高中生物《细胞与能量》课件2 浙教版必修1.ppt

第三章细胞的代谢 考点一 酶 作用 本质 特征 影响因子 实验 探究酶的专一性 探究ph对过氧化氢酶的影响 考点二 细胞与能量 atp结构通式 atp与adp的相互转化机制 考点三 物质出入细胞的方式 实验 观察洋葱表皮细胞的质壁分离和质壁分离复原 考点四 细胞呼吸 过程 场所 条件 物质变化 能量变化和影响因子 考点五 光合作用 色素 过程 场所 条件 物质变化 能量变化和影响因子 实验 光合色素的提取和分离 探究环境因素对光合作用的影响 考点六 对照实验的设计 细胞代谢与酶 细胞代谢的概念 酶的发现 发现过程 酶的概念 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 绝大多数是蛋白质 少数是rna 酶的特性 专一性 高效性 作用条件较温和 一 知识网络 考点一 酶 细胞内每时每刻进行着许多化学反应 统称为细胞代谢 发现的意义 发现过程中的科学探究思想 巴斯德之前 发酵是纯化学反应 与生命活动无关 巴斯德 法 发酵与活细胞有关 发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用 毕希纳 德 发酵在完整细胞内或不完整细胞下都可进行 说明某些物质可促使物质进行发酵 它在细胞内外作用相同 李比希 德 萨姆纳尔 美 酶是蛋白质 切赫 奥特曼 美 难点再现 2 影响酶促反应的因素 底物浓度 酶浓度 ph 温度 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 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成为活化能 1 什么是活化能 强酸 强碱可使酶变性失活 高温使酶变性失活 低温利于酶保存 考点二 细胞与能量 二 结构简式 一 什么是atp 三 atp和adp之间的相互转化 是细胞内的一种高能磷酸化合物 中文名称叫做三磷酸腺苷 a p p p 磷酸基团 原理 条件 一 渗透作用的概念 水分子 或其他溶剂分子 透过半透膜的扩散 称为渗透作用 溶液a浓度 溶液b 水分子从移动 溶液a浓度 溶液b 水分子从移动 水的进出方向 顺相对含量的梯度进出半透膜 b a a b 考点三 物质出入细胞的方式 外界溶液浓度细胞质浓度细胞吸水膨胀 外界溶液浓度细胞质浓度保持原状态 外界溶液浓度细胞质浓度细胞失水皱缩 1 动物细胞的吸水和失水 小于 大于 等于 质壁分离 植物细胞在渗透失水时 其原生质层与细胞壁分离开来 1 原生质层 成熟植物细胞内的细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层 2 成熟植物细胞发生质壁分离的原因是 外界溶液浓度大于细胞液浓度 原生质层伸缩性大于细胞壁 质壁分离复原 外界浓度低于细胞液浓度时 发生质壁分离的植物细胞渗透吸水 使细胞恢复原状 思考 植物细胞发生质壁分离复原的原因是什么 外界溶液浓度小于细胞液浓度 原生质层伸缩性大于细胞壁 考点三 物质出入细胞的方式 二 物质跨膜运输的方式小分子和离子出入细胞的方式 胞吞 胞吐 考点三 物质出入细胞的方式 三 胞吞和胞吐大分子物质及颗粒状固体 液体进出细胞的方式 细胞呼吸 概念 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 生成二氧化碳或其他产物 释放出能量并生成atp的过程 1细胞溶胶 酶 2c3h4o3 4 h 少量能量 需氧呼吸 2线粒体基质 酶 3线粒体内膜 酶 总反应式 厌氧呼吸 产生酒精 c6h12o6 酶 产生乳酸 c6h12o6 酶 发生生物 发生生物 反应场所 6co2 20 h 少量能量 2c3h4o3 6h2o 12h2o 大量能量 24 h 6o2 2c2h5oh 2co2 少量能量 大部分植物 酵母菌 2乳酸 少量能量 动物 乳酸菌 马铃薯块茎 玉米胚 细胞溶胶 c6h12o6 考点四 细胞呼吸 注意 菌类的无氧呼吸也叫发酵 生成乳酸的叫乳酸发酵 生成酒精的叫酒精发酵 讨论 需氧呼吸及厌氧呼吸的能量去路需氧呼吸 厌氧呼吸 2需氧呼吸过程中氧气的去路 氧气用于和 h 生成水 能量小部分用于生成atp 大部分储存于乳酸或酒精中 所释放的能量一部分用于生成atp 大部分以热能形式散失了 葡萄糖 丙酮酸 12h2o 6co2 能量 大量 2c2h5oh 2co2 能量 少量 2c3h6o3 乳酸 能量 少量 或 有氧 无氧 需氧呼吸与厌氧呼吸之间的联系 影响呼吸作用的因素 1 内部因素 不同植物呼吸速率不同 如阳生大于阴生植物同一植物在生长发育不同时期呼吸速率不同 如生长期高于成熟期同一植物不同器官呼吸速率不同 如生殖器官大于营养器官 2 外部因素 1 温度温度影响酶的活性图像 植物最适25 30 呼吸速率 温度 a 在一定温度范围内 随温度的升高 细胞呼吸增强 在最适温度 a点所对应的温度 细胞呼吸最强 温度高于最适温度 酶的活性下降 甚至变性失活 细胞呼吸受抑制 应用 贮存水果时 适当降低温度能延长保存时间 b a c 只释放co2 进行厌氧呼吸 co2释放急剧减少 氧气增多 厌氧呼吸受抑制 需氧呼吸还很弱 co2释放量不断上升 氧气增多 促进需氧呼吸 2 o2 贮藏水果时下降到a点最有利贮藏 co2释放 o2吸收 o2浓度 气体交换相对值 a 应用 储藏蔬菜 水果和粮食 条件 缺氧导致厌氧呼吸 产生的酒精对生物有毒害 使蛋白质变性 应用 中耕松土 水稻晒田 3 二氧化碳 从化学平衡角度来看 二氧化碳浓度升高 呼吸速率减慢 如水果保存 4 含水量 在一定范围内 呼吸速率随含水量增加而增加 如种子贮藏前晒干 典型例题1 将乳清蛋白 淀粉 胃蛋白酶 唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内 调整ph至2 0 保存在37摄氏度的温水内 过一段时间后 容器内剩余的物质是 a淀粉 胃蛋白酶 多肽 水b唾液淀粉酶 麦芽酶 胃蛋白酶 多肽c唾液淀粉酶 胃蛋白酶 多肽 水d唾液淀粉酶 淀粉 胃蛋白酶 水2 将胃液的ph从10降到2的过程中 胃液中胃蛋白酶的活性的变化是 a一直上升b没有变化c先升后降d先降后升 a b 3 加酶洗衣粉不能用沸水溶解 这说明了酶的作用 a适于低温下催化b具有高效性c具有专一性d需要适宜的温度4 下列叙述不正确的是 a酶的主要作用是降低反应所需的活化能b酶以相同的能量能使更多的分子活化 从而加速反应的进行c酶加速反应的进行 是给反应物提供能量d酶同无机催化剂相比 降低活化能的能力显著5 蛋白酶使蛋白质水解为多肽 但不能使多肽水解为氨基酸 这说明酶有 a高效性b专一性c多样性d稳定性 d c b 6 下列哪项生物体的生命活动不是直接依赖于atp的水解 a蛋白质的氧化分解b细胞的有丝分裂c细胞的生长d矿质元素的吸收7 生物体内既能储存能量 又能为生命活动直接提供能量的物质是 a葡萄糖b糖原catpd脂肪8 下列生理过程中 不消耗atp的是 a核糖体上合成血红蛋白b在肺泡表面进行气体交换c小肠吸收氨基酸d神经冲动在中枢传导 a c b 9 生物体吸收的o2用于 a在线粒体中合成co2b在细胞质中与h结合生成水c部分形成co2 部分与 h 结合成水d在线粒体中与 h 结合成水10 苹果内部腐烂时消耗一定量的葡萄糖可产生a摩尔co2 其植物体叶片在正常生长时消耗同样数量的葡萄糖 可产生co2 aa 3摩尔ba 6摩尔c3a摩尔d6a摩尔 d c 11 把小白鼠和青蛙从约25度温室中移至5度的环境中 这两种动物的耗氧量会发生什么变化 a两种动物的耗氧量都减少b两种动物的耗氧量都增加c青蛙的耗氧量增加 小白鼠的耗氧量减少d小白鼠的耗氧量增加 青蛙的耗氧量减少12 人体剧烈运动时骨骼肌细胞呼吸作用的产物是 aco2 h2o 酒精 atpbh2o 乳酸c乳酸 atpdco2 h2o 乳酸 atp d d 13 人体吸入18o标记的氧气后 检验其体内代谢产物 可从下列中找到18o的是 a丙酮酸bco2catpd尿液和汗液14 人体内代谢终产物co2形成的主要场所是 a血浆内b肺泡c线粒体d细胞质基质15 在呼吸作用过程中 有co2放出 则可判断此过程 a一定是无氧呼吸b一定是有氧呼吸c一定不是酒精发酵d一定不是乳酸发酵16 在温室中栽培作物 如遇到持续的阴雨天气 为了保证作物的产量 对温度的控制应当是 a降低温室温度 保持昼夜温差b提高温室温度 保持昼夜温差c提高温室温度 昼夜恒温d降低温室温度 昼夜恒温 d c d a 一 捕获光能的色素绿叶中的色素叶绿素主要吸收 类胡萝卜素主要吸收 蓝绿色 黄绿色 黄色 橙黄色 叶绿素a 叶黄素 胡萝卜素 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素 蓝紫光 红光和蓝紫光 白光下光合作用最强 其次是红光和蓝紫光 绿光下最弱 考点五 光合作用 二 实验 绿叶中色素的提取和分离1实验原理 2方法步骤中需要注意的问题 步骤要记准确 1 研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么 2 实验为何要在通风的条件下进行 为何要用培养皿盖住小烧杯 滤纸条放入试管后为什么用棉塞塞紧试管口 因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质 二氧化硅有助于研磨得充分 碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏 绿叶中的色素都能溶解在层析液中 且它们在层析液中的溶解度不同 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快 绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开 3 滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液 4 滤纸条上有几条不同颜色的色带 其排序怎样 宽窄如何 有四条色带 三 捕获光能的结构 叶绿体结构 与光合作用有关的酶分布于中 光合作用色素分布于上 类囊体的薄膜 基粒的类囊体及基质 外膜 内膜 基质 基粒 由类囊体构成 最宽的是叶绿素a 最窄的是胡萝卜素 自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素 黄色的叶黄素 蓝绿色的叶绿素a 黄绿色的叶绿素b 防止细线中的色素被层析液溶解 四 光合作用的原理1 光合作用的探究历程 略 2 光合作用的过程 总反应式 其中 根据是否需要光能 可将其分为光反应和碳反应两个阶段 光能 叶绿体 co2 h2o ch2o o2 ch2o 表示糖类 光反应阶段 必须有光才能进行场所 变化 反应式 光反应中 酶 酶 光 类囊体薄膜上 光能转化为atp中活跃的化学能 atp adp pi 光能 atp形成 o2 2 h h2o 水的光解 2 光能被吸收并转化为atp中的化学能 1 水在光下裂解为h o2和电子 3 水中的氢 h e 在光下将nadp 还原为nadph 碳反应阶段 有光无光都能进行场所 碳反应中 联系 酶 酶 光反应为碳反应提供atp和 h 碳反应为光反应提供合成atp的原料adp和pi atp中活跃的化学能转化为 ch2o 中稳定的化学能 ch2o c5 adp pi 2c3 h atp c3的还原 2c3 co2 c5 co2的固定 叶绿体基质 核酮糖二磷酸 rubp 叶绿体处于不同的条件下 c3 c5 的动态变化 首先将相关的反应过程做如下变形 停止光照 co2供应不变 c3增加 c5减少 光照不变 停止co2供应 c5增加 c3减少 右图表示将植物放在不同浓度co2环境条件下 其光合作用速率受光照强度影响的变化曲线 b点与a点相比较 b点时叶肉细胞中c3的含量 b点与c点比较 b点时叶肉细胞中c3的含量的变化情况是 a 低 高b 低 基本一致c 高 高d 高 基本一致 a 五光合作用 与呼吸作用的区别 co2 h2o o2 葡萄糖等有机物 贮藏能量的过程光能 活跃的化学能 稳定的化学能 有叶绿体的细胞 叶绿体 光照下才可发生 呼吸作用 o2 h20葡萄糖等有机物 co2 h2o等 释放能量的过程稳定的化学能 活跃的化学能 活细胞 线粒体 细胞溶胶 光下 暗处都可发生 不同状况下 植物气体代谢特点及代谢相对强度的表示 黑暗状况 植物只进行呼吸作用 不进行光合作用 气体代谢特点 吸收o 将呼吸作用产生的co2释放到体外 呼吸作用相对强度的表示 a 用co2释放量 或实验容器内co2增加量 表示b 用o2吸收量 或实验容器内o2减少量 表示c 有机物的减轻量表示 较强光照时 同时进行光合作用和呼吸作用 且光合作用大于呼吸作用 气体代谢特点 a 植物光合作用产生的o2 呼吸作用消耗的o2 释放到周围的o2b 植物光合作用利用的co2 呼吸作用产生的co2 从外界吸收的co2即 m m1 m2n n1 n2 m 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 曲线特殊点分析 a点光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 释放co2量表明此时的呼吸强度 ab段表明光照强度加强 光合作用逐渐加强 co2的释放量逐渐减少 有一部分用于光合作用 而到b点时 细胞呼吸释放的co2全部用于光合作用 即光合作用强度 细胞呼吸强度 称b点为光补偿点 植物白天的光照强度在光补偿点以上 植物才能正常生长 曲线特殊点分析 bc段表明随着光照强度不断加强 光合作用强度不断加强 到c点以上不再加强了 称c点为光饱和点 阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低 如上图虚线所示 应用 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物 练习 将某植物的叶片放在特定的密闭容器中 有足够的氧气 在一定的条件下 给予充足的光照 容器内的二氧化碳每小时减少44mg 如果将其放在黑暗的条件下 二氧化碳每小时增加8 8mg 如果在充足的光照下 光合作用合成的有机物都是葡萄糖 则此植物的叶片每小时制造的葡萄糖为 a 180mgb 72mgc 36mgd 24mg c 六 环境因素影响光合速率 光合速率 或称光合强度 是指一定量的植物 如一定的叶面积 在单位时间内进行多少光合作用 如释放多少氧气 消耗多少二氧化碳 影响因素 最主要为光强度 温度 空气中的二氧化碳浓度 1 光照强度 一 单因子影响 2 二氧化碳浓度 二氧化碳含量很低时 绿色植物不能制造有机物 随着二氧化碳含量的提高 光合作用增强 当二氧化碳含量提高到一定程度时 光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强 应用 施有机肥 放干冰 施碳酸氢氨 通风等 3 温度的高低 温度影响酶的活性 注意高温与低温影响的区别 应用 生产上白天升温 增强光合作用 晚上降低室温 抑制呼吸作用 以积累有机物 n 光合酶及nadp 和atp的重要组分p nadp 和atp的重要组分 维持叶绿体正常结构和功能k 促进光合产物向贮藏器官运输mg 叶绿素的重要组分 其它还有哪些因素会影响光合速率呢 如 矿质营养 生产上应适时灌溉 保证植物生长所需要的水分 当植物叶片缺水时 气孔会关闭 减少水分的散失 同时影响co2进入叶内 暗反应受阻 光合作用下降 2水分的供应 3 光 时间 光的波长 叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光 光照时间长 光合作用时间长 有利于植物的生长发育 二 多因子影响 300c 200c 100c p q 高 co2 中 co2 低 co2 p q 高光强度 中光强度 低光强度 p q p点时 限制光合速率的因素应为横坐标所示因子 q点时 横坐标所示因素不再是影响光合作用的因子 将金鱼藻置于一烧杯中培养 在不同温度下 金鱼藻光合速率 用每小时o2的释放量表示 与光照强度关系如图所示 请据图回答下列问题 0 4 8 12 5 10 15 20 300c 200c 100c 金鱼藻光合速率与等因素有关 金鱼藻光合速率与温度变化的关系是 当温度上升到700c又会怎么样呢 光合速率 mg h 光照强度 温度 光照强度 klx 在一定的温度范围内 随温度的升高光合速率增大 三 光合面积 呼吸量 干物质量 光合作用生产量 呼吸消耗量 c 适当间苗 合理密植 及时修剪 在生产上的应用 七 化能合成作用概念 自然界中少数种类的细菌 虽然细胞内没有叶绿素 不能进行光合作用 但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 这种合成作用 叫做化能合成作用 这些细菌也属于自养生物 如 硝化细菌 不能利用光能 但能将土壤中的nh3氧化成hno2 进而将hno2氧化成hno3 硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能 将co2和水合成为糖类 这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动 典型例题1 把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间 可以看到光谱中吸收最强的是 a红光部分b红橙光与蓝紫光部分c绿光部分d紫光部分2 下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是 a增大氧气浓度b增大二氧化碳浓度c增强光照强度d调节室温3 对某植物做如下处理 甲 持续光照10min 乙 光照5s后再黑暗处理5s 连续交替进行20min 若其他条件不