第5章细胞的能量供应和利用-2022-2023学年高一上学期生物必背知识清单（人教版2019必修1）

第五章细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶1．酶的作用及本质(1)酶的本质(2)酶的作用原理①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。③表示酶降低的活化能是AB段。2．酶的特性(1)高效性①含义解读：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②作用实质：酶和无机催化剂一样，只能缩短到达化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量。(2)专一性①含义解读：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。②曲线解读：酶A可催化底物水解，酶B则与“无酶”相同，说明酶催化具有专一性。③模型解读(3)作用条件较温和曲线解读：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。3.酶促反应速率的影响曲线分析(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线(2)温度和pH对酶促反应速率的影响据图可知，不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。(3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响①底物浓度对酶促反应速率的影响②酶浓度对酶促反应速率的影响

直接能源物质ATP2、ATP和ADP的相互转化总结：项目ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)储存在特殊化学键中的能量能量去路储存在特殊化学键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位3、主动运输的详细分析

细胞呼吸的原理和应用有氧呼吸（1）有氧呼吸全过程（2）有氧呼吸的反应式（3）能量问题释放出来的能量：大部分以热能的形式散失，少部分用于合成ATP3、无氧呼吸(1)场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。(2)过程第一阶段葡萄糖eq\o(→,\s\up7(酶))丙酮酸＋[H]＋少量能量第二阶段产酒精[H]＋丙酮酸eq\o(→,\s\up7(酶))酒精＋CO2大多数植物、酵母菌等产乳酸[H]＋丙酮酸eq\o(→,\s\up7(酶))乳酸高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、乳酸菌等(3)总反应式(4)能量问题大部分储存在乳酸或者酒精中；‘释放出来的能量：大部分以热能的形式散失，少部分用于合成ATP4、实验：探究酵母菌的呼吸方式实验材料实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。(2)检测CO2产生的多少的装置如图所示。(3)检测酒精的产生：从A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的快慢重铬酸钾的浓硫酸溶液甲组(有氧)变混浊程度高/快无变化乙组(无氧)变混浊程度低/慢出现灰绿色实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。

四、光合作用1.实验：色素的提取和分离(1)实验原理提取原理：色素能够溶解在无水乙醇中分离原理：不同色素在层析液的溶解度不同，溶解度越高的随滤纸条扩散的速度越快分离的方法：纸层析法(2)实验步骤(2)实验结果叶绿体(1)叶绿体的结构模式图(2)叶绿体的功能光合作用（1）光合作用全过程2.过程光反应暗反应场所类囊体薄膜（色素、酶）叶绿体基质（酶）反应水的光解：H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(酶))O2＋H＋ATP的合成：NADP＋＋H＋→NADPHNADPH的合成：ADP＋Pieq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(色素、酶))ATP①CO2的固定：CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3②C3的还原：2C3eq\o(→,\s\up7(ATP、NADPH),\s\do5(酶))(CH2O)＋C5总反应式CO2+H2O（CH2O）+O2物质交换能量转换光能→NADPH和ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供大量的NADPH和ATP；暗反应为光反应提供NADP+ADP、Pi。[H]和ATP的移动方向类囊体薄膜→叶绿体基质。光合作用的光反应合成ATP，暗反应消耗ATP，且光反应产生的ATP只能用于暗反应。正午光照强烈，蒸腾作用旺盛，导致叶片部分气孔关闭，CO2供应不足，则短时间内C3含量减少，C5含量增多，[H]和ATP含量增多。（增多/减少/不变）假如对正常进行光合作用的植物突然停止光照，CO2供应正常，则短时间内[H]和ATP含量减少，C3含量增多，C5含量减少。（增多/减少/不变）假如将正常进行光合作用的植物突然移到低浓度CO2环境中，而光照正常，则短时间内C3含量减少，C5含量增多，[H]和ATP含量增多。（增多/减少/不变）(2)环境改变时各物质的变化3.影响光合作用作用的环境因素1．光照强度(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。(2)曲线解读项目生理过程气体交换生理状态模型A点只进行呼吸作用吸收O2、释放CO2AB段呼吸作用大于光合作用吸收O2、释放CO2B点呼吸作用等于光合作用不与外界进行气体交换B点以后呼吸作用小于光合作用吸收CO2、释放O2(3)应用：温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。2．CO2浓度(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。(2)曲线解读①图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。②图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。③B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。(3)应用：在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。3．温度(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。(2)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。4．水分和矿质元素(1)原理①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。(2)应用：施肥的同时，往往适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。同时可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应。5．多因子变量对光合速率的影响6．影响光合作用的内部因素(1)植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶4．日曲线分析(1)曲线分析MN和PQ夜晚植物只进行细胞呼吸；植物体内有机物的总量减少，环境中CO2量增加，O2量减小N～P光合作用与呼吸作用同时进行NA和EP清晨和傍晚光照较弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度；植物体内有机物的总量减少，环境中CO2量增加，O2量减少A点和E点光合作用强度等于细胞呼吸强度，CO2的吸收和释放达到动态平衡；植物体内有机物的总量不变，环境中CO2量不变，O2量不变A～E光合作用强度大于细胞呼吸强度；植物体内有机物的总量增加；环境中CO2量减少，O2量增加C点叶片表皮气孔部分关闭，出现“光合午休”现象E点光合作用产物的积累量最大(2)一昼夜有机物的积累量的计算方法(用CO2表示)一昼夜有机物的积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸作用释放的CO2量，即S3－(S1＋S2)。密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线(1)曲线分析AB段无光照，植物只进行呼吸作用BC段温度降低，呼吸作用减弱CD段C点后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度D点光合作用强度＝呼吸作用强度DH点 DH段光合作用强度＞呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象H点光合作用强度＝呼吸作用强度HI段光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止(2)植物生长与否的判断方法若I点低于A点说明一昼夜，密闭容器中CO2浓度减小，即光合作用＞呼吸作用，植物生长若I点高于A点说明光合作用＜呼吸作用，植物体内有机物总量减少，植物不能生长若I点等于A点说明光合