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第四章 光合作用和细胞呼吸
第一节 ATP和酶
一、ATP
1、功能:ATP是生命活动的直接能源物质 注:生命活动的主要的能源物质是糖类(葡萄糖); ..
生命活动的储备能源物质是脂肪。 ..生命活动的根本能量来源是太阳能。 ..
2、结构:
中文名:腺嘌呤核苷三磷酸(三磷酸腺苷)
构成:腺嘌呤—核糖—磷酸基团~磷酸基团~磷酸基团 简式: A-P~P~P
(A :腺嘌呤核苷; T :3; P:磷酸基团;
~ : 高能磷酸键,第二个高能磷酸键相当脆弱,水解时容易断裂) 3、ATP与ADP的相互转化: 酶
ATP ADP+Pi+能量 注:
(1)向右:表示ATP水解,所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。
向左:表示ATP合成,所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。
(在人和动物体内,来自细胞呼吸;绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用) (2)ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变,且十分迅速。 二、酶
1、概念:酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质,又称为生物催化
剂。(少数核酸也具有生物催化作用,它们被称为“核酶”)。
2、特性: 催化性、高效性、特异性 3、影响酶促反应速率的因素
(1)PH: 在最适pH下,酶的活性最高,pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。(PH过高或过低,酶活性丧失) (2)温度: 在最适温度下酶的活性最高,温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。(温度过低,酶活性降低;温度过高,酶活性丧失)
另外:还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。 4、实验:探究影响酶活性的因素
原理:细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶对化学反应的催化效率称为酶活性。细胞都生活在一定的环境中,环境条件的改变会不会影响细胞内酶的活性呢?
实验材料用具:试管、过氧化氢溶液、缓冲液( pH5.0 、 pH6.0 、 pH7.0 、pH8.0 ) 酵母菌液。淀粉溶液、唾液、 37℃温水、沸水、冰块、碘液。 (1)探究酶的活性与温度的关系: 实验方法步骤:
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实验结果分析:说明温度过高和过低均不利于酶活性的发挥,在适宜温度下酶的活性才最高。 (2)探究酶的活性与pH的关系 实验方法步骤:
实验结果分析:产生气泡多的试管中酶活性越高。只有在适宜PH条件下酶的活性才最高。
第二节光合作用
一、光合作用的发现
? 1648 比利时,范·海尔蒙特:植物生长所需要的养料主要来自于水,而不是土壤。 ? 1771 英国,普利斯特莱:植物可以更新空气。
? 1779 荷兰,扬·英根豪斯:植物只有绿叶才能更新空气;并且需要阳光才能更新空气。 ? 1880美国,恩吉(格)尔曼:光合作用的场所在叶绿体。 ? 1864 德国,萨克斯:叶片在光下能产生淀粉
? 1940美国,鲁宾和卡门(用放射性同位素标记法):光合作用释放的氧全部来自参加反应
的水。(糖类中的氢也来自水)。
? 1948 美国,梅尔文·卡尔文:用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪,
进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。 二、实验:提取和分离叶绿体中的色素 1、原理:
叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂(如丙酮、酒精等)。 叶绿体中的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;反之则慢。 2、材料用具:新鲜的绿叶(菠菜的绿叶等)。干燥的定性滤纸,试管,棉塞,试管架,研钵,玻璃滤斗,尼龙布,毛细吸管,剪刀,药勺,量筒(10Ml),天平。无水乙醇,层析液(20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用),SiO2和
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CaCO3。
3、方法步骤:
(1)提取绿叶中色素:称取绿叶5g→剪碎置于研钵→放入少许SiO2和CaCO3→加入10mL丙酮→充分研磨→过滤→收集滤液(试管口用面塞塞严) (2)制备滤纸条: (3)画滤液细线:
(4)分离色素:滤纸条轻轻插入盛有层析液的小烧杯中,用培养皿盖住小烧杯。
4、结果分析:色素在滤纸条上的分布如下图:
(橙黄色) 最快(溶解度最大) (黄 色) (蓝绿色) 最宽(最多) (黄绿色) 最慢(溶解度最小)
5、注意:
? 丙酮的用途是提取(溶解)叶绿体中的色素, ? 层析液的的用途是分离叶绿体中的色素; ? 石英砂的作用是为了研磨充分,
? 碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏;
? 分离色素时,层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中; 5、色素的位置和功能
叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光;
胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。 Mg是构成叶绿素分子必需的元素。 三、光合作用
1、概念:
指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。 2、过程:
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(1)光反应
条件:有光 、色素、酶 场所:叶绿体类囊体薄膜 过程:① 水的光解:
② ATP的合成:(2)暗反应
条件:有光和无光 、酶 场所:叶绿体基质 过程:①CO2的固定:② C3的还原:
(光能→ATP中活跃的化学能)
(ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能)
3、总反应式:
光能
CO2 + H2O (CH2O)+ O2 叶绿体
4、实质:把无机物转变成有机物,把光能转变成有机物中的化学能 四、影响光合作用的环境因素:光照强度、CO2浓度、温度等 (1)光照强度:在一定的光照强度范围内,光合作用的速率随着光照..........强度的增加而加快。
(2)CO2浓度:在一定浓度范围内,光合作用速率随着CO2浓度的增加.......而加快。
(3)温度:光合作用只能在一定的温度范围内进行,在最适温度时,光合作用速率最快,高于或低于最适温度,光合作用速率下降。
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