高三生物一輪復(fù)習(xí)【知識精研】細(xì)胞代謝知識補充

上課補充內(nèi)容第五章降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第11課時酶的作用機理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能

加熱分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量活化能H2O2常態(tài)H2O2活躍態(tài)提醒

①加熱不能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但是可以為反應(yīng)提供能量。②酶可以重復(fù)多次利用，不會立即被降解。四、酶的作用機理分析

考點一

酶的作用和本質(zhì)知識點一、酶的本質(zhì)和作用

2.酶的催化作用實驗驗證：比較過氧化氫在不同條件下的分解

考點一

酶的作用和本質(zhì)知識點一、酶的本質(zhì)和作用

3.控制變量及教材中自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”

人為控制的對實驗對象進(jìn)行處理的因素自變量除作為自變量的因素外，其余因素（無關(guān)變量）都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實驗；對照實驗一般要設(shè)置對照組和實驗組對照實驗除自變量外，實驗過程中還存在一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素?zé)o關(guān)變量因自變量改變而變化的變量因變量控制變量和設(shè)計對照實驗Y=a+f(x)（不同條件X）（結(jié)果Y）（相同條件a）五、酶的特性教材中具有“專一性”或“特異性”的物質(zhì)歸納當(dāng)我們討論某種功能時，特異性和專一性可以互用；但當(dāng)我們討論結(jié)構(gòu)時，一般只能使用特異性，不能使用專一性。五、酶的特性3.作用條件較溫和①溫度對酶活性的影響：溫度酶活性最適溫度abc0隨著溫度降低，酶活性下降，若溫度升高可恢復(fù)。隨著溫度升高，酶活性下降，溫度降低時不可恢復(fù)。

低溫使酶活性受抑制，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，溫度恢復(fù)，酶活性可以恢復(fù)。（低溫保存）高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。(高溫變性)溫度不同，酶活性可能相同，如a、c。酶活性實驗探究中的“三宜”“五不宜”酶活性實驗探究中的“三宜”“五不宜”a.競爭性抑制劑抑制劑與底物競爭酶酶抑制劑底物底物抑制劑酶

抑制劑的結(jié)構(gòu)與酶的活性中心相似，當(dāng)抑制劑與酶結(jié)合時，就阻止了底物與酶結(jié)合。

由于競爭性抑制劑與底物競爭酶。因此，增大底物濃度，就是使抑制劑與酶結(jié)合的減少，從而減少抑制作用。因此，競爭性抑制劑的抑制作用可以通過增大底物濃度來抵消其抑制作用。四、抑制劑b.非競爭性抑制劑

由于非競爭性抑制劑不與底物競爭，因此，其抑制作用不能通過增加底物的濃度來抵消其抑制作用。酶底物底物酶抑制劑四、抑制劑“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線果膠酶：溶解細(xì)胞壁中的果膠加酶洗衣粉：去污力更強含酶牙膏：分解細(xì)菌，清新口氣多酶片：治療消化不良溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁：抗菌消炎五、酶的應(yīng)用第12課時細(xì)胞的能量“貨幣”ATP糖類（1）主要能源物質(zhì)：葡萄糖（3）被稱為“生命的燃料”：脂肪（2）主要儲能物質(zhì)：ATP（4）直接能源物質(zhì)：1.功能:2.中文名稱：3.ATP的結(jié)構(gòu)簡式：驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)。腺苷三磷酸A－P～P～P4.ATP的組成元素：C、H、O、N、P

~代表特殊的化學(xué)鍵。

兩個相鄰磷酸都帶負(fù)電相互排斥，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢能，容易斷裂。

每1mol水解釋放的能量多達(dá)30.54KJ，所以說ATP是一種高能磷酸化合物。一、ATP的結(jié)構(gòu)和功能

考點一

ATP的結(jié)構(gòu)和功能【拓展延伸】NTP與dNTP注意：NTP與dNTP均是高能磷酸化合物，可用作RNA或DNA的合成原料，合成過程中會脫去兩個磷酸基團(tuán)，并釋放出大量的能量。知識點二、ATP的功能

1、一個人在劇烈運動狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量，供運動所需。一個成年人在安靜的狀態(tài)下，24h內(nèi)竟有40kg的ATP被水解。資料：ATP是怎樣來解決這一矛盾的？ATP在細(xì)胞內(nèi)是否大量存在？2、研究表明：人體中ATP的總量只有大約2~10mg，劇烈運動時只能維持3s。

ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，但ATP與ADP轉(zhuǎn)化速率很快，從而保證細(xì)胞內(nèi)能量的供應(yīng)。ATP水解ATP合成反應(yīng)式ATP→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP→ATP酶的類型場所能量來源能量去向酶酶ATP水解酶ATP合成酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體存在于細(xì)胞的各個部位特殊的化學(xué)能用于各項生命活動儲存在ATP中有機物中的化學(xué)能或光能這不是可逆反應(yīng)，而是一個循環(huán)式反應(yīng)。物質(zhì)可循環(huán)，但能量不可循環(huán)。所有細(xì)胞的能量供應(yīng)機制，體現(xiàn)生物界的統(tǒng)一性。二、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化①參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應(yīng)位點結(jié)合時，其酶活性就被激活了。①②③(3ATP的利用舉例②在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白磷酸化。③載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外側(cè)。四、ATP的利用

ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)等分子磷酸化。這些分子被磷酸化后，發(fā)生活性變化，空間結(jié)構(gòu)也被改變，因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)。教材隱性知識：源于必修1P86“相關(guān)信息”：腺苷腺苷腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤ATP與DNA、RNA、核苷酸的聯(lián)系能源與能源物質(zhì)知識點一、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

(1)源于必修1P87“圖5－4”：人體內(nèi)ATP的含量很少，但在劇烈運動時，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP，釋放能量，以供運動之需，但人體內(nèi)ATP總含量并沒有太大變化，請分析原因：

。(2)源于必修1P89“拓展應(yīng)用”：在植物、動物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi)，都是以ATP作為能量“貨幣”的，由此說明：______________________________________________________________________。ATP與ADP時刻不停地發(fā)生快速相互轉(zhuǎn)化，并且處于動態(tài)平衡之中生物界具有統(tǒng)一性，也說明種類繁多的生物有著共同的起源【教材隱性知識】

考點二

ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用第13課時細(xì)胞呼吸的方式和有氧呼吸概念圖概念圖2.實驗原理：酒精+重鉻酸鉀（濃硫酸溶液）：②溴麝香草酚藍(lán)溶液：（1）檢測CO2（2）檢測酒精①通入澄清石灰水：澄清→渾濁根據(jù)渾濁程度檢測CO2產(chǎn)生的多少藍(lán)→變綠→再變黃根據(jù)其變黃色時間的長短，檢測CO2產(chǎn)生的多少橙色→灰綠色3.實驗步驟：①配置酵母菌培養(yǎng)液：(

+

)葡萄糖溶液酵母菌酵母菌培養(yǎng)液的配置（必修一P91）探究酵母菌的呼吸方式現(xiàn)象：結(jié)論：澄清石灰水都變渾濁，且有氧呼吸裝置比無氧呼吸的更渾濁。有氧呼吸與無氧呼吸都產(chǎn)生CO2，且有氧呼吸產(chǎn)生的更多。加入瓶中的葡萄糖溶液需加熱并冷卻的目的分別是：a.加熱目的是

。b.冷卻目的是

。加熱以殺死其他微生物及除去溶解氧防止高溫殺死酵母菌探究酵母菌的呼吸方式③檢測酒精的產(chǎn)生：

酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水AB空氣

由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，因此應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時間適當(dāng)延長以耗盡溶液中的葡萄糖。結(jié)論：有氧呼吸不產(chǎn)生酒精，無氧呼吸產(chǎn)生酒精。教材規(guī)定實驗中的“顯色”歸納有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸各物質(zhì)間的關(guān)系比

(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 (2)產(chǎn)生酒精的無氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。 (3)消耗等量的葡萄糖時，產(chǎn)生酒精的無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為1∶3。 (4)消耗等量的葡萄糖時，有氧呼吸消耗的O2摩爾數(shù)與有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸產(chǎn)生CO2摩爾數(shù)之和的比為3∶4。脂肪進(jìn)行有氧呼吸時消耗O2的量≠產(chǎn)生CO2的量。脂肪與葡萄糖相比，含H量高，含O量低，因此有氧呼吸消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。①真核細(xì)胞：

A.若整個呼吸過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，則為

；B.若部分過程在線粒體中進(jìn)行，則為

。無氧呼吸有氧呼吸②原核細(xì)胞：原核細(xì)胞沒有線粒體，故原核細(xì)胞的呼吸作用在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上進(jìn)行，其呼吸方式的判斷應(yīng)是根據(jù)產(chǎn)物判斷，A.若只有二氧化碳和水產(chǎn)生，則為

，B.若有乳酸或酒精產(chǎn)生，則為

。有氧呼吸無氧呼吸三、依據(jù)反應(yīng)場所來判斷習(xí)題鞏固1.氧的濃度會影響細(xì)胞呼吸。在a、b、c、d條件下,底物是葡萄糖,測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2體積變化的相對值如下圖。則下列敘述中正確的是()A.a、b、c、d條件下,細(xì)胞呼吸的場所均為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體B.a條件時,細(xì)胞呼吸最終有[H]的積累C.b、c條件下,細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物只有二氧化碳和水D.若底物是等量的脂肪,則在d條件下釋放的CO2與吸收的O2的比值可能不為1D直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對無氧呼吸有抑制作用。2.氧氣濃度0~b時有氧呼吸和無氧呼吸同時存在，有氧呼吸速率增大，無氧呼吸速率減小。1.氧氣濃度為0時只進(jìn)行無氧呼吸3.氧氣濃度b~c時細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸二、O2濃度——外部因素直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對無氧呼吸有抑制作用。4.氧氣濃度為a時無氧呼吸減弱，有氧呼吸較弱，儲存蔬菜、水果、糧食等，應(yīng)控制氧氣濃為a(或a附近)。5.氧氣濃度為b時無氧呼吸被完全抑制，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，細(xì)胞呼吸即為有氧呼吸。無氧呼吸消失點二、O2濃度——外部因素直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對無氧呼吸有抑制作用。6.氧氣濃度為c時有氧呼吸速率達(dá)到最大，再增加氧氣濃度，呼吸速率不再增加。限制因素可能是呼吸底物的量或酶的量與酶的活性等。二、O2濃度——外部因素直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對無氧呼吸有抑制作用。應(yīng)用：1.中耕松土，可增強根的呼吸作用，有利于礦質(zhì)元素的吸收。2.在儲存蔬菜、水果、糧食時，為了減少有機物消耗，

應(yīng)控制低氧(a點氧氣濃度)環(huán)境。二、O2濃度——外部因素2.裝置2中著色液滴移動的距離代表呼吸作用消耗的氧氣和釋放的

二氧化碳的體積的差值。實驗原理1.裝置1中加入NaOH溶液的目的是

，根據(jù)著色液滴

移動的距離可測出

的體積。吸收二氧化碳呼吸作用消耗的氧氣四、液滴移動法探究細(xì)胞的呼吸方式

若實驗組刻度左移5個單位，對照組刻度右移2個單位，則實際呼吸強度為_____個單位。7裝置一裝置二結(jié)果紅色液滴左移紅色液滴不動

紅色液滴不動紅色液滴右移紅色液滴左移紅色液滴右移

紅色液滴不動紅色液滴不動只進(jìn)行有氧呼吸或有氧+產(chǎn)乳酸的無氧只進(jìn)行產(chǎn)酒精的無氧呼吸既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行產(chǎn)酒精的無氧呼吸細(xì)胞已死亡或只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸實驗誤差的校正①如果實驗材料是綠色植物，

整個裝置應(yīng)遮光處理，否則

植物的光合作用會干擾呼吸

速率的測定。②如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾，

應(yīng)對裝置及所測種子進(jìn)行消毒處理。③為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差，

應(yīng)設(shè)置對照實驗，將所測的生物材料滅活

(如將種子煮熟)，其他條件均不變。必修1P96“練習(xí)與應(yīng)用—概念檢測2”拓展1.結(jié)合O2濃度影響細(xì)胞呼吸的曲線分析：(1)O2濃度為C時，AB＝BC，此時有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖________(填“是”或“不是”)一樣多，理由是____________________________________________________________________________________________________________________。不是

根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的方程式可以看出，當(dāng)有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等時，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3

(2)在保存蔬菜、水果時，應(yīng)選擇________點對應(yīng)的O2濃度，理由是____________________________________________________________________。(3)低氧環(huán)境下，有機物消耗少的原因是______________________________________________________________________________________________________________________。R此時總CO2釋放量最少，有機物的損耗最少

在低氧條件下，無氧呼吸受到抑制，呼吸強度較弱，有氧呼吸因O2不足，呼吸強度也比較小，故總的CO2釋放量少，呼吸強度弱2.包扎傷口時，選用透氣的消毒紗布或“創(chuàng)可貼”等敷料的優(yōu)點是___________________________________________________________________。3.[2020·全國卷Ⅰ，30(1)]中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進(jìn)行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有__________________________________________________________________ _______________。(答出2點即可)。為傷口創(chuàng)造透氣的環(huán)境，避免厭氧病菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈減少雜草對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進(jìn)根系的呼吸作用1234③將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾。④將濾液收集到試管中，及時用棉塞將試管口塞嚴(yán)。用單層尼龍布過濾，過濾葉脈及二氧化硅等并且不吸附色素。盛放濾液的試管用橡膠塞塞緊，防止無水乙醇的揮發(fā)。1.提取綠葉中的色素（2）畫濾液細(xì)線為了積累更多的色素使分離色素帶更明顯。

用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線畫一條細(xì)線（可將濾液倒入培養(yǎng)皿，再用蓋玻片蘸取濾液，在橫線處按壓出均勻的細(xì)線）?！镒⒁猓杭?xì)齊直，待濾液干后，再畫一兩次。2.分離色素——紙層析法吸收、傳遞（四種色素）、轉(zhuǎn)化（只有少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a）光能葉綠素a:C55H72O5N4Mg葉綠素b:C55H70O6N4Mg胡蘿卜素：C40H56葉黃素：C40H56O2六、光合色素的功能比較項目光合色素細(xì)胞液色素存在部位葉綠體液泡溶解性脂溶性水溶性代表種類類胡蘿卜素和葉綠素花青素顏色橙黃、黃、綠紅、藍(lán)、紫顏色變化不隨pH改變變化顏色隨pH改變變化顏色紅莧菜：炒菜菜湯出色，因為是水溶性的花青素。胡蘿卜：炒菜菜湯不出色，因為是脂溶性的胡蘿卜素。小結(jié)2:植物色素教材深挖：新教材P一101，拓展應(yīng)用1

海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻、紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象是如何造成的？教材深挖：新教材P一101，拓展應(yīng)用1藻類色素種類含量最多的色素綠藻葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，反射綠光褐藻葉綠素a、葉綠素c、胡蘿卜素、6種葉黃素某種葉黃素主要吸收綠光藍(lán)紫光，反射紅黃光紅藻葉綠素a、葉綠素d、胡蘿卜素、葉黃素、藻紅素、藻藍(lán)素藻紅素主要吸收藍(lán)紫光,反射紅光擴(kuò)展：藻類都必須含有的光合色素是葉綠素a,因為葉綠色a是轉(zhuǎn)化光能的色素。其他色素主要是吸收和傳遞光能。葉綠體除了吸收光能以外，還有什么功能嗎？1.實驗者：德國科學(xué)家恩格爾曼2.實驗材料：水綿易于觀察，作為釋放氧氣的觀察指標(biāo)。

注：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，細(xì)菌為需氧菌，可以運動。八、葉綠體功能的實驗驗證3.實驗過程及現(xiàn)象

極細(xì)光束

均勻光照水綿好氧細(xì)菌極細(xì)光束照射完全曝光黑暗無空氣好氧細(xì)菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位結(jié)論：葉綠體光合作用釋放氧氣，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，

可排除光線和氧的干擾。八、葉綠體功能的實驗驗證三棱鏡結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光恩格爾曼實驗二綜合上述兩個實驗可以得出：照射水綿好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光的區(qū)域葉綠體主要吸收紅光與藍(lán)紫光用于光合作用放出O2。八、葉綠體功能的實驗驗證1.NADPH和ATP的移動途徑是什么？從類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)。2.NADP+和ADP的移動途徑呢？從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。3.水分解為氧和H＋的同時，被葉綠體奪去兩個電子。電子經(jīng)傳遞，可用

于NADP＋與H＋結(jié)合形成NADPH。NADPH的作用是什么？①活潑的還原劑；②儲存部分能量供暗反應(yīng)階段利用。

總之，光反應(yīng)是暗反應(yīng)所需物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備階段，暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段。三、光合作用的過程反應(yīng)階段光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)部位反應(yīng)條件物質(zhì)變化能量變化產(chǎn)物相同點實質(zhì)葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體基質(zhì)葉綠體色素、酶、光能酶H2OH++O2酶ADP+Pi+能量ATP酶光能→活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能NADPH、ATP、O2ADP、Pi、（CH2O）、C5都包括物質(zhì)變化和能量變化把無機物轉(zhuǎn)變成有機物，把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存起來NADP++H+NADPH酶CO2+C52C3酶2C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPH并不是所有過程都需要酶的催化，色素吸收光能不需要酶的催化。1.若有機物為(CH2O)：2.若有機物為C6H12O6：CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O26CO2+12H2O光能葉綠體C6H12O6+6O2+6H2O四、光合作用中元素的轉(zhuǎn)移1.3H的轉(zhuǎn)移：2.14C的轉(zhuǎn)移：3.18O的轉(zhuǎn)移：3H2O(C3H2O)光反應(yīng)NADPH暗反應(yīng)（14CH2O）14CO2

CO2的固定14C3

C3的還原（CH218O）18O2

H218O光反應(yīng)C18O2

C3CO2的固定C3的還原必修1P104“相關(guān)信息”：C3是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP