1、第四章 生命的物质变化和能量转换 第一节 生物体内的化学反应,生物的共同特征： 生长发育、生殖、遗传和变异、新陈代谢、复杂而独特的结构、应激性,合成反应：小分子形成大分子的化学反应,分解反应：大分子分解成小分子的化学反应,一、合成反应和分解反应,合成反应,分解反应,?,合成反应,分解反应,（氧化分解反应）,二、生物催化剂酶,1、探究酶的高效性（P58 演示实验）,背景资料：1、过氧化氢是细胞代谢产生对细胞有害的物质。细胞中的过氧化氢酶可以将过氧化氢及时分解为水和氧气。2、新鲜猪肝中含有过氧化氢酶，氯化铁是一种无机催化剂，它们都参与这一反应。3、在一滴3.5FeCl3溶液与一滴20%肝脏研磨液中
2、，前者的Fe3是后者过氧化氢酶分子数的25万倍。,4号和5号试管的结果说明了什么？,思考,3号和5号试管的结果说明了什么？,2号和4号试管的结果说明了什么？,2号和3号试管的结果说明了什么？,1号试管在实验中起什么作用？,通过本实验，可得出的结论：,酶具有高效性,2、酶的概念：由活细胞产生的具有催化能力的生物大分子，也称生物催化剂。,3、化学本质：大多数是蛋白质，少数是RNA,4、命名：酶的来源所催化的底物（如：胃蛋白酶）,5、酶的特性：,高效性,快速进行反应,专一性,有条不紊地进行反应,多样性,酶,活性部位,底物,契合,酶的专一性,哪些因素会影响酶的活性？,唾液淀粉酶的最适温度和pH是多少？
3、, 4号试管的唾液淀粉酶的活性是否丧失了？,6、影响酶的活性（催化效率）的因素：,温度、pH,酶的活性的发挥，需要适宜的pH和温度,2、ATP 的结构简式：,A,三、生命活动的直接能源ATP,1、ATP 中文名称：腺苷三磷酸,3、ATP 与 ADP 的相互转化：,酶,注意：以上两反应不可逆（酶、反应场所均不同）,1、下列对酶的描述中，不正确的是（ ） A酶是生物催化剂 B大多数酶是蛋白质 C某些RNA也是酶 D酶活性随温度增加而增强2、生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行，是因为（ ） A酶的催化效率具有高效性 B酶的种类具有多样性 C酶的催化作用具有专一性 D酶的空间结构具有稳定性3
4、、习惯上酶的命名是根据( ) A、其来源 B、其底物 C、没根据 D、A与B都是4、30 个腺苷和 60 个磷酸基最多能组成 ATP （ ） A、10 个 B、20 个 C、30 个 D、60 个,5、酶是生物体内催化各种化学反应的生物催化剂，上图表示在不同温度条件下化学反应速度的变化，其变化反映了温度对酶的催化作用的影响，请据图回答： （1）曲线中的AB段表明：酶在 范围内，催化作用随温度的 而 。 （2）曲线中的B点表示 。 （3）曲线BC段表明 。,10-40,升高 增强,酶的最适温度,随温度升高，酶的活性下降,6、酶是生物催化剂，上图表示外界条件对酶催化作用的影响，请回答以下问题： （
5、1）图2说明酶的催化作用受 的影响。 （2） 酶在pH为2的条件下活性最高。,pH,胃蛋白,作业,练习册第4章第1节,第四章 生命的物质变化和能量转换 第二节 光合作用,一、光合作用的研究历史,发现问题 提出假设 设计实验 数据分析 得出结论,1642年 赫尔蒙特,：植物增重的物质从何而来?,：植物增重的物质只来于水,：与雨水有关,发现问题 提出假设 设计实验 数据分析 得出结论,1771年 普里斯特利,：动物是如何生存的?,：植物能净化空气,：与植物有关,发现问题 提出假设 设计实验 数据分析 得出结论,1779年 英格豪斯,为什么普里斯特利实验有时成功，有时失败呢？,光照是实验成功的必要条
6、件,与外界环境有关,发现问题 提出假设 设计实验 数据分析 得出结论,1864年 萨克斯,植物除释放氧气，还产生什么？,光照后产生淀粉,可能是某种有机物,萨 克 斯 实 验 的 发 展,结论：CO2是光合作用的原料之一,无空气的光亮环境中,无空气的黑暗环境中,1880年 恩格尔曼,资料1：恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵。他发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。如果临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。 资料2：在类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。,思考：恩格尔曼实验的结论是什么？,发现问题 提出假设
7、设计实验 数据分析 得出结论,1939年 鲁宾、卡门,O2来自CO2还是H2O？,O2来自H2O,可能来自CO2，可能来自H2O,发现问题 提出假设 设计实验 数据分析 得出结论,1940年 卡尔文,糖是怎样合成的？,CO2转化成有机物,可能来自CO2,二、光合作用的场所叶绿体,叶绿体的结构,实验4.3叶绿体中色素的提取和分离,一、色素的提取： 石英砂研磨充分 碳酸钙保护叶绿素 提取液：无水乙醇（注意：5毫升无水乙醇分次添加） 二、制备滤纸条，画滤液细线 注意：滤液细线“匀、细、齐、浓”（防止色素带之间的重叠；积累更多色素），阴干。参考图4-16 三、色素的分离： 纸层析法的原理：各色素随着层
8、析液在滤纸上扩散速度不同，使不同的色素在扩散过程中被分离开来。 层析液：石油醚 注意：67页右下角,实验4.3 叶绿体中色素的提取和分离,实验：叶绿体中色素的提取和分离,纸 层 析 的 结 果,二、光合作用的过程,活化叶绿素a,NADPH,光反应,思考：光反应中物质发生了怎样的变化？能量又是如何转换的？,暗反应,思考：暗反应中物质发生了怎样的变化？能量又是如何转换的？,三、光合作用的过程,问题1：美国科学家卡尔文再用同位素标记法研究光合作用的实验中发现，当绿藻正常地进行光合作用时，C3和C5的含量是保持稳定的。而此时突然停止光照，C3的浓度会急速升高，同时C5的浓度急速降低。为什么会出现这样的
9、现象呢？ 问题2：卡尔文还做了这样的实验：当绿藻在进行光合作用的时候，突然中断CO2的供应。你认为接下来会出现怎样的试验现象？,比较光反应和暗反应,叶绿体基粒,叶绿体基质,光、酶、色素,酶,H2O、ADP、Pi 、NADP+,CO2 、 C5 、 ATP、NADPH,O2 、ATP、NADPH,(CH2O)、 C5 、 ADP、Pi 、NADP+,水的光解、 ATP、NADPH的形成,为暗反应提供能量( ATP )和还原剂( NADPH ),为光反应补充ADP、Pi 、NADP+,CO2 的固定、还原、产糖,光能 活跃的化学能(主要在ATP中), 稳定的化学能( CH2O中 ),光反应,暗反应
10、,光,H2O O2,NADPH ATP,NADP+ Pi ADP,c5,(CH2O)n,CO2,光合作用是叶绿体吸收并利用光能，将CO2和H2O合成有机物质并释放O2，将光能转换成化学能的过程。,四、影响光合作用的因素,内因：植物生长周期外因: 1）光照强度2）CO2浓度3）温度4）水及其他,实验：探究影响光合作用的因素,控制变量 实验过程中可以变化的因素称为变量 人为改变的变量称做自变量 随着自变量的变化而变化的变量称做应变量 实验过程中可能还会存在一些可变的因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量 除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验 对照实验一般要设置对照组和实验
11、组 在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应该始终保持相同,酶的活性的发挥，需要最适的温度和pH,练习: 叶绿体合成六分子葡萄糖,需要二氧化碳的分子数目是( )个 A 6 B 12 C 36 D 72 在光合作用中,需要消耗ATP的是( )A C3还原 B CO2的固定 C 水的光解 D 叶绿素吸收光能 3 用含放射性元素14C的CO2作为示踪原子追踪在光合作用的暗反应阶段中碳原子的转移途径有( ) CO2 C5 C3 CO2 C3 葡萄糖 CO2 C3 C5 CO2 葡萄糖 C5 A B C D 4 在适宜的光照、土壤、肥料、温度和湿度等条件的温室内，为增加粮食产量，适当增加（ ）可达
12、此目的。A 空气中的氧量 B 空气中的含氮量 C 土壤中的含水量 D空气中的CO2 的量 5 下列哪种物质不是光反应的产物（ ）A H B氧 C ATP DC6H12O6,1C 2A 3B 4D 5D,思考,1、细胞中的能源物质有哪些？ 2、主要的能源物质是什么？ 3、主要的储能物质是什么？ 4、直接供能物质是什么？ 5、ATP的合成需要哪些条件？ 6、其中的能量来源有哪些？,第三节 细胞呼吸,细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并产生ATP的过程。,机体的呼吸过程 细胞呼吸,演示实验：酵母菌的呼吸方式,目的：在有氧、无氧条件下，细胞呼吸的产物 设
13、计：创设实验条件检验实验结果结论：有氧条件细胞呼吸的产物：无氧条件细胞呼吸的产物：,葡萄糖（提供营养） 水浴（控温，发挥酶的活性） 创设有氧、无氧环境（吹气、石蜡油）,显色（BTB试剂） 气味,酵母菌,电镜图,模式图,线粒体,一、细胞呼吸的类型,1. 有氧呼吸,有氧呼吸的过程,：细胞质基质,（糖酵解）,葡萄糖,丙酮酸,ATP（少量）,H,H,H2O,ATP（少量）,CO2,O2,ATP（大量）,H2O,：线粒体基质,（包括三羧酸循环）,：线粒体内膜,一、细胞呼吸的类型,1. 有氧呼吸,2. 无氧呼吸,（发酵）,一、细胞呼吸的类型,细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其
14、他产物，释放出能量并产生ATP的过程。,比较有氧呼吸和无氧呼吸,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,O2 、酶,缺O2 、酶,酒精、CO2 或 乳酸,彻底分解成无机物,分解不彻底,释放大量能量,释放少量能量,都有糖酵解过程，都分解有机物，释放能量,CO2 、H2O,练习： 酵母菌无氧呼吸产生Amol二氧化碳，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成二氧化碳（ ）A 2 Amol B 12 Amol C 6 Amol D 3 Amol,2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量酒精 2C3H6O3+ 少量能量乳酸,糖酵解,1C6H12O6 2 C3H4O3 葡萄糖 丙酮酸,6CO2+12H20+大量
15、能量,二、细胞呼吸的实质和意义,实质：分解有机物，释放能量,意义：为生物体的各项生命活动提供能量,三、影响细胞呼吸的因素,O2,温度,四、比较光合作用和有氧呼吸,细胞质基质、线粒体,叶绿体,光能、酶,O2 、酶,CO2 、H2O,CO2 、H2O,（CH2O） 、H2O 、O2,C6H12O6 、H2O 、O2,合成 （无机物 有机物）,分解 （有机物 无机物）,贮存,释放,光合作用与呼吸作用的联系,葡萄糖,丙酮酸,ATP（少量）,H,H,H2O,ATP（少量）,CO2,O2,ATP（大量）,H2O,叶绿体中的色素,光,H2O,O2,H,ATP,ADP+Pi,C5,C3,CO2,光反应,暗反应
16、,光合作用,呼吸作用,酶,第四节 生物体内营养物质的转变,大豆,食物中糖类消化吸收 肝糖原分解 中间产物转化,甘油 脂肪酸,氧化分解产生CO2、H2O、能量 合成肝糖原、肌糖原 转变为脂肪和非必需氨基酸,一、糖代谢,食物中脂肪消化吸收 储存脂肪转化 中间产物转化,葡萄糖,构成机体组织 形成脂肪储存 生成腺体分泌物 转化肝糖原 氧化分解产生CO2、H2O、能量,二、脂肪代谢,食物中蛋白质消化吸收 组织蛋白质分解 氨基转化作用形成,氨基酸,合成新的组织蛋白和酶等 转氨基作用形成新的氨基酸 脱氨基作用： 含氮部分 不含氮部分氧化分解产生CO2、H2O、能量,三、蛋白质代谢,脱氨基作用是指在酶的催化下
17、氨基酸脱去氨基的过程,H C NH2 C O + NH3,COOH COOH,CH3 CH3,酶,丙氨酸 丙酮酸 氨,转氨基作用氨基酸的氨基与-酮酸的酮基进行了交换，结果生成了一种非必需氨基酸和一种新的-酮酸,CH2 + C O CH2 + CH NH2,CH2 CH3 CH2 CH3,CH NH2 COOH C O COOH,COOH COOH,COOH COOH,转氨酶,1-谷氨酸 丙酮酸 - 酮戊二酸 丙氨酸（新的氨基酸）,糖,糖、脂肪、蛋白质代谢之间的关系：,脂肪,氨基酸,蛋白质,表示糖类转变为非必需氨基酸,健康饮食金字塔,主要食物营养成分表 （每百克食物所含的成分）,由于生长发育突然
18、加速，少年期（13-18岁）每日营养素和能量的消耗约比学龄期（6-12岁）增加2倍，男孩每日约需2900千卡，女孩约需2400千卡。,什么都吃，适可而止,食品添加剂及其安全问题,饥饿的苏丹（凯文卡特摄于苏丹1993年）,联合国粮农组织发布2008年世界粮食不安全状况报告称，目前世界饥饿人口已经达到9.63亿。今年世界饥饿人口比去年增加了4000万。,粮农组织的报告显示，目前世界上绝大多数营养不良人口生活在发展中国家，2/3的饥饿人口在亚洲，而在撒哈拉以南的非洲地区有1/3的人长期处于饥饿状态。,实现到2015年将饥饿人数减半的目标，需要强有力的政治承诺，而且全世界每年至少要向农业等领域投入300亿美元资金。,
