第5章 细胞的能量供应与利用
第4节 能量之源－光与光合作用
第3节 ATP的主要来源－细胞呼吸
第2节 细胞的能量“通货”－ATP
第1节 降低化学活化能的酶
复习课
这个实验要解决什么问题？
怎样才能证明你的推测呢?
思考：
是什么物质使肉块消失了?
鸟胃具化学性消化能力
胃液中存在蛋白酶
用双缩脲试剂测试
5.1.1酶的作用和本质
细胞代谢：细胞内全部有序化学变化的总称
同化作用（合成代谢）
异化作用（分解代谢）
酶的作用：降低活化能（从常态到活化态）
催化作用（常温常压下温和反应）
酶的本质：活细胞产生的
催化作用的有机物
多数是蛋白质，少数是RNA。
（双缩脲、吡罗红）
5.1.2酶的发现历程
5.1.3 酶的特性
1、高效性：酶比无机催化剂作用更显著
2、专一性：一种酶只能催化一种或一类反应
3、作用条件温和：常温、常PH
实验1：比较过氧化氢酶和铁离子催化作用
实验2：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
实验3：探究温度和PH对淀粉酶活性的影响
比较过氧化氢酶和铁离子的催化作用
实验1：
实验目的：
实验原理：
①过氧化氢酶 ② Fe 3+
反应条件：
H2O2 H2O + O2
通过比较H2O2在过氧化氢酶和铁离子催化条件下的分解快慢，验证酶具有高效性
实验试剂：
过氧化氢液、肝脏研磨液、三氯化铁
实验步骤：
实验结论：
1、与无机催化剂相比，酶具有高效性
2、新鲜肝脏？研磨为何？同一吸管？
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
实验2
实验目的：
实验原理：
淀粉和蔗糖都是非还原糖，淀粉水解产生还原糖，可用斐林试剂鉴定
淀粉酶具有专一性，只能催化淀粉水解，而对蔗糖不起作用
实验试剂：
淀粉液、蔗糖液、斐林试剂、淀粉酶液
步骤：
探究温度和PH对酶活性的影响
实验3
实验目的：
实验原理：
淀粉是非还原糖，水解产生还原糖，可用斐林试剂鉴定，能水解的一组具备适宜的温度和PH
淀粉酶催化淀粉水解，需要适宜的温度和适宜的PH
实验试剂：
淀粉液、淀粉酶、斐林试剂、盐酸、氢氧化钠、沸水、冰水、蒸馏水
步骤：
注意：温度、PH等条件控制应该在反应物与酶相见之前。
砖红色
砖红色
酶变性条件：高温、强酸、强碱、重金属盐。
1、把酶加强热后恢复适宜温度，永不催化；
2、把酶加强冷后恢复适宜温度，可以催化；
3、把酶加强碱后恢复适宜PH，永不催化；
4、把酶加强酸后恢复适宜PH，永不催化；
每种酶都有最适宜的催化温度和PH，高于或者低于最适条件，酶催化能力减弱甚至丧失。
1.相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。
2.萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有
的发光物质。
3.萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。
5.2 细胞的能量通货--ATP
4、该实验能得出什么结论？
3、一段时间后，在A、B两试管中分别加入2ml葡糖糖和2mlATP溶液。观察
1、用小刀将数只萤火虫的发光器取下后，研磨成粉末状。
2、取两只试管分别标上A、B,在两只试管中各加入2ml水和等量萤火虫发光器研磨粉末，观察
2ml水和等量的萤光粉
A B
2ml的葡萄糖
2ml的ATP
生命活动
ATP
氧化分解
能量转移
释放能量
有机物
能量
生命活动的直接来源
腺嘌呤
核糖
腺苷(A)
ATP
三个磷酸基
(三磷酸腺苷)
A—P～P～P
ATP简式：
30.54KJ/mol
A—P～P
～
P
酶
A—P～P
+
Pi
+
能量
+
ATP
ADP
Pi
能量
+
酶
（生命活动）
ATP水解：
动物和人：
呼吸作用（细胞质基质、线粒体）
绿色植物：
呼吸作用（细胞质基质、线粒体）
ATP合成：
光合作用（叶绿体基粒）
物质可逆，能量不可逆
含量少、转化快、平衡中
ATP与ADP转化：
小结
生物体主要的直接能源物质
A—P～P～P
A :
P :
— :
～ :
腺苷
磷酸基团
普通磷酸键
高能磷酸键
5.3.1 细胞呼吸
细胞呼吸是指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。
5.3.2 有氧呼吸
有氧呼吸是指细胞在氧气参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。
有氧呼吸的总反应式
C6H12O6＋
6H2O＋6CO2
酶
6O2
＋能量
有氧呼吸的过程：
１Ｃ６Ｈ１２Ｏ６
２ＣＨ３ＣＯＣＯＯＨ
６ＣＯ２
６Ｏ２
20［H］
4［H］
12Ｈ２Ｏ
6Ｈ２Ｏ
2ATP
2ATP
34ATP
Ａ、有氧呼吸三个阶段的
　　　原料和产物 ：
葡萄糖
丙酮酸 水
［H］氧气
水 大量能量
［H］ CO2　能量
［H］丙酮酸 能量
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６
２ＣＨ3ＣＯＣＯＯＨ
６ＣＯ２
６Ｏ２
20［H］
4［H］
12Ｈ２Ｏ
6Ｈ２Ｏ
B、有氧呼吸中化学元素的
　　　来龙去脉 ：
5.3.3无氧呼吸
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物不彻底分解，产生中间产物，同时释放出少量能量的过程。
无氧呼吸的过程：
第一阶段：与有氧呼吸完全相同
第二阶段：丙酮酸在不同酶催化下，
可分解成酒精或者乳酸。
无氧呼吸的生物：
1、高等植物水淹、酵母菌发酵：
2、高等动物缺氧、蛔虫等厌氧动物、玉米胚、
土豆块茎堆积、乳酸菌发酵：
无氧呼吸的应用：
1、氧气是无氧呼吸的毒剂
双氧水洗伤口、创可贴包伤口、氧气驱蛔虫
2、酵母菌酿酒
先有氧呼吸繁殖、再无氧呼吸酿酒
3、种子保藏
少量氧气：有氧呼吸不畅、无氧呼吸抑制
5.3.4比较有氧呼吸和无氧呼吸
胞基质、线粒体
细胞质基质
氧气、酶
酶
有机物、氧气
有机物
终产物
中间产物
大量ATP
少量ATP
分解彻底
分解不彻底
小结
1、有氧呼吸的概念以及过程；
2、无氧呼吸的概念以及过程；
3、有氧呼吸和无氧呼吸比较。
5.4 光合作用
5.4.1 捕获光能的色素
（蓝绿色）
（黄绿色）
（橙黄色）
（黄色）
含量约占3/4
含量约占1/4
功能:吸收\传递\转化光能,
5.4.2 捕获光能的结构—叶绿体
类囊体堆叠而成
光合作用的场所 叶绿体
类囊体
5.4.3 光合作用的原理和应用
1、光合作用的概念
指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、光合作用探索历程
经典实验
普利斯特利>>
萨克斯>>
恩格尔曼>>
鲁宾 卡门>>
CO2 + H2O* （CH2O)+O2*
光能
叶绿体
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
5.4.4 光合作用过程
光反应阶段
暗反应阶段
co2
2c3
水在光下分解
C5
ATP
ADP+Pi
酶
供能
[H]
供氢
O2
固
定
还 原
多种酶
参加催化
(CH2O)
酶
光反应阶段与暗反应阶段的比较
类囊体的薄膜上
叶绿体的基质中
需光、色素和酶
不需光、色素;需多种酶
光能转变为ATP中活泼的化学能
ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能
能量上把光能转变成有机物中的化学能
5、光合作用的实质
1、光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。
2、光合作用维持大气中O2和CO2含量的相对稳定。
3、对生物的进化具有重要作用。
30亿—20亿年前，蓝藻制造O2 ，使进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。 O2可形成O3，可滤去紫外线，减轻其对生物的破坏，使水生生物开始逐渐在陆地生活，进而形成广泛分布的各种动植物。
5.4.5 光合作用的意义：
8、光合作用原理的应用
（1）影响光合作用的因素
光照、CO2、温度、水、矿质元素等
（2）提高农作物光合作用强度的措施
3、适当提高CO2浓度
4、适当提高温度
5、适当增加植物体内的含水量
6、适当增加矿质元素的含量
2、合理密植
自养生物：能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量的一类生物。如：植物、硝化细菌等
5.4.6 化能合成作用
化能合成作用——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的合成作用
例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌
植物可以更新空气
结论:
一半曝光，一半遮光
在暗处放置几小的叶片
绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
碘蒸气处理
萨克斯实验
结论:
叶绿体是植物进行光合作用的场所
结论:
光合作用释放的氧来自水
结论: