必修一細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用知識點(diǎn)復(fù)習(xí)總結(jié)

1、分子與細(xì)胞第五章細(xì)胞的能量供給和利用第一節(jié)降低化學(xué)反響活化能的酶細(xì)胞代謝(1) 概念：細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行的化學(xué)反響統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝.(2) 特點(diǎn)： 一般都需要酶催化,在水環(huán)境中進(jìn)行,反響條件溫和,一般伴隨著能量的釋放和儲存.(3) 地位：是細(xì)胞生命活動的根底.對細(xì)胞代謝的理解(1) 從性質(zhì)上看,細(xì)胞代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝兩個方面.細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn) 行著化學(xué)反響,與此同時伴隨著相應(yīng)的能量變化.物質(zhì)是能量的載體,而能量是物 質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭恿?物質(zhì)代謝和能量代謝相伴而生,相互依存.(2) 從方向上看,細(xì)胞代謝包括同時進(jìn)行、對立統(tǒng)一的同化作用和異化作用.同化作用 和異化作用相互依存,同化過程中有物

2、質(zhì)的分解、能量的釋放,異化過程中有物質(zhì) 的合成、能量的儲存.同化作用為異化作用的進(jìn)行提供物質(zhì)和能量根底,而同化作 用進(jìn)行所需的能量又靠異化作用來提供.(3) 從實(shí)質(zhì)上看,細(xì)胞代謝是生物體活細(xì)胞內(nèi)所進(jìn)行的有序的連鎖的化學(xué)反響.應(yīng)特別 注意只有活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反響才是有序的,死細(xì)胞內(nèi)雖然也進(jìn)行著化學(xué)反響, 但是無序的,所以不屬于細(xì)胞代謝的范疇.(4) 從意義上看,細(xì)胞代謝的過程完成了細(xì)胞成分的更新,而細(xì)胞成分的更新正是生化 反響造成的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)變的結(jié)果.在細(xì)胞代謝的根底上,生物體既進(jìn)行新舊 細(xì)胞的更替,又進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)化學(xué)成分的更新,最終表現(xiàn)出生長、發(fā)育、生殖等生命 活動.酶的作用原理(1)

3、活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反響的活潑狀態(tài)所需要的能量(2) 酶是一種生物催化劑,能改變反響途徑,其作用是降低化學(xué)反響的活化能.(3) 酶在代謝中僅起到催化作用,本身化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量均不發(fā)生變化.酶在進(jìn)行催化作 用時,首先與底物(即反響物)結(jié)合,形成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物,中間產(chǎn)物再分解成 酶和產(chǎn)物,因此可反復(fù)起催化作用.酶的本質(zhì)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì).化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核昔酸合成場所核糖體細(xì)胞核(真核生物)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)組待測酶液+雙縮月尿試劑 是否出現(xiàn)紫色反響待測酶液+毗羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色對照組蛋白液+雙縮脈試 劑出

4、現(xiàn)紫色反響RNA溶液+毗羅紅染液出現(xiàn)紅色生理功能具有生物催化作用作用原理降低化學(xué)反響的活化能酶與激素、蛋白質(zhì)的關(guān)系(1) 但凡活細(xì)胞都可產(chǎn)生酶(哺乳動物的成熟紅細(xì)胞等除外),只有內(nèi)分泌細(xì)胞才可產(chǎn) 生激素,所以能產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素,但能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生 酶.(2) 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),但不是所有的蛋白質(zhì)都是酶,只有具有催化作用的蛋白質(zhì)才 是酶.酶的特性酶具有高效性(1) 含義：酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107-1013倍.(2) 意義：保證細(xì)胞代謝順利進(jìn)行.酶具有專一性(1) 含義：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反響,這就像一把鑰匙開一把鎖一樣.酶 對它所作用的底物有著嚴(yán)格的選

5、擇,它只能催化一定結(jié)構(gòu)或者一些結(jié)構(gòu)近似的化合 物,使這些化合物發(fā)生生物化學(xué)反響.(2) 意義：使細(xì)胞代謝有序進(jìn)行.酶的作用條件溫和(1) 酶在常溫、常壓、適宜的 pH等溫和條件下,具有很高的催化效率.酶對化學(xué)反響 的催化效率也稱為酶的活性.(2) 在最適的溫度和 pH條件下,酶的活性最高.(3) 溫度偏高或偏低,pH過酸或過堿,酶的活性都會明顯降低.胃蛋白酶較為特殊, 能在強(qiáng)酸性條件下發(fā)揮作用.(4) 0C左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低,但酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定,在適宜的溫 度下酶的活性可以恢復(fù).過酸、過堿或溫度過高,會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使 酶永久失活.由于酶具有專一性,而細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反

6、響及其繁多,不同的反響需要不同的酶來催化, 這說明酶具有多樣性.與酶有關(guān)的曲線解讀1. 表示酶高效性的曲線參加蘋無機(jī)催化劑時間(1 ) 催化劑可加快化學(xué)反響速率,與無極催化劑相比,酶的催化效率更高.(2) 酶只能縮短到達(dá)化學(xué)平衡所需時間,不改變化學(xué)反響的平衡點(diǎn).(3) 酶只能催化已存在的化學(xué)反響.2. 表示酶的專一性曲線(1 ) 酶的專一性酶和被催化的反響物分子都有特定的結(jié)構(gòu).反響前后酶的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不變(2) 表示酶專一性的曲線12 S 4A反響物波座在反響物中參加酶 A,反響速率較未加酶時明顯加快,說明酶A催化底物參加反響.在反響物中參加酶 B,反響速率和未加酶時相同,說明酶B不催化底物參加

7、反響.3. 酶活性的影響因素曲線陶促反響速率最適溫度0底物刺余借相對仙 pH=S 扁 pH=61 在一定溫度pH范圍內(nèi),隨溫度pH的升高,酶的催化作用增強(qiáng),超過 這一范圍酶催化作用逐漸減弱.2 在最適溫度pH時,酶的催化作用最強(qiáng),高于或低于最適溫度 pH,酶 的催化作用都將減弱.3過酸、過堿、高溫都會使酶失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結(jié)構(gòu)未被 破壞,溫度升高可恢復(fù)活性.4反響溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度.4.底物濃度和酶濃度對酶促反響的影響曲線1在其他條件適宜、酶量一定的條件下,酶促反響速率隨底物濃度增加而加快,但當(dāng) 底物到達(dá)一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反響速率不再增

8、加.(2) 在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反響速率與酶濃度成正比.溫度、pH、底物濃度和酶濃度可影響酶促反響速率.不同的是溫度和pH是通過影響酶活性而影響酶促反響的,而底物濃度和酶濃度不影響酶活性.第二節(jié)細(xì)胞的能量“通貨 ATPATP的結(jié)構(gòu)全稱：三磷酸腺昔結(jié)構(gòu)簡式ATP分子的結(jié)構(gòu)簡式可以寫成 A- PPP,其中A代表腺昔,T代表3個,P代表磷酸基 團(tuán),“代表高能磷酸鍵.“一表示一般的共價鍵.可見,在 1分子ATP中,含有1 個腺昔、2個高能磷酸鍵、3個磷酸基團(tuán).(1) 在ATP中,A代表腺背,在堿基中, A代表腺喋吟.(2) ATP是一種物質(zhì),不是能量,當(dāng) ATP的高能磷酸鍵斷裂時,會

9、釋放出能量.ATP是細(xì)胞內(nèi)的一中高能磷酸化合物.在動物細(xì)胞內(nèi)除了ATP為高能磷酸化合物之外,還含有一種高能磷酸化合物,即磷酸肌酸.ATP的分子組成PP-P二說盟映詳ADP)二酷噪蓄 ATP)rr余子的姑椅ia成(1) 腺昔是腺喋吟和核糖結(jié)合而成的,所以ATP去掉兩個磷酸基團(tuán)后,剩余的局部為 腺喋吟核糖核昔酸,它是 RNA的根本組成單位之一.(2) ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用“一、二、三來記憶：一個腺昔,二個高能磷酸鍵,三個磷 酸基團(tuán).ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反響式結(jié)構(gòu)根底ATP中遠(yuǎn)離A的那個高能磷酸鍵易斷裂也易形成.ATP水解酶反響式 ATPADP+Pi+ 能量能量的來源和去路：能量來源于ATP中高

10、能磷酸鍵的斷裂,產(chǎn)生的能量用于各種需能的生命活動.ATP的水解一般是遠(yuǎn)離腺昔的那個高能磷酸鍵斷裂,生成的 做二磷酸腺昔.ADP中含有兩個磷酸基,叫(3) ATP的合成儲存能量ATP合成酶 反響式：ADP+Pi+能量ATPATP的形成途徑散失ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程的比擬反響式ATP ADP+Pi+ 能量ADP+Pi+ 能量 ATP類型水解反響合成反響條件水解酶合成酶場所細(xì)胞膜、葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞核等細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體能量轉(zhuǎn)化放能儲能能量去向各種生命活動消耗儲存于ATP中磷酸肌酸與ATP的關(guān)系磷酸肌酸也是高等動物細(xì)胞內(nèi)的高能化合物,在動物和人體的肌細(xì)胞內(nèi)存在且儲存量比 ATP多,但不能

11、作為生命活動的直接能源,只是能量的一種儲存形式.(1) 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物被氧化分解釋放出能量,合成ATP數(shù)量過多時,局部 ATP把能量轉(zhuǎn)移到磷酸肌酸中,轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：w 磷酸肌酸激酶袂咐"時ATP+肌酸 +磷酸肌酸(2)細(xì)胞中的ATP大量減少時,磷酸肌酸與 ADP反響生成ATP,維持細(xì)胞中 ATP數(shù)量的相對穩(wěn)定.轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：磷酸肌酸水解酶ADP+磷酸肌酸 ATP+ 肌酸ATP是細(xì)胞中的直接能源物質(zhì) 糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩(wěn)定,不能被細(xì)胞直接利用,這些穩(wěn)定的化學(xué)能只能轉(zhuǎn)化成ATP分子中活潑的化學(xué)能,才能被細(xì)胞直接利用.ATP分子中遠(yuǎn)離腺昔的高能磷酸鍵很容易水解,也很容易重新

12、形成,因此, ATP是直接的能源物質(zhì).ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接供能物質(zhì),但并非所有的生命活動所需的能量都是由ATP提供的,如植物對水分子的吸收和運(yùn)輸,其動力來自葉片蒸騰作用產(chǎn)生的拉力.ATP中能量的轉(zhuǎn)化(1) 滲透能：細(xì)胞的主動運(yùn)勢是逆濃度梯度進(jìn)行的,物質(zhì)跨膜移動所做的功消耗了能量,這些能量叫做滲透能,滲透能來自ATP.(2) 機(jī)械能：細(xì)胞各種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動大都是機(jī)械運(yùn)動,所消耗的是機(jī)械能.例如,肌細(xì)胞 的收縮、草履蟲纖毛的擺動、精子鞭毛的擺動、有絲分裂期間染色體的運(yùn)動、腺細(xì) 胞對分泌物的分泌等.(3) 電能：大腦的思考神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo),以及電幅、電鰻等動物體內(nèi)產(chǎn)生的生物電等,它們所消耗的就

13、是電能.電能是由ATP提供的能量轉(zhuǎn)化而來的.(4) 化學(xué)能：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能,如小分子物質(zhì)合成大分子物質(zhì)時,必須有 直接或間接的能量供給.另外,細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)在分解的開始階段,也需要化學(xué)能來 活化,從而成為能量較高的物質(zhì)(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖).可以說在細(xì)胞內(nèi) 的物質(zhì)代謝中,到處都需要由ATP水解釋放的化學(xué)能.(5) 光能：目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)制還沒有完全弄清楚,但是已經(jīng)知道,生物體用 于發(fā)光的能量直接來自 ATP,如螢火蟲的發(fā)光.(6) 熱能：有機(jī)物的氧化分解釋放的能量小局部用于生成ATP,大局部轉(zhuǎn)化為熱能,通 過各種途徑向外界散發(fā),其中一小局部熱能用于維持體溫.通常情況下,

14、熱能的形成往往是在細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化和傳遞的過程中.第三節(jié)ATP的主要來源一一細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸概念細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或者其他產(chǎn)物,釋放 能量并生成ATP的過程.細(xì)胞呼吸的本質(zhì) 細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物氧化分解,并釋放能量.細(xì)胞呼吸的類型根據(jù)細(xì)胞氧化分解有機(jī)物時是否有氧氣參與,把細(xì)胞呼吸分為兩種,一種是需要氧氣參與, 為有氧呼吸；另一種是沒有氧氣參與,為無氧呼吸.對細(xì)胞呼吸的理解(1) 細(xì)胞呼吸發(fā)生的場所：活細(xì)胞內(nèi)；(2) 反響底物：有機(jī)物；(3) 呼吸產(chǎn)物：二氧化碳或其他產(chǎn)物；(4) 反響類型：氧化分解反響；(5) 能量變化：釋放能量；(6) 物質(zhì)變化：分解有機(jī)物、生成

15、 ATP.酵母菌的細(xì)胞呼吸方式(1) 酵母菌是一種單細(xì)胞真菌,在有氧和無氧條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌,因此 便于用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式.通過定性測序酵母菌在有氧和無氧的條件下細(xì) 胞呼吸的產(chǎn)物,來確定酵母菌細(xì)胞呼吸的方式.酵母菌有氧條件：葡萄糖CO 2+H2O+能量_酵母菌一無氧條件：葡萄糖CO 2+H2O+能量酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,完成細(xì)胞增殖,在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn) 生酒精,幾乎不再增殖,因此,在釀酒的初期先通氧氣,使酵母菌大量增殖,再密 閉發(fā)酵產(chǎn)生酒精.(2) CO2的檢測使澄清的石灰水變混濁,混濁程度越高,產(chǎn)生的CO2越多.使漠麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃,變化所

16、需時間越短,產(chǎn)生的CO2越多.(3) 酒精的檢測：在酸性條件下,橙色重銘酸鉀溶液與酒精發(fā)生化學(xué)反響,變成灰綠色.探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)過程提出問題：酵母菌使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精是在有氧條件還是無氧條件下進(jìn)行的？酵母菌在 有氧和無氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物是什么作出假設(shè)：針對上述問題,根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗(yàn)如酵母菌可用于釀酒、發(fā)面等 作出合理的假設(shè)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：1配制酵母菌培養(yǎng)液,2檢測CO2的產(chǎn)生,裝置如下圖,3 檢測酒精的產(chǎn)生：自 A、B瓶中各取2mL濾液,分別注入編號為 1、2的兩支試管中,分 別滴加0.5mL溶有0.1g重銘酸鉀的濃硫酸溶液,振蕩并觀察溶液中顏色變化.酵母菌澄清的培養(yǎng)液石

17、灰水裝置乙質(zhì)hi分?jǐn)?shù)為10%酵母敞授清的的NaOH溶液培芥液石灰水裝置甲實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁,但甲中渾濁程度高且速率快2 2號試管中溶液由橙色變成灰綠色, 1號試管不變色實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸,在有氧條件下,酵母菌通過細(xì) 胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水；在無氧條件下,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精,還產(chǎn)生 少量的二氧化碳.有氧呼吸的主要場所線粒體1線粒體的結(jié)構(gòu)外膜：外表光滑內(nèi)膜：有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶幡：由內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊而成,以擴(kuò)大膜面積,為酶附著提供位點(diǎn)基質(zhì)：含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶2功能：有氧呼吸的主要場所3線粒體普遍存在于動植物細(xì)胞中,對于

18、絕大多數(shù)生物來說,有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的 主要形式.線粒體時有氧呼吸的主要場所,因此,代謝越旺盛的細(xì)胞中含有的線粒 體就越多.有線粒體的生物一定能進(jìn)行有氧呼吸,但必須在有氧的條件下；無線粒體的生物中, 有的也可以在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行有氧呼吸,如具有有氧呼吸酶的原核生物.有氧呼吸的概念及實(shí)質(zhì)(1) 概念：細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程.(2) 對概念的理解細(xì)胞：線粒體時有氧呼吸的主要場所,其次還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),所以細(xì)胞是有氧呼 吸的場所.氧氣：指有氧呼吸的條件,沒有氧氣,有氧呼吸不能進(jìn)行.多種酶：有氧呼吸過程需要經(jīng)

19、過一系列復(fù)雜的化學(xué)反響,所以全過程有多種酶參 與.有機(jī)物：指有氧呼吸的底物,有氧呼吸的底物不是只有葡萄糖一種,還包括其他 的有機(jī)物,教材是以葡萄糖為例來講述呼吸作用過程的. 徹底：指底物氧化的程度,復(fù)雜的有機(jī)物經(jīng)過有氧呼吸完全分解為無機(jī)物,能量 完全釋放. 二氧化碳和水：是有氧呼吸的產(chǎn)物.(3) 實(shí)質(zhì)：細(xì)胞在氧氣的參與下氧化分解有機(jī)物,釋放能量,供給生命活動的需要.有氧呼吸的過程河-Pi*1V+FiUM釁膛耶"階叫<1*葉聘卵二翰#C6H12O6+6O 2+6H 2O6CO 2+12H 2,氧氣的來源和去路有氧呼吸過程中物質(zhì)和能量的變化各反響物參與的階段：葡萄糖在第一階段參與,

20、H2O在第二階段參與,O2在第三階段產(chǎn)生.各生成物產(chǎn)生的階段：H在第一、二階段產(chǎn)生, CO2在第二階段產(chǎn)生,H2O在第三階段 產(chǎn)生.能量變化的特點(diǎn)：三個階段都能產(chǎn)生能量,但大量的能量在第三階段產(chǎn)生.有氧呼吸的三個階段進(jìn)行的化學(xué)反響都需要不同的酶來催化,酶具有專一性,線粒體中的 酶只能進(jìn)行氧化分解丙酮酸,并且線粒體膜上也有運(yùn)輸葡萄糖的載體蛋白,因襲葡萄糖不 會直接進(jìn)入線粒體,只有轉(zhuǎn)化成丙酮酸后,才能進(jìn)入線粒體被氧化分解.無氧呼吸的概念細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的作用,把糖類等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放 少量能量的過程.從無氧呼吸的的概念可以看出,無氧呼吸有以下幾個特點(diǎn)：(1) 細(xì)胞的無

21、氧呼吸是在缺氧的條件下進(jìn)行的,以適應(yīng)不利的環(huán)境條件.(2) 細(xì)胞在無氧呼吸過程中,把有機(jī)物不徹底氧化分解,形成不徹底的氧化產(chǎn)物.所謂 不徹底的氧化產(chǎn)物,是指有機(jī)物經(jīng)過無氧呼吸分解后,仍然是一些小分子有機(jī)物, 如酒精、孚L酸等等.(3) 釋放能量少.由于這個過程沒有氧參與,只依靠細(xì)胞內(nèi)的酶來分解有機(jī)物,形成的 不徹底的氧化產(chǎn)物中仍儲存著大量能量,所以無氧呼吸釋放的能量很少.無氧呼吸的過程(以葡萄糖為底物)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中(1)第一階段: 階段完全相同)C6H12O62C 3H4O3(丙酮酸)+4H+少量能量(與有氧呼吸的第(2)第二階段:2C3H4O2C2H5OH 酒精+2CO 24H.酶一一

22、一或 2C3H4O3 2C3H6O3 乳酸4H(3)總反響式酶C6H12O6* 2C2H5OH (酒精)+2CO2+少量能量C6H12O6 -2C3H6O3 孚L酸+少量能量由于酶的不同決定了丙酮酸被復(fù)原的產(chǎn)物也是不同的：大多數(shù)植物、酵母菌、蘋果 果實(shí)無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和二氧化碳；有些高等植物的某些植物的某些器官在進(jìn) 行無氧呼吸時產(chǎn)生乳酸,如玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等；高等動物、人及乳 酸菌無氧呼吸只產(chǎn)生乳酸.有氧呼吸與無氧呼吸的比擬有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)反響條件需要02、酶和適宜的溫度不需要02,需要酶和適 宜的溫度呼吸場所第一階段在細(xì)胞質(zhì)基 質(zhì),第二、三階段在線 粒體中細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分

23、解產(chǎn)物C02 和 H20C02、酒精或乳酸釋放能量1mol葡萄糖釋放能量2870kJ,其中 1161 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中1mol葡萄糖釋放能量196.65kJ 生成乳酸或225.94kJ 生成酒精和CO2,其中均只有61.08 kJ轉(zhuǎn)移至 ATP中特點(diǎn)有機(jī)物徹底氧化分解, 能量完全釋放有機(jī)物沒有徹底氧化分 解,能量沒有完全釋放相同點(diǎn)實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物,釋放能量,生成 ATP為生物體的生命 活動提供能量意義細(xì)胞呼吸為生物體的生命活動提供能量；細(xì)胞呼吸為生物體內(nèi)其他化合物的合成提供原料聯(lián)系第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同,之后在 不同的條件下、不同的場所和不同酶的作用下沿不 同的途徑形成不同的產(chǎn)物.影

24、響細(xì)胞呼吸的因素1. 影響細(xì)胞呼吸的內(nèi)因遺傳因素遺傳因素決定酶的種類和數(shù)量,進(jìn)而影響呼吸的類型、速率等.1生物的呼吸類型需氧型一一必須在氧氣充足的條件下才能正常生活,如大多數(shù)動植物的細(xì)胞呼 吸.厭氧型一一需要在無氧的條件下才能生活得好,有氧那么呼吸作用受抑制,如常見的乳酸菌的呼吸.兼性厭氧型一一在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,無氧條件下那么進(jìn)行無氧呼吸,如 酵母菌的呼吸類型.(2) 不同生理狀態(tài)或生理期呼吸作用有差異(以植物為例).不同種類的植物呼吸速率不同,如旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽 生植物.同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同,如幼苗期、開花期呼吸速率 升高,成熟期呼吸速率下降.

25、2. 影響細(xì)胞呼吸的外因一一環(huán)境因素(1 ) 溫度溫度影響呼吸作用,主要是通過影響呼吸酶的活性來實(shí)現(xiàn)的.呼吸速率與溫 度的關(guān)系如下圖.吸速車溫度CC)生產(chǎn)上常用這一原理在低溫下儲藏水果、蔬菜.在大棚蔬菜的栽培過程章夜 間適當(dāng)降低溫度,降低呼吸作用,減少有機(jī)物的消耗,提升產(chǎn)量.(2) O2的濃度在.2濃度為零時只進(jìn)行無氧呼吸,濃度為 10% 一下,既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn) 行無氧呼吸,濃度為 10%以上,只進(jìn)行有氧呼吸.生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用,減少有機(jī)物消耗這一原理來延長 蔬菜、水果保鮮時間.(3) CO2濃度CO2是呼吸作用的產(chǎn)物,對細(xì)胞呼吸有抑制作用,實(shí)驗(yàn)證實(shí),在CO2濃度升高到1%

26、-10%時,呼吸作用明顯被抑制.(4) 含水量在一定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而增強(qiáng),隨含水量的減少而減弱. 在作物種子儲藏時,將種子風(fēng)干,以減弱細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗.呷吸強(qiáng)度細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用類型應(yīng)用原理有氧呼吸提倡有氧運(yùn)動不會因劇烈運(yùn)動時無氧 呼吸積累過多的乳酸而 使肌肉酸脹無力作物栽培時及時松土透氣利用根的有氧呼吸,促 進(jìn)水和無機(jī)鹽的吸收稻田定期排水水稻的根比擬適應(yīng)無氧 呼吸,但也需要進(jìn)行有 氧呼吸,定期排水預(yù)防 根無氧呼吸產(chǎn)生大量酒 精對細(xì)胞產(chǎn)生毒害作 用,使其腐爛生產(chǎn)醋酸、味精等利用醋酸桿菌、谷氨酸 棒狀桿菌的有氧呼吸利用酵母菌發(fā)面在饅頭、面包的制作過 程中,利用酵母菌

27、的有 氧呼吸,使饅頭、面包 變得松軟可口無氧呼吸選用“創(chuàng)可貼“、透氣 消毒紗布包扎傷口為傷口創(chuàng)造有氧的環(huán)境,預(yù)防厭氧病菌的繁殖,有利于傷口的愈合傷口過深或被銹釘扎 傷,需及時治療預(yù)防破傷風(fēng)芽抱桿菌進(jìn) 行無氧呼吸而大量繁 殖,引發(fā)破傷風(fēng)制作酸菜、酸奶、泡菜 等利用乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸菌的過程呼吸作用的曲線分析05101520 25 禎 d洪魔等于零時,只進(jìn)行無氧呼吸O2濃度f 大于等于D時,只進(jìn)行有氧呼吸/ 0-D之間時,兩種呼吸方式都存在當(dāng)氧氣濃度為B時,二氧化碳釋放總量最少,即有機(jī)物的消耗最少,此時的氧氣濃度有利 于水果、蔬菜等的保存.有氧呼吸與無氧呼吸的相關(guān)計(jì)算(1) 根據(jù)反響式計(jì)算有氧

28、呼吸一 - 一酶 一-C6H12O6+6O 2+6H 2O 2+12H 2O+ 大量能量1mol 6mol6mol 38 mol ATP無氧呼吸(以產(chǎn)生酒精和 CO2的無氧呼吸為例)一酶 -C6H12O62C2H5OH+2CO 2+ 少里能里1mol2mol2 mol ATP(2) 有氧呼吸與無氧呼吸中 CO2產(chǎn)生量、葡萄糖的消耗量與 ATP合成量的比擬在消耗相同葡萄糖的情況下,有氧呼吸與無氧呼吸中CO2產(chǎn)生量的比例為ATP合成量的比為19:1.在產(chǎn)生相同CO2的情況下,有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖的比為1: 3.在合成相同ATP的情況下,有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖的比為1:19.在一個有氧

29、呼吸與無氧呼吸同時進(jìn)行的過程中,O2的吸收量與CO2的產(chǎn)生量的比為3:4時,說明此過程中有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸強(qiáng)度相等；假設(shè)此比例小于3:4 ,說明此過程中無氧呼吸占優(yōu)勢；假設(shè)此比例大于3:4 ,說明此過程中有氧呼吸占優(yōu)勢.根據(jù)CO2的釋放量和O2的消耗量判斷細(xì)胞呼吸的狀況以葡萄糖為呼吸底物1 無CO2釋放時,細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,此種情況下,容器內(nèi)氣體體積不 發(fā)生變化,如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸.2不消耗.2,但產(chǎn)生CO2時細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸.此種情況下容器內(nèi)氣 體體積可增大,如酵母菌的無氧呼吸.3 CO2釋放量等于O2消耗量時,細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,此種情況下,容器內(nèi)氣體體 積

30、不變化,但假設(shè)將 O2吸收,可引起氣體體積減小.4當(dāng)CO2釋放量大于 O2消耗量時,細(xì)胞同時進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸兩 種方式,如酵母菌在不同 O2濃度下的細(xì)胞呼吸.此種情況下,判斷哪種呼吸方式 占優(yōu)勢,可如下分析：假設(shè)VCO2/VO 2=4/3 ,有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等.假設(shè)VCO2/VO 2>4/3 ,無氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸.假設(shè)VCO2/VO 2<4/3 ,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于無氧呼吸.第四節(jié)能量之源一一光與光合作用綠葉中色素的提取和別離實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理提?。河袡C(jī)溶劑如無水乙醇能溶解色素別離：因溶解度不同而擴(kuò)散速度不同實(shí)驗(yàn)步驟：1提取

31、色素：將綠色葉片剪碎,參加少許二氧化硅、碳酸鈣、10mL無水乙醇進(jìn)行研磨,用紗布過濾,收集濾液.2制備濾紙條：長 10cm、寬1cm, 一端剪去兩角,用鉛筆畫一條細(xì)的橫線,等枯燥后, 重復(fù)一兩次,將濾紙條輕輕插入層析液中,用培養(yǎng)皿蓋住燒杯.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：濾紙上呈現(xiàn)四條顏色寬度不同的色素帶,從上到下分別是胡蘿卜素橙黃色、 葉黃素黃色、葉綠素 a 藍(lán)綠色、葉綠素 b 黃綠色實(shí)驗(yàn)中的主意事項(xiàng)及操作目的過程考前須知操作目的提取色素(1)選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高(2)研磨時加無水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護(hù)色素(4)迅速、充分研磨預(yù)防乙醇揮發(fā),充分溶解色素(5)盛放濾

32、液的試管管口加棉塞預(yù)防乙醇揮發(fā)和色素氧化別離色素(1)濾紙預(yù)先枯燥處理是層析液在濾紙上快速 擴(kuò)散(2)濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻是別離出的色素帶平整不重疊(3)濾液細(xì)線枯燥后再畫一兩次使別離出的色素帶清楚 清楚(4)濾液細(xì)線不觸及層析液預(yù)防色素直接溶解到層析液中葉綠體中的色素(1) 葉綠體中的色素只吸收可見光,而對紅外線和紫外線等不吸收.(2) 葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大,類胡蘿卜素對藍(lán)紫光的吸收量大,但對其他波 段的光并非不吸收,只是吸收量較少.(3) 葉綠素對綠光吸收量少,綠光被反射出來,所以葉片呈現(xiàn)綠色.葉綠體(1) 分布：葉綠體主要分布在真核綠色植物的葉肉細(xì)胞中.(2) 形態(tài)：扁平的橢球

33、形或球形.(3) 結(jié)構(gòu)：雙層膜：內(nèi)膜、外膜,包圍著幾個到幾十個綠色基粒等細(xì)微結(jié)構(gòu).基粒:每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成,擴(kuò)大了內(nèi)部膜的外表積,這些囊狀結(jié)構(gòu)成為類囊體,吸收光能的四種色素和光合作用有關(guān)的酶就分布在類囊體的薄 膜上. 基質(zhì)：基粒與基粒之間充滿了基質(zhì),基質(zhì)中含有與光合作用有關(guān)的酶.(4) 功能：葉綠體時光合作用的場所.光合作用的過程1. 光合作用的概念綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物,并 且釋放出氧氣的過程.2. 光合作用的反響式光能CO2+H 2O H 2O+O 2葉綠體3. 光合作用的過程光反響階段晦反響階粉2過程光反響 1條件：光

34、、色素、酶；一一 光程：水的光解 H2O-£? 2fH+1/2O葉綠體中 L J色素、酶2部位：葉綠體類囊體結(jié)構(gòu)的薄膜上；3過光、酶P葉綠體中色素、酶2 ATP 的形成：ADP+Pi4實(shí)質(zhì)：將光能轉(zhuǎn)變成活潑的化學(xué)能,釋放出 O2暗反響 1條件：多種酶；2部位：葉綠體基質(zhì)；3過程：CO2的固定：酶酶ATPCO2+C fC 3C3 的復(fù)原：2C3+H H 2O+C5 4實(shí)質(zhì)：同化 CO2 ,將活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在有機(jī)物中光合作用中各元素的去向6CO2 + 12H 2O光能C葉綠體6H12O6+6O 2+6H 2.光反響與暗反響的比擬工程光反響暗反響區(qū)別條件需葉綠體色素和光、 酶、水不需要葉綠體色素和 光,需要多種酶、ATP、H、CO2場所類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化水的光解、ATP的形成CO2的固定、C3的復(fù)原實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姷幕瘜W(xué)能(ATP),并放出O2同化CO2,形成(CH2.),活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系(1) 光反響未暗反響提供H、ATP;暗反響為 光反響提供ADP、Pi(2) 沒有光反響,暗反響無法進(jìn)行；沒有暗反應(yīng),有機(jī)物無法合成,光反響因產(chǎn)物積累 也無法繼續(xù)總之,光反響是暗反響的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的準(zhǔn)備階 段,暗反響是光反響的繼續(xù),是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的 完成階段.光合作用的強(qiáng)度表示1. 光合作用強(qiáng)度(1) 概念：植物在