第五章细胞的能量供应和利用

1、东莞学大个性化教育发展中心DongguanXueDaPersonalizedEducationDevelopmentCenter１个性化教案授课时间：2012年8月9日备课时间：2012年8月8日年级：高一课时：2课题：细胞的能量供应和利用学生姓名：张宏伟教师姓名：陈峰教学目标1、降低化学反应活化能的酶；2、细胞的能量“通货”──ATP；3、ATP的主要来源──细胞呼吸；4、能量之源──光与光合作用难点重点1、ATP的主要来源──细胞呼吸；2、能量之源──光与光合作用教学内容一、降低化学反应活化能的酶1、酶在细胞代谢中的作用[活化能]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活化能。用无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol；用铂作催化剂时，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶时，活化能下降到29kJ/mol以下。（结合教材P80图）正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。2、酶的本质（1）、酶本质的发现过程：巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫·奥特曼（2）、酶的本质：酶是活细。

2、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。3、酶的高效性和专一性（1）、酶具有高效性酶的催化效率大约是无机催化剂的1017——1013倍（2）、酶具有专一性[实验]探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用1、实验原理a.淀粉→麦芽糖（非还原性糖）蔗糖→葡萄糖＋果糖还原性糖（非还原性糖）东莞学大个性化教育发展中心DongguanXueDaPersonalizedEducationDevelopmentCenter２b.还原性糖＋斐林试剂→砖红色氧化亚铜沉淀c.用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。2、实验步骤序号实验操作内容试管1试管21注入可溶性淀粉溶液2ml2注入蔗糖溶液2ml3注入淀粉酶溶液2ml2ml4将试管放在60℃水中5分钟5分钟5加入斐林试剂2ml2ml6放热水于大烧杯中加热煮沸1分钟1分钟7观察实验现象3、实验结论4、酶的专一性，每一种酶只能催化一种或一类化学反应。4、酶的作用条件较温和[探究]影响酶活性的条件1、实验原理淀粉→麦芽糖和葡萄糖→砖红色沉淀↓碘液↓碘液紫蓝色复合物不形成。

3、紫蓝色复合物2、实验步骤序号实验操作内容试管1试管2试管3试管1′试管2′试管3′1注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鲜淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置温度60℃100℃0℃60℃100℃0℃4保温时间5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5混合试管1′试管2′试管3′6保温时间5分钟5分钟5分钟7滴碘液1滴1滴1滴8观察实验现象序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的新鲜淀粉溶液1mL1mL1mL2注入等量的不同PH的溶液1mL蒸馏水1mLNaOH1mLHCl3注入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL4放60℃热水中相等时间5分钟5分钟5分钟5加等量斐林试剂并摇匀2mL2mL2mL6放热水中用酒精灯加热煮沸1分钟1分钟1分钟东莞学大个性化教育发展中心DongguanXueDaPersonalizedEducationDevelopmentCenter３7观察实验现象3、实验结论4、分析①在一定温度范围内，酶活性随温度升高而增强，其中酶的活性最高时的温度，即为该种酶的最适温度。若超过最适温度，酶的活性逐渐下降，甚至丧失。（低温使酶的活性明显降低，但酶的空间结构保持稳定。

4、，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。）②每种酶只能在一定限度的PH范围内表现出活性，其中酶活性最强的PH即为该酶的最适PH。（过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活）练习：1．蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这一事实说明了酶的A．专一性B．高效性C．多样性D．稳定性2．能够促使唾液淀粉酶水解的酶是A、淀粉酶B、蛋白酶C、脂肪酶D、麦芽糖酶3．探究影响酶活性的条件的实验中，探究不同的温度对酶活性的影响时，温度和pH值分别属于A.自变量和因变量B．因变量和无关变量C．自变量和无关变量D．自变量和对照变量答案：1.A2.B3.C二、细胞的能量通货—ATP1、ATP分子结构特点ATP是三磷酸腺苷的英文名称的缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三，～代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。ATP水解时高能磷酸键可以水解放出大量的能量，达到30.54kJ/mol。所以说，ATP是细胞内的高能磷酸化合物。2、ATP与ADP相互转化ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，ATP。

5、分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解脱离开来，形成游离的Pi（磷酸），同时，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP（二磷酸腺苷的英文名称的缩写）。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP（播放多媒体课件：ATP与ADP相互转化）。资料显示，正常人每天ATP的转变量几乎接近于体重，但在体内存在的ATP的量是很少的。ATP和ADP在体内总是处于不断转化的动态平衡之中。如下所示：3、ATP的形成途径对于绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需的能量来自于呼吸作用和光合作用；对于人、高等动物、真菌和大多数细菌来说，ADP转化成ATP时所需的能量除来自于呼吸作用外，人和高等动物还可以来自磷酸肌酸的转移。4、ATP的利用东莞学大个性化教育发展中心DongguanXueDaPersonalizedEducationDevelopmentCenter４1.细胞内储存能量的物质有糖类、脂肪、蛋白质等。细胞内消耗能源物质的顺序是：糖类脂肪蛋白质。一般情况下生物体内细胞利用的能源物质是糖类，而且糖类中的能量需要分解释放传递给ATP，转变成活跃的化。

6、学能，才能供给各种生命活动利用，从而解决能量的“稳定储存”和“灵活利用”的矛盾。2.直接供给生命活动能量的能源物质是ATP。在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键物质。ATP是生物体内能量转换的“中转站”，它有利于能量的运输和协调供给，如线粒体呼吸释放能量合成的ATP，可以转移到细胞膜用于主动运输，也可以进入细胞核推动DNA的复制等等，从而解决“产能”和“用能”在空间上的矛盾。3.ATP的结构与物理、化学知识有密切联系，ATP中的能量可以转变成机械能（如肌肉收缩、鞭毛摆动）、化学能、电能（如神经冲动的传导）、渗透能（如主动运输的能量）、光能等其他形式的能量。4.胞内供能物质有ATP和磷酸肌酸，ATP普遍存在，但含量不多，当ATP大量消耗时，则磷酸肌酸释放能量供ADP和Pi合成ATP。磷酸肌酸的存在对ATP含量的相对稳定起缓冲作用。小结：习题：1、关于动物细胞中ATP的正确叙述（）A、ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多B、当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质条件下直接形成C、它含有三个高能磷酸键D、ATP转变为ADP的反应是可逆的2．ATP转化为ADP可表示如下：式中。

7、X代表（）A、H2OB、[H]C、PD、Pi3.ATP的结构式可以简写为（）A、A-P-P~PB、A-P~P~PC、A~P~P-PD、A~P~P~P东莞学大个性化教育发展中心DongguanXueDaPersonalizedEducationDevelopmentCenter５4.生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是（）A、太阳能糖类ATPB、ATP糖类脂肪C、ATP脂肪太阳能D、ATP葡萄糖太阳能5.一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸键数目依次是（）A、1，2，2B、1，2，1C、1，3，2D、2，3，16.ATP之所以能作为能量的直接来源是因为（）A、ATP在细胞中数量非常多B、ATP中的高能磷酸键很稳定C、ATP中的高能磷酸键储藏的能量多且很不稳定D、ATP是生物体内惟一可以释放能量的化合物7生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（）A葡萄糖B糖原C三磷酸腺苷D脂肪答案：1.A2.D3.B4.D5.C6.C7.C三、ATP的主要来源—细胞呼吸1、细胞呼吸的概念及类型1．细胞呼吸的概念生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分。

8、解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量的总过程。有氧呼吸2.类型无氧呼吸2、有氧呼吸提问：有氧呼吸是怎样进行的呢？阅读教材,讨论以下问题:①有氧呼吸的生成物CO2和H2O分别产生于有氧呼吸的第几阶段？②有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪里？有氧呼吸的生成物H2O中的O从何而来？③有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生？其去向？④有氧呼吸过程中哪几个阶段有ATP产生？最多的是哪一个阶段？⑤C6H12O6能否进入线粒体参与有氧呼吸？有氧呼吸是高等动植物细胞呼吸的只要形式，通常所说的细胞呼吸就是指有氧呼吸，而有氧呼吸最常用的物质就是葡萄糖。有氧呼吸可分为三个阶段：第一阶段：C6H12O6酶2C3H4O3+4[H]+ATP(少量)第二阶段：2C3H4O3+6H2O酶6CO2+20[H]+ATP(少量)第三阶段：24[H]+6O2酶12H2O+ATP(大量)东莞学大个性化教育发展中心DongguanXueDaPersonalizedEducationDevelopmentCenter６有氧呼吸的三个阶段的比较表格,总反应式和概念：1.比较表格有氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段细胞质基。

9、质C6H12O6丙酮酸，[H]，ATP少量第二阶段线粒体丙酮酸，水CO2，[H]，ATP少量第三阶段线粒体[H]，O2水，ATP大量2.总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量3.概念指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解释放出大量能量的过程。3、无氧呼吸提问:1.苹果、苹果储存久了，会有什么气味散发出来？（回答：酒味。）2.剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会产生什么感觉？（回答：酸痛。）3.为什么无氧呼吸所放出的能量要比有氧呼吸少得多？4.为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？无氧呼吸过程中，物质和能量变化的特点是什么？无氧呼吸的概念、场所、过程1.概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。2.场所：细胞质基质3.过程：第一阶段：与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳或乳酸。方程式：C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量代表生物：大多数植物C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量代表生物：动物和高等植物的某。

10、些器官如马铃薯块茎，甜菜块根，玉米胚等。提问：现在生物大多数是以有氧呼吸为主，是不是从生物一出现就出现了有氧呼吸呢？不是，在原始的大气中没有氧气，所以那时生物只有无氧呼吸，随着蓝藻和绿色植物出现，大气中出现了氧气，才有了有氧呼吸，所以，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上产生的。这说明了生物的生命活动是不断发展变化的，而且生物具有适应性。4、细胞呼吸的意义1．为生物体的生命活动提供能量。2．为体内其他化合物的合成提供原料。附：设计表格比较有氧呼吸和无氧呼吸东莞学大个性化教育发展中心DongguanXueDaPersonalizedEducationDevelopmentCenter７有氧呼吸无氧呼吸区别条件O2，酶缺O2，酶场所主要在线粒体细胞质基质产物CO2，H2O酒精，CO2或乳酸释能大量少量联系第一阶段的反应完全相同实质相同：分解有机物释放能量习题：一、选择题1．完成有氧呼吸全过程的结构是（）A．细胞质基质B．线粒体C．细胞D．肺泡2．植物种子萌发时，如果长时间缺氧，就会引起烂芽，其主要原因是（）A．CO2中毒B．酒精中毒C．乳酸中毒D．供能不足3．人体红细胞无线粒体，它所需能量的来源主要。