细胞的能量供应和利用,第1讲 酶,细胞生命活动的基础,（二）活化能：,分子从常态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。,酶是由活细胞产生的，但是哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核、DNA、核糖体等，因此不能合成酶，红细胞中的酶是红细胞在未成熟的时候合成的，所以通常说“一般情况下，活细胞都能合成酶”。,催化作用是酶唯一的功能，酶不具有其他功能。但酶可以作为其他反应的原料，但这不是在执行其就应有的功能。,所有的活细胞都能产生酶？,酶具有催化功能和提供能量等多种功能？,酶能为化学反应提供活化能？,酶只能在细胞内发挥作用？,酶在发挥作用时，不仅仅是在细胞内，在细胞外、甚至是体外，只要条件适宜，均可发挥作用。,酶不能为化学反应提供活化能，只能降低活化能； 使用加热的方法不能降低活化能，但能提供活化能。,此外，和无机催化剂一样，酶能改变反应速率，能缩短达到平衡的时间但不改变反应的平衡点；并且酶在反应前后的质量和性质都不发生改变。,（三）探究实验,1、如何验证酶的本质是蛋白质,蛋白质与双缩脲试剂反应生成紫色物质,（1）实验原理：,（3）结果分析,2、探究实验,（1）确定观察指标,一般选择容易观察的实验现象或易被检测的物质,不同组别中无关变量应相同，并且处于最适条件下,用于对比的实验对象组,（4）探究实验设计原则,三、酶的特性,注意：酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间, 不改变化学反应的平衡点。,（三）多样性,酶具有专一性，决定酶又具有多样性,四、影响酶活性的条件,酶对化学反应的催化效率（或者说酶催化化学反应的能力）。,可用一定条件下酶催化某一化学反应的速率来表示。,（二）影响酶活性的因素,结论：,在最适温度下，酶的活性最强；低于最适温度，随温度升高，酶活性逐渐增强；高于最适温度，随温度升高，酶活性逐渐减弱。,注意事项：,不宜用H2O2作底物探究温度对酶活性的影响，因为H2O2的分解本身易受温度的影响。,同一温度下的底物和酶必须先分别保温，然后混合，再保温一段时间，避免混合以后温度变化过程中的反应对实验结果的影响。 （顺序：分别保温 混合 再保温，顺序不能颠倒）,探究温度对酶活性影响时，不能用斐林试剂检测，因为斐林试剂检测时需要加热，加热会影响有些化学反应。,1、探究温度对酶活性影响时，能否将底物与酶混合均匀以后再在对应温度下保温？,2、能否以H2O2作底物探究温度对酶活性的影响？,3、探究淀粉酶的最适温度时，能否用斐林试剂检测反应速率？,结论：,在最pH下，酶的活性最强；在一定范围内，低于最适pH，随pH升高，酶活性逐渐增强；高于最适pH，随pH升高，酶活性逐渐减弱。,总结： 1、在最温度和pH下，酶的活性最强。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 2、过酸、过碱、温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 3、低温使酶的活性暂时降低，但空间结构稳定，温度恢复，酶的活性恢复。,五、影响酶促反应速率的因素,在酶有活性的前提下，反应溶液的pH变化不影响酶的最适温度。,温度和pH通过影响酶活性来影响酶促反应速率。,3、底物浓度,4、酶浓度,底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，它们不影响酶活性。,第2讲 ATP,1、请写出ATP结构简式及中文名称； 2、请写出ATP结构简式中各字母和符号代表的意思； 3、ATP的生理功能是什么？ 4、ATP的元素组成有哪些？ 5、ATP的本质是什么？ 6、请写出ATP和ADP相互转化的总反应式； 7、ATP在生物体内的含量怎样？ 8、细胞内能产生ATP的场所有哪些？,不同物质中“A”代表的含义,A：腺苷,A：腺嘌呤,A：腺嘌呤脱氧核苷酸,A：腺嘌呤核糖核苷酸,RNA的基本单位之一,元素组成：C、H、O、N、P,提示：ATP是一种物质，不是能量。能量储存在高能 磷酸键中。,ATP的特点：远离腺苷的高能磷酸键容易断裂容易形成， 因此ATP在细胞中的含量很少,ATP的分子组成,ATP和ADP的相互转化及其应用,完成下面的ATP再生流程图并判断分析ATP与ADP的相互转化是否为可逆反应。,答案 光反应 ATP 叶绿体基质 (CH2O)中稳定的化学能 细胞呼吸 细胞质基质、线粒体 热能 ADP+Pi,ATP与ADP的相互转化是否是可逆反应？,（3）能量来源不同：ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动（光反应阶段合成的ATP只用于暗反应）；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用所固定的化学能。,（1）反应条件不同：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；生成ATP的反应是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶，故两者是不可逆反应。 （2）场所不同：合成ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体，而ATP水解的场所则很多。,ATP ADP+Pi+能量,归纳 主要能源物质糖类（葡萄糖） 主要储能物质脂肪 直接能源物质ATP 最终能源太阳能,第3讲 细胞呼吸,1、什么是细胞呼吸？细胞呼吸的主要方式是什么？ 2、请写出有氧呼吸三个阶段的场所及反应式。 3、请写出无氧呼吸第二阶段的场所及反应式。 4、请写出有氧呼吸和无氧呼吸的总反应反应式。 5、无氧呼吸产生酒精和乳酸的生物或组织分别有哪些？,二、细胞呼吸的方式,有氧呼吸,无氧呼吸,细胞呼吸的主要方式,C6H12O6,2C3H4O3,6O2,人和高等动物、乳酸菌、植物的块根块茎、玉米的胚乳。,高等植物、酵母菌,有氧呼吸总反应式：,无氧呼吸总反应式：,酒精式：,乳酸式：,1、在有氧呼吸过程中，氧气的消耗是在第几阶段？水的消耗是在第几阶段？CO2的生成是在第几阶段？,2、有氧呼吸过程中，反应式两边的水能否抵消？,3、有氧呼吸为什么是彻底的氧化分解？而无氧呼吸是不彻底的氧化分解，并且释放的能量少？,氧气的消耗：第三阶段；水的消耗是在：第二阶段；CO2的生成：第二阶段。,不能，因为水的来源不同。,通过有氧呼吸将有机物彻底的氧化分解为无机物。而无氧呼吸的产物中依然存在有机物，大量能量依然储存在生成的有机物中，所以无氧呼吸是不彻底的氧化分解，并且释放的能量少。,4、不同生物进行无氧呼吸产物为什么不同？,5、线粒体中有没有葡萄糖？,6、1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量是多少？其中储存在ATP中的是多少？,没有，葡萄糖在线粒体中就被分解为丙酮酸和还原剂氢，所以多糖不进入线粒体。,不同生物的酶系统不同。,1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量有2870kj，其中储存在ATP中的有38X30.54=1161kj，其余的能量都以热能的形式散失了。,7、植物为什么不能长时间进行无氧呼吸？,植物通过无氧呼吸产生的酒精对植物细胞具有毒害作用。,2有氧呼吸与无氧呼吸的比较,细胞质基质、线粒体,需氧气、相应的酶,彻底的氧化分解产物：二氧化碳和水,细胞质基质,不需氧气，需相应的酶,不彻底的氧化分解产物： 酒精和二氧化碳或者乳酸,大量,少量,第一阶段相同。之后在不同的条件下，在不同的 场所、不同酶的作用下沿不同途径形成不同产物,氧化分解有机物，释放能量，产生ATP,(1)为生物体的各项生命活动提供能量 (2)为体内其他化合物的合成提供原料,三、影响呼吸作用的因素,（一）内因,（二）外因,原理：温度通过影响酶的活性影响呼吸作用。,1、不同生物呼吸速率不同,2、同种生物不同发育阶段呼吸速率不同,3、同一个体不同器官呼吸速率不同,1、温度,应用,1、低温保鲜蔬菜水果（如用冰箱）,2、大棚蔬菜夜晚适当降温，以降低呼吸速率，有利于有机物的积累。,A,2、氧气浓度,B,C,P,Q,D,应用蔬菜水果的储存,在进行蔬菜水果的储存时，一般将O2浓度调至Q点对应的O2浓度下，此时CO2生成量最小，呼吸作用强度最弱，有机物分解速率最小，剩余量最多。,而不是在无氧条件下，在无氧条件下，细胞呼吸产生的酒精过多会导致腐烂。,3、含水量,4、 CO2浓度,在进行蔬菜水果保鲜时，充入一定量的CO2或N2,可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。,四、细胞呼吸方式的判断,1、根据物质判断,（1）若有O2消耗、水的生成或消耗， 。,（2）若有酒精生成， 。 （3）若有乳酸生成 ， 。,2、根据物质的量的关系判断,（1）不消耗O2但释放CO2 ， 。 （2）无CO2生成， 。 （3）酒精产生量= CO2释放量， 。 （4） CO2释放量= O2吸收量， 。 （5） CO2释放量 O2吸收量， 。 （6） CO2释放量 O2吸收量， 。 （7）酒精产生量CO2释放量， 。,第4讲 光与光合作用,1、分离色素常用的方法是什么？用该方法分离得到的叶绿体中的色素在滤纸条上从上到下依次是什么？分别呈什么颜色？ 2、色素的主要功能是什么？叶绿素和类胡萝卜素分别吸收什么光？ 3、提取色素用的试剂是什么？原理是什么？ 4、分离色素用的试剂是什么？原理是什么？ 5、提取色素时加CaCO3和SiO2的目的分别是什么？,一、捕获光能的色素,（一）绿叶中色素的提取和分离,1、实验原理,2、分离方法：,纸层析法,4、方法步骤,（1）提取色素,过滤滤液时能否用滤纸过滤？,不能，滤纸吸附力强，会使滤液中色素含量非常少。,为什么要用棉塞将试管口塞严？,防止酒精挥发带走色素。,（2）制备滤纸条,滤纸为什么要干燥？,干燥的滤纸吸附能力更强，会使层析液扩散速度更快。,滤纸条为什么要剪去两角？,防止边缘效应，使色素带不整齐；区别上下端,（3）画滤液细线,滤液细线为什么要细、直、齐？,尽量使所有色素在同一条直线上，使色素带整齐。,为什么要重复画滤液细线？,增加滤液细线的的色素含量。,（4）分离色素,为什么不能让滤液细线触及层析液？,防止色素溶解在层析液中，使滤液细线的色素减少。,捕获光能的色素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,主要吸收蓝紫光,主要吸收红光和蓝紫光,色素在滤纸条上扩散的越快，在层析液中的溶解度越大，反之越小。（溶解度最大的是胡萝卜素，最小的是叶绿素b）,色素带的宽窄说明色素的含量。色素带越宽，含量越高，反之则越少。,色素的种类（4条）,叶绿体中的色素提取液,四种色素对光的吸收,叶绿素主要吸收_ 类胡萝卜素主要吸收_,蓝紫光,蓝紫光、红光,思考,1、树叶为什么是绿色？ 2、P97问题探讨？,色素只能吸收可见光，对红外光和紫外光等非可见光不吸收。,吸收、传递、转化光能,植物对各种波长的可见光都有吸收，只不过对绿光的吸收量最少，大量的绿光都被反射回来，所以叶片呈绿色。,植物休内与光合作用有关的色素只存在于叶绿体内，液泡内的色素不进行光合作用。而有些原核细胞（如蓝藻）也可进行光合作用，但光合色素不在叶绿体内。,色素带的分布呈同心圆。,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,二、光合作用的发现过程,1779年，荷兰的英格豪斯,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。,到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,1845年，德国科学家梅耶,根据能量转化与守恒定律指出：植物在进行光合作用时把光能转化成化学能储存起来。,1864年萨克斯的实验,1、为什么要暗处理？,消耗叶片中原有淀粉对实验结果的干扰。,排除叶片因生理状况不同对实验结果造成干扰。,排除叶片本身的颜色对实验结果造成干扰。,曝光一半显蓝色，遮光一半不显蓝色。,植物通过光合作用产生淀粉。,1880年恩格尔曼的实验