第五章 细胞的能量供应和利用 5.1 降低化学反应活化能的酶 （一）、酶在细胞代谢中的作用 1．细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多 2．活化能：分子从 ，细胞代谢是细胞 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量。 的作用更显著。 3．酶的催化效率高，是因为同无机催化剂相比，酶 4．由于酶的催化作用，细胞代谢能在 的基础。 条件下进行。 （二）、比较过氧化氢在不同条件下的分解 1、实验目的：通过比较____________________________，了解_____________________________。 2、实验原理：水浴加热、FeCl3 溶液中的 Fe3+以及肝脏研磨液中的__________均可影响 H2O2 分 解为 H2O 和 O2 的速率。 ３、实验原则：①____________②____________③____________ 4、实验设计及现象： 试管 3％ Ｈ２Ｏ２ 点燃卫生香 ．6．对照实验：除一个因素以外，其余因素都 的实验叫做对照实验。对照实验一般要 气泡的产生量 设 置 和 。在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当 。 实验处理 编号 溶液 检测 1 2 ｍＬ 常温 无助燃性 2 2 ｍＬ 90℃水浴加热 有助燃性 3 2 ｍＬ 4 2 ｍＬ 3.5％FeCl3 2 滴 20％肝脏研磨液 2 滴 助燃性较强 助燃性更强 ①、本实验中自变量是______________，因变量是________________，无关变量有_______________ ________。本实验的对照组是_____号试管，实验组是___________号试管。 ②、与１号试管相比，２号试管出现的现象说明什么？__________________________________。 3 号试管和 4 号试管未经加热也有大量气泡产生，这说明什么？_________________________。 3 号试管与 4 号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？________________________ ______________________________________。 ③、通过对该实验结果的分析和讨论，你能得出哪些结论：_____________________________。 5、实验小贴士： ①、实验时为什么选用新鲜的肝脏？ ②、肝脏为什么要制成研磨液？ ③、滴入肝脏研磨液和 FeCl3 溶液时，能否共用一个吸管？为什么？ （三）、酶的本质 1．（探索历程） ① 巴斯德以前：认为发酵是纯 ，与 无关。 ② 巴斯德：发酵是由于 的存在，即有 的参与才能引起发酵； ③ 李比希：引起发酵的是 中的某些物质，但这些物质只有在 后才能发挥作用。 ④ 毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，与活酵母一样，都能引起发 酵，他将引起发酵的物质称为 。 从刀豆中提取出脲酶，他用多种方法证明了酶是 ⑤ ⑥20 世纪 80 年代，美国科学家____和_____发现少数 2.（结论）酶是 产生的，具有 。 也有生物催化功能。 作用的一类 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。 （四）、酶的特性 1.结合“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验结论和右侧表格中的数据分析，酶具有 。 2.淀粉酶只能催化淀粉分解，而不能催化蛋 白质分解.说明酶具有 种酶只能催化 或 肪酶只能作用于 。每一 化学反应。所以脂 ，蔗糖酶只能作用于 ，如需要适宜的 3．酶的作用条件较 温度过高会使酶的 酶 质量分数 20％的新 质量分数为 3.5％的 鲜肝脏研磨液 1 滴 过氧化氢酶所 含 酶 氯化铁溶液 1 滴 Fe3 ＋ 的 相 对 数 量 ： 的相对数量：1 25 万 。 和 等条件。若过酸、过碱、或 遭的破坏。使酶永久失活。低温只能使 ，却不能改变酶的 。所以酶试剂适合 保存。 4、 酶活性受温度影响示意图 酶活性受 pH 影响示意图 注意横纵坐标的含义，以及相应曲线的起点、终点、转折点等。 5.2 细胞的能量“通货”--- ATP （6）最终能量来源：太阳能。 1.ATP 分子 （1）ATP 的全名 。 （2）ATP 分子的结构简式 ，A 代表 （3）ATP 水解实际上指 ATP 分子中 ATP 水解释放的能量多达 ，P 代表 ，∽代表 .。 水解。 ，所以 ATP 是一种_____________________________ _。 2.ATP 和 ADP 可以相互转化 （1）ATP 分子的化学性质 ，一个 ATP 分子中有 个高能磷酸键，在有关酶的催 化下， ATP 分子中______________的那个高能磷酸键容易水解，于是远离 A 的那个 P 就脱 离下来， 形成游离的________，同时释放出大量的_________，ATP 就转化成_________。 （2）在有关酶的催化下，ADP 可以接受能量，同时与一个游离的 Pi 结合，重新形成___ _____。 （3）请写出 ATP 与 ADP 相互转化的化学式：_________________________________。 （4）能量来源（p89 结合图 5-6） 在高等植物体内，ADP 转化成 ATP 所需要的能量的来源是 。 在动物、人等体内，ADP 转化成 ATP 所需要的能量的来源是 。 3.ATP 的利用 （1）细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 直接提供能量的。 （2）请将下面四者的关系用线连起来。 ATP 水解 放能反应 ATP 合成 吸能反应 4.生物体内的能源物质总结： （1）能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。 （2）主要能源物质：糖类。 （3）储能物质：脂肪、淀粉( 植物细胞)、糖原(动物细胞)。 （4）主要储能物质：脂肪。 （5）直接能源物质：ATP。 5.3 细胞呼吸 1.线粒体 线粒体的结构特点：①双层膜结构，内有基质；②内膜向内折叠成 积；③内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的 并且生成 。 在细胞内经过一系列氧化分解，生成 2.细胞呼吸：指 ，增大了内膜面 或其他产物，释放 的过程。 3．有氧呼吸 (1)概念：细胞在 产生出 和 的参与下，通过多种 ，释放出 的催化作用，把 ，生成许多 等有机物彻底氧化分解， 的过程。有氧呼吸是高等动物和植物细 胞呼吸的主要形式。也是通常所指的呼吸形式。 (2)有氧呼吸的过程 项目 阶 段 第一阶段 场所 反应物 生成物 释放能量 （ATP） 第二阶段 第三阶段 (3)有氧呼吸的总反应式： (4)葡萄糖中的能量去向： 1mol 葡萄糖彻底氧化分解释放 存于 ATP 中，可生成 KJ 能量，其中有 KJ 储 mol ATP。 4．无氧呼吸 条件下，通过 (1)概念：一般是指细胞在 成为 ，同时释放出少量 的催化作用，把 等有机物分解 的过程。 (2)两种方式的比较: 场所 反应物 生成物 释放能量 举例 （ATP） 乳酸 (3) 葡萄糖中的能量去向：1mol 葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出________能量，其中 只有________的能量储存在________中，近 69%的能量都以________的形式散失了。 5.探究酵母菌细胞呼吸的方式 （1）细胞呼吸(P91 第二段) 概念:指_______在________ 内经过一系列的氧化分解，生成____或______释放出_______ 并生成__________的过程，又称______.细胞呼吸分为_______和________两种类型。 6.探究酵母菌细胞呼吸的方式(P91 实验) (1)原理: ① 酵母菌是单细胞_ 生物， 是一种异养______型微生物。酵母菌在有氧条件下，将 糖类等物质分解成 CO,和水，释放_______能量;在______条件下，将糖类等物质分解成 C02 和酒精，释放少量能量。 ②C02 可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由______________ 在酸性条件下，橙色的___________溶液与酒精发生化学反应，变成__________ (2)变量:自变量一氧气的有无，因变量一酵母菌的呼吸产物(即产生 C02 的多少、酒精的 有无)。 7.装置:甲组探究酵母菌的_______，乙组探究酵母菌____________ 8.实验现象： 9.结论：酵母菌在有氧条件下产生大量的______在无氧条件下产生_____和_________ 10. O2 浓度=0 时进行______________ 0<02 浓度<10%进行________________ 02 浓度≥10%时进行__________ 11.________ 表 示 细 胞 呼 吸 强 度 最 弱 ， 有 机 物 消 耗 最 少 的 是 _________ 点 。 线 段 AB-BC, 表 示 有 氧 呼 吸 、 无 氧 呼 吸 释 放 的 CO. 量 相 等 的 是 _________ 点 。 12.CO2 浓 度 : 对 细 胞 呼 吸 有 _______ 作 用 13. 含 水 量 : 在 一 定 范 围 内 呼 吸 作 用 强 度 随 含 水 量 增 加 而 ____________ 5.4 光与光合作用 1.捕获光能的色素和结构 （1） 实验：绿叶中色素的提取和分离 ①　提取原理：色素能够溶解在有机溶剂中（如 、 等） 分离原理：色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散 得 ；反之则慢。这样，在滤纸上可将各种色素分离开。 ②　方法步骤： 称量，剪碎绿叶 加入 SiO2 的目的： 加入 CaCO3 的目的： 研磨 加入无水乙醇的目的： 过滤 收集滤液（棉塞封口的目的： 制备滤纸条（剪去两角的目的： 画滤液细线 要求 层析 细线形态： 画线次数： ） ） （目的： （目的： 要求：滤液细线 （能、不能）触及层析液 理由： 观察、记录 ③　结果分析： ） ） 层析中，在滤纸条上会呈现四条色素带，色素带最宽的颜色呈 呈 ，扩散最快的呈 色，最窄的颜色 。 (2)光能的捕获 色素的类型及作用 叶绿素 a（ 绿色） 叶绿素 （约占 3/4） 主要吸收________光、_________光 叶绿素 b（ 绿色） 胡萝卜素（ 黄色） 类胡萝卜素 （约占 1/4） 主要吸收________光 叶黄素（黄色） (3) 叶绿体的结构