第五章细胞的能量供给和利用
第一节降低反响活化能的酶
一、细胞代谢与酶
◎ 新陈细胞代谢：活细胞内全部有序化学反响的总称.
◎ 活化能：分子从常态转变成容易发生化学反响的活泼状态所需要的能量.
1. 酶的探索：
①巴斯德之前：发酵是纯化学反响,与生命活动无关.
②巴斯德：发酵与活细胞有关；发酵是整个细胞.
③利比希：引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用.
④比希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样.
⑤萨姆纳：从刀豆种子提纯出来的月尿酶是一种蛋白质.
⑥许多酶是蛋白质.
⑦切赫与奥特曼：少数 RNAM有生物催化功能.
2、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物.
注： ①由活细胞产生〔与核糖体有关〕
②催化性质：A.比无机催化剂更能减低化学反响的活化能,提升化学反响速度.
B.反响前后酶的性质和数量没有变化.
③成分：绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA
3、酶的特性：专一性,高效性,作用条件较温和
①高效性：催化效率很高,使反响速度很快.
②专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反响.
③ 需要适宜的条件 〔温度和pH值〕 一 温和性 一 易变性一特异性 .
酶的催化作用需要适宜的温度、 pH值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构.
低温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构.
二、影响酶促反响的因素〔难点〕
1、 酶浓度
2、底物浓度
3、PH值：过酸、过碱使酶失活
4、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.
1、比拟过氧化氢酶在不同条件下的分解 〔过程见课本P79〕
实验结论：酶具有催化作用,并且催化效率要比无机催化剂 Fe3+高得多
限制变量法：变量、自变量、因变量、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.
2、影响酶活性的条件〔要求用限制变量法,自己设计实验〕
细胞的能量供应和利用-V1
细胞的能量供应和利用
细胞是所有生命活动的基本单元，而能量是支撑生命活动所必需的。细胞能够利用来自外界的能源，并在细胞内部进行多种代谢作用，从而维持其正常的生命活动。本文将重点讨论细胞的能量供应和利用过程。
一、能量供应
1. 光合作用
光合作用是由细胞内的叶绿体负责的，能够将太阳光转化为可利用的化学能，同时产生氧气和葡萄糖等有机物。光合作用是地球上的主要能量来源，几乎所有生物都依赖于其产生的有机物来维持生命活动。
2. 细胞呼吸
细胞呼吸是指细胞内的线粒体利用有机物分解产生的化学能，并将其转化为可用能的过程。细胞呼吸可以分为三个阶段：糖解、三羧酸循环和氧化磷酸化。在这个过程中，ATP分子作为生命活动所必需的能量来源，被不断地产生出来。
二、能量利用
1. 细胞工作
能量被细胞用来完成各种生物学过程，如细胞分裂、蛋白质合成等。没有足够的能量供应，细胞将无法维持其正常功能，甚至最终死亡。
2. 热能产生
细胞内的化学反应产生的副产物包括热量，这些热量被细胞代谢掉，使得细胞能够保持一个稳定的体温。一些动物会利用这些热能来维持其生命活动，比如暖血动物体内的恒温调节。
3. 储存为脂肪
有时，细胞引入的能量超过了其需要的数量，这些多余的能量将被转化为脂肪储存在细胞内部。这些脂肪可以作为未来可能需要的能源储备，维持细胞的正常生命活动。
结论
细胞的能量供应和利用是非常复杂的过程，在细胞生物学中起着重要的作用。掌握这些过程对于我们更好地理解生命现象，也有助于我们设计更有效的生物技术。
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、酶的作用和本质
1．细胞代谢
(1)场所：活细胞内。
(2)实质：各种化学反应的总称。
(3)意义：细胞生命活动的基础。
2．酶在细胞代谢中的作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理：过氧化氢在水浴加热、FeCl3 溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。
(2)实验步骤和实验现象
试管步骤
相同处理 向4支试管中分别加入2 mL过氧化氢溶液
不同处理 不处理 放在90 ℃左右的水浴 中 加 热 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液
现象 气泡 基本无 少 较多 很多
带火星卫生香 无复燃 有复燃 复燃性较强 复燃性很强
(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。
3．控制变量和对照实验
(1)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。
(2)因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。
(3)无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。
控制变量的科学方法：
（4）对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。
对照实验的类型和对照组、实验组的判断： 1．空白对照
设置两组实验，其中施加实验变量(要研究的因素)处理的为实验组，常态或未施加实验变量(要研究的因素)处理的为对照组。自变量为实验变量的有无。一般验证性实验采用空白对照。
2．相互对照
设置三组以上的实验，每一组既作为实验组，同时又是其他组的对照。自变量为实验变量的不同量度(或类别)。一般“探究××最适(佳)条件”的实验采用相互对照。
3．自身对照
实验组、对照组在同一实验对象上进行，即实验处理前的为对照组，处理后的为实验组，自变量为实验变量的处理与否，如“探究植物细胞的吸水和失水”实验。
4．条件对照
高中生物必修一细胞的能量供应和利用
Final revision on November 26, 2020
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、细胞代谢与酶
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.
2、酶的发现：发现过程，发现过程中的科学探究思想，发现的意义
3、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。
4、酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和
5、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。
二、影响酶促反应的因素（难点）
1、底物浓度
2、酶浓度
3、PH值：过酸、过碱使酶失活
4、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。
三、实验
1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79）
实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多
控制变量法：变量、自变量、因变量、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。
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。
第二节细胞的能量“通货”——ATP
一、什么是ATP
是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷
二、结构简式：A-P~P~PA代表腺苷P代表磷酸基团～代表高能磷酸键
三、ATP和ADP之间的相互转化
ADP+Pi+能量ATP
ATPADP+Pi+能量
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
第三节ATP的主要来源——细胞呼吸
1、概念：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，释放出能量并生成ATP的过程。
