第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸
一、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化塘或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
呼吸作用的实质：细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。
二、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
材料：新鲜的食用酵母菌(单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都可以生存，属于兼性厌氧菌)
检测二氧化碳的产生：澄清石灰水变浑浊，溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。
实验注意：
1、培养液的配制：5%的葡萄糖溶液要煮沸再冷却使用。(杀死其他微生物)
2、无氧呼吸的酵母菌培养瓶，应该先封口一段时间再连接澄清石灰水的锥形瓶(使瓶内的原有氧气消耗完)
三、有氧呼吸
1、有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
2、一般地说，线粒体均匀的分布在细胞质中，但是活细胞中的线粒体可以定向的运动到代谢比较旺盛的部位。如：鸟类的胸肌，动物的心肌线粒体较多。
3、有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应方程式可以简写成：
总反应式：C6H12O6 +6O2+6H2O6CO2 +12H2O +大量能量(38ATP) 第一阶段：细胞质基质 C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段：线粒体基质 2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H] +少量能量(2ATP) 第三阶段：线粒体内膜 24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)
概括的说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
这里的[H]是简化的表示，[H]是还原型的辅酶Ⅰ即NADH，是由氧化型辅酶ⅠNAD+
4、1mol葡萄糖彻底氧化分解产生大约2870kJ能量，其中1161左右转化到ATP中，剩余均以热能形式散发出去。
四、无氧呼吸
1、无氧呼吸的全过程可以概括为两个阶段，需要不同酶的催化，都在细胞质基质中进行。
2、无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量第一阶段：细胞质基质 C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段：细胞质基质 2丙酮酸+4[H]2C2H5OH+2CO2
发生生物：大部分植物，酵母菌
3、无氧呼吸产生乳酸：C6H12O62乳酸+少量能量第一阶段：细胞质基质 C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段：细胞质基质 2丙酮酸+4[H]2C3H6O3
发生生物：高等动物、乳酸菌、甜菜块根、马铃薯块茎、玉米胚(蛔虫和哺乳动物成熟红细胞只能无氧呼吸产生乳酸)
注意：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节降低反应活化能的酶
一、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。
特点：1、一般都需要酶的催化 2、在水环境中进行
3、反应条件温和 4、一般伴随着能量的释放和储存
二、实验：比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
无机催化剂：三价铁离子(生锈的铁钉)
有机催化剂：过氧化氢酶(肝脏研磨液、土豆浸出液)
1号试管：2ml过氧化氢溶液
2号试管：2ml过氧化氢溶液水浴加热到90摄氏度
3号试管：2ml过氧化氢溶液+三价铁离子
4号试管：2ml过氧化氢溶液+过氧化氢酶
实验结论：1、加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转化为容易分解的活跃状态。2、Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，是降低了过氧化氢分解的活化能。3酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多
活化能：分
①没有酶催化的反应曲线是b
②有酶催化的反应曲线是a
③AC段的含义是在无机催化剂的条件下，反应所需要的活化能
④BC段的含义是酶降低的活化能
⑤若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动
三、控制变量法：变量、自变量(人为改变的变量)、因变量(随着自变量的变化而变化的变量)、无关变量的定义。
对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。
原则：对照原则，单一变量的原则。
四、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
1、酶的特性：专一性(脲酶分解尿素成氨和二氧化碳、蛋白质分解蛋白质)
高效性(酶的催化效率高于无机催化剂)
作用条件较温和(最适温度，最适pH)
2、影响酶活性的条件(要求用控制变量法，自己设计实验)
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。探究温度对唾液淀粉酶活性的影响
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。
注意：①不能用过氧化氢酶探究温度对酶的影响，因为过氧化氢高温分解
②探究温度对酶的影响不能用斐林试剂，斐林试剂检测还原糖需要加热
③斐林试剂和碘液不可检测pH，斐林试剂和酸反应，碘液和碱反应
五、影响酶促反应的因素
1、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。
2、PH值：过酸、过碱使酶失活
3、底物浓度 4、酶浓度 5、激活剂和抑制剂
注：酶制剂适合在低温(1~4摄氏度保存)
第二节 细胞的能量“通货”——ATP
一、ATP直接给细胞的生命活动提供能量的有机物(直接能源物质)
糖类(主要能源物质)脂肪(主要储能物质)、最终能量来源(太阳光)
二、ATP分子中具有高能磷酸键
ATP是三磷酸腺苷的缩写，结构式可简写成A—P～P～P，A代表腺苷，P代表磷酸集团，～代表高能磷酸键。
A腺苷由腺嘌呤和核糖组成
三、ATP和ADP可以相互转化
ATP可以水解(高能磷酸键水解)，远离A的～易断裂(释放能量);易形成(储存能量)。反应须水
ATPADP + Pi+ 能量
在有关酶催化下，ADP 和 Pi重新形成ATP(有水生成)
ADP + Pi+ 能量ATP
ATP和ADP的相互转化时时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。
四、ATP和ADP能量转化
1、ATP水解时的能量用于各种生命活动。
2、ADP转化为ATP所需能量来源：
动物和人：呼吸作用
绿色植物：呼吸作用、光合作用
场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体
3、ATP的利用
吸能反应一般与ATP水解相联系，由ATP的水解提供能量。
放能反应一般与ATP的合成有关，释放的能量用于ADP合成ATP储存在ATP中。
第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸
一、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化塘或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
呼吸作用的实质：细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。
二、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
材料：新鲜的食用酵母菌(单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都可以生存，属于兼性厌氧菌)
检测二氧化碳的产生：澄清石灰水变浑浊，溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。
实验注意：
1、培养液的配制：5%的葡萄糖溶液要煮沸再冷却使用。(杀死其他微生物)
2、无氧呼吸的酵母菌培养瓶，应该先封口一段时间再连接澄清石灰水的锥形瓶(使瓶内的原有氧气消耗完)
三、有氧呼吸
1、有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
2、一般地说，线粒体均匀的分布在细胞质中，但是活细胞中的线粒体可以定向的运动到代谢比较旺盛的部位。如：鸟类的胸肌，动物的心肌线粒体较多。
3、有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应方程式可以简写成：
总反应式：C6H12O6 +6O2+6H2O6CO2 +12H2O +大量能量(38ATP) 第一阶段：细胞质基质 C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段：线粒体基质 2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H] +少量能量(2ATP) 第三阶段：线粒体内膜 24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)
概括的说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
这里的[H]是简化的表示，[H]是还原型的辅酶Ⅰ即NADH，是由氧化型辅酶ⅠNAD+
4、1mol葡萄糖彻底氧化分解产生大约2870kJ能量，其中1161左右转化到ATP中，剩余均以热能形式散发出去。
四、无氧呼吸
1、无氧呼吸的全过程可以概括为两个阶段，需要不同酶的催化，都在细胞质基质中进行。
2、无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量第一阶段：细胞质基质 C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段：细胞质基质 2丙酮酸+4[H]2C2H5OH+2CO2
发生生物：大部分植物，酵母菌
3、无氧呼吸产生乳酸：C6H12O62乳酸+少量能量第一阶段：细胞质基质 C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段：细胞质基质 2丙酮酸+4[H]2C3H6O3
发生生物：高等动物、乳酸菌、甜菜块根、马铃薯块茎、玉米胚(蛔虫和哺乳动物成熟红细胞只能无氧呼吸产生乳酸)
注意：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵
第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸
五、有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸：所释放的能量大部分以热能形式散失了，一部分用于生成ATP。
无氧呼吸：能量大部分储存于乳酸或酒精中，小部分用于生成ATP和热能。
六、有氧呼吸过程中氧的去路：水中的O都来自于氧气，二氧化碳和丙酮酸中的O来自葡萄糖
七、细胞呼吸的影响因素(外因)：
1、温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。
2、氧气浓度：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。
①当氧气浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸，Q点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。
②氧气浓度在0～10%之间，有氧呼吸与无氧呼吸并存，随着氧气浓度增加，无氧呼吸强度减弱，有氧呼吸强度增强。
③当氧气浓度大于或等于10%时，无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。
④当氧气浓度为C时，有机物消耗量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。
⑤氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生CO2的量，所以，两条实线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为0)，无氧呼吸强度为0。
3、二氧化碳浓度：CO2是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。
4、含水量：呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强。粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。
八、细胞呼吸的影响因素(内因)：
受遗传因素影响，不同植物呼吸速率不同，相同植物的不同时期和不同部位植物呼吸速率也不相同。
第四节 能量之源——光与光合作用
一、对于绝大多数生物来说，活细胞中所需能量的最终源头是来自太阳的光能。将光能转化为细胞能利用的化学能就是光合作用。
二、实验——绿叶中色素的提取和分离
1、实验原理：绿叶中的色素都能溶解在有机溶剂如无水乙醇中，且都可溶解在层析液中，它们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。
2、方法步骤中需要注意的问题：(步骤要记准确)
(1)称取新鲜的绿叶，叶子中叶绿素容易分解，不新鲜叶子中叶绿素减少。
(2)研磨时加入二氧化硅有助于研磨得充分，加入碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。
(3)在滤纸条一端剪去两角，防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。
(4)滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?防止细线中的色素被层析液溶解。
(5)滤液细线干燥后再画一两次，增加色素含量使分离出的色素带清晰分明试分析分离(6)色素时色素带颜色过浅的原因。
叶片颜色太浅;叶片放置时间太久;研磨不充分;未加CaCO3粉末;加入提取液量太多。
3、实验结果：
叶绿体中的色素有4种，他们可以归纳为两大类：
叶绿素(约占3/4)：叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b(黄绿色)
类胡萝卜素(约占1/4)：胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素(黄色)
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。
三、捕获光能的结构——叶绿体
结构：外膜，内膜，基质，基粒(由类囊体构成，类囊体在基粒上)。
与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。
光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。
吸收光能的四种色素和光合作用有关的酶，就分布在类囊体的薄膜上。
叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必须的酶。
【微语】每一次努力都不会白费，你在一步步塑造更好的自己。
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