人教版教学课件云南省弥勒县庆来中学2011-2012学年高一生物5.5细胞的能量供应和利用(课件)

1、12021/4/2第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用一、教学目的要求一、教学目的要求知识方面1.说明酶在代谢中的作用、本质和特性。2.解释ATP的化学组成和特点以及ATP在能量代谢中的作用。3.简述线粒体的结构和功能，说明细胞呼吸的方式、原理和实质，探讨细胞呼吸原理的应用。4.简述叶绿体的结构和功能，说明光合作用的原理和应用以及科学家对光合作用原理的认识过程，研究影响光合作用强度的环境因素。情感态度与价值观方面通过研究科学家对酶本质的探索历史以及对光合作用原理的探究历程，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同

2、意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。能力方面1.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。2.进行有关的实验和探究，学会提取、分离绿叶中的色素以及检测酒精、二氧化碳等细胞呼吸产物的方法。3.在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力以及分享信息的能力。22021/4/2第一节 降低化学反应活化能的酶考点解读1.酶本质的探索2.概念：细胞代谢 变量 自变量 因变量 对照 等量 单一变量3.酶的概念4.酶的特性(1)高效性实验比较过氧化氢在不同条件下的分解（原理、实验步骤、结论）(2)专一性(3

3、)温和性1)实验温度（PH）对酶活性的影响2)酶活性受温度（PH）影响示意图3)低温抑制酶活性、高温、过酸、过碱破坏酶活性32021/4/2一一.酶本质的探索酶本质的探索1、1783年年 斯帕兰札尼斯帕兰札尼 鹰的消化鹰的消化2、1857年年 巴斯德巴斯德 发酵是由于酵母细胞（正确），没有发酵是由于酵母细胞（正确），没有 活细胞参与，糖类不可能变成酒精（不正确）活细胞参与，糖类不可能变成酒精（不正确） 李比希李比希 引起发酵是酵母细胞内的物质（正确）引起发酵是酵母细胞内的物质（正确） 这些物质只在胶木细胞裂解才发挥作用（不正确）这些物质只在胶木细胞裂解才发挥作用（不正确）3、1890年年 毕希

4、纳毕希纳 酵母细胞的提取页引起发酵酵母细胞的提取页引起发酵4、1917年年 萨姆纳萨姆纳 刀豆提取到脲酶刀豆提取到脲酶 是蛋白质，脲酶催化尿素水解是蛋白质，脲酶催化尿素水解5、1980年年 切赫切赫 少数少数RNA也是酶也是酶 二二.概念：细胞代谢概念：细胞代谢 变量变量 自变量自变量 因变量因变量 对照对照 等量等量 单一变量单一变量P791、细胞代谢、细胞代谢P782、变量：是指实验过程中所被操纵控制的特定因素或条件、变量：是指实验过程中所被操纵控制的特定因素或条件3、实验变量（自变量）：实验中由实验者所操纵的因素或条件。、实验变量（自变量）：实验中由实验者所操纵的因素或条件。4、反应变量

5、（因变量）：实验中由于实验变量引起的变化和结果。、反应变量（因变量）：实验中由于实验变量引起的变化和结果。5、单一变量原则：一是确保、单一变量原则：一是确保“单一变量单一变量”的实验观测，二是确保的实验观测，二是确保“单一变量单一变量”的操作规范的操作规范6、对照、对照P79，一个实验总分为实验组和对照组。，一个实验总分为实验组和对照组。7、细胞代谢的的两个必要条件：酶和、细胞代谢的的两个必要条件：酶和ATP8、活化能、活化能P8042021/4/2三三.酶的概念酶的概念P83四四.酶的特性酶的特性1.高效性高效性实验实验比较过氧化氢在不同条件下的分解（原理、实验步骤、比较过氧化氢在不同条件下

6、的分解（原理、实验步骤、结论）结论）（1）原理）原理常态、加温常态、加温 、氯化铁、过氧化氢酶均能使过氧化氢水解、氯化铁、过氧化氢酶均能使过氧化氢水解（2）实验步骤）实验步骤（3）结论）结论过氧化氢酶具有高效性过氧化氢酶具有高效性2.专一性专一性每一种酶只能催化一种或一类化学反应每一种酶只能催化一种或一类化学反应3.温和性温和性(1)实验实验温度（温度（PH）对酶活性的影响（原理、实验设计，结论）对酶活性的影响（原理、实验设计，结论）52021/4/2*OA段：随着温度（段：随着温度（pH ）升高升高，酶活性，酶活性增大增大*A点：点：最适宜最适宜的温度（的温度（pH ），酶活性），酶活性最大

7、最大*AB段：随着温度（段：随着温度（pH ）升高升高，酶活性，酶活性下降下降说明：低温抑制了酶活性说明：低温抑制了酶活性高温、过酸、过碱破坏酶活性高温、过酸、过碱破坏酶活性（2）与社会的联系）与社会的联系酶解法生产葡萄糖酶解法生产葡萄糖加酶洗衣粉加酶洗衣粉多酶片多酶片加酶牙膏加酶牙膏（1）不同生物的最适温度和最适）不同生物的最适温度和最适PH 62021/4/2第二节 细胞的能量“通货”ATP考点解读1.ATP（三磷酸腺苷）的结构简式以及各部分的含义2.为什么说ATP是细胞内的高能磷酸化合物3.ATP结构式的特点4.ATP与ADP的相互转化5.ATP在细胞中的含量6.ATP和ADP处于动态平

8、衡中7.公式8.合成ATP的能量来源9.ATP的生理功能 10.萤火虫发光的能量转化过程及生物学意义11.细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性72021/4/2*细胞生命活动的能源细胞生命活动的能源一、一、ATP（三磷酸腺苷）的结构简式以及各部分的含义（三磷酸腺苷）的结构简式以及各部分的含义二、为什么说二、为什么说ATP是细胞内的高能磷酸化合物是细胞内的高能磷酸化合物P88根本来源根本来源-太阳能太阳能直接来源直接来源-ATP主要能源物质主要能源物质-葡萄糖葡萄糖能源物质能源物质-糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质最好的储能物质最好的储能物质-脂肪脂肪结构简式结构简式82

9、021/4/2三、三、ATP结构简式的特点结构简式的特点四、四、ATP与与ADP的相互转化的相互转化1、ATP在细胞中的含量在细胞中的含量2、ATP和和ADP处于动态平衡中处于动态平衡中3、公式、公式特点：远离特点：远离A的高能磷酸键容易生成，伴随能量储存、的高能磷酸键容易生成，伴随能量储存、容易断裂，伴随能量的释放。容易断裂，伴随能量的释放。极少极少ATP Pi+ADP+能量酶酶1酶酶2物质反应可逆、能量反应不可逆物质反应可逆、能量反应不可逆五、合成五、合成ATP的能量来源的能量来源绿色植物：光反应、呼吸作用绿色植物：光反应、呼吸作用动物：呼吸作用动物：呼吸作用92021/4/2六、六、AT

10、P的生理功能的生理功能七、萤火虫发光的七、萤火虫发光的能量转化过程及生能量转化过程及生物学意义物学意义（1）能量转化）能量转化八、细胞内八、细胞内ATP和和ADP相互转化的能量供应机制是生物界相互转化的能量供应机制是生物界的共性的共性生命活动的直接生命活动的直接能源物质能源物质“能量能量”通货通货荧光素荧光素 激活的荧光素激活的荧光素 +氧气氧气 氧化荧光素氧化荧光素+光光荧光素酶荧光素酶ATP ADP（2）求偶行为）求偶行为102021/4/2第三节 ATP的主要来源细胞呼吸1.细胞呼吸的概念2.实验探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)实验设计(2)实验原理(3)无氧、有氧装置示意图(4)酒精的鉴

11、定、二氧化碳的鉴定3.有氧呼吸(1)概念(2)场所(3)线粒体的形态、分布、结构和功能(4)呼吸的重要底物(5)公式(6)图解4.列表比较有氧呼吸三个阶段的反应场所、反应物、生成物5.无氧呼吸(1)概念(2)场所(3)公式(4)发酵的概念、类型(5)不同生物无氧呼吸的产物6.外界环境对呼吸的影响7.列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点8.细胞呼吸原理的应用112021/4/2第三节第三节 ATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸一、细胞呼吸的概念一、细胞呼吸的概念P91二、实验二、实验探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）实验设计（一）实验设计（二）实验原理（二）实验原理1、无

12、氧、有氧装置示意图、无氧、有氧装置示意图2、酒精的鉴定、酒精的鉴定3、二氧化碳的鉴定、二氧化碳的鉴定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、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水和CO2 ，无氧呼吸产生酒精和，无氧呼吸产生酒精和CO2 。2、 CO2的检测方法的检测方法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊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使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄3、酒精的检测、酒精的检测橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。122021/4/2三、有氧呼吸

13、（主要方式）三、有氧呼吸（主要方式）（一）概念（一）概念P94（二）场所（二）场所（三）线粒体的形态、分布、结构和功能（三）线粒体的形态、分布、结构和功能细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖细胞在氧气的参与下，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，释放大量等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放大量能量，生成许多能量，生成许多ATP的过程的过程线粒体线粒体（1）形态：棒状、线形）形态：棒状、线形（2）分布：活细胞，生命越旺盛，线粒体含量越多）分布：活细胞，生命越旺盛，线粒体含量越多（3）结构：外膜、内膜、嵴、线粒体基质）结构：外膜、内膜、嵴、线

14、粒体基质（4）功能：）功能： “动力工厂动力工厂”（有氧呼吸的主要场所），（有氧呼吸的主要场所），95%（四）有氧呼吸的重要底物：葡萄糖（四）有氧呼吸的重要底物：葡萄糖132021/4/2（六）图解（六）图解细胞质基质细胞质基质丙酮酸丙酮酸 H少量少量ATP葡萄糖葡萄糖线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜丙酮酸丙酮酸水水CO2 H少量少量ATP HO2H2O（五）有氧呼吸的反应式（五）有氧呼吸的反应式C6H12O6+6O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶（2870KJ/mol,其中其中1161KJ转移转移到到ATP中）中）（九）有氧呼吸与体外燃烧的异同点（九）有氧呼吸与体外燃烧的异同点

15、（1）能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量）能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量（2）体内能量是逐步释放，体外是连续释放）体内能量是逐步释放，体外是连续释放（3）体内是在温和的条件下）体内是在温和的条件下142021/4/2四、无氧呼吸四、无氧呼吸（一）概念（一）概念（二）场所（二）场所（三）公式（三）公式（四）发酵的概念、类型（四）发酵的概念、类型（五）不同生物无氧呼吸的产物（五）不同生物无氧呼吸的产物（六）外界环境对呼吸的影响（六）外界环境对呼吸的影响（七）列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点（七）列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点（八）细胞呼吸原理的意义和应用（八）细胞呼吸原理的意义和

16、应用 152021/4/2四、无氧呼吸四、无氧呼吸（一）概念（一）概念细胞在无氧或缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖细胞在无氧或缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生二氧化碳和酒精（乳酸），释放等有机物不彻底氧化分解，产生二氧化碳和酒精（乳酸），释放少量能量，生成少量少量能量，生成少量ATP的过程的过程（二）场所：细胞质基质（二）场所：细胞质基质（三）公式（三）公式162021/4/2（四）发酵的概念、类型（选修（四）发酵的概念、类型（选修2P75）（1）发酵）发酵利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化利用微生物，在适宜的条件下，将

17、原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程为人类所需要的产物的过程（2）类型）类型好氧性微生物发酵好氧性微生物发酵厌氧性微生物发酵厌氧性微生物发酵 酒精发酵酒精发酵 乳酸发酵乳酸发酵（五）不同生物无氧呼吸的产物（五）不同生物无氧呼吸的产物1、产生酒精：酵母菌、大多数高等植物、产生酒精：酵母菌、大多数高等植物2、产生乳酸：动物、乳酸菌、马铃薯块、玉米胚、产生乳酸：动物、乳酸菌、马铃薯块、玉米胚（六）外界环境对呼吸的影响（六）外界环境对呼吸的影响1、氧气、二氧化碳的浓度、氧气、二氧化碳的浓度2、温度、温度3、矿质元素、矿质元素4、水、水172021/4/2（七）有氧呼吸与无氧呼吸的比较（七

18、）有氧呼吸与无氧呼吸的比较细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体细胞质基质细胞质基质有氧，呼吸酶有氧，呼吸酶无氧或缺氧，呼吸酶无氧或缺氧，呼吸酶CO2和和H2O酒精和酒精和CO2或乳酸或乳酸释放大量能量，释放大量能量，产生大量产生大量ATP释放少量能量，形成少量释放少量能量，形成少量ATP（八）细胞呼吸的应用（八）细胞呼吸的应用1、“创可贴创可贴”2、酵母菌是兼性厌氧微生物，、酵母菌是兼性厌氧微生物，3、醋酸杆菌是一种好氧细菌、醋酸杆菌是一种好氧细菌4、谷氨酸棒状杆菌是一种厌氧细菌，、谷氨酸棒状杆菌是一种厌氧细菌，5、板结的土壤及时进行松土，、板结的土壤及时进行松土，6、水稻的根系适于在水中生长

19、、水稻的根系适于在水中生长7、破伤风芽孢杆菌、破伤风芽孢杆菌8、有氧运动和无氧运动、有氧运动和无氧运动182021/4/2（八）能量的利用（八）能量的利用意义：为生物的各种生命活动提供能量。意义：为生物的各种生命活动提供能量。 光能光能 光合作用光合作用 动物动物: （动物有机物）（动物有机物）热能热能（贮存于有机物中）（贮存于有机物中）直接或间接直接或间接 化学能化学能 细胞呼吸细胞呼吸 ATP生命活动生命活动化学能化学能植物：植物：细胞呼吸生物合成生物合成 吸收与分泌吸收与分泌 肌肉收缩肌肉收缩体温维持体温维持 神经传导神经传导192021/4/2第四节 能量之源光和光合作用1.实验绿叶中

20、色素的提取和分离（目的、原理、步骤、结论）2.捕获光能色素3.捕获光能的结构叶绿体叶绿体的形态、分布、结构和功能4.光合作用的探究历程5.光合作用的概念、公式、图解、意义6.列表比较光反应和暗反应的异同点7.外界环境对光合作用的影响8.实验环境因素对光合作用的影响9.代谢类型202021/4/2一、实验一、实验绿叶中色素的提取和分离（目的、原理、步骤、结论）绿叶中色素的提取和分离（目的、原理、步骤、结论）1、目的、目的P982、原理、原理（1）色素溶解在有机溶剂无水乙醇）色素溶解在有机溶剂无水乙醇（2）色素溶解在层析液中）色素溶解在层析液中（3）色素在层析液中溶解度不同，扩散速度不同）色素在层

21、析液中溶解度不同，扩散速度不同3、步骤、步骤4、结论、结论色素有四种不同颜色的色素色素有四种不同颜色的色素二、捕获光能的色素二、捕获光能的色素（一）色素的功能（一）色素的功能吸收、传递、转化光能吸收、传递、转化光能（二）种类、颜色、吸收光谱（二）种类、颜色、吸收光谱叶绿素叶绿素a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收红橙光和蓝紫光主要吸收红橙光和蓝紫光主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光212021/4/2三、捕获光能的结构三、捕获光能的结构叶绿体叶绿体（一）叶绿体的形态：扁平椭球形

22、、球形（一）叶绿体的形态：扁平椭球形、球形（二）分布：绿色植物（二）分布：绿色植物叶肉细胞、保卫细胞、皮层细胞叶肉细胞、保卫细胞、皮层细胞（三）结构和功能（三）结构和功能1、结构、结构2、功能：、功能：光合作用的光合作用的主要场所主要场所外膜外膜 内膜内膜 基粒基粒 基质基质2-100个类囊体个类囊体色素、酶色素、酶222021/4/2四、光合作用的探究历程四、光合作用的探究历程1、1772年，英国普里斯特利实验指出植物可以更新空气年，英国普里斯特利实验指出植物可以更新空气.2、 1779年，英国英格豪斯指出植物在光下可以更新空气3、1845年，德国梅耶指出光合作用把光能储藏在有机物中4、18

23、64年年:德国萨克斯实验证明绿色叶片在光合作用中产生德国萨克斯实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉了淀粉.5、1880年年:德国恩吉尔曼实验证明德国恩吉尔曼实验证明,氧是由叶绿体释放出来的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叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所.6、1930年：年：:美国鲁宾和卡门实验证明光合作用释放的氧全部美国鲁宾和卡门实验证明光合作用释放的氧全部来自水来自水.7、1940年，美国卡尔文指出有机物中的碳来自于二氧化碳 3232021/4/2（三）图解（三）图解问题：问题：1、色素的功能、色素的功能2、氧气的来源与去路、氧气的来源与去路3、如何判断光反应的

24、开始、如何判断光反应的开始4、光反应为暗反应提供的必要条件？、光反应为暗反应提供的必要条件？5、暗反应分为那两个阶段、暗反应分为那两个阶段6、光合作用中能量的转移途径、光合作用中能量的转移途径7、光合作用中碳的转移途径、光合作用中碳的转移途径8、光合作用的产物中，氧气、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氢、光合作用的产物中，氧气、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氢、葡萄糖中的氧依次分别来自什么物质？葡萄糖中的氧依次分别来自什么物质？吸收、传递、转化光能吸收、传递、转化光能水的光解、呼吸作用、释放到大气水的光解、呼吸作用、释放到大气氧气的释放氧气的释放ATP、 HCO2的固定的固定、 C3的还原的还原光能光能 A

25、TP活泼的化学能活泼的化学能 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能二氧化碳二氧化碳 C3 有机物有机物 242021/4/2六、列表比较光反应和暗反应的异同点六、列表比较光反应和暗反应的异同点基粒基粒(类囊体的类囊体的薄膜上薄膜上)叶绿体基质中叶绿体基质中需光需光,色素和酶色素和酶不需光不需光,色素色素;需多种酶需多种酶2H2O 光光 4H+O2CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3C3的还原：的还原：2C3 （CH2O） H，ATP酶光能转变为活泼的化光能转变为活泼的化学能，储存在学能，储存在ATP中中光光ADP+Pi ATP酶酶ATP中活泼的化学能转化为糖中活泼的化学能转化为糖类等

26、有机物中稳定的化学能类等有机物中稳定的化学能ATP水解成水解成ADP252021/4/2五、光合作用的概念、公式、图解、意义五、光合作用的概念、公式、图解、意义（一）概念（一）概念P101（二）公式（二）公式CO2+H2O* （CH2O）+O*2光光叶绿体叶绿体（四）意义（四）意义1、提供了、提供了物质物质来源和来源和能量能量来源。来源。2、维持大气中、维持大气中O2和和CO2含量的相对稳定含量的相对稳定3、对生物的进化具有重要作用。、对生物的进化具有重要作用。262021/4/2七、外界环境对光合作用的影响七、外界环境对光合作用的影响1、光照的强度、长短、波长、面积、光照的强度、长短、波长、面积2、二氧化碳的浓度、二氧化碳的浓度3、温度、温度4、矿质元素、矿质元素5、水、水八、光合作用原理的应用八、光合作用原理的应用1、合