重点高中生物必修一第五章细胞的能量供应和利用知识点

1、重点高中生物必修一第五章细 胞的能量供给和利用知识点作者:日期:第五章细胞的能量供给和利用一、酶一一降低反响活化能细胞代谢：细胞内每时每刻进行着许多 化学反响.统称为细胞代谢。活化能：分子从 常态转变为容易发生化学反响的 活泼状态所需要的能量称为活化能。2. 定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。注：由活细胞产生与核糖体有关成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 催化性质：A.比无机催化剂更能减低化学反响的活化能，提高化学反响速度。B.反响前后酶的性质和数量没有变化。特性：专一性、高效性、多样性 影响酶活性的条件：温度、PH值酶的催化作用需要适宜的温度、pH值

2、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。图 例V 41酶浓度=厂/底物浓度 S1温度 七解析在底物足够，其他 因素固定的条件下， 酶促反响的速度与 酶浓度成正比。在S在一定范围内，V随S增加而 加快，近乎成正比；当S很大且达 到一定限度时，V也到达一个最大 值，此时即使再增加 S,反响几乎 不再改变。在一定温度范围内 V随T的升高而加快 在一定条件下，每一种酶在某一温度时活 力最大，称最适温度；当温度升高到一定 限度时，V反而随温度的升高而降低。二、ATP 三磷酸腺苷 ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行各项生命活动的直接能

3、源，它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。1 结构简式 A PPP2. ATP与ADP的转化 ATPADP + Pi + 能量物质可逆.能量不可逆.酶不相同直接能源物质ATP主要能源物质糖类生物体内重要储能物质脂肪动物细胞内的储能物质糖原植物细胞内的储能物质淀粉能量的最终来源太阳能三、ATP的主要来源一一细胞呼吸呼吸是通过呼吸运动吸进氧气，排岀二氧化碳的过程。细胞呼吸是指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 岀能量并生成ATP的过程。分为：1. 有氧呼吸： 概念：指细胞在 有氧的参与下.通过多种酶的催化作用.把葡萄糖等有机物彻底氧化分解.产生二氧化 碳和水.释放大量

4、能量.生成大量ATP的过程。 场所：细胞质基质 和线粒体 主要场所 线粒体C6H12O葡萄糖酶散失 能量仝* ATP丙酮酸。2酶O细胞质基质散失线粒体内膜.ATP能量有氧呼吸吸全过程图解:4线粒体基质酶散失时能量atpco有氧呼吸总反响式：C6H12C6 + 6H2O + 6C2酶 6CQ2+ 12F2O + 能量场所反响物生成物产生能量第一 阶段细胞质 基质葡萄糖不 需氧丙酮酸H少量第二 阶段线粒体 基质丙酮酸H2O 不需氧CO2 H少量第三 阶段线粒体 内膜H氧气H2O大量全过 程主要在 线粒体葡萄糖、H2O、氧气CO2 h2o总共2870 KJ 有1161 KJ储存在ATP中有氧呼吸中原

5、子的转移：C的转移C6H12Qt丙酮酸 t CC2'C6H12O5t丙酮酸t h t 屯。H的转移Ih2o t h t ho'C6H12Qt丙酮酸ro的转移HO j t CC2'O?T H2O 有氧呼吸的意义：有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的 主要途径。2. 无氧呼吸： 概念：指细胞在无氧条件下.通过多种酶的催化作用.把葡萄糖等有机物分解成为 不彻底的氧化产物乳 酸或酒精.释放少量能量.生成少量ATP的过程。场所：细胞质基质无氧呼吸总反响式：酒精发酵：°6耳22 酶 2C2H5OH + 2CQ +少量能量乳酸发酵：C6H12C2C3H6C3

6、+ 少量能量无氧呼吸第一阶段：细胞质基质酶GH12Q52GF4Q+4H+ 少量能量无氧呼吸第二阶段：细胞质基质酶* 2C2H5OH + 2CO 2酶2C3H5Q微生物的无氧呼吸也可以称为 发酵。大多数植物、酵母菌无氧呼吸产生酒精。高等动物、乳酸菌、高 等植物的某些器官马铃薯块茎、甜菜块根等的无氧呼吸产生乳酸。 无氧呼吸的意义： 高等植物在水淹的情况下.可以进行短暂的无氧呼吸.将葡萄糖分解为 酒精和二 氧化碳.释放岀能量以适应缺氧环境条件。酒精会毒害根细胞.产生烂根现象 人在剧烈运动时.需要在相对较短的时间内消耗大量的能量.肌肉细胞那么以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸.释放岀一定能量满足人体的

7、需要。3. 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路： 有氧呼吸所释放的能量一局部用于生成 ATP但大局部以热能的形式散失了无氧呼吸所释放的能量小局部用于生成ATP大局部储存于乳酸或酒精中。有氧呼吸无氧呼吸概念指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把 葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O释放能量，生成许多 ATP的过程指细胞在无氧的参与下，通过多种酶的催化作 用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产 物，同时释放岀少量能量的过程。过程 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反应式酶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、场所细胞质基质线基质线内膜始终在细胞质基质条件除外，需分子氧、酶不需分子氧、需酶产物 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、联系从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同，以后阶段不同实质 分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量四、影

9、响细胞呼吸作用的因素1、内部因素一一遗传因素决定酶的种类和数量2、环境因素1 温度步骤原理试剂备注提取色靂能洛于右机渚剖无水乙醇、丙銅电绿叶+丙舸卜二氧 化辟+碳醯钙制备滤犖篆一画滤液细线细*F离雅解度有异旦在滤城 】护粒辿麻不同层析藏石油醛、 丙歩和梵細线不融及层析液口种类含量扩散速度E胡夢卜盛最少ti： <<叶黄索较少较髙较怏蒂绿色叶绿素?黄-绿色叶绿噸h较寒最低温度以影响酶的活性影响呼吸速率。在最低点与最适点之间，呼吸酶活性低，呼吸作用受抑制，呼吸速率随温度的升 高而加快。超过最适点，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼 吸作用受到抑制，呼吸速率那么会随着温度的增高而下降。植物在0

10、2浓度为0时只进行无氧呼吸，大多数植物无氧呼吸 的产物是酒精和 C02 ； 02浓度在010%时，既进行有氧呼吸又 进行无氧呼吸；在 02浓度5%时，呼吸作用最弱；在 02浓度超 过10%时，只进行有氧呼吸。有氧环境对无氧呼吸起抑制作用， 抑制作用随氧浓度的增加而增强，直至无氧呼吸完全停止在一定氧 浓度范围内，有氧呼吸的强度随氧浓度的增加而增强。3CO2浓度从化学平衡角度分析,4含水量CO2浓度增加，呼吸速率下降度在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增强, 随含水量的减少而减弱五、光合作用1发现2场所叶绿体-；CO2浓双层膜基质：DNA，多种酶、核糖体等基粒 多个类囊体片层堆叠而成J胡萝

11、卜素橙黄色1/3 1 厂类胡萝卜素叶黄素黄色2/3 1/4叶绿素A 蓝绿色色素吸蓝紫光3/4叶绿素3/4 叶绿素B 黄绿色1/4吸红橙和蓝紫光3. 考前须知:a试剂的作用：无水乙醇： 提取色素层析液：别离色素二氧化硅：使研磨充分 碳酸钙：防止色素被破坏b收集到试管中的滤液.用棉塞塞严管口的目的： 防止无水乙醇挥发c将定性滤纸剪去两角的目的：防止两边的色素在滤纸条上扩散过快、不均匀.便于观察实验结果。d别离色素时.不能让滤液细线触及层析液的原因是：因为色素会溶解于层析液中.从而导致实验效果极差.甚至失败。(3)光合作用：光合作用是指绿色植物通过叶绿体.利用光能.把二氧化碳和水转化成储存能量的有机

12、物并且释放氧气的过程。CO 2 +H 2 0_光能H叶绿体2 0)+0光合作用的全过程:尤反响阶段1光反响:条件:过程:有光场所：叶绿体的类囊体薄膜上 水的光解: ATP的合成: 能量变化：光能-ATP中活泼的化学能2暗反响:条件:过程:有光和无光场所：叶绿体基质能量变化：ATP中活泼的化学能-有机物中稳定的化学能光反响和暗反响的比拟:光反响暗反响条件光、H20、色素、酶C02、H、ATP、C5、酶时间短促较缓慢场所类囊体的薄膜上叶绿体的基质过程 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 的复原：

13、2C3 + H (CH20)实质光能化学能，释放02同化C02，形成CH20总式光C02 + H20 (CH20 ) + 02能或 C02 + 12H2O。光(CH20) + 602 + 6H2O物变无机物 C02、H20 |能机物CH20能变光能ATP中活泼的化学能有机物中稳定的化学能光合作用的实质通过光反响把光能转变成活泼的化学能，通过暗反响把二氧化碳和水合成有机物，同时把活泼的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。4、光合作用的意义 制造有机物，实现物质转变，将 C02和H20合成有机物，转化并储存太阳能； 调节大气中的02和CO2含量保持相对稳定；生物生命活动所需能量的最终来源；注：

14、光合作用是生物界最根本的物质代谢和能量代谢。5、影响光合作用速率的因素及其在生产上的应用光合速率是光合作用强度的指标，它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率。影响因素包 括植物自身内部的因素，如处在不同生育期等，以及多种外部因素。光照强度如下图1单因子对光合作用速率影响的分析曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸， 释放C02量说明此时的呼吸强度。AB段说明光照强度加强，光合作用逐渐加强，C02的释放量逐渐减少，有一局部用于光合作用；而到B点时，细胞呼吸释放的C02全部用于光合作用，即光合作用强度=细胞呼吸强 度，称B点为光补偿点植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生

15、长。BC段说明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强， 到C点以上不再加强了,称C点为光饱和点光照面积如下图应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比拟低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树 种的配置，冬季温室栽培防止高温等都与光补偿点有关。曲线分析：0A段说明随叶面积的不断增大， 光合作用实际量不断增大，A点为光合作用叶面积 的饱和点。随叶面积的增大，光合作用不再增加， 原因是有很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下。 0B段说明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用不再增加，但叶片随叶面积的不断增加呼吸量0C段不断增加，所以干物质积累量不断降低BC段。应用：适当间

16、苗、修剪，合理施肥、浇水，防止徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿 点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。 CO2浓度、含水量和矿质元素如下图温度如下图曲线分析：CO2和水是光合作用的原料，矿质元素直接或间接影响 光合作用。在一定范围内， C02、水和矿质元素越多，光合作用速 率越快，但到 A点时，即C02、水、矿质元素到达饱和时，就不 再增加了。应用：“正其行，通其风，温室内充 CO2,即提高CO2浓度， 增加产量的方法.合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率曲线分析：光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在 1035C下正常进行

17、光合作用，其中 AB 段1035 °C随温度的升高而逐渐加强，B点35C以上光合酶活 性下降，光合作用开始下降，50%左右光合作用完全停止。应用：冬天温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降 低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用：晚上适X令a廉2多因子对光合作用速率影响的 分析如下图曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因 子，随着因子的不断加强，光合速 率不断提高。当到 Q点时，横坐当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证有机物的积累标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的 方法。应用：温室栽培时，在

18、一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加CO2,进一步提高光合速率。 当温度适宜时，可适当增加光照强度和 CO2浓度以提高光合速率。 总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以到达增产的目的6、总结：光合作用在现实生活中延长光照时间如口：补充人工光照、多季种植增加光照面积女口：合理密植、套种弋 光照强弱的控制：阳生植物 强光.阴生植物弱光适当提高C02浓度：施农家肥适当提高白天温度降低 夜间温度必需矿质元素的供给：施化肥7、计算真光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸作用速率CO2吸收D合口真光合作用=净光CO2释放E、/t光照K-呼吸-A虽度- 光合作用制造的有机物=光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物