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1、第四章 光合作用和细胞呼吸一、一、ATPATP:三磷酸腺苷三磷酸腺苷:高能磷酸键高能磷酸键1、ATP的结构简式：的结构简式：简式：简式：A-PPPA:腺苷腺苷T:三个三个P:磷酸基团磷酸基团2、ATP与与ADP可以相互转化：可以相互转化：A-PPP水解酶水解酶 合成酶合成酶A-PP+Pi+ATPADP能量能量思考：此反应式是否为可逆反应？思考：此反应式是否为可逆反应？1.催化剂不同催化剂不同2.反应场所不同反应场所不同3.能量的来源和去向不同能量的来源和去向不同 (物质可逆能量不可逆物质可逆能量不可逆)1、酶的本质、酶的本质酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化作催化作用用的的有机物有机
2、物。来源来源功功能能本本质质绝大多数酶是蛋白绝大多数酶是蛋白质，少数是质，少数是RNA。二、酶二、酶 酶的催化机理是酶的催化机理是降低活化能降低活化能 试试管管编编号号 反反应应性性质质主反主反应应对对照反照反应应1234酶酶促促 反反应应 底物底物2mL/1%淀粉液淀粉液蔗糖液蔗糖液麦葡混液麦葡混液淀粉液淀粉液实验处实验处理理鲜鲜唾液唾液鲜鲜唾液唾液蒸蒸馏馏水水蒸蒸馏馏水水反反应应条件条件在在37恒温下保温恒温下保温10min左右左右鉴鉴定定 反反应应斐林斐林试剂试剂1mL1mL1mL1mL反反应应条件条件热热水浴水浴溶液溶液颜颜色色实验实验分析分析催化特性：催化特性：反反应应条件：条件：唾
3、液淀粉唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用淀粉和蔗糖的催化作用砖红无无砖红色色砖红无无砖红色色特异性、特异性、专一性一性温和性温和性酶的特性酶的特性 高效性：高效性：催化效率很高，大大提高反应速率 专一性：专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物反应条件较温和：反应条件较温和：温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度最适温度0最适温度最适温度t/mmol.s-1酶活性酶活性受温度影响示意图受温度影响示意图 一般地，动物体内的酶最适温度在3540之间；植物体内的酶最适温度在4050之间；细菌和真菌体内
4、的酶最适温度差别较大。pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响反应溶液反应溶液pH会对酶的活性有影响会对酶的活性有影响/mmol.s-1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pH影响示意图影响示意图 一般地，动物体内的酶最一般地，动物体内的酶最适适pHpH在在6.58.06.58.0之间；植物体内之间；植物体内的酶最适的酶最适pHpH在在4.56.54.56.5之间；之间；细菌和真菌体内的酶最适细菌和真菌体内的酶最适pHpH差差别较大。别较大。实验原理：实验原理：a.细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的b.酶对化学反应的催化效率称为酶活性酶对化学反应的催化效
5、率称为酶活性c.温度、温度、pH值对酶活性有影响值对酶活性有影响探究：影响酶活性的因素探究：影响酶活性的因素,实验材料：实验材料：2淀粉酶溶液、20肝脏研磨液、3可溶性淀粉溶液、体积分数为3的过氧化氢溶液、5 HCl、5 NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液,实验用具：实验用具：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、pH试纸、火柴影响酶促反应的因素常有：影响酶促反应的因素常有：温度温度 pH值值 酶的浓度酶的浓度 底物浓度底物浓度光光合合作作用用年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利17791779英格豪斯英格豪斯18641864萨克
6、斯萨克斯18801880恩格尔曼恩格尔曼19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合作用探索光合作用探索历程程植物可以更新空气植物可以更新空气光和绿叶在更新空气中不可缺少光和绿叶在更新空气中不可缺少绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉产生淀粉产生淀粉氧由叶绿体释放出来，氧由叶绿体释放出来，叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体是光合作用的是光合作用的场所场所场所场所光合作用释放的氧气来自水光合作用释放的氧气来自水光合作用释放的氧气来自水光合作用释放的氧气来自水光合产物中有机物的碳来自光合产物中有机物的碳来自光合产物中有机物的碳来自光合产物中有机物的碳来自COCO
7、COCO2 2 2 2叶绿体的结构叶绿体的结构捕获光能的色素分布在捕获光能的色素分布在_类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上1.场所：叶绿体场所：叶绿体2.动力：光动力：光3.原料：原料：CO2 水水4.产物：糖类产物：糖类 氧气氧气光合作用的：光合作用的：光合作用总反应式：光合作用总反应式：光合作用概念：光合作用概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧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。过程。（CH2O）+O2CO2+H2O光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类光合作用的过程光合作用的过程水的光解水的光
8、解光合作用的过程光合作用的过程比较光反应和暗反应的比较光反应和暗反应的区别和联系区别和联系 影响光合作用速率的环境因素有哪些？影响光合作用速率的环境因素有哪些？光照强度、温度、二氧化碳浓度等光照强度、温度、二氧化碳浓度等光照强度光照强度CO2吸吸收收量量CO2释释放放量量在黑暗中呼吸所放出的在黑暗中呼吸所放出的CO2量量总总光光合合速速率率净净光光合合速速率率光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点曲曲线线分析：分析：光光合合作作用用速速率率温度vv 温度影响光合速率的原因是什么？图中所给的温度影响光合速率的原因是什么？图中所给的信息有哪些？信息有哪些？农业生产中农业生产中 提高农作物产量的方法：提高
9、农作物产量的方法：提高光能利用率提高光能利用率 1）延长光照时间；）延长光照时间；2）增加光照面积）增加光照面积 （合理密植、套种）；（合理密植、套种）；3）增强光合作用效率）增强光合作用效率 （提高（提高CO2浓度和温度、合理施肥）浓度和温度、合理施肥）实验实验绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离实验原理：原理：a.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。用无水乙醇提取绿叶中的色素。b.它们在层析液中的溶解度不同；溶解度高的随层析液在滤它们在层析液中的溶解度不同；溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快
10、；反之则慢。纸上扩散得快；反之则慢。材料用具：材料用具：新鲜的绿叶，干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，新鲜的绿叶，干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒(10mL)，天平，无水乙醇，层析液，二氧化硅和碳酸钙。天平，无水乙醇，层析液，二氧化硅和碳酸钙。实验实验叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离实验原理：原理：材料用具：材料用具：方法步方法步骤：1.提取提取绿叶中的色素叶中的色素 2.制制备滤纸条条 3.画画滤液液细线 4.分离分离绿叶中的色素叶中的色素 5.观察和察和记录讨论：1.滤
11、纸条上色条上色带的数目、的数目、排序排序、宽窄？窄？2.滤纸条上的条上的滤液液细线为什么什么不能触及不能触及层析液？析液？细胞呼吸细胞呼吸（一）（一）有氧呼吸的过程有氧呼吸的过程 葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H4H+能量能量场所：细胞质基质场所：细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO6CO2 2+20H20H+能量能量场所：线粒体基质场所：线粒体基质2CH2CH3 3COCOOHCOCOOHHH的氧化的氧化酶酶12H12H2 2O +O +能量能量场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜24H+6O24H+6O2 2+6H6H2 2O O（大
12、量）（大量）（少量）（少量）（少量）（少量）2CH2CH3 3COCOOHCOCOOH（二）无氧呼吸的过程（二）无氧呼吸的过程与有氧呼吸第一阶段相同与有氧呼吸第一阶段相同葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+能量能量（少量）（少量）场所：细胞质基质场所：细胞质基质2CH2CH3 3COCOOH COCOOH+4H4H 丙酮酸丙酮酸酶酶酶酶丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解场所：细胞质基质场所：细胞质基质 2CH2CH3 3COCOOH COCOOH+4H4H 2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)A.A.乳酸发酵乳酸发酵例：高等动物、乳酸菌、高等
13、植物的某些器官（马铃例：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、玉米的胚等）薯块茎、甜菜块根、玉米的胚等）2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 2B.B.酒精发酵酒精发酵例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌2CH2CH3 3COCOOH COCOOH+4H4H 概念：概念：细胞在无细胞在无O2条件下，通过酶的催化作用，把葡萄条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。量能量的过程。总反应式：总反应式：C C6 6H H1212O O6 6酶酶C
14、C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+能量能量2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO2CO2 2+能量能量能量去向能量去向1mol葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失,未释放的能量储存在何处？类类类类 型型型型比较项目比较项目比较项目比较项目 场场 所所主要在线粒体内主要在线粒体内细胞质基质细胞质基质是否需氧是否需氧需需不需不需分解产物分解产物C C2 2H H5 5OH+COOH+CO2 2或或 C C3 3H H6 6O O3 3释放能量释放
15、能量大量大量ATPATPATPATP少量少量ATPATPATPATP有氧呼吸有氧呼吸无氧呼无氧呼吸吸有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别：有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别：COCO2 2 和和 H H2 2O O细胞呼吸的意义及应用：细胞呼吸的意义及应用：水果的低温保鲜水果的低温保鲜粮食的保粮食的保存存水生植物水生植物的通气组的通气组织织 影响呼吸作用速率的外界因素：温度、CO2、O2、水分、PH、呼吸底物 呼吸作用与农业生产:作物栽培、粮食贮藏、果蔬保鲜 呼吸作用与人类生活：伤口处理、运动健身、酿酒制醋制味精珠江啤酒厂珠江啤酒厂探究：探究：酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌：单细胞真菌酵母菌
16、：单细胞真菌营养方式：异养营养方式：异养实验原理：酵母菌是一种原理：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。氧菌。探究：探究：酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌细胞呼吸的方式要探究的问题：要探究的问题：酒精和酒精和COCO2 2是酵母菌在什么条件下产生的？是酵母菌在什么条件下产生的？、自变量：指实验中由实验者所操纵、给定、自变量：指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。的因素或条件。、因变量：指实验中由于自变量而引起的变、因变量：指实验中由于自变量而引起的变化和结果，是实验中要观察的现象或结果或要化和结果，是实验中要观察的现
17、象或结果或要记录的实验数据。记录的实验数据。4、本实验中自变量是什么？因变量是什么？、本实验中自变量是什么？因变量是什么？要设置几个实验组？要设置几个实验组？3、对比实验：设置两个或两个以上的实验组，对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无酒精产生？这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒橙色的重橙色的重铬酸酸钾(K2Cr2O7)溶液，溶液，在酸性条件下与酒精在酸性条件下与
18、酒精发生化学反生化学反应，变成灰成灰绿色色具体做法：具体做法：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理理过的重的重铬酸酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，如果呼出的气体中含有酒精，重重铬酸酸钾会会变成灰成灰绿色的硫酸色的硫酸铬2 2、有氧呼吸产生大量、有氧呼吸产生大量COCO2 2，无氧呼吸产生少量无氧呼吸产生少量COCO2 2。实验结论：实验结论：1 1、酵母菌有氧呼吸产生、酵母菌有氧呼吸产生COCO2 2，无氧呼吸产生无氧呼吸产生COCO2 2和酒精。和酒精。酶酶酶酶细胞呼吸的概念细胞呼吸的概念：细胞呼吸是指细胞呼吸是指有机物有机物在在细胞内细胞内经过经过一一系列的氧化分解系列的氧化分解，生成，生成二氧化碳或其二氧化碳或其他产物他产物，释放出，释放出能量能量的过程。的过程。