高中生物课件-浙科版高中生物必修1第三章《细胞的代谢.ppt

1、水和无机盐水和无机盐糖类、蛋白质、糖类、蛋白质、脂质、核酸脂质、核酸无机物无机物:有机物有机物:原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞化学元素化学元素化合物化合物细胞细胞细胞代谢细胞代谢细胞的增殖和分化细胞的增殖和分化（生长、发育、繁（生长、发育、繁殖的基础）殖的基础）物质出入细物质出入细胞的方式胞的方式细胞代谢细胞代谢与酶和能与酶和能量量光合作用和呼吸作用光合作用和呼吸作用（最基本的物质代谢和（最基本的物质代谢和能量代谢）能量代谢）植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞必修必修1包括两个方面:细胞内物质和能量的转化,细胞与外界环境进行物质和能量交换.是活细胞内发生的全部生物是活细胞内发生的全部生物化学反

2、应的总称。化学反应的总称。第三章第三章 细胞的代谢细胞的代谢一、吸能反应和放能反应一、吸能反应和放能反应、吸能反应：、吸能反应：、放能反应、放能反应、吸能反应和放能反应通过、吸能反应和放能反应通过ATP偶联在一起，偶联在一起，ATPATP是细胞中的是细胞中的能量通货能量通货。如：氨基酸合成蛋白质、光合作用如：氨基酸合成蛋白质、光合作用如：如：糖的氧化糖的氧化（细胞呼吸）细胞呼吸）第一节第一节 细胞与能量细胞与能量思考：思考：细胞中放能反应所产生的能量怎样被吸能反应利用呢？细胞中放能反应所产生的能量怎样被吸能反应利用呢？吸能反应和放能反应通过吸能反应和放能反应通过ATP偶联在一起，偶联在一起，A

3、TP是细胞中的能量通货。是细胞中的能量通货。二、二、ATPATP是细胞中的能量通货是细胞中的能量通货:ATPATP是新陈代谢所需能量的是新陈代谢所需能量的直接来源。直接来源。、ATPATP是是的英文缩写符号。的英文缩写符号。、是是：指水解时释放的能量在指水解时释放的能量在20.92 kJ/mol(20.92 kJ/mol(千焦每摩尔千焦每摩尔)以上的磷酸化合物。以上的磷酸化合物。ATPATP水解时释放的能量高达水解时释放的能量高达30.54 kJ/mol30.54 kJ/mol。、简式中的简式中的 代表代表，代表代表，代表一种特殊的化学键，叫做代表一种特殊的化学键，叫做。(三三)ATP)ATP

4、的水解：的水解：ATP ADP+P i+能量能量酶酶（四）（四）ATPATP的利用的利用用于细胞分裂、主动运输用于细胞分裂、主动运输ATPATP在细胞中含量很少，但生成速度很快。在细胞中含量很少，但生成速度很快。故在细胞中含量稳定，并处于动态平衡之中。故在细胞中含量稳定，并处于动态平衡之中。(六六)ATP-ADP)ATP-ADP循环循环吸能反应吸能反应总是与总是与ATP水解水解反应相联系反应相联系,由由ATP水解提供能量水解提供能量.放能反应放能反应总是与总是与ATP合成合成反应相联系反应相联系,释放的能量贮存在释放的能量贮存在ATP中中.+A-P P P酶酶酶酶A-PP+Pi水解酶水解酶合成

5、酶合成酶下面这个反应是可逆反应吗？为什么？下面这个反应是可逆反应吗？为什么？物质物质是可逆的，是可逆的，能量能量和和酶酶均不可逆。均不可逆。能量能量ATPATP与与ADPADP之间的转化不是可逆反应之间的转化不是可逆反应:1 1、从反应时间上、从反应时间上:不同时发生不同时发生2 2、从反应空间上、从反应空间上:ATPATP合成场所是细胞质基质、合成场所是细胞质基质、叶绿体、线粒体，叶绿体、线粒体，ATPATP分解范围广。分解范围广。3 3、从反应性质上、从反应性质上;水解反应，合成反应水解反应，合成反应 4 4、从能量上、从能量上;ATP ATP水解释放能量用于生命活动，水解释放能量用于生命

6、活动，ATPATP合成所需能量主要是呼吸作用和光合作用。合成所需能量主要是呼吸作用和光合作用。1、生物体内三大能源物质：、生物体进行各项生命活动的主要能源物质：、生物体进行各项生命活动的、生物体进行各项生命活动的重要能源物质重要能源物质：、生物体内储存能量的物质：、生物体进行各项生命活动的直接能源物质：、生物体进行各项生命活动的、生物体进行各项生命活动的最终能源：最终能源：、动物细胞中、动物细胞中储存能量的物质：储存能量的物质：、植物细胞中、植物细胞中储存能量的物质：储存能量的物质：糖类、脂肪、蛋白质、糖类、脂肪、蛋白质、糖类糖类葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪ATP太阳能太阳能生物体内能源物质总结：生物

7、体内能源物质总结：糖元糖元淀粉淀粉例题：例题：请根据下列反应式回答：请根据下列反应式回答：（1）上述反应从左向右进行时，能量来自）上述反应从左向右进行时，能量来自ATP中中的的 ，这些能量可以用于生物的各项生命活动，这些能量可以用于生物的各项生命活动，请列举出两个需要请列举出两个需要ATP提供能量的生命活动的实提供能量的生命活动的实例例 。（）在动物体和人体内，（）在动物体和人体内，ADP转化为转化为TAP时所需能量主时所需能量主要来自要来自 作用。在绿色植物体内，作用。在绿色植物体内，ADP转化为转化为TAP时所时所需能量既可来自需能量既可来自 作用，也可来自作用，也可来自 作用。作用。（）

8、写出（）写出ATP的结构简式：。的结构简式：。（1）高能磷酸键高能磷酸键 主动转运、生物发光、生物发电、有丝分裂等主动转运、生物发光、生物发电、有丝分裂等 (2)呼吸作用呼吸作用 光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用 (3)A-PPP 右图中能正确表示动物肌细胞内右图中能正确表示动物肌细胞内ATP的产生的产生量与量与O2供给之间曲线的是供给之间曲线的是()B第二节第二节 物质进出细胞的方式物质进出细胞的方式被动转运被动转运（又叫被动运输）（又叫被动运输）扩散：扩散：渗透：渗透：主动转运主动转运（又称（又称主动运输主动运输）一、扩散：一、扩散：、定义：、定义：分子从分子从高浓度处向低浓度处运动高浓

9、度处向低浓度处运动的现象。的现象。、扩散的结果：、扩散的结果：使分子分布均匀，直到平衡。使分子分布均匀，直到平衡。水分子水分子通过通过膜膜的扩散，叫做的扩散，叫做 （一）渗透的概念：（一）渗透的概念：二、渗透：二、渗透：（二）渗透作用的方向：（二）渗透作用的方向：低浓度的溶液低浓度的溶液高浓度的溶液高浓度的溶液水分子水分子膜膜水分子相对较多水分子相对较多水分子相对较少水分子相对较少水分子水分子膜膜 （三）（三）一是具有一是具有；二是半透膜两侧的溶液二是半透膜两侧的溶液具有具有。原生质层原生质层思考：思考：一个动物细胞是否看成一个渗透系统？一个动物细胞是否看成一个渗透系统？原生质层原生质层三、观

10、察洋葱表皮细胞的三、观察洋葱表皮细胞的实验原理：实验原理：当细胞液浓度小于外界溶当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，植物细胞失水，此液浓度时，植物细胞失水，此时细胞壁与原生质层均出现一时细胞壁与原生质层均出现一定程度的收缩，但定程度的收缩，但由于原生质由于原生质体的伸展性比细胞壁的伸展性体的伸展性比细胞壁的伸展性大，使原生质体与细胞壁分开，大，使原生质体与细胞壁分开，发生发生质壁分离现象质壁分离现象。当细胞液当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，植浓度大于外界溶液浓度时，植物细胞吸水，原生质体膨胀，物细胞吸水，原生质体膨胀，发生发生原生质层原生质层图表示已明显发生质壁分离图表示已明显发生质壁分离（一）制

11、作洋葱表皮细胞的临时装片（一）制作洋葱表皮细胞的临时装片（二）观察（二）观察（三）观察（三）观察方法步骤：方法步骤：初始质壁分离初始质壁分离是指细胞角隅处开是指细胞角隅处开始出现原生质层离开细胞壁的状态。始出现原生质层离开细胞壁的状态。（能引起（能引起50%细胞发生初始质壁分离的蔗糖浓度细胞发生初始质壁分离的蔗糖浓度就是细胞液的浓度）就是细胞液的浓度）1 1、将植物细胞放在、将植物细胞放在30%30%的蔗糖溶液中，会的蔗糖溶液中，会发生质壁分离，然后放在清水中会质壁分发生质壁分离，然后放在清水中会质壁分离复原，为什么？离复原，为什么？讨论讨论:、将植物细胞放在、将植物细胞放在0%0%的蔗糖溶液

12、中，的蔗糖溶液中，会发生质壁分离，然后放在清水中会质壁会发生质壁分离，然后放在清水中会质壁分离复原吗。为什么？分离复原吗。为什么？讨论讨论:四、物质出入细胞的方式四、物质出入细胞的方式:图图4-74-7自由扩散和协助扩散示意图自由扩散和协助扩散示意图（一）被动转运（又叫被动运输）（一）被动转运（又叫被动运输）物质由浓度较高的一侧转运至浓度较底的一侧，物质由浓度较高的一侧转运至浓度较底的一侧，称称被动转运被动转运（又称被动运输）（又称被动运输）。被动转运示意图被动转运示意图图图4-8主动运输示意图主动运输示意图（二）主动转运（二）主动转运（又称主动运输）（又称主动运输）主动运输的意义？主动运输的

13、意义？保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排除代谢废物和对细胞有害的物质。的营养物质，排除代谢废物和对细胞有害的物质。它是细胞最重要的吸收或排除物质的方式。它是细胞最重要的吸收或排除物质的方式。2005-09-主主动动转转运运示示意意图图 浓度浓度是否需是否需要载体要载体是否是否耗能耗能举例举例自由扩自由扩散散由高到底由高到底 否否否否H2O、CO2、O2甘油、甘油、乙醇、苯乙醇、苯、脂肪酸等、脂肪酸等协助扩协助扩散散由高到底由高到底 是是否否葡萄糖进入红细胞葡萄糖进入红细胞主动运主动运输输由底到高由底到高 是是是是无机盐

14、离子、无机盐离子、氨氨基酸、葡萄糖等基酸、葡萄糖等（三）胞吞（三）胞吞（又称内吞）（又称内吞）有的物质会被有的物质会被一部分质膜包起来，一部分质膜包起来，然后这一部分质膜然后这一部分质膜与整个质膜脱离，与整个质膜脱离，裹着该物质运到细裹着该物质运到细胞的内侧，称胞的内侧，称内吞内吞。内吞消耗能量，需要细胞识别。内吞消耗能量，需要细胞识别。（四）胞吐（外排）（四）胞吐（外排）有的物质会被有的物质会被一部分质膜包起来，一部分质膜包起来，然后这一部分质膜然后这一部分质膜与整个质膜脱离，与整个质膜脱离，裹着该物质运到细裹着该物质运到细胞的外侧，称胞的外侧，称胞吐胞吐。胞吐胞吐胞吐胞吐消耗能量。消耗能量

15、。例题：例题：右图表示某种物质通过人的红细胞运输过程图解。下表为右图表示某种物质通过人的红细胞运输过程图解。下表为人的红细胞和血浆中的各种离子浓度（人的红细胞和血浆中的各种离子浓度（m mmolmol/L/L）如下：（）如下：（8 8分）分）K+Na+Cl-Ca2+红细胞150267470.1血浆514411132请分析回答：请分析回答：（1）图示物质转运方式为）图示物质转运方式为 ，表中符合上述转运方式的物质是表中符合上述转运方式的物质是 。（2）图中）图中a物质是物质是 ，a物质的合成场所为物质的合成场所为 。（3）图中转运方式必要的条件是）图中转运方式必要的条件是 和和 。（4）若）若d

16、为氧气分子，则从右向左通过红细胞膜的方式为为氧气分子，则从右向左通过红细胞膜的方式为 。（5）从以上材料分析，红细胞膜的特性是）从以上材料分析，红细胞膜的特性是 。（1）主动转运）主动转运 K+、Na+、Cl-、Ca2+（2）载体蛋白）载体蛋白 核糖体核糖体 （3）载体蛋白载体蛋白 能量能量 （4）自由扩散）自由扩散 （5）选择透性）选择透性例题：例题：第三节第三节 酶酶酶的特性：酶的特性：高效性：高效性：酶的作用受多种因酶的作用受多种因素的影响：素的影响：（1 1）17731773年，意大利科学家年，意大利科学家喂食鹰喂食鹰的实验。的实验。结论：结论：胃液中有一种消化肉的物质。胃液中有一种消

17、化肉的物质。（2）1857年，法国巴斯德认为酒精发酵是酵母菌代谢年，法国巴斯德认为酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果。活动的结果。(3)同时代，李比希认为，酒精发酵只需要酵母菌中同时代，李比希认为，酒精发酵只需要酵母菌中的某种物质。的某种物质。（4 4）18971897年，德国毕希纳，实验证明：年，德国毕希纳，实验证明：促进酒精促进酒精发酵的是酵母菌中的某种物质发酵的是酵母菌中的某种物质酶酶（5 5）19261926年，美国科学家年，美国科学家，从刀豆种子中提取，从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并且通过化学实验证实：出脲酶的结晶，并且通过化学实验证实：脲酶是一种脲酶是一种蛋白质。蛋白质。（6 6）2

18、020世纪世纪8080年代以来，年代以来，美国美国科学家科学家、发发现现少数少数RNARNA也具有生物催化作用。也具有生物催化作用。三、酶的特性：三、酶的特性：作用机理：作用机理：酶酶降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能作用机理：作用机理：诱导契合假说、诱导契合假说、锁与钥匙学说锁与钥匙学说、PHPH、温度和各种化合物等影响酶的作用。、温度和各种化合物等影响酶的作用。酶具有高效性：酶具有高效性：酶的作用受多种因素的影响：酶的作用受多种因素的影响：mlml事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的的 倍。倍。107 1013（一）酶具有高效性（一）酶具有高效性

19、 除一个因素以外除一个因素以外,其余因素都保持不变的其余因素都保持不变的实验叫做实验叫做对照实验对照实验.同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。著，因而催化效率更高。酶酶具有高效性具有高效性的作用机理：的作用机理：降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活化状态所需的分子从常态转变为容易发生化学反应的活化状态所需的能量称为能量称为活化能活化能。一种酶只能催化一种酶只能催化一种底物或少数几种一种底物或少数几种相似底物相似底物的的反应。反应。（三）（三）麦芽糖、果糖、葡萄糖均属麦芽糖、果糖、葡萄糖均

20、属还原性糖。还原性糖。还原性糖能够与还原性糖能够与本尼迪特试剂本尼迪特试剂发生反应，生成发生反应，生成 红黄色的沉淀红黄色的沉淀。探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验步骤：实验步骤：实验原理：实验原理：淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖 淀粉酶淀粉酶蔗糖蔗糖 葡萄糖果糖葡萄糖果糖 蔗糖酶蔗糖酶实验材料：实验材料：可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、本尼迪特试剂本尼迪特试剂、热水等。、热水等。试管试管1234561%1%淀粉淀粉 溶液溶液3ml3ml3ml2%2%蔗糖蔗糖 溶液溶液3ml3ml3ml新鲜唾液新鲜唾液1ml1ml蔗糖酶蔗糖酶溶液溶

21、液1ml1ml本尼迪特本尼迪特试剂试剂mlmlmlmlmlml实验结实验结果果有红黄有红黄色沉淀色沉淀无红黄无红黄色沉淀色沉淀有红黄有红黄色沉淀色沉淀无红黄无红黄色沉淀色沉淀无红黄无红黄色沉淀色沉淀无红黄无红黄色沉淀色沉淀 1 2 3 4 5 6实验结果：实验结果：结论：结论：蔗糖酶只能催化蔗糖蔗糖酶只能催化蔗糖分解分解，淀粉酶只能催化，淀粉酶只能催化淀粉淀粉分解。（或酶具有专一性）分解。（或酶具有专一性）锁与钥匙学说锁与钥匙学说作用机理：作用机理：受酶催化而发生化学反应的分子叫受酶催化而发生化学反应的分子叫底物底物。受酶催化而发生化学反应的分子叫受酶催化而发生化学反应的分子叫底物底物。诱导契

22、合假说诱导契合假说作用机理：作用机理：如如:1:1克蔗糖酶在克蔗糖酶在1 1分钟内使多少蔗糖水解分钟内使多少蔗糖水解,就代表蔗糖酶的活性是多少就代表蔗糖酶的活性是多少.（四）酶的作用受多种因素的影响：（四）酶的作用受多种因素的影响：在一定的在一定的PHPH范围内（范围内（A ABB），），随着随着PHPH的增加，酶的催化效率的增加，酶的催化效率逐渐增加；逐渐增加；D D点是酶活性的最适点是酶活性的最适PHPH值值；超过最适；超过最适PHPH后，随着后，随着PHPH的增加，酶的催化效率逐渐下的增加，酶的催化效率逐渐下降。降。PHPHBPH反应速度反应速度DAC 科学实验证实：科学实验证实：（）过

23、酸和过碱都使酶的（）过酸和过碱都使酶的分子结构分子结构 遭到破坏，酶失去活性；遭到破坏，酶失去活性；（）（）pHpH偏高或偏低偏高或偏低,酶的活性明显降低；酶的活性明显降低；（）在最适宜的（）在最适宜的pHpH下，酶的活性最高。下，酶的活性最高。从图中我们可从图中我们可以看出：以看出：每一种酶每一种酶都有一个最适的都有一个最适的pHpH值，在值，在最适最适pHpH值下值下作用最强作用最强。而超过。而超过或低于这个值都会或低于这个值都会影响到酶催化反应影响到酶催化反应的速率。的速率。胰蛋白酶最适胰蛋白酶最适PH8.0-9.0胃蛋白酶最适胃蛋白酶最适PH 1.5-2.2温度对酶促反应的影响有两个方

24、面温度对酶促反应的影响有两个方面:P68:P68AC B 温度温度反应速度反应速度D 科学实验证实：科学实验证实：（）高温使酶的分子结构遭到破坏，（）高温使酶的分子结构遭到破坏，酶失去活性；酶失去活性；（）温度偏高或偏低（）温度偏高或偏低,酶的活性明显降低；酶的活性明显降低；（）在最适宜的温度下，酶的活性最高。（）在最适宜的温度下，酶的活性最高。注意注意:低温使酶的活性明显降低低温使酶的活性明显降低,但是酶的分子结构没有破但是酶的分子结构没有破坏坏,酶的活性在适宜的温度下可以恢复酶的活性在适宜的温度下可以恢复.在一定的温度范围内在一定的温度范围内（ABAB），随着温度的增加，），随着温度的增加

25、，酶的催化效率逐渐增加；酶的催化效率逐渐增加；D D点是点是酶活性的最适温度酶活性的最适温度；超过最适；超过最适温度后，随着温度的增加，酶温度后，随着温度的增加，酶的催化效率逐渐下降。的催化效率逐渐下降。科学实验证实：科学实验证实：（）高温、过酸和过碱都使酶的分子结构遭到（）高温、过酸和过碱都使酶的分子结构遭到破坏，酶失去活性；破坏，酶失去活性；（）温度和（）温度和pHpH偏高或偏低偏高或偏低,酶的活性明显降低；酶的活性明显降低；（）在最适宜的温度和最适宜的（）在最适宜的温度和最适宜的pHpH下，酶的活下，酶的活性最高。性最高。小结小结(过低过低pHpH时酶活性较低时酶活性较低,pH,pH升高

26、后酶活性不能恢升高后酶活性不能恢复复.这一点与低温的影响不同这一点与低温的影响不同)探究对过氧化氢酶的影响探究对过氧化氢酶的影响实验原理：实验原理：淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖。麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。葡萄糖。麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。实验步骤：实验步骤：实验结果：实验结果：2323号试管变蓝色，号试管不变蓝。号试管变蓝色，号试管不变蓝。实验原理实验原理：鲜肝均浆中含有过氧化氢酶，过：鲜肝均浆中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶能使过氧化氢快速分解生成氧气和水。氧化氢酶能使过氧化氢快速分

27、解生成氧气和水。通过比较不同通过比较不同PHPH（、条件下收集的氧气体积的多少，可确定条件下收集的氧气体积的多少，可确定PHPH对酶活性的影响。对酶活性的影响。实验步骤：实验步骤：（二）探究对过氧化氢酶的影响（二）探究对过氧化氢酶的影响1.将滤纸条对折剪成将滤纸条对折剪成8等片，放在鲜肝匀浆中浸泡等片，放在鲜肝匀浆中浸泡1min，靠放在培养皿壁上靠放在培养皿壁上(滤纸片上不要挂带着肝浆！）滤纸片上不要挂带着肝浆！）；2.将将2片滤纸片小心地放入小瓶内壁靠近瓶颈的同一侧。片滤纸片小心地放入小瓶内壁靠近瓶颈的同一侧。（注意不要让滤纸碰沾到瓶口）注意不要让滤纸碰沾到瓶口）3.将小瓶斜立起，向瓶底加入

28、将小瓶斜立起，向瓶底加入PH 5.0缓冲液缓冲液2ml，然后再，然后再加入加入3%的的H2O2溶液溶液2ml，注意不要让滤纸接触到液体注意不要让滤纸接触到液体，将小瓶塞紧；将小瓶塞紧；4.将将25ml 量筒横放于水槽中灌满水，（量筒横放于水槽中灌满水，（注意量筒中不要注意量筒中不要留有气泡）留有气泡）。将塞上的玻璃管口。将塞上的玻璃管口在水面下在水面下伸入量筒内，小伸入量筒内，小心倒立起量筒；心倒立起量筒；5.将小瓶旋转将小瓶旋转1800，使，使H2O2溶液接触滤纸，同时开始计时，溶液接触滤纸，同时开始计时，在在0.5min和和1.0min 时分别时分别读取并记录读取并记录量筒中水面的刻度量筒中水面的刻度（产生的气体量产生的气体量）；）；反应小室反应小室过氧化过氧化氢溶液氢溶液和和缓冲液缓冲液量筒量筒