讲义
第三节 ATP的主要来源------细胞呼吸
一、相关概念:1、呼吸作用(也叫细胞呼吸):指有机物在细胞内经过一系列的
氧化分解,最终生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与,分为:有氧呼吸和无氧呼吸
2、有氧呼吸:指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用
下,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放出大量能量,生成ATP的过程。 3、无氧呼吸:一般是指细胞在无氧的条件下,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(酒精、CO2或乳酸),同时释放出少量能量的过程。
4、发酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸。
二、有氧呼吸的总反应式:
C6H12O6 + 6H2O +6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶 三、无氧呼吸的总反应式:
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 + 少量能量 酶 或
C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸)+ 少量能量 四、有氧呼吸过程(主要在线粒体中进行): 场所 发生反应 酶??2C3H4O3+4[H]+能量 C6H12O6?产物 丙酮酸、[H]、释放少量能量,形成少量ATP 细胞质 第一阶段 基质 第二阶段 线粒体 CO2、[H]、释放少量酶??6CO2+20[H]+能量 2C3H4O3+6H2O?基质 能量,形成少量ATP 酶线粒体 生成H2O、释放大量??12H2O+能量 24[H]+6O2?第三阶段 内膜 能量,形成大量ATP 五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较: 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 场所 细胞质基质,线粒体基质、内细胞质基质 不 膜 同 条件 氧气、多种酶 无氧气参与、多种酶 点 葡萄糖彻底分解,产生 葡萄糖分解不彻底,物质变化 CO2和H2O 生成乳酸或酒精等 释放大量能量(1161kJ被利释放少量能量,形成能量变化 用,其余以热能散失),形少量ATP 成大量ATP 六、影响呼吸速率的外界因素: 1、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼
吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越低,,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。
2、氧气:氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。
3、水分:一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长
时间受水浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。
4、CO2:环境CO2浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。 七、呼吸作用在生产上的应用:
1、作物栽培时,要有适当措施保证根的正常呼吸,如疏松土壤等。 2、粮油种子贮藏时,要风干、降温,降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。
第四节 能量之源----光与光合作用
一、相关概念:
1、光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存
着能量的有机物,并释放出氧气的过程
二、光合色素(在类囊体的薄膜上): 叶绿素a (蓝绿色) 叶绿素 主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素b (黄绿色) 色素 胡萝卜素 (橙黄色) 类胡萝卜素 主要吸收蓝紫光 叶黄素 (黄色) 三、光合作用的探究历程:略
四、叶绿体的功能:叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具
有吸收光能的光合色素,在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。
五、影响光合作用的外界因素主要有:
1、光照强度:在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,超过光饱
合点,光合速率反而会下降。
2、温度:温度可影响酶的活性。
3、二氧化碳浓度:在一定范围内,光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快,
达到一定程度后,光合速率维持在一定的水平,不再增加。
4、水:光合作用的原料之一,缺少时光合速率下降。 六、光合作用的应用:1、适当提高光照强度。 2、延长光合作用的时间。
3、增加光合作用的面积------合理密植,间作套种。 4、温室大棚用无色透明玻璃。
5、温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温。 6、温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度。 七、光合作用的过程: 条件 光、色素、酶 在类囊体的薄膜上 光 场所 反 物质变水的分解:H2O → [H] + O2 ATP的生成:ADP + Pi ?应 化 ATP 阶 段 能量变光能→ATP中的活跃化学能 化 条件 酶、ATP、[H] 暗 场所 叶绿体基质 反 3 物质变CO2的固定:CO2 + C5 →酶 2C应 化 C3的还原: C3 + [H] → (CH2O) 阶 酶 能量变ATP中的活跃化学能→(CH2OATP )中的稳定化学能 段 光能 化 总反应式 叶绿体 CO2 + H2O O2 + (CH2O)
八、化能合成作用
概念:自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用,但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用,叫做化能合成作用,这些细菌也属于自养生物。
如:硝化细菌,不能利用光能,但能将土壤中的NH3氧化成HNO2,进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能,将CO2和水合成为糖类,这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动. 举例:硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌
自养型生物:绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌 异养型生物:动物、人、大多数细菌、真菌
实验
第七:探究酵母菌细胞呼吸方式
1.原理:酵母菌既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸 2.变量:自变量:氧气的有无
因变量:能否产生有氧呼吸或无氧呼吸(产生CO2多少或酒精的有无) 检测方法:检测CO2:澄清石灰水(变混浊)或溴麝香草酚蓝水溶液(由
蓝变绿再变黄);检测酒精:酸性重铬酸钾(由橙色变灰绿色)。
无关变量:试剂量、PH、温度等
3.注意:选新鲜食用酵母菌
甲组10%NaOH可吸收通入空气中的CO2,乙组中的B瓶应先放置一段时
间,让O2耗尽。
第八:绿叶中色素的提取和分离
1.原理:色素能溶解在有机溶剂无水酒精中。各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之慢。
2.步骤:5g新鲜绿叶→研磨→过滤→收集→制备滤纸条(剪裁滤纸条→铅笔画细线)→画滤液细线(毛细吸管吸取滤液→沿铅笔线画细线→干后重复画1-2次)→层析(将画有滤液细线的滤纸条放入层析液中,等待)→观察四条色素带→洗手
3.注意:加无水酒精:溶解叶片中的色素
加少许SiO2:使研磨更充分 加少许CaCO3:保护色素
加棉塞:防止液体挥发和色素被氧化 干燥滤纸:使层析液的扩散更快
滤纸剪去两角:防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快
装置应放在25-35度环境中,使酵母菌酶活性最高。 石蜡油能隔绝空气。
滤液细线要直细齐:使分离的色素带平整不重叠 重复画滤注细线:增加色素的量,使色素带清晰
滤液细线不能触及层析液:防止色素溶解到层析液中,观察不到色素带 迅速充分研磨:防止溶剂挥发,充分溶解色素