高三生物一轮复习课件:单元3 细胞代谢.pptx
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1、第五章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶 酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化催化作用的作用的有有机物机物,其中,其中绝大多数绝大多数是是蛋白质蛋白质,少数是少数是RNARNA。一、酶的本质一、酶的本质H H2 2O O2 2溶液溶液4ml4ml4 4滴滴FeClFeCl3 3溶液溶液4 4滴滴H H2 2O O2 2酶酶 带火星的卫生香,带火星的卫生香,观观察现象,记录结果察现象,记录结果比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解分析:自变量?因变量?无关变量?加热分析:自变量?因变量?无关变量?加热VS酶催化作用原理?对照实验?酶催化作用原理?对
2、照实验?催化原理:降低化学反应所需的活化能!催化原理:降低化学反应所需的活化能!2H2O2 2H2O+O2活化能活化能:分子:分子从从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活跃状态活跃状态所需要的能量所需要的能量催化剂并没有给分子提供能量,而是催化剂并没有给分子提供能量,而是_降低了化学反应活化能降低了化学反应活化能酶降低活化能的本领比无机催化剂高,因而催化效率更高。酶降低活化能的本领比无机催化剂高,因而催化效率更高。问:活化能该如何表示?问:活化能该如何表示?汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品未加未加热二、酶的作用二、酶的作用催化作用催化作用原理:降低化学反应的活化能。原理:
3、降低化学反应的活化能。同无机催化剂相比,同无机催化剂相比,酶酶能能更显著地更显著地降低化学反应降低化学反应的的活化能活化能,因而催化效率,因而催化效率更高更高。酶只酶只缩短反应的时间缩短反应的时间,不改变生成物的量。,不改变生成物的量。酸既能催化蛋白质的水解,也能催化脂酸既能催化蛋白质的水解,也能催化脂肪、淀粉水解(不能用淀粉检测肪、淀粉水解(不能用淀粉检测PHPH对酶活性对酶活性的影响)的影响)酶具有专一性酶具有专一性:一种酶只能催化一种或一类化学反应。一种酶只能催化一种或一类化学反应。酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度。最适温度
4、。0 0 0 0最适温度最适温度最适温度最适温度t/t/t/t/mmol.s/mmol.s/mmol.s/mmol.s-1-1-1-1酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图 一般地,动物体内的酶一般地,动物体内的酶一般地,动物体内的酶一般地,动物体内的酶最适温度在最适温度在最适温度在最适温度在3540354035403540之间;之间;之间;之间;植物体内的酶最适温度植物体内的酶最适温度植物体内的酶最适温度植物体内的酶最适温度在在在在4050405040504050之间;之间;之间;之间;细菌和真菌体内的酶最细菌和真菌体内的酶最细菌和真菌体内的
5、酶最细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。适温度差别较大。适温度差别较大。适温度差别较大。酶的影响因素酶的影响因素/mmol.s/mmol.s/mmol.s/mmol.s-1-1-1-1最适最适最适最适pHpHpHpH0 0 0 0pHpHpHpH酶活性受酶活性受酶活性受酶活性受pHpHpHpH影响示意图影响示意图影响示意图影响示意图 一般地,动物体内的酶最适一般地,动物体内的酶最适一般地,动物体内的酶最适一般地,动物体内的酶最适pHpHpHpH在在在在6.56.56.56.58.08.08.08.0之间;胃蛋白酶的最适之间;胃蛋白酶的最适之间;胃蛋白酶的最适之间;胃蛋白酶的最适PHPHPHPH
6、为为为为1.51.51.51.5(不能作为(不能作为(不能作为(不能作为PHPHPHPH实验的材料)实验的材料)实验的材料)实验的材料)pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响酶促反应速率最快时的环境酶促反应速率最快时的环境pHpH称为该酶促反应的称为该酶促反应的最适最适pHpH。高温、低温、过酸和过碱对酶高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗?活性的影响其本质相同吗?不同,不同,过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结过酸、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;构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复
7、。酶适于在其活性可以恢复。酶适于在0 044保存。保存。三、酶的特性三、酶的特性1、高效性、高效性2、专一性:、专一性:一一种酶只能催化一种或一类化学反应。种酶只能催化一种或一类化学反应。3、需要适宜的温度和、需要适宜的温度和PH过酸、过碱或高温高温高温高温会使酶的空间结构被破坏,导致酶失活。低温只是降低了酶活性,空间结构不被破坏,温度升高活性会升高。第第2 2节节 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATPATP 腺苷(1个)A P P P 磷酸基团(3个)特殊的化学键(2个)腺苷腺苷(A)1、ATP的结构式:2、ATP的结构简式:一、一、ATPATP的结构的结构腺苷腺苷三磷酸三磷酸是一种高能磷
8、酸化合物是一种高能磷酸化合物ATP能量能量二二、ATPATP与与ADPADP的相互转化(的相互转化(不是可逆反应不是可逆反应):):ADP水解酶合成酶PiPiATPATP中能量的中能量的来源来源:细胞呼吸光合作用细胞呼吸动物和人绿色植物(生物化学反应释放的能量)ADP+Pi+能量 ATP合成酶 ATP ATP水解释放的水解释放的 使使 等等分子分子 化化。这。这些分子些分子被被 后后,发生,发生 变化,变化,也被改变,也被改变,因而可以参与各种因而可以参与各种化学反应化学反应。磷酸基团磷酸基团蛋白质蛋白质空间结构空间结构活性活性ATPATP为主动运输供能的机理为主动运输供能的机理磷酸磷酸磷酸化
9、磷酸化ATP消耗量大研究显示,一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg;在剧烈运动的状态下,每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。矛盾矛盾ATP合成和水解都非常迅速每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP且同时有等量ATP被水解细胞内细胞内ATPATP含量很少含量很少三、ATP的功能驱动细胞生命活动的直接能源物质 有机物中的化学能ATP中的化学能耗能的生命过程细胞中流通的能量“货币”ADPADP转化成转化成ATPATP时所需能量的主要来源时所需能量的主要来源动物和人等动物和人等绿色植物绿色植物能能 量量呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP+Pi+ADP+Pi
10、+ATPATP 酶酶(有机物中的化学能和光能)(有机物中的化学能和光能)第三节第三节 4.3 细胞呼吸的原理和应用实验思路?实验思路?分析变量分析变量自变量自变量:因变量因变量:无关变量无关变量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物细胞呼吸的产物 有氧有氧无氧无氧影响实验结果的可变因素影响实验结果的可变因素(温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等)酒精、酒精、COCO2 2分别给酵母菌提供分别给酵母菌提供有氧和无氧有氧和无氧的条件,一段时的条件,一段时间后检测其产物是否含间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳酒精或二氧化碳3.设计并进行试验设计并进行试验设计并进行试验设计并进行试验酒精的检测:酒
11、精的检测:橙色的重铬酸钾溶液在橙色的重铬酸钾溶液在酸性酸性下与酒精发生反应:下与酒精发生反应:橙色橙色灰绿色灰绿色CO2的检测:的检测:1.通入澄清的石灰水:通入澄清的石灰水:澄清澄清浑浊浑浊2.溴麝香草酚蓝水溶液:溴麝香草酚蓝水溶液:蓝蓝 绿绿黄黄C C6 6H H1212O O6 66CO6CO2 2少量能量少量能量少量能量少量能量ATPATPATPATP热量热量热量热量酶酶酶酶6H6H2 2O O20H20H20H20H12H12H2 2O O大量大量大量大量能量能量能量能量ATPATPATPATP热量热量热量热量线粒体基质线粒体基质少量能量少量能量少量能量少量能量ATPATPATPAT
12、P热量热量热量热量4H4H4H4H6O6O2 2酶酶酶酶细胞质基质细胞质基质2 2 2 2丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸酶酶酶酶线粒体内膜线粒体内膜场所:线粒体内膜场所:线粒体内膜+H2O葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶+H+能量能量场所:细胞质基质场所:细胞质基质第一阶段:第一阶段:丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶 CO2+H+能量能量场所:线粒体基质场所:线粒体基质第二阶段:第二阶段:2C3H4O3H的氧化的氧化酶酶 H2O +能量能量第三阶段:第三阶段:H+O2(大量)(大量)(28ATP)(少量)(少量)(2ATP)(少量)(少量)(2ATP)(2ATP)2C3H4O3(2
13、 2丙酮酸)丙酮酸)(丙酮酸)(丙酮酸)1 1、过程过程三、有氧三、有氧呼吸呼吸一、有一、有氧呼吸过程氧呼吸过程4662062412(葡萄糖)(葡萄糖)C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量能量酶酶2 2、总反应总反应式:式:有氧呼吸过程1.1.生成物中的生成物中的COCO2 2和和H H2 2O O 中的中的O O分别来自反应物中的什么物质分别来自反应物中的什么物质?2.2.反应式中两边的水能否抵消反应式中两边的水能否抵消?3.3.反应式中的能量能否写成反应式中的能量能否写成ATPATP?1.下列分别属于有氧呼吸的第几阶段:产生CO2的阶段()产生H2O的阶段(),H2
14、O参与的阶段()氧气参与的阶段()产生ATP的阶段()产生ATP最多的阶段()二二三三三三一、二、三一、二、三三三二二2.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O的转移途径是 A葡萄糖丙酮酸水 B葡萄糖丙酮酸氧 C葡萄糖氧水 D葡萄糖丙酮酸CO2D练习练习二、二、无无氧呼氧呼吸吸葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸H H 少量能量少量能量少量能量少量能量 乙乙乙乙醇醇醇醇脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶 乳乳乳乳酸酸酸酸脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶酒精酒精 +CO+CO2 2乳酸乳酸酶酶第一阶段第一阶段第二阶第二阶段段2 2、过、过程程1 1、场所:、场所:细胞质基质细胞质基质与与有氧呼吸第一阶段有氧呼吸
15、第一阶段相同相同只只只只在第一阶段释放少量的在第一阶段释放少量的在第一阶段释放少量的在第一阶段释放少量的能量能量能量能量C C6 6H H1212O O6 6酶酶C C6 6H H1212O O6 62 2C C2 2H H5 5OHOH(酒精)(酒精)+2CO+2CO2 2+能量能量2 2C C3 3H H6 6O O3 3(乳酸)(乳酸)+能量能量酶酶酵酵母菌和大多数的植母菌和大多数的植物物乳酸乳酸菌菌、动物动物肌肌细细胞胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚胚3 3、反、反应式:应式:4 4、无无氧呼吸的概念氧呼吸的概念 在在没有没有氧氧参与的情况下参与的情况下,葡
16、,葡萄糖等有机萄糖等有机物物经过经过不完全不完全分分解解,释释放放少量能少量能量量并并生生成成ATPATP的过程。的过程。三三、有氧呼吸和无氧呼有氧呼吸和无氧呼吸的比较吸的比较有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不同不同点点场所场所条件条件分解分解程度程度产物产物能量能量释放释放相同相同点点本质本质联系联系细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质氧气、氧气、氧气、氧气、酶、酶、酶、酶、酶酶酶酶COCOCOCO2 2 2 2、H H H H2 2 2 2O O O O酒精和酒精和酒精和酒精和COCOCOCO2 2 2 2或乳酸或
17、乳酸或乳酸或乳酸大大大大量能量能量能量能量(三个阶段均产生量(三个阶段均产生量(三个阶段均产生量(三个阶段均产生ATPATPATPATP)少少少少量能量能量能量能量,仅在第一阶段(糖酵解)产生量,仅在第一阶段(糖酵解)产生量,仅在第一阶段(糖酵解)产生量,仅在第一阶段(糖酵解)产生ATPATPATPATP 从从从从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同,以后阶段不同葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同,以后阶段不同葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同,以后阶段不同葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同,以后阶段不同分解有机物,释放能量,合成分解有机物,释放能量,合成分解有机物,释放能量,合成分解有机物,释放能量,合成ATPATPATPA
18、TP葡萄糖彻底分解葡萄糖彻底分解葡萄糖彻底分解葡萄糖彻底分解葡萄糖分解不彻底葡萄糖分解不彻底葡萄糖分解不彻底葡萄糖分解不彻底四、呼吸速率:1、概念:又称呼吸强度。指在一定温度下,单位重量的活细胞(组织)在单位时间内吸收氧气或释放二氧化碳的量 C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量能量酶酶分析哪些外界因素会影响呼吸速率?温度、氧气浓度、水量和二氧化碳的量(1)、)、温温度度:应用:应用:蔬菜和水果储存应降温;大棚栽培植物有昼夜温差蔬菜和水果储存应降温;大棚栽培植物有昼夜温差最适温度时,细胞呼吸最强。最适温度时,细胞呼吸最强。超过最适温度时,呼吸酶活性降低,超过最适温度时,呼
19、吸酶活性降低,甚至变性失活,细胞呼吸受抑制。甚至变性失活,细胞呼吸受抑制。低于最适温度时,呼吸酶活性下降,低于最适温度时,呼吸酶活性下降,细胞呼吸受抑制。细胞呼吸受抑制。主要是影响酶的活性主要是影响酶的活性2、影响呼吸速率的外界因素O2浓度CO2释放量有氧呼吸CO2释放量无氧呼吸CO2释放量ABCDCO2总释放量0 5 10 15 20 25A A点点:C C点(点(D D点)及以后点)及以后:ACAC点之间点之间:B B点点:只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸同时进行有氧呼吸和无氧呼吸同时进行细胞呼吸释放细胞呼吸释放COCO2 2最少,有机最少,有机物
20、消耗最少,最有利于种子、物消耗最少,最有利于种子、水果、蔬菜的储存。水果、蔬菜的储存。(2 2)氧气)氧气浓度浓度:直接影响呼吸速率和呼吸性质。:直接影响呼吸速率和呼吸性质。(3 3)、)、水水:在一定范围内,细胞呼吸速率在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢。当含水量水量的减少而减慢。当含水量过多时,呼吸速率减慢,甚至过多时,呼吸速率减慢,甚至死亡。死亡。应用:应用:种子储存应晒干,降低呼吸作用;作物栽培中,合理灌溉。种子储存应晒干,降低呼吸作用;作物栽培中,合理灌溉。在一定范围内含水越多,呼吸作用越强在一定范围内含水越多,呼吸作用越强
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