高中生物一轮复习 第五章 细胞中的能量供应和利用课件 新人教版必修1.pptVIP

细胞的能量供应和利用 高考目标认证 降低化学反应活化能的酶 酶的本质及生理功能 讨论 如何设计实验验证酶的化学本质 方案一 1 证明某种酶是蛋白质实验组 待测酶液 双缩脲试剂是否出现紫色反应对照组 已知蛋白质溶液 双缩脲试剂出现紫色反应2 证明某种酶是rna实验组 待测酶液 吡罗红染液是否出现红色对照组 已知rna溶液 吡罗红染液出现红色方案二 利用酶的专一性 酶在细胞代谢中的作用 2h2o2 2h2o o2 1 常温下反应2 加热3 fe3 做催化剂4 过氧化氢酶 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 2ml 2ml 2ml 2ml 3 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 无关变量 对照组 实验组 实验结论 酶具有催化作用 同无机催化剂一样都可加快化学反应速率 酶具有高效性 同无机催化剂相比 酶的催化效率更高 影响酶活性的条件 的探究分析 1 温度对酶活性的影响特别提醒 本实验不宜选用斐林试剂 因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成 而该实验需严格控制不同的温度 2 ph对酶活性的影响特别提醒 本实验中也可将h2o2酶和h2o2分别调至不同ph 再混合 以保证反应一开始便达到预设ph 在其他条件适宜 酶量一定的条件下 酶促反应速率随底物浓度增加而加快 但当底物达到一定浓度后 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 在底物充足 其他条件适宜的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 细胞的能量 通货 atp atp的结构简式及其高能磷酸键 atp的全名称是三磷酸腺苷 结构简式是 appp 高能磷酸键 30 54kj mol 是细胞内的一种高能磷酸化合物 atp与adp的相互转换与能量代谢 adp pi 磷酸 能量 1 atp的水解 2 atp的形成 3 atp与adp的关系 atp在细胞中普遍存在 但含量不多 注意 atp和adp的相互转化不是可逆反应 但物质是可循环利用的 atp的形成途径 或能量来源 动物和人 绿色植物 呼吸作用 adp pi atp 生物体内几种能源物质 根本能源 光能 储备能源 脂肪 淀粉 糖原 主要能源 糖类 直接能源 atp 能源物质之间的关系 能量代谢过程 atp的主要来源 细胞呼吸 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酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应 变成灰绿色 二 实验假设酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸 产生co2 在无氧情况下进行无氧呼吸 产生co2和酒精 三 实验用具 略 1 naoh的作用是什么 2 酵母菌进行什么呼吸 3 澄清的石灰水有什么作用 4 如何说明co2产生的多少 5 如何控制无氧的条件 三 实验用具 略 四 实验结果预测 1 酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了co2 能使澄清石灰水变浑浊 2 酵母菌在有氧情况下 没有酒精生成 不能使重铬酸钾溶液发生显色反应 在无氧情况下 生成了酒精 使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应 3 酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的co2要多 五 实验步骤 1 配制酵母菌培养液 等量原则 置于a b锥形瓶2 组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图 放置在25 35 环境下培养8 9小时 3 检测co2的产生4 检测酒精的产生 1 取2支试管编号 2 各取a b锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管 3 分别滴加0 5毫升重酪酸钾 浓硫酸溶液 轻轻震荡 混匀 试管密封 试管不密封 六 观测 记录 变混浊 快 无变化 变混浊 慢 出现灰绿色 七 实验结果 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸 在有氧条件下 通过细胞呼吸产生大量的co2 在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的co2 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 包括 细胞呼吸的方式 1 有氧呼吸 有氧呼吸过程 葡萄糖的初步分解 c6h12o6 酶 丙酮酸 c3h4o3 h 能量 少量 场所 细胞质基质 丙酮酸彻底分解 酶 co2 h 能量 少量 场所 线粒体基质 丙酮酸 h 的氧化 酶 h2o 能量 大量 场所 线粒体内膜 h o2 h2o 主要场所 线粒体 能量去向 一部分以热能形式散失 约60 另一部分转移到atp中 约40 总反应式 有氧呼吸概念 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下 通过多种酶的催化作用 把葡萄糖等有机物彻底氧化分解 产生二氧化碳和水 释放能量 生成许多atp的过程 2 无氧呼吸 过程 与有氧呼吸第一阶段完全相同 葡萄糖的初步分解 c6h12o6 酶 丙酮酸 h 能量 少量 场所 细胞质基质 细菌 真菌 马铃薯块茎 苹果果实 动物骨骼肌细胞 丙酮酸不彻底分解 场所 细胞质基质 c6h12o6 酶 丙酮酸 酶 2c3h6o3 乳酸 少量能量 a 乳酸发酵 例 高等动物 乳酸菌 高等植物的某些器官 马铃薯块茎 甜菜块根等 c6h12o6 酶 2c2h5oh 酒精 2co2 b 酒精发酵 例 大多数植物 酵母菌 酶 少量能量 2c3h6o3 乳酸 2c2h5oh 酒精 2co2 实例 a 高等植物在水淹的情况下 可以进行短时间的无氧呼吸 产生酒精和二氧化碳 b 高等动物和人体在剧烈运动时 骨骼肌细胞内就会进行无氧呼吸 肌肉酸胀是由于产生了乳酸 c 酵母菌在缺氧的条件下 可以将有机物分解成酒精和二氧化碳 无氧呼吸概念 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下 通过酶的催化作用 把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物 同时释放出少量能量的过程 c6h12o6 能量 热能 4 h atp adp pi 2c3h4o3 丙酮酸 2c3h4o3 6h2o 酶 酶 6co2 20 h 12h2o 6o2 能量 能量 2c3h5o3 2c2h5oh 2co2 有氧呼吸和无氧呼吸过程图解 酶 酶 酶 无氧 热能 atp adp pi adp pi atp 热能 第一阶段 无氧呼吸第二阶段 有氧呼吸第二阶段 有氧呼吸第三阶段 细胞质基质 线粒体 有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系 细胞呼吸原理的应用 细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽 细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用 1 发酵技术2 农业生产3 粮食储藏和果蔬保鲜 1 发酵技术 生产啤酒 果酒和白酒等生产乳酸类 柠檬酸类饮料生产味精 酱油和醋生产单细胞蛋白应用于垃圾 废水的处理利用发酵产生沼气 2 农业生产 细胞呼吸为植物吸收营养物质 细胞的分裂 植株的生长和发育等提供能量和各种原料 因此 在农业生产上 要设法适当增强细胞呼吸 以促进作物的生长发育 例 水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸 3 粮食储藏和果蔬保鲜 细胞呼吸要消耗有机物 使有机物积累减少 因此 对粮食储藏和果蔬保鲜来说 又要设法降低细胞的呼吸强度 尽可能减少有机物的消耗等 粮食储藏果蔬保鲜 粮食储藏 粮食储藏时 要注意降低温度和保持干燥 抑制细胞呼吸 延长保存期限 例 稻谷等种子含水量超过14 5 时 呼吸速率就会骤然增加 释放出的热量和水分 会导致粮食霉变 果蔬保鲜 为了抑制细胞呼吸 果蔬储藏时采用降低氧浓度 冲氮气或降低温度等方法 例 苹果 梨 柑 橘等果实在0 1 时可储藏几个月不坏 荔枝一般只能短期保鲜 但采用低温速冻等方法可保鲜6 8个月 农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜 也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理 能量之源 光与光合作用 一 绿叶中色素的提取和分离 实验原理 提取 分离目的要求 绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具 新鲜的绿叶 定性滤纸等 无水乙醇等方法步骤 1 提取绿叶中的色素2 制备滤纸条3 画滤液细线4 分离绿叶中的色素5 观察和记录 无水乙醇 层析液 方法与步骤 称取5g左右的鲜叶 剪碎 放入研钵中 加少许的二氧化硅 充分研磨 和碳酸钙 防止研磨中色素被破坏 与10ml无水乙醇 在研钵中快速研磨 将研磨液进行过滤 讨论 1 滤纸条上色带的数目 排序 宽窄 2 滤纸条上的滤液细线 为什么不能触及层析液 叶绿体中的色素 叶绿素 叶绿素a 蓝绿色 叶绿素b 黄绿色 主要吸收红光和蓝紫光 3 4 类胡萝卜素 胡萝卜素 橙黄色 叶黄素 黄色 主要吸收蓝紫光 1 4 绿光吸收的最少 色素 位于基粒类囊体的薄膜上酶 基粒类囊体的薄膜上和叶绿体基质中 叶绿体的结构 1 蜡烛易熄灭 小鼠易窒息而死 2 蜡烛不容易熄灭 3 小白鼠不易窒息而死 1 1771年 普里斯特利 josephpriestley 1785年 发现了空气组成 才明确绿色植物在光照下释放氧气 吸收二氧化碳 1779年 英格豪斯 j ingen housz 发现 普里斯特利的实验只有在光下才能成功 植物体只有绿叶才能更新污浊的空气 植物可以更新空气 但忽略了光的作用 1845年 德国科学家梅耶 r mayer 根据能量转化与守恒定律明确指出 植物在进行光合作用时 把光能转化成化学能储存起来了 1864年 萨克斯 juliusvonsachs 的实验 20世纪30年代鲁宾和卡门的同位素标记法实验 该实验证明了什么 光合作用中释放的o2全部来自h2o a b 20世纪40年代 卡尔文 m calvin 用14c标记的co2供小球藻实验 追踪检测其放射性 探明co2中的c的转移途径 卡尔文循环 co2 c3 ch2o 1880年 恩格尔曼 c engelmann 的实验 甲组 乙组 思考与讨论 恩格尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处 1 选水绵为材料 水绵特殊的叶绿体便于观察和分析 2 将临时装片放在黑暗真空环境中 排除环境中光线和氧的影响 3 选极细光束照射 并用好氧细菌检测 准确判断水绵细胞中释放氧的部位 4 进行黑暗 局部光照 和曝光的对比实验 从而明确实验结果完全是由光照引起的 加拿大国家馆 展馆外部墙体上覆盖一种特殊温室绿叶植物 智利馆 一座新城的萌芽 馆顶铺满了绿色的植物 法国馆 感性城市 内有垂直的法式园林一直延伸到屋顶 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 光合作用的过程及实质 光反应 h2o h o2 水的光解 atp的形成 暗反应 原料和产物的对应关系 ch2o c h o co2 co2 h2o o2 h2o 能量的转移途径 碳的转移途径 卡尔文循环 光能 atp中活跃的化学能 ch2o 中稳定的化学能 co2 c3 ch2o 光合作用原理在农业生产中的应用 提高光合作用强度 增加农作物产量 例如 控制光照的强弱和温度的高低 适当增加作物环境中二氧化碳的浓度等 影响光合作用的主要外界因素 1 光照2 co23 温度 2 光合作用和有氧呼吸的比较 光合作用强度 植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量 衡量光合作用强度的指标 光合作用速率以一定时间内co2的消耗或o2 ch2o 等产物的生成数量来表示 co2吸收量 co2释放量 o 光照强度 a b c d oa段 表示植物呼吸速率 注 不考虑光照强度对呼吸速率的影响 ab段 表示植物呼吸速率 光合速率 表现为植物释放co2 bc段 表示植物光合速率 呼吸速率 表现为植物吸收co2 b点 表示植物呼吸速率 光合速