高中生物生命的物质变化和能量转换省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

第四章生命物质改变和能量转换第一节生物体内化学反应1/73生物共同特征：生长发育、生殖、遗传和变异、新陈代谢、复杂而独特结构、应激性同化作用异化作用（基本）新陈代谢化学反应合成反应分解反应自我更新2/73新陈代谢物质能量同化作用生物体不停从外界摄取营养物质，将其转变为本身物质储存能量异化作用生物体不停将本身物质分解，并将代谢终产物排出体外释放能量3/73合成反应：小分子形成大分子化学反应

分解反应：大分子分解成小分子化学反应

一、合成反应和分解反应4/73

酶C二肽＋氨基酸三肽＋水酶EC6H12O62CH3COCOOH+4H+能量

（葡萄糖）（丙酮酸）酶A葡萄糖＋葡萄糖麦芽糖＋水酶D四肽＋水2分子二肽酶B麦芽糖＋水2分子葡萄糖合成反应分解反应5/73

酶C二肽＋氨基酸三肽＋水酶EC6H12O62CH3COCOOH+4H+能量

（葡萄糖）（丙酮酸）酶A葡萄糖＋葡萄糖麦芽糖＋水酶D四肽＋水2分子二肽酶B麦芽糖＋水2分子葡萄糖合成反应分解反应（水解反应）（水解反应）（氧化分解反应）6/73二、生物催化剂——酶1、探究酶高效性（P58演示试验）背景资料：1、过氧化氢是细胞代谢产生对细胞有害物质。细胞中过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解为水和氧气。2、新鲜猪肝中含有过氧化氢酶，氯化铁是一个无机催化剂，它们都参加这一反应。3、在一滴3.5％FeCl3溶液与一滴20%肝脏研磨液中，前者Fe3＋是后者过氧化氢酶分子数25万倍。反应式：2H2O22H2O＋O2↑过氧化氢酶（或Fe3＋）7/73加入材料（ml）试管号123453％H2O255555蒸馏水0．5新鲜猪肝匀浆0．53.5％FeCl3溶液0．5经高温处理猪肝匀浆0．5经高温处理3.5％FeCl3溶液0．5试验结果气泡发生量不显著极多普通不显著普通线香亮度暗淡火焰燃烧

无改变暗淡无改变⑤4号和5号试管结果说明了什么？思考④3号和5号试管结果说明了什么？③2号和4号试管结果说明了什么？②2号和3号试管结果说明了什么？①1号试管在试验中起什么作用？经过本试验，可得出结论：酶含有高效性8/732、酶概念：由活细胞产生含有催化能力生物大分子，也称生物催化剂。3、化学本质：大多数是蛋白质，少数是RNA4、命名：酶起源﹢所催化底物（如：胃蛋白酶）5、酶特征：高效性快速进行反应专一性有条不紊地进行反应多样性9/73酶活性部位底物契合酶专一性10/73分析：影响酶活性原因变蓝紫71414无改变713513变蓝紫413512变蓝紫713511加碘液后液体颜色改变pH稀释唾液溶液（mL）清水（mL）恒温水浴（℃）1％淀粉溶液（mL）试管号①哪些原因会影响酶活性？③唾液淀粉酶最适温度和pH是多少？②4号试管唾液淀粉酶活性是否丧失了？6、影响酶活性（催化效率）原因：温度、pH11/73酶活性发挥，需要适宜pH和温度12/732、ATP结构简式：APPP腺苷磷酸基高能磷酸键ADP（腺苷二磷酸）ATP（腺苷三磷酸）三、生命活动直接能源——ATP1、ATP汉字名称：腺苷三磷酸13/733、ATP与ADP相互转化：ATPADP+Pi+酶ATPPi各种生命活动能量能量光合作用有机物氧化分解酶注意：以上两反应不可逆（酶、反应场所均不一样）14/731、以下对酶描述中，不正确是（）A．酶是生物催化剂B．大多数酶是蛋白质C．一些RNA也是酶D．酶活性随温度增加而增强2、生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行，是因为（）A．酶催化效率含有高效性B．酶种类含有多样性C．酶催化作用含有专一性D．酶空间结构含有稳定性3、习惯上酶命名是依据()A、其起源B、其底物C、没依据D、A与B都是4、30个腺苷和60个磷酸基最多能组成ATP（）A、10个

B、20个

C、30个

D、60个15/735、酶是生物体内催化各种化学反应生物催化剂，上图表示在不一样温度条件下化学反应速度改变，其改变反应了温度对酶催化作用影响，请据图回答：（1）曲线中AB段表明：酶在

范围内，催化作用随温度

而

。（2）曲线中B点表示

。（3）曲线BC段表明

。10-40℃升高增强酶最适温度随温度升高，酶活性下降16/736、酶是生物催化剂，上图表示外界条件对酶催化作用影响，请回答以下问题：（1）图2说明酶催化作用受

影响。（2）

酶在pH为2条件下活性最高。pH胃蛋白17/73作业练习册第4章第1节18/7319/73第四章生命物质改变和能量转换第二节光合作用20/73一、光合作用研究历史发觉问题↓提出假设↓设计试验↓数据分析↓得出结论1642年赫尔蒙特：植物增重物质从何而来?：植物增重物质只来于水：与雨水相关21/73发觉问题↓提出假设↓设计试验↓数据分析↓得出结论1771年普里斯特利：动物是怎样生存?：植物能净化空气：与植物相关22/73发觉问题↓提出假设↓设计试验↓数据分析↓得出结论1779年英格豪斯为何普里斯特利试验有时成功，有时失败呢？光照是试验成功必要条件与外界环境相关23/73发觉问题↓提出假设↓设计试验↓数据分析↓得出结论1864年萨克斯植物除释放氧气，还产生什么？光照后产生淀粉可能是某种有机物24/73萨克斯实验发展结论：CO2是光合作用原料之一25/73无空气光亮环境中无空气黑暗环境中1880年恩格尔曼资料1：恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌暂时装片放在没有空气黑暗环境中，然后用极细光束照射水绵。他发觉细菌只向叶绿体被光束照射到部位集中。假如暂时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体全部受光部位。资料2：在类囊体上和基质中，含有各种进行光合作用所必需酶。思索：恩格尔曼试验结论是什么？26/73发觉问题↓提出假设↓设计试验↓数据分析↓得出结论1939年鲁宾、卡门O2来自CO2还是H2O？O2来自H2O可能来自CO2，可能来自H2O27/73发觉问题↓提出假设↓设计试验↓数据分析↓得出结论1940年卡尔文糖是怎样合成？CO2转化成有机物可能来自CO228/73类胡萝卜素

叶绿素胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）二、光合作用场所——叶绿体主要吸收蓝紫光主要吸收红橙光、蓝紫光双层膜基质：酶基粒酶色素叶绿体29/73叶绿体结构30/73试验4.3叶绿体中色素提取和分离一、色素提取：石英砂——研磨充分碳酸钙——保护叶绿素提取液：无水乙醇（注意：5毫升无水乙醇分次添加）二、制备滤纸条，画滤液细线注意：滤液细线“匀、细、齐、浓”（预防色素带之间重合；积累更多色素），阴干。参考图4-16三、色素分离：纸层析法原理：各色素伴随层析液在滤纸上扩散速度不一样，使不一样色素在扩散过程中被分离开来。层析液：石油醚注意：67页右下角31/73试验4.3叶绿体中色素提取和分离试验：叶绿体中色素提取和分离32/73纸层析结果叶黄素叶绿素a叶绿素b滤液细线33/73光合作用反应式:CO2+2H2O(CH2O)+O2+H2O

光能叶绿体＊＊34/73二、光合作用过程活化叶绿素aeeO2类囊体腔类囊体膜叶绿体基质NADPHNADP+H+ATP合成酶H+ADP+PiATP叶绿素a

光O2H2OH+eH+H+H+H+H+光反应思索：光反应中物质发生了怎样改变？能量又是怎样转换？35/73CO2（CH2O）还原产糖NADPNADPHADPATP2C3C5固定暗反应（CH2O）还原产糖NADPNADPHADPATPCO2（CH2O）还原产糖NADPNADPHADPATP2C3C5固定思索：暗反应中物质发生了怎样改变？能量又是怎样转换？三、光合作用过程36/73问题1：美国科学家卡尔文再用同位素标识法研究光合作用试验中发觉，当绿藻正常地进行光合作用时，C3和C5含量是保持稳定。而此时突然停顿光照，C3浓度会急速升高，同时C5浓度急速降低。为何会出现这么现象呢？问题2：卡尔文还做了这么试验：当绿藻在进行光合作用时候，突然中止CO2供给。你认为接下来会出现怎样试验现象？37/73比较光反应和暗反应光反应暗反应1.场所2.条件3.反应物4.产物5.物质改变6.能量改变7.联络叶绿体基粒叶绿体基质光、酶、色素酶H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、C5、ATP、NADPHO2、ATP、NADPH(CH2O)、C5、ADP、Pi、NADP+水光解、ATP、NADPH形成为暗反应提供能量(ATP)和还原剂(NADPH)为光反应补充ADP、Pi、NADP+CO2固定、还原、产糖光能→活跃化学能

(主要在ATP中)→稳定化学能(CH2O中)38/73光反应暗反应光H2OO2NADPHATPNADP+PiADPc5

(CH2O)nCO239/73光合作用实质：物质改变：将无机物合成有机物能量改变：将光能转化成化学能，并贮存在有机物中光合作用是叶绿体吸收并利用光能，将CO2和H2O合成有机物质并释放O2，将光能转换成化学能过程。40/73四、影响光合作用原因内因：植物生长周期外因:1）光照强度2）CO2浓度3）温度4）水及其它41/73试验：探究影响光合作用原因控制变量试验过程中能够改变原因称为变量人为改变变量称做自变量伴随自变量改变而改变变量称做应变量试验过程中可能还会存在一些可变原因，对试验结果造成影响，这些变量称为无关变量除了一个原因以外，其余原因都保持不变试验叫做对照试验对照试验普通要设置对照组和试验组在对照试验中，除了要观察变量外，其它变量都应该一直保持相同42/73酶活性发挥，需要最适温度和pH43/73练习:叶绿体合成六分子葡萄糖,需要二氧化碳分子数目是()个A6B12C36D72在光合作用中,需要消耗ATP是()AC3还原BCO2固定C水光解D叶绿素吸收光能3用含放射性元素14CCO2作为示踪原子追踪在光合作用暗反应阶段中碳原子转移路径有()①CO2C5C3②CO2C3

葡萄糖

③CO2C3

C5④CO2葡萄糖C5

A①②

B②③

C③④D②4在适宜光照、土壤、肥料、温度和湿度等条件温室内，为增加粮食产量，适当增加（）可达此目标。

A空气中氧量B空气中含氮量C土壤中含水量D空气中CO2量5以下哪种物质不是光反应产物（）A[H]B氧CATPDC6H12O61C2A3B4D5D44/73思索1、细胞中能源物质有哪些？2、主要能源物质是什么？3、主要储能物质是什么？4、直接供能物质是什么？5、ATP合成需要哪些条件？6、其中能量起源有哪些？45/73第三节细胞呼吸46/73细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并产生ATP过程。机体呼吸过程~细胞呼吸47/73演示试验：酵母菌呼吸方式目标：在有氧、无氧条件下，细胞呼吸产物设计：创设试验条件

检验试验结果结论：有氧条件细胞呼吸产物：无氧条件细胞呼吸产物：葡萄糖（提供营养）水浴（控温，发挥酶活性）创设有氧、无氧环境（吹气、石蜡油）显色（BTB试剂）气味酵母菌48/73电镜图模式图线粒体一、细胞呼吸类型1.有氧呼吸49/73有氧呼吸过程Ⅰ：细胞质基质（糖酵解）葡萄糖丙酮酸ATP（少许）[H][H]H2OATP（少许）CO2O2ATP（大量）H2OⅡ：线粒体基质（包含三羧酸循环）Ⅲ：线粒体内膜50/73一、细胞呼吸类型1.有氧呼吸C6H12O6

+6H2O

+6O2

6CO2+12H2O+能量酶＊＊比较有氧呼吸第一、二、三阶段共同点1、第一、二阶段都有“脱氢”2、第一、二、三阶段都有能量释放，且能量都有两种去向（释放热能、合成ATP））不一样点1、物质：第二阶段生成CO2；第三阶段耗O2，生成H2O2、能量：第一、二阶段放出少许能量；第三阶段放出大量能量3、场所：第一阶段在细胞质基质；第二、三阶段在线粒体中51/73比较有氧呼吸与燃烧有氧呼吸燃烧相同点实质有机物氧化分解，释放能量不一样点条件酶催化点燃释能逐步快速连续能量去向热能、ATP热能52/732.无氧呼吸酒精+CO2+能量葡萄糖丙酮酸乳酸+能量糖酵解（发酵）一、细胞呼吸类型细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并产生ATP过程。53/73比较有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸不同1.场所2.条件3.终产物4.物质改变5.能量改变相同细胞质基质、线粒体细胞质基质O2、酶缺O2、酶酒精、CO2或乳酸彻底分解成无机物分解不彻底释放大量能量释放少许能量都有糖酵解过程，都分解有机物，释放能量CO2、H2O54/73练习：酵母菌无氧呼吸产生Amol二氧化碳，人在正常情况下消耗一样量葡萄糖，可形成二氧化碳（）A2AmolB12AmolC6AmolD3Amol2C2H5OH+2CO2+少许能量酒精2C3H6O3+少许能量乳酸糖酵解1C6H12O62C3H4O3

葡萄糖丙酮酸6CO2+12H20+大量能量55/73二、细胞呼吸实质和意义实质：分解有机物，释放能量意义：为生物体各项生命活动提供能量56/73三、影响细胞呼吸原因O257/73温度58/73四、比较光合作用和有氧呼吸光合作用有氧呼吸1.场所2.条件3.原料4.终产物5.物质改变6.能量改变细胞质基质、线粒体叶绿体光能、酶O2、酶CO2、H2OCO2、H2O（CH2O）、H2O、O2C6H12O6、H2O、O2合成（无机物→有机物）分解（有机物→无机物）贮存释放59/73光合作用与呼吸作用联络Ⅰ葡萄糖丙酮酸ATP（少许）[H][H]H2OATP（少许）CO2O2ATP（大量）H2OⅡⅢ叶绿体中色素光H2OO2[H]ATPADP+PiC5C3CO2光反应暗反应光合作用呼吸作用酶60/73第四节生物体内营养物质转变61/73大豆62/7363/73食物中糖类消化吸收肝糖原分解中间产物转化甘油脂肪酸氧化分解产生CO2、H2O、能量合成肝糖原、肌糖原转变为脂肪和非必需氨基酸一、糖代谢食物中脂肪消化吸收储存脂肪转化中间产物转化葡萄糖组成机体组织形成脂肪储存生成腺体分泌物转化肝糖原氧化分解产生CO2、H2O、能量二、脂肪代谢食物中蛋白质消化吸收组织蛋白质分解氨基转化作用形成氨基酸合成新组织蛋白和酶等转氨基作用形成新氨基酸脱氨基作用：含氮部分不含氮部分氧化分解产生CO2、H2O、能量三、蛋白质代谢64/73脱氨基作用是指在酶催化下氨基酸脱去氨基过程

HCNH2CO+NH3COOHCOOHCH3CH3酶丙氨酸丙酮酸氨65/73转氨基作用氨基酸氨基与α-酮酸酮基进行了交换，结果生成了一个非必需氨基酸和一个新α-酮酸CH2+

COCH2+

CHNH2CH2CH3CH2CH3CHNH2COOHCOCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH转氨酶1-谷氨酸丙酮酸α-酮戊二酸丙氨酸