第5章细胞的能量供应和利用知识清单--高一上学期生物人教版必修1.docx

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1、第5章细胞能量的供应和利用第1降低化学反应活化能的酶1、细胞代谢为什么离不开酶？（1）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，细胞代谢离不开酶，酶在细胞代谢中起催化作用，能降低化学反应所需的活化能。注意：酶不提供活化能，但是加热提供活化能。（2）比较过氧化氢在不同条件下分解实验原理：比较过氧化氢在铁离子、过氧化氢酶、加热等条件下气泡的产生速度或使点燃但无火焰的卫生香复燃的程度，了解过氧化氢酶的作用。实验方案：实验结论：加热、加入铁离子、加入过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解速率；与无极催化剂相比，酶的催化效率更高；酶在细胞外也能发挥作用。（3）与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显

2、著。2、酶是什么物质？（1）酶本质的探索过程巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞引起的，没有活细胞的参与。李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某种物质。比希纳将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。萨姆纳提取了脲酶，并证明了其实蛋白质。切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化活性。（2）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，少量是RNA。3、酶有哪些特性？（1）酶具有高效性：与无机催化剂相比，酶的催化效率是无机催化剂的倍。（2）酶具有专一性：无机催化剂催化的化学反应范围比较广，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

3、细胞代谢能够有条不紊的进行，与酶的专一性是离不开的。探究酶的专一性方案：酶相同底物不同、底物相同酶不同两种方案探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用序号项目试管1试管21可溶性淀粉溶液2ml2蔗糖溶液2ml3淀粉酶溶液2ml2ml4震荡摇匀，保温5min60605加入斐林试剂2ml2ml6水浴加热煮沸并保持1ml煮沸并保持1ml7结果砖红色浅蓝色该实验不能用碘液鉴定，因为碘液可以检测淀粉是否分解，但是无法检测蔗糖是否分解。注意：淀粉酶和唾液淀粉酶不等同，淀粉酶包括-淀粉酶、-淀粉酶、淀粉酶、异淀粉酶，唾液淀粉酶属于-淀粉酶，这几种淀粉酶的最适温度不同。有些题目中把淀粉酶划分为唾液淀粉酶和工业淀粉酶两

4、类，唾液淀粉酶最适温度为37左右，工业淀粉酶最适温度为60左右。（3）酶的作用条件较温和：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，但是空间结构稳定，酶制剂在低温、最适PH下保存。4、酶的活性受哪些条件的影响？（1）内部因素：生物种类不同，酶的最适温度、PH不同；同种生物，不同酶的最适温度、PH不同。（2）外部因素温度、PH、重金属离子等。探究温度对酶活性的影响实验原理温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。实验步骤试管编号112233实验步骤一2ml淀粉溶酶2

5、ml淀粉溶液2ml淀粉溶酶2ml淀粉溶液2ml淀粉溶酶2ml淀粉溶液二冰水浴5min60水浴5min沸水浴5min三1和1试管内液体混合摇匀2和2试管内液体混合摇匀3和3试管内液体混合摇匀四冰水浴数分钟60水浴相同时间沸水浴相同时间五取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象实验现象蓝色无蓝色蓝色实验结论酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都将影响酶活性探究PH对酶活性的影响实验原理：PH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，也可用带火星的卫生香燃烧情况来检验氧气的生成。实验步骤：实验步骤实验操作内容试管1试管2试管3一过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴二不同PH的溶液1ml蒸馏水1ml盐

6、酸1ml氢氧化钠溶液三等量的过氧化氢溶液2ml2ml2ml四观察现象产生大量气泡基本无气泡产生基本无气泡产生实验结论酶的催化作用需要适宜的PH、PH偏低或偏高都会影响酶活性注意：不宜用过氧化氢、过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响；不宜用淀粉、淀粉酶探究PH对酶活性的影响。第2节细胞的能量“货币”ATP1、为什么说ATP是细胞的能量“货币”？（1）ATP的结构：ATP是腺苷三磷酸的缩写，ATP分子的结构可以简写成A-PPP，A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团，-代表普通化学键，代表特殊的化学键。（2）ATP的供能原理：两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使得特殊的化学键不稳定，末端的磷酸

7、基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，即具有较高的转移势能。在ATP水解酶的作用下，脱离下来的末端磷酸基团携能与其他分子结合，从而使后者发生变化。ATP的水解过程就是释放能量的过程，1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，也就是说ATPA是一种高能磷酸化合物。（3）ATP的功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。直接能源物质除了ATP，还有GTP、UTP、CTP，即把腺嘌呤换成鸟嘌呤、尿嘧啶、胞嘧啶组成的某甘三磷酸化合物。2、ATP与ADP是怎样相互转化的？有什么意义？（1）ATP与ADP相互转化：ATP转化成ADP能量用于各项生命活动，如主动运输、胞吞胞吐、翻译（蛋白质的

8、合成）、DNA复制、转录等。ADP转化成ATP场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体，能量来源于光能（光合作用）有机物中的化学能（细胞呼吸）。ATP与ADP相互转化过程中，物质可重复利用，能量不可循环利用。（2）ATP与ADP相互转化的意义：ATP与ADP相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。3、细胞中哪些生命活动需要ATP提供能量？（1）ATP的利用：用于物质的合成（物质的水解为小分子物质一般不消耗ATP，也不合成ATP，如蔗糖水解、淀粉水解等）用于肌肉收缩主动运输（2）生物体内，许多吸能反应与A

9、TP的水解有关，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP合成有关，释放的能量储存在ATP中。第3节细胞呼吸的原理和应用1、细胞呼吸过程中能量是怎样转化的？（1）呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。（2）呼吸作用过程中是将有机物中稳定的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能，对于无氧呼吸，大部分的能量储存在酒精或乳酸中。2、有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点？（1）探究酵母菌细胞的呼吸方式原理：酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型。有氧呼吸方程式：酒精式无氧呼吸方程式：实验装置 探究有氧呼吸 探究无氧呼吸酵母菌

10、培养液=酵母菌+葡萄糖溶液有氧呼吸装置中NaOH的作用是清除空气中的二氧化碳。无氧呼吸装置中B瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，先耗尽瓶中的氧气，保证二氧化碳由无氧呼吸产生。检测二氧化碳：澄清石灰水（变混着）溴麝香草酚蓝溶液（由蓝变绿再变黄）检测酒精：酸性重铬酸钾（变灰绿色）。因为重铬酸钾能与葡萄糖发生颜色反应，检测酒精应将酵母菌的培养时间适当延长，以耗尽培养液中的葡萄糖。（2）有氧呼吸概念：有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。有氧呼吸的主要场所是线粒体，线粒体结构与有氧呼吸功能相

11、适应：线粒体具有内、外两层膜，内膜向线粒体内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加；嵴的周围充满了液态的基质；线粒体内膜上和基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶。有氧呼吸的过程：第一阶段场所：细胞质基质1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的H，并且释放少量能量。H是一种十分简化的表示方式，H的产生实际上是指氧化型辅酶（）转化成还原型辅酶（）。反应式：第二阶段场所：线粒体基质丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H，并放出少量能量。反应式：第三阶段场所：线粒体内膜第一阶段和第二阶段产生的H，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。反应式：（3）无氧呼吸概念：在没有氧气参与的情况下

12、，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。无氧呼吸的场所：全过程都在细胞质基质中完成。无氧呼吸的过程：第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。第二阶段是丙酮酸和H在酶的催化作用下分解酒精和二氧化碳或者转化成乳酸。无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。无氧呼吸方程式第一阶段：第二阶段：酒精发酵：乳酸发酵：无氧呼吸总方程式：3、细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用？（1）影呼吸作用的内部因素不同种类的植物呼吸速率不同，旱生植物水生植物、阴生植物营养器官（2）影响呼吸作用的外部因素温度氧气浓度二氧化碳浓度水第4节 光合

13、作用与能量转化1、植物依靠哪些色素捕获光能？对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。这些植物的叶片多数是绿色的，说明含有绿色的色素。（1）白化苗：有时看到叶片中不含绿色色素的白化苗，这样的白化苗不含色素，不能进行光合作用，待种子中储存的养分耗尽就会死去。（2）绿叶中色素的提取和分离原理提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。分离原理：绿叶中色素不止一种，它们都能够溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。分离色素的方法：纸层析法步骤提取色素：称取绿叶、剪碎研磨（加入二氧化硅，使研磨更加充分；加入碳酸

14、钙，防止色素被破坏；加入无水乙醇，溶解色素。）过滤（用单层尼龙布或滤纸过滤）收集滤液。分离色素：制备滤纸条（一端剪去两角，并且在距离该端底部1cm处用铅笔画一条细线，使扩散均匀，防止出现弧形色素带）画滤液细线（细、直、匀、风干重复画1-2次）色素分离（滤纸条放入层析液中，层析液不能触及滤液细线）实验结果结果分析色素带的条数与色素的种类有关；色素带的宽窄和色素的含量有关；色素带的扩散速度与色素在层析液中的溶解度有关。绿叶中的色素有叶绿素和类胡萝卜素两类。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，占3/4；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，占1/4。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸

15、收蓝紫光。2、叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？（1）叶绿体双层膜包被，内部含有许多基粒。（2）每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体，吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。（3）基粒和基粒之间充满了基质。（4）类囊体薄膜和叶绿体基质中含有多种光合作用必须的酶。3、光合作用是怎样进行的？（1）光合作用的概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体（蓝细菌通过藻蓝素和叶绿素），利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。（2）总反应式（3）探索光合作用原理的部分实验叶绿体的功能探究恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑

16、暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中；如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体吸收光能用于光合作用放氧，光合作用主要吸收红光和蓝紫光。希尔离体叶绿体实验：英国科学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或者其他氧化剂，在光照条件下可以放出氧气。美国鲁宾和卡门用同位素示踪法，研究光合作用中氧气的来源，用分别标记水和二氧化碳。证明光合作用产生的氧气，氧原子来自于水。美国科学家阿尔农发现在光下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随。（4）光

17、合作用的过程光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要光能，这些化学反应可以概括的分为光反应和暗反应。光反应阶段：光合作用第一阶段的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫光反应阶段，在类囊体薄膜上进行。叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途。一是将水分解成氧和,氧直接以氧分子的形式释放出去，与氧化型辅酶（)结合，形成还原型辅酶（），作为活泼还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用。二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。反应式：水的光解：NADPH的合成：ATP的合成：暗反应阶段：光合作用第二阶段中的化学反应，有光没

18、光都能进行，这个阶段叫暗反应阶段，在叶绿体基质中进行。20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻做了这样的实验：用标记，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性去向，最终探明了中的碳是如何转化为有机物中的碳的。绿叶通过气孔从外界吸收，在酶的作用下与结合，生成两分子的，这个过程称作二氧化碳的固定。在有关酶的作用下，接受ATP和释放的能量，并且被还原。一些接受能量并被还原的，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的，经过一系列变化，又形成。这些又可以参加的固定。暗反应阶段形成了到再到循环，因此暗反应也称卡尔文循环。反应式的固定：的还原：光反应和暗反应的联系：4、光合作用过程中物质变化与能量转化有什么关系？光反应把光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，暗反应把ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。5、光合作用原理在生产中有哪些应用？（1）影响光合作用的内部因素遗传特性叶龄、叶绿素含量及酶叶面积指数（2）影响光合作用的内部因素光照强度二氧化碳浓度温度水分或矿质元素学科网（北京）股份有限公司