细胞的能量供应和利用复习课件

细胞的能量供应和利用复习课件细胞的能量供应和利用细胞代谢条件过程酶（反应的催化剂）ATP（直接能源物质）化学本质酶的作用特点影响酶活性的因素中文名称合成与水解合成ATP的能量来源合成ATP的场所结构简式细胞呼吸类型过程及场所实质及应用光合作用光合色素的种类及功能光合作用的过程及场所实质影响光合作用的因素细胞呼吸和光合作用关系的应用知识网络►知识点一酶的作用和本质1．细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多________，统称为细胞代谢。2．活化能：分子从________转变为容易发生化学反应的________状态所需要的能量。考点自主梳理化学反应常态活跃酶与ATP3.作用实质实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解结论：酶比无机催化剂的作用更显著4．酶的本质：酶是________产生的具有催化作用的________，其中绝大多数酶是__________。5.酶的特性：酶催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍：每一种酶只能催化一种或一类化学反应作用条件较温和、需要适宜的和降低活化能活细胞有机物蛋白质高效性专一性温度pH值少数是RNA►知识点二酶的本质的探索过程1．巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。3．毕希纳：将酵母细胞研磨后获得提取液，也能引起发酵，他将引起发酵的物质称为________。4．萨姆纳：1926年用丙酮酸提取出了刀豆种子中的________，并证明了脲酶是________。5．切赫和奥特曼：20世纪80年代，发现少数________也具有催化功能。酵母细胞某些物质酿酶酶蛋白质RNA2.争论巴斯德1857年提出：只有参与才能进行发酵李比希认为：酵母细胞死亡裂解后释放出，引起发酵►知识点三生物体直接利用的能量——ATP直接A—P～P～P能量吸能放能中文名称：三磷酸腺苷想一想：此反应能否看作是可逆反应？ATP的合成和水解比较ATP的合成和水解比较如下：ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量ATPATPADP＋Pi＋能量所需酶能量来源能量去路反应场所ATP合成酶ATP水解酶光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞的需能部位典例在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明()①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离②部分32P标记的ATP是重新合成的③ATP是细胞内的直接能源物质④该过程中ATP既有合成又有分解A．①②③④B．①②③C．①②④D．②③④C变式题下列有关ATP的叙述，不正确的是()A．人体成熟的红细胞在O2充足时也只能通过无氧呼吸产生ATPB．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能C．ATP是生命活动的直接能源物质，其中两个高能磷酸键都易断裂易形成D．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质Ｃ[问题导思]哪些生命活动由ATP直接供能？[答案]肌肉收缩、神经冲动的传导、主动运输、胞吞、胞吐、DNA的复制、蛋白质的合成、生物体发光、生物体发电、暗反应合成有机物等。真题演练[2011·海南卷］关于酶的叙述，正确的是()A．酶提供了反应过程所必需的活化能B．酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C．酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸[答案]Ｃ[解析]酶的作用是降低反应的活化能，A错；酶所处的环境的pH、温度等的改变可能导致酶活性的降低，B错；酶作为催化剂，在催化反应前后，自身不发生变化，D错。变式题[2011·海南卷］某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。图82中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是()图82A．甲B．乙C．丙D．丁[答案]D[解析]酶能降低反应活化能，催化效率高，反应物浓度能在短时间降到很低。•►探究考向二与酶有关的曲线解读•1．表示酶高效性的曲线•图83•(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。•(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。•2．表示酶专一性的曲线••图84•(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A反应。•(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A反应。•3．影响酶活性的曲线••甲乙•丙•图85•(1)甲、乙曲线表明：•①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。•②在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)酶的催化作用都将减弱。•③过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。•(2)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。•4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响•甲乙(在底物足量情况下)(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)乙图：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。典例如图87表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应物的量和反应时间的关系，以下关于此图的解读，正确的是()图87A．a、b、c表示温度，则一定是a﹥b﹥cB．a、b、c表示pH，则c﹥b﹥aC．a、b、c表示酶的浓度，则a﹥b﹥cD．a、b、c表示温度，则不可能是c﹥b﹥aC[规律方法]表示酶促反应的坐标图一般是用横坐标表示反应时间，纵坐标可以表示反应物的量，或生成物的量、或反应速率，反应物的量下降越快，说明酶促反应速率越快，生成物的量上升越快，表明酶促反应速率越快。变式题[2011·南昌三模］图88表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是()图88A．曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系B．限制曲线b的AB段反应速度的主要因素为反应物浓度C．形成曲线c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温所致D．若适当升高温度条件下重复该实验，图中A点位置将下移Ｃ原理检测试剂检测结果结论探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探索淀粉酶在不同温度环境下对淀粉的水解作用探索淀粉酶在不同pH环境下对淀粉的水解作用酶的专一性酶需要适宜的温度酶需要适宜的酸碱环境斐林试剂碘液斐林试剂出现砖红色沉淀不出现蓝色反应出现砖红色沉淀淀粉酶催化了淀粉水解淀粉酶催化了淀粉水解淀粉酶催化了淀粉水解细胞呼吸►知识点一细胞呼吸的方式1．细胞呼吸的概念：有机物在细胞内经过一系列的________，生成二氧化碳或其他产物，释放出________并生成________的过程。2．细胞呼吸的实质：氧化分解________，释放______。3．细胞呼吸的意义：为生物体的生命活动__________，为体内其他化合物的合成____________。考点自主梳理氧化分解能量ATP有机物能量提供能量提供原料4．探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于__________。(2)检测酵母菌在细胞呼吸中是否产生二氧化碳可使用澄清的石灰水或______________，其中后者颜色变化过程为由蓝变________再变________。(3)检测是否产生酒精可使用橙色的____________溶液，其在酸性条件下与酒精发生反应，变为________。兼性厌氧菌溴麝香草酚蓝绿黄重铬酸钾灰绿色[概念辨析]1．细胞呼吸只在细胞内进行。()2．细胞呼吸释放的能量大多数可被细胞直接利用。()[答案]1．√[解析]细胞呼吸依靠一系列的呼吸氧化酶，催化有机物逐步分解，并释放能量，由于呼吸氧化酶只存在于细胞内，因而细胞呼吸只能在细胞内进行。[答案]2．×[解析]细胞呼吸所释放的能量大多数以热能的形式散失，少数转移到ATP中，供生命活动利用。细胞呼吸释放的能量均不能被细胞直接利用。1.概念：细胞在的参与下，通过的催化作用，把葡萄糖等有机物氧化分解，产生，释放能量，生成大量ATP的过程。2．反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O――→酶________＋能量►知识点二有氧呼吸氧彻底多种酶二氧化碳和水6CO2＋12H2OC6H12O63、有氧呼吸的过程2丙酮酸酶6CO24[H]少量能量少量能量酶6H2O20[H]12H2O6O2酶大量能量线粒体细胞质基质②①③4．特点：在温和条件下进行，能量________释放、部分能量储存于ATP中。[问题导思]有氧呼吸三个阶段相同的产物是什么？[答案]ATP逐步►知识点三无氧呼吸1．概念：细胞在________条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为________氧化产物，同时产生________能量的过程。无氧不彻底少量2C2H5OH2C3H6O32C3H4O3细胞质基质[问题导思]用是否产生水来判断细胞的呼吸方式可行吗？[答案]可行，有氧呼吸中水的生成是由[H]和氧气反应生成的，无氧呼吸过程中没有氧气的参与，因而不能生成水。►探究考向一有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较考向互动探究有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件呼吸场所分解产物不需要O2，需要酶和适宜的温度需要O2、酶和适宜的温度第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中全过程都在细胞质基质中CO2和H2OCO2和酒精或乳酸有氧呼吸无氧呼吸不同点释放能量1mol葡萄糖释放能量2870kJ，其中1161kJ转移至ATP中，生成38molATP1mol葡萄糖释放能量196.65kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精)，其中均有61.08kJ转移至ATP中，生成2molATP特点相同点相互联系有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没完全释放其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要①第一阶段完全相同②实质相同：分解有机物，释放能量③意义相同：为生命活动提供能量，为物质转化提供原料④无氧呼吸进化为有氧呼吸•【特别提醒】•1．不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。动物和人体无氧呼吸的产物是乳酸。微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。•2．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，其细胞膜的内表面含有与有氧呼吸有关的酶。如蓝藻、硝化细菌•3．有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。•4．产生CO2不是判断细胞呼吸类型的必要条件，因为酒精发酵也会产生CO2。但是只要呼吸作用产生水，就可以确定是有氧呼吸。典例图91表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是()图91A．①②④中数值最大的是①B．③代表的物质名称是氧气C．产生①②的场所是线粒体D．某些原核生物能完成图示全过程[答案]D[互动探究]给某动物提供含18O的氧气，其呼吸产物中哪一种含18O?[答案]有氧呼吸过程中生成的水，是[H]和氧气结合形成的，其中的氧元素全部来自氧气。因而水中含18O。变式题[2011·海南卷]细胞内糖分解代谢过程如图92所示，下列叙述错误的是()•A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④•B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②•C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多•D．乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]•[答案]Ｂ•例2将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如图93。下列叙述正确的是()A．甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸B．乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多C．丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少D．丁条件下，产物中的CO2全部来自线粒体[答案]Ｄ[互动探究]在有氧呼吸和无氧呼吸条件下，哪种情况下消耗