生物必修復(fù)習(xí)第章

1、5細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5-1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶5-1-1酶在細(xì)胞代謝中的作用（1）細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多的化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱細(xì)胞代謝 細(xì)胞代謝是個(gè)體代謝的基礎(chǔ)。 細(xì)胞代謝與個(gè)體代謝合稱新陳代謝。（2）酶對(duì)于細(xì)胞代謝順利進(jìn)行起至關(guān)重要的作用。 正因酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行 酶還可清除對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)（如H2O2）。（3）實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解 1.質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%新鮮肝臟研磨液1滴=1單位數(shù)量酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%FeCl3溶液1滴=250000單位數(shù)量Fe3+ 2.實(shí)驗(yàn)處理試管號(hào)加入3% H2O2實(shí)驗(yàn)處理H2O2分解速度（氣泡多少）點(diǎn)燃衛(wèi)生香檢測(cè)對(duì)

2、照結(jié)論12ml無助燃性生物體外的某些化學(xué)反應(yīng)需要?jiǎng)×覘l件；在一定溫度范圍內(nèi)，溫度升高可加快反應(yīng)速度22ml90°C水浴很少有助燃性32ml3.5%FeCl3溶液2滴較多助燃性較強(qiáng)酶具有高效性（在常溫常壓下酶催化的反應(yīng)比無機(jī)催化劑所催化反應(yīng)速率快得多）42ml20%新鮮肝臟研磨液2滴很多助燃性更強(qiáng) 3.注意事項(xiàng) A。肝臟要求新鮮，避免過氧化氫酶被微生物分解 B。肝臟要研磨，以使肝細(xì)胞破裂，釋放酶分子 C。衛(wèi)生香不要插入過深，以免插入氣泡或液體中而熄滅 D。過氧化氫有一定的腐蝕性，不要讓其濺在皮膚上，如有不慎則應(yīng)迅速用清水沖洗 E。加入催化劑后，應(yīng)用棉花塞塞緊試管口。拔棉花塞、插入衛(wèi)生香

3、速度要快 F。不要合用滴管，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4.控制變量與對(duì)照實(shí)驗(yàn) 人為改變的變量稱為自變量，隨自變量變化而變化的變量稱為因變量。 除了自變量外，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變量稱為無關(guān)變量 實(shí)驗(yàn)過程中除一個(gè)因素外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫對(duì)照實(shí)驗(yàn)。 對(duì)照實(shí)驗(yàn)的原則：（1）單一變量原則（e.g.植物實(shí)驗(yàn)要求長(zhǎng)勢(shì)相同） （2）對(duì)照原則 （3）等量原則 對(duì)照的類型（1）空白對(duì)照：不給對(duì)照組任何處理（如本實(shí)驗(yàn)的1號(hào)試管） （2）條件對(duì)照：給對(duì)照組施以不是研究因素的部分實(shí)驗(yàn)因素 （如研究溫度對(duì)酶的影響中，0°C與100°C的試管） （3）自身對(duì)照：處理前后互為對(duì)照（如質(zhì)壁分離、鑒別物質(zhì)） （

4、4）相互對(duì)照：幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組互為對(duì)照（如本實(shí)驗(yàn)3、4號(hào)試管）（4）酶的作用機(jī)理 1.分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诎l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量，稱為活化能 2.加熱是直接供能使分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài) 酶則是通過降低活化能提高反應(yīng)速率5-1-2酶的本質(zhì)（1）對(duì)酶本質(zhì)的探索 1773意大利斯巴蘭扎尼：讓鷹吞下裝肉塊的籠子胃有化學(xué)性消化作用 1836德國(guó)施旺：提取出胃蛋白酶 1976美國(guó)薩姆納：從刀豆種子中提取脲酶證明酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì) 20世紀(jì)80年代美國(guó)切赫、奧特曼：發(fā)現(xiàn)少數(shù)DNA有催化作用少數(shù)的酶是RNA（2）酶的本質(zhì) 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是R

5、NA 隱含問題：酶的合成原料（水解產(chǎn)物）是氨基酸或核糖核苷酸 酶反應(yīng)前后量與化學(xué)性質(zhì)不變 酶在離體后亦能作用 活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶5-1-3酶的特性（1）酶的高效性：酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107-1013倍（2）酶具有專一性：無機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)范圍比較廣 每種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)（3）酶的多樣性：生物體內(nèi)約有4000多種酶參加各種化學(xué)反應(yīng)（4）酶的作用條件較溫和： 無機(jī)催化劑可在高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿條件下催化反應(yīng)進(jìn)行 酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行 一般動(dòng)物酶的最適溫度都是35-40°C間，植物則是40-50°C間 細(xì)菌和真菌體內(nèi)酶最適溫

6、度差較大，可高達(dá)70°C 動(dòng)物體內(nèi)酶最適pH在6.5-8.0間，胃蛋白酶約為1.5，唾液淀粉酶約為7，胰蛋白酶約為8.5 植物體內(nèi)酶最適pH在4.5-6.5間，植物淀粉酶約為5 過酸、過堿或溫度過高，以及酒精、有機(jī)磷農(nóng)藥、氯農(nóng)藥會(huì)造成酶永久失活 酶制劑適合在0-4°C環(huán)境保存（5）自然界中的酶不一定適用與生產(chǎn)生活，可利用酶工程改造。5-1-4實(shí)驗(yàn)：探究影響酶活性的條件（1-6指試管編號(hào)）（1）溫度對(duì)酶活性的影響123456可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml新鮮淀粉酶溶液1ml1ml1ml溫度60°C100°C0°C60°C100

7、6;C0°C溶液混勻415263放置于指定溫度5min碘液1滴觀察藍(lán)色無有有（2）pH對(duì)酶活性的影響（實(shí)際建議使用過氧化氫酶）123456可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml新鮮淀粉酶溶液1ml1ml1mlpH調(diào)整溶液1ml蒸餾水1ml5%NaOH1ml5%HCl1ml蒸餾水1ml5%NaOH1ml5%HCl混勻41526360°C水浴5min斐林試劑2ml50-60°C水浴2min觀察磚紅色沉淀有無無（3）結(jié)論：酶的活性需要適宜的溫度和pH（4）注意事項(xiàng)： 1.每組實(shí)驗(yàn)都必須事先將反應(yīng)物和酶事先用控制因素處理， 使反應(yīng)一開始就達(dá)到所需溫度或pH，減少實(shí)驗(yàn)誤差。 不能

8、先加酶升溫、降溫過程中底物已經(jīng)分解/在加入pH劑前底物已分解無法證實(shí)pH/溫度對(duì)酶活性影響 2.唾液淀粉酶的最適溫度約為37°C，普通淀粉酶最適溫度約為60°C 3.臨時(shí)制取淀粉溶液時(shí)應(yīng)該先冷卻后使用 4.蔗糖溶液要現(xiàn)配現(xiàn)用以免被微生物分解成還原性糖 5.要洗凈試管以免殘留的酶對(duì)下次實(shí)驗(yàn)造成影響（5）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 1.酶是蛋白質(zhì)（同樣的原理可證明酶是RNA） 實(shí)驗(yàn)組：酶溶液+雙縮脲試劑 對(duì)照組：標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液+雙縮脲試劑 2.酶的催化作用 實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物+酶溶液 對(duì)照組：反應(yīng)物+等量蒸餾水 觀察底物是否分解 3.酶的專一性 實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物+酶溶液 對(duì)照組：等量另一種反應(yīng)物+

9、酶溶液/反應(yīng)物+等量另一種酶溶液 （1）如果使用的是蔗糖與淀粉作為兩種對(duì)照的反應(yīng)物， 應(yīng)選用斐林試劑，因碘液不能檢測(cè)蔗糖是否水解 （2）關(guān)鍵是保證蔗糖純度和新鮮程度 （3）如果選用淀粉酶和另一種酶做對(duì)照酶，而選用淀粉做底物的話， 斐林試劑和碘液都可選用（斐林試劑檢測(cè)產(chǎn)物，碘液檢測(cè)底物）4.酶的高效性 實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物+酶溶液 對(duì)照組：反應(yīng)物+等量無機(jī)催化劑 觀察反應(yīng)分解速度5.尋找酶的適宜條件 間隔一定溫度（pH）設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，以反應(yīng)液與試劑發(fā)生顏色反應(yīng)程度為指標(biāo)確定最適溫度/pH。 注意確定最適溫度時(shí)用碘液檢測(cè)，因斐林試劑需加熱，如此一來無法控制溫度。5-1-5有關(guān)于酶的圖像（1）活化能圖像

10、（2）高效性圖像1.酶只能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)平衡點(diǎn)2.催化劑可加快反應(yīng)速率3.酶的催化效率更高（3）影響酶促反應(yīng)條件圖像A、速度pH/溫度圖 在一定溫度（pH）范圍內(nèi)，隨溫度（pH）升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過最適溫度（pH）后，隨溫度（pH）升高，催化作用減弱.B、酶濃度、反應(yīng)物濃度圖在其他條件適宜，酶濃度一定狀況下酶促反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增加而加快；但當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。C、催化能力時(shí)間圖酶會(huì)發(fā)生“鈍化“現(xiàn)象，即時(shí)間久后酶催化能力減弱，需要更新。5-2細(xì)胞的能量通貨ATP5-2-1ATP的結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：APPP 1.A

11、：腺苷 T：三個(gè) P：磷酸基團(tuán) 故ATP中文名為三磷酸腺苷 ：高能磷酸鍵，：普通磷酸鍵 2.1分子ATP=1分子腺苷+3個(gè)磷酸基團(tuán) =1分子腺嘌呤+1分子核糖+3分子磷酸 3.遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵易水解釋能（30.54kJ/mol）故稱高能磷酸化合物 此種形式的能是生物體內(nèi)唯一可被細(xì)胞生命活動(dòng)直接利用的能量（2）結(jié)構(gòu)式5-2-2ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化（1）反應(yīng)式：（2）ATP轉(zhuǎn)化過程特點(diǎn)： ATP和ADP含量少且相對(duì)穩(wěn)定，其間轉(zhuǎn)化迅速并時(shí)刻發(fā)生，兩者處于動(dòng)態(tài)平衡。 該轉(zhuǎn)化過程的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界共性之一。（3）磷酸肌酸（CP）：另一種高能磷酸化合物，可在大量消耗ATP時(shí)分解供能使ATP合成（

12、4）ATP的來源：植物光合作用、細(xì)胞呼吸；動(dòng)物、微生物：細(xì)胞呼吸（5）ATP的去向：光合作用產(chǎn)生ATP暗反應(yīng)中C3化合物的還原 細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP生物各種生理活動(dòng)（6）轉(zhuǎn)化過程的理解：酶不同，發(fā)生場(chǎng)所不同，反應(yīng)類型不同，能量轉(zhuǎn)化方式與去向不同 反應(yīng)是不可逆的，能量是不可逆的，物質(zhì)是可逆的部位產(chǎn)生ATP消耗ATP過程細(xì)胞膜×主動(dòng)運(yùn)輸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生：細(xì)胞呼吸消耗：各種生化反應(yīng)葉綠體產(chǎn)生：光反應(yīng)消耗：暗反應(yīng)線粒體產(chǎn)生：呼吸作用2、3階段消耗：自體DNA復(fù)制核糖體×合成蛋白質(zhì)高爾基體×形成細(xì)胞壁、分泌物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)×有機(jī)物合成、運(yùn)輸細(xì)胞核×DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄5

13、-2-3ATP的利用（1）生物各種形式能量轉(zhuǎn)化都以ATP為中心環(huán)節(jié) 吸能反應(yīng)一般與ATP水解相關(guān)，放能反應(yīng)一般與ATP合成相關(guān)（2）生物體利用能源總結(jié) 最終能源：太陽能 三大能源物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì) 主要能源物質(zhì)：葡萄糖 主要儲(chǔ)能物質(zhì)：脂肪 植物細(xì)胞儲(chǔ)能物質(zhì)：淀粉、脂肪 動(dòng)物細(xì)胞儲(chǔ)能物質(zhì)：糖原、脂肪 直接能源物質(zhì)：ATP 輔助能源物質(zhì)：CP（3）ATP釋能轉(zhuǎn)變成的能量 1.機(jī)械能：草履蟲纖毛擺動(dòng)、精子鞭毛擺動(dòng)、肌細(xì)胞收縮（運(yùn)動(dòng)、心跳、呼吸運(yùn)動(dòng)）、細(xì)胞分裂時(shí)紡錘絲收縮與染色體運(yùn)動(dòng)、胞吞、胞吐（分泌蛋白排出細(xì)胞） 2.主動(dòng)運(yùn)輸 3.電能：大腦思考，神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞、電鰩和電鰻的生物電 4.化學(xué)能

14、：小分子物質(zhì)合成大分子物質(zhì) 5.光能：螢火蟲、磷蝦發(fā)光 6.熱能（4）ATP產(chǎn)生量氧氣量圖像A：無氧條件下可通過無氧呼吸分解有機(jī)物產(chǎn)生少許ATPAB：有氧呼吸加強(qiáng)，分解有機(jī)物釋能增加，ATP量增加BC：酶、ADP、磷酸數(shù)量等限制，導(dǎo)致ATP產(chǎn)生量不再增加5-3ATP的主要來源細(xì)胞呼吸5-3-1實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（1）原理：1.酵母菌是兼性厭氧菌便于研究細(xì)胞呼吸不同方式 2.CO2可使澄清石灰水變混濁，使溴麝香草酚藍(lán)碘水從藍(lán)色變?yōu)榫G色再變黃 根據(jù)混濁程度或變色時(shí)間長(zhǎng)短檢測(cè)CO2產(chǎn)生情況 3.橙色重鉻酸鉀溶液在酸性條件下和乙醇發(fā)生灰綠色反應(yīng)（2）步驟配制酵母菌培養(yǎng)液：向容量500ml錐

15、形瓶A、B各加入10g新鮮食用酵母菌，然后分別注入240ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%葡萄糖溶液檢測(cè)CO2的產(chǎn)生：將甲裝置連通橡皮球或氣泵，讓空氣間斷而持續(xù)的依次通入3個(gè)錐形瓶（約通氣50min，既保證氧氣充分供應(yīng)，又使進(jìn)入A瓶中的空氣先經(jīng)過NaOH的錐形瓶，洗除空氣中的二氧化碳，保證第三個(gè)錐形瓶中澄清石灰水變渾濁是因?yàn)榻湍妇醒鹾粑a(chǎn)生二氧化碳所致）B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，待酵母菌將B瓶中氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶。兩裝置放置到25-35°C環(huán)境中培養(yǎng)8-10h，每1h記錄一次石灰水的混濁情況檢測(cè)酒精的產(chǎn)生：分別取A、B瓶中培養(yǎng)液2ml并分別注入潔凈的兩個(gè)試管（1、2）中，兩個(gè)試

16、管分別滴加0.5ml體積分?jǐn)?shù)為95-99%的溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，輕輕震蕩試管，觀察顏色變化（3）現(xiàn)象分析甲乙裝置石灰水都變混濁。裝置甲的混濁快且程度高，2號(hào)試管變灰綠色，1號(hào)試管不變分析：1.酵母菌有氧呼吸、無氧呼吸都放出二氧化碳，有氧時(shí)放出多且快 2.無氧時(shí)酵母菌分解葡萄糖產(chǎn)生酒精（4）注意事項(xiàng)： 1.使用新鮮酵母菌出芽生殖快，細(xì)胞呼吸旺盛，實(shí)驗(yàn)效果明顯 2.溫度控制在25-35°C：酶活性高，生命活動(dòng)旺盛，細(xì)胞呼吸最明顯 3.不可用蒸餾水取代葡萄糖溶液，因葡萄糖是細(xì)胞呼吸的底物（能源物質(zhì)）（5）對(duì)比實(shí)驗(yàn) 設(shè)置2-3個(gè)實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)比結(jié)果、比較分析，來探究某種因素與實(shí)

17、驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系5-3-2細(xì)胞的呼吸方式（1）細(xì)胞呼吸：指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解后生成水和二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。（2）細(xì)胞呼吸可分為兩種類型： 1.有氧呼吸：細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，生成水、二氧化碳，釋放大量能量，生成許多ATP的過程 2.無氧呼吸：細(xì)胞在無氧或缺氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物不徹底氧化分解，釋放少量能量，生成少量ATP的過程。（3）細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)：分解有機(jī)物，釋放能量，產(chǎn)生ATP（4）細(xì)胞呼吸的意義：1.為生命活動(dòng)提供能量 2.中間產(chǎn)物（如丙酮酸）為體內(nèi)其他化合物合成提供原料（5

18、）細(xì)胞呼吸主要利用底物是葡萄糖，其他有機(jī)物也能作為底物（6）能量變化：有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能ATP中活躍化學(xué)能+熱能5-3-3有氧呼吸（1）線粒體1.形狀：粒狀/棒狀2.功能：有氧呼吸主要場(chǎng)所3.結(jié)構(gòu)：內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，大大增加內(nèi)膜表面積（酶分子附著表面積）。其周圍充滿液態(tài)基質(zhì)，內(nèi)膜與基質(zhì)含多種有氧呼吸酶，內(nèi)膜上有基粒。外膜使線粒體相對(duì)獨(dú)立存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，并控制與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的物質(zhì)交換，保證線粒體內(nèi)部環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定。4.分布：能量代謝水平高的細(xì)胞多，特化（如哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞）或衰老細(xì)胞則少或無。 在細(xì)胞中一般均勻分布，但可定向移動(dòng)到代謝旺盛部位（肌細(xì)胞中的肌質(zhì)體）5.是生物體內(nèi)二氧化碳濃度最高

19、、氧氣濃度最低的場(chǎng)所（2）有氧呼吸的過程1.第一階段 發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 酶反應(yīng)式：C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4H（NADH，還原型輔酶）+能量分解1mol葡萄糖生成2molATP2.第二階段 發(fā)生于線粒體基質(zhì) 酶反應(yīng)式：2C3H4O3+6H206H2O+20H+能量分解2mol丙酮酸生成2molATP3.第三階段 酶反應(yīng)式：24H+6O212H20+能量消耗6mol氧氣生成34molATP4.總反應(yīng)式 酶C6H12O6+6H2O+6O212H2O+6CO2+能量分解1mol葡萄糖，需6mol水、6mol氧氣，生成12mol水（凈變化6mol）、6mol二氧化碳、38molATP（

20、這個(gè)ATP不會(huì)被光合作用暗反應(yīng)利用）5.元素和物質(zhì)的變化元素去路：葡萄糖CC02，HH20，OC02 水HH20，OCO2 氧氣OH20水參與第二階段反應(yīng)并在第三階段生成，二氧化碳生成于第二階段，氧氣參與第三階段反應(yīng)6.有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，三個(gè)階段分別需要不同的酶 對(duì)真核細(xì)胞而言，有氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，主要場(chǎng)所是線粒體，依賴的條件是酶；對(duì)原核細(xì)胞而言，有氧呼吸的主要場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞膜7.分解1mol葡萄糖釋放能量： 2870kJ1161kJ儲(chǔ)存于ATP中，其余以熱能形式散失（維持體溫恒定）；能量利用率40.45%（3）有氧呼吸與體外燃燒的區(qū)別條件不同（酶催化|點(diǎn)燃

21、）、能量釋放方式不同（逐步釋放|快速連續(xù)釋放）、能量去向不同（多數(shù)以熱能形式釋放，部分轉(zhuǎn)至ATP|發(fā)光發(fā)熱）（4）有氧呼吸是在無氧呼吸基礎(chǔ)上進(jìn)化而來。多數(shù)生物采取有氧呼吸為主的細(xì)胞呼吸方式，并保持無氧呼吸酶系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)暫時(shí)缺氧不利狀態(tài)。5-3-4無氧呼吸（1）場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 酶（2）過程：第一階段：C6H12O62C3H4O3+4H+能量 酶 第二階段：2C3H4O3+4H2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 或 酶 2C3H4O3+4H2C3H6O3（乳酸）+能量 酶 總反應(yīng)式：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 或 酶 C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量（3）產(chǎn)

22、物（酶不同，故產(chǎn)物不同） 植物：多數(shù)細(xì)胞酒精、二氧化碳 馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚乳酸 動(dòng)物：乳酸 微生物：乳酸菌乳酸 酵母菌酒精、二氧化碳 微生物的無氧呼吸被稱為發(fā)酵，產(chǎn)生酒精稱酒精發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸稱乳酸發(fā)酵（4）人體內(nèi)乳酸的去路： 肌細(xì)胞血液肝變成丙酮酸，氧化供能/合成新的有機(jī)物 腎臟（少量）尿液排出5-3-5影響細(xì)胞呼吸的因素（1）內(nèi)因：不同植物呼吸速率不同（旱生<水生，陰生<陽生） 同一植物不同器官（營(yíng)養(yǎng)器官<生殖器官）、同一器官不同組織、同一器官不同生長(zhǎng)過程呼吸速率有差異。（2）溫度： 溫度主要是通過影響酶的活性來影響呼吸作用速率A：低溫抑制呼吸作用C：高溫使酶失活

23、 降溫過度，植物組織會(huì)被破壞，細(xì)胞受損，對(duì)病原微生物抵抗力下降，易腐爛變質(zhì) 恒溫動(dòng)物在環(huán)境溫度驟降時(shí)，酶活性不變，由于散熱上升，產(chǎn)熱也上升，耗氧量也上升 變溫動(dòng)物則會(huì)因酶活性下降而使產(chǎn)熱下降，耗氧量也下降（3）氧氣濃度A：只進(jìn)行無氧呼吸B：有氧呼吸與無氧呼吸速率相等，此時(shí)總二氧化碳釋放量最少AC：有氧呼吸與無氧呼吸兼有，隨濃度升高，無氧呼吸減弱，有氧呼吸增強(qiáng)C：只有有氧呼吸，總二氧化碳釋放量=氧氣吸收量D：無氧呼吸消失點(diǎn)（4）二氧化碳是細(xì)胞呼吸產(chǎn)物，濃度高時(shí)會(huì)抑制細(xì)胞呼吸（5）自由水5-3-6細(xì)胞呼吸的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)細(xì)胞呼吸的計(jì)算：（單指無氧呼吸生成二氧化碳的狀況下）消耗氧氣mol釋放二氧化碳mo

24、l氧氣/二氧化碳空氣體積變化僅有氧661不變有氧>無氧3-64-60.75-1增大有氧=無氧340.75增大有氧<無氧0-32-40-0.75增大僅無氧020增大1.消耗等量葡萄糖： 無氧呼吸產(chǎn)生CO2mol：有氧呼吸產(chǎn)生CO2mol=1：3 有氧呼吸消耗O2mol：無氧呼吸產(chǎn)生CO2mol=3：1 無氧呼吸產(chǎn)生ATPmol：有氧呼吸產(chǎn)生ATPmol=1：192.生成等量CO2 無氧呼吸消耗葡萄糖mol：有氧呼吸消耗葡萄糖mol=3：1 無氧呼吸生成ATPmol：有氧呼吸生成ATPmol：3：19 有氧呼吸消耗O2mol：無氧呼吸釋放CO2mol：1：1細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)（測(cè)定種子呼吸

25、方式及強(qiáng)度）把開關(guān)AB打開等待U形管液面平衡關(guān)閉開關(guān)AB觀察、記錄U形管液面變化情況U形管液面變化：玉米種子呼吸耗氧體積對(duì)照組：用煮熟的種子和發(fā)芽種子對(duì)照種子要先用稀釋消毒液清洗，防止微生物呼吸作用干擾燒杯中為NaOH，作用是吸收植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2。5-3-7細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1.包扎傷口，選用透氣消毒紗布：抑制厭氧細(xì)菌無氧呼吸2.酵母菌釀酒：先通氣后密封先有氧呼吸大量增殖，后無氧呼吸產(chǎn)生酒精 各物質(zhì)變化量如圖：3.花盆經(jīng)常松土：促進(jìn)根部有氧呼吸，有利于吸收礦質(zhì)離子4.稻田定期排水：抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，根發(fā)黑、變爛，植株死亡5.提倡慢跑：防止劇烈運(yùn)動(dòng)，肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳

26、酸，使肌肉酸脹無力6.破傷風(fēng)桿菌感染傷口：及時(shí)清理傷口防止其無氧呼吸并注射抗毒血清7.中耕松土、防止土壤板結(jié)：促進(jìn)根部有氧呼吸，有利于吸收礦質(zhì)離子8.種子貯存：風(fēng)干、低溫、低氧，含水量過高會(huì)使細(xì)胞呼吸過強(qiáng)，使種子堆溫度上升，進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞呼吸，種子霉變。9.果實(shí)、蔬菜保鮮：控制細(xì)胞呼吸降低代謝強(qiáng)度（低溫、低氧、增加CO2）10.剪去變黃衰老枝葉：防止其呼吸消耗有機(jī)物，使光合作用產(chǎn)物更多地轉(zhuǎn)運(yùn)到人們需要的植物器官中。5-4能量之源光與光合作用5-4-1實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離（1）原理：1.葉綠體內(nèi)色素能溶于無水乙醇、丙酮中，可用他們提取葉綠體中的色素 2.層析液（20份石油醚+2份丙酮+1

27、份苯或93號(hào)汽油）是脂溶性強(qiáng)的有機(jī)溶劑，葉綠體中色素在層析液中溶解度不同故擴(kuò)散速度不同（溶解度大，擴(kuò)散快），可用紙層析法分離色素（2）藥品的作用：石英粉（二氧化硅）：使研磨充分 白細(xì)河沙洗凈干燥后亦可代用 碳酸鈣：保護(hù)葉綠體中色素（中和細(xì)胞液中有機(jī)酸，防止色素與其反應(yīng)變成褐色的去鎂葉綠素） 無水乙醇：溶解、提取葉綠體中色素（3）步驟：1.取5g綠葉（要鮮艷濃綠）剪碎放入研缽（越細(xì)越好，盡量去除葉脈等部分） 2.放入少許二氧化硅、碳酸鈣，研磨過程中分多次加入10ml無水乙醇， 迅速、充分研磨（要用力地壓） 3.研磨液迅速倒入基部放有單層尼龍布的玻璃漏斗，過濾 將濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞塞住試

28、管口 4.將干燥定性濾紙剪成6cm×1cm的濾紙條，剪去一端兩角 （保證層析液在濾紙條上擴(kuò)散速度相同）在該端約1cm處用鉛筆畫細(xì)線 （不可用其他筆，以防遮蓋色素顏色） 5.毛細(xì)血管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻畫出細(xì)線，干后再畫2-3次 （要?jiǎng)?、?xì)、直、濃、齊） 6.層析液倒入試管中，濾紙條細(xì)線端朝下插入層析液中，用棉塞塞緊試管口（濾液細(xì)線不可觸及層析液，防止色素溶解于層析液中） 可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯（防止層析液揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要通風(fēng)也是為了防止過多吸入層析液揮發(fā)性物質(zhì)） 7.觀察、記錄：觀察濾紙條上有幾條色素帶、色素帶的顏色 8.整理、用肥皂洗手（4）結(jié)果：自上下色素帶：

29、胡蘿卜素（最整齊、擴(kuò)散最快，橙黃色）、 葉黃素（黃色） 葉綠素a（最寬，藍(lán)綠色） 葉綠素b（黃綠色）（5）異?，F(xiàn)象解釋：綠色過淺：未加石英砂，研磨不充分；使用擺放數(shù)天的菠菜葉； 一次加入大量無水乙醇 色素帶重疊：濾紙條上濾液接觸到層析液 沒有綠色帶：植株缺鎂5-4-2捕獲光能的色素（1）種類：葉綠素（總量的3/4，吸紅光、藍(lán)紫光）葉綠素a（占其中3/4） 葉綠素b（占其中1/4） 類胡蘿卜素（總量1/4，吸藍(lán)紫光）胡蘿卜素（占其中1/3） 葉黃素（占其中2/3）（2）分布：葉綠體基粒的囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上（3）功能：吸收、傳遞光能；僅少數(shù)葉綠素a可轉(zhuǎn)化光能（4）不溶于水，溶于有機(jī)溶劑（5）紙層析法分

30、離（6）濾液色素透射光下呈翠綠色，在反射光下是棕紅色熒光現(xiàn)象（7）關(guān)于吸收光譜的研究 色素對(duì)所有光都會(huì)吸收，只是吸收量不同 綠色光部分：吸收最少，又葉片不透光葉片呈綠色 光質(zhì)與光合速率：白光>紅光>藍(lán)紫光>綠光 暗帶：不同色素吸收不同光，光譜相應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間出現(xiàn)暗帶 作用光譜（總吸收光譜）：作用光譜是其他色素共同作用成，與每個(gè)色素的光譜都不同 氧氣釋放量與有機(jī)物生產(chǎn)量隨光波長(zhǎng)變化圖像大致與作用光譜相同 關(guān)于葉子顏色的變化寒冷時(shí)葉綠素被破壞，變黃 秋天形成紅色花青素且葉綠素降解，變紅（8）一般在農(nóng)業(yè)選用無色玻璃塑料 為適當(dāng)降低光照，可選用有色玻璃或塑料薄膜；特殊狀況下可以補(bǔ)充紅橙光

31、或藍(lán)紫光（9）影響合成因素：光照（必要條件）、溫度、礦質(zhì)元素5-4-3葉綠體（1）形狀：橢球形、球形（2）結(jié)構(gòu)：內(nèi)含許多基粒（由許多類囊體堆疊而成），基粒之間充滿基質(zhì) 色素在類囊體薄膜上，通過類囊體薄膜堆疊大大增加接受光照表面積）（3）成分：類囊體薄膜光合作用有關(guān)色素 基質(zhì)光合作用酶、DNA、RNA（4）功能：光合作用的場(chǎng)所（5）分布：綠色植物葉肉細(xì)胞、幼嫩莖皮層細(xì)胞中（在不同植物細(xì)胞中數(shù)量不同） 一般均勻分布，但可定向運(yùn)動(dòng)到向光一側(cè)。 可轉(zhuǎn)動(dòng)：弱光時(shí)以表面積較大一面對(duì)光；強(qiáng)光時(shí)以側(cè)面對(duì)光（6）恩格爾曼的實(shí)驗(yàn) 結(jié)論：第一個(gè)實(shí)驗(yàn)：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物光合作用主要場(chǎng)所 第二個(gè)實(shí)

32、驗(yàn)：葉綠體主要吸收紅光、藍(lán)光以放出氧氣 巧妙處：1.選用水綿，葉綠體螺旋分布，便于觀察分析 2.選用黑暗無氧環(huán)境，排除外界環(huán)境和氧氣干擾 3.利用極細(xì)光束照射、好氧細(xì)菌檢測(cè)，準(zhǔn)確判斷產(chǎn)氧部位 4.用完全曝光水綿做對(duì)照5-4-4光合作用的探究歷程（1）光合作用：1.定義：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物并釋出氧氣的過程 2.必要條件：光照、水、二氧化碳 3.實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量 4.能量轉(zhuǎn)化：光能ATP中活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能 5.意義：制造有機(jī)物，作為一切生物的物質(zhì)基礎(chǔ)；使大氣維持碳氧平衡（2）1771英國(guó)普利斯特利 點(diǎn)燃蠟燭+綠色植物，密閉蠟燭不

33、熄滅 小鼠+綠色植物小鼠不易死亡 結(jié)論：植物能夠更新空氣 不足：沒有設(shè)置空白對(duì)照，應(yīng)將點(diǎn)燃蠟燭及小鼠分別密閉，作為空白對(duì)照 將空氣更新歸因于植物生長(zhǎng) 沒有明確更新氣體成分（3）1779荷蘭英格豪斯 只有陽光照射下的綠葉才能更新空氣 結(jié)論：植物更新空氣需要綠葉和陽光（4）1845德國(guó)梅耶 根據(jù)能量守恒定律推測(cè)植物進(jìn)行光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存（5）1864德國(guó)薩克斯 黑暗“饑餓”處理12h的綠葉曝光面在碘蒸氣下變深藍(lán) 遮光面無顏色變化 巧妙：1.設(shè)置自身對(duì)照，自變量是照光與否，因變量是顏色變化 2.饑餓處理消耗掉葉片原有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增強(qiáng)說服力 使結(jié)果更明顯熱酒精脫綠處理 3.證明光合作用產(chǎn)物

34、是淀粉，證明光是光合作用必要條件 變式：切斷葉脈證明水是光合作用必要條件； 將液片用內(nèi)有NaOH的塑料袋包起來，證明二氧化碳是光合作用必要條件 利用NaHCO3溶液平衡CO2濃度原理探究光合作用與呼吸作用 光照下光合作用消耗CO2HCO3-減少H+濃度低pH值上升 時(shí)間延長(zhǎng)HCO3-大量消耗，轉(zhuǎn)化成CO2量減少，H+減少速度減慢，Ph變化慢 暗室中呼吸作用釋出CO2H2CO3濃度增加pH下降 利用不同濃度NaHCO3+NaOH證明光合作用速率隨CO2濃度升高而增大（6）1880美國(guó)恩格爾曼（7）1939美國(guó)魯賓、卡門 提供H218O、C18O2，追蹤18O去向 結(jié)論：釋放的O2來自H2O 同位

35、素標(biāo)記法：追蹤物質(zhì)的變化規(guī)律，弄清化學(xué)反應(yīng)詳細(xì)過程 同位素標(biāo)記不改變物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)（8）20世紀(jì)40年代美國(guó)卡爾文 小球藻追蹤14CO2探明碳在光合作用中轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的途徑（被稱為卡爾文循環(huán)）5-4-5光合作用的過程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段概念光合作用第一階段化學(xué)反應(yīng)必需有光才能進(jìn)行光合作用第二階段化學(xué)反應(yīng)有無光皆可進(jìn)行實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，放出氧氣同化二氧化碳形成有機(jī)物時(shí)間非常短較緩慢條件色素、光、酶、水酶、ATP、H、二氧化碳場(chǎng)所葉綠體內(nèi)類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化 光水的光解：2H2O4H+O2ATP的合成 酶CO2的固定：CO2+C52C3 酶C3的還原2C3+H+ATP（CH2O）+C5+

36、ADP+Pi聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H(還原型輔酶，NADPH)、ATP 是物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備階段暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi 是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段既有區(qū)別也有聯(lián)系，是缺一不可的整體能量轉(zhuǎn)化光能（電能）ADP中活躍化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能總反應(yīng)式 光能CO2+H2O（CH2O）+O2 或 葉綠體 光能6CO2+12H2OC6H12O6+6O2 葉綠體同位素示蹤法：3H203H（C3H20）+3H2O14C18O2214C3（14CH218O）+H2180H218O18O2關(guān)于環(huán)境突變對(duì)幾種物質(zhì)含量變化的暫時(shí)影響C3C5ATP（CH2O）H光照變強(qiáng)，CO2不變光照變?nèi)?，CO2不變光照不變，C

37、O2增多光照不變，CO2減少（CH2O）運(yùn)輸受阻5-4-6影響光合作用的因素與其原理的應(yīng)用因素圖像關(guān)鍵點(diǎn)的含義在生產(chǎn)上的應(yīng)用單因子影響光照強(qiáng)度A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行呼吸作用，釋放CO2的量，表明此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。AB段表明隨光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合作用逐漸加強(qiáng)，CO2的釋放量逐漸減少，有一部分用于光合作用；到B點(diǎn)時(shí)，呼吸作用釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度，稱B點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)（植物白天光照強(qiáng)度應(yīng)在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物才能正常生長(zhǎng)）。BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。C點(diǎn)為光合作用的飽和點(diǎn)。（1）適當(dāng)提高光照強(qiáng)度（2）延長(zhǎng)光合作用時(shí)間

38、（例：輪作）（3）對(duì)溫室大棚用無色透明玻璃（4）若要降低光合作用則用有色玻璃。如用紅色玻璃，則透紅光吸收其他波長(zhǎng)的光，光合能力較白光弱。但較其他單色光強(qiáng)。光合面積OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn)為光合作用面積的飽和點(diǎn)，隨葉面積的增大，光合作用不再增強(qiáng)，原因是有很多葉被遮擋在光補(bǔ)償點(diǎn)以下。OB段干物質(zhì)量隨光合作用增強(qiáng)而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用量不再增加，而葉片隨葉面積的不斷增加OC段呼吸量不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低如BC段。植物的葉面積指數(shù)不能超過C點(diǎn)，若超過C點(diǎn)，植物將入不敷出，無法生活下去。適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免陡長(zhǎng)，封行過早，使中下層葉子

39、所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。溫室栽培植物時(shí)，可增加光合作用面積，合理密植是增加光合作用面積的一項(xiàng)重要措施。二氧化碳濃度CO2是光合作用的原料，在一定范圍內(nèi)，CO2越多，光合作用速率越大，但到A點(diǎn)時(shí)，即CO2達(dá)到飽和時(shí)，就不再增加了溫室栽培植物時(shí)適當(dāng)提高室內(nèi)CO2的濃度，如釋放一定量的干冰或多施有機(jī)肥，使根部吸收的CO2增多。大田生產(chǎn)“正其行，通其風(fēng)”，即為提高CO2濃度、增加產(chǎn)量。溫度光合作用是在酶催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在1035下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段（1035），隨溫度的升高而逐漸加強(qiáng)，B點(diǎn)（35）以上光合酶活性下降，光合作用開始下降，4050光合作用幾乎完全停止（1）適時(shí)播種（2）溫室栽培植物時(shí)