必修一--第五章--細胞的能量供應和利用知識點總結(共20頁)_第1頁
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文檔簡介

1、分子與細胞第五章 細胞的能量供應和利用第一節(jié) 降低化學反應活化能的酶細胞代謝(1) 概念:細胞中每時每刻都進行的化學反應統(tǒng)稱為細胞代謝。(2) 特點:一般都需要酶催化,在水環(huán)境中進行,反應條件溫和,一般伴隨著能量的釋放和儲存。(3) 地位:是細胞生命活動的基礎。對細胞代謝的理解(1) 從性質(zhì)上看,細胞代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝兩個方面。細胞內(nèi)每時每刻都在進行著化學反應,與此同時伴隨著相應的能量變化。物質(zhì)是能量的載體,而能量是物質(zhì)運輸?shù)膭恿?。物質(zhì)代謝和能量代謝相伴而生,相互依存。(2) 從方向上看,細胞代謝包括同時進行、對立統(tǒng)一的同化作用和異化作用。同化作用和異化作用相互依存,同化過程中有物質(zhì)的

2、分解、能量的釋放,異化過程中有物質(zhì)的合成、能量的儲存。同化作用為異化作用的進行提供物質(zhì)和能量基礎,而同化作用進行所需的能量又靠異化作用來提供。(3) 從實質(zhì)上看,細胞代謝是生物體活細胞內(nèi)所進行的有序的連鎖的化學反應。應特別注意只有活細胞內(nèi)進行的化學反應才是有序的,死細胞內(nèi)雖然也進行著化學反應,但是無序的,所以不屬于細胞代謝的范疇。(4) 從意義上看,細胞代謝的過程完成了細胞成分的更新,而細胞成分的更新正是生化反應造成的物質(zhì)轉化和能量轉變的結果。在細胞代謝的基礎上,生物體既進行新舊細胞的更替,又進行細胞內(nèi)化學成分的更新,最終表現(xiàn)出生長、發(fā)育、生殖等生命活動。酶的作用原理(1) 活化能:分子從常態(tài)

3、轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量(2) 酶是一種生物催化劑,能改變反應途徑,其作用是降低化學反應的活化能。(3) 酶在代謝中僅起到催化作用,本身化學性質(zhì)和質(zhì)量均不發(fā)生變化。酶在進行催化作用時,首先與底物(即反應物)結合,形成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物,中間產(chǎn)物再分解成酶和產(chǎn)物,因此可反復起催化作用。酶的本質(zhì)酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細胞核(真核生物)實驗驗證實驗組待測酶液+雙縮脲試劑à是否出現(xiàn)紫色反應待測酶液+吡羅紅染液à是否呈現(xiàn)紅色對照組已知蛋白液+雙縮脲試劑&

4、#224;出現(xiàn)紫色反應已知RNA溶液+吡羅紅染液à出現(xiàn)紅色生理功能具有生物催化作用作用原理降低化學反應的活化能酶與激素、蛋白質(zhì)的關系(1) 凡是活細胞都可產(chǎn)生酶(哺乳動物的成熟紅細胞等除外),只有內(nèi)分泌細胞才可產(chǎn)生激素,所以能產(chǎn)生酶的細胞不一定能產(chǎn)生激素,但能產(chǎn)生激素的細胞一定能產(chǎn)生酶。(2) 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),但不是所有的蛋白質(zhì)都是酶,只有具有催化作用的蛋白質(zhì)才是酶。酶的特性酶具有高效性(1) 含義:酶的催化效率是無機催化劑的107-1013倍。(2) 意義:保證細胞代謝順利進行。酶具有專一性(1) 含義:每一種酶只能催化一種或一類化學反應,這就像一把鑰匙開一把鎖一樣。酶對它所作

5、用的底物有著嚴格的選擇,它只能催化一定結構或者一些結構近似的化合物,使這些化合物發(fā)生生物化學反應。(2) 意義:使細胞代謝有序進行。酶的作用條件溫和(1) 酶在常溫、常壓、適宜的pH等溫和條件下,具有很高的催化效率。酶對化學反應的催化效率也稱為酶的活性。(2) 在最適的溫度和pH條件下,酶的活性最高。(3) 溫度偏高或偏低,pH過酸或過堿,酶的活性都會明顯降低。胃蛋白酶較為特殊,能在強酸性條件下發(fā)揮作用。(4) 0左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低,但酶的空間結構保持穩(wěn)定,在適宜的溫度下酶的活性可以恢復。過酸、過堿或溫度過高,會使酶的空間結構遭到破壞,使酶永久失活。由于酶具有專一性,而細胞內(nèi)的化

6、學反應及其繁多,不同的反應需要不同的酶來催化,這說明酶具有多樣性。與酶有關的曲線解讀1. 表示酶高效性的曲線(1) 催化劑可加快化學反應速率,與無極催化劑相比,酶的催化效率更高。(2) 酶只能縮短達到化學平衡所需時間,不改變化學反應的平衡點。(3) 酶只能催化已存在的化學反應。2. 表示酶的專一性曲線(1) 酶的專一性酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。反應前后酶的結構與性質(zhì)不變(2) 表示酶專一性的曲線在反應物中加入酶A,反應速率較未加酶時明顯加快,說明酶A催化底物參加反應。在反應物中加入酶B,反應速率和未加酶時相同,說明酶B不催化底物參加反應。3. 酶活性的影響因素曲線 (1) 在一定溫

7、度(pH)范圍內(nèi),隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強,超過這一范圍酶催化作用逐漸減弱。(2) 在最適溫度(pH)時,酶的催化作用最強,高于或低于最適溫度(pH),酶的催化作用都將減弱。(3) 過酸、過堿、高溫都會使酶失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結構未被破壞,溫度升高可恢復活性。(4) 反應溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。4. 底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線(1) 在其他條件適宜、酶量一定的條件下,酶促反應速率隨底物濃度增加而加快,但當?shù)孜镞_到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反應速率不再增加。(2) 在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應速率與酶濃度成正比。溫

8、度、pH、底物濃度和酶濃度可影響酶促反應速率。不同的是溫度和pH是通過影響酶活性而影響酶促反應的,而底物濃度和酶濃度不影響酶活性。第二節(jié) 細胞的能量“通貨”ATPATP的結構全稱:三磷酸腺苷結構簡式ATP分子的結構簡式可以寫成APPP,其中A代表腺苷,T代表3個,P代表磷酸基團,“”代表高能磷酸鍵?!啊北硎疽话愕墓矁r鍵??梢姡?分子ATP中,含有1個腺苷、2個高能磷酸鍵、3個磷酸基團。(1) 在ATP中,A代表腺苷,在堿基中,A代表腺嘌呤。(2) ATP是一種物質(zhì),不是能量,當ATP的高能磷酸鍵斷裂時,會釋放出能量。ATP是細胞內(nèi)的一中高能磷酸化合物。在動物細胞內(nèi)除了ATP為高能磷酸化合物之

9、外,還含有一種高能磷酸化合物,即磷酸肌酸。ATP的分子組成(1) 腺苷是腺嘌呤和核糖結合而成的,所以ATP去掉兩個磷酸基團后,剩余的部分為腺嘌呤核糖核苷酸,它是RNA的基本組成單位之一。(2) ATP的結構特點可用“一、二、三”來記憶:一個腺苷,二個高能磷酸鍵,三個磷酸基團。ATP與ADP相互轉化的反應式結構基礎ATP水解酶ATP中遠離A的那個高能磷酸鍵易斷裂也易形成。反應式 ATP ADP+Pi+能量能量的來源和去路:能量來源于ATP中高能磷酸鍵的斷裂,產(chǎn)生的能量用于各種需能的生命活動。ATP的水解一般是遠離腺苷的那個高能磷酸鍵斷裂,生成的ADP中含有兩個磷酸基,叫做二磷酸腺苷。ATP合成酶

10、(3) ATP的合成儲存能量反應式:ADP+Pi+能量 ATPATP的形成途徑色素吸收、傳遞、轉化植物à光合作用:光能 ATP熱能à散失氧化分解,有氧或無氧動物ATP細菌à呼吸作用:有機物 能量真菌ATP與ADP的相互轉化過程的比較反應式ATPàADP+Pi+能量ADP+Pi+能量àATP類型水解反應合成反應條件水解酶合成酶場所細胞膜、葉綠體基質(zhì)、細胞核等細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體能量轉化放能儲能能量去向各種生命活動消耗儲存于ATP中磷酸肌酸與ATP的關系磷酸肌酸也是高等動物細胞內(nèi)的高能化合物,在動物和人體的肌細胞內(nèi)存在且儲存量比ATP多,但不

11、能作為生命活動的直接能源,只是能量的一種儲存形式。磷酸肌酸激酶(1) 當細胞內(nèi)的有機物被氧化分解釋放出能量,合成ATP數(shù)量過多時,部分ATP把能量轉移到磷酸肌酸中,轉化關系如下:ATP+肌酸 ADP+磷酸肌酸磷酸肌酸水解酶(2) 細胞中的ATP大量減少時,磷酸肌酸與ADP反應生成ATP,維持細胞中ATP數(shù)量的相對穩(wěn)定。轉化關系如下:ADP+磷酸肌酸 ATP+肌酸ATP是細胞中的直接能源物質(zhì)糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩(wěn)定,不能被細胞直接利用,這些穩(wěn)定的化學能只能轉化成ATP分子中活躍的化學能,才能被細胞直接利用。ATP分子中遠離腺苷的高能磷酸鍵很容易水解,也很容易重新形成,因此,ATP是直

12、接的能源物質(zhì)。ATP是細胞內(nèi)的直接供能物質(zhì),但并非所有的生命活動所需的能量都是由ATP提供的,如植物對水分子的吸收和運輸,其動力來自葉片蒸騰作用產(chǎn)生的拉力。ATP中能量的轉化(1) 滲透能:細胞的主動運勢是逆濃度梯度進行的,物質(zhì)跨膜移動所做的功消耗了能量,這些能量叫做滲透能,滲透能來自ATP。(2) 機械能:細胞各種結構的運動大都是機械運動,所消耗的是機械能。例如,肌細胞的收縮、草履蟲纖毛的擺動、精子鞭毛的擺動、有絲分裂期間染色體的運動、腺細胞對分泌物的分泌等。(3) 電能:大腦的思考神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的傳導,以及電鰩、電鰻等動物體內(nèi)產(chǎn)生的生物電等,它們所消耗的就是電能。電能是由ATP提供的

13、能量轉化而來的。(4) 化學能:細胞內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學能,如小分子物質(zhì)合成大分子物質(zhì)時,必須有直接或間接的能量供應。另外,細胞內(nèi)的物質(zhì)在分解的開始階段,也需要化學能來活化,從而成為能量較高的物質(zhì)(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖)??梢哉f在細胞內(nèi)的物質(zhì)代謝中,到處都需要由ATP水解釋放的化學能。(5) 光能:目前關于生物發(fā)光的生理機制還沒有完全弄清楚,但是已經(jīng)知道,生物體用于發(fā)光的能量直接來自ATP,如螢火蟲的發(fā)光。(6) 熱能:有機物的氧化分解釋放的能量小部分用于生成ATP,大部分轉化為熱能,通過各種途徑向外界散發(fā),其中一小部分熱能用于維持體溫。通常情況下,熱能的形成往往是在細胞能量轉化和傳遞的過

14、程中。第三節(jié) ATP的主要來源細胞呼吸細胞呼吸概念細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或者其他產(chǎn)物,釋放能量并生成ATP的過程。細胞呼吸的本質(zhì)細胞內(nèi)有機物氧化分解,并釋放能量。細胞呼吸的類型根據(jù)細胞氧化分解有機物時是否有氧氣參與,把細胞呼吸分為兩種,一種是需要氧氣參與,為有氧呼吸;另一種是沒有氧氣參與,為無氧呼吸。對細胞呼吸的理解(1) 細胞呼吸發(fā)生的場所:活細胞內(nèi);(2) 反應底物:有機物;(3) 呼吸產(chǎn)物:二氧化碳或其他產(chǎn)物;(4) 反應類型:氧化分解反應;(5) 能量變化:釋放能量;(6) 物質(zhì)變化:分解有機物、生成ATP。酵母菌的細胞呼吸方式酵母菌(1) 酵母菌

15、是一種單細胞真菌,在有氧和無氧條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌,因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。通過定性測序酵母菌在有氧和無氧的條件下細胞呼吸的產(chǎn)物,來確定酵母菌細胞呼吸的方式。酵母菌有氧條件:葡萄糖 CO2+H2O+能量無氧條件:葡萄糖 CO2+H2O+能量酵母菌在有氧條件下進行有氧呼吸,完成細胞增殖,在無氧條件下進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精,幾乎不再增殖,因此,在釀酒的初期先通氧氣,使酵母菌大量增殖,再密閉發(fā)酵產(chǎn)生酒精。(2) CO2的檢測使澄清的石灰水變混濁,混濁程度越高,產(chǎn)生的CO2越多。使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃,變化所需時間越短,產(chǎn)生的CO2越多。(3) 酒精的檢測:在酸性條件下

16、,橙色重鉻酸鉀溶液與酒精發(fā)生化學反應,變成灰綠色。探究酵母菌呼吸方式的實驗過程提出問題:酵母菌使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精是在有氧條件還是無氧條件下進行的?酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物是什么作出假設:針對上述問題,根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗(如酵母菌可用于釀酒、發(fā)面等)作出合理的假設設計并進行實驗:(1)配制酵母菌培養(yǎng)液,(2)檢測CO2的產(chǎn)生,裝置如圖所示,(3)檢測酒精的產(chǎn)生:自A、B瓶中各取2mL濾液,分別注入編號為1、2的兩支試管中,分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液,振蕩并觀察溶液中顏色變化。實驗現(xiàn)象:(1)甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁,但甲中渾濁程度高且速率快 (2

17、)2號試管中溶液由橙色變成灰綠色,1號試管不變色實驗結論:酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸,在有氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水;在無氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精,還產(chǎn)生少量的二氧化碳。有氧呼吸的主要場所線粒體(1) 線粒體的結構外膜:表面光滑內(nèi)膜:有多種與有氧呼吸有關的酶嵴:由內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊而成,以擴大膜面積,為酶附著提供位點基質(zhì):含有許多種與有氧呼吸有關的酶(2) 功能:有氧呼吸的主要場所(3) 線粒體普遍存在于動植物細胞中,對于絕大多數(shù)生物來說,有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式。線粒體時有氧呼吸的主要場所,因此,代謝越旺盛的細胞中含有的線粒體就越多。有線粒體

18、的生物一定能進行有氧呼吸,但必須在有氧的條件下;無線粒體的生物中,有的也可以在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行有氧呼吸,如具有有氧呼吸酶的原核生物。有氧呼吸的概念及實質(zhì)(1) 概念:細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。(2) 對概念的理解細胞:線粒體時有氧呼吸的主要場所,其次還有細胞質(zhì)基質(zhì),所以細胞是有氧呼吸的場所。氧氣:指有氧呼吸的條件,沒有氧氣,有氧呼吸不能進行。多種酶:有氧呼吸過程需要經(jīng)過一系列復雜的化學反應,所以全過程有多種酶參與。有機物:指有氧呼吸的底物,有氧呼吸的底物不是只有葡萄糖一種,還包括其他的有機物,教材是以

19、葡萄糖為例來講述呼吸作用過程的。徹底:指底物氧化的程度,復雜的有機物經(jīng)過有氧呼吸完全分解為無機物,能量完全釋放。二氧化碳和水:是有氧呼吸的產(chǎn)物。(3)實質(zhì):細胞在氧氣的參與下氧化分解有機物,釋放能量,供給生命活動的需要。有氧呼吸的過程氧氣的來源和去路酶C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量有氧呼吸過程中物質(zhì)和能量的變化各反應物參與的階段:葡萄糖在第一階段參與,H2O在第二階段參與,O2在第三階段產(chǎn)生。各生成物產(chǎn)生的階段:H在第一、二階段產(chǎn)生,CO2在第二階段產(chǎn)生,H2O在第三階段產(chǎn)生。能量變化的特點:三個階段都能產(chǎn)生能量,但大量的能量在第三階段產(chǎn)生。有氧呼吸的三個階段進行

20、的化學反應都需要不同的酶來催化,酶具有專一性,線粒體中的酶只能進行氧化分解丙酮酸,并且線粒體膜上也有運輸葡萄糖的載體蛋白,因襲葡萄糖不會直接進入線粒體,只有轉化成丙酮酸后,才能進入線粒體被氧化分解。無氧呼吸的概念細胞在無氧條件下,通過酶的作用,把糖類等有機物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放少量能量的過程。從無氧呼吸的的概念可以看出,無氧呼吸有以下幾個特點:(1) 細胞的無氧呼吸是在缺氧的條件下進行的,以適應不利的環(huán)境條件。(2) 細胞在無氧呼吸過程中,把有機物不徹底氧化分解,形成不徹底的氧化產(chǎn)物。所謂不徹底的氧化產(chǎn)物,是指有機物經(jīng)過無氧呼吸分解后,仍然是一些小分子有機物,如酒精、乳酸等等。(3

21、) 釋放能量少。因為這個過程沒有氧參與,只依靠細胞內(nèi)的酶來分解有機物,形成的不徹底的氧化產(chǎn)物中仍儲存著大量能量,所以無氧呼吸釋放的能量很少。無氧呼吸的過程(以葡萄糖為底物)酶場所:細胞質(zhì)基質(zhì)中酶(1)第一階段:C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)+4H+少量能量(與有氧呼吸的第一階段完全相同)酶4H(2)第二階段:2C3H4O3 2C2H5OH(酒精)+2CO24H 或2C3H4O3 2C3H6O3(乳酸)酶(3)總反應式酶 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量 C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量由于酶的不同決定了丙酮酸被還原的產(chǎn)物也是不同的:大多數(shù)植物

22、、酵母菌、蘋果果實無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和二氧化碳;有些高等植物的某些植物的某些器官在進行無氧呼吸時產(chǎn)生乳酸,如玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等;高等動物、人及乳酸菌無氧呼吸只產(chǎn)生乳酸。有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點反應條件需要O2、酶和適宜的溫度不需要O2,需要酶和適宜的溫度呼吸場所第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì),第二、三階段在線粒體中細胞質(zhì)基質(zhì)中分解產(chǎn)物CO2和H2OCO2、酒精或乳酸釋放能量1mol葡萄糖釋放能量2870kJ,其中1161 kJ轉移至ATP中1mol葡萄糖釋放能量196.65kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精和CO2),其中均只有61.08 kJ轉移至ATP中

23、特點有機物徹底氧化分解,能量完全釋放有機物沒有徹底氧化分解,能量沒有完全釋放相同點實質(zhì)分解有機物,釋放能量,生成ATP為生物體的生命活動提供能量意義細胞呼吸為生物體的生命活動提供能量;細胞呼吸為生物體內(nèi)其他化合物的合成提供原料聯(lián)系第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同的條件下、不同的場所和不同酶的作用下沿不同的途徑形成不同的產(chǎn)物。影響細胞呼吸的因素1. 影響細胞呼吸的內(nèi)因遺傳因素遺傳因素決定酶的種類和數(shù)量,進而影響呼吸的類型、速率等。(1) 生物的呼吸類型需氧型必須在氧氣充足的條件下才能正常生活,如大多數(shù)動植物的細胞呼吸。厭氧型需要在無氧的條件下才能生活得好,有氧則呼吸作用受抑制,如

24、常見的乳酸菌的呼吸。兼性厭氧型在有氧條件下進行有氧呼吸,無氧條件下則進行無氧呼吸,如酵母菌的呼吸類型。(2) 不同生理狀態(tài)或生理期呼吸作用有差異(以植物為例)。不同種類的植物呼吸速率不同,如旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽生植物。同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同,如幼苗期、開花期呼吸速率升高,成熟期呼吸速率下降。2. 影響細胞呼吸的外因環(huán)境因素(1) 溫度溫度影響呼吸作用,主要是通過影響呼吸酶的活性來實現(xiàn)的。呼吸速率與溫度的關系如圖所示。生產(chǎn)上常用這一原理在低溫下儲藏水果、蔬菜。在大棚蔬菜的栽培過程章夜間適當降低溫度,降低呼吸作用,減少有機物的消耗,提高產(chǎn)量。(2) O2的濃度在O

25、2濃度為零時只進行無氧呼吸,濃度為10%一下,既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸,濃度為10%以上,只進行有氧呼吸。生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用,減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜、水果保鮮時間。(3) CO2濃度CO2是呼吸作用的產(chǎn)物,對細胞呼吸有抑制作用,實驗證明,在CO2濃度升高到1%-10%時,呼吸作用明顯被抑制。(4) 含水量在一定范圍內(nèi),細胞呼吸強度隨含水量的增加而加強,隨含水量的減少而減弱。在作物種子儲藏時,將種子風干,以減弱細胞呼吸,減少有機物的消耗。細胞呼吸原理的應用類型應用原理有氧呼吸提倡有氧運動不會因劇烈運動時無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉酸脹無力作物栽培時及時松土透氣利

26、用根的有氧呼吸,促進水和無機鹽的吸收稻田定期排水水稻的根比較適應無氧呼吸,但也需要進行有氧呼吸,定期排水避免根無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精對細胞產(chǎn)生毒害作用,使其腐爛生產(chǎn)醋酸、味精等利用醋酸桿菌、谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸利用酵母菌發(fā)面在饅頭、面包的制作過程中,利用酵母菌的有氧呼吸,使饅頭、面包變得松軟可口無氧呼吸選用“創(chuàng)可貼“、透氣消毒紗布包扎傷口為傷口創(chuàng)造有氧的環(huán)境,避免厭氧病菌的繁殖,有利于傷口的愈合傷口過深或被銹釘扎傷,需及時治療避免破傷風芽孢桿菌進行無氧呼吸而大量繁殖,引發(fā)破傷風制作酸菜、酸奶、泡菜等利用乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸菌的過程呼吸作用的曲線分析 等于零時,只進行無氧呼吸O2濃度 大于等

27、于D時,只進行有氧呼吸 在0-D之間時,兩種呼吸方式都存在當氧氣濃度為B時,二氧化碳釋放總量最少,即有機物的消耗最少,此時的氧氣濃度有利于水果、蔬菜等的保存。有氧呼吸與無氧呼吸的相關計算(1) 根據(jù)反應式計算酶有氧呼吸C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+大量能量 1mol 6mol 6mol 38 mol ATP酶無氧呼吸(以產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸為例)C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量 1mol 2mol 2 mol ATP(2) 有氧呼吸與無氧呼吸中CO2產(chǎn)生量、葡萄糖的消耗量與ATP合成量的比較在消耗相同葡萄糖的情況下,有氧呼吸與無氧呼吸中CO2產(chǎn)

28、生量的比例為3:1,ATP合成量的比為19:1.在產(chǎn)生相同CO2的情況下,有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖的比為1:3。在合成相同ATP的情況下,有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖的比為1:19.在一個有氧呼吸與無氧呼吸同時進行的過程中,O2的吸收量與CO2的產(chǎn)生量的比為3:4時,說明此過程中有氧呼吸強度與無氧呼吸強度相等;若此比例小于3:4,說明此過程中無氧呼吸占優(yōu)勢;若此比例大于3:4,說明此過程中有氧呼吸占優(yōu)勢。根據(jù)CO2的釋放量和O2的消耗量判斷細胞呼吸的狀況(以葡萄糖為呼吸底物)(1) 無CO2釋放時,細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,此種情況下,容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化,如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸。

29、(2) 不消耗O2,但產(chǎn)生CO2時細胞只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。此種情況下容器內(nèi)氣體體積可增大,如酵母菌的無氧呼吸。(3) CO2釋放量等于O2消耗量時,細胞只進行有氧呼吸,此種情況下,容器內(nèi)氣體體積不變化,但若將O2吸收,可引起氣體體積減小。(4) 當CO2釋放量大于O2消耗量時,細胞同時進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸兩種方式,如酵母菌在不同O2濃度下的細胞呼吸。此種情況下,判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢,可如下分析:若VCO2/VO2=4/3,有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。若VCO2/VO2>4/3,無氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。若VCO2/VO2<4/3,有氧呼吸

30、消耗葡萄糖的速率大于無氧呼吸。第四節(jié) 能量之源光與光合作用綠葉中色素的提取和分離實驗實驗原理 提?。河袡C溶劑(如無水乙醇)能溶解色素 分離:因溶解度不同而擴散速度不同實驗步驟:(1)提取色素:將綠色葉片剪碎,加入少許二氧化硅、碳酸鈣、10mL無水乙醇進行研磨,用紗布過濾,收集濾液。(2)制備濾紙條:長10cm、寬1cm,一端剪去兩角,用鉛筆畫一條細的橫線,等干燥后,重復一兩次,將濾紙條輕輕插入層析液中,用培養(yǎng)皿蓋住燒杯。實驗現(xiàn)象:濾紙上呈現(xiàn)四條顏色寬度不同的色素帶,從上到下分別是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)實驗中的主意事項及操作目的過程注意事項操作

31、目的提取色素(1)選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高(2)研磨時加無水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇揮發(fā),充分溶解色素(5)盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化分離色素(1)濾紙預先干燥處理是層析液在濾紙上快速擴散(2)濾液細線要直、細、勻是分離出的色素帶平整不重疊(3)濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明(4)濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中葉綠體中的色素(1) 葉綠體中的色素只吸收可見光,而對紅外線和紫外線等不吸收。(2) 葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大,類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大,但對其他波

32、段的光并非不吸收,只是吸收量較少。(3) 葉綠素對綠光吸收量少,綠光被反射出來,所以葉片呈現(xiàn)綠色。葉綠體(1) 分布:葉綠體主要分布在真核綠色植物的葉肉細胞中。(2) 形態(tài):扁平的橢球形或球形。(3) 結構:雙層膜:內(nèi)膜、外膜,包圍著幾個到幾十個綠色基粒等細微結構?;#好總€基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結構堆疊而成,擴大了內(nèi)部膜的表面積,這些囊狀結構成為類囊體,吸收光能的四種色素和光合作用有關的酶就分布在類囊體的薄膜上。基質(zhì):基粒與基粒之間充滿了基質(zhì),基質(zhì)中含有與光合作用有關的酶。(4) 功能:葉綠體時光合作用的場所。光合作用的過程1. 光合作用的概念綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水

33、轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程。光能2. 光合作用的反應式葉綠體CO2+H2O (CH2O)+O23. 光合作用的過程(2)過程光反應 (1)條件:光、色素、酶;(2)部位:葉綠體類囊體結構的薄膜上;(3)過葉綠體中色素、酶光、酶葉綠體中色素、酶光程:水的光解 H2O 2H+1/2O2 ATP的形成:ADP+Pi ATP(4)實質(zhì):將光能轉變成活躍的化學能,釋放出O2酶 ATP酶暗反應 (1)條件:多種酶;(2)部位:葉綠體基質(zhì);(3)過程:CO2的固定:CO2+C5 2C3 C3的還原: 2C3+H (CH2O)+C5 (4)實質(zhì):同化CO2,將活躍的化學能轉化成穩(wěn)定的化學能

34、儲存在有機物中光合作用中各元素的去向光能葉綠體6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O光反應與暗反應的比較項目光反應暗反應區(qū)別條件需葉綠體色素和光、酶、水不需要葉綠體色素和光,需要多種酶、ATP、H、CO2場所類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)轉化水的光解、ATP的形成CO2的固定、C3的還原實質(zhì)光能轉變?yōu)榛钴S的化學能(ATP),并放出O2同化CO2,形成(CH2O),活躍的化學能轉變?yōu)榉€(wěn)定的化學能聯(lián)系(1) 光反應未暗反應提供H、ATP;暗反應為光反應提供ADP、Pi(2) 沒有光反應,暗反應無法進行;沒有暗反應,有機物無法合成,光反應因產(chǎn)物積累也無法繼續(xù)總之,光反應是暗反應的物質(zhì)和能量轉化的準備階段,暗反應是光反應的繼續(xù),是物質(zhì)和能量轉化的完成階段。光合作用的強度表示1. 光合作用強度(1) 概念:植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。

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