人教版教学课件细胞的能量供应和利用.ppt

第五章 细胞的能量供应和利用,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,第一节 降低化学反应活化能的酶,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,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,第二节 细胞的能量通货ATP,二、结构简式：,一、什么是ATP？,三、ATP和ADP之间的相互转化,酶,酶,动物和人,绿色植物：,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-PPP,ADP转化为ATP所需能量来源：,ADP+Pi+能量,ADP+Pi+能量,ATP,ATP,：呼吸作用,呼吸作用、光合作用,细胞代谢,第1课时 酶、酶的研究与应用及ATP,一、考试要求,1了解酶发现过程中的经典实验，理解酶的概念，掌握酶的本质。2.理解酶的三个特性，分析比较酶与无机催化剂的不同 3掌握验证酶的高效性实验的基本操作方法，并具备应用相关知识设计验证实验的能力。4掌握ATP的结构简式，理解ATP的生理及ATP与新陈代谢的关系 5.掌握ATP与ADP之间的的相互转化关系，理解细胞内ATP含量的动态平衡 6.掌握动植物活细胞中ATP的形成途径,二、知识整理,1细胞代谢,概念：细胞代谢是细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。,2酶,概念：活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。本质：绝大多数是蛋白质，少数酶是RNA。功能：生物催化剂：a.在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂 一样，能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数；b.反应前后酶的性质和数量均没有变化。,特性：a.高效性；b.专一性；c.需要适宜的条件：适宜的温度和适宜的pH。分布：细胞外(胞外酶：如各种消化酶)；细胞内(胞内酶：如呼吸氧化酶),3.酶在细胞代谢中的作用,实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解，如下表,通过1号与2号相比，2号试管明显的气泡产生，说明升高温度能加快过氧化氢的分解反应。3号和4号试管中都有大量的气泡产生，说明Fecl3溶液和肝脏研磨液都能催化过氧化氢的分解反应；4号比3号的反应速度快，说明酶的催化效率比Fecl3高。结论：酶在细胞代谢中具有催化作用，且酶具有高效性。,在本实验中应该注意哪些事项？,1.实验时肝脏必须要新鲜。肝脏如果不新鲜，实验效果不好。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低。2.要使用肝脏的研磨液，这样可加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。4.由于反应速度快，要注意观察实验的现象。5.过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。,4.实验探究出影响酶活性的条件,a.酶的确定：淀粉酶不适合做研究pH对酶活性的影响的实验，是由于在碱性条件下，碘与淀粉的反应不能进行；氧化氢酶不适合做研究温度对酶活性的影响的实验，是由于温度能影响过氧化氢分解反应的速度。b.实验原理：用淀粉和淀粉酶做实验时，可利用加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀粉是否水解，从而了解淀粉酶的活性；用过氧化氢酶做实验时，可根据产生气泡的数量和速度来判断酶的活性。c.变量的确定：本实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度计随时测量；pH的控制可加入强酸或强碱，用pH试纸进行测量。d.对照组的设置：应将温度或pH调到该酶的最适温度或pH水平上，其他条件与实验组相同。e.实验组的设置：探究pH对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组pH明显高于对照组，一组pH明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。探究温度对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组温度明显高于对照组，一组温度明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。,对症下药1、细心、认真；2、严格按照“三看”要求识图。一看坐标轴：横轴、纵轴各表示什么？二看曲线的变化趋势：上升（直线上升，逐渐上升）？下降（直线下降，逐渐下降）？还是保持稳定？先上升后下降？先下降后上升？三看关键点：曲线的起点、终点；曲线与横轴的交点、与纵轴的交点、两条曲线相交的交点；曲线的顶点、转折点、最低点等。,常见错误 粗心大意，不按“三看”要求识图，导致失误。,C,C,第5章 细胞的能量供应和利用复习要点,一重要考点,1ATP的结构简式。写法；高能磷酸键的特点及个数；磷酸基团的个数2ATP与ADP的相互转化。反应式写法；能量的来源及去向；意义。,第二节 细胞的能量通货ATP,二、结构简式：,一、什么是ATP？,三、ATP和ADP之间的相互转化,酶,酶,动物和人,绿色植物：,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-PPP,ADP转化为ATP所需能量来源：,ADP+Pi+能量,ADP+Pi+能量,ATP,ATP,：呼吸作用,呼吸作用、光合作用,关于生物体内的能源物质可概括为：记住！生物体的主要能源物质：糖类 生物体的贮能物质：脂肪 生物体的能源物质：糖类、脂肪、蛋白质 动物细胞内贮能物质：糖原 植物细胞内贮能物质：植物淀粉 生物体进行生命活动的直接能源物质：ATP 最终能量来源：光能 细胞的“燃料”：葡萄糖,ATP的结构简式及其中字母的代表意义？,ATP（生命活动的直接能源物质）结构简式：A P P P 记住！中文名：三磷酸腺苷A：腺苷 T：三个 P：磷酸基团：普通磷酸键：高能磷酸键4.ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，每摩尔的高能磷酸键水解时释放出的能量多达30.54kJ/mol,ATP在生物体内的含量如何？（含量很少但总处于动态平衡中）ATP水解的实质是什么？最先水解的是哪一个高能磷酸键？（即ATP分子中高能磷酸键的水解）把ATP比喻成细胞内能量流通的能量“货币”的原因是什么？(理科)请看下一幻灯片,3.把ATP比喻成细胞内能量流通的能量“货币”的原因是什么？,（细胞内糖类、脂质等能源物质是比较稳定的，可以相对大量地储存能量。但利用时，都必须经细胞呼吸分解释放传递给ATP，转变成活跃的形式，由ATP直接供给各种生命活动利用，解决了“稳定储存”和“灵活利用”的矛盾。各种能源物质中的能量，需要转换成ATP这种“能量货币”形式才能利用，有利于能量的运输和协调供给，也可以进入细胞核推动DNA的复制等。因此，解决了“产能”和“用能”在空间上的矛盾。）,ATP与ADP的相互转化（不可逆的）,转化式：合成酶 ADP+Pi+能量 ATP 水解酶ATP合成和水解的酶是不同的，这说明酶具有专一性。ATP水解释放出的能量用于生物的各项生命活动。ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能。,Pi:磷酸ADP：结构简式A P P（二磷酸腺苷）,ATP的水解 其实质是什么？在有关酶的作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键易水解，释放大量的能量，能量用于细胞的生命活动。3.转化的意义：细胞内能源物质贮存大量且稳定的化学能，但不利于及时灵活地利用。ATP解决了“稳定贮存”和“灵活利用”的矛盾。,ATP形成的途径有哪些？记住,在绿色植物形成的能量（ATP）来源是 通过光合作用形成ATP；通过细胞呼吸形成ATP。2、在人和动物形成的能量（ATP）来源是 只有一条：通过细胞呼吸形成ATP3、,细胞呼吸（各种生物）,光合作用（绿色植物）,ADP+Pi+能量 酶 ATP,叶绿体,有氧呼吸的主要场所在线粒体，无氧呼吸发生在细胞质基质,ATP形成的途径（图解）：ADP转化成ATP时所需能量的主要来源,ATP循环与应用（图解）记住！,肌肉收缩神经传导吸收、分泌生物合成体温维持,理解：细胞代谢的能量通货,为生物体提供能量的物质主要是糖类，此外还有脂肪、蛋白质。为细胞代谢直接提供能量的物质是ATP。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，因而被比喻为细胞内流通的能量“通货”。ATP简介：ATP的全称是三磷酸腺苷，分子式简写为APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，“”代表一种特殊的化学键，叫高能磷酸键，该键 消解时释放的能量多达30.54kJ，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。,理解：ATP与ADP的关系,ADP是二磷酸腺苷，分子式可简写成APP，ATP与ADP之间可以发生相互转换：,ATP,ADP+Pi+能量,当反应从左向右进行时，ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键水解，释放能量；当反应由右向左进行时，能量来自于光合作用和呼吸作用，即太阳能或有机物中的化学能转移到ATP中。,a.从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应催化该反应的酶属于水解酶；而ATP的合成是一种合成反应催化该反应的酶属于合成酶，即两种反应需要的酶不同。b.从场所上来看：ATP合成的场所在细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP的消耗则发生在细胞的多个部位。因此ATP的合成与分解的场所不同。c.从能量上来看：ATP水解所释放的能量来自于储存在高能磷酸键中的化学能，释放出来后供细胞各生命活动的利用；而ATP的合成所需要的能量来自太阳能或有机物中的化学能。因此ATP的合成的水解反应中能量的来源和用途是不同的。总之，ATP与ADP的相互转化从物质方面看是可逆的，从反应进行的场所、条件、能量方面看是不可逆的，即整体看二者的反应是不可逆的，而是细胞内ATP与ADP的循环过程。,理解：ATP与能量代谢,(1)生物体内的能源物质 能源物质：主要是ATP，其次如暗反应中，NADPH除供氢外，也能直接提供能量能源物质：糖类、脂肪、蛋白质，其中，糖类是主要能源物质，脂肪是主要的储能物质，蛋白质在极度饥饿、严重疾病时可分解供能。储能物质：能储存的能源物质，主要是脂肪，此外，糖元、淀粉也是储能物质根本能量来源：太阳能,生物界的能量转换过程：,理解：ATP与能量的关系及与新陈代谢的关系,生物体的各项活动需要能量作动力。ATP为高能化合物，既可储能，又可作为生命活动的直接能源物质，但ATP在生物体内的含量并不多，需要不断地合成，其合成的主要能量来源在动物体内是呼吸作用，在植物体内是呼吸作用和光合作用。,ATP的来源和利用,1（2006年高考理综天津，5）下列有关ATP的叙述，正确的是A线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所B光合作用产物中的化学能全部来自ATPCATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成D细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化,思路解析ATP是生物体内的一种高能化合物，是生物体进行各种生命活动的直接能源物质，是许多生理过程相互关联的枢纽。蓝藻细胞是原核细胞，没有线粒体；光合作用产物中的化学能主要来自ATP，也有部分来自NADPH；ATP结构简式表示为APPP，其中A表示为腺苷，而不是腺嘌呤，T表示三个，P表示磷酸，“”表示高能磷酸键；细胞分裂需要能量，所以伴随有ATP和ADP的转化。答案 D,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 C ATP D 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,练习,2、人的骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时3秒钟以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中肌细胞中ATP的含量变化如图。据图回答（1）a-b 的变化过程，说明ATP被水解，释放的能量用于 肌肉收缩（运动）（2）b-c过程中ATP含量增加说明 无氧呼吸 加强，释放更多 能量，供ADP形成ATP，以补充细胞中ATP含量的不足；（3）从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明 ATP和ADP可以相互转化,ATP,如图1是ATP和ADP相互转化示意图，请根据图回答下面的问题。,4,2,能量,酶,能量,1,图1,（1）写出图中标号名称：1；2；3；4。,能量,Pi,酶,ADP,3,（2）当反应从下向上进行时，能量是从哪里来的？_（3）当反应从上向下进行时，能量是从哪里来的？_（4）ATP的功能是_,呼吸作用或光合作用（有机物中的能量或光能）,ATP的高能磷酸键水解,直接为细胞的生命活动提供能量,补充：高能磷酸化合物，重要的有ATP和磷酸肌酸，后者主要存在于动物和人体细胞中，特别是骨骼肌细胞中，当由于能量大量消耗从而使细胞中的ATP含量过分减少时，磷酸肌酸就释放出所储存的能量，供ADP合成为ATP，这是动物体内ATP形成的一个途径。磷酸肌酸是能量的一种储存形式，但是不能直接被利用，它在能量的释放、转移和利用之间起着缓冲作用，使细胞内ATP的含量保持相对稳定。磷酸肌酸（CP）+ADP ATP+肌酸（C）,酶,根据生命活动中能量转移关系的图解，分析并填空回答：(1)、图解中过程是_，过程是_。（2）、过程和只发生在高等动物和人的_细胞中。在剧烈运动时，磷酸肌酸以过程 来维持ATP的数量，保证生命活动的正常进行。ATP分子的化学性质不稳定，能量通过ATP分子在_反应和_反应之间循环流通，因此将ATP形象地比喻成_.（3）、图解中过程如果发生在高等动物体内，那么，葡萄糖转化为多糖的变化主要是在_和_中进行。（4）、过程是_。举例说明过程产生的能量在细胞生命活动中的利用：_。,光合作用,呼吸作用,骨骼肌,肌肉,肝脏,ATP的分解,细胞的主动运输、肌肉收缩、物质合成、神经传导等,吸能,放能,细胞内流通的能量“通货”,第3课时 细胞呼吸,第三节 ATP 的主要来源细胞呼吸,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细胞质基质,酶,2丙酮酸+少量H+少量能量,有氧呼吸,2线粒体基质,酶,3线粒体内膜,酶,总反应式：,酶,无氧呼吸,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+大量H+少量能量,2丙酮酸+6H2O,12H2O+大量能量,24 H+6O2,6CO2+6H2O+大量能量,C6H12O6+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,细胞质基质,C6H12O6,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：有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路有氧呼吸：无氧呼吸：2 有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。,一、考试要求,理解呼吸作用的意义。,1有氧呼吸,正确把握有氧呼吸的概念，阐述细胞有氧呼吸的全过程。,2无氧呼吸,正确把握无氧呼吸的概念，阐述细胞无氧呼吸的全过程。,3呼吸作用的意义,二、知识整理,有氧呼吸是生物体进行呼吸作用的主要方式。通常所指的呼吸作用就是指有氧呼吸。1概念：是指生物细胞在 的参与下，通过酶的催化作用，把 等有机物 氧化分解，产生出 和，同时释放出大量 的过程。2场所：先在 内，后在 内。,(一)、有氧呼吸,3有氧呼吸的全过程：,葡萄糖的初步分解,场所：细胞质基质,在细胞质的基质中，一个分子葡萄糖脱氢氧化成两分子丙酮酸，脱下少量的氢H，释放少量的能量生,成少量的ATP。,丙酮酸彻底分解,场所：线粒体的基质,在线粒体中两个分子丙酮酸分解成二氧化碳和还原氢H，释放出少量能量,生成少量ATP。,H的氧化,场所：线粒体的内膜,在线粒体中前两阶段产生的氢H，经过一系列反应，被氧化成水，同时释放大量的能量，生成较多的ATP。,比较有氧呼吸三个阶段的场所、反应物、产物、产生的能量,提问：,在有氧呼吸过程中，葡萄糖彻底氧化分解，1mol葡萄糖可以释放2870kJ的能量，其中1161kJ储存在 中，其余能量都以 形式散失。能量利用率约为 左右。,4有氧呼吸释放的能量：,(二)、无氧呼吸,1概念：是指细胞在 条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为 的氧化产物，同时释放出 能量的过程。2场所：,3无氧呼吸的过程：,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2C3H4O3+4 H+少量能量（丙酮酸）,与有氧呼吸第一阶段相同,场所：细胞质基质,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,C6H12O6,酶,2C3H4O3（丙酮酸）,酶,2C3H6O3（乳酸）,A.乳酸发酵,C6H12O6,2C3H4O3（丙酮酸）,酶,2C2H5OH（酒精）,+2CO2+少量能量,B.酒精发酵,例：大多数植物、酵母菌,苹果储藏过久,植物水淹,例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、骨骼肌供氧不足,无氧呼吸产生乳酸等）,4无氧呼吸释放的能量：,在无氧呼吸中，葡萄糖氧化分解时所释放出的能量，比有氧呼吸释放出的要少得多。如1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08kJ的能量储存在 中，其余的能量都以 形式散失。能量利用率约为 左右。,(三)、无氧呼吸和有氧呼吸的比较,主要在线粒体内,细胞质基质,需氧,不需氧,葡萄糖彻底分解,产生CO2、H2O,葡萄糖分解不彻底,产生酒精或乳酸,释放大量能量,形成大量ATP,释放少量能量,形成少量ATP(部分能量储存在产物中),第一阶段的反应完全相同,并且都在细胞质基质内进行,分解有机物,释放能量,形成,供生命活动需要,提问：,根据反应式中原料与产物之间的关系进行简单的化学计算，这类题目的难度不大。规律1：消耗等量的葡萄糖时无氧呼吸与有氧呼吸所产生的二氧化碳摩尔数之比为1：3规律2：产生等量的ATP时无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖摩尔数之比为19：1规律3：释放等量的二氧化碳时无氧呼吸与有氧呼吸所消耗的葡萄糖摩尔数之比为3：1，转移到ATP中能量之比为1：6.8规律4：有氧呼吸过程中能量转化率为1161/2870=40.5%无氧呼吸产生酒精过程中能量转化率为61.08/225.94=27%无氧呼吸产生乳酸过程中能量转化率为61.08/219.65=31.1%,9、生物体吸收的O2用于（）A 在线粒体中合成CO2 B 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（）A A/3摩尔 B A/6摩尔 C 3A 摩尔 D 6A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（）A CO2、H2O、酒精、ATP B H2O、乳酸C 乳酸、ATP D CO2、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 B CO2 C ATP D 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,将鼠肝细胞进行研磨，得到细胞研磨液匀浆。将其中一部分匀浆进行离心，得到上清液（细胞质基质）和沉淀，从沉淀中分离出线粒体，分别进行下列试验：,探究性分析：,细胞质基质和线粒体都是有氧呼吸的场所,结论1,结论2,葡萄糖在细胞质基质被分解成丙酮酸和H,线粒体利用细胞质基质反应生成的丙酮酸和H，进行有氧呼吸产生CO2,结论3,T1 T3 T2 T4,结论4,有氧呼吸过程中，线粒体反应产生的能量比细胞质基质中的反应产生的能量多,结论1 细胞质基质和线粒体是有氧呼吸的场所,结论2 在细胞质基质中葡萄糖被分解成丙酮酸和H,结论3 线粒体利用细胞质基质反应生成的丙酮酸和 H，进行有氧呼吸产生CO2,结论4 有氧呼吸过程中，线粒体反应产生的能量比 细胞质基质中的反应产生的能量多,探究性分析结论,思考,1 将洋葱根尖分生区细胞研磨得到研磨液匀浆，把匀浆分成 等量的两份，其中一份离心分离后，得到上清液（细胞质 基质）和沉淀物。把上清液、沉淀和未分离的细胞研磨液 的匀浆分别放入甲、乙、丙三支锥形瓶，分别进行下列试 验。请分析试验结果：,（3）向三个锥形瓶内分别加入等量的荧光素（遇ATP可以发光的 物质），将等量的丙酮酸分别加入三个锥形瓶中。发光最强 的是，原因是。,丙酮酸和H,CO2和H2O,丙,丙瓶中有氧呼吸三个阶段全部进行，产生能量最多,资料P73拓展题：右图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。请据图回答下列问题：,（1）外界氧浓度在10以下时，该器官的呼吸作用方式是_。（2）该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是_，进行此种呼吸方式所用的底物是_。,（3）当外界氧浓度为45时，该器官CO2释放量的相对值为06，而O2吸收量的相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_倍，释放的能量约相当于有氧呼吸的_倍，转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的_倍。,交叉点例题：叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。如图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系。（1）A点代表的意义是。（2）两条曲线所围成的部分代表,光合强度=呼吸强度 有机物的积累量,顶点（05年上海）右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是（）A、酶反应的最适温度 B、酶因热而失活C、酶反应生成物量与时间的关系D、酶反应速度和酶量的关系,下图表示在不同光照强度下，某植物的氧气释放量。该植物在20001x光强度下每小时光合作用所产生的氧气量（mL）是 A17 B12 C23 D18,绿色植物的光合作用,萨克斯(德)的实验,（置于暗处几小时）思考：目的是什么？,思考,1:萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时的目的是什么?,2:萨克斯对这个实验设计在逻辑上很强的严密性具体体现在,A.没有对照实验B.本实验不需要设置对照实验C.暴光处作为对照实验D.遮光处作为对照,将叶片原有的淀粉消耗掉,3.该实验中若暴光时间过长,遮光处理的部分用碘蒸汽处理后也呈现蓝色其原因是什么?,4.该实验中叶片内含有的叶绿素等色素,会对碘蒸汽处理后表现的蓝色造成干扰,影响实验效果为增强实验效果对叶片应作怎样的处理?,有机物在植物体内能够转移,热酒精溶液脱色,5.该实验除了能证明光合作用产生了外淀粉还能证明什么?,光合作用需要光,恩格尔曼的实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,结论：氧是由 叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照,1.恩格尔曼的实验选择水绵做研究材料的优点是什么?好氧性细菌的作用?,2.三棱镜的光线射水绵临时装片,大量好氧性细菌集中在红光和蓝紫光区从这一实验能够得处什么结论?,叶绿体带状大而明显便于观察,好氧性细菌的作用:指示氧气放处的部位,叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用放出氧气,20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验，如下图所示：,光合作用产生的氧气（产物）全部来自水（原料），而不是来自CO2,这一实验证明：,验证CO2是光合作用原料如何设计？,思考：,讨论：光合作用中,1、能量的转换过程：,4、当条件改变时，C3、C5含量如何变化？,2、H的转移：,3、C的转移：,光反应阶段和暗反应阶段的比较,光能转换成电能再变成活跃的化学能（ATP、NADPH中）,活跃的化学能变成稳定的化学能,光反应为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料,水的光解H2O2H+1/2O2合成ATP ADP+Pi+E ATP,光,酶光能,CO2的固定CO2+C5 2C3三碳的还原2C3 C6H12O6,酶,酶ATP H,光合作用的实质：,光合作用的意义：,把无机物（CO2和H2O）转变为有机物，把光能转变为化学能，储存在有机物中,（1）是生物生存所需要有机物的最主要来源。（2）是生物生存所需能量的根本来源。（3）保持大气中O2和CO2含量的基本稳定。(4)对生物的进化有直接意义。,光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。,绿色植物的新陈代谢,四、影响光能利用率的因素：,延长光合作用时间,增加光合作用面积,光能利用率,光合作用效率,(轮作),(合理密植：间种、套种),光照强度、光质,CO2浓度,温度,水（合理灌溉）,矿质元素（合理施肥）,五、光合作用和呼吸作用中的化学计算,光合作用反应式：6CO212H2OC6H12O66O26H2O,呼吸作用反应式：有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O无氧：C6H12O62C2H5OH2CO2(植物),实测CO2吸收量光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量实测O2释放量光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量,例4将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg，给予充足光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg，请回答：（1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是mg。（2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是mg。（3）若一昼夜中先光照4小时，接着放置在黑暗情况下20小时，该植物体内有机物含量变化是（填增加或减少）。（4）若要使这株植物有更多的有机物积累，你认为可采取的措施是:。,0,24.5,减少,延长光照时间降低夜间温度增加CO2浓度,2:色素与叶色,色素分子,光能,叶绿体中色素的提取和分离,研究原理:叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮中，可以用丙酮提取叶绿体中的色素。层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。利用叶绿体中的色素在层析液中的不同溶解度将不同色素分离开来。研究步骤:提取色素制备滤纸条画滤液细线分离叶绿体中的色素观察实验结果洗手,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：（熟练掌握课本P103下方的图）总反应式：其中，根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。,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：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+2H,H2O,水的光解：,暗反应阶段：有光无光都能进行场所：暗反应中，联系：,酶,酶,光反应为暗反应提供ATP和H，暗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,五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用（1）光对光合作用的影响,光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。,光照时间,植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加,光照强度,叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。,光的波长,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。,（4）水分的供应,生产上使田间通风良好，供应充足的CO2,在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。,（3）CO2浓度,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。,温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。,（2）温度,六、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.,一、考试要求,1.说出绿叶中色素的种类和作用；说出叶绿体的结构和功能。2.说明光合作用以及对它的认识过程；说出光合作用原理的应用。3.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。4.简述化能合成作用。5.了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理，初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的操作方法，并初步了解有机溶剂的相关知识。,二、知识整理,1光合作用的概念,光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,2.绿叶中的色素提取,a.原理：各种色素能溶解城有机溶剂中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来；各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同色素可以在滤纸上扩散而分开，各种色素分子在滤纸上形成不同的色素带。,b.实验流程：,实验成功的关键:,叶片要新的新鲜、颜色要深绿，含有较多的色素。研磨要充分迅速。滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画1-2次。滤纸条上的滤液细线触及层析液，否则滤纸上的色素会溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。,5.光合作用的发现历程,1771年英国科学家普利期特利用实验证实了：植物可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。,1779年，荷兰科学家英格毫斯证明了：阳光和绿叶在更新空气中不可缺少,1861年，德国的萨克期的实验证实了：光合作用的产物除氧气外还有淀粉。,1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了：光合作用释放的氧气来自于水,20世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位素示踪技术最终探明了：二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中 途径，这一途径称为卡尔文循环。,6.光合作用的两个阶段区别与联系,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，若其他条件不变，则在甲乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（）A 甲多于乙 B甲少于乙 C 甲和乙相等 D 无法确定,B,A,B,4、一般来说，光照强，光合作用增强。但在夏天光照最强的中午光合作用反而下降，原因是（）5、光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自（）A 细胞呼吸产生的ATP和光能 B 都是细胞呼吸产生的ATP C 光能和光反应产生的ATPD 都是光反应产生的ATP6、在光合作用过程中，以分子态释放出氧以及ATP的产生都离不开（）A 叶绿素和二氧化碳 B 水和二氧化碳 C叶绿素，水和光能 D二氧化碳、水和光能,C,气孔关闭，二氧化碳不足,C,7、叶绿体中的色素分布在（）与光合作用有关的酶分布在（）8、滤纸条上出现的四条色素带中，最宽的一条颜色是（）A 橙黄色 B 黄色 C 蓝绿色 D 黄绿色9、检查植物光合作用速度是否增加的最有效的方法是检查（）A 光合作用产生的水量 B 二氧化碳的耗用量C 植物叶绿素含量 D 植物体葡萄糖的氧化量10、将一叶绿体研磨后，基质与基粒便释放出来，在去掉基粒后，只对叶绿体的基质照光，再通入14CO2，可能出现的物质是（）A H和ATP B 含14C的淀粉 C 含14C的三碳化合物 D含14C的（CH2O）,类囊体的薄膜上,叶绿体的基质与基粒上,C,B,C,11、在同一光照下，一株高等绿色植物在单位时间内，使光合 作用产生氧气最多的实验处理是（）A 白光照射 B滤去红光和蓝光 C滤去紫光 D滤去黄光和绿光12、下列各生物中属于自养型的原核生物是（）A 海带 B 衣藻 C 硝化细菌 D 大肠杆菌 13、将一株植物培养在H218O中进行光照，过一段时间后18O存在于（）A 光合作用生成的水中B 仅在周围的 水蒸气中C 仅在植物释放的氧气中D 植物释放的氧气和周围的水蒸气中,A,C,D,14、如果白天突然中断二氧化碳供应，叶绿体内首先积累起来的物质是（）,C5,光合作用强弱的判断：沉于水底的圆形小叶片，在光照下，光合作用越强，产生的氧气越多，在水中浮起所用是时间也就越短。制造不同的光照强度：用相同亮度的台灯，通过调节灯与实验装置的距离来制造出相对的强、中、弱三种光照强度。注意的问题：实验前，要使叶片内的气体逸出并进行黑暗处理，这是为了使细胞间隙 水，使叶片都沉入水底。各烧杯都倒入富含二氧化碳的清水，是因为二氧化碳是光合作用进行的原料。实验时，各烧杯都应置于适宜的温度条件下。,3.实验探究：光照强弱对光合作用的影响,8.光合作用与化能合成作用,不同点：能量 的来源不同：光合作用的能量来源是光能；化能合成 能量来源是幼苗体外某些无机物氧化时所释放的化学能。生物类群不同：进行光合作用的生物类群主要是绿色植物，还有某些微生物；进行化能合成作用的生物类群主要是某些细菌。相同点：都能将二氧化碳和水合成储存有能量的有机物。,10.胡萝卜素的提取,a.工业生产中-胡萝卜素的方法有哪几种？从植物中提取；从大面积养殖的岩藻中提取；利用微生物的发酵生产。b.原理和萃取剂的选择：根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑有机溶剂萃取的方法。有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙酮能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，称为水不溶性有机溶剂。萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的溶点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水溶。最佳萃取剂为石油醚。,c.提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素 注意：萃取过程应避免明火加热，要采用水浴加热，以免引起有机溶剂的燃烧；为防止有机溶剂的挥发，要在加热瓶口安装将信将疑回流装置。d.通过纸层析对胡萝卜素粗品进行鉴定应注意什么？层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。点样时应注意点样斑点不能太大（直径应小于0.5），如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。,7.环境因素对光合作用强度的影响,1.影响因素：空气中二氧化碳的浓度、土壤中水分的多少、光照时间的长短与强弱、光的成分以及温度的高低等。2、光合作用强度的