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第五章细胞的能量供应和利用细胞代谢与酶细胞代谢的概念：酶的发现：发现过程酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：专一性高效性作用条件较温和一、知识网络第一节降低化学反应活化能的酶细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢发现的意义发现过程中的科学探究思想难点再现：2、影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH：温度：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量成为活化能。1、什么是活化能？强酸、强碱可使酶变性失活高温使酶变性失活，低温利于酶保存第二节细胞的能量通货——ATP二、结构简式：一、什么是ATP？三、ATP和ADP之间的相互转化酶酶动物和人绿色植物：是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷A-P~P~PADP转化为ATP所需能量来源：ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量ATPATP：呼吸作用呼吸作用、光合作用第三节ATP的主要来源——细胞呼吸细胞呼吸概念：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。1细胞质基质酶2丙酮酸+少量[H]+少量能量有氧呼吸2线粒体基质酶3线粒体内膜酶总反应式：酶无氧呼吸产生酒精：C6H12O6酶产生乳酸：C6H12O6酶发生生物：发生生物：反应场所：6CO2+大量[H]+少量能量2丙酮酸+6H2O12H2O+大量能量24[H]+6O26CO2+6H2O+大量能量C6H12O6+6O22C2H5OH+2CO2+少量能量大部分植物，酵母菌2乳酸+少量能量动物，乳酸菌，马铃薯块茎，玉米胚细胞质基质C6H12O6注意：菌类的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵讨论：1有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路有氧呼吸：无氧呼吸：2有氧呼吸过程中氧气的去路氧气用于和[H]生成水能量小部分用于生成ATP，大部分储存于乳酸或酒精中所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了。典型例题1、将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调整PH至2.0，保存在37摄氏度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是（）A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽C唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水2、将胃液的PH从10降到2的过程中，胃液中胃蛋白酶的活性的变化是（）A一直上升B没有变化C先升后降D先降后升AB3、加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（）A适于低温下催化B具有高效性C具有专一性D需要适宜的温度4、下列叙述不正确的是（）A酶的主要作用是降低反应所需的活化能B酶以相同的能量能使更多的分子活化，从而加速反应的进行C酶加速反应的进行，使给反应物提供能量D酶同无机催化剂相比，降低活化能的能力显著5、蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这说明酶有（）A高效性B专一性C多样性D稳定性DCB6、下列哪项生物体的生命活动不是直接依赖于ATP的水解（）A蛋白质的氧化分解B细胞的有丝分裂C细胞的生长D矿质元素的吸收7、生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（）A葡萄糖B糖原CATPD脂肪8、下列生理过程中，不消耗ATP的是（）A核糖体上合成血红蛋白B在肺泡表面进行气体交换C小肠吸收氨基酸D神经冲动在中枢传导ACB9、生物体吸收的O2用于（）A在线粒体中合成CO2B在细胞质中与H结合生成水C部分形成CO2，部分与[H]结合成水D在线粒体中与[H]结合成水10、苹果内部腐烂时消耗一定量的葡萄糖可产生A摩尔CO2，其植物体叶片在正常生长时消耗同样数量的葡萄糖，可产生CO2（）AA/3摩尔BA/6摩尔C3A摩尔D6A摩尔DC11、把小白鼠和青蛙从约25度温室中移至5度的环境中，这两种动物的耗氧量会发生什么变化（）A两种动物的耗氧量都减少B两种动物的耗氧量都增加C青蛙的耗氧量增加，小白鼠的耗氧量减少D小白鼠的耗氧量增加，青蛙的耗氧量减少12、人体剧烈运动时骨骼肌细胞呼吸作用的产物是（）ACO2、H2O、酒精、ATPBH2O、乳酸C乳酸、ATPDCO2、H2O、乳酸、ATPDD13、人体吸入18O标记的氧气后，检验其体内代谢产物，可从下列中找到18O的是（）A丙酮酸BCO2CATPD尿液和汗液14、人体内代谢终产物CO2形成的主要场所是（）A血浆内B肺泡C线粒体D细胞质基质15、在呼吸作用过程中，有CO2放出，则可判断此过程（）A一定是无氧呼吸B一定是有氧呼吸C一定不是酒精发酵D一定不是乳酸发酵16、在温室中栽培作物，如遇到持续的阴雨天气，为了保证作物的产量，对温度的控制应当是（）A降低温室温度，保持昼夜温差B提高温室温度，保持昼夜温差C提高温室温度，昼夜恒温D降低温室温度，昼夜恒温DCDA第四节能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素绿叶中的色素叶绿素主要吸收，类胡萝卜素主要吸收白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。（蓝绿色）（黄绿色）（黄色）（橙黄色）叶绿素a叶黄素胡萝卜素叶绿素b类胡萝卜素叶绿素蓝紫光。红光和蓝紫光二、实验——绿叶中色素的提取和分离1实验原理：2方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）（1）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？（2）实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？滤纸条放入试管后为什么用棉塞塞紧试管口？因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且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，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。（3）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？（4）滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？有四条色带，三、捕获光能的结构——叶绿体结构：与光合作用有关的酶分布于中。光合作用色素分布于上。类囊体的薄膜基粒的类囊体及基质外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。防止细线中的色素被层析液溶解四、光合作用的原理1、光合作用的探究历程：（略）2、光合作用的过程：（熟练掌握课本P103下方的图）总反应式：其中，根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。光能叶绿体CO2+H2O（CH2O）+O2（CH2O）表示糖类。光反应阶段：必须有光才能进行场所：反应式：光反应中，酶酶光类囊体薄膜上光能转化为ATP中活跃的化学能ATPADP+Pi+光能ATP形成：O2+2[H]H2O水的光解：21暗反应阶段：有光无光都能进行场所：暗反应中，联系：酶酶光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和PiATP中活跃的化学能转化为（CH2O）中稳定的化学能（CH2O）+C5+ADP+Pi2C3+[H]+ATPC3的还原：2C3CO2+C5CO2的固定：叶绿体基质五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用（1）光对光合作用的影响光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。③光照时间植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加②光照强度叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。①光的波长生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。（4）水分的供应生产上使田间通风良好，供应充足的CO2在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。（3）CO2浓度生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。（2）温度六、化能合成作用概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所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，这些细菌也属于自养生物。如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.典型例题1、把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中吸收最强的是（）A红光部分B红橙光与蓝紫光部分C绿光部分D紫光部分2、下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是（）A增大氧气浓度B增大二氧化碳浓度C增强光照强度D调节室温3、对某植物做如下处理（甲）持续光照10MIN，（乙）光照5S后再黑暗处理5S，连续交替进行20MIN，若其他条件不变，则在甲乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（）A甲多于乙B甲少于乙C甲和乙相等D无法确定BAB4、一般来说，光照强，光合作用增强。但在夏天光照最强的中午光合作用反而下降，原因是（）5、光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自（）A细胞呼吸产生的ATP和光能B都是细胞呼吸产生的ATPC光能和光反应产生的ATPD都是光反应产生的ATP6、在光合作用过程中，以分子态释放出氧以及ATP的产生都离不开（）A叶绿素和二氧化碳B水和二氧化碳C叶绿素，水和光能D二氧化碳、水和光能C气孔关闭，二氧化碳不足C7、叶绿体中的色素分布在（）与光合作用有关的酶分布在（）8、滤纸条上出现的四条色素带中，最宽的一条颜色是（）A橙黄色B黄色C蓝绿色D黄绿色9、检查植物光合作用速度是否增加的最有效的方法是检查（）A光合作用产生的水量B二氧化碳的耗用量C植物叶绿素含量D植物体葡萄糖的氧化量10、将一叶绿体研磨后，基质与基粒便释放出来，在去掉基粒后，只对叶绿体的基质照光，再通入14CO2，可能出现的物质是（）A[H]和ATPB含14C的淀粉C含14C的三碳化合物D含14C的（CH2O）类囊体的薄膜上叶绿体的基质与基粒上CBC11、在同一光照下，一株高等绿色植物在单位时间内，使光合作用产生氧气最多的实验处理是（）A白光照射B滤去红光和蓝光C滤去紫光D滤去黄光和绿光12、下列各生物中属于自养型的原核生物是（）A海带B衣藻C硝化细菌D大肠杆菌13、将一株植物培养在H218O中进行光照，过一段时间后18O存在于（）A光合作用生成的水中B仅在周围的水蒸气中C仅在植物释放的氧气中D植物释放的氧气和周围的水蒸气中ACD14、如果白天突然中断二氧化碳供应，叶绿体内首先积累起来的物质是（）C5