2022年高中高二届高考生物知识点总结第节细胞的能量供应和利用必修.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 五 细胞的能量供应和利用一、酶降 低 反 应 活 化 能新 陈 细 胞 代 谢 ： 活 细 胞 内 全 部 有 序 化 学 反 应 的 总 称 ；活 化 能 ： 分 子 从 常 态 转 变 成 容 易 发 生 化 学 反 应 的 活 跃 状 态 所 需 要 的 能 量 ；1 发 现 巴 斯 德 之 前 ： 发 酵 是 纯 化 学 反 应 , 与 生 命 活 动 无 关 ； 巴 斯 德 （ 法 、 微 生 物 学 家 ） ： 发 酵 与 活 细 胞 有 关 ； 发 酵 是 整 个 细 胞 ；利比希（德、化学家）：引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用；比希纳（德、化学家）：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破裂后连续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样；萨姆纳（美、科学家）：从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质；很多酶是蛋白质； 切 赫 与 奥 特 曼 （ 美 、 科 学 家 ） ： 少 数RNA 具 有 生 物 催 化 功 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应的活化能,提高化学反应速度； B. 反应前 后 酶 的 性 质 和 数 量 没 有 变 化；3特性 高效性：催化效率很高,使反应速度很快 专一性：每一种酶只能催化一种或 一 类 化 学 反 应； 需要合适的条件（温度和 pH值）温顺性易变性特异性；酶的催化作用需要相宜的温度、pH 值等,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V V V 例解酶浓度底物浓度 S 温度在底物足够,在 S 在肯定范畴内,V 随 S在肯定温度范畴内V 随 T 的上升而读其他因素固定的增加而加快,近乎成正比；加快在肯定条件下,每一种酶在某条件下,酶促反当 S 很大且达到肯定限度一温度时活力最大,称最适温度；1 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应的速度与酶浓时, V 也达到一个最大值,当温度上升到肯定限度时,V 反而度成正比；此时即使再增加S,反应几随温度的上升而降低；乎不再转变；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 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 P P P 腺 苷 普 通 化 学 键 高 能 磷 酸 键 磷 酸 基 团（13.8KJ/mol）（30.54 KJ/mol）合 成 酶2ATP与 ADP的转化水 解 酶ATP ADP + Pi + 能量ATP 呼 吸 作 用合 成 酶动 态 平水 解 酶放能每 一 个 细 胞 的 生 命 活 动衡（线粒体、 吸能 Pi 细胞质） Pi ADP 糖类主要能源物质 热能散失太 阳 光 能 脂 肪 主 要 储 能 物 质 氧 化 分 解（直接能源）蛋白质能源物质之一 化学能 ATP 三、ATP 的 主 要 来 源细 胞 呼 吸呼 吸 是 通 过 呼 吸 运 动 吸 进 氧 气 , 排 出 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,释放出能量并生成 ATP的过程；分为：2 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有氧呼吸 无氧呼吸概指细胞在氧的参加下,通过多种酶的催化ATP指细胞在无氧的参加下,通过多种酶的酮念作用,把葡萄糖等有机物完全氧化分解,催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不产生CO2 和 H2O 释放能量,生成很多完全的氧化产物,同时释放出少量能量过的过程酮的过程；C6H12O6 2丙C6H12O6 2丙程酸+4 H + 少能酸酸+ 4H + 少能2丙酮2C3H6O3 乳酸+ 6H2O 6CO2 +20 酶H+ 少能2丙酮24H + 6O2 12H2O + 大酸2C2H5OH + 2CO2 量能量反 应 式 不 同 点相 同 点酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+ 12H2O +大C6H12O6 酶2C3H6O3 + 少量能量量能量2C2H5OH + 2CO2 + 少能场 所 细 胞 质 基 质 线 基 质 线 内始终在细胞质基质膜条件除外,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2ATP61.08KJ 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供应能量四、影响细胞呼吸作用的因素1、内部因素遗传因素（打算酶的种类和数量）2、环境因素（1）温度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,呼吸速率随温度的上升而加快；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 速率就会随着温度的增高而下降；（2）O2的浓度3 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 植物在 O2 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 CO 2；O 2 浓度在 010% 时,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；在 O2 浓度 5% 时,呼吸作用最弱；在 O2 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肯定氧 浓度范畴内,有氧呼吸的强度随氧浓度的增加而增强；（3）CO2浓度CO2浓度增加,呼吸速率下降；呼 吸呼 吸从化学平稳角度分析,强 度强 度（4）含水量在肯定范畴内,呼吸作用强度随含水量的增加而增强,随含水量的削减而减弱CO 2 浓度含水量 % 五、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着能量的有机物,并释放出氧气的过程；1发觉内容时间过程结论普里斯特1771蜡烛、小鼠、绿色植物实植物可以更新空气萨克斯年验绿色植物在光合作用中产生淀粉1864 年叶片遮光试验恩格尔曼1880 年水绵光合作用试验叶绿体是光合作用的场所释放出氧鲁宾与卡门1939同位素标记法光合作用释放的氧全来自水年叶2、场所双层膜叶绿体基质： DNA,多种酶、核糖体等基粒多个类囊体（片层）堆叠而成胡萝卜素（橙黄色）1/3 类胡萝卜素叶黄素（黄色）2/3 吸蓝紫光叶 绿 素A （ 蓝 绿 色 ） 3/4 色 素（ 1/4 ）绿素（3/4叶绿素B （黄绿 色）1/4 吸红橙和蓝紫光3过程光反应暗反应4 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 条件光、 H2O、色素、酶CO2、H 、ATP、C5、酶时间短促O2 + 光较缓慢：场所类囊体的薄膜上叶绿体的基质过程水的CO2的固定解2H2O 4H + CO2 + C5 2C3 实质ATP 的 合 成 ： ADP + Pi 光C3/ CO2的仍能ATP 原：2C3 + H （ CH2O）光能化学能,释放O2 同化 CO2,形成（ CH2O）光能叶绿体CO2 + H2O （CH2O）+ O2 总式物变 能变或CO2 + 12H2O （ CH2O）+ 光能叶绿体6O2 + 6H2O 无机物 CO2、 H2O 有机物（ CH2O）光能ATP中活跃的化学能有机物中稳固的化学能光合作用的 实质通过光反应把光能转变成活跃的化学能,通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物,同时把活跃的化学能转变成稳固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CO2和 H2O合成有机物,转化并储存太阳能；调剂大气中的O2和 CO2含量保持相对稳固；生物生命活动所需能量的最终来源；注：光合作用是生物界最基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；1 单因子对光合作用速率影响的分析 光照强度 如下列图 曲线分析 ：A 点光照强度为 0,此时只进行细胞 呼吸,释放 CO2量说明此时的呼吸强度；5 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - AB段说明光照强度加强,光合作用逐步加强,CO 2 的释放量逐步削减,有一部分用于光合作用；而到 B 点时,细胞呼吸释放的 CO2 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,植物才能正常生长 ；BC段 C点为 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 光饱和点 ；应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,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；光照面积 如下列图 曲线分析 ： OA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,缘由是有很多叶被遮挡,光照强度在光补偿点以下；OB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 OC段 不断增加,所以干物质积存量不断降低 BC 段 ；应用：适当间苗、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,造成不必要的铺张；CO 2 浓度、含水量和矿质元素 如下列图 曲线分析 ：CO 2 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；在肯定范畴内,CO2、水和矿质元素越多,光合作用速率越快,但到A 点时,即 CO2、水、矿质元素达到饱和时,就不再增加 了；应用：“ 正其行,通其风” ,温室内充CO 2,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；温度 如下列图 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10 35下正常进行光合作用,其中AB段6 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10 35 随温度的上升而逐步加强,降, 50左右光合作用完全停止；B点35 以上光合酶活性下降,光合作用开头下应用：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：晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸,保证有机物的 积存；2 多因子对光合作用速率影响的 分析（如下列图）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,可实行适当提高图示中的其他因子的方法；应用：温室栽培时,在肯定光照强度下,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；当温度相宜时,可适当增加光照强度和 CO2浓度以提高光合速率；总之,可依据详细情形,通过增加光照强度,调剂温度或 增加 CO2浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的 6、总结 : 光合作用在现实生活中 提高农作物产量：延长光合作用时间、增大光合作用面积：合理密植, 转变植物 种植方式：轮作、间作、套作 提高光合作用速度使用温室大棚使用农家肥、化肥“ 正其行,通其风”大棚中适当提高二氧化碳的浓度补充人工光照7、运算真光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸作用速率CO2吸取D B 真光合作用 =净光合作用 +呼吸作用 净光合作用O A C 7 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 呼吸作用 光照强度 E CO2释放 光合作用 制造 的有机物 =光合作用 积存 的有机物 +细胞呼吸 消耗 的有机物 解读 ：制造的就是生产的总量,其中一部分被储存起来,就是积存的,另一部分被呼吸消 耗光合作用 利用 二氧化碳的量 =从外界 吸取 的二氧化碳的量+细胞呼吸 释放 的二氧化碳的量解读： 光合作用利用 CO2的量有两个来源,一个是外界吸取的,另一个是自身呼吸放出 的,二者都被光合作用利用；六、比较光合作用和细胞呼吸作用反应场光合作用呼吸作用绿色植物（在叶绿体中进行）全部生物（主要在线粒体中进行）所反应条件光、色素、酶等酶（时刻进行）CO2和 H2O 物质转变无机物 CO2和 H2O合成有机物分解有机物产生（CH2O）能量转变把光能转变成化学能储存在有机物释放有机物的能量,部分转移ATP 中实质合成有机物、储存能量分解有机物、释放能量、产生ATP 联系有机物、氧气光合作用能量、二氧化碳 呼吸作用五、化能合成作用 自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有色素,不能进行光合作用,但是能够利用体 外环境中某些无机物氧化时释放的能 量来制造有机物,这种合成作用叫做 化能合成作用 ；例如：硝化细菌、硫 细菌、铁细菌等少数种类的细菌；下 图为硝化细菌的化能合成作用8 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养型生物 ；而只能利用环境中现成的有机物来维护自身生命活动的生物是 异养型生物 ；极实行防护措施；9 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页