第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低化学反应活化能的酶 一、酶在细胞代谢中的作用
1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。是细胞生命活动的基础 2、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验的原理：H2O2能在加热、FeCl3溶液、过氧化氢酶等条件分解成H2O和O2
常温
1 试管编号 1 2 3 4 90 ℃
2 加入物质 2mLH2O2溶液 2mLH2O2溶液 2mLH2O2溶液 2mLH2O2溶液 2滴FeCl3 溶液
3 处理 不处理 90℃水浴加热 加2滴FeCl3溶液 加2滴肝脏碾磨液 2滴肝脏研磨液
4 现象 实验结果： 实验结论：
3、对照实验
①、含义：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验（单一变量原则） ②自变量：在实验过程中人为控制改变的变量 因变量：随自变量变化而变化的量
③对照试验要注意的原则：对照原则、单一变量原则、等量原则（各组加入的试剂要等量） 特别提醒：①加热：通过提高分子的能量来加快反应速度；
② 加催化剂：通过降低化学反应的活化能来加快反应速度；同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。 4、酶的作用原理
①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。
②原理：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。
（初态）
二、酶的本质
1、酶的定义：是活细胞(来源)产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的有机物。 2、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），也有少数是RNA（合成场所主要是细胞核）。
3、无论是在细胞内还是在细胞外，只要条件适宜酶都能起催化作用
三、酶的特性
1、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。 2、专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应
3、酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。
4、影响酶促反应的因素
①底物浓度（反应物浓度）；酶浓度 ②PH值：过酸、过碱使酶失活
③温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。 A、温度对酶活性的影响（材料：选用淀粉和淀粉酶） 步骤：取6只试管并加入相应物质
将6支试管分三组分别放入相应的温度并维持5min
分别将定粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀，维持各自温度5min
向混合液中各滴加1滴碘液，摇匀
观察记录溶液颜色变化：
B、PH对酶活性的影响（材料：选用过氧化氢和过氧化氢酶） 取8支试管编号，分别加入等量的过氧化氢酶溶液
用HCl或NaOH溶液调出不同的PH
分别滴加等量的新鲜的肝脏研磨液
用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况
第二节 细胞的能量“通货”-----ATP【直接能源物质】
一、ATP的结构和功能
1、中文名称： 2、结构简式：
3、符号的含义：A：腺苷（包括：核糖和腺嘌呤） P：磷酸集团 ～：高能磷酸键 —：普通化学键
4、结构特点：①：高能量。高能磷酸键储存着大量的能量 ②不稳定：ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用下远离腺苷的高能磷酸键容易水解，释放出大量能量。
5、组成元素：C、H、O、N、P。 ATP完全水解的成分是： 、 、 、 6、功能：细胞生命活动的直接能源物质。 二、ATP与ADP可以相互转化 绿色植物 动物和人等
酶Ⅰ
ATP ADP + Pi+ 能量 酶Ⅱ
酶Ⅰ ADP + Pi+ 能量 ATP 酶Ⅱ
反应式 类型 条件 场所 能量转换 能量来源 能量的去向 ATP ADP + Pi+ 能量 ADP + Pi+ 能量 ATP 水解反应 水解酶 活细胞内多种场所 放能（与吸能反应相联系） 高能磷酸键 用于各项生命活动 合成反应 合成酶 细胞质基质、线粒体、叶绿体 储能（与放能反应相联系） 有机物和光能 储存于ATP中 特别提醒：①ATP与ADP相互转化的过程应判断为：物质可逆，能量是不可逆的，因此该转化过程不是可逆反应 ②ATP
在生物体内含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡之中。 三、ATP的利用
1、用于主动运输；肌细胞收缩；生物发光、发电；大脑思考、细胞内各种吸能反应等
2、ATP中的能量可转变为：渗透能、机械能、光能、电能、化学能、热能。但形成ATP时的能量只来源于：有机物氧化分解中的化学能、光能。 四、关于能源物质的分类
主要的能源物质： ；良好的储能物质： ；直接供能的物质： ；
最终能源： ；储能多糖：动物 ，植物： ；一般不供能的能源物质 ；
第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸
一.有氧呼吸：有机物在细胞内进行 不彻底 的氧化分解，生成 CO2 或其他产物，逐步释放能量，并生成 ATP的过程
二、.细胞呼吸分为 有氧呼吸 和 无氧呼吸 三.探究酵母菌细胞呼吸的方式：
有氧呼吸 无氧呼吸
1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行呼吸，属于 兼性厌氧 菌 检测产物 2.检测产物 试剂名称 现象观察 评价标准 澄清石灰水 变浑浊 变浑浊程度 CO2 由蓝变绿再变黄 变黄的时间 检测产物 实验条件 实验现象 酒精 重铬酸钾溶液 酸性条件 由橙色变灰绿色 溴麝香草酚蓝水溶液 试剂名称 3.现象：①.有氧呼吸装置中第一个锥形瓶的作用是 吸收进入锥形瓶内的CO2 ；最后一个锥形瓶是否变浑浊？ 变浑浊 ，其作用是 检测是否产生CO2及产生的量
②.有氧呼吸装置中最后一个锥形瓶变浑浊程度比无氧呼吸的 高且速度快 ，A号锥形瓶中溶液由橙色变成 灰绿色， ．．．．．A组 不变色
4.结论：酵母菌在有氧条件下产生大量的 CO2 和 H2O ，在无氧条件下产生少量的 酒精 和 CO2 5.注意：①.无氧呼吸装置中第一个锥形瓶要反应一段时间后再与第二个锥形瓶相连，为什么？ 消耗掉装置内的O2 ②.本实验中自变量是 有氧、无氧 ，因变量是 有氧、无氧条件下产生的CO2或酒精的量 ，
无关变量NaOH的质量分数和剂量、温度等
四.酵母菌、乳酸菌等 微生物 的 无氧 呼吸也叫做发酵，产酒精的叫 酒精发酵 ，产乳酸的叫 乳酸发酵 ．．．五.细胞呼吸的方式
有氧呼吸 场所 反应物 生成物 产生ATP数量 与氧的关系 第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸+[H] 少量 不需氧 酒精 第二阶段 线粒体基质 丙酮酸+H2O CO2+[H] 少量 不需氧 第三阶段 线粒体内膜 [H]+O2 H2O 大量 需氧 乳酸 无氧呼吸 场所 过程 第一阶段 第二阶段 总反应式 细胞质基质 葡萄糖生成丙酮酸和[H]，并生成少量能量 丙酮酸生成酒精和CO2 丙酮酸生成乳酸 注：哪些物质的细胞无氧呼吸产生酒精？ 酵母菌、大多数的植物 ．．哪些物质的细胞无氧呼吸产生乳酸？ 乳酸菌、动物、植物的部分器官（玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根 ．．．
