高中生物必修1第五章

1、第5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一酶的作用和本质二酶的特性第2节细胞的能量“通货”ATP第3节ATP的主要来源细胞呼吸第4节能量之源光与光合作用一捕获光能的色素和结构二光合作用的原理和应用一酶的作用和本一酶的作用和本质质斯帕兰扎尼实验斯帕兰扎尼实验过程：过程：现象：现象：推测：推测：证明：证明：本实验能证明：本实验能证明：问题探讨问题探讨肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块消失了肉块消失了是胃内的化学物质将肉块分解了是胃内的化学物质将肉块分解了收集胃内的化学物质，看看这些物质收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解在体外是否也能将肉

2、块分解胃具有化学消化的作用胃具有化学消化的作用一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质1.1.细胞代谢：细胞代谢： 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢称为细胞代谢, ,是生物生命活动的基础。是生物生命活动的基础。2.2.酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。能在温和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活

3、化能更显著地降低化学反应的活化能酶的作用：酶的作用： 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。更显著，因而催化效率更高。 2 H2O2 2 H2O + O21.1.常温下反应常温下反应2.2.加热加热3.Fe3.Fe3+3+做催化剂做催化剂4.4.过氧化氢酶过氧化氢酶猪肝研磨液猪肝研磨液加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯加热酒精灯加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液2 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%9090FeClFeCl3 3自变量自变量因变量因变量无关变

4、量无关变量y=ky=kx xy=kx+zy=kx+z变量变量2 2 2 2 浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%90FeCl3自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验 分子从常态转变为容易发生化学反应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称为的活跃状态所需要的能量称为 加热加热第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一酶的特性一酶的特性1.1.高效性高效性 （意义）（意义）2.2.专一性专一性 一一种种酶只能催化一种或一类化学反应酶只能催化一种或一类化学反应3.3.作用条件比较温和作用条件比较温和酶的特性酶的

5、特性酶活性酶活性： 1.1.酶对化学反应的催化效率最酶对化学反应的催化效率最适的温度和适的温度和PHPH条件下，酶的活性最条件下，酶的活性最高高 2.2.不同的酶具有不同的最适的不同的酶具有不同的最适的温度和最适温度和最适PHPH 3. 3.过酸、过碱或温度过高，会使酶的空过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活间结构遭到破坏，使酶永久失活。（不可逆）（不可逆） 4.4.低温，不破坏酶的空间结构，只是降低低温，不破坏酶的空间结构，只是降低酶的活性。酶的活性。 （可恢复）（可恢复） 总结总结: 1.1.产生部位和作用部位：产生部位和作用部位： 所有的活细胞所有的活细胞 细胞内

6、、细胞外、体外细胞内、细胞外、体外 2. 2.作用：作用： 催化作用催化作用, ,降低活化能降低活化能 3.3.本质本质: : 有机物（绝大多数是有机物（绝大多数是蛋白质蛋白质、少数是、少数是RNARNA）4.4.同无机催化剂一样，同无机催化剂一样， 只改变反应速率，不能改变反应方向和终只改变反应速率，不能改变反应方向和终产物的浓度，在化学反应前后本身不发生产物的浓度，在化学反应前后本身不发生改变。改变。高效性高效性专一性专一性多样性多样性作用条件比较温和作用条件比较温和5.5.酶的特性酶的特性 改善肌体代谢，又是体内能量的主要来源。改善肌体代谢，又是体内能量的主要来源。目前普遍用于心力衰竭、

7、心肌梗塞、脑动脉硬目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并有抗癌作用，可望化、冠状动脉硬化等等，并有抗癌作用，可望成为抑癌剂。成为抑癌剂。功能功能: :二、ATP的结构简式 HNH C NN C CHC C H O O OH N N O H C O P O P O P OH C H H C OH OH OH H C C H OH OHPPPATPATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键APPP高能磷酸键高能磷酸键: :30.54KJ/mol30.54KJ/molATPATP是细胞内的一种高能磷酸化合物是细胞内的一种高能磷酸化合物+A-PPA-PP PPATPADP

8、 Pi( (磷酸磷酸) ) 能量+酶酶ATP与ADP的相互转化：能量的储存能量的 释放 ATP 酶酶 ADP + Pi + 能量能量ADP+Pi+能量 酶酶 ATP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能量能量ATP酶酶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物质可循环利用物质可循环利用能量是不可循环利用能量是不可循环利用反应反应不可逆不可逆ATP ATP 酶酶 ADP + PADP + Pi i + + 能量能量ADP+PADP+Pi i+ +能量能量 酶酶 ATPATP 动动脑动动脑上面两个反应式可逆的吗？上面两个反应式可逆的吗？2

9、.2.在细胞内，在细胞内，1mol1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kJ2870kJ的能量。计算：的能量。计算：1 1分子葡萄糖彻底氧化分解分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是所释放的能量是1 1分子分子ATPATP水解所释放能量的多少倍？水解所释放能量的多少倍？1.ATP1.ATP的结构式可以简写成（的结构式可以简写成（ ） A.A - P - PA.A - P - P P B.A - PP B.A - P P P P P C.A C.AP PP - P D.AP - P D.AP P P P P PB（ 94 94 ）3.ATP3.ATP分子中大量的化

10、学能储存在分子中大量的化学能储存在 _内。内。2 2分子分子ADPADP中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键的数目依次是键的数目依次是_、_、_个。个。高能磷酸键高能磷酸键242细胞呼吸的概念：细胞呼吸的概念：实质：氧化分解有机物实质：氧化分解有机物, ,释放能量释放能量一、有氧细胞呼吸的过程示意图一、有氧细胞呼吸的过程示意图线粒体线粒体2870kJ/mol) 大部分以热能形式散失大部分以热能形式散失 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中有氧呼吸概念：有氧呼吸概念： C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO 6CO2 2+ 6H+

11、6H2 2O +O +能量能量 酶酶有氧呼吸小结有氧呼吸小结(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,约约60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约约40%)40%)3838个个ATPATP葡萄糖葡萄糖无无O O2 2过程：过程：酒精酒精+CO+CO2 2+ +少量能量少量能量酶酶（大部分高等植物、大部分高等植物、酵母菌酵母菌）乳酸乳酸+ +少量能量少量能量酶酶（马铃薯块茎、甜菜的块根（马铃薯块茎、甜菜的块根、玉玉米胚、动物、米胚、动物、乳酸菌乳酸菌）C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2 C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) ) + +

12、少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量能量少量能量酶酶同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵发酵: :微生物的呼吸作用微生物的呼吸作用如如: :酒精发酵、乳酸发酵酒精发酵、乳酸发酵、有氧呼吸有氧呼吸三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较细胞质基质、线粒细胞质基质、线粒体体细胞质基质细胞质基质需氧、酶需氧、酶不需氧、需酶不需氧、需酶COCO2 2、H H2 2O O酒精和酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸释放

13、大量能量释放大量能量释放少量能量释放少量能量第一阶段完全相第一阶段完全相同同分解有机物，释放能量分解有机物，释放能量知识总结知识总结呼吸作用的概念呼吸作用的概念呼呼吸吸作作用用类类型型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼呼吸吸作作用用葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解HH的氧化的氧化丙酮丙酮酸不酸不彻底彻底分解分解乳酸发酵乳酸发酵酒精发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解VSVS 影响细胞呼吸的因素及应用影响细胞呼吸的因素及应用 影响呼吸作用的因素有温度、氧气浓度、影响呼吸作用的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等，其中主要是温度。二氧化碳浓度、含水量等，

14、其中主要是温度。 (1)温度温度(主要因素主要因素) 呼吸作用在最适温度呼吸作用在最适温度(2535 )时最强时最强 生产上在低温下储存蔬菜、水果。生产上在低温下储存蔬菜、水果。大棚蔬菜大棚蔬菜,夜间适当降温，抑制呼吸作用。夜间适当降温，抑制呼吸作用。 (2)氧气浓度氧气浓度 蔬菜水果的保质、保鲜，一般采蔬菜水果的保质、保鲜，一般采用低氧用低氧(5%)保存，此时有氧呼吸较弱，而保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。无氧呼吸又受到抑制。 无土栽培时向培养液中通入空气，无土栽培时向培养液中通入空气，中耕松土等都是为了增加氧气的含量，加中耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保

15、证能量供应，促进强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。矿质元素的吸收。 (3)二氧化碳浓度二氧化碳浓度 密闭的地窖便于保存蔬菜水果密闭的地窖便于保存蔬菜水果:氧气浓氧气浓度低，度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作浓度较高，抑制细胞的呼吸作用。用。 (4)含水量含水量 自由水含量增加，代谢加强，呼吸作用加自由水含量增加，代谢加强，呼吸作用加强，有机物消耗大强，有机物消耗大,不利于种子的贮藏不利于种子的贮藏。3.3.在有氧呼吸过程中在有氧呼吸过程中, ,氧气的作用是氧气的作用是4.4.生物的细胞呼吸可分为生物的细胞呼吸可分为 和和 两两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过种类

16、型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过 呼吸提供，其能源物质主要是呼吸提供，其能源物质主要是 。 与氢结与氢结合生成水，释放能量。合生成水，释放能量。有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧有氧葡萄糖葡萄糖1.1.葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在2.2.人在剧烈运动时人在剧烈运动时, ,骨骼肌处于暂时缺氧状态，可骨骼肌处于暂时缺氧状态，可以通过无氧呼吸获取能量以通过无氧呼吸获取能量, ,此时葡萄糖被分解为此时葡萄糖被分解为线粒体线粒体乳酸乳酸5.5.生物的生命活动所需要的能量主要来自：生物的生命活动所需要的能量主要来自： . .糖类的氧化分解糖类的氧化分解 . .脂类的

17、氧化分解脂类的氧化分解 . .蛋白质的氧化分解蛋白质的氧化分解 . .核酸的氧化分解核酸的氧化分解6.6.人体进行有氧呼吸的主要场所是人体进行有氧呼吸的主要场所是 . .肺细胞肺细胞 . .内环境内环境 . .线粒体线粒体 . .细胞质基质细胞质基质A AC C7.7.与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是 . .分解有机物分解有机物 . .释放能量释放能量 . .需要酶催化需要酶催化 . .有机物分解不彻底有机物分解不彻底8.8.新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是因是 A.A.呼吸

18、作用减弱呼吸作用减弱 B.B.呼吸作用加强呼吸作用加强 C.C.光合作用减弱光合作用减弱 D.D.促进了物质的分解促进了物质的分解D DA A5.5.种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是 A.A.根细胞吸收水分过多根细胞吸收水分过多 B.B.营养缺乏营养缺乏 C.C.光合作用强度不够光合作用强度不够 D.D.细胞有氧呼吸受阻细胞有氧呼吸受阻10.10.同样消耗同样消耗molmol的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的效率是无氧呼吸能量转化效率的 A.20A.20倍倍 B.19B.19倍倍 C.

19、C.倍多倍多 D.12.7D.12.7个百分点个百分点D DB B第三节 光合作用一捕获光能的色素和结构一捕获光能的色素和结构(一一)实验：绿叶中色素的提取和分离实验：绿叶中色素的提取和分离 1.实验原理：实验原理： 色素提取的原理：绿叶中的色素都色素提取的原理：绿叶中的色素都是有机物，能溶解在是有机物，能溶解在 中中,从而分离出来。从而分离出来。无水乙醇等有机溶剂无水乙醇等有机溶剂 色素分离的原理：不同的色素在层析液中的溶色素分离的原理：不同的色素在层析液中的溶解度不同，解度不同， 的随层析液在滤纸上扩散得快，反的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。因而，不同的色素会形成不同的色素带。之则慢

20、。因而，不同的色素会形成不同的色素带。 2.实验过程：实验过程： 提取色素提取色素制备滤纸条制备滤纸条画滤液细线画滤液细线 观察观察结果结果溶解度高溶解度高分离色素分离色素3.分离方法：分离方法： 。过程过程操作事项操作事项操作目的操作目的提提取取色色素素选取新鲜绿色的叶选取新鲜绿色的叶片片使滤液中色素含量高使滤液中色素含量高研磨时加入研磨时加入10 mL溶解叶片中的色素溶解叶片中的色素研磨时加少许研磨时加少许研磨充分和保护色素研磨充分和保护色素快速、充分研磨快速、充分研磨防止防止 ，并充分溶解色素并充分溶解色素盛放滤液的试管管盛放滤液的试管管口用棉塞塞紧口用棉塞塞紧防止溶剂挥发和色素防止溶剂

21、挥发和色素分子被氧化分子被氧化无水乙醇无水乙醇二氧化硅、碳酸钙二氧化硅、碳酸钙溶剂挥发溶剂挥发过程过程操作事项操作事项操作目的操作目的分分离离色色素素滤纸事先干燥处理滤纸事先干燥处理使层析液在滤纸条上使层析液在滤纸条上的扩散速度快的扩散速度快滤纸条一端滤纸条一端防止层析液在滤纸条防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快的边缘扩散过快滤液细线要直、细、滤液细线要直、细、齐齐使分离的色素带使分离的色素带滤液细线干燥后滤液细线干燥后增加色素量，使色素增加色素量，使色素更带清晰更带清晰滤液细线不能触及层滤液细线不能触及层析液析液防止色素溶解到层析防止色素溶解到层析液中液中剪去两角剪去两角平整、不重平整、不重叠

22、叠重复画重复画23次次叶绿体中色素的种类：叶绿体中色素的种类：叶绿素叶绿素a(a(蓝绿色）蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）叶绿素叶绿素（3/43/4）类胡萝卜素类胡萝卜素（1/41/4）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）功功 能：能：吸收、传递和转化光能吸收、传递和转化光能1.1.为什么树叶一般都呈绿色？为什么树叶一般都呈绿色？ 叶绿素占叶绿体色素的叶绿素占叶绿体色素的3/43/4，叶绿素对绿，叶绿素对绿光吸收量少，绿光被反射出来，叶绿体呈现绿光吸收量少，绿光被反射出来，叶绿体呈现绿色。色。2.2.秋天为什么叶子会变黄？秋天为什么叶子会变黄？ 叶绿素

23、解体。叶绿素解体。2.2.不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光。海水的浅层的绿藻吸收的颜色是反射出来的光。海水的浅层的绿藻吸收红光和蓝紫光较多，反射出绿光；海水深层的红红光和蓝紫光较多，反射出绿光；海水深层的红藻吸收蓝紫光和绿光较多，反射出了红光；褐藻藻吸收蓝紫光和绿光较多，反射出了红光；褐藻反射出黄色的光。反射出黄色的光。 A A组组: : B B组组: :17711771年年,(,(英英) )普里斯特利的实验普里斯特利的实验 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所是绿色植物进行

24、光合作用的场所2.2.第二组向同种绿色植物提供第二组向同种绿色植物提供H H2 21818O O和和COCO2 2 1. 1.第一组向绿色植物提供第一组向绿色植物提供C C1818O O2 2和和 H H2 2O O 。 C18O2+H2O CO2+H218OO2 证明：光合作用释放的证明：光合作用释放的O2全部来自于全部来自于H2O19301930年，年，( (美美) )鲁宾和卡门鲁宾和卡门18O2四、影响光合作用的因素四、影响光合作用的因素植物自身因素植物自身因素环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1 1）光照）光照2 2）温度）温度3 3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4 4）水

25、分）水分5 5）矿质元素）矿质元素自养生物自养生物异养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（绿色植物）（绿色植物）（硝化细菌等）（硝化细菌等）总反应反应式总反应反应式:6C O2+12H2 O叶绿体叶绿体光能光能C 6 H12 O6 + 6 H2 O+6 O2光合作用的实质光合作用的实质:1.1.物质转化：物质转化： 无机物无机物有机物有机物2.2.能量转化：能量转化：光能光能有机物中的化学能有机物中的化学能 光合作用的意义光合作用的意义: :1.1.生物界中有机物的来源生物界中有机物的来源3.3.调节大气中氧气和二氧化碳的含量调节大气中氧气和二氧化碳的含量2.2.生物

26、生命活动能量的最终来源生物生命活动能量的最终来源一、场所一、场所-叶绿体叶绿体叶绿体中色素的种类、颜色及作用叶绿体中色素的种类、颜色及作用二、光合作用的过程二、光合作用的过程1.1.光反应光反应水的光解水的光解ATP的合成的合成2.2.暗反应暗反应二氧化碳的固定二氧化碳的固定二氧化碳的还原二氧化碳的还原四、光合作用的实质四、光合作用的实质 1.1.物质的转化物质的转化 2.2.能量的转化能量的转化五、光合作用的意义与应用五、光合作用的意义与应用三、光合作用的概念和总反应式三、光合作用的概念和总反应式思考：暗反应为什么称之为思考：暗反应为什么称之为“暗暗”反应？反应？ 暗反应在光下能不能进行？暗

27、反应在光下能不能进行？H 2 O 光光 2H+1/2O 2酶酶A D P + Pi +能量能量A T P光光反反应应水的光解：水的光解：ATPATP的形成：的形成：光光合合作作用用酶酶 2 C 3C O 2 +C 5H ATP酶酶C 6 H12 O 62 C 3暗暗反反应应C O 2的固定：的固定：C O 2的还原：的还原： 光反应光反应暗反应暗反应部部 位位条条 件件物质转化物质转化能量转化能量转化联联 系系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供HH和和ATPATP类囊体的薄膜类囊体的薄膜叶绿体的基质中叶绿体的基质中叶绿体色素酶叶绿体色素酶许多酶，不受光限制许多酶，不受光限制水转变成水转变成HH和氧和氧气；生成气；生成ATPATPC OC O2 2转变为转变为C C3,3,经经C OC O2 2的的还原为有机物还原为有机物光能转化为光能转化为ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能ATPATP中活跃的化学能转化中活跃的化学能转化为有机物中稳定化学能为有机物中稳定化学能【总结】【总结】光反应与暗反应的区别与联系光反应与暗反应的区别与联系0204060801