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1、精品_精品资料_ 五 细胞的能量供应和利用一、酶降低反应活化能新 陈 细 胞 代 谢 ： 活 细 胞 内 全 部 有 序 化 学 反 应 的 总 称 .活 化 能 ： 分 子 从 常 态 转 变 成容 易 发 生 化 学反 应 的 活 跃 状 态所 需 要 的 能 量.1 发 现 巴 斯 德 之 前 ： 发 酵 是 纯 化 学 反 应 , 与 生 命 活 动 无 关 . 巴 斯 德 （ 法 、 微 生 物 学 家 ） ： 发 酵 与 活 细 胞 有 关 . 发 酵 是 整 个 细 胞 .利比希（德、化学家）：引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用.比希纳
2、（德、化学家）：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破裂后连续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样.萨姆纳（美、科学家）：从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质.很多酶是蛋白质. 切 赫 与 奥 特 曼 （ 美 、 科 学 家 ） ： 少 数 RNA 具 有 生 物 催 化 功 能 .2 定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质.注：由活细胞产生（与核糖体有关）成分：绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA.催化性质： A. 比无机催化剂更能减低化学反应的活化能,提高化学反应速度.B. 反应前后酶的性质和数量没有变化. 3特性高效性：催化效率很高,使反应速度很快专一性：每一种酶只
3、能催化一种 或一类化学反应.需要合适的条件（温度和pH值）温顺性易变性特异性.温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构.图VVV例酶浓度解在底物足够,底物浓度 S在 S 在肯定范畴内,温度V 随S在肯定温度范畴内V 随 T 的上升而读其他因素固定的增加而加快,近乎成正比.加快在肯定条件下,每一种酶在某条件下,酶促反当 S 很大且达到肯定限度一温度时活力最大,称最适温度.酶的催化作用需要相宜的温度、pH 值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构.低可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_合动水 放能成态解酶平衡酶应的速度与酶浓时, V 也达到一个最大值,当温度上升到肯定限度时,V 反而度
4、成正比.此时即使再增加S,反应几随温度的上升而降低.乎不再转变.二、ATP（三磷酸腺苷）ATP 是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,是生物体进行各项生命活动的直 接 能 源 , 它 的 水 解 与 合 成 存 在 着 能 量 的 释 放 与 贮 存 .1结构简式AP PP腺苷普 通化 学键高 能磷酸 键磷酸 基团（13.8KJ/mol）（30.54KJ/mol）2 ATP与 ADP的转化合 成 酶水 解 酶ATPADP+Pi+能量ATP呼 吸 作 用每 一 个 细 胞 的 生 命 活 动（线粒体、 吸能细胞质）PiPiADP糖类主要能源物质热能散失太 阳 光 能脂 肪 主 要 储 能
5、物 质氧 化 分 解（直接能源）蛋白质能源物质之一化学能 ATP三、ATP的主要来源细胞呼吸 呼 吸 是 通 过 呼 吸 运 动 吸 进 氧 气 , 排 出 二 氧 化 碳 的 过 程 .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.分为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_有氧呼吸无氧呼吸可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_概指细胞在氧的参加下,通过多种酶的催化念作用,把葡萄糖等有机物完全氧化分解,产生CO2 和 H2O 释放能量,生成很多ATP的过程过 C6H12O6 2丙酮程酸+4H+少能2丙酮酸+6H2O6
6、CO2+20H+少 能酶24H+6O212H2O+大量能量指细胞在无氧的参加下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不完全的氧化产物,同时释放出少量能量的过程. C6H12O6 2丙酮酸+4H+少能 2C3H6O3 乳酸2丙酮酸 2C2H5OH +2CO2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_反酶应C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+ 大C6H12O6 2C3H6O3 +少量能量式量能量2C2H5OH +2CO2+少能不场 所 细 胞 质 基 质 线基 质 线 内始终在细胞质基质同膜点条件除外,需分子氧、酶不需分子氧、需酶产物CO2 、H2O酒精和 CO2
7、或乳酸能量大量、合成38ATP（ 1161KJ）少量、合成 2ATP61.08KJ酶相联系从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同,以后阶段不同同实质分解有机物,释放能量,合成ATP点意义为生物体的各项生命活动供应能量四、影响细胞呼吸作用的因素1、内部因素遗传因素（打算酶的种类和数量）2、环境因素（1） 温度温度以影响酶的活性影响呼吸速率.在最低点与最适点之间,呼吸酶活性低,呼吸作用受抑制,呼吸速率随温度的上升而加快.超过最适点,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸作用受到抑制,呼吸速率就会随着温度的增高而下降.（2） O2 的浓度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_植物在 O2 浓度为 0 时只
8、进行无氧呼吸,大多数植物无氧呼吸的产物是酒精和CO 2. O 2 浓度在 010% 时,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸.在O2 浓度 5% 时,呼吸作用最弱.在O2 浓度超过 10% 时,只进行有氧呼吸.有氧环境对无氧呼吸起抑制作用,抑制作用随氧浓度的增加而增强,直至无氧呼吸完全停止在肯定氧浓度范畴内,有氧呼吸的强度随氧浓度的增加而增强.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（3） CO2浓度从化学平稳角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降.（4） 含水量在肯定范畴内,呼吸作用强度随含水量的增加而增强, 随含水量的削减而减弱五、光合作用呼吸强度CO 2 浓度呼吸强度含水量 %可编辑资料
9、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 光合作用是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,并释放出氧气的过程.1发觉内容时间过程结论普里斯特1771蜡烛、小鼠、绿色植物实植物可以更新空气萨克斯年1864 年验叶片遮光试验绿色植物在光合作用中产生淀粉恩格尔曼1880 年水绵光合作用试验叶绿体是光合作用的场所释放出氧鲁宾与卡门1939年同位素标记法光合作用释放的氧全来自水2、场所双层膜叶绿体基质： DNA,多种酶、核糖体等基粒多个类囊体（片层）堆叠而成胡萝卜素（橙黄色）1/3类胡萝卜素叶黄素（黄色）2/3吸蓝紫光色 素（ 1/4 ）叶 绿 素 A （ 蓝 绿 色 ）
10、 3/4叶 绿 素 （ 3/4叶 绿 素B（ 黄 绿 色 ） 1/4吸 红 橙 和 蓝 紫 光3过程光反应暗反应可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_条件光、 H2O、色素、酶CO2、H 、ATP、C5、酶时间场所过程短促类囊体的薄膜上 水的光较缓慢叶绿体的基质CO2的固定：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解2H2O4H+O2ATP 的 合 成 ： ADP+Pi+光能 ATPCO2+C52C3C3/CO2的仍原：2C3+H（ CH2O）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_实质光能化学能,释放O2同化 CO2,形成（ CH2O）光能叶绿体CO2+H2O（CH
11、2O）+O2总式或CO2+12H光2O能（ CH2O） +6O2+6H2O叶绿体物变无机物 CO2、 H2O 有机物（ CH2O）能变光能ATP中活跃的化学能 有机物中稳固的化学能光合作用的 实质通过光反应把光能转变成活跃的化学能,通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物,同时把活跃的化学能转变成稳固的化学能贮存在有机物中.4、光合作用的意义制造有机物,实现物质转变,将CO2和 H2O合成有机物,转化并储存太阳能.调剂大气中的 O2 和 CO2含量保持相对稳固.生物生命活动所需能量的最终来源.注：光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢.5、影响光合作用速率的因素及其在生产上的应用光合速率 是光合
12、作用强度的指标,它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率.影响因素包括植物自身内部的因素,如处在不同生育期等,以及多种外部因素.(1) 单因子对光合作用速率影响的分析光照强度 如下列图 曲线分析 ： A 点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放 CO2 量说明此时的呼吸强度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AB段说明光照强度加强,光合作用逐步加强,CO2 的释放量逐步削减,有一部分用于光合作用.而到 B 点时,细胞呼吸释放的CO2 全部用于光合作用,即光合作用强度=细胞呼吸强度,称 B 点为光补偿点 植物白天的光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长 .BC段说明随着光照
13、强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了,称C 点为光饱和点 .应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图虚线所示.间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置,冬季温室栽培防止高温等都与光补偿点有关.光照面积 如下列图 曲线分析 ： OA段说明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断 增大, A 点为光合作用叶面积的饱和点.随叶面积的增大,光合作用不再增加,缘由是有很多叶被遮挡,光照强度在光补偿点以下.OB段说明干物质量随光合作 用增加而增加,而由于A 点以后光合作用不再增加,但叶片随叶面积的不断增加呼吸量OC 段 不断增加,所以干物质积存量不断降低BC 段 .应用：适当间
14、苗、修剪,合理施肥、浇水,防止徒长.封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,造成不必要的铺张. CO2 浓度、含水量和矿质元素 如下列图 曲线分析 ： CO2 和水是光合作用的原料,矿质元素直 接或间接影响光合作用.在肯定范畴内,CO2、水和矿质元素越多,光合作用速率越快,但到A 点时, 即 CO2、水、矿质元素达到饱和时,就不再增加了.应用：“正其行,通其风”,温室内充CO2,即提高 CO2 浓度,增加产量的方法. 合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成速率,增加光合作用速率.温度 如下列图 曲线分析 ：光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性.一般植物
15、在10 35下正常进行光合作用,其中AB段6 / 9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_10 35 随温度的上升而逐步加强,B 点35 以上光合酶活性下降,光合作用开头下降, 50左右光合作用完全停止.应用：冬天温室栽培可适当提高温度.夏天,温室栽培可适当降低温度.白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用：晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸,保证有机物的积存.(2) 多因子对光合作用速率影响的分析（如下列图）曲线分析 ： P 点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高.当到Q点时,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合
16、速率,可实行适当提高图示中的其他因子的方法.应用：温室栽培时,在肯定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光 合速率,也可同时适当充加CO2,进一步提高光合速率.当温度相宜时,可适当增加光照强度和 CO2 浓度以提高光合速率.总之,可依据详细情形,通过增加光照强度,调剂温度或增加 CO2 浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的6、总结 : 光合作用在现实生活中提高农作物产量：延长光合作用时间、增大光合作用面积：合理密植, 转变植物种植方式：轮作、间作、套作提高光合作用速度使用温室大棚使用农家肥、化肥“正其行,通其风”大棚中适当提高二氧化碳的浓度补充人工光照7、运算 真光合作用速
17、率 =净光合作用速率 +细胞呼吸作用速率CO2吸取BD真光合作用 =净光合作用 +呼吸作用净光合作用OAC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_呼吸作用光照强度ECO2释放光合作用 制造 的有机物 =光合作用 积存 的有机物 +细胞呼吸 消耗 的有机物解读 ：制造的就是生产的总量,其中一部分被储存起来,就是积存的,另一部分被呼吸消耗光合作用 利用 二氧化碳的量 =从外界 吸取 的二氧化碳的量 +细胞呼吸 释放 的二氧化碳的量解读： 光合作用利用 CO2的量有两个来源,一个是外界吸取的,另一个是自身呼吸放出的,二者都被光合作用利用.六、比较光合作用和细胞呼吸作用光合作用呼吸作用可编辑资
18、料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_反应场所绿色植物（在叶绿体中进行）全部生物（主要在线粒体中进行）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_反应条件光、色素、酶等酶（时刻进行）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_物质转变无机物 CO2和 H2O合成有机物（CH2O）能量转变把光能转变成化学能储存在有机物中分解有机物产生CO2和 H2O释放有机物的能量,部分转移ATP可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_实质合成有机物、储存能量分解有机物、释放能量、产生ATP可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_联系光合作用有机物、氧气 能呼量吸、作二用氧化碳可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_五、化能合成作用自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有色素,不能进行光合作用,但是能够利用体外环境中某些无机物氧化时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 .例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌.下图为硝化细菌的化能合成作用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养型生物 .而只能利用环境中现成的有机物来维护自身生命活动的生物是异养型生物 .极实行防护措施.可编辑资料 - - - 欢迎下载