人教版高中生物必修一第五章课件

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萤火虫发光器 的经典实验
作业:设计出新实验方案并设计出
实验步骤对结果进行预测。注意设 计实验的思路是怎样的?怎样选材? 怎样设计对照?
实验成果展示:
取干种子(玉米或小麦)100克平均分成 两份装入两个相同容器中: A容器中:干种子 一段时间后 无明显变化 B容器中:干种子+水 一段时间后 有发热现象
正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温 和的条件下快速进行。
为了验证加酶洗衣粉是否比普通洗衣粉有更 强的去污力,有一个生物实验小组把同样的脏布 条放在不同的烧杯内浸泡
烧杯 1 2
条件 水量
加酶洗 衣粉
普通洗 衣粉
500mL 500mL
水温 40℃
浸泡时 间
20min
60℃ 20min
第一节 降低化学反应活化能的酶
细胞呼吸的概念:
实质:氧化分解有机物释放能量
对比
一、有氧细胞呼吸的过程示意图
对比
有氧呼吸三个阶段的比较
有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能
细胞质 主要是 丙酮酸
第一阶段 基质 葡萄糖
少量 [H]
第二阶段 线粒体 丙酮酸 CO2、[H] 少量 第三阶段 线粒体 [H]、O2 H2O 大量
90℃ FeCl3
自变量
因变量
yy==kkx·+zx
对照实验 对照组
实验组
2 2 浓度 3%
2ml
3% 3%
2ml 2ml
3% 无关变量
2ml
90℃ FeCl3
自变量
因变量
各条件使反应加快的本质:
加热:提高分子的能量 Fe3+:降低化学反应的活化能 酶:更显著地降低化学反应的活化能
正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温 和的条件下快速进行。
第一节 降低化学反应活化能的酶
一 酶的作用和本质
问题探讨
斯帕兰扎尼实验 过程:肉块放入小金属笼内,让鹰吞下 现象:肉块消失了 推测:是胃内的化学物质将肉块分解了 证明:收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是
否也能将肉块分解
本实验能证明:胃具有化学消化的作用
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 化学 反应,统称为细胞代谢是生命活动的基础。
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。
3.酶的本质 A.酶本质的探索:
(1)1857年,法国 巴斯德 通过显微镜观察,提出酿酒中发酵是由于酵
母细胞的存在 结论:没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒 精的
(2)德国 李比希 结论:发酵是酵母细胞中的某些物质,但这些物 质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 (3)德国 毕希纳 过程: 结论:将酵母细胞中引起发酵的物质称为 酿酶
5.酶的特性 高效性 专一性 多样性 作用条件比较温和
(1)细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的? (2)细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量? (3)细胞内存在有糖类、脂肪等有机物,这些有机
物含有大量且稳定的能量,但某项生命活动可能 不用大量的能量就足以进行,而且糖类、脂肪中 储存的能量又过于稳定,不易被生物体利用,细 胞又是怎样解决这一矛盾的呢?
合成代谢(同化作用) 分解代谢(异化作用) 2.酶在代谢中的作用
2 H2O2 → 2 H2O + O2
1.常温下反应 2.加热 3.Fe3+做催化剂 4.过氧化氢酶
加入试管直接观察 酒精灯加热 滴加FeCl3溶液 猪肝研磨液
2 2 浓度 3%
2ml
3% 3% 2ml 2ml
变量
3%
无关变量
2ml
A.根细胞吸收水分过多
B.营养缺乏
D
C.光合作用强度不够
D.细胞有氧呼吸受阻
10.同样消耗1mol的葡萄糖,有氧呼吸的能量转化
效率是无氧呼吸能量转化效率的
A.20倍
B.19倍
B
C.6倍多
D.12.7个百分点
第三节 光合作用
一 捕获光能的色素和结构
叶绿体
外膜
内膜 基质 基粒
形态 高等植物的叶绿体大多呈扁平椭圆形,每个细 胞中叶绿体的大小与数目依植物种类、组织类型以及 发育阶段而异。一个叶肉细胞中约有10至数百个叶绿 体,其长3~6μm,厚2~3μm。
需分子氧、酶
不需分子氧、需酶
CO2、H2O
释放大量能量,合 成38ATP
酒精和CO2或乳酸
释放少量能量,合成 2ATP
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同,以后阶段不同
分解有机物,释放能量,合成ATP
知识总结
呼吸作用的概念
呼 吸 作 用
呼吸作 用类型
有氧呼吸
葡萄糖的初步分解 丙酮酸彻底分解 [H]的氧化
葡萄糖的初步分解




ATP 酶 ADP + Pi + 能量 ADP+Pi+能量 酶 ATP
1.伴随能量的储存和释放
ATP 酶 ADP +Pi+能量
(能量“通货”)
2.ATP的含量处在动态平衡之中,保证了稳定 供能。
呼 吸 作 用 用 作 吸 用呼 作 合

ADP+Pi 能量
酶 ATP
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源
肌细胞、乳酸菌)
C6H12O6 酶 2 C3H6O3(乳酸) + 少量能量
C6H12O6 酶 2 C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量
发酵 微生物的无氧呼吸(酒精发酵、乳酸发酵)
同样是分解葡萄糖,为何无氧呼吸只能释放少量能量?
三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
总结酶
1.产生部位和作用部位: 所有的活细胞 细胞内、细胞外、体外
2.作用: 催化作用 降低活化能
3.本质:有机物(绝大多数、少数) 具备蛋白质的性质
(合成受遗传物质的控制、与双缩脲反应为紫色、 可水解为氨基酸) 4.同无机催化剂一样,
只改变反应速率,不能改变反应方向和终产 物的浓度,在化学反应前后本身不发生改变。
酶:是பைடு நூலகம்细胞产生的具有生物催化作用的有机物。 绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA 怎样验证酶的存在? 与双缩脲反应 催化脂肪酶水解的酶是?主要的合成部位? 判断:酶是蛋白质 所有的细胞都能产生酶
各条件使反应加快的本质:
加热:提高分子的能量 Fe3+:降低化学反应的活化能 酶:更显著地降低化学反应的活化能
光合
呼吸
ATP
能量
Pi




能量
Pi
ADP
主动运输
发光发电
肌肉收缩
大脑思考
物质合成
ATP是生物体新陈代谢所需能量的直接来源
ATP 酶 ADP + Pi + 能量 ADP+Pi+能量 酶 ATP
上面两个反应式可逆的吗?
物质可循环利用 能量是不可循环利用
动动脑 筋
反应不可逆
1.ATP的结构式可以简写成( B )
光合作用
呼吸作用
光能 ATP 有机物 ATP
ATP是细胞各项生命活动的直接能源
比 较:
ATP— 是新陈代谢所需能量的 直接 来源
有机物
糖类是生命活动的主要 能源 物质 脂肪是生物体的 储能 物质
光能 —是生命活动的最终能量来源
讨 论:
(1)众多能源物质中,ATP这种绝对含量 极少的物质为什么成为直接能源?
1.一个成年人在平静状态下,24小时将有40kg的ATP 发生转化,而细胞内ATP、ADP的总量仅有2mg~10mg。
2.用32P标记磷酸加入细胞培养液中,短时间内快速分 离出ATP,ATP的总量变化不大,但是大部分ATP末端 磷酸基团却已经带有放射性标记。
ATP与ADP的相互转化:






讨论:
1.萤火虫发光的生物学意义是什么? 2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗? 3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗?
萤火虫发光器
用小刀将数十只萤火虫的 发光器割下,干燥后研磨成粉末, 取三等份分别装入三支试管,各 加入少量水使之混合,置于暗处, 可见试管内有淡黄色荧光出现, 约过15分钟荧光消失
蒸馏水 医用葡萄 2ml 糖溶液2ml
ATP注射 液2ml
萤火虫发光器
的经典实验
A
BC
A
B
C
问题思考:
1.选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。 (参考答案:主要是它发光的现象容易观察等) 2.将发光器捣碎的目的: (参考答案:增大发光细胞与溶液接触面积,加快化学反
应速度。) 3.本实验的原理是: (参考答案:蒸馏水不是能源物质,葡萄糖不是直接的能 源物质,他们都不会使熄灭的离体发光器重新发光,而 ATP能使离体的发光器重新发光)
(2)为什么ATP是细胞内能量释放、储存、 转移和利用的中心物质,成为生物的 直接能源呢?
讨 论:
(3)ATP对生命的维持是极其重要的,试想:当 产生ATP的过程停止时,会发生什么?
(4)ATP在生物体中的绝对含量是极小的,但生 物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着 ATP,但在正常情况下,生物体内的ATP量可 满足机体的要求,奥妙何在呢?
一 酶的特性
二、酶的特性
1.高效性 (意义)
2.专一性 一中酶只能催化一种或一类化学反应 3.多样性 4.作用条件比较温和
酶活性:酶对化学反应的催化效率 最适的温度和PH条件下, 酶的活性最高
不同的酶具有不同的最适的温度和最适PH
过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到 破坏,使酶永久失活。 (不可逆) 低温,不破坏酶的空间结构,只是降低酶的活性。 (可恢复)
A.A - P - P~ P B.A - P~ P~ P C.A~P~P - P D.A~P ~ P~ P 2.在细胞内,1mol葡萄糖彻底氧化分解后,释放出 2870kJ的能量。计算:1分子葡萄糖彻底氧化分解 所释放的能量是1分子ATP水解所释放能量的多少倍?
( 94 )
3.ATP分子中大量的化学能储存在 高__能__磷_酸__键__内。 2分子ADP中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸
A.肺细胞
B.内环境 C.线粒体
C
D.细胞质基质
7.与有氧呼吸相比,无氧呼吸最主要的特点是
A.分解有机物
B.释放能量 C.需要酶催化
D
D.有机物分解不彻底
8.新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中,适当延长保鲜时间
的生理原因是
A.呼吸作用减弱
B.呼吸作用加强
A
C.光合作用减弱
D.促进了物质的分解
5.种在湖边的玉米,长期被水淹,生长不好,其原因是
功能:
具有改善肌体代谢的作用,同时又是体内能量的 主要来源。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动 脉硬化、冠状动脉硬化等等,并发现其具有抗癌作用, 可望成为有前景的抑癌剂。
二、ATP的结构简式
H—N—H
C
N
N
C
C—H
C
C
H
O
O
O
HN
N
O H C O P O ~P O ~P OH
CH HC
OH
OH
有氧呼吸小结
线粒体
一部分以热能形式散失 (1709kJ/mol,约60%) 另一部分转移到ATP中 (1161kJ/mol,约40%)

C6H12O6+6O2
6CO2+ 6H2O +能量 38个ATP
④有氧呼吸概念:
过程:
葡萄糖
酶 酒精+CO2+少量能量
无O2 (大部分高等植物、酵母菌)
酶 乳酸+少量能量 (马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物
OH
H CC H
OH OH
P PP
高能磷酸键
P ~P ~P
腺嘌呤 核糖 腺苷(A)
三个磷酸基团
ATP
分子结构 简式
A—P~P~P
三磷酸腺苷
ATP分子中具有高能磷酸键
A—P~P~P
~高能磷酸键:30.54KJ/mol
ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物
A-P~P~P A-P~P P
ATP 酶 ADP+Pi(磷酸)+ 能量
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称为
加热
………………
催化剂在化学反应中的作用
主要特点 降低反应所需的活化能
无机 催化剂
………………
..…………
条本件身的量与化学活性化质能不变
/ kJ.mol-1
无参催与化反剂应催化,不提75 供能量
用胶态铂催化 54
过氧化氢酶
29
酶的作用:
4.生物的细胞呼吸可分为—有—氧——呼—吸— 和 —无—氧——呼—吸——两
种类型,一般情况下供给肌肉活动的能量是通过——
———有— 氧呼吸提供,其能源物质主要是
葡萄糖
———— 。
5.生物的生命活动所需要的能量主要来自:
A.糖类的氧化分解
B.脂类的氧化分解 C.蛋白质的氧化分解
A
D.核酸的氧化分解
6.人体进行有氧呼吸的主要场所是
无氧呼吸 丙酮酸不 酒精发酵
VS
彻底分解 乳酸发酵
1.葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在—线——粒—体——
2.人在剧烈运动时,骨骼肌处于暂时缺氧状态,可
以通过无氧呼吸获取能量,此时葡萄糖被分解为—— —乳—酸——
3.在有氧呼吸过程中,氧气的作用是——与——氢—结— ——合—生——成—水——,—释——放—能——量—。—
(4)美国 萨姆纳 1926年,从刀豆种子中提出脲酶结晶,脲酶是
一种蛋白酶 20世纪30年代,相继提出了多种酶的蛋白结晶
结论:酶是一类具有催化作用的蛋白质
(5)20世纪80年代 切赫、奥特曼 发现少数RNA也具有生物催化作用 结论:
酶是具有催化作用的有机物,其中绝大多数是 蛋白质,少数是RNA
B.酶的定义:
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