第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用知識(shí)點(diǎn)總結(jié)高一上學(xué)期生物人教版必修1

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、相關(guān)概念溫度1.細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng),。溫度2.酶：是活細(xì)胞(來源)所產(chǎn)生的具有催化作用(功能：降低化學(xué)反應(yīng)活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率)的一類有機(jī)物。3.活化能：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。對照組：自然狀態(tài)下的組，預(yù)期結(jié)果可知，不做任何人為處理實(shí)驗(yàn)組：人為改變的組①對照原則對照組：自然狀態(tài)下的組，預(yù)期結(jié)果可知，不做任何人為處理實(shí)驗(yàn)組：人為改變的組①對照原則②單一變量原則：實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)自變量。變量自變量變量人為改變的變量因變量隨著自變量的變化而變化的變量無關(guān)變量實(shí)驗(yàn)中可能存在的對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的因素（既每組要保持一樣的變量）二、酶的本質(zhì)：大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)（合成酶的場所主要是核糖體），也有少數(shù)是RNA。三、酶的特性1.高效性：催化效率比無機(jī)催化劑高許多。2.專一性：每種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。3.酶需要較溫和的作用條件：在最適宜的溫度和pH下，酶的活性（酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率成為酶活性）最高。溫度和pH偏高和偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。低溫只降低酶活性。四、影響酶活性的條件用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究PH對酶活性的影響最適溫度最適溫度最適最適PH5.2細(xì)胞的能量“通貨”-----ATP一、ATP1.中文名稱：三磷酸腺苷2.結(jié)構(gòu)簡式：Ａ－Ｐ～Ｐ～Ｐ3.A代表腺苷（由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成），P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵AAAA4.元素組成：C、H、O、N、PATP的分子中的高能磷酸鍵水解會(huì)釋放大量的能量，所以ATP被稱為高能磷酸化合物二、ATP與ADP的轉(zhuǎn)化：ATP化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠(yuǎn)離A的哪個(gè)高能磷酸鍵容易水解，形成游離的Pi（磷酸）和ADP，同時(shí)釋放出大量能量。1.反應(yīng)式：2.轉(zhuǎn)化示意圖: 5.3ATP的主要來源------細(xì)胞呼吸一、呼吸作用（也叫細(xì)胞呼吸）：指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其它產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。二、有氧呼吸1．有氧呼吸指細(xì)胞在有氧的參與下，通過多種酶的催化作用下，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放出大量能量，生成ATP的過程。酶2.有氧呼吸過程：酶酶①第一階段：C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）酶酶②第二階段：2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量（葉綠體基質(zhì)）酶③第三階段：24[H]+6O2→12H2O+大量能量（線粒體內(nèi)膜）3.有氧呼吸的總反應(yīng)式:三、無氧呼吸1.無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物（酒精、CO2或乳酸），同時(shí)釋放出少量能量，生成少量ATP的過程。酶2.無氧呼吸過程：酶酶①第一階段：C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）酶(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))酶②第二階段若在動(dòng)物、乳酸菌等中：2丙酮酸+4[H]→2C3H6O3(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))酶若在植物、酵母菌中：2丙酮酸+4[H]→2C2H5OH（酒精）+2CO23.無氧呼吸總反應(yīng)式：酶在動(dòng)物、乳酸菌、玉米的胚、馬鈴薯塊莖、甜菜的塊根中：酶C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+少量能量酶在植物、酵母菌中：酶C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+CO2+少量能量4．發(fā)酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的無氧呼吸。四、有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的能量相當(dāng)一部分儲(chǔ)存在ATP中，其余的能量以有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的能量相當(dāng)一部分儲(chǔ)存在ATP中，其余的能量以熱能形式散失五、判斷植物細(xì)胞呼吸類型2的吸收量和CO2的釋放量判斷：①O2消耗量=0，只進(jìn)行無氧呼吸②O2消耗量=CO2釋放量，只進(jìn)行有氧呼吸③O2消耗量<CO2釋放量，進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸2的生成量判斷：①酒精量=CO2的量，只進(jìn)行無氧呼吸②酒精量<CO2的量,進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷：液滴a向左移一定發(fā)生有氧呼吸液滴b向右移一定發(fā)生無氧呼吸六、影響呼吸速率的外界因素1．溫度：溫度通過影響細(xì)胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來影響細(xì)胞的呼吸作用。應(yīng)用：①低溫儲(chǔ)存食品②大棚栽培在夜間和陰天適當(dāng)降溫應(yīng)用：①低溫儲(chǔ)存食品②大棚栽培在夜間和陰天適當(dāng)降溫O2對植物細(xì)胞的影響：氧氣充足，則無氧呼吸將受抑制；氧氣不足，則有氧呼吸將會(huì)減弱或受抑制。應(yīng)用:低氧儲(chǔ)存糧食、水果和蔬菜應(yīng)用:低氧儲(chǔ)存糧食、水果和蔬菜①O2濃度=0，只進(jìn)行無氧呼吸②0<O2濃度<10%,進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸③10%≤O2濃度,只進(jìn)行有氧呼吸④O2濃度=5%，釋放的CO2量最低。有機(jī)物消耗最少3．水分：一般來說，細(xì)胞水分充足，呼吸作用將增強(qiáng)。但陸生植物根部如長時(shí)間受水浸沒，根部缺氧，進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生過多酒精，可使根部細(xì)胞壞死。4．CO2對植物細(xì)胞的影響：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會(huì)抑制細(xì)胞呼吸應(yīng)用：適當(dāng)增加CO2應(yīng)用：適當(dāng)增加CO2濃度，有利于水果蔬菜保鮮七、探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式：1.酵母菌是單細(xì)胞真菌，屬于兼性厭氧菌，在有氧條件下大量繁殖，無氧條件下也能生存產(chǎn)生酒精。2的檢測：①使澄清石灰水變渾濁②CO2+溴麝香草酚藍(lán)水溶液→溶液由藍(lán)變綠再變黃酒精的檢測：在酸性條件下橙色的重鉻酸鉀溶液與酒精反應(yīng)成灰綠色3.裝置：NaOH溶液用于吸收空氣中的CO2NaOH溶液用于吸收空氣中的CO2B瓶先封口放置一段時(shí)間的目的是消耗原有的氧氣B瓶先封口放置一段時(shí)間的目的是消耗原有的氧氣B裝置乙：B對比實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)組之間進(jìn)行結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)八、細(xì)胞呼吸原理的利用應(yīng)用原理選用透氣創(chuàng)可貼、透氣消毒紗布包扎傷口創(chuàng)造有氧環(huán)境，避免厭氧菌繁殖利用酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精早期通氣，提供氧氣環(huán)境使酵母菌大量繁殖；后期密閉發(fā)酵，酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精稻田定時(shí)排水，花盆及時(shí)松土避免根因無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精，對細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，造成爛根制作酸奶、泡菜乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸提倡有氧運(yùn)動(dòng)不會(huì)因?yàn)閯×疫\(yùn)動(dòng)時(shí)無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉酸脹乏力5.4能量之源----光與光合作用一、綠葉中色素的提取和分離1.綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中。2.不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的快，反之則慢3.提取色素時(shí)加二氧化硅有助于研磨充分，碳酸鈣可以防止色素被破壞。4.過濾時(shí)不能用濾紙或紗布，用單層尼龍布5.分離色素時(shí)，濾液細(xì)線不能觸及層析液在層析液中溶解度最大，在濾紙上擴(kuò)散速率最快6.濾紙條上從上到下依次為：在層析液中溶解度最大，在濾紙上擴(kuò)散速率最快類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光（1/4）胡類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光（1/4）胡蘿卜素橙黃色黃色葉黃黃色葉黃素葉綠素主要吸收籃紫光和紅光（3/4葉綠素主要吸收籃紫光和紅光（3/4）藍(lán)綠色葉綠素a黃綠色葉綠素b黃綠色葉綠素b含量最多含量最多注：①因?yàn)槿~綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈綠色②光合作用利用的光都是可見光二、葉綠體的結(jié)構(gòu)：吸收光能的色素分布在類囊體薄膜上進(jìn)行光合作用所必需的酶分布在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中葉綠體的功能：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所（不是唯一場所），主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用釋放氧氣四、光合作用的探究歷程：運(yùn)用同位素標(biāo)記法運(yùn)用同位素標(biāo)記法五、光合作用的過程1.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(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。2.過程：①光反應(yīng)階段：在類囊體薄膜上，有光才能進(jìn)行。色素吸收光能，水在光下分解為[H]和O2，O2直接以分子形式釋放出去，[H]傳遞到葉綠體基質(zhì)中作為活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)；在有關(guān)酶的催化作用下，ADP與Pi形成ATP。光能→ATP中的活躍化學(xué)能。產(chǎn)生[H]的過程實(shí)際上是NADP+與電子和質(zhì)子（H+）結(jié)合形成NADPH（即[H]）的過程。②暗反應(yīng)階段：在葉綠體基質(zhì)中，有光沒光都可以進(jìn)行。綠葉通過氣孔從外界吸收CO2，CO2首先被C5（一種五碳化合物）固定，很快形成2個(gè)C3（一種三碳化合物）。在酶催化下，C3接受ATP釋放的能量，一部分被[H]還原成糖類，一部分被[H]還原成C5。光能光能葉綠體3.總反應(yīng)方程式：CO2+H2O→（CH2O）+O2葉綠體4、C3、C5的變化外界條件變化分析結(jié)果光照強(qiáng)→弱C3增多，C5減少弱→強(qiáng)→√→√C3減少，C5增多CO2濃度高→低C3減少，C5增多低→高→√→√C3增多，C5減少五、影響光合作用的因素1.溫度：溫度影響酶的活性進(jìn)而影響光合作用。CO2吸收2.光照強(qiáng)度：CO2吸收CO2CO2釋放A點(diǎn)細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用，A點(diǎn)CO2釋放量AB段呼吸作用>光合作用B點(diǎn)呼吸作用=光合作用，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光的補(bǔ)償點(diǎn)BC段光合作用>呼吸作用C點(diǎn)光合作用不變，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光的飽和點(diǎn)。C點(diǎn)以后影響光合作用速率的因素是溫度、二氧化碳濃度、酶的數(shù)量等?？偣夂希ㄕ嬲夂稀?shí)際光合）作用速率—呼吸作用速率=凈光合作用速率CO2吸收3.CO2吸收COCO2釋放A點(diǎn)：呼吸=光合，此時(shí)的CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)B點(diǎn)：此時(shí)的CO2濃度稱為CO2飽和點(diǎn)CO2吸收4.雙因素影響：例如CO2吸收....BABACOCO2釋放A點(diǎn)影響光合作用速率的主要因素是光照強(qiáng)度B點(diǎn)影響光合作用速率的主要因數(shù)是溫度六、光合作用的午休現(xiàn)象夏季晴朗的白天，某綠色植物葉片光合作用強(qiáng)