重點高中生物必修一第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用知識點

1、重點高中生物必修一第五章細(xì) 胞的能量供給和利用知識點作者:日期:第五章細(xì)胞的能量供給和利用一、酶一一降低反響活化能細(xì)胞代謝：細(xì)胞內(nèi)每時每刻進行著許多 化學(xué)反響.統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。活化能：分子從 常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反響的 活潑狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。2. 定義：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。注：由活細(xì)胞產(chǎn)生與核糖體有關(guān)成分：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。 催化性質(zhì)：A.比無機催化劑更能減低化學(xué)反響的活化能，提高化學(xué)反響速度。B.反響前后酶的性質(zhì)和數(shù)量沒有變化。特性：專一性、高效性、多樣性 影響酶活性的條件：溫度、PH值酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值

2、等，過酸、過堿、高溫都會破壞酶分子結(jié)構(gòu)。低溫也會影響酶的活性，但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。圖 例V 41酶濃度=廠/底物濃度 S1溫度 七解析在底物足夠，其他 因素固定的條件下， 酶促反響的速度與 酶濃度成正比。在S在一定范圍內(nèi)，V隨S增加而 加快，近乎成正比；當(dāng)S很大且達 到一定限度時，V也到達一個最大 值，此時即使再增加 S,反響幾乎 不再改變。在一定溫度范圍內(nèi) V隨T的升高而加快 在一定條件下，每一種酶在某一溫度時活 力最大，稱最適溫度；當(dāng)溫度升高到一定 限度時，V反而隨溫度的升高而降低。二、ATP 三磷酸腺苷 ATP是生物體細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物，是生物體進行各項生命活動的直接能

3、源，它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。1 結(jié)構(gòu)簡式 A PPP2. ATP與ADP的轉(zhuǎn)化 ATPADP + Pi + 能量物質(zhì)可逆.能量不可逆.酶不相同直接能源物質(zhì)ATP主要能源物質(zhì)糖類生物體內(nèi)重要儲能物質(zhì)脂肪動物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)糖原植物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)淀粉能量的最終來源太陽能三、ATP的主要來源一一細(xì)胞呼吸呼吸是通過呼吸運動吸進氧氣，排岀二氧化碳的過程。細(xì)胞呼吸是指有機物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放 岀能量并生成ATP的過程。分為：1. 有氧呼吸： 概念：指細(xì)胞在 有氧的參與下.通過多種酶的催化作用.把葡萄糖等有機物徹底氧化分解.產(chǎn)生二氧化 碳和水.釋放大量

4、能量.生成大量ATP的過程。 場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和線粒體 主要場所 線粒體C6H12O葡萄糖酶散失 能量仝* ATP丙酮酸。2酶O細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)散失線粒體內(nèi)膜.ATP能量有氧呼吸吸全過程圖解:4線粒體基質(zhì)酶散失時能量atpco有氧呼吸總反響式：C6H12C6 + 6H2O + 6C2酶 6CQ2+ 12F2O + 能量場所反響物生成物產(chǎn)生能量第一 階段細(xì)胞質(zhì) 基質(zhì)葡萄糖不 需氧丙酮酸H少量第二 階段線粒體 基質(zhì)丙酮酸H2O 不需氧CO2 H少量第三 階段線粒體 內(nèi)膜H氧氣H2O大量全過 程主要在 線粒體葡萄糖、H2O、氧氣CO2 h2o總共2870 KJ 有1161 KJ儲存在ATP中有氧呼吸中原

5、子的轉(zhuǎn)移：C的轉(zhuǎn)移C6H12Qt丙酮酸 t CC2'C6H12O5t丙酮酸t(yī) h t 屯。H的轉(zhuǎn)移Ih2o t h t ho'C6H12Qt丙酮酸ro的轉(zhuǎn)移HO j t CC2'O?T H2O 有氧呼吸的意義：有氧呼吸是大多數(shù)生物特別是人和高等動植物獲得能量的 主要途徑。2. 無氧呼吸： 概念：指細(xì)胞在無氧條件下.通過多種酶的催化作用.把葡萄糖等有機物分解成為 不徹底的氧化產(chǎn)物乳 酸或酒精.釋放少量能量.生成少量ATP的過程。場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸總反響式：酒精發(fā)酵：°6耳22 酶 2C2H5OH + 2CQ +少量能量乳酸發(fā)酵：C6H12C2C3H6C3

6、+ 少量能量無氧呼吸第一階段：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶GH12Q52GF4Q+4H+ 少量能量無氧呼吸第二階段：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶* 2C2H5OH + 2CO 2酶2C3H5Q微生物的無氧呼吸也可以稱為 發(fā)酵。大多數(shù)植物、酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。高等動物、乳酸菌、高 等植物的某些器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等的無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。 無氧呼吸的意義： 高等植物在水淹的情況下.可以進行短暫的無氧呼吸.將葡萄糖分解為 酒精和二 氧化碳.釋放岀能量以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。酒精會毒害根細(xì)胞.產(chǎn)生爛根現(xiàn)象 人在劇烈運動時.需要在相對較短的時間內(nèi)消耗大量的能量.肌肉細(xì)胞那么以無氧呼吸的方式將葡萄糖分解為乳酸.釋放岀一定能量滿足人體的

7、需要。3. 有氧呼吸及無氧呼吸的能量去路： 有氧呼吸所釋放的能量一局部用于生成 ATP但大局部以熱能的形式散失了無氧呼吸所釋放的能量小局部用于生成ATP大局部儲存于乳酸或酒精中。有氧呼吸無氧呼吸概念指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把 葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生CO2和H2O釋放能量，生成許多 ATP的過程指細(xì)胞在無氧的參與下，通過多種酶的催化作 用，把葡萄糖等有機物分解成不徹底的氧化產(chǎn) 物，同時釋放岀少量能量的過程。過程 C6H12O6 2丙酮酸+4 H +少能 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2 +20 H+少能 24H + 6O2 12H2O + 大量能量 C6H12O6 2丙

8、酮酸+ 4H +少能2C3H6O3 乳酸 2 丙酮酸 2C2H5OH + 2CO2反應(yīng)式酶C6H12O6+6H2O+6O 6CO2 + 12H2O + 大量能量C6H12O6 j酶C3H6O3 + 少量能量 酶C2H5OH + 2CO2 + 少能不 同 占 八、場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線基質(zhì)線內(nèi)膜始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件除外，需分子氧、酶不需分子氧、需酶產(chǎn)物 CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量 大量、合成 38ATP 1161KJ少量、合成 2ATP(61.08KJ)相 同 占 八、聯(lián)系從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同，以后階段不同實質(zhì) 分解有機物，釋放能量，合成ATP意義為生物體的各項生命活動提供能量四、影

9、響細(xì)胞呼吸作用的因素1、內(nèi)部因素一一遺傳因素決定酶的種類和數(shù)量2、環(huán)境因素1 溫度步驟原理試劑備注提取色靂能洛于右機渚剖無水乙醇、丙銅電綠葉+丙舸卜二氧 化辟+碳醯鈣制備濾犖篆一畫濾液細(xì)線細(xì)*F離雅解度有異旦在濾城 】護粒辿麻不同層析藏石油醛、 丙歩和梵細(xì)線不融及層析液口種類含量擴散速度E胡夢卜盛最少ti： <<葉黃索較少較髙較怏蒂綠色葉綠素?黃-綠色葉綠噸h較寒最低溫度以影響酶的活性影響呼吸速率。在最低點與最適點之間，呼吸酶活性低，呼吸作用受抑制，呼吸速率隨溫度的升 高而加快。超過最適點，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼 吸作用受到抑制，呼吸速率那么會隨著溫度的增高而下降。植物在0

10、2濃度為0時只進行無氧呼吸，大多數(shù)植物無氧呼吸 的產(chǎn)物是酒精和 C02 ； 02濃度在010%時，既進行有氧呼吸又 進行無氧呼吸；在 02濃度5%時，呼吸作用最弱；在 02濃度超 過10%時，只進行有氧呼吸。有氧環(huán)境對無氧呼吸起抑制作用， 抑制作用隨氧濃度的增加而增強，直至無氧呼吸完全停止在一定氧 濃度范圍內(nèi)，有氧呼吸的強度隨氧濃度的增加而增強。3CO2濃度從化學(xué)平衡角度分析,4含水量CO2濃度增加，呼吸速率下降度在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強度隨含水量的增加而增強, 隨含水量的減少而減弱五、光合作用1發(fā)現(xiàn)2場所葉綠體-；CO2濃雙層膜基質(zhì)：DNA，多種酶、核糖體等基粒 多個類囊體片層堆疊而成J胡蘿

11、卜素橙黃色1/3 1 廠類胡蘿卜素葉黃素黃色2/3 1/4葉綠素A 藍綠色色素吸藍紫光3/4葉綠素3/4 葉綠素B 黃綠色1/4吸紅橙和藍紫光3. 考前須知:a試劑的作用：無水乙醇： 提取色素層析液：別離色素二氧化硅：使研磨充分 碳酸鈣：防止色素被破壞b收集到試管中的濾液.用棉塞塞嚴(yán)管口的目的： 防止無水乙醇揮發(fā)c將定性濾紙剪去兩角的目的：防止兩邊的色素在濾紙條上擴散過快、不均勻.便于觀察實驗結(jié)果。d別離色素時.不能讓濾液細(xì)線觸及層析液的原因是：因為色素會溶解于層析液中.從而導(dǎo)致實驗效果極差.甚至失敗。(3)光合作用：光合作用是指綠色植物通過葉綠體.利用光能.把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機

12、物并且釋放氧氣的過程。CO 2 +H 2 0_光能H葉綠體2 0)+0光合作用的全過程:尤反響階段1光反響:條件:過程:有光場所：葉綠體的類囊體薄膜上 水的光解: ATP的合成: 能量變化：光能-ATP中活潑的化學(xué)能2暗反響:條件:過程:有光和無光場所：葉綠體基質(zhì)能量變化：ATP中活潑的化學(xué)能-有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反響和暗反響的比擬:光反響暗反響條件光、H20、色素、酶C02、H、ATP、C5、酶時間短促較緩慢場所類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)過程 水的光解2H2O 4H + 02 ATP的合成：ADP + Pi +光能 ATP C02 的固定：C02 + C5 2C3 C3/ C02 的復(fù)原：

13、2C3 + H (CH20)實質(zhì)光能化學(xué)能，釋放02同化C02，形成CH20總式光C02 + H20 (CH20 ) + 02能或 C02 + 12H2O。光(CH20) + 602 + 6H2O物變無機物 C02、H20 |能機物CH20能變光能ATP中活潑的化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能光合作用的實質(zhì)通過光反響把光能轉(zhuǎn)變成活潑的化學(xué)能，通過暗反響把二氧化碳和水合成有機物，同時把活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能貯存在有機物中。4、光合作用的意義 制造有機物，實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變，將 C02和H20合成有機物，轉(zhuǎn)化并儲存太陽能； 調(diào)節(jié)大氣中的02和CO2含量保持相對穩(wěn)定；生物生命活動所需能量的最終來源；注：

14、光合作用是生物界最根本的物質(zhì)代謝和能量代謝。5、影響光合作用速率的因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用光合速率是光合作用強度的指標(biāo)，它是指單位時間內(nèi)單位面積的葉片合成有機物的速率。影響因素包 括植物自身內(nèi)部的因素，如處在不同生育期等，以及多種外部因素。光照強度如下圖1單因子對光合作用速率影響的分析曲線分析：A點光照強度為0，此時只進行細(xì)胞呼吸， 釋放C02量說明此時的呼吸強度。AB段說明光照強度加強，光合作用逐漸加強，C02的釋放量逐漸減少，有一局部用于光合作用；而到B點時，細(xì)胞呼吸釋放的C02全部用于光合作用，即光合作用強度=細(xì)胞呼吸強 度，稱B點為光補償點植物白天的光照強度在光補償點以上，植物才能正常生

15、長。BC段說明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強， 到C點以上不再加強了,稱C點為光飽和點光照面積如下圖應(yīng)用：陰生植物的光補償點和光飽和點比擬低，如上圖虛線所示。間作套種時農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹 種的配置，冬季溫室栽培防止高溫等都與光補償點有關(guān)。曲線分析：0A段說明隨葉面積的不斷增大， 光合作用實際量不斷增大，A點為光合作用葉面積 的飽和點。隨葉面積的增大，光合作用不再增加， 原因是有很多葉被遮擋，光照強度在光補償點以下。 0B段說明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點以后光合作用不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加呼吸量0C段不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低BC段。應(yīng)用：適當(dāng)間

16、苗、修剪，合理施肥、澆水，防止徒長。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補償 點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。 CO2濃度、含水量和礦質(zhì)元素如下圖溫度如下圖曲線分析：CO2和水是光合作用的原料，礦質(zhì)元素直接或間接影響 光合作用。在一定范圍內(nèi)， C02、水和礦質(zhì)元素越多，光合作用速 率越快，但到 A點時，即C02、水、礦質(zhì)元素到達飽和時，就不 再增加了。應(yīng)用：“正其行，通其風(fēng)，溫室內(nèi)充 CO2,即提高CO2濃度， 增加產(chǎn)量的方法.合理施肥可促進葉片面積增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率曲線分析：光合作用是在酶催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在 1035C下正常進行

17、光合作用，其中 AB 段1035 °C隨溫度的升高而逐漸加強，B點35C以上光合酶活 性下降，光合作用開始下降，50%左右光合作用完全停止。應(yīng)用：冬天溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降 低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用：晚上適X令a廉2多因子對光合作用速率影響的 分析如下圖曲線分析：P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因 子，隨著因子的不斷加強，光合速 率不斷提高。當(dāng)?shù)?Q點時，橫坐當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證有機物的積累標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的 方法。應(yīng)用：溫室栽培時，在

18、一定光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當(dāng)充加CO2,進一步提高光合速率。 當(dāng)溫度適宜時，可適當(dāng)增加光照強度和 CO2濃度以提高光合速率。 總之，可根據(jù)具體情況，通過增加光照強度，調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度來充分提高光合速率，以到達增產(chǎn)的目的6、總結(jié)：光合作用在現(xiàn)實生活中延長光照時間如口：補充人工光照、多季種植增加光照面積女口：合理密植、套種弋 光照強弱的控制：陽生植物 強光.陰生植物弱光適當(dāng)提高C02濃度：施農(nóng)家肥適當(dāng)提高白天溫度降低 夜間溫度必需礦質(zhì)元素的供給：施化肥7、計算真光合作用速率=凈光合作用速率+細(xì)胞呼吸作用速率CO2吸收D合口真光合作用=凈光CO2釋放E、/t光照K-呼吸-A雖度- 光合作用制造的有機物=光合作用積累的有機物+細(xì)胞呼吸消耗的有機物