高中生物必修一第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用知識(shí)點(diǎn)

1、第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用一、？酶一一降低反應(yīng)活化能？?細(xì)胞代謝：細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng).統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。?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)所需要的能量稱為活化能。2.定義？：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)。注：？D由活細(xì)胞產(chǎn)生（與核糖體有關(guān)）？成分：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。催化性質(zhì)：A.比無機(jī)催化劑更能減低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速度。？B.反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量沒有變化。？特性：專一性、高效性、多樣性影響酶活性的條件：溫度、PH值酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值等，過酸、過堿、高溫都會(huì)破壞酶分子結(jié)構(gòu)。低溫也會(huì)影響

2、酶的活性，但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。圖例？V/卜V底物濃夏S溫度解析花底物足夠J因素固定的條下，酶促反應(yīng)度與酶濃度成比。？其他.件:的速:正在S在一定:加快，近乎E達(dá)到一定限£最大值，此日幾乎不再改5區(qū)圍內(nèi)，V隨S增加而戈正比；當(dāng)S很大且1時(shí)，V也達(dá)到一個(gè)寸即使再增加S,反應(yīng)史。？在一定溫越在一定條件活力最大，7一定限度時(shí)低。百圍內(nèi)V隨T的升高而加快V,每一種酶在某一溫度時(shí)除最適溫度；當(dāng)溫度升高到V反而隨溫度的升高而降二、ATP（三磷酸腺昔）？?ATP是生物體細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物，是生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能源，它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。？1 .結(jié)構(gòu)簡式？A

3、？P？P？P？2 .ATP與ADP的轉(zhuǎn)化？ATP？"ADP？+？Pi？+能量？(物質(zhì)可逆.能量不可逆.酶不相同)直接能源物質(zhì)ATP主要能源物質(zhì)糖類生物體內(nèi)重要儲(chǔ)能物質(zhì)脂肪動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)糖原植物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)淀粉能量的最終來源太陽能三、ATP的主要來源一一細(xì)胞呼吸？呼吸是通過呼吸運(yùn)動(dòng)吸進(jìn)氧氣，排出二氧化碳的過程。？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，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。分為：1 .有氧呼吸：(1)概念：指細(xì)胞在有氧的參與下.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)生二氧化曖和史.釋放大量能量.生成大量ATP的過程。場所

4、：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(主要場所線粒體)有氧呼吸全過程圖解：有氧呼吸總反應(yīng)式：酶C6H120b+6H2O+6Q6CO2+12H2O+能量有氧呼吸中原子的轉(zhuǎn)移：(6)有氧呼吸的意義：有氧呼吸是大多數(shù)生物特別是人和高等動(dòng)植物獲得能量的主要途徑。2 .無氧呼吸：(1)概念：指細(xì)胞在無氧條件下.通過多種酶的催化作用.把葡萄糖等有機(jī)物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物乳酸或酒精.釋放少量能量.生成少量ATP的過程。場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸總反應(yīng)式:微生物的無氧呼吸也可以稱為叁至。大多數(shù)植物、酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等)的無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。無氧呼吸的意義：高等

5、植物在水淹的情況下.可以進(jìn)行短暫的無氧呼吸.將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳.釋放出能量以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。(酒精會(huì)毒害根細(xì)胞.產(chǎn)生爛根現(xiàn)象)人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí).需要在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)消耗大量的能量.肌肉細(xì)胞則以無氧呼吸的方式將葡萄糖分解為JW.釋放出一定能量滿足人體的需要。3 .有氧呼吸及無氧呼吸的能量去路:(1)有氧呼吸所釋放的能量一部分用于生成ATP但大部分以熱能的形式散失了無氧呼吸所釋放的能量小部分用于生成ATP大部分儲(chǔ)存于乳酸或酒精中。有氧呼吸無氧呼吸？概念指細(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？CO2?和H2O釋放能量，生成許多ATP的過程指細(xì)胞在無氧

6、的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。？過程C6H12O6?2丙酮酸？+4?H?+?少能？2丙酮酸+?6H2O?>?6CO2?+20?H+?少能？24H?+?6O2?f?1SH2O?+?大量能量C6H12O6?2丙酮酸？+?4H?+?少能f?2c3H6O3?乳酸？2丙酮酸？f?2c2H5OH?+?2CO2?反應(yīng)式C6H12O6+6H2O+6O2>6CO2?+?12H2O?+大量能量酶C6H12O6菽?2C3H6O3?+?少量能量?f?2c2H5OH?+?2CO2?+?少能不同點(diǎn)場所？©細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線基質(zhì)線內(nèi)膜？始終

7、在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件？?除外，需分子氧、酶？不需分子氧、需酶？產(chǎn)物？?CC2?、H2O酒精和CO2或乳酸？能量？狀量、合成38ATP(1161KJ)少量、合成2ATP(61.08KJ)?相同點(diǎn)聯(lián)系？?從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同，以后階段不同？實(shí)質(zhì)？?分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP?意義？?為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量四、影響細(xì)胞呼吸作用的因素1-內(nèi)部因素一一遺傳因素(決定酶的種類和數(shù)量)2、環(huán)境因素(1)溫度溫度以影響酶的活性影響呼吸速率。在最低點(diǎn)與最適點(diǎn)之間，呼吸酶活性低，呼吸作用受抑制，呼吸速率隨溫度的升高而加快。超過最適點(diǎn)，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼吸作用受到抑制，呼吸速率則會(huì)隨著

8、溫度的增高而下降。，加 1，加 H 30 6N看理之聞的美泰植物在O2濃度為0時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸，大多數(shù)植物無氧呼吸 的產(chǎn)物是酒精和 CO2 ; O2濃度在010%時(shí)，既進(jìn)行有氧呼吸又 進(jìn)行無氧呼吸；在 O2濃度5%時(shí)，呼吸作用最弱；在 O2濃度超 過10%時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。有氧環(huán)境對(duì)無氧呼吸起抑制作用， 抑制作用隨氧濃度的增加而增強(qiáng)，直至無氧呼吸完全停止在一定 氧濃度范圍內(nèi)，有氧呼吸的強(qiáng)度隨氧濃度的增加而增強(qiáng)。(3) CO2濃度從化學(xué)平衡角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降(4)含水量在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨含水量的增加而增強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱五、光合作用？濃度CO2(1)發(fā)現(xiàn)？(

9、2)場所層膜？葉綠體？基質(zhì)？： DNA ,多種酶、核糖體等基粒 夠個(gè)類囊外(片層)堆疊而成胡蘿卜素(橙黃色)1/3?類胡蘿卜素？葉黃素(黃色)？2/3?吸藍(lán)紫光？2 2)O2的濃度色素？（1/4）葉綠素A（藍(lán)綠色）3/4?ykjA葉綠素（3/4葉綠素B（黃綠色）1/4?吸紅橙和藍(lán)紫光？3 .注意事項(xiàng)：a試劑的作用：無水乙醇：提取色素層析液：分離色素二氧化硅：使研磨充分碳酸鈣：防止色素被破壞b收集到試管中的濾液.用棉塞塞嚴(yán)管口的目的：防止無水乙醇揮發(fā)。c將定性濾紙剪去兩角的目的：防止兩邊的色素在濾紙條上擴(kuò)散過快、不均勻.便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。d分離色素時(shí).不能讓濾液細(xì)線觸及層析液的原因是：因?yàn)樯貢?huì)

10、溶解于層析液中.從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果極差.甚至失敗。（3）光合作用：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)存能量的有機(jī)物.條件：有光和無光場所：葉綠體基質(zhì)并且釋放氧氣的過程。THHaHIHH過程:CO2的固定：-i-L川.“I.二.|A中C3的還原："-，一I二，.P：能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能-有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較:光反應(yīng)?暗反應(yīng)？條件光、H2O、色素、酶CO2、H、ATP、C5、酶？時(shí)間?短促？?較緩慢？場所?類囊體的薄膜上?葉綠體的基質(zhì)？過程水的光解？2H2O?>?4H?+?O2?？ATP的合成：ADP?+?Pi?+?光能？f

11、?ATP?？CO2的固定：CO2?+?C5"?2C3?？C3/?CO2的還原：？2C3?+?H?f(CH2O)實(shí)質(zhì)光能？-?化學(xué)能，釋放O2光能?同化CO2,形成（CH2O）?總式CO2?+?H2O?>?(CH2O)+?O2?葉綠體?.光能或?CO2?+?12H2O?2(CH2O)+?6O2?+?6H2O?1r/.tr.物變M當(dāng)神.猶機(jī)物CO2、H2Oh?有機(jī)物（CH2O）能變光能？f?ATP中活躍的化學(xué)能？-?有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能？?光合作用的實(shí)質(zhì)？通過光反應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，通過暗反應(yīng)把二氧化碳和水合成有機(jī)物，同時(shí)把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能貯存在有機(jī)物中。？4

12、、光合作用的意義制造有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變，將CO2和H2O合成有機(jī)物，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽能；生物生命活動(dòng)所需能量的最終來源;調(diào)節(jié)大氣中的O2和CO2含量保持相對(duì)穩(wěn)定；注：光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。5、影響光合作用速率的因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用光合速率是光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)，它是指單位時(shí)間內(nèi)單位面積的葉片合成有機(jī)物的速率。影響因素包括植物自身內(nèi)部的因素，如處在不同生育期等，以及多種外部因素。光照強(qiáng)度（如圖所示）（1）單因子對(duì)光合作用速率影響的分析曲線分析：A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0,此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放CO2量表明此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。AB段表明光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合作用逐漸加強(qiáng)，CQ的釋放量逐漸減少

13、，有一部分用于光合作用；而到B點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，稱B點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)（植物白天的光照強(qiáng)度在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物才能正常生長）。BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了，稱C點(diǎn)為光飽和點(diǎn)應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比較低，如上圖虛線所示。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置，冬季溫室栽培避免高溫等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。光照面積（如圖所示）葉面積疳數(shù)曲線分析：OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn)為光合作用葉面積的飽和點(diǎn)。隨葉面積的增大，光合作用不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照強(qiáng)度在

14、光補(bǔ)償點(diǎn)以下。OB段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加呼吸量（OC段）不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低（BC段）。應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。C。濃度、含水量和礦質(zhì)元素（如圖所示）應(yīng)用：“正其行，通其風(fēng)”，溫室內(nèi)充曲線分析：CQ和水是光合作用的原料，礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。在一定范圍內(nèi)，CO2、水和礦質(zhì)元素越多，光合作用速率越快，但到A點(diǎn)時(shí)，即CO水、礦質(zhì)元素達(dá)到飽和時(shí)，就不再增加了。CO2,即提高CQ濃度，增加產(chǎn)量的方法.

15、合理施肥可促進(jìn)葉片面積率，增加光合作用速率增大，提高酶的合成速溫度（如圖所示）曲線分析：光合作用是在酶催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在1035c下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段（1035C）隨溫度的升高而逐漸加強(qiáng)，B點(diǎn)（35C）以上光合酶活性下降，光合作用開始下降，50%左右光合作用完全停止。應(yīng)用：冬天溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用：晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證有機(jī)物的積累（2）多因子對(duì)光合作用速率影響的分析（如圖所示）曲線分析：P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強(qiáng)，光合速

16、率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)適當(dāng)充加CO2,進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和C。濃度以提高光合速率。總之，可根據(jù)具體情況，通過增加光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)溫度或增加CQ濃度來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的6、總結(jié)：光合作用在現(xiàn)實(shí)生活中延長光照時(shí)間如：補(bǔ)充人工光照、多季種植T增加光照面積如：合理密植、套種L光照強(qiáng)弱的控制：陽生植物（»）.陰生植物（弱光）增強(qiáng)光合作用變宜j適當(dāng)提高C

17、C2濃度：施農(nóng)家肥適當(dāng)提高白天溫度（降低夜間溫度）必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)：施化肥7、計(jì)算真光合作用速率=凈光合作用速率+細(xì)胞呼吸作用速率CO2吸收八BD真光合作用=凈光合作用+呼吸作用凈光合作用呼吸作用光照強(qiáng)度E.CO2釋放光合作用制造的有機(jī)物=光本作用積累的有機(jī)物+細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物解析：制造的就是生產(chǎn)的總量，其中一部分被儲(chǔ)存起來，就是積累的，另一部分被呼吸消耗光合作用利用二氧化碳的量=從外界吸收的二氧化碳的量+細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳的量解析：光合作用利用CO2的量有兩個(gè)來源，一個(gè)是外界吸收的，另一個(gè)是自身呼吸放出的，二者都被光合作用利用。六、比較光合作用和細(xì)胞呼吸作用光合作用呼吸作用？?反應(yīng)

18、場所?錄色植物（在葉綠體中進(jìn)行）所有生物（主要在線粒體中進(jìn)行）反應(yīng)條件?光、色素、酶等?酶（時(shí)刻進(jìn)行）？物質(zhì)轉(zhuǎn)變無機(jī)物CO2和H2O合成有機(jī)物（CH2O）分解有機(jī)物產(chǎn)生CO2和H2O?能量轉(zhuǎn)變把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中？釋放有機(jī)物的能量，部分轉(zhuǎn)移ATP?實(shí)質(zhì)？合成有機(jī)物、儲(chǔ)存能量？分解有機(jī)物、釋放能量、產(chǎn)生ATP?聯(lián)系?有機(jī)物、氧氣光合作用？4庫吸彳用？成量、二氧化碳五、化能合成作用自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒有色素，不能進(jìn)行光合作用，但是能夠利用體外環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)釋放的能量來制造有機(jī)物，這種合成作用叫做化能合成作用。例如：硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌。下圖為硝化細(xì)菌的化能合成作用?進(jìn)行光合作用和化能合成作用的生物都是自養(yǎng)型生物；而只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身生命活動(dòng)的生物是異養(yǎng)型生物。如：硝化細(xì)菌.不能利用光能.但能將土壤中的NH3氧化成HNO2進(jìn)而