第5章 细胞的能量供应和利用 第1-3节（期末复习）(课件共29张PPT)

(共29张PPT)
5.1 酶
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
第5章 细胞的能量供应和利用 第1-3节(期末复习）
1、酶的本质及生理功能
化学本质 绝大多数是______ 少数是______
合成原料 ________ __________
合成场所 核糖体 细胞核(真核细胞)
来源 一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所 细胞内外或生物体内外均可 生理功能 只有生物__________ 作用本质 蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
催化作用
降低化学反应的活化能
第5章.细胞的能力供应和利用
A.甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失
B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失
C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
D.甲和乙中溶液都不呈
紫色；丙中蛋白块消失
、丁中蛋白块不消失
E. 只需实验②就可以证明分
泌液中含有蛋白酶
C
E
例1：猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是（ ）
与无机催化剂相比共同点
第5章.细胞的能力供应和利用
A.酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能，酶降低活化能的作用更显著。
B.不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。
C.酶和无机催化剂在反应前后数量和性质不发生改变，一段时间内可以重复利用。
与无机催化剂相比酶的特性：高效性、专一性、作用条件较温和
例2：过氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　)。
管号 1%焦性没食子酸/mL 2%H2O2/mL 缓冲液/mL 过氧化物酶溶液/mL 白菜梗提取液/mL 煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL　　
1 2 2 2 — — —
2 2 2 — 2 — —
3 2 2 — — 2 —
4 2 2 — — — 2
A
A.1号管为对照组,其余不都是实验组
B.2号管为对照组,其余都为实验组
C.若3号管显橙红色,无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D.若4号管不显橙红色,可证明白菜梗中无过氧化物酶
Fe3+做催化剂
过氧化氢酶
第5章 细胞的能量供应和利用
1.酶的高效性探究实验
如何判断过氧化氢被分解的快慢？
观察单位时间内产生气泡的多少
观察带火星的卫生香的复燃情况
自变量:
催化剂种类
1号试管为空白对照
酶的特性
酶的特性
第5章 细胞的能量供应和利用
酶的专一性探究实验
淀粉（非还原性） 麦芽糖（还原性）
淀粉酶
蔗糖（非还原性） 葡萄糖（还原性）+ 果糖（还原性）
蔗糖酶
淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。
注意：由于碘液无法检测蔗糖是否水解，因此只能用斐林试剂检测还原糖
锁钥学说
反应前后酶的结构和性质不变
同一生物不同细胞内酶的种类和数量不相同
用相同底物（淀粉）、不同种酶（淀粉酶和蔗糖酶）来探究酶的专一性时，则可用斐林试剂作为检测试剂，也可选用碘液作为检测试剂。
2.酶的专一性探究实验
a.实验思路
第5章 细胞的能量供应和利用
3.酶的作用条件温和探究实验
b.设计方案
建议：探究温度对淀粉酶活性的影响
建议：探究pH对H2O2酶活性的影响
实验验证
酶的特性
习题巩固
①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反速率均下降，
但是下降的原因不同。
②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反速率均下降，
但是下降的原因相同。
③图丙中，反应物浓度为c时，酶促反应速率达到最大，因为酶饱和了。
甲
乙
丙
反应物浓度
例1:（高考题改编）关于酶的叙述，错误的是(　 　)
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同、代谢不同
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
E．水的跨膜运输、CO2的固定都需要酶的参与
F．酶催化效率高是因为其降低化学反应活化能的作用显著
G. 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是RNA。
BCE
第5章.细胞的能力供应和利用
例2：(2016全国卷II)29.（10分）
为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是 组。
（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会 。
B
加快
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量 ，原是
。
（4）生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 （答出两点即可）。
不变
60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加
蛋白质或RNA
高效性、专一性
结构简式：
ATP的水解：
ATP的功能：
细胞生命活动的直接供能物质
ATP
ATP的合成：
A–P～P～P
中文名称：
腺苷三磷酸
第5章 细胞的能量供应和利用
5.2 细胞的能量“货币”——ATP
场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体
场所：生物体内需能部位
第5章 细胞的能量供应和利用
5.2 细胞的能量“货币”——ATP
化合物 结构简式 “A”含义 共同点
ATP
DNA RNA 核苷酸 不同化合物中“A”的辨析
腺苷
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
ATP
合成酶
水解酶
ADP +Pi+能量
ATP在细胞内含量极少，但是转化速率快
物质是可逆(循环)的，但能量不可逆（不循环）
习题巩固
下图为dATP（d表示脱氧）的结构示意图，dATP水解后能参与DNA 的合成。想要让新合成的DNA分子被32P标记，下列相关说法正确的是（ ）
A. 应用32P标记Ⅲ处的磷酸基团
B. dATP在DNA合成时既能作为原料，也能提供能量
C. dATP中的“T”指的是dATP含有3个特殊的化学键
D. dATP中含有特殊的化学键，是主要的能源物质
B
5.2 细胞的能量“货币”——ATP
第5章 细胞的能量供应和利用
5.3 细胞呼吸
细胞呼吸：指细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。也称呼吸作用。
呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。
酵母菌培养液
质量分数为10%的NaOH溶液
澄清的石灰水
A
如何在通入空气中去除CO2？
空气
有氧呼吸
NaOH溶液可吸收空气中的CO2。
探究实验：酵母菌细胞呼吸的方式
第5章 细胞的能量供应和利用
细胞呼吸
无氧呼吸
酵母菌培养液
澄清的石灰水
B
B瓶应封口放置一段时间后再连通澄清石灰水，为何？
消耗瓶内的氧气，造成无氧环境。
①使澄清石灰水变浑浊（根据
浑浊程度检测CO2产生的多少）
②溴麝香草酚蓝水溶液：
蓝→变绿→再变黄
酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）
橙色→灰绿色
（1）检测CO2
（2）检测酒精
无关变量:
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物
有氧
无氧
影响实验结果的可变因素如温度、酵母菌活性
酒精、CO2
自变量:
因变量:
（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）
对比实验
探究实验：酵母菌细胞呼吸的方式
H2O
O2
第一阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并释放少量能量，场所是细胞质基质。
葡萄糖
（C6H12O6）
丙酮酸
（C3H4O3）
[H]
少量能量
CO2
少量能量
H2O
大量能量
第二阶段是，丙酮酸和H2O
彻底分解成CO2和[H]，并释放少量能量，场所是线粒体基质。
第三阶段是，前两个阶段产生的[H]，与O2结合形成H2O
，并释放大量能量，场所是线粒体内膜。
葡萄糖
（C6H12O6）
丙酮酸
（C3H4O3）
[H]
少量能量
C2H5OH+CO2
葡萄糖
（C6H12O6）
丙酮酸
（C3H4O3）
[H]
少量能量
C3H6O3
无氧呼吸方程式
C6H12O6
C2H5OH+ CO2
C3H6O3
+ 少量能量
2
C6H12O6
+ 少量能量
2
2
高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等
大多数植物、酵母菌
C6H12O6
+ H2O
+ O2
CO2
+ H2O
+ 大量能量
6
6
6
12
有氧呼吸方程式
H2O
O2
葡萄糖
（C6H12O6）
丙酮酸
（C3H4O3）
[H]
少量能量
CO2
少量能量
H2O
大量能量
酶
酶
酶
--促有抑无
E点：
阴影：
CO2生成量最小，呼吸作用最弱，有机物消耗最少
O2浓度为10%时，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。
无氧呼吸与有氧呼吸CO2释放量相等。
无氧呼吸生成的CO2总量。
&.O2浓度
四.影响细胞呼吸的因素
O2浓度为0时，只进行无氧呼吸，没有有氧呼吸。
直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。
1. A点
3. B点
2. A~B
4. C/D点
有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，有氧呼吸速率增大，无氧呼吸速率减小。
储存蔬菜、水果、粮食等，应控制氧气浓为B(或B附近)。
无氧呼吸被完全抑制，有氧呼吸很弱，故有机物小号最少。
(1)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比_______(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_______倍。
(2)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是 。你认为氧浓度应调节到________点的对应浓度时，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：______________。
一样
1/3
降低氧气浓度，减少有机物的消耗
R
此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗较少
例1.下图是有氧呼吸和无氧呼吸示意图，回答问题
(3)若 ，则两种呼吸同时存在(图中QP段)。
(4) 点的生物学意义是无氧呼吸消失点，由纵轴CO2的生成量和O2的吸收量围成的面积所代表的生物学意义是 。
(5）由R到P, CO2的释放量又不断增加, 其主要原因是 。
P
氧浓度增大过程中，无氧呼吸生成的CO2总量
氧气充足时, 有氧呼吸加强,释放CO2量增多
产生的CO2的物质的量比吸收的O2物质的量多
四、细胞呼吸方式的测定方法
1.探究细胞呼吸方式的实验装置
2.装置比较—单一变量的控制及作用
装置1 装置2 装置3
材　料 发芽的种子 发芽的种子 煮熟的种子
试　剂 质量分数为20%的NaOH溶液 蒸馏水 蒸馏水
导致瓶内气压变化的气体 O2(CO2被NaOH溶液吸收) CO2、O2 —
作　用 — — 物理误差的校正
对照(装置1和2) 等量NaOH溶液和蒸馏水单一变量控制 —
对照(装置2和3) — 等量萌发的种子和煮熟的种子单一变量控制 如果使用的生物材料是植物幼苗,则实验装置需要遮光处理。
液滴移动法探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置：
六.细胞呼吸方式和细胞呼吸速率
细胞呼吸速率测定
（2）实验结果 结论
装置1液滴 装置2液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移 不动 只有氧呼吸或有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
左移 左移 种子进行有氧呼吸时，底物除糖类外还含有脂质
(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是吸收二氧化碳,装置测的是是，根据有色液滴移动的刻度可知呼吸作用消耗的氧气的体积。
(2)装置2作用是测释放二氧化碳体积与消耗的氧气体积差值（即无氧呼吸生成CO2体积）。
例2.(经典题，高考题改编)不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究中常通过呼吸熵（RQ＝(释放的CO2的体积/消耗的O2体积）推测生物用于有氧呼吸的能源物质。下图是测定发芽种子呼吸熵的两个装置，25 ℃下经20 min后装置1、2着色液滴分别向左移动x和y(mm)，请回答：
(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是__ 。
(2)x代表__ __，
y代表的 。
(3)若测得x＝200 mm，y＝30 mm，则该发芽种子的呼吸熵是 。
吸收二氧化碳
细胞呼吸消耗氧气的体积
消耗氧气和释放二氧化碳的体积之差
0.85
(4)若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ，则应将该装置放于
条件下进行？原因是 。
(5)为使测得的x和y值更精确，还应再设置另一对照装置。对照装置的容器和小瓶中应分别放入 。设对照装置的目的是 。
遮光（黑暗）
避免幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用产生的气体量的变化
死的发芽种子和蒸馏水
用于校正装置1和装置2内因物理因素引起的气体体积变化
(6)按上述两装置正确操作，某同学发现开始的一段时间内装置1中的着色液滴向左移动，而装置2中的着色液滴位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是____ ，理由是
____ ；
若发现装置1和装置2中的着色液滴均向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是__ ，理由是 。
葡萄糖
以葡萄糖为能源物质进行有氧呼吸时，吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量
脂肪
脂肪富含氢，在被氧化分解时吸收的氧气量大于释放的二氧化碳量
1．(10分)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。
试管编号加入的物质　　　 细胞质基质 线粒体 酵母菌 A B C D E F
葡萄糖 － ＋ － ＋ ＋ ＋
丙酮酸 ＋ － ＋ － － －
氧气 ＋ － ＋ － ＋ －
注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。
(1)会产生CO2和H2O的试管有________，会产生乙醇的试管有________，根据试管____ _______________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。
(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4—二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在_______________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解______(填“能”或“不能”)继续进行。
解析(1)A试管中有氧气但无线粒体，不能进行有氧呼吸，氧气的存在也抑制了细胞质基质中无氧呼吸酶发挥作用，导致无氧呼吸也不能进行；B试管中无氧气，可进行无氧呼吸，能够产生乙醇和CO2；C试管中丙酮酸进入线粒体被分解生成CO2，同时产生的[H]在线粒体内膜上与氧气结合生成水；D试管中加入葡萄糖，而葡萄糖不能进入线粒体，呼吸作用不能进行；E试管中加入葡萄糖和氧气，能进行有氧呼吸过程；F试管中只加入葡萄糖，能进行无氧呼吸过程。(2)有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时形成大量的ATP。2,4—二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解能继续进行。
C、E
B、F
B、D、F
线粒体内膜
能
第5章1-3节.复习题
3．如图表示在密闭容器中某植物种子吸水萌发过程中O2和CO2的变化示意图（底物只考虑葡萄糖），下列相关叙述正确的是（ ）
A．在A点后若将底物葡萄糖换成脂肪，则曲线①和②不重合
B．曲线①表示O2吸收量，曲线②表示CO2释放量
C．A点时种子开始进行有氧呼吸且B点时呼吸作用最强
D．种子萌发的整个过程中产生的ATP都来自线粒体
A
2．葡萄糖的有氧分解过程中，选项中各产物出现的先后顺序正确的是（ ）
①酒精 ②CO2 ③H2O ④ATP ⑤乳酸 ⑥丙酮酸
A．④③② B．④②① C．⑥②③ D．⑥③②
C
第5章1-3节.复习题
4．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如下图所示。据图中信息推断有关叙述错误的是（　　）
A．氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸，只进行无氧呼吸
B．当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程不完全相同
C．当氧浓度为c时， 1/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D．a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP
【解析】A、分析曲线可知氧气浓度为a时，产生酒精的量与释放二氧化碳的量相等，说明酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，A正确；B、分析曲线可知氧气浓度为b时，产生二氧化碳的量多于产生的酒精量，此时酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，氧气浓度为d时，不产生酒精，说明该点只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸，B正确；C、当氧浓度为c时，酒精的产生量为6，说明无氧呼吸二氧化碳的产生量为6，则有氧呼吸二氧化碳的产生量为15-6=9，根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可以计算，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖分别为1.5、3，因此2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵，C错误；D、a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP，D正确。故答案为：C。
C
第5章1-3节.复习题