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1、第五章 细胞的能量供应和利用一、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
2、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。,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)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、3)低温抑制酶活性、高温、过酸、过碱破坏酶活性,一.酶本质的探索,1、1783年 斯帕兰札尼 鹰的消化2、1857年 巴斯德 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）李比希 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）3、1890年 毕希纳 酵母细胞的提取页引起发酵4、1917年 萨姆纳 刀豆提取到脲酶 是蛋白质，脲酶催化尿素水解5、1980年 切赫 少数RNA也是酶,二.概念：细胞代谢 变量 自变量 因变量 对照 等量 单一变量P79,1、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3、实验变量（自变量
4、）：实验中由实验者所操纵的因素或条件。4、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”的实验观测，二是确保“单一变量”的操作规范6、对照P79，一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ATP8、活化能P80,三.酶的概念P83四.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）（1）原理常态、加温、氯化铁、过氧化氢酶均能使过氧化氢水解（2）实验步骤（3）结论过氧化氢酶具有高效性2.专一性每一种酶只能催化一种或一类化学反应3.温和性(1)实验温度（PH）对酶活性的影响（原理、实验设计，结论）,*
5、OA段：随着温度（pH）升高，酶活性增大*A点：最适宜的温度（pH），酶活性最大*AB段：随着温度（pH）升高，酶活性下降,说明：低温抑制了酶活性高温、过酸、过碱破坏酶活性,（2）与社会的联系,酶解法生产葡萄糖加酶洗衣粉多酶片加酶牙膏,（1）不同生物的最适温度和最适PH,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
6、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,*细胞生命活动的能源,一、ATP（三磷酸腺苷）的结构简式以及各部分的含义二、为什么说ATP是细胞内的高能磷酸化合物P88,根本来源-太阳能直接来源-ATP主要能源物质-葡萄糖能源物质-糖类、脂肪、蛋白质最好的储能物质-脂肪,结构简式,三、ATP结构简式的特点四、ATP与ADP的相互转化1、ATP在细胞中的含量2、ATP和ADP处于动态平衡中3、公式,特点：远离A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。,极少,ATP Pi+ADP+能量,酶1,酶2,物质反应可逆、能量反应不可逆,五、合成ATP的能量来源,
7、绿色植物：光反应、呼吸作用动物：呼吸作用,六、ATP的生理功能七、萤火虫发光的能量转化过程及生物学意义（1）能量转化八、细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,生命活动的直接能源物质“能量”通货,荧光素 激活的荧光素+氧气 氧化荧光素+光,荧光素酶,ATP ADP,（2）求偶行为,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
8、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,第三节 ATP的主要来源细胞呼吸一、细胞呼吸的概念P91二、实验探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）实验设计（二）实验原理1、无氧、有氧装置示意图2、酒精的鉴定3、二氧化碳的鉴定,1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2。2、CO2的检测方法（1）CO2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3、酒精的检测橙色的重铬酸钾溶
9、液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。,三、有氧呼吸（主要方式）（一）概念P94（二）场所（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ATP的过程,线粒体,（1）形态：棒状、线形（2）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（4）功能：“动力工厂”（有氧呼吸的主要场所），95%,（四）有氧呼吸的重要底物：葡萄糖,（六）图解,细胞质基质,丙酮酸 H少量ATP,葡萄糖,线粒体基质,线粒体内膜,丙酮酸水,CO2 H少量ATP,HO2,H2O,（五）有氧呼吸的
10、反应式,C6H12O6+6O2 6CO2+12H2O+能量,酶,（2870KJ/mol,其中1161KJ转移到ATP中）,（九）有氧呼吸与体外燃烧的异同点,（1）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（3）体内是在温和的条件下,四、无氧呼吸（一）概念（二）场所（三）公式（四）发酵的概念、类型（五）不同生物无氧呼吸的产物（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（八）细胞呼吸原理的意义和应用,四、无氧呼吸（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
11、，生成少量ATP的过程（二）场所：细胞质基质（三）公式,（四）发酵的概念、类型（选修2P75）（1）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为人类所需要的产物的过程（2）类型好氧性微生物发酵厌氧性微生物发酵 酒精发酵 乳酸发酵（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2、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1、氧气、二氧化碳的浓度2、温度3、矿质元素4、水,（七）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,有氧，呼吸酶,无氧或缺氧，呼吸酶,CO2和H2O,酒精和CO2或乳酸,释放大量能量，产生大量ATP,释放
12、少量能量，形成少量ATP,（八）细胞呼吸的应用1、“创可贴”2、酵母菌是兼性厌氧微生物，3、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，5、板结的土壤及时进行松土，6、水稻的根系适于在水中生长7、破伤风芽孢杆菌8、有氧运动和无氧运动,（八）能量的利用意义：为生物的各种生命活动提供能量。,光能,光合作用,动物:,（动物有机物）,热能,（贮存于有机物中）,直接或间接,化学能,细胞呼吸,ATP,生命活动,化学能,植物：,细胞呼吸,生物合成 吸收与分泌 肌肉收缩体温维持 神经传导,第四节 能量之源光和光合作用1.实验绿叶中色素的提取和分离（目的、原理、步骤、结论）2.捕获光能色素3.捕获光
13、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,一、实验绿叶中色素的提取和分离（目的、原理、步骤、结论）1、目的P982、原理（1）色素溶解在有机溶剂无水乙醇（2）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3、步骤4、结论色素有四种不同颜色的色素,二、捕获光能的色素（一）色素的功能吸收、传递、转化光能（二）种类、颜色、吸收光谱叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）,叶绿素,类胡萝卜素,
14、主要吸收红橙光和蓝紫光,主要吸收蓝紫光,三、捕获光能的结构叶绿体（一）叶绿体的形态：扁平椭球形、球形（二）分布：绿色植物叶肉细胞、保卫细胞、皮层细胞（三）结构和功能1、结构2、功能：光合作用的主要场所,外膜 内膜 基粒 基质,2-100个类囊体,色素、酶,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.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、1864年:德国萨克斯实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉.5、1880年:德国恩吉尔曼实验证明,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
15、的场所.6、1930年：:美国鲁宾和卡门实验证明光合作用释放的氧全部来自水.7、1940年，美国卡尔文指出有机物中的碳来自于二氧化碳,（三）图解,问题：1、色素的功能2、氧气的来源与去路3、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？5、暗反应分为那两个阶段6、光合作用中能量的转移途径7、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、葡萄糖中的氧依次分别来自什么物质？,吸收、传递、转化光能,水的光解、呼吸作用、释放到大气,氧气的释放,ATP、H,CO2的固定、C3的还原,光能 ATP活泼的化学能 有机物中稳定的化学能,二氧化碳 C3 有机物,六、列表比
16、较光反应和暗反应的异同点,基粒(类囊体的薄膜上),叶绿体基质中,需光,色素和酶,不需光,色素;需多种酶,光能转变为活泼的化学能，储存在ATP中,ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能,ATP水解成ADP,五、光合作用的概念、公式、图解、意义（一）概念P101（二）公式,CO2+H2O*（CH2O）+O*2,光,叶绿体,（四）意义1、提供了物质来源和能量来源。2、维持大气中O2和CO2含量的相对稳定3、对生物的进化具有重要作用。,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2、二氧化碳的浓度3、温度4、矿质元素5、水八、光合作用原理的应用1、合理利用光能（1）延长光合作用的时间（每年种植和收获2次或多次）（2）增加光合作用的面积（合理密植）（3）接受白色光照2、适当增加二氧化碳浓度3、适宜的外界温度,九、实验环境因素对光合作用的影响十、代谢类型 自养型 光合作用：绿色植物同化作用 化能合成作用P105：硝化细菌 异养型：动物、腐生、寄生的细菌、真菌 需氧型：动物、硝化细菌、好氧性细菌、酵母菌异化作用 厌氧型：乳酸菌、酵母菌、寄生虫,将无机物合成为有机物,只能利用现成的有机物,如硝化细菌：硫细菌：,（2）化能合成作用：以氧化无机物产生的化学能为合成有机物的能量来源,
