人教版（2019）高中生物必修1分子与细胞第 5、6章知识点提纲

人教版（2019）高中生物必修1分子与细胞第5、6章知识点提纲

第五章细胞的能量供应和利用

第一、二节酶与ATP

1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢,是细胞生命活动的基础。

2.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。

3.酶的作用原理：显著降低化学反应的活化能。使反应更容易进行。

能量活化态

无催化剂

酶催化v

|初去|

反应物A

反应过程

4.酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物,其绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。

5.酶的单位：氨基酸或核糖核昔酸

6.酶的特性：

（1）高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的IO,—io”倍（同无机催化剂比较,酶降低活化能的作用更显

著，因而催化效率更高。

加入酶加入无机催化剂

平

衡

点

未加催化剂

（2）专一性:每种酶只能催化一种或一类化学反应。

酶B（无酶）

01234反应物浓度

（3）酶需要较温和的作用条件:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低,酶的活性

都会明显降低。

【特别提醒】

A.酶有最适温度和最适PH,一些特殊的细菌和真菌，最适温度高达皿，胃蛋白酶最适PH为”。

B.酶在最适温度和最适PH下酶的催化效率最高。

C过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。低温时,酶的活性很低，但酶的空间结

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构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适于在低温（O-4'C）及最适PH条件下保存。

D.酶的活性：酶对化学反应的催化效率。

E无机催化剂也可降低化学反应的活化能。

F.在酶不失活的情况下，产物的量的多少只与底物的浓度有关,酶的活性大小只能影响反应达到平衡所需的时间。

7.影响酶促反应的因素：

（1）温度和PH

两者通过影响酶的活性进而影响酸促反应的速率

两反应物制余限（相对量）

促

反

应

速

率

M适祖度祖度

•I'

（2）底物浓度和酶浓度

两者通过影响底物和酶的接触几率进而影响酶促反应的速率,但不影响酶的活性大小

能

促

反

应

速

率

博浓度[E]

甲

乙（在底物足H情况下）

①在其他条件适宜、酶量一定的条件下。。促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后，受酸

数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。

②在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

（3）竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂

前者可通过增大底物浓度或酶浓度来解除抑制作用,后者只能通过增大鳏度来解除抑制作用

8.酶与动物激素的比较

比较项目酶动物激素

来源几乎所有活细胞动物专门的内分泌腺

化学本质蛋白质或RNA多肽或蛋白质、固醇类、氨基酸衍生物等

生理功能催化作用调节代谢

分布部位大部分在细胞内，有些在细胞外主要分布在细胞外液（即内环境）中

【备注】产激素的细胞肯定能产酶,产酶的未必能产邀素。

9.高中生物涉及到的酶

（1）代谢相关：淀粉酶、麦芽糖酶、脂肪酶、蛋白酶、肽酶、光合作用有关酶、呼吸作用有关酶

（2）遗传变异相关：解旋酶、DNA/RNA聚合酶、逆转录酶

（3）生物工程相关酶:限制酸、DNA连接酶、TaqB＞纤维素酶和果胶酶、胰蛋白酶、胶原蛋白酶

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10.酶的相关实验

(1)验证酶的催化具有高效性【同底不同催化剂】

(2)验证酶的催化具有专一性【同底不同酶或者同酶不同底】

(3)探究酶的最适温度或最适PH【同底同酶不同温度或PH值】

(4)探究温度或PH对酶活性的影响

特别提醒：

(1)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂,

因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度“

(2)在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢在加热的

条件下分解会加快,从而影响实验结果。

(3)在探究温度对酶活性的影响的实验中，需先保证酶的最适PH,且将酶和底物分别保温至实验要求的温度后再

让底物和酶接触。

(4)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证醐的最适温度,且将酶溶液的pH调至实验要求的pH於再让底

物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让底物与酶接触。

(5)在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作实验材料,因为在酸性条件下淀粉本身分解也会

加快，从而影响实验结果。

二、ATP-细胞的直接能源

1.ATP是腺昔三磷酸的英文缩写,结构简式：A—P~P~P,其中A代表腺昔,P代表磷酸基团,〜代表高

能磷酸键。

ADP的结构简式：A-P〜P；中文全称是二磷酸腺昔

ATP是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。

AMP

ATT

2.ATP是生命活动所需能量的直接来源.

3.高能磷酸键水解释放的能量为30.54KJ/mol

4.ATP水解掉1个高能磷酸键后得到ADP(二磷酸腺昔);水解掉2个高能磷酸键后得到的是腺嚓吟核糖核昔酸,

是RNA的基本组成单位之一。

5.ATP元素组成：CHONP

6.图中。中所代表的含义：

(Q-P-P

脱氧核籥"

①②

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①腺噂吟核糖核昔酸②腺嚓吟③腺嚓吟脱氧核昔酸④腺噂吟核糖核昔酸⑤腺昔⑥腺昔

7.ATP与ADP的转化不是可逆反应,因为ATP和ADP的相互转化反应进行的条件、场所、能量来源和用途不同。

项目ATP的合成（放能反应）ATP的水解（吸能反应）

酶

反应式ADP+P1+能量占-ATP（可产生水）ATP里*ADP+Pi+能量（要消耗水）

所需酶ATP合成酶ATP水解酶

光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸和化能合

能量来源储存在高能磷酸键中的能量

成作用）

能量去路储存于高能磷酸键中用于各项生命活动

真核细胞的细胞质基质、线粒体、叶绿体

反应场所生物体的需能部位

原核细胞的细胞质基质和细胞膜

主动运输、胞吞、胞吐、植物体内糖类运输、

生理过程有氧呼吸一二三阶段,光合作用光反应阶段

生物体内大分子的合成、光合作用的暗反应

8.ADP转化成ATP的过程中所需的能量，对于动物、人、真菌和大多细菌来说，均来自于呼吸作用,对于绿色细

胞来说，来自于呼吸作用和光合作用。

9.ATP在生物体内的含量并丕道，但转化比较迅速,并处于动态平衡。

10.吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解供能。放能反应一般与ATP合成相联系,释放的能量储

存在ATP中。

11.光反应产生的ATP完全用于暗反应C3的还原。

12.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。

13.合成ATP所需能量可以来自光能、化学能等;ATP释放出的能量也可转化为生命活动中的多种能量，例如：

①机械能:如纤毛、鞭毛的摆动，肌肉细胞的收缩、细胞分裂期染色体的运动。

②电能:神经冲动的传导和某些生物产生的电流。③主动运输需要的渗透能。④细胞内的各种吸能反应发生所需

的化学能。⑤光能:萤火虫的发光。⑥热能:用于维持细胞或恒温动物的体温。热能的形成往往是细胞能量转换

和传递过程中的副产品。

14.细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程

转化场所常见的生理过程

细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐

细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段

产生ATP：光反应

叶绿体

消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等

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产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段

线粒体

消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等

核糖体消耗ATP：蛋白质的合成

细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等

第三节细胞呼吸

一、细胞呼吸及其方式

1.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，释放出能量并生成ATP的

过程。

2.细胞呼吸可分为：有氧呼吸和无氧呼吸；对于绝大部分生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,这一过程

必须有氢的参与。

二、实验探究酵母菌的呼吸方式（对比实验:没有空白对照组）

1.酵母菌：真核异养生物,兼性厌氧生物酵母菌在有氧和无氧条件下均能存活，但只在直氨条件下才能繁殖。

在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生CO2和在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生遭精，还产生

少量的CO2.

2.产物检测：

co2的检测：C02可使澄清石灰水变浑浊,也可使澳麝香草酚蓝水溶液111蓝变绿再变黄.

酒精的检测：橙色的重铭酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色。

还原糖的检测：斐林试剂（甲液：O.lg/mlNaOH0.5g/mlCuSO4）现配现用,水浴加热50--65℃,砖红色沉淀。

脂肪的检测：苏丹HI试剂，橘黄色。苏丹IV,红色。

蛋白质的检测：双缩胭试剂（甲液：0.1g/mlNaOH0.01g/mlCuS04）,溶液变成紫色

DNA的检测：二苯胺试剂，沸水浴加热，待试管冷却后,观察溶液变成蓝色。

亚硝酸盐的检测：在盐酸酸化下，与氨基苯磺酸发生重氮化反应，与N-1-奈及乙胺盐酸盐结合形成玫瑰红染料。

服酶的检测：酚红试剂染色形成红色。

大肠杆菌的检测：在伊红美蓝培养基上，大肠杆菌的代谢产物与伊红美蓝结合使菌落呈现黑色。

纤维素的检测：刚果红染液与纤维素多糖形成红色复合物。

染色体染色：染色体易被碱性染料染色，甲紫溶液：紫色，醋酸洋红溶液：红色。

DNA和RNA染色：DNA：甲基绿，染成绿色，RNA：哦罗红，染成红色。

线粒体染色：健那绿，使活细胞线粒体呈现蓝绿色。

淀粉染色：遇碘变蓝

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3.装置如图所示

质联分数为妤而淮话的醉瞳曲澄清的

的NaOH溶液培养液石灰水培养液石灰水

甲乙

4.对比实验：设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样

的实验叫做对比实验。即对比实验不设空白对照组,均为实验组

三、有氧呼吸

1.概念：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，产生二氧化碳和水，释

放能量，生成许多ATP的过程。

2启、反成.式：C.1—+6O♦二•可「

3.过程：

阶段场所反应式

第一阶段细胞质基质C6Hl2。6-里->2C3H（丙酮酸）+4[H]+少量能量

2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O」^f6CO2+20[H]+少量

第二阶段线粒体基质

能量

第三阶段线粒体内膜

24[H]+6O2■—>12H2O+大量能量

各阶段能量大部分以热能形式散失，少部分合成ATP.

4.有氧呼吸的能量变化

Imol葡萄糖彻底氧化分解放出放70KJ能量,其中U61KJ储存在ATP中了,其余大多数的能量以热能的

形式散失。

【特别提醒】

（1）在真核生物中，有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体;

（2）在原核生物中，有氧呼吸的场所为细胞质基质和细胞膜,

（3）线粒体不能直接利用葡萄糖（葡萄糖在细胞质基质中已经被分解）

（4）水既是反应物又是产物

（5）真核厌氧型生物如蛔虫和哺乳动物成熟红细胞进行无氧呼吸,产生乳酸。

四、无氧呼吸

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1.概念：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

放出少量能量的过程。

2.发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸

3.反应式：C6H12。62c2H5OH（酒精）+2C（）2+少量能量（酵母菌,植物细胞）

C6H」2O62c3H6。3（乳酸）+少量能量（动物细胞、乳酸菌,马铃薯块茎、甜菜的块根、玉米

的胚乳细胞）

4.过程

阶段场所反应式

第一阶段细胞质基质C6旦1206—^~>2C3H4。3（丙酮酸）+4[H1+少量能量（同有氧呼吸）

2c3H4O3+41H1—j2c2HsOH+2c02

第二阶段细胞质基质

2c3H4O3+4MIj2c3H6O3

5.无氧呼吸过程中的能量变化

Imol葡萄糖不彻底氧化分解成乳酸时，所释放的能量是196.65KJ能量。其中只有61.08KJ的能量储存在ATP

中，其余大多数的能量以热能的形式散失。

五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较

项目有氧呼吸无氧呼吸

不同点场所细胞质基质和线粒体细胞质基质

条件需要氧气和多种酶不需要氧气，需要多种酶

产物酒精和或乳酸

82和H2OCO2

能量大量能量少量能量

有机物氧化程度彻底不彻底

相同点联系第一阶段相同

实质分解有机物释放能量

意义为生命活动提供能量

【特别提醒】

1.无氧呼吸第一阶段产生的旧1在第二阶段和丙酮酸反应生成了乳酸或酒精和二氧化碳,并无积累

2.破伤风芽抱杆菌是厌氧型生物，只无氧呼吸。

3.植物的根部缺氧时，会进行无氧呼吸产生酒精,造成植物烂根。

4.粮食的储藏：低氧、零上低温、干燥

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蔬菜、水果的保鲜储藏：低氧、零上低温、湿度适中、无乙烯。

5由于脂肪CH含量高于糖类,所以氧化相同质量的糖和脂肪时，脂肪耗氧多,产水多,放能多。若以脂肪为呼

吸底物，进行有氧呼吸，会出现耗02量＞CO2释放量的情况。

6.fH］：还原型辅酶I(NADH):NAD+：氧化型辅酶I

7.无氧呼吸第二阶段没有形成ATP,只在第一阶段形成少量ATP。

8.若某生物没有必和C21的产生，则该生物只进行乳酸发酵或已死亡。

9.有氧呼吸不一定需要线粒体的参与，原核生物中有醒型生物：如蓝藻,好氧细菌等。

10.提倡慢跑等有氧运动使人不致因剧烈运动导致的不足,造成肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸枳累会使

肌肉酸胀乏力。

六、ATP产生速率与th供给量之间的关系

1.A点表示：在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。

2.AB段表示：随6供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生

速率随之增加。

3.BC段表示：th供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快,此时限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。

七、呼吸速率的表示方法及测定方法

1.表示方法：单位时间内CO2增加量、减少量或有机物减少量。

2.有氧呼吸速率的测定方案(如图)：

-cm毛隼管

一一被研究的牌子

■CS-NaOH溶液

装置1

(1)植物呼吸作用的指标：植物呼吸作用吸收氧气,释放CO2,C0?被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减

小，毛细管内的水滴左移。单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。

(2)若测量的为植物的绿色组织，整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

(3)若考虑环境因素(如压强等)对装置的影响，还需设置胭组来均衡误差。将实验材料换成等量的死材料。

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八、细胞呼吸状况的实验测定归纳

结果与分析

（1）若装置1液滴左装，装置2液滴不动,则表明所测生物只进行有氧呼吸

（2）若装置1液滴不动,装置2液滴右移,则表明所测生物只进行无氧呼吸

（3）若装置1液滴左移,装置2液滴右移,则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

（4）装置1与装置2液滴均左移，则呼吸过程中吸收量＞CO2释放量,呼吸底物中可能有脂质参与。

（5）装置1液滴左移的距离代表氧气道耗量；装置2液滴左移的距离代表氧气消耗量-二氧化碳生成量;装置2

右移的距离代表二氧化碳生成量-氧气消耗量

第四节光合作用

一、实验：绿叶中色素提取和分离

1.提取原理：光合色素易溶于有机溶剂,所以可用无水乙醇提取色素。

2.分离原理：光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。

3.二氧化硅作用:为了使研磨充分.不加二氧化硅，会使滤液和色素带的颜色变浅

碳酸钙的作用：保护色素，防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏。

4.光合色素的分离方法：纸层析法，分离色素的溶液：层析液

5.色素相关知识：

色素种类分布功能特性吸收光的种类

叶绿素a（蓝绿色）；

告囊体薄膜

叶绿素含量最多

红光和蓝紫光

（3/4）

叶绿素b（黄绿色）mim一胡萝卜宏修黄e吸收、传

溶解度最小

uunm一叶黄*黄色递、转换光易溶于直

一叶绿・色能机溶剂

胡萝卜素（橙黄色）;

类胡萝卜IS叶螺索卜黄母色

含量最少,溶解度最大蓝紫光

素（1/4）

叶黄素（黄色）

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兴

/名

余

应

£

褪

我

经

台

作用

光合

二、

叶绿体

础一一

结构基

（-）

。

基质

充满了

粒之间

粒与基

粒,基

成的基

堆叠形

囊体

许多类

内部有

膜,

是双层

叶绿体

1.

光能。

转换

传递

：吸收

功能

色素

光合

膜上。

体薄

在类囊

素分布

光合色

2.

;

紫光

和蓝

红光

要吸收

绿素主

中，叶

色素

光合

收。

不吸

光等

紫外

光和

红外

,而对

见光

收可

素只吸

中的色

叶绿体

3.

色素对

。光合

紫光

收蓝