知识点复习第5章细胞的能量供应和利用(1).ppt

复习第5章细胞的能量供应和利用,第1节降低反应活化能的酶,1、酶的概念：活细胞产生的具有生物催化功能的有机物,2、酶的特性：,作用机理：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。,作用机理：诱导契合假说、锁与钥匙学说、,PH、温度和各种化合物等影响酶的作用。,实验一：比较过氧化氢在不同条件下的分解,原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧。,观察产生气泡的量，或收集到的氧气使无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度,比较过氧化氢分解的快慢。,实验分析：,本实验中研究了哪些自变量?,温度、催化剂种类,因变量是什么？,单位时间内产生气泡的数量（或H2O2分解速率或酶的活性）,无关变量是哪些？,H2O2的浓度与剂量、PH等,试管1,试管2、试管3、试管4,本实验有几组对照?,1和2；1和3；1和4；3和4；1和3、4,对照组：,试管1和2对照说明;,试管1和3对照说明；,试管1和4对照说明；,试管3和4对照说明：,加热使H2O2得到能量，促使H2O2分解。,FeCl3能催化H2O2分解,过氧化氢酶能催化H2O2分解,过氧化氢酶具有高效性,实验组：,麦芽糖、果糖、葡萄糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂(或本尼迪特试剂)发生反应，生成砖红色沉淀。,实验二探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用,实验步骤：,实验原理：,实验材料：可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、斐林试剂、热水等。,有砖红色沉淀,无砖红色沉淀,有砖红色沉淀,无砖红色沉淀,无砖红色沉淀,无砖红色沉淀,如果只保留两只试管也能得出上述结论,请写出可能的组合?,3和4;3和5;4和6;5和6,结论：酶具有专一性,3、怎样表示酶活性的高低？通常以单位时间内，单位体积中底物减少的量或产物增加的量（即反应的速率）来表示酶活性的高低。,生成物的量,反应物的量,4、温度、PH对酶活性的影响：(1)高温、过酸和过碱都使酶的分子结构遭到破坏，酶失去活性；(2)温度和pH偏高或偏低,酶的活性明显降低；(3)在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。,(过低pH时酶活性较低,pH升高后酶活性不能恢复.这一点与低温的影响不同),注意:低温使酶的活性明显降低,但是酶的分子结构没有破坏,酶的活性在适宜的温度下可以恢复.,5、酶浓度对反应速率的影响,6、底物浓度对反应速率的影响,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,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，酶促反应速率达到最大，不再增加,10,实验名称,实验组,对照组,实验组衡量标准,验证酶是蛋白质,待测酶液+双缩脲试剂,已知蛋白液+双缩脲试剂,是否出现紫色,验证酶具有催化作用,底物+相应酶液,底物+等量蒸馏水,底物是否被分解,验证酶具有专一性,底物+相应酶液,另一底物+相同酶液或同一底物+另一酶液,底物是否被分解,7、与酶有关的实验的设计思路总结（1）,11,验证酶具有高效性,底物+相应酶液,底物+无机催化剂,底物分解速率,探究酶的适宜温度,温度梯度下的同一温度处理后的底物和酶混合,底物的分解速率或底物的剩余量,探究酶的最适pH,pH梯度下的同一pH处理后的底物和酶混合,底物的分解速率或底物的剩余量,与酶有关的实验的设计思路总结（2）,实验名称,实验组,对照组,实验组衡量标准,9：下图表示某酶在不同处理条件（a、b、c）下，催化某反应生成物的量和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是：（）,D,A.三个处理中b是此酶促反应的最适条件B。三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量不同C。三个处理的差异可能是反应底物的量不同D。三个处理的差异很可能是处理温度的不同,解析：生成物的量达到最大值所需时间的长短说明酶促反应速度的快慢。三个处理条件的差异可以是酶制剂的量或温度或PH不同。,10图11中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是,A若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生的气体速度加快C一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量,C,11、（09辽宁、宁夏卷）右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重,B,第2节细胞的能量通货-ATP,1、ATP的功能：,2、ATP的结构简式：,A-PPP,A代表腺苷，P代表磷酸基团，高能磷酸键。,ATP是直接能源物质,3、ATP和ADP可以相互转化：,ATP在细胞内的含量很少，ATP与ADP在细胞内的转化十分迅速。细胞内ATP的含量总是处在动态平衡之中。产生ATP的场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体等,4、形成ATP时能量的来源？,5、ATP的利用,P89,放能反应总是与ATP合成反应相联系,释放的能量贮存在ATP中.吸能反应总是与ATP水解反应相联系,由ATP水解提供能量.,ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，是细胞中的能量通货。,6、糖类、脂质等能源物质中的能量,只有转移到ATP中才能被利用，ATP是直接能源物质。,1）生物体内三大能源物质：）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重要能源物质：）生物体内储存能量的物质：）生物体进行各项生命活动的直接能源物质：）生物体进行各项生命活动的最终能源：）动物细胞中储存能量的物质：）植物细胞中储存能量的物质：,糖类、脂肪、蛋白质、,糖类,葡萄糖,脂肪,ATP,太阳能,7、生物体内能源物质总结：,糖原,淀粉,10、（11分）右图示有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图回答下列问题：(1)1分子ATP中含有_个高能磷酸键。(2)图中的a、b分别代表_、_。(3)C指_。(4)在动物肌细胞中，进行反应时，能量来自_。(5)反应进行时所需要的酶一样吗？。为什么_。(6)进行反应时能量用于_，进行反应时能量用于_，由此可见能量是_，物质是_。,呼吸作用、光合作用,2,生命活动,储存在ATP的高能磷酸键中的化学能,不一样,因为和是两个不同的反应，而酶具有专一性,合成ATP,各项生命活动,可逆的,不可逆,第3节ATP的主要来源-细胞呼吸,指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,释放能量并生成ATP的过程。,一、细胞呼吸的概念：P91,分解有机物，释放能量。,细胞呼吸的实质：,二、有氧呼吸：,外膜,嵴,基质,内膜（有酶）,（一）有氧呼吸主要场所：,线粒体,(二)有氧呼吸过程,少量能量,丙酮酸,葡萄糖,酶,H2O,酶,少量能量,H2O,CO2,H,O2,酶,大量能量,H,细胞质基质,线粒体基质,注意：三个阶段所需酶不同,线粒体内膜,有氧呼吸过程,场所,反应物,产物,产生ATP数量,糖酵解,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸+H,柠檬酸循环,电子传递链,线粒体基质,线粒体内膜,有氧呼吸的三个阶段,丙酮酸+水,CO2+H,少量,H+O2,水,大量,少量,是否需要O2,不需要,不需要,需要,(2mol),(2mol),(26mol),（三）有氧呼吸的概念：P94,细胞在氧的参与下通过酶的催化作用，把糖类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。,（四）反应式:P93,1摩尔葡萄糖彻底分解后,放出总能量是2870千焦,其中有1161千焦的能量贮存于ATP中(约占40%),其他的能量以热的形式散失.,三、无氧呼吸,无氧呼吸常利用的物质是葡萄糖,（1）场所：,乳酸发酵：,（3）举例：人和动物；玉米的胚、甜菜块根、马铃薯块茎；乳酸菌,（2）乳酸发酵的反应式:P95,细胞质基质,（2）乙醇发酵的总反应式,（1）场所：,乙醇发酵的过程,（3）举例：酵母菌、苹果果实内部细胞等植物细胞；,细胞质基质,酵母菌,四、探究酵母菌细胞呼吸的方式,为什么选择酵母菌为实验材料?,分类：真菌结构：单细胞结构，有成形的细胞核。,营养：异养。生殖：出芽生殖等,兼性厌氧型,案例：有的同学说酵母菌能使葡萄糖发酵产生酒精，但不知是在有氧条件还是在无氧条件下进行的。另有同学说酵母菌的呼吸产生CO2，但不知道不同条件下产生的CO2是否一样多。,2、作出假设：,酵母菌在无氧条件下产生酒精。,酵母菌在有氧条件比无氧条件下产生的CO2多。,3、设计实验：,1、提出问题:,酵母菌在有氧还是无氧条件下产生酒精？酵母菌在有氧和无氧条件下产生的CO2一样多吗?,CO2的检测：使澄清的石灰水都变混浊。（也可使溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄）P92,酒精的检测：橙色的重鉻酸钾溶液，在酸性溶液中与乙醇发生反应，变成灰绿色。(P92),甲乙两组石灰水都变混浊(甲比乙的混浊程度高).乙组样液由橙色变成灰绿色.,6、分析实验结果得出结论：,5、预期实验结果：,氢氧化钠的作用是什么？,4、进行实验：,其目的是让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉，确保产物CO2均来自于无氧呼吸。,NaOH吸收CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰,五、细胞呼吸原理的应用:(1)医疗健康：透气的“创可贴”；破伤风(破伤风芽龅杆菌引起)(2)传统发酵：酿酒、制作酸奶、酿醋等(3)栽培技术：中耕松土、稻田定期排水、无土栽培法培养液要不断通气(4)储藏保鲜：粮油种子储藏。蔬菜瓜果保鲜,不同程度上抑制呼吸作用（低温、低湿、低氧）(5)植物保持昼夜温差：利于植物有机物的积累(6)运动、供能与呼吸作用:慢跑等有氧运动、,六、影响呼吸速率的因素,温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等,呼吸速率:是指单位数量的活体组织,在单位时间内消耗的氧气量或释放的二氧化碳的量.,呼吸速率测量方法：将植物放置在黑暗条件下，测容器中CO2增加量、O2减少的量.,1、温度：,2、CO2浓度：CO2浓度对有氧呼吸有一定的抑制作用。(如水果在地窖保存时间较长)3、水：在一定范围内呼吸强度随含水量的增加而增加，随含水量减少而减弱。,主要影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。,4、氧气浓度：,在一定范围内细胞有氧呼吸的强度随氧气浓度的升高而增大,但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。氧气对无氧呼吸有抑制作用，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。,（1）当氧气浓度为0时：细胞只进行无氧呼吸。F点表示无氧呼吸的强度。（2）当氧气浓度在O-D时：有氧呼吸和无氧呼吸并存，随氧气浓度增大，无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强。（3）当氧气浓度大于或等于D时：无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。（4）当氧浓度为A时：呼吸强度最低，有机物消耗量较少，该氧气浓度保存瓜果蔬菜效果较好。,F,例题2.（4）右图表示氧浓度对植物体某组织呼吸作用的影响，请据图回答：（1）氧浓度为5%时，植物细胞的呼吸方式为。（2）A点植物细胞进行呼吸作用最常利用的有机物是。（3）为有利于储存蔬菜或水果，储藏室内的氧气应调节到图中点所对应的浓度，理由是。,答案（1）无氧呼吸和有氧呼吸（2）葡萄糖（3）B;有氧呼吸低,无氧呼吸受抑制,有机物消耗减少.,例题5.生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，据图回答：,（1）反应中可在人体细胞中进行的是：；可在酵母菌细胞中进行的是；可在乳酸菌细胞中进行的是。（2）粮食贮藏进程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为:（3）在反应中，必须在有氧条件下进行的是：_（4）进行有氧呼吸的生物在某些情况下，有些细胞也会发生或过程，这是因为细胞处于_状态.（5）写出下列反应式:有氧呼吸：酵母菌无氧呼吸：_乳酸菌无氧呼吸：_,种子有氧呼吸产生水,缺氧,例题4.（共6分）下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图,请据图分析：,（1）A瓶加入的试剂是_，其目的是_。（2）C瓶和E瓶加入的试剂是_，其作用是_。,答案(1)NaOH;使进入B瓶的空气先经过NaOH处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰。(2)澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液);检测CO2的产生,（3）图中装置有无错误之处，如果有请在答题卡上相应的图中加以改正。（4）D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是_。（5）D瓶中的反应式_。,答案(3)略(4)D瓶封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶，就可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的.(5)略,第4节能量之源-光及光合作用,双层膜:外膜、内膜基粒：由类囊体垛叠而成，类囊体膜上有光合作用所需要的酶和色素。基质：含有光合作用所需要的酶、少量的DNA、RNA、核糖体。,一、叶绿体的结构和功能：,类囊体,思考:叶绿体的功能?,进行光合作用的场所,胡萝卜素（橙黄色）,叶黄素（黄色）,叶绿素a（蓝绿色）,叶绿素b（黄绿色）,二、捕获光能的色素：,注意：条带的颜色、分布顺序、宽窄,叶绿素和叶绿素：主要吸收红光和蓝紫光。,胡萝卜素和叶黄素：主要吸收蓝紫光。,吸收光谱,1、叶绿体中色素的吸收光谱,2、叶绿体中色素的功能：,吸收、传递和转化光能,三、光合作用包括：光反应和暗反应,说明:C3(是C3酸);C5(是C5糖);(CH2O)表示糖类,注意:暗反应产生水,叶绿体类囊体膜上,叶绿体基质中,光、色素、酶,酶、NADPH、ATP、有光无光都可进行,水在光下分解,光能ATP和NADPH中活跃的化学能,ATP和NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能,CO2的固定：,ATP的合成,1、光反应是碳反应的基础，光反应为暗反应的进行提供NADPH和ATP2、暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+,C3的还原(或CO2的还原)：,NADP+被还原成NADPH,2、总反应式：P103,CO2+H2O,C6H12O6+O2+H2O,元素转移途径：O元素：C元素：,H218O18O2,14CO214C3（14C6H12O6）,例题1.（12分）下图为叶绿体中光合作用过程示意图，请回答下列问题：,（1）图中为光合作用的_阶段；为_阶段。（2）图中2在光下被分解为_和_，后者用于阶段的反应。（本小题答图中标号及其物质名称）,光反应暗反应,3氧气5H,（3）图中由C5与_结合形成_，再经过一系列复杂过程最终合成_等有机物。（答图中标号及其物质名称）,（4）进行光合作用的色素分布在图中_上。采用加入有机溶剂研磨的方法可以提取出绿叶中的色素，研磨时加入碳酸钙的目的是_；提取液中含有四种不同的色素，采用_的方法可以对它们进行分离，分离后位于最下方的色素带是_，呈_色。,6二氧化碳,7三碳化合物,8糖类,1类囊体膜,防止研磨时叶绿体的色素被破坏,纸层析法,叶绿素b黄绿色,例题2（5分）下图为叶绿体结构和光合作用暗反应（碳反应）示意图，请据图回答：,（1）乙图中B在甲图中产生的。（2）乙图中、两个生理过程分别是和_.（3）（CH2O）中的氧来自于。（4）除光反应的影响外，还有_等外界因素会影响暗反应的进行。,类囊体,CO2固定C3还原,CO2,CO2浓度和温度,有叶绿体的细胞,所有活细胞,光合色素,ATP,ADP和Pi,(CH2O),CO2+H2O,热量,ATP,PiADP,图2,（1）以新鲜绿叶为原料提取时，使用的溶剂一般是_，我们学会了使用_方法将其分离出来,分离后最宽的色素带是_，呈_颜色。（2）光能转变成化学能后，能量首先储存到_中，最终储存到_中。在植物细胞中，最重要的多糖是纤维素和。,例题3（10分）图2为植物体内与能量代谢有关的生理过程图解，请据图作答。（示例：Pi）,丙酮（或无水乙醇）,纸层析法,叶绿素a蓝绿色,ATP,4糖类,淀粉,图2,（3）使彻底氧化分解并释放大量能量的生理过程，其最终代谢产物是_。若是ADP，是Pi，请写出的分子结构简式_。（4）请为图中的“各项生理活动”列举出两个实例：_。,主动运输、细胞分裂、蛋白质合成等,CO2和H2O,APPP,9、（9分）下图表示光合作用与细胞呼吸过程中物质变化的关系，请分析回答：(1)在物质变化的同时，伴随着能量的变化。图中15生理过程能产生ATP的是。能量最终来源于。(2)各种生物体(除病毒外)都能进行的生理过程是。(用图中数字表示)(3)过程1、3、4都产生H，场所依次是、和。(4)进行过程2的条件需要过程1提供H和外，还需要多种_参与。(5)有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是。(用图中数字表示),1、3、4、5,太阳能,3,叶绿体类囊体膜;细胞质基质;线粒体基质,ATP,酶,3,四、影响光合速率的环境因素,是测定02的释放量或CO2的吸收量,测定植物光合速率最简单有效的方法：,（一）光合速率（或光合作用强度）：P104指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量(或释放氧气量或消耗二氧化碳量)。,1、测量方法：将植物置于光下，测容器中CO2减少的量、O2增加的量、有机物增加的量(干重)。,2、表观光合速率(净光合速率）：植物从外界环境吸收的CO2的总量。,3、真正光合速率(总光合速率）：植物从外界环境吸收的CO2的总量，加上呼吸作用产生的CO2的量，即植物实际所同化的CO2的量。,（二）影响光合速率的环境因素：,光、CO2浓度、温度、水、矿质元素等,光补偿点,光饱和点,C,光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸作用放出CO2相等时的光照强度。,光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光照强度。,1、光照对光合作用的影响,（1）光照强度的影响,A：只有呼吸作用AB：随光照强度加强，光和速率上升，但小于呼吸速率B：光合速率等于呼吸速率（光补偿点）BC：光合速率大于呼吸速率，并随光照强度加强而不断上升C：光合速率达到最大值（光饱和点）,如果植物长期处于B点，没有有机物积累，植物不能生长。,光补偿点,光饱和点,A,阳生植物,水稻、玉米、向日葵等属于阳生植物，应当种植在阳光充裕的地方。胡椒属于阴生植物，适于种植荫蔽的地方措施：大田中可用阳生与阴生植物间行种植提高光能利用率。（间作）,光合强度,光照强度,温度影响酶的活性。光合作用有一个最适温度；最适温度因植物种类而异，一般温带植物的最适温度25度左右。.温度降到了0时，仍有植物能进行光合作用.,在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。,、温度对光合作用的影响,增产的措施：,增加昼夜温差,二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有机物，在一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。,、二氧化碳的浓度,CO2补偿点,CO2饱和点,CO2补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。环境中的CO2低于这一浓度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物就会死亡。,在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。,（）农田：通风透光（正其行，通其风）（）温室：使用农家肥料，可以使土壤中微生物的数量增多，微生物活动增强，分解有机物，放出二氧化碳。使用NH4HCO3肥料。使用固体二氧化碳（干冰）,增产的措施：（根据二氧化碳的浓度对光合作用的影响）,图9,曲线在P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素；达到Q点时，横坐标所表示的因素不再是限制因素，要相提高光合速率，可适当提高图中其他因素。,、光照强度、温度和二氧化碳的浓度的综合影响：,5、水对光合作用的影响：,水是光合作用的原料；水影响气孔开度。,措施：合理灌溉,光合作用的日变化,C点“光合午休”的原因：光照过强、温度高、为降低蒸腾作用,气孔关闭、CO2浓度下降，光合速率下降。,B,C,D,光合作用的日变化,BC段高温使气孔关闭，CO2吸收量减少，光合强度下降,B,C,AB段光照强度增加，光合作用强度上升。,A,D,E,DE段光强减弱、气温降低，光合强度下降,6、矿质元素对光合作用的影响,如镁是叶绿素的重要组成成分P是ATP分子的组成成分等等。P是ATP分子的组成成分等等。P是ATP分子的组成成分等等。,措施：,合理施肥,五、化能合成作用,（一）化能合成作用：自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中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。,如：硝化细菌,（二）自养生物：,进行光合作用的生物包括绿色植物和某些细菌。它们以CO2和水为原料，利用光能合成糖类，糖类中储存着由光能转化来的能量，因此被称为自养生物。,能把无机物转化为有机物,（二）异养生物：,人、动物、真菌和大部分细菌，细胞中没有叶绿素，不能进行光合作用，只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动，它们属于异养生物。,不能把无机物转化为有机物,光合作用,化能合成作用,细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢.,海淀练习册P33,10.（12分）图中的甲、乙两图分别示某植株一昼夜中对CO2的吸收和释放的状况。甲图的资料来自于春季的某一晴天，乙图的资料来自于盛夏的某一晴天，请据图回答问题：,(1)甲图所示曲线中，C点和E点时，植株处于何种生理状态：,(2)据甲图所示，光合作用强度最高的时刻是点，一昼夜中植物体内积累有机物达到最多的时刻是点，该植物接受光照的时间是曲线中的_段,呼吸作用释放C02的量等于光合作用吸收C02的量,D,E,BF,(3)据乙图所示，该植物接受光照的时刻是_点，但从A点开始CO2的释放量有所减少，这可能是因为。乙图曲线中FG段CO2的吸收量逐渐减少是因为，以致光合作用的光反应产生的_和逐渐减少，从而影响了暗反应的强度，进而