高考生物一轮复习第五章细胞的能量供应和利用新人教版.pdf

精品教案可编辑分子与细胞第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶一、相关概念：细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类 有机物。其中 绝大多数 是蛋白质。少数 种类是 RNA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。二、酶的发现：、1783 年，意大利科学家斯巴兰让尼 用实验证明：胃具有化学性消化的作用；、1836 年，德国科学家施旺 从胃液中提取了胃蛋白酶；、1926 年，美国科学家萨姆纳 通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质；、20 世纪 80 年代，美国科学家切赫和奥特曼 发现 少数 RNA 也具有生物催化作用。三、酶的本质：大多数酶 的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），也有 少数 是 RNA。四、酶的特性：、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。、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。温度过高、PH 过高或过低 会使 酶变性（酶的空间结构改变），酶的活性不可恢复；但过低温 只会使酶的活性降低，酶不会变性，当温度升高时酶的活性 会逐渐 恢复。精品教案可编辑第二节细胞的能量“通货”-ATP一、ATP 的结构简式：ATP 是三磷酸腺苷 的英文缩写，结构简式：，其中：“A”代表 腺苷，“P”代表 磷酸基团，“”代表 高能磷酸键，“”代表 普通化学键。注意：ATP 的分子中的 高能磷酸键 中储存着大量的能量，所以 ATP 被称为 高能化合物。这种高能化合物 化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。二、ATP 与 ADP 的转化及其意义：注：在 ATP 和 ADP 转化过程中 物质是可逆，能量是不可逆的意义：能量通过ATP 分子在 吸能反应（如蔗糖的合成过程）和放能反应（如葡萄糖的氧化分解）之间循环流通P89，ATP 是细胞里的能量流通的能量“通货”第三节 ATP 的主要来源-细胞呼吸一、相关概念：1、呼吸作用（也叫 细胞呼吸）：指 有机物 在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳 或其它产物，释放出能量 并生成 ATP 的过程。根据是否有氧 参与，分为：有氧呼吸和 无氧呼吸2、有氧呼吸：指细胞在 有氧 的参与下，通过多种酶 的催化作用下，把葡萄糖 等有机物彻底氧化分解，产生 二氧化碳 和水，释放出 大量能 量，生成 ATP 的过程。3、无氧呼吸：一般是指细胞在缺氧 的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖 等有机物分解为不彻底 的氧化产物（酒精、CO2 或乳酸），同时 释放出少量能量的过程。ADP+Pi+能量酶 1ATP ATP 酶 2ADP+Pi+能量这个过程储存的能量来自：动物中为呼吸作用转移的能量，植物中来自光合作用和呼吸作用。这个过程释放能量，用于一切生命活动。精品教案可编辑4、发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。二、有氧呼吸 的总反应式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量三、无氧呼吸 的总反应式：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量或C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）：场所发生反应产物第一阶段细胞质基质丙酮酸、H、释放少量能量，形成少量ATP第二阶段线粒体基质CO2、H、释放少量能量，形成少量ATP第三阶段线粒体内膜生成 H2O、释放大量能量，形成大量ATP五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质，线粒体基质、内膜细胞质基质条件氧气、多种酶无氧气参与、多种酶物质变化葡萄糖 彻底 分解，产生CO2和 H2O葡萄糖分解 不彻底，生成乳酸或酒精等酶6H2O 酶2丙酮酸少量能量H+6CO2 H2O 酶大量能量H+O2 酶酶葡萄糖酶2丙酮酸少量能量H+精品教案可编辑能量 变化释放 大量 能量（1161kJ 被利用，其余以热能散失），形成 大量 AT P释放 少量 能量，形成 少量 ATP六、影响呼吸速率的外界因素：1、温度：温度 通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性 来影响细胞的呼吸作用。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物 根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行 无氧呼吸，产生过多 酒精，可使 根部细胞坏死。4、CO2：环境 CO2 浓度提高，将 抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生产上的应用：1、作物栽培 时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤 等。2、粮油 种子贮藏 时，要 风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。3、水果、蔬菜保鲜时，要 低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。第四节能量之源-光与光合作用一、相关 概念：1、光合作用：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 的过程二、光合色素（在类囊体的薄膜上）：叶绿素 a(蓝 绿色）叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光叶绿素 b(黄绿色）精品教案可编辑色素胡萝卜素（橙黄色）类胡萝卜素主要吸收 蓝紫光叶黄素（黄色）三、光合作用的探究历程：、1648 年海尔蒙脱(比利时)，把一棵2.3kg 的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5 年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了57g。指出：植物的物质积累来自水、1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。、1785 年，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。1845 年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能 转换成 化学能 储存起来。、1864 年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。、1880 年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。、20 世纪 30 年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供 H218O 和 CO2，释放的是18O2；第二组提供H2 O 和 C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。精品教案可编辑四、叶绿体的功能：叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。五、影响光合作用的外界因素主要有：1、光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合速率反而会下降。2、温度：温度可影响 酶的活性。3、二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度（二氧化碳饱和点）后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。4、水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。六、光合作用的应用：1、适当 提高光照强度。2、延长光合作用的时间。3、增加光合作用的面积-合理密植，间作套种。4、温室 大棚 用无色透明玻璃。5、温室栽培植物时，白天 适当 提高温度，晚上 适当 降温。6、温室栽培多 施有机肥 或放置干冰，提高二氧化碳浓度。七、光合作用的过程：光反应条件光、色素、酶场所在类囊体的薄膜上物质变化水的分解：H2O H+O2 ATP 的生成：ADP+Pi ATP光酶精品教案可编辑阶段能量变化光能 ATP 中的活跃化学能暗反应阶段条件酶、ATP、H场所叶绿体基质物质变化CO2 的固定：CO2+C5 2C3C3 的还原：C3+H （CH2O）能量变化ATP 中的活跃化学能（CH2O）中的稳定化学能总反应式CO2+H2O O2+（CH2O）光能叶绿体酶酶ATP