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专题五细胞的能量供应和利用新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称。它包括物质代谢和能量代谢两个方面。物质代谢：是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程。能量代谢：是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程。在新陈代谢过程中，既有同化作用，又有异化作用。同化作用：(又叫做合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。异化作用：(又叫做分解代谢)是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变化过程。◎细胞代谢：活细胞内全部有序化学反应的总称。◎新陈代谢是所有活细胞代谢的总和新陈代谢同化作用异化作用吸收营养物质，转变成自身成分贮存能量分解自身组成成分，排出废物释放能量物质代谢能量代谢同时进行，相辅相成第5章细胞的能量供应和利用新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称。合成代谢分解代谢◎细胞代谢：活细胞内全部有序化学反应的总称。◎新陈代谢是所有活细胞代谢的总和。一.酶的发现①1783年斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内，让鹰吞下，一段时间后取出小笼，发现肉块消失，胃具有化学性消化的作用。②巴斯德（法、微生物学家）：发酵与活细胞有关；发酵是整个细胞。③利比希（德、化学家）：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。④毕希纳（德、化学家）：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。⑤萨姆纳（美、科学家）：从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。⑥许多酶是蛋白质。⑦切赫与奥特曼（美、科学家）：少数RNA具有生物催化功能。第1节降低化学反应活化能的酶二．定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。①成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。②由活细胞产生③催化性质：A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能，提高化学反应速度。相关实验◎活化能：分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。B.反应前后酶的性质和数量没有变化。C.在一定条件下，能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，而酶本身并不发生变化。只改变反应速度，不改变化学平衡位点。三．特性1.高效性：催化效率很高，使反应速度很快，是一般无机催化剂的107——1013倍。2.专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。→多样性。3.需要合适的条件（温度和pH值）→温和性→易变性。酶失活的原因：过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性，但不破坏酶的分子结构，适当温度下活性可恢复。（0～4℃保存酶）四．相关实验3.pH对酶活性的影响：淀粉、淀粉酶、斐林试剂4.温度对酶活性的影响：淀粉、淀粉酶碘液1.高效性：过氧化氢在不同条件下的分解2.专一性：淀粉、蔗糖、淀粉酶、斐林试剂4321项目步骤实验1实验结论：过氧化氢酶的催化效率高，具有高效性气泡使卫生香燃烧不烈气泡使卫生香燃烧猛烈产生气泡慢而少产生气泡快而多现象记录√√振荡并伸入卫生香2滴FeCl32滴肝脏研磨液催化剂10mL10mL3%H2O2溶液2号试管1号试管无砖红色沉淀生成砖红色沉淀现象记录1min1min加热煮沸2mL2mL注入斐林试剂，并振荡5min5min60℃温水保温2mL2mL注入新鲜淀粉酶溶液，并振荡2mL蔗糖2mL淀粉溶液注入3％溶液6543212号试管1号试管项目步骤实验结论：酶的催化作用具有专一性实验2无砖红色沉淀生成无砖红色沉淀生成有砖红色沉淀生成现象记录111加热煮沸时间（min)2mL2mL2mL加斐林试剂振荡60℃60℃60℃温度（保温5min）2mL2mL2mL注入可溶性淀粉1mLHCl1mLNaOH1mL水加蒸馏水/NaOH/HCl1mL1mL加新鲜淀粉酶溶液1mL76543213号试管2号试管1号试管项目步骤实验结论：酶的催化作用需要适宜的PH值，PH值偏高或偏低都会影响活性。实验3变蓝变蓝不变蓝现象记录1滴1滴1滴滴入碘液,并摇匀1mL1mL1mL注入新鲜淀粉酶并摇匀0℃100℃60℃温度（保温5min）2mL2mL2mL注入3%淀粉溶液543213号试管2号试管1号试管项目步骤实验4实验结论:酶的催化作用要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响实验结果。(低温降低酶活性，高温酶失活）解析图例1.在一定T内V随T的升高而加快；2.在一定条件下，每一种酶在某一T时活力最大，称最适温度；3.当T升高到一定限度时，V反而随温度的升高而降低。◎动物T：35—40℃PH：6.5—8.01.在S较低时，V随S增加而加快，近乎成正比；2.当S很大且达到一定限度时，V也达到一个最大值，此时即使再增加S，反应也几乎不再改变。在底物足够，其他因素固定的条件下，酶促反应的速度与酶浓度成正比。五.相关因素对酶促反应速率影响的图示酶浓度底物浓度温度或酸碱度1、在测定胃蛋白酶的活性时，将溶液的PH值由10降到2的过程，胃蛋白酶活性将（）A、不断上升B、没有变化C、先升后降D、先降后升2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整PH值至2.0，保存与37℃的水浴锅中，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、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水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BA练习酶最适温度最适PH动物35～40℃6.5～8.0植物40～50℃4.5~6.5细菌和真菌可达70℃胰蛋白酶8.0~9.0胃蛋白酶1.5几种酶的最适温度和PH0123456789101112PH反应速度胃蛋白酶淀粉酶（植物）淀粉酶（唾液）胰蛋白酶◎ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行各项生命活动的直接能源，它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。一．结构简式治疗疾病；加工和生产一些产品；化验诊断和水质检测；其他分支。◎酶工程生产提取和分离纯化制成酶制剂固定化酶应用第2节细胞的能量通货——ATPA—P～P～P腺苷腺嘌呤+核糖普通磷酸键13.8KJ/mol高能磷酸键30.54KJ/mol磷酸基团水解酶合成酶动态平衡二．ATP与ADP的转化合成代谢（化学能）ATPADP（线粒体）呼吸作用（细胞质基质）（叶绿体）光合作用能吸PiPi放能吸收分泌（渗透能）肌肉收缩（机械能）神经传导、生物电（电能）(每个活细胞)体温（热能）萤火虫（光能）水解酶、放◎ATPADP+Pi+能量合成酶、吸◎细胞内ATP的含量总是处在动态平衡之中，但不是可逆反应！◎ATP在细胞内的含量及其生成速度是生成总量很少，很快！很多！◎太阳光能（根本/最终能源）热能散失化学能ATP糖类—主要能源物质脂肪—主要储能物质蛋白质—能源物质之一氧化分解直接能源三．思考：1.细胞内哪些结构能产生ATP：线粒体、叶绿体、细胞质基质2.细胞内哪些结构能产生水：线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核3.细胞内哪些结构能碱基互补配对：线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核4.我们学过的哪些内容能分别体现出生物与非生物的统一性以及生物的统一性生物界与非生物界的统一性生物没有特有的元素，都来自于非生物界物质循环能量守恒生命起源（于非生物界）生物的统一性组成元素：基本上都在是20种化合物：都以蛋白质、核酸为基础细胞：一切生命活动都离不开细胞遗传上都共用一套遗传密码都以ATP为直接能源物质C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量1、有氧呼吸的反应式2、无氧呼吸产生酒精的反应式3、无氧呼吸产生乳酸的反应式C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量方程式考查1、酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下，消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2A．A摩尔B．A摩尔C．6A摩尔D．3A摩尔2、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧的情况下进行无氧呼吸。如果它在这两种呼吸过程中产生了等量的CO2，那么它分别在有氧和无氧情况下所消耗的葡萄糖之比为（）A．1：2B．2：1C．3：1D．1：3DD3：现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖液，吸进氧气的体积与放出CO2的体积比为1︰2，这是因为（）A、有1/4的酵母菌在进行有氧呼吸B、有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸C、有1/2的酵母菌在进行有氧呼吸D、有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸A酵母菌细胞或植物器官呼吸作用强度与氧浓度的关系：CO2的释放量51015202530O2%酵母菌等细胞呼吸状况判断：不耗O2，但产生CO2，容器内气体体积增大:CO2释放量=O2消耗量，容器气体体积不变:CO2释放量O2消耗量时:Vco2/Vo2=4/3:Vco2/Vo24/3:Vco2/Vo24/3:只进行产酒精的无氧呼吸只进行有氧呼吸同时进行产生酒精无氧呼吸和有氧呼吸二者消耗葡萄糖速率相同无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸无氧呼吸消耗葡萄糖速率小于有氧呼吸C6H12O6能量（少）I+能量(多）酶酶能量（少）酶细胞质基质线粒体有氧呼吸的过程散失散失散失34ATP①②③AB4[H]2丙酮酸C2ATPDE6CO26H2OF20[H]G2ATPH6O212H2O有氧呼吸过程场所反应物产物释放能量产生ATP数量第一阶段细胞质基质主要是C6H12O6丙酮酸+[H]少量2mol第二阶段第三阶段线粒体基质线粒体内膜有氧呼吸过程（1mol葡萄糖彻底氧化分解）丙酮酸+H2OCO2+[H]少量2mol[H]+O2H2O大量34mol4、让一只小白鼠吸入有放射性的18O2，该小白鼠体内最早出现含18O的化合物是A．CO2B．水C．丙酮酸D．乳酸5、在有氧呼吸过程中，CO2的产生和O2的参与分别发生在A．第一阶段和第二阶段B．第二阶段和第三阶段C．第一阶段和第三阶段D．都在第三阶段AB6、在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在（）A．第一阶段和第二阶段B．第二阶段和第三阶段C．第一阶段和第三阶段D．第三阶段和第二阶段BC6H12O6能量（少）12H2O+能量(多）酶酶能量（少）酶细胞质基质线粒体散失散失散失34ATP①②③[H]少2丙酮酸2ATP6CO26H2O[H]多2ATP6O22酒精+2CO2酶2乳酸酶项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物能量ATP相同点过程实质意义细胞质基质、线粒体细胞质基质需O2不需O2分解彻底,CO2、H2O不彻底,酒精和CO2或乳酸大量（2870KJ/mol）少量(196.65或225.94KJ/mol)38molATP2molATP第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同氧化分解有机物，释放能量，产生ATP为生物体生命活动提供能量；物质合成原料7.种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸都能产生（）A.葡萄糖B.丙酮酸C.乳酸D.酒精8.好氧细菌的有氧呼吸和厌氧细菌的无氧呼吸产生的CO2分别形成于①细胞质基质②叶绿体③核糖体④线粒体A．①④B．②③C．④①D．①①9.人在剧烈运动时肌肉组织将葡萄糖分解有哪些产物？A、CO2+酒精B、CO2+水+酒精C、CO2+水+乳酸D、乳酸BDC10、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表A、O2、CO2、乳酸B、乳酸、CO2、O2C、CO2、O2、乳酸D、CO2、乳酸、O2B温度、氧气的含量、含水量、CO2的含量影响呼吸作用的主要外界因素（应用）主要是影响呼吸酶的活性1、温度在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。2、氧气“创可贴”、打破伤风抗毒血清——避免厌氧病原体繁殖有氧运动——避免产生大量乳酸农业中耕松土、合理灌溉、带土移栽——保证根正常呼吸作用为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气浓度应调节到,采取这一措施的理由是。11、下图为某植物器官呼吸作用强度与氧浓度的关系：CO2的释放量51015202530O2%5%这时植物组织有氧呼吸强度很低而无