高中生物必修1第五章课件

第5章

细胞的能量供应和利用第1节

降低化学反应活化能的酶

一

酶的作用和本质

二

酶的特性

第2节

细胞的能量“通货”──ATP

第3节

ATP的主要来源──细胞呼吸

第4节

能量之源──光与光合作用

一

捕获光能的色素和结构

二

光合作用的原理和应用

降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质一、酶的作用和本质1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢,是生物生命活动的基础。2.酶在代谢中的作用

酶在细胞代谢中的作用

正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。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酶的作用：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。降低活化能酶在细胞代谢中的作用2H2O2→2H2O+O21.常温下反应2.加热3.Fe3+做催化剂4.过氧化氢酶猪肝研磨液加入试管直接观察酒精灯加热滴加FeCl3溶液比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件自变量因变量无关变量对照组实验组对照实验第一节降低化学反应活化能的酶一酶的特性酶活性：1.酶对化学反应的催化效率最适的温度和PH条件下，酶的活性最高2.不同的酶具有不同的最适的温度和最适PH3.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。

（不可逆）4.低温，不破坏酶的空间结构，只是降低酶的活性。（可恢复）

总结:

1.产生部位和作用部位：所有的活细胞细胞内、细胞外、体外2.作用：催化作用,降低活化能

3.本质:有机物（绝大多数是蛋白质、少数是RNA）4.同无机催化剂一样，只改变反应速率，不能改变反应方向和终产物的浓度，在化学反应前后本身不发生改变。第二节细胞的能量“通货”—ATP

改善肌体代谢，又是体内能量的主要来源。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并有抗癌作用，可望成为抑癌剂。功能:ATP分子中具有高能磷酸键A—P~P~P～高能磷酸键:30.54KJ/molATP是细胞内的一种高能磷酸化合物+A-P~PA-P~PP~PATPADPPi(磷酸)能量+酶ATP与ADP的相互转化动物和人绿色植物呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi能量ATP酶ADP转化成ATP时所需能量的主要来源物质可循环利用能量是不可循环利用反应不可逆ATP酶ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量酶ATP动动脑上面两个反应式可逆的吗？2.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kJ的能量。计算：1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是1分子ATP水解所释放能量的多少倍？1.ATP的结构式可以简写成（）

A.A-P-P～PB.A-P～P～PC.A～P～P-PD.A～P～P～PB（94）巩固练习第5章细胞的能量供应和利用第3节ATP的主要来源——细胞呼吸

有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的总过程。细胞呼吸的概念：又叫生物氧化。实质：氧化分解有机物,释放能量。一、有氧细胞呼吸的过程示意图有氧呼吸的三个阶段葡萄糖的分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+2ATP（丙酮酸）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+2ATP

场所：线粒体基质②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+

34ATP场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O①主要场所：线粒体②能量(2870kJ/mol)去向：大部分以热能形式散失另一部分转移到ATP中③总反应式：④有氧呼吸概念：细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量＋酶有氧呼吸小结(1709kJ/mol,约60%)(1161kJ/mol,约40%)氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解许多ATP38个ATP定义：葡萄糖丙酮酸无O2过程：酒精+CO2+少量能量酶（大部分高等植物、酵母菌）乳酸+少量能量酶（马铃薯块茎、甜菜的块根、玉米胚、动物、乳酸菌）二、无氧呼吸

场所：

细胞质基质无氧呼吸总反应式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵:微生物的呼吸作用如:酒精发酵、乳酸发酵、有氧呼吸

无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点相同点场所条件产物能量联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需氧、酶不需氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量释放少量能量第一阶段完全相同分解有机物，释放能量知识总结呼吸作用的概念呼吸作用类型有氧呼吸无氧呼吸呼吸作用葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解[H]的氧化丙酮酸不彻底分解乳酸发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解VS1.场所3.物质变化4.能量变化2.条件1.为生物体的生命活动提供能量。四、呼吸作用的意义：2.为其他化合物的合成提供原料。

影响细胞呼吸的因素及应用影响呼吸作用的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等，其中主要是温度。(1)温度(主要因素)呼吸作用在最适温度(25~35℃)时最强

生产上在低温下储存蔬菜、水果。大棚蔬菜,夜间适当降温，抑制呼吸作用。(2)氧气浓度

蔬菜水果的保质、保鲜，一般采用低氧(5%)保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。无土栽培时向培养液中通入空气，中耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。

(3)二氧化碳浓度密闭的地窖便于保存蔬菜水果:氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用。

(4)含水量自由水含量增加，代谢加强，呼吸作用加强，有机物消耗大,不利于种子的贮藏。3.在有氧呼吸过程中,氧气的作用是——————————————————————4.生物的细胞呼吸可分为——————和———————两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过——————呼吸提供，其能源物质主要是————。与氢结合生成水，释放能量。有氧呼吸无氧呼吸有氧葡萄糖1.葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在——————2.人在剧烈运动时,骨骼肌处于暂时缺氧状态，可以通过无氧呼吸获取能量,此时葡萄糖被分解为——————线粒体乳酸课堂练习5.生物的生命活动所需要的能量主要来自：Ａ.糖类的氧化分解Ｂ.脂类的氧化分解Ｃ.蛋白质的氧化分解Ｄ.核酸的氧化分解6.人体进行有氧呼吸的主要场所是Ａ.肺细胞Ｂ.内环境Ｃ.线粒体Ｄ.细胞质基质AC7.与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是Ａ.分解有机物Ｂ.释放能量Ｃ.需要酶催化Ｄ.有机物分解不彻底8.新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是A.呼吸作用减弱B.呼吸作用加强C.光合作用减弱D.促进了物质的分解DA5.种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是A.根细胞吸收水分过多B.营养缺乏C.光合作用强度不够D.细胞有氧呼吸受阻10.同样消耗１mol的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的A.20倍B.19倍C.６倍多D.12.7个百分点DB第三节光合作用一捕获光能的色素和结构

第5章细胞的能量供应和利用

(一)实验：绿叶中色素的提取和分离1.实验原理：①色素提取的原理：绿叶中的色素都是有机物，能溶解在

中,从而分离出来。无水乙醇等有机溶剂

②色素分离的原理：不同的色素在层析液中的溶解度不同，

的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。因而，不同的色素会形成不同的色素带。

2.实验过程：提取色素→制备滤纸条→画滤液细线→

→观察结果溶解度高分离色素3.分离方法：

。无水乙醇二氧化硅、碳酸钙溶剂挥发剪去两角平整、不重叠重复画2～3次叶绿体中色素的种类：叶绿素a(蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）叶绿素（3/4）类胡萝卜素（1/4）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）功能：吸收、传递和转化光能1.为什么树叶一般都呈绿色？

叶绿素占叶绿体色素的3/4，叶绿素对绿光吸收量少，绿光被反射出来，叶绿体呈现绿色。2.秋天为什么叶子会变黄？叶绿素解体。问题2.不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光。海水的浅层的绿藻吸收红光和蓝紫光较多，反射出绿光；海水深层的红藻吸收蓝紫光和绿光较多，反射出了红光；褐藻反射出黄色的光。

A组:B组:1771年,(英)普里斯特利的实验这个实验证明:

氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所2.第二组向同种绿色植物提供H218O和CO21.第一组向绿色植物提供C18O2和

H2O。C18O2+H2O

CO2+H218O光照光照O2

证明：光合作用释放的O2全部来自于H2O1930年，(美)鲁宾和卡门用同位素标记法研究光合作用:18O2四、影响光合作用的因素植物自身因素环境因素对光合作用的影响1）光照2）温度3）二氧化碳浓度4）水分5）矿质元素根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物异养生物光能自养生物化能自养生物（绿色植物）（硝化细菌等）总反应反应式:6CO2+12H2O叶绿体光能C6H12O6+6H2O+6O2光合作用的实质:1.物质转化：无机物有机物2.能量转化：光能有机物中的化学能光合作用的意义:1.生物界中有机物的来源3.调节大气中氧气和二氧化碳的含量2.生物生命活动能量的最终来源一、场所-----叶绿体叶绿体中色素的种类、颜色及作用二、光合作用的过程1.光反应水的光解ATP的合成2.暗反应二氧化碳的固定二氧化碳的还原四、光合作用的实质1.物质的转化2.能量的转化五、光合作用的意义与应用三、光合作用的概念和总反应式光合作用思考：暗反应为什么称之为“暗”反应？暗反应在光下能不能进行？H2

O光2[H]+1/2O2酶ADP+Pi+能量ATP光反应水的光解：ATP的形成：光合作用酶2C3CO2+C5[H]ATP酶C6H12O62C3暗反应CO2的固定：CO2的还原：光反应为暗反应提供[H]和ATP类囊体的薄膜叶绿体的基质中光叶绿体色素酶许多酶，不受光限制水转变成[H]和氧气；生成ATPCO2转变为C3,经CO2的还原为有机物光能转化为ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定化学能【总结】光反应与暗反应的区别与联系

上图是在盛夏的某一晴天