山东省巨野一中高中生物 第五章《细胞的能量供应和利用》复习课件 新人教版必修1.ppt

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1、控制变量与对照实验控制变量与对照实验1、自变量：实验中人为改变的变量。、自变量：实验中人为改变的变量。2、因变量：随自变量而变化的变量。、因变量：随自变量而变化的变量。3、无关变量：除自变量外，实验过程中、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。结果造成影响。对照原则对照原则:设计对照实验设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。既要有对照组又要有实验组。单一变量原则：单一变量原则：在对照实验中在对照实验中,除了要观察的除了要观察的变量发生变化外变量发生变化外,其他变量都应保持相同。其他变量都应保持相同。实验设计原则实验设

2、计原则:H2O2H2O+O2常温常温H2O2H2O+O2加热加热H2O2H2O+O2FeCL3H2O2H2O+O2H2O2酶酶对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验接受实接受实验变量验变量处理的处理的对象组对象组自变量自变量：如加热、加入氯化铁和酶溶液等：如加热、加入氯化铁和酶溶液等因变量因变量：如过氧化氢分解速率：如过氧化氢分解速率无无关关变变量量：如如加加入入的的物物质质量量的的多多少少、实实验验时时间的先后等。间的先后等。在本实验中应该注意哪些事项？在本实验中应该注意哪些事项？1.1.实验时肝脏必须要新鲜实验时肝脏必须要新鲜;2.2.要使用肝脏的研磨液要使用肝脏的研磨液;3.3.滴加氯

3、化铁和肝脏研磨液不能合滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合 用一支滴管用一支滴管;4.4.要注意观察实验的现象要注意观察实验的现象;5.5.不要让不要让过氧化氢过氧化氢接触皮肤。接触皮肤。酶在细胞代谢酶在细胞代谢中的作用中的作用酶的本质酶的本质酶的特性酶的特性活细胞产生的具有催化作用的活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是有机物，其中绝大多数酶是蛋蛋白质白质，少数酶是，少数酶是RNARNA。降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能高效性高效性专一性专一性作用条件温和作用条件温和组成酶的基本单位是和。组成酶的基本单位是和。活细胞内，酶合成的主要场所是。活细胞内，酶合成的主要场所是。氨基酸氨基

4、酸核苷酸核苷酸核糖体核糖体酶的特性：酶的特性：1具有高效性具有高效性2具有专一性具有专一性作用条件较温和作用条件较温和 1要有合适的温度要有合适的温度 2要有合适的要有合适的pH比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响在一定范围内，随着在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性的升高，酶的活性逐渐增强；逐渐增强；达到最适达到最适pH时，酶时，酶的活性最高；的活性最高；超过最适超过最适pH时，随时，随着着pH的继续升高，的

5、继续升高，酶的活性逐渐下降。酶的活性逐渐下降。过酸、过碱过酸、过碱会使酶的会使酶的空间结构遭到破坏，空间结构遭到破坏，使使酶永久失活酶永久失活酶活性受酶活性受pH影响示意图影响示意图影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1 1、温度、温度3 3、酶的浓度：、酶的浓度：反应速率随反应速率随 酶浓度的升高而加快。酶浓度的升高而加快。4 4、底物浓度：、底物浓度：在一定浓度在一定浓度 范围内，反应速率随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶酶促促反反应应速速率率底

6、物浓度底物浓度酶量一定酶量一定2 2、pHpH5.5.激活剂和抑制剂激活剂和抑制剂讨论：讨论：生物体内的能源及能源物质生物体内的能源及能源物质2、细胞中主要的能源物质：、细胞中主要的能源物质：葡萄糖葡萄糖3、植物细胞中重要的储存能量的物质：、植物细胞中重要的储存能量的物质：淀粉淀粉4、动物细胞中重要的储存能量的物质：、动物细胞中重要的储存能量的物质：糖原糖原5、生物体内良好储存能量的物质：、生物体内良好储存能量的物质：脂肪脂肪1、生物体进行各项生命活动的主要能源物质：、生物体进行各项生命活动的主要能源物质：6、生物体进行各项生命活动的直接能量物质：、生物体进行各项生命活动的直接能量物质：糖类糖

7、类ATP7、生物体进行各项生命活动的最终能源：、生物体进行各项生命活动的最终能源：光能光能2 2、ATPATP的结构简式的结构简式APPP 高能磷酸键高能磷酸键腺苷腺苷 磷酸磷酸基团基团磷酸基团：磷酸基团：高能磷酸键：高能磷酸键：32APPPPiAPP能量能量合成酶合成酶ATP水解酶水解酶三、三、ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化ADP+P i+能量能量ATP与与ADP相互转化的能量供应机相互转化的能量供应机制，是生物界的共性制，是生物界的共性每mol ADP和Pi形成1 mol ATP消耗消耗30.54k的能量的能量ATPATP的生理功能的生理功能ATPATP直接为直接为生物体

8、进行各种生命生物体进行各种生命活动提供能量活动提供能量ATP释放的能量转化成其它能量的形式主要有：释放的能量转化成其它能量的形式主要有：1.机械能机械能 2.电电 能能 3.渗透能渗透能 4.光光 能能 5.热热 能能 四、四、ATP的利用的利用一、细胞呼吸的概念一、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指细胞呼吸是指有机物有机物在在细胞内细胞内经过一系列的经过一系列的氧化分解氧化分解，生成，生成二氧化碳或其它产物二氧化碳或其它产物，释放出，释放出能能量量并生成并生成ATPATP的过程。（呼吸作用）的过程。（呼吸作用）二、细胞呼二、细胞呼 吸的方式吸的方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸 特征：特征：1、

9、温和条件下逐步进行、温和条件下逐步进行2、需酶的作用、需酶的作用3、能量分段释放、能量分段释放C6H12O62 丙酮酸酶少量少量能量能量 4 H+6 H2O酶20 H ATP6 CO2+少量能量少量能量+6 O2酶12 H2O+大量能量大量能量ADP+PiATPADP+Pi ATPADP+Pi酶酶酶葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212OO6 6酶酶2C2C3 3H H4 4OO3 3+4 H+4 H+能量能量（少量）（少量）（丙酮酸）（丙酮酸）场所：细胞质基质场所：细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO6CO2 2+20 H+20 H+能量能量 （少量）（少量）

10、场所：线粒体基质场所：线粒体基质2CH2CH3 3COCOOHCOCOOH（丙酮酸）丙酮酸）HH的氧化的氧化酶酶12H12H2 2O O+能量能量 （大量）（大量）场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜24H+6O24H+6O2 2+6H+6H2 2OO2 ATP2 ATP热能热能热能热能2 ATP2 ATP热能热能热能热能34 ATP34 ATP热能热能热能热能C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6O+6O O2 26CO6CO2 2+1212H H2 2O O+酶酶能量能量 1mol葡萄糖释放葡萄糖释放2870KJ，有，有1161KJ转移至转移至ATP（合成合成38mol

11、ATP）2无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+能量能量（少量少量）场所：细胞质基质场所：细胞质基质2 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 A.A.乳酸发酵乳酸发酵酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)B.B.酒精发酵酒精发酵酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 22 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 2 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜

12、菜块根等）薯块茎、甜菜块根等）例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌总总反应式：反应式：C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+能量能量C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO2CO2 2+能量能量 指细胞在指细胞在无氧无氧条件下，通过条件下，通过酶酶的催化作的催化作用，把葡萄糖等用，把葡萄糖等有机物有机物分解成为分解成为不彻底的氧不彻底的氧化产物化产物，同时释放，同时释放少量能量少量能量的过程。的过程。七、影响呼吸作用的外界因素七、影响呼吸作用的外界因素 1.1.温度温度：温度

13、通过影响酶的活性来影响呼吸：温度通过影响酶的活性来影响呼吸速率。速率。2.O2.O2 2的浓度：的浓度：在一定范围内，随在一定范围内，随O O2 2浓度的增大，有氧呼吸浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受酶的量的限制，增强，达到一定浓度以后，由于受酶的量的限制，呼吸作用强度不再增大。呼吸作用强度不再增大。O O2 2的存在抑制了无氧呼吸的进行。的存在抑制了无氧呼吸的进行。3 3.C CO O2 2浓度浓度 过大抑制呼吸作用的进行过大抑制呼吸作用的进行细胞呼吸类型的判断细胞呼吸类型的判断 在以在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，为呼吸底物的情况下，CO2的释放量和的释放量和O2消

14、耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据，方法如下：消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据，方法如下：气体气体变变化特点化特点判断方法判断方法实实例例无无CO2释释放放细细胞只胞只进进行行产产生乳酸的无氧呼生乳酸的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体吸。此种情况下，容器内气体体体积积不不发发生生变变化化马铃马铃薯薯块块茎的无氧茎的无氧呼吸呼吸不消耗不消耗O2，但，但产产生生CO2细细胞只胞只进进行行产产生酒精和生酒精和CO2的的无氧呼吸。此种情况下，容器无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体内气体体积积增大增大酵母菌的酵母菌的无氧呼吸无氧呼吸CO2释释放量等放量等于于O2的消耗量的消耗量细细胞只胞只进进行有氧呼吸

15、。此种情行有氧呼吸。此种情况下，容器内气体体况下，容器内气体体积积不不发发生生变变化，但若将化，但若将CO2吸收，可引吸收，可引起气体体起气体体积积减小减小人体人体细细胞胞的有氧呼的有氧呼吸吸气体气体变变化特点化特点判断方法判断方法实实例例CO2释释放量大放量大于于O2的的消耗量消耗量 /4/3有氧呼吸和无氧呼吸消有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等耗葡萄糖的速率相等酵母菌酵母菌在不同在不同O2浓浓度下度下的的细细胞胞呼吸呼吸 /4/3无氧呼吸消耗葡萄糖的无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸速率大于有氧呼吸 /4/3有氧呼吸消耗葡萄糖的有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸速率大于无氧呼吸设计

16、实验探究某生物的呼吸作用类型煮熟的种子煮熟的种子装置三装置三不考虑大气压强、温度等变化的影响，从上面装置中挑选装置进行实验探究某生物的呼吸作用类型，写出预期结果及结论捕捕获获光光能能的的色色素素类胡萝类胡萝卜素卜素叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b(占占1/4)(占占3/4)胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素b叶绿素叶绿素a红光、蓝紫光蓝紫光吸收、传递光能作用：吸收、传递光能作用：绝大多数叶绿素绝大多数叶绿素a 全部的叶绿素全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素胡萝卜素、叶黄素吸收转吸收转 换换 光光 能能 作用：作用：少数特殊状态的叶绿素少数特殊状态的叶绿素

17、a乙醇：溶解色素乙醇：溶解色素二氧化硅：为了充分研磨细胞提取叶绿素二氧化硅：为了充分研磨细胞提取叶绿素碳酸钙：防止色素被破坏碳酸钙：防止色素被破坏层析液：分离色素，不同色素在层析液中的层析液：分离色素，不同色素在层析液中的溶解度不同溶解度不同，扩散速度不同。扩散速度不同。叶绿体中色素提取和分离实验中几个关键物质叶绿体中色素提取和分离实验中几个关键物质取叶要新鲜取叶要新鲜 ，滤液中含有较多的色素滤液中含有较多的色素 研磨要迅速充分，防止乙醇挥发，同时可以得到色素研磨要迅速充分，防止乙醇挥发，同时可以得到色素浓度较大的滤液浓度较大的滤液 画滤液细线要重复次，以便色素带清晰；画滤液细线要重复次，以便

18、色素带清晰；滤液细线要细、直，防止色素带重叠；滤液细线要细、直，防止色素带重叠；滤液细线勿浸入层析液，防止色素溶解在层析液中；滤液细线勿浸入层析液，防止色素溶解在层析液中；层析时，烧杯要加盖，层析液有毒防止挥发层析时，烧杯要加盖，层析液有毒防止挥发 实验结束，要用肥皂洗手，因为实验中可能接触了苯实验结束，要用肥皂洗手，因为实验中可能接触了苯等有毒物质；等有毒物质；滤纸条要避光保存，防止褪色滤纸条要避光保存，防止褪色绿色绿色叶片叶片黑暗黑暗处理处理遮光遮光曝光曝光碘碘蒸蒸汽汽不变蓝不变蓝变蓝变蓝结论：绿色叶片在光合作用下结论：绿色叶片在光合作用下产生了产生了淀粉。淀粉。一半遮光一半遮光一半曝光一

19、半曝光萨克斯实验萨克斯实验18801880年年,恩格尔曼实验恩格尔曼实验恩吉尔曼的第二个实验恩吉尔曼的第二个实验 用用14C标标14CO2，供小，供小球藻进行光合作用，探球藻进行光合作用，探明了明了CO2中的中的 C的去向，称为卡尔的去向，称为卡尔 文循环。（又叫文循环。（又叫C循环）循环）美国卡尔文美国卡尔文多种酶多种酶ADP+PiATP酶酶色素分子色素分子可见光可见光吸收吸收2H2OO2NADPHNADPH光解光解C52C3CO2固定固定光反应光反应还原还原(CH2O)+H2O能能酶酶暗反应暗反应光合作用过程光合作用过程ATP的生成的生成水的光解水的光解：2H2O 光光 4H+O2ADP+

20、Pi+能量能量 ATP酶酶色素色素CO2的固定的固定：CO2+C5 2C3C3的还原的还原：2C3+H （CH2O）+C5 酶酶酶ATP定义定义绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程的过程 CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能光能叶绿体叶绿体总方程式总方程式物质变化：物质变化：无机物无机物能量变化：能量变化：光能光能转变转变转变转变有机物有机物糖类等有机物中的糖类等有机物中的化学能化学能

21、光合作用光合作用O2呼吸作用呼吸作用CO2光合作用与呼吸作用的关系：光合作用与呼吸作用的关系：光合作用的实质光合作用的实质能够利用体外环境中的能够利用体外环境中的某些无机物氧化时某些无机物氧化时所释放的能量所释放的能量来制造有机物的合成作用来制造有机物的合成作用 例如：例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌等少数种类的细菌7、化能合成作用化能合成作用2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO 2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌6CO2+12H

22、2OC6H12O6+6O2+6H2O能量能量v影响光合速率的因素有哪些？影响光合速率的因素有哪些？内因：内因：色素含量，酶活性等遗传特性色素含量，酶活性等遗传特性外因：外因：光照强度，光照强度，CO2浓度，温度，矿质元素浓度，温度，矿质元素水分含量水分含量6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能光能叶绿体叶绿体提高农作物光合作用强度的措施提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、适当提高光照强度3 3、适当提高、适当提高COCO2 2浓度浓度4 4、适当提高温度、适当提高温度5 5、适当增加植物体内的含水量、适当增加植物体内的含水量6 6、适当增加矿质元素的含量、适

23、当增加矿质元素的含量2 2、合理密植、合理密植(4)光合作用速率与光照强度的关系光合作用速率与光照强度的关系(如下图如下图)关键点的含义关键点的含义 A点光照强度为点光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放，此时只进行呼吸作用，释放C2量，表明此量，表明此时呼吸强度。时呼吸强度。AB段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强，段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强，C2的释放量的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；到逐渐减少，有一部分用于光合作用；到B点时，呼吸作用释放的点时，呼吸作用释放的C2全部用于光合作用，即光合作用强度全部用于光合作用，即光合作用强度=呼吸作用强度，称呼吸作用强度，称B所所

24、示的光照强度点为光补偿点示的光照强度点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上，植物白天光照强度应在光补偿点以上，植物才能正常生长植物才能正常生长)。BC段表明随着光照强度不断加强，光合作段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到用强度不断加强，到C点以上不再加强了。点以上不再加强了。C点所示光照强度为光点所示光照强度为光饱和点饱和点。阴生植物阴生植物阴生植物阴生植物阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物(7)光合作用速率与温度的关系光合作用速率与温度的关系(如下图如下图)应用；应用；白天调到光合作用最适温度，冬天，温室栽培白天调到光合作用最适温度，冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，

25、温室栽培又可适当降低温度。可适当提高温度；夏天，温室栽培又可适当降低温度。以提高光合作用；晚上适当降低温室的温度，以降低以提高光合作用；晚上适当降低温室的温度，以降低呼吸作用，保证植物有机物的积累。呼吸作用，保证植物有机物的积累。影响因素影响因素 4.水分供应水分供应1.缺少原料直接影响光合作用缺少原料直接影响光合作用2.会导致叶片气孔关闭，限制会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而进入叶片，从而间接影响光合作用。间接影响光合作用。缺水：缺水：水过多：水过多：会导致根部缺少氧气，限制植株的代谢，会导致根部缺少氧气，限制植株的代谢，从而间接影响光合作用。从而间接影响光合作用。(8)光合作用

26、速率与叶龄的关系光合作用速率与叶龄的关系关键点含义关键点含义 OA段为幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积段为幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。不断增加，光合作用速率不断增加。AB段为壮叶。叶片的面积、叶绿体和叶绿段为壮叶。叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。BC段为老叶。随着叶龄的增加，叶片内叶段为老叶。随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用：农作物、应用：农作物、果树管理后

27、期果树管理后期适当摘除老叶、适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，菜及时换新叶，都是根据此原都是根据此原理降低其呼吸理降低其呼吸作用消耗有机作用消耗有机物。物。(6)光合作用速率与叶面积的关系光合作用速率与叶面积的关系(如下图如下图)OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用量不再增为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用量不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增加而增加，而由于段干物质

28、量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加OC段呼吸量不断增加，段呼吸量不断增加，所以干物质积累量不断降低如所以干物质积累量不断降低如BD段。植物的叶面积指数不能超过段。植物的叶面积指数不能超过D点，若超过点，若超过D点，植物将入不敷出，无法生活下去。点，植物将入不敷出，无法生活下去。应用：适当间苗、应用：适当间苗、修剪，合理密植，修剪，合理密植，合理施肥、浇水，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过避免徒长。封行过早，使中下层叶子早，使中下层叶子所受的光照往往在所受的光照往往在光补偿点以下，白光补偿点以下，白白消耗有机物，造白消耗有机物，造成不必要的浪费。成不必要的浪费。