生物必修一第五章细胞的能量供应和利用

生物必修一第五章细胞的能量供应和利用第一页，共五十七页，编辑于2023年，星期日一、细胞代谢1.概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学

反应，统称为细胞代谢。3.意义：是细胞生命活动的基础2.主要场所：细胞质基质第二页，共五十七页，编辑于2023年，星期日.实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理

H2O2

在水浴加热、FeCl3溶液中的

Fe3+和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。二、酶在细胞代谢中的作用2H2O2

→2H2O+O21.常温

2.加热

3.FeCl3

4.加肝脏研磨液第三页，共五十七页，编辑于2023年，星期日

①对照原则:设计对照实验,一般既要设置对照组又 要设置实验组。②单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变 量发生变化外,其他变量都应保持相同。实验设计原则:③等量第四页，共五十七页，编辑于2023年，星期日步骤试管编号

说明1234

一H2O2浓度

剂量二

剂量结果气泡产生卫生香燃烧结论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第五页，共五十七页，编辑于2023年，星期日步骤试管编号

说明1234

一H2O2浓度

剂量二

剂量结果气泡产生卫生香燃烧结论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实验对照组实验组第六页，共五十七页，编辑于2023年，星期日反应物产物………………活化能反应进程能量催化剂在化学反应中的作用..…………

无机催化剂……..

加热

酶活化能：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。第七页，共五十七页，编辑于2023年，星期日

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在细胞代谢中的作用第八页，共五十七页，编辑于2023年，星期日酶的本质酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。其中绝大多数酶是蛋白质少数是RNA。酶的来源酶的作用酶的化学成分降低活化能酶是活细胞产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？酶在细胞内外都能发挥作用什么是酶？第九页，共五十七页，编辑于2023年，星期日第2节细胞的能量“通货”－ATP第十页，共五十七页，编辑于2023年，星期日一、ATP分子结构特点（具有高能磷酸键）ATP---三磷酸腺苷

ATP的结构核糖PPP~~腺嘌呤腺苷A—腺苷T—三个（Tri）P—磷酸基团～

—高能磷酸键高能磷酸键三磷酸腺苷与腺嘌呤核苷酸(RNA)的区别：P核糖腺嘌呤ATP是活细胞内的一种高能磷酸化合物.第十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期日ATP的水解过程A–P～P～PPiA–P～P能量ATP

ADP+Pi+能量ATP（水解）酶——为生命活动提供能量

—为生命活动提供能量二、ATP与ADP可以相互转化第十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期日ATP合成酶ADP+PiATP能量+ATP

ADP+Pi+能量ATP（水解）酶

—各项需能的生命活动↓？ATP在细胞内的含量很少，但为什么我们的各项活动能时刻顺利地进行呢？第十三页，共五十七页，编辑于2023年，星期日1、从反应条件上看：2、从能量上看：3、从ATP的合成和分解场所上看：反应条件不同。能量来源不同。为什么说这不是一个可逆反应？可逆反应的特点：正逆反应都在同一条件下进行．场所不同，合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。第十四页，共五十七页，编辑于2023年，星期日能源来源直接能源来源主要能源物质来源生物体内重要储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终能源来源ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能有关能源物质的回顾与小结：第十五页，共五十七页，编辑于2023年，星期日第5章细胞的能量供应和利用第3节ATP的主要来源——细胞呼吸第一课时第十六页，共五十七页，编辑于2023年，星期日实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）、实验原理

1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行 有氧呼吸产生水和CO2

，无氧呼吸产生酒精 和CO2

。

2、CO2的检测方法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

3、酒精的检测橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生 反应，变成灰绿色。

酵母菌是单细胞真核生物,生长周期短，增殖速度快可以用酵母菌作为实验材料研究第十七页，共五十七页，编辑于2023年，星期日（作用：吸收CO2）有氧呼吸（A）无氧呼吸（B）2、实验装置第十八页，共五十七页，编辑于2023年，星期日１）、鉴定有无二氧化碳产生：（二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊）也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

溴麝香草酚蓝水溶液3、观测、记录第十九页，共五十七页，编辑于2023年，星期日2.用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精溶有重铬酸钾的浓硫酸+A装置的酵母菌滤液+B装置的酵母菌滤液（灰绿色）（不变灰绿色）

橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．第二十页，共五十七页，编辑于2023年，星期日条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧A无氧B变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色四.分析实验现象，得出结论①酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸生酒精和少量的二氧化碳。结论：酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生了大量的CO2和H2O；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。

第二十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期日第3节ATP的主要来源—细胞呼吸第二十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期日有氧呼吸过程线粒体细胞质基质C6H12O6

酶少量能量4[H]2丙酮酸(C3H4O3)第一阶段（细胞质基质）酶6H2O6CO2

少量能量20[H]6O2

6O2

大量能量酶12H2O第二阶段:（线粒体基质）第三阶段:（线粒体内膜）6H2O第二十三页，共五十七页，编辑于2023年，星期日有氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量[H]、O2线粒体基质丙酮酸、H2O[H]、CO2少量线粒体内膜H2O大量第二十四页，共五十七页，编辑于2023年，星期日2.有氧呼吸的过程场所：线粒体内膜[H]的氧化酶12H2O+能量③24[H]+6O2（大量）场所：线粒体基质场所：细胞质基质酶葡萄糖的初步分解C6H12O6+4[H]+能量①（少量）2CH3COCOOH酶丙酮酸彻底分解6CO2+20[H]+能量②2CH3COCOOH+6H2O（少量）第二十五页，共五十七页，编辑于2023年，星期日H2O→[H]→H2O

O2

→H2OC6H12O6→丙酮酸→CO2丙酮酸→[H]→H2O[H]→H2OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O26CO2+12H2*O+能量酶C：H：O：C、H、O的来龙去脉：C6H12O6→丙酮酸H2OCO2有氧呼吸总公式第二十六页，共五十七页，编辑于2023年，星期日C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量

能量（2870kJ）1161kJ其余以热能形式散失ATP酶1moL有氧呼吸中的能量变化以上反应式中的能量能否写成ATP

？用于各项生命活动不能，？？？？？？能量的利用率：1161/2870×100％=40％第二十七页，共五十七页，编辑于2023年，星期日C6H12O64[H]2C2H5OH+2CO2酶酶2C3H6O32丙酮酸酶少量能量第一阶段(细胞质基质)第二阶段(细胞质基质)无氧呼吸的过程乳酸酒精不彻底的氧化分解（反应中间物）举例：乳酸菌、人、高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根举例：酵母菌、水稻在水淹情况下、苹果等硕大果实的深部组织细胞等第二十八页，共五十七页，编辑于2023年，星期日四.无氧呼吸和有氧呼吸异同点

类型项目有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所是否需要氧气分解后的产物释放能量相同点实质上过程上细胞质基质线粒体细胞质基质需要不需要二氧化碳和水二氧化碳、酒精或乳酸较多较少都是氧化分解有机物，释放能量从葡萄糖到丙酮酸阶段完全相同第二十九页，共五十七页，编辑于2023年，星期日C6H12O6酶2C3H6O3+196.65KJ61.08KJC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+2870KJ1161KJ38molATP2mol

ATP19︰1

能量比较：1mol葡萄糖在有氧和无氧条件下分解释放的能量比较第三十页，共五十七页，编辑于2023年，星期日植物最适25-30℃温度呼吸速率应用：贮存水果时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间2.自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。

五、影响呼吸作用的外界因素1.温度：温度通过影响酶的活性来影响呼吸速率。第三十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期日3.O2的浓度：①在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。②O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。4.CO2浓度过大抑制呼吸作用的进行第三十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期日O2：贮藏水果时下降到____最有利贮藏。CO2：增加CO2浓度，有良好的保鲜效果。CO2释放O2吸收O2浓度气体交换相对值abcd0a点利用N2或CO2调节O2的浓度第三十三页，共五十七页，编辑于2023年，星期日应用：3、贮藏种子，必须降低含水量2、贮藏蔬菜和水果，适当降低温度和氧气浓度，增加CO2的浓度1、中耕松土，保证根的正常呼吸作用，促进矿质元素的吸收六.细胞呼吸原理的应用呼吸作用在农业生产中的应用4、把植物体下部变黄的枝叶去掉，减少养分的消耗，使有机物向人们需要的器官积累第三十四页，共五十七页，编辑于2023年，星期日捕获光能的色素和结构第三十五页，共五十七页，编辑于2023年，星期日基粒：囊状结构的薄膜是绿色的。叶绿体的结构一、光合作用的完整单位——叶绿体第三十六页，共五十七页，编辑于2023年，星期日类囊体基粒捕获光能的色素分布在？叶绿体类囊体的薄膜上第三十七页，共五十七页，编辑于2023年，星期日（一）.实验原理：1.

绿叶中的色素能溶解在有机溶剂(乙醇.丙酮）中。（溶解法）2.绿叶中的色素在层析液中溶解度不同。（纸层析法）二.绿叶中的色素提取和分离溶解度大，扩散速度快溶解度小，扩散速度慢第三十八页，共五十七页，编辑于2023年，星期日1.提取色素：（溶解法）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（二）.方法步骤：2.分离色素（纸层析法）准备滤纸条时要求：细.直而齐、重复2—3次第三十九页，共五十七页，编辑于2023年，星期日叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）扩散速度含量溶解度最快较快较慢最慢最少较少最多较多最高较高较低最低叶绿素由C、H、O、N、Mg构成第四十页，共五十七页，编辑于2023年，星期日1、、碳酸钙在实验中起什么作用？

2、加入无水乙醇的作用是什么？

3、为什么要迅速研磨？

4、为什么必须及时用棉塞塞紧试管口？

二氧化硅：研磨充分碳酸钙：防止色素被破坏叶绿体中色素能够溶解在无水乙醇中（色素提取的原理）防止无水乙醇挥发防止无水乙醇挥发不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素随层析液在滤纸条上的扩散速度快（色素分离的原理）问题：5、为什么色素会在滤纸条上分离？第四十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期日保证层析液同步到达滤液细线保证滤液细线上的色素可以同时向上扩散，避免色素带重叠保证更多的色素转移至细线处防止色素溶解在层析液中防止层析液挥发6、为什么将干燥的滤纸的一端剪去二个角？7、为什么滤液细线越细、越直越好？8、为什么画滤液细线需要重复2-3次？9、为什么滤液细线不能触及层析液？10、为什么烧杯要盖培养皿？第四十二页，共五十七页，编辑于2023年，星期日叶绿素中的吸收光谱0400500600700nm50100叶绿素b叶绿素a紫外光红外光

叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光。

叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。三、色素的作用第四十三页，共五十七页，编辑于2023年，星期日年代科学家结论1664海尔蒙特水分是植物建造自身的原料1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下只有绿叶才可以更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2第四十四页，共五十七页，编辑于2023年，星期日色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用总过程：第四十五页，共五十七页，编辑于2023年，星期日

联系比较光反应、暗反应光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶不需光、酶、[H]、ATP叶绿体类囊体膜叶绿体基质中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的还原

ATP中活跃化学能光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。

CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体第四十六页，共五十七页，编辑于2023年，星期日光反应H2O→2[H]+1/2O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：ATP的合成

：暗反应CO2的还原：

2C3+[H](CH2O)+C5酶ATPCO2的固定：

：CO2+C5→2C3总结：酶第四十七页，共五十七页，编辑于2023年，星期日原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）第四十八页，共五十七页，编辑于2023年，星期日

请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？[H]

↓

ATP↓还原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定还原供氢供能ATP第四十九页，共五十七页，编辑于2023年，星期日(1)环境因素影响光合速率

CO2+2H2O*光能叶绿体(CH2O)+H2O+O2*原料条件产物怎样才能提高光合速率？光合速率(光合强度)指一定量植物在单位时间内进行多少光合作用(可用O2吸收量或CO2释放量表示)。CO2浓度

水分

光照

矿质元素

温度光合作用原理的应用第五十页，共五十七页，编辑于2023年，星期日光强度AB（光补偿点）（光饱和点）CO2的吸收量CO2的释放量温度，CO2

一般情况下，光强度达到B点后，限制光合速率的主要原因有哪些？(1)影响光合速率的因素（光强度）第五十一页，共五十七页，编辑于2023年，星期日