。诱导不同植物的原生质体融合。胰蛋白酶：在动物细胞工程的动物细胞培养中，胰蛋白酶：在动物细胞工程的动物细胞培养中，需要用胰蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官需要用胰蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成单个的细胞，然后配制成细胞悬液进和组织分散成单个的细胞，然后配制成细胞悬液进行培养。行培养。蛋白质或蛋白质或RNA温和条件温和条件降低活化能降低活化能A-PPP能量能量细胞质基质细胞质基质 暗暗 A

28、TP 快快 少少 三磷酸腺苷三磷酸腺苷 回归命题本源回归命题本源有氧有氧 甲状腺激素甲状腺激素 肾上腺素肾上腺素 储存储存 释放释放 动态动态 ATP的结构与作用的结构与作用 1、ATP的结构简析的结构简析 (1)组成元素：组成元素： （2 2）简称：）简称： (3)各字母代表的含义：各字母代表的含义： A:A: 腺苷腺苷 ( (腺嘌呤核糖腺嘌呤核糖) )；P:P:磷酸磷酸基团基团: : 高能磷酸键高能磷酸键 (4)结构简式：结构简式：A AP P P(远离腺苷远离腺苷A的那个高能磷酸键容易的那个高能磷酸键容易断裂，也容易形成断裂，也容易形成) 核心突破一：核心突破一：C、H、O、N、P三磷酸

29、腺苷三磷酸腺苷。T: 3个个细胞的能量细胞的能量“通货通货”-ATP2 、功能、功能：细胞代谢所需的能量主要是由细胞内的细胞代谢所需的能量主要是由细胞内的ATP直接提直接提供的，供的，ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。是新陈代谢所需能量的直接来源。 答案答案B六、ATP的结构说出下列图示中说出下列图示中“A”的含义的含义 核心突破二：核心突破二： 1.ATP的再生途径的再生途径植物植物光合作用光合作用(光反应光反应)生理过程生理过程光能光能色素吸收色素吸收传递、转化传递、转化电能电能ADP+Pi酶酶ATP细胞细胞呼吸呼吸有机物有机物氧化分解氧化分解有有02或无或无O2能量能量热能热能散失散失

30、化学能化学能ADP+Pi酶酶ATP动物动物细菌细菌真菌真菌2.ATP的利用的利用ATP在生物体内在生物体内含量少含量少，但转化十分迅速，从，但转化十分迅速，从而使细胞中的而使细胞中的ATP总是处于一种总是处于一种动态平衡动态平衡中中核心突破三核心突破三:ATP与与ADP的相互转化：的相互转化：ATP的合成的合成ATP的水解的水解反应式反应式所需酶所需酶能量来源能量来源能量去路能量去路反应场所反应场所ADPPi能量能量ATPATP ADPPi能能量量ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶光能光能(光合作用光合作用)，化学能，化学能(细细胞呼吸胞呼吸)储存在高能磷酸键中储存在高能磷酸键中的能量的能量

31、储存于形成的高能磷酸键中储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动用于各项生命活动细胞质基质、线粒体、叶细胞质基质、线粒体、叶绿体绿体生物体的需能部位生物体的需能部位不可逆不可逆2、物质是可循环利用的。、物质是可循环利用的。1、ATP的形成需要满足的形成需要满足4个条件：个条件：2种原料（种原料（ADP和和Pi）、能量）、能量和酶。另外合成和酶。另外合成ATP的过程中有水生成的过程中有水生成特别提醒：特别提醒：3.细胞内细胞内ATP与与ADP相互转化的能量供应机制相互转化的能量供应机制,是生物界的共性是生物界的共性 拓展一：拓展一： 高等植物不同部位的细胞结构基本相同，分析其产生ATP过程的差异

32、主要有以下几点： (1)含有叶绿体的细胞可通过光合作用、细胞呼吸产生ATP。但是，在无光的条件下，只能通过细胞呼吸产生ATP。 (2)不含叶绿体的细胞通过细胞呼吸产生不含叶绿体的细胞通过细胞呼吸产生ATP。在氧气充。在氧气充足时通过有氧呼吸；在氧气相对不足时，有氧呼吸和无足时通过有氧呼吸；在氧气相对不足时，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行；在无氧时，暂时通过无氧呼吸产生氧呼吸同时进行；在无氧时，暂时通过无氧呼吸产生ATP，长时间无氧呼吸，将产生大量的酒精或乳酸，使，长时间无氧呼吸，将产生大量的酒精或乳酸，使细胞中毒死亡。细胞中毒死亡。ATP的合成与的合成与ATP的水解不是可逆反应的原因分的水解不是可

33、逆反应的原因分析析项项 目目ATP的合成的合成ATP的水解的水解反应条件反应条件不同不同是一种是一种_，催化该反应的酶属合催化该反应的酶属合成酶成酶属属_，催催化该反应的酶属水解化该反应的酶属水解酶酶能量来源能量来源不同不同能量来源主要是能量来源主要是_和和有机物有机物分解释放的化学能分解释放的化学能释放的能量是储存在释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学高能磷酸键中的化学能能反应场所反应场所不同不同细胞质基质、细胞质基质、_和和叶绿体叶绿体生活细胞的需要能量生活细胞的需要能量的部位的部位合成反应合成反应水解反应水解反应太阳光能太阳光能线粒体线粒体七、七、ATP和和ADP的转化的转化注意：注意：

34、对对ATPATP认识的几个误区认识的几个误区 误认为误认为ATPATP等同于能量：等同于能量：ATPATP是一种高能磷酸化合是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为物，其分子式可以简写为APAPP PP P，高能磷酸，高能磷酸键水解时能够释放出高达键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol30.54 kJ/mol的能量，的能量，所以所以ATPATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。同起来。(1)(1)误认为误认为ATPATP转化为转化为ADPADP不消耗水：不消耗水：ATPATP转化为转化为ADPADP又又称称“ATP“ATP的水解反应的水解反

35、应”，这一过程需，这一过程需ATPATP酶的催化，酶的催化，同时也需要消耗水。凡是有机物同时也需要消耗水。凡是有机物( (如蛋白质、脂肪、如蛋白质、脂肪、淀粉等淀粉等) )的水解都需要消耗水。的水解都需要消耗水。ATPATP与与ADPADP相互转化的场所及对应的生理过程相互转化的场所及对应的生理过程细胞结构细胞结构ADPATPATPADP主要的生理功能举例主要的生理功能举例细胞膜上细胞膜上的载体的载体物质的主动运输物质的主动运输细胞质细胞质基质基质细胞呼吸第一阶段；许多生化反细胞呼吸第一阶段；许多生化反应进行的场所应进行的场所叶绿体叶绿体光反应产生光反应产生ATP，暗反应消耗，暗反应消耗ATP

36、线粒体线粒体有氧呼吸第二、三阶段可产生有氧呼吸第二、三阶段可产生ATP；自身；自身DNA复制等复制等核糖体核糖体氨基酸合成蛋白质时要消耗氨基酸合成蛋白质时要消耗ATP高尔基体高尔基体植物细胞壁的形成，动物细胞分植物细胞壁的形成，动物细胞分泌物的分泌泌物的分泌内质网内质网有机物的合成、运输有机物的合成、运输细胞核细胞核DNA的复制、转录的复制、转录光合作用与呼吸作用的光合作用与呼吸作用的基础知识基础知识回扣回扣影响光合和呼吸作用的因素及相关影响光合和呼吸作用的因素及相关曲线曲线分析分析光合作用与呼吸作用的光合作用与呼吸作用的实验实验小专题小专题2 2光合作用和呼吸作用光合作用和呼吸作用56一、光

37、合作用的一、光合作用的基础知识基础知识问：问：1、改变实、改变实验条件验条件,分析分析C3、C5、ADP、ATP、H、的含量变、的含量变化化2、ATP和和ADP的的转移方向和含量转移方向和含量3、影响因素、影响因素5758呼吸作用的呼吸作用的基础知识基础知识 问：问： 1. 为什么酵为什么酵母菌无氧呼吸产生酒母菌无氧呼吸产生酒精，而乳酸菌无氧呼精，而乳酸菌无氧呼吸产生乳酸吸产生乳酸? 直接原因是什么直接原因是什么? 根本原因是什么根本原因是什么? 2.同样是马铃薯植株，同样是马铃薯植株，其块茎细胞无氧呼吸其块茎细胞无氧呼吸产物为乳酸，而其他产物为乳酸，而其他器官无氧呼吸产物却器官无氧呼吸产物却

38、是酒精，这又是什么是酒精，这又是什么原因原因? 直接原因是什么直接原因是什么? 根本原因是什么根本原因是什么?基因不同基因不同基因选择性表达基因选择性表达光合速率光照强度CO2的吸收量光照强度CO2浓度 CO2的吸收量呼吸速率温度CO2释放量氧浓度时间CO2的吸收量呼吸速率CO2浓度 光合速率温度二、二、光合作用与呼吸作用的曲线光合作用与呼吸作用的曲线分析分析叶面积指数物质的量61光照强度ABC光补偿点CO2释放速率CO2吸收速率o纵坐标的值实指净光合速率A点对应的纵坐标的绝对值实指呼吸速率光饱和点最大净光合速率呼吸速率最大光合速率其大小主要受温度影响63光照强度ABCCO2吸收速率o纵坐标的

39、值实指净光合速率A点对应的纵坐标的绝对值实指呼吸速率最大净光合速率呼吸速率最大光合速率其大小主要受温度影响S1S2S3呼吸消耗(有机物)量 =(有机物)储存量 =(有机物)制造量 =S1 + S2S3 - S1S3 + S2“总光合量”与 “净光合量”的比较项目总光合量净光合量有机物O2量CO2量植物或叶片、叶绿体 植物或叶片 量；收获植物所得的有机物量，一段时间内干物质增加量植物体或叶片 量植物体或叶片 量；植物所处外界环境中氧气的 量植物体或叶片 或 量；叶绿体 量植物体或叶片从外界 量；植物所处外界环境中二氧化碳的 量产生或制造量积累产生或制造叶绿体释放量释放增加固定同化吸收吸收 减少

40、为研究不同光照强度下水稻的光合作用进行如下为研究不同光照强度下水稻的光合作用进行如下实验：实验：用用100 W100 W的灯泡作为光源。先将灯泡置于距装置的灯泡作为光源。先将灯泡置于距装置2020厘米处，厘米处，1515分钟后观察并记录液滴的读数分钟后观察并记录液滴的读数 加大灯泡与装置间距离，过加大灯泡与装置间距离，过1515分钟再观察记录分钟再观察记录 连续重复步骤连续重复步骤 1 1、图中处于光补偿点的是、图中处于光补偿点的是_2 2、E E点的含义点的含义_C光合作用产生的光合作用产生的O2被呼吸作用消被呼吸作用消耗到和实验开始时耗到和实验开始时O2量相同量相同1、曲线的各点含义及形成

41、原因分析a点：温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少；b点：太阳出来，开始进行光合作用；bc段：光合作用小于呼吸作用；c点：光合作用等于呼吸作用；ce段：光合作用大于呼吸作用；d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象；e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用；ef段：光合作用小于呼吸作用；fg段；太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。 2有关有机物情况的分析(见图2) (1)(1)积累有机物时间段：积累有机物时间段：cece段；段；(2)(2)制造有机物时间段：制造有机物时间段：bfbf段；段；(3)(3)消耗有机物时间段：消耗有机物时间段：ogog段；段；(4)(4)一天中有机物积累

42、最多的时间点：一天中有机物积累最多的时间点：e e点；点；(5)(5)一昼夜有机物的积累量表示：一昼夜有机物的积累量表示：S SP PS SM MS SN N。3在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图(见图3) (1)如果如果N点低于点低于M点，说明经过一昼夜，植物点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加；体内的有机物总量增加；(2)如果如果N点高于点高于M点，说明经过一昼夜，植物点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；体内的有机物总量减少；(3)如果如果N点等于点等于M点，说明经过一昼夜，植物点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；体内的有机物总量不变；(4)CO2

43、含含 量最高点为量最高点为c点，点，CO2含量最低点为含量最低点为e点。点。 4在相对密闭的环境下，一昼夜O2含量的变化曲线图5用线粒体和叶绿体表示两者关系 6植物叶片细胞内三碳化合物含量变化曲线图(见图7)AB时间段：夜晚无光，叶绿体中不产生ATP和NADPH，三碳化合物不能被还原，含量较高。BC时间段：随着光照逐渐增强，叶绿体中产生ATP和NADPH逐渐增加，三碳化合物不断被还原，含量逐渐降低。CD时间段：由于发生“午休”现象，部分气孔关闭，CO2进入减少，三碳化合物合成减少，含量最低。DE时间段：关闭的气孔逐渐张开，CO2进入增加，三碳化合物合成增加，含量增加。EF时间段：随着光照逐渐减

44、弱，叶绿体中产生ATP和NADPH逐渐减少，三碳化合物被还消耗的越来越少，含量逐渐增加。FG时间段：夜晚无光，叶绿体中不产生ATP和NADPH，三碳化合物不能被还原，含量较高。7植物叶片细胞内五碳化合物含量变化曲线图(见图8) 三、三、光合作用与呼吸作用的光合作用与呼吸作用的实验实验下面的装置，可以用做哪些实验探究？下面的装置，可以用做哪些实验探究？80、下图是探究酵母菌的呼吸类型实验装置NaOH溶液酵母菌培养液甲清水酵母菌培养液乙序序号号装置中装置中红色红色液滴的移动现象液滴的移动现象装置甲装置甲装置乙装置乙结论只进行有氧呼吸只进行无氧呼吸有氧呼吸、无氧呼吸都进行不移动不移动向左移向左移向右

45、移向右移思考: 如果将酵母菌改为乳酸菌,怎样才说明它只进行无氧呼吸?81、下图是探究酵母菌的呼吸类型实验装置NaOH溶液酵母菌培养液甲清水酵母菌培养液乙序序号号装置中装置中红色红色液滴的移动现象液滴的移动现象装置甲装置甲装置乙装置乙结论只进行有氧呼吸只进行无氧呼吸有氧呼吸、无氧呼吸都进行不移动不移动向左移向左移向右移向右移思考2:如果甲向左移距离为a,乙向右移距离为b,怎样计算呼吸熵?82、下图是探究酵母菌的呼吸类型实验装置NaOH溶液酵母菌培养液甲清水酵母菌培养液乙思考2:如果甲向左移距离为a,乙向右移距离为b,怎样计算呼吸商?追问：a代表值；b代表值为使测得的a、b值更精确，还应再设置一对

46、照装置。应怎样设置？设置的目的是什么？若要测定已长出一片真叶幼苗的呼吸商，则应将该装置置于何种条件下？为什么？消耗氧的体积消耗氧与释放二氧化碳的体积之差83?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯绿色植株NaHCO3缓冲液装置思考：思考：NaHCO3缓冲液的作用？缓冲液的作用？着色液的移动方向，移动数值代表什么？着色液的移动方向，移动数值代表什么？怎样排除物理误差？怎样排除物理误差？持续提供持续提供CO2,CO2,保持空间保持空间CO2CO2浓度相对稳定浓度相对稳定植株植株光合作用光合作用O2O2的释放量的释放量与与呼吸作用呼吸作用O2O2的消耗量的消耗量的差值的差值. .?活塞着色液刻度管橡

47、皮塞无色玻璃容器烧杯死植株装置NaHCO3缓冲液1 1. .气体体积变化法气体体积变化法测光合作用测光合作用O2O2产产生生2 2. .“半叶法半叶法”测光合作用有机物的测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物生产量，即单位时间、单位叶面积干物质的积累数质的积累数3.3.黑白瓶法黑白瓶法测溶氧量的变化测溶氧量的变化4.4.小叶片上浮法小叶片上浮法定性比较光合作用定性比较光合作用强度的大小强度的大小测定光合速率的方法测定光合速率的方法采用采用“半叶法半叶法”对叶片的光合作用强度进行测对叶片的光合作用强度进行测定，其原理是，将对称叶片的一部分（定，其原理是，将对称叶片的一部分（A A）

48、遮光，）遮光，另一部分（另一部分（B B）不作处理，并用适当方法阻止两）不作处理，并用适当方法阻止两部分的物质转移。在适宜光照下照射部分的物质转移。在适宜光照下照射6 6小时后，小时后，在在A A、B B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为称重，分别记为M MA A、M MB B获得相应数据，则可计获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/dmmg/dm2 2h h。 、请设计一张表格用于记录实验数据、请设计一张表格用于记录实验数据（假设实验选定（假设实验选定3 3片叶）。片叶）。 、若、若M= MM= MB B M MA A ，则，则M M表示表示_。2 2、半叶法：测定有机物的生产量、半叶法：测定有机物的生产量叶片编号MBMA123M M表示表示B B叶片被截取部分在叶片被截取部分在6 6小时内光合作小时内光合作用合成有机物总量用合成有机物总量平均值在叶柄基部作环剥处理在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输仅限制