必修一 第五章细胞的能量供应和利用
生物必修一细胞的能量供应和利用知识点
生物必修一细胞的能量供应和利用知识点
生物必修一中关于细胞的能量供应和利用的知识点包括：
1. ATP的生成和利用：细胞内能量主要以三磷酸腺苷（ATP）的形式储存和传递。
ATP 的生成通过三种途径：磷酸化作用、脱氧核苷酸合成途径和无氧糖酵解。
2. 细胞的呼吸作用：包括有氧呼吸和无氧呼吸。
有氧呼吸发生在线粒体内，通过氧化葡萄糖、脂肪和蛋白质产生能量。
无氧呼吸则发生在细胞质内，产生乳酸或乙醇。
3. 光合作用：光合作用是植物和某些细菌中进行的一种能量转换过程。
它利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质（如葡萄糖）和氧气。
4. 酶的作用：酶是生物体内催化化学反应的蛋白质。
它可以加速化学反应的速率，降低反应所需的能量。
酶还具有特异性，只催化特定的底物。
5. ATP酶与AMP酶：ATP酶是一种酶，它能将ATP分解为ADP和无机磷酸，同时释放能量。
AMP酶则能将ADP进一步分解为AMP和无机磷酸。
6. 发酵过程：发酵是无氧条件下进行的一种能量产生过程，主要通过乳酸发酵或酒精发酵来产生能量。
7. 细胞色素和色素体：细胞色素是细胞内呼吸过程中的电子传递体。
而色素体是进行光合作用的细胞器。
8. 肌肉收缩和运动：肌肉收缩和运动需要大量的能量供应，其中ATP在肌肉收缩过程中起着重要的作用。
这些知识点是生物必修一中关于细胞能量供应和利用的重要内容。
第五章 细胞的能量供应和利用 知识点期末复习 【新教材】人教版高中生物必修一
高一生物必修一复习提纲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：1、新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。
2、细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
3、酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用的一类有机物。
4、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、酶的本质：大多数酶是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），少数是RNA。
三、酶的作用机理：降低化学反应所需的活化能。
四、酶的特性：①高效性：催化效率比无机催化剂高。
②专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应。
③酶的作用条件较温和：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。
五、影响酶促反应的因素1、底物浓度2、酶浓度3、pH值：过酸、过碱使酶失活4、温度：高温使酶失活。
低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。
六、变量和对照实验1、变量：实验过程中的变化因素。
2、自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。
3、因变量：因自变量改变而改变的变量。
4、无关变量：实验中存在的一些对实验结果造成影响的可变因素。
（应保持一致）5、对照实验：除自变量因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验。
一般要设置对照组和实验组。
【原则：对照原则，单一变量原则】七、影响酶活性的条件：建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。
第二节细胞的能量“货币”ATP一、ATP的结构简式：ATP是腺苷三磷酸的英文缩写，结构简式：Ａ－Ｐ～Ｐ～Ｐ（A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊化学键，－代表普通化学键。
）注意：ATP的分子中的特殊化学键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能磷酸化合物。
这种高能磷酸化合物的化学性质不稳定，在水解时，一般是远离腺苷的特殊化学键断裂，释放出大量的能量。
高中生物必修1教案：第5单元 细胞的能量供应和利用
第五章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶一、教学目标知识方面：说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
能力方面：进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
情感态度价值观：通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。
二、教学重点、难点及解决方法1、教学重点：酶的作用、本质和特性。
解决方法：⑴利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。
⑵通过实验、资料分析得出酶的本质和三大特性。
2、教学难点：⑴酶降低化学反应活化能的原理。
⑵控制变量的科学方法。
解决方法：⑴通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作为催化剂特点，及控制变量的方法。
⑵利用教材上形象，直观的图解和文学说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
三、课时安排：3课时四、教学方法：直观教学、讲解、启发、实验法。
五、教具准备：课件六、学生活动1、导学生阅读教材，找出需了解的知识点，细胞代谢的定义，酶的本质，酶的特性等。
2、完成教材中的实验。
七、教学程序第1课时[问题探讨]介绍教材P78斯帕兰扎尼的实验，讨论下列问题：⑴这个实验要解决什么问题？⑵是什么物质使肉块消失了？对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应。
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。
学生回忆：⑴化学反应中无机催化剂的概念？⑵无机催化剂的作用、特点和条件是什么？学生思考：细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，应该有适合的生物催化剂——酶。
一、酶在细胞代谢中的作用。
[实验]比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1、实验原理：2H 2O 2−→−酶2H 2O ＋O 2 2H 2O 2−−→−+3Fe 2H 2O ＋O 23、讨论⑴——⑷见教材P79。
⑸这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？ ⑹滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？ 4、实验结论5、实验过程的理论分析⑴在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。
第5章 细胞的能量供应和利用(答案版)-备战2024年高考生物必背知识清单
第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶1.细胞代谢是指细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，细胞代谢是细胞生命活动的基础。
2．比较过氧化氢在不同条件下的分解：（重在理解）(1)实验原理：H 2O 2溶液在水浴加热、FeCl 3溶液中的Fe 3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。
反应式：2H 2O 2──────────────→常温、加热、Fe 3＋、过氧化氢酶2H 2O ＋O 2↑(2)实验步骤和实验现象实验图解相同处理向4支试管中分别加入2mL 过氧化氢溶液不同处理操作不处理放在90℃左右的水浴中加热滴入2滴FeCl 3溶液滴入2滴肝脏研磨液气泡基本无较少较多大量带火星卫生香无复燃有复燃复燃性较强剧烈燃烧（3）变量分析（自变量、因变量、无关变量）a.自变量：是指在实验中人为改变的量。
即实验探究因素。
过氧化氢分解实验中的氯化铁溶液和肝脏研磨液。
b.因变量：随着自变量的变化而变化的变量。
过氧化氢分解实验中的气泡产生速率。
c.无关变量：除自变量外，对实验结果可能造成干扰的可变因素。
实验中无关变量要求相同且适宜。
过氧化氢分解实验中的反应物的浓度、反应时间等。
①实验条件常温、加热、氯化铁溶液、肝脏研磨液属于自变量。
②H 2O 2分解速率(指标：气泡产生数量、速度，卫生香燃烧情况)属于因变量。
③试管中H 2O 2溶液的性质、浓度和用量、FeCl 3和肝脏的新鲜程度、加入试剂的量等属于无关变量。
（4）对照实验①对照实验一般要设置对照组和实验组，对照组起对照作用。
本实验对照组是1组，实验组是2、3、4组。
②在对照实验中，除了要观察的变量(自变量)外，其他变量(无关变量)都应当始终保持相同。
关变量要始终相同且适宜。
③实验设计原则：单一变量原则、对照性原则、等量适宜原则、可观测性原则等。
（5）实验分析①4组和1组对照，说明酶具有催化作用。
②4组和3组对照，自变量是催化剂种类，说明H2O2酶加快H2O2分解的速率更显著，即酶的催化作用具有高效性。
高中生物必修一细胞的能量供应和利用
高中生物必修一细胞的能量供应和利用Final revision on November 26, 2020第五章细胞的能量供应和利用第一节降低反应活化能的酶一、细胞代谢与酶1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢.2、酶的发现：发现过程，发现过程中的科学探究思想，发现的意义3、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
4、酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和5、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、影响酶促反应的因素（难点）1、底物浓度2、酶浓度3、PH值：过酸、过碱使酶失活4、温度：高温使酶失活。
低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。
三、实验1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79）实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。
2、影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
第二节细胞的能量“通货”——ATP一、什么是ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷二、结构简式：A-P~P~PA代表腺苷P代表磷酸基团～代表高能磷酸键三、ATP和ADP之间的相互转化ADP+Pi+能量ATPATPADP+Pi+能量ADP转化为ATP所需能量来源：动物和人：呼吸作用绿色植物：呼吸作用、光合作用第三节ATP的主要来源——细胞呼吸1、概念：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。
2、有氧呼吸总反应式：CHO+6O6CO+6HO+大量能量第一阶段：细胞质基质CHO2丙酮酸+少量[H]+少量能量第二阶段：线粒体基质2丙酮酸+6HO6CO+大量[H]+少量能量第三阶段：线粒体内膜24[H]+6O12HO+大量能量3、无氧呼吸产生酒精：CHO2CHOH+2CO+少量能量发生生物：大部分植物，酵母菌产生乳酸：CHO2乳酸+少量能量发生生物：动物，乳酸菌，马铃薯块茎，玉米胚反应场所：细胞质基质注意：无机物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵讨论：1有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路有氧呼吸：所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了。
高一生物人教新课标版必修一知识梳理第五章细胞的能量供应和利用期末知识梳理
第五章细胞的能量供应和利用一、本章知识网络：二、知识解读：知识点一、酶的本质、生理功能及其实验验证酶的本质及生理功能2.酶是蛋白质的验证实验(利用双缩脲试剂)实验设计思路⎩⎪⎨⎪⎧实验组：待测酶液＋双缩脲试剂―→是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂―→紫色反应 实验结果分析：通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质；不出现紫色，则该酶液的化学本质不是蛋白质。
3．酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析实验设计思路⎩⎪⎨⎪⎧实验组：底物＋相应酶液――→检测底物是否被分解对照组：底物＋等量蒸馏水――→检测底物不被分解实验结果分析：根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用。
4．酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程中的理论分析：(2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能，缩短反应达到平衡点的时间，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。
知识点二、与酶相关的曲线解读1．表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。
2．表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶A或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用。
进而说明酶具有专一性。
3．影响酶活性的曲线(1)甲、乙曲线表明：①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
(2)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)在其他条件适宜，酶量一定条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
第5章细胞的能量供应和利用(复习课件)高一生物上学期期末考点大串讲(人教版2019必修1)
给实验组和对照组以相同的适宜种子萌发的外界环境条件 统计发芽率，用测量幼苗株高并计算平均值
2.过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是 否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是 A
实验的自变量？ 控制方法？
实验的因变量？ 检测指标？
哪些操作体现无 关变量的控制？
酶都能加快过氧化氢分解的速率。
6. 结论
酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，且同无机催化剂相比酶的催化效率更 高注意。事项： （1）肝脏必须是新鲜的，过氧化氢酶是一种蛋白质，不新鲜的肝脏，酶的活性较低。 （2）肝脏要研磨，充分研磨有助于过氧化氢酶从细胞中释放出来并与过氧化氢充分
接触。 （3）滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一个试管。原因是少量酶混入FeCl3溶
A．1号管为对照组，其余不都是实验组 B．2号管为对照组，其余都为实验组
实验包含了哪些 对照类型？
C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶
三、酶催化的机理
1.活化能：
分子从常态转变为容易发生化学反 应的活跃态所需要的能量。
2.酶的机理： 降低化学反应的活化能
2H2O2 3.材料用具
不同条件
2H2O + O2 ↑
1.常温 2.加热 3.加FeCl3 4.加过氧化氢酶.
a.材料： 新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液
质量分数为3%的FeCl3溶液 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液
b.用具： 量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧
因变量
①(处理材料)分组
甲（对照组）
高一生物必修一 第五章细胞的能量供应和利用知识点
高中生物必修一第五章细胞的能量供应和利用知识点第一节降低反应活化能的酶一、细胞代谢与酶1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢.3、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
4、酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和（最适温度，最适pH）5、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。
机理：降低活化能。
实质：降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
二、影响酶促反应的因素1、底物浓度。
2、酶浓度。
3、PH值：过酸、过碱使酶失活4、温度：高温使酶失活。
低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。
三、实验1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79）实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。
原则：对照原则，单一变量的原则。
2、影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
第二节细胞的能量“通货”——ATP1、直接给细胞的生命活动提供能量的有机物——ATP（是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷）2、ATP分子中具有高能磷酸键ATP是三磷酸腺苷的缩写，结构式可简写成A—P～P～P，A代表腺苷，P代表磷酸集团，～代表高能磷酸键。
ATP可以水解（高能磷酸键水解），远离A的～易断裂（释放能量）；易形成（储存能量）。
3、ATP和ADP可以相互转化（酶的作用）ADP + Pi+ 能量ATPATP ADP + Pi+ 能量ATP和ADP的相互转化时时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。
4、ATP水解时的能量用于各种生命活动。
ADP转化为ATP所需能量来源：动物和人：呼吸作用绿色植物：呼吸作用、光合作用a. ATP的利用吸能反应一般与ATP水解相联系；放能反应一般与ATP的合成有关。
人教2019版生物必修1【期末复习】：第5章 细胞的能量供应和利用
与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 曲线分析：酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间， 不能改变化学反应的 平衡点 。酶_不__能____(“能” 或“不能”)改变最终生成物的量。
“对比法”验证酶的高效性
设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催 化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。
(d)BC段的含义是____酶___降__低__的___活__化。能
(e)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在
纵轴上将如何移动？____B_点__将___向__上__移。动
第5章.细胞的能力供应和利用 与无机催化剂相比: B.不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡 点的时间。
与无机催化剂相比: C.酶和无机催化剂在反应前后数量和性质不发 生改变，一段时间内可以重复利用。
（3）如果在时间t2时，向C组
反应体系中增加2倍量的底物，
其他条件保持不变，那么在t3
时，C组产物总量 不变 ，原
因是 60℃条件下，t2时。酶已失活，
即使增加底物，反应底物总
量也不会增加
（4）生物体内酶的化学本质
是 蛋白质或RNA
，其
特性有
（答出两点即可）。
高效性、专一性
第5章.细胞的能力供应和利用 1.ATP
②表示酶专一性的曲线
曲线分析：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说 明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增
大明显加快，说明酶具有 专一性 。
“对比法”验证酶的专一性 A.实验思路
B.实验验证
用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用 淀粉酶和淀粉、蔗糖(两种底物)，则应用斐林试剂作 为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂。
高一生物必修一第五章笔记
高一生物必修一第五章笔记高一生物必修一第五章细胞的能量供应和利用。
一、酶。
1. 酶的作用和本质。
- 作用。
- 细胞代谢是细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应的统称。
酶在细胞代谢中具有催化作用，可以降低化学反应的活化能。
活化能是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。
例如，在没有酶催化的情况下，过氧化氢分解需要较高的活化能，反应速度很慢；而有过氧化氢酶催化时，过氧化氢分解的活化能大大降低，反应速度迅速加快。
- 本质。
- 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，少数酶是RNA。
科学家通过一系列实验探究酶的本质。
例如，巴斯德之前认为发酵是纯化学反应，与生命活动无关；而巴斯德认为发酵与活细胞有关，是整个细胞在起作用；李比希认为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；毕希纳通过实验证明酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶；后来，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质；20世纪80年代，切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。
2. 酶的特性。
- 高效性。
- 酶的催化效率大约是无机催化剂的10⁷ - 10¹³倍。
例如，在比较过氧化氢酶和Fe³⁺对过氧化氢分解的催化效率实验中，过氧化氢酶能在短时间内使大量过氧化氢分解，产生大量气泡，而Fe³⁺的催化效率相对较低。
- 专一性。
- 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
例如，淀粉酶只能催化淀粉水解为麦芽糖，而不能催化蛋白质或脂肪的水解；脲酶只能催化尿素分解为氨和二氧化碳，而对其他物质不起催化作用。
这是因为酶具有特定的活性中心，只有特定的底物才能与活性中心结合并发生反应。
- 作用条件较温和。
- 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
温度和pH对酶活性影响较大。
必修1第五章细胞的能量供应和利用知识点
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：1细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。
3、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。
:■、酶在细胞代谢中的作用（实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解）（一）实验过程：（二）注意事项：①要求用新鲜的肝脏，因为新鲜的肝脏中H2Q酶的含量及活性较高；②要经过研磨，这样能使肝脏细胞破裂，酶分子充分释放出来；③试管中插入点燃但没有火焰的卫生香时，不要插入气泡中，以免卫生香熄灭；④注意安全，HzQ具有一定的腐蚀性，不要溅到皮肤上，如果不慎溅到皮肤上要及时用用清水冲洗。
（三）实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多，◎酶的作用：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
（四）控制变量法：1 变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。
2、自变量：人为改变的变量称做自变量。
3、因变量：随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。
4、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。
5、对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验称为对照实验。
对照实验一般要设置对照组和实验组，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。
三、酶的本质1关于酶本质的探索时间发现者实验过程现象实验结论酶的发现1773 年（意）斯帕兰札尼将装有肉块的小金属笼子让鹰吞下，一段时间后取岀，发现笼内的肉块小时胃具有化学消化作用1857 年（法）巴斯德、1897年（德）李比希、毕希纳糖类通过酵母菌发酵产社工酒精，并从细胞中提取出酶细胞提取液中含有酶1926 年（美）萨姆纳从刀豆种子种提取了脲酶结晶，并证实是蛋白质酶是一类具有催化作用的蛋白质20世纪30年代许多科学家相继提取岀多种酶的蛋白质结晶20世纪8年代（美）切赫、奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能2、酶的本质：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。
必修一--第五章--细胞的能量供应和利用知识点总结
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细胞代谢（1）概念：细胞中每时每刻都进行的化学反应统称为细胞代谢。
（2）特点：一般都需要酶催化，在水环境中进行，反应条件温和，一般伴随着能量的释放和储存。
（3）地位：是细胞生命活动的基础。
对细胞代谢的理解（1）!（2）（3）从性质上看，细胞代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面。
细胞内每时每刻都在进行着化学反应，与此同时伴随着相应的能量变化。
物质是能量的载体，而能量是物质运输的动力。
物质代谢和能量代谢相伴而生，相互依存。
（4）从方向上看，细胞代谢包括同时进行、对立统一的同化作用和异化作用。
同化作用和异化作用相互依存，同化过程中有物质的分解、能量的释放，异化过程中有物质的合成、能量的储存。
同化作用为异化作用的进行提供物质和能量基础，而同化作用进行所需的能量又靠异化作用来提供。
（5）从实质上看，细胞代谢是生物体活细胞内所进行的有序的连锁的化学反应。
应特别注意只有活细胞内进行的化学反应才是有序的，死细胞内虽然也进行着化学反应，但是无序的，所以不属于细胞代谢的范畴。
（6）从意义上看，细胞代谢的过程完成了细胞成分的更新，而细胞成分的更新正是生化反应造成的物质转化和能量转变的结果。
在细胞代谢的基础上，生物体既进行新旧细胞的更替，又进行细胞内化学成分的更新，最终表现出生长、发育、生殖等生命活动。
酶的作用原理（1）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（2）酶是一种生物催化剂，能改变反应途径，其作用是降低化学反应的活化能。
（3）}（4）酶在代谢中仅起到催化作用，本身化学性质和质量均不发生变化。
酶在进行催化作用时，首先与底物（即反应物）结合，形成不稳定的中间产物，中间产物再分解成酶和产物，因此可反复起催化作用。
酶的本质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。
化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料—氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核（真核生物）实验验证实验组|待测酶液+双缩脲试剂是否出现紫色反应待测酶液+吡罗红染液是否呈现红色对照组已知蛋白液+双缩脲试剂出现紫色反应已知RNA溶液+吡罗红染液出现红色生理功能}具有生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能（1）（2）凡是活细胞都可产生酶（哺乳动物的成熟红细胞等除外），只有内分泌细胞才可产生激素，所以能产生酶的细胞不一定能产生激素，但能产生激素的细胞一定能产生酶。
生物(2019)必修1第5章 细胞的能量供应和利用(单元知识点小结)
单元知识点小结生物(2019)必修1第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶1.细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为________，它是细胞生命活动的基础，其进行的主要场所是________。
(P76)2.实验过程中的变化因素称为变量，其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作________，因自变量改变而变化的变量叫作________。
除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作____________(P78“科学方法”)3.除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做________，它一般要设置对照组和实验组，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作____________。
在实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。
(P78“科学方法”)4.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称为________。
(P78)5.酶在细胞代谢中的作用是____________。
酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没有改变。
无机催化剂也能____________，但没有酶的显著。
加热的作用不是降低活化能，是使反应分子得到________，从常态转变为容易反应的活跃状态。
(如图)(P78)6.1926年，美国科学家利用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出了脲酶的结晶，然后又用多种方法证明脲酶是________。
(P79“思考·讨论”)7.20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数________也具有生物催化功能。
(P80“思考·讨论”)8.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是____________，其基本组成单位是____________________，其主要元素组成是________________；酶在________都可以起作用。
(P81)9.酶有如下的特性：________、________和酶的作用条件________。
第5章细胞的能量供应和利用(背诵版)-备战2025年高考生物必背知识清单
第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶[必备知识]1．实验过程中的变化因素称为变量。
其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量。
除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。
(P78“科学方法”)2．除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验，它一般要设置对照组和实验组，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。
(P78“科学方法”)3．1926年，美国科学家萨姆纳利用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出了脲酶的结晶，然后又用多种方法证明脲酶是蛋白质。
(P79“思考·讨论”)4．20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。
(P79“思考·讨论”) 5．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。
(P81)6．酶有如下的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和。
(P81～84)7．无机催化剂催化的化学反应范围比较广。
例如，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。
(P81)8．建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。
(P82“探究·实践”) 9．果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。
(P85“科学·技术·社会”) [重要图解]1．酶降低化学反应活化能示意图：酶在细胞代谢中的作用是降低活化能。
酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没有改变。
无机催化剂也能降低活化能，但没有酶的作用显著。
加热的作用不是降低活化能，是使反应分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
(P78)图中①表示：无催化剂时化学反应所需的活化能。
中②表示：无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。
生物必修一第五章细胞的能量供应和利用
第五章细胞的能量供应和利用降低反应活化能的酶※基础知识一、酶的作用和本质1、细胞代谢：细胞中每时每刻发生的化学反应;主要场所：细胞质基质;3、萨姆纳：提取酶,并证明酶是蛋白质；切赫、奥特曼发现：少数RNA 也具有生物催化功能;4、酶在细胞代谢中的作用：降低化学反应的活化能1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 2催化效率：酶>无机催化剂3只改变反应速率,不改变反应的方向的平衡点 4酶在反应前后性质不变,质量不变5酶既可以在细胞内也可以在细胞外加酶洗衣粉实验8：过氧化氢在不同条件下的分解实验目的了解过氧化氢酶的作用和意义实验材料新鲜的20%肝脏研磨液新鲜：如果不新鲜,肝细胞内的过氧化氢酶可能在腐生细菌的作用下分解,使组织中酶分子的数量减少且活性降低；研磨：使细胞破裂,酶在细胞内 实验步骤实验结论H 2O 2酶和Fe 3+相比,催化效率更高;相关知识对照实验：除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验；对照组：不接受人为处理的对象组；实验组：接受人为处理的对象组;二、酶的特性1、高效性①实验：比较Fe 3+和过氧化氢酶的催化效率实验组：反应物+等量相应的酶 对照组：反应物+无机催化剂②意义：1保证细胞代谢的快速进行 2保证细胞内能量供应的稳定;2、专一性锁钥学说：结构互补①实验：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 ②意义：细胞代谢能够有条不紊的进行,与酶的专一性分不开;加入物质 处理 现象 结论 ① 2mlH 2O 2基本无气泡 缓慢分解 ② 2mlH 2O 2 90°C 水浴 有气泡 加热可以促进分解 ③ 2mlH 2O 2 2滴FeCl 3 较多气泡 Fe 3+催化分解 ④2mlH 2O 22滴肝脏研磨液大量气泡H 2O 2酶催化分解大部分是蛋白质 一部分为RNA 2、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 酶无机催化剂酶A酶B 或不加换反应物不换换酶不换反应实验组：反应物+相应酶分解 对照组：另一种反应物+等量相同酶不分解 实验组：反应物+相应酶分解对照组：反应物+等量另一种酶不分解注意保持蔗糖的新鲜度和纯度是实验成功的关键; 3、酶促反应：酶所催化的反应叫酶促反应;实验9：探究影响酶活性的条件1、探究温度对酶活性的影响：实验材料淀粉酶过氧化氢酶在高温下易分解用碘液和淀粉的颜色反应来反映酶活性斐林试剂需要水浴加热,会破坏实验变量注意本实验应先控制条件,再混合;先将酶与底物溶液分别处于相应温度一段时间后,再混合于不同温度下保温,因为一旦酶与底物接触就会进行反应,影响实验结果; 2、探究PH 对酶活性的影响：实验材料过氧化氢酶酸性条件会加快淀粉酶分解三、酶的作用条件比较温和1、酶的活性：酶对化学反应的催化效率称为酶的活性,催化效率的高低也称酶活性的强弱;通过反应物的分解速率或生成物的产生速率来反映;2、酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的;3、温度和PH 对酶促反应的影响：低温可逆,高温酶变性失活不可逆过酸过碱,酶变性,不可逆温度和PH 能影响酶的空间结构,改变影响酶的活性； 酶制剂适于在低温下保存；高温下,酶的空间结构被破坏,但是肽键依然存在； 反应溶液PH 的变化不会影响酶作用的最适温度如右图;唾液淀粉酶随食物进入胃,不能继续将淀粉分解为麦芽糖,因为唾液淀粉酶的最适PH =7,而胃液的PH 在2左右;唾液淀粉酶将失活,并被蛋白酶水解； 4、底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：1）酶量一定,随着底物浓度增加,反应速率逐渐加快,但达到一定浓度后,受酶的数量和活性的限制,反应速率不再增加；2）反应物充足,随着酶浓度的增加,反应速率与酶浓度成正比;底物浓度和酶的浓度能影响底物和酶的接触面积,不改变酶的空间结构,不影响活性；ATP —细胞能量“通货”※基础知识一、ATP1、ATP ：细胞内的一种高能磷酸化合物二、ATP 和ADP 的相互转化 1、ATP 在细胞内的含量很少,但转化十分迅速ATP 和ADP 的相互转化处于动态平衡之中; 2、细胞内ATP 和ADP 相互转化的能量供应机制,是生物界的共性; 注意这两个反应不是可逆反应,因为所需酶不同,反应场所不同,且物质可逆,能量不可逆;ADP 二磷酸腺苷腺苷A AMP 一磷酸腺苷,核糖核苷酸 ATP 三磷酸腺苷直接能源物质：ATP 、CTP 、GTP 、UTP 生物体能源物质：糖除五碳糖、纤维素、脂肪、蛋白质 主要能源物质：葡萄糖 储能物质：脂肪、糖原动物、淀粉植物能量的最终来源：太阳能高能磷酸键最适温度 动物：35°C~40°C植物：40°C~50°C 细菌和真菌：差别大;有些可达70°C 最适PH动物：~胃蛋白酶最适PH=植物：~3、ATP 和ADP 的转化：注意①光合作用光反应产生的ATP 只能用于暗反应；②呼吸作用产生的ATP 用于物质运输等各种生命活动;4、ATP 产生量与O 2含量和呼吸强度的关系：①AB ：ATP 含量随着O 2供应量的增加而增加有氧呼吸速率增加； BC ：O 2供应量达到一定值的时候,ATP 产量不再增加细胞中ATP的量很少,处于动态平衡当中,酶、ADP 、磷酸有限； A ：细胞无氧呼吸也能产生少量ATP;②横坐标为呼吸强度时,ATP 产生量曲线应从原点开始; 注意节点位置不一样; 5、ATP 的利用：细胞呼吸※基础知识一、细胞呼吸的方式1、细胞呼吸：有机物有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP 的过程;实验10：探究酵母菌细胞呼吸的方式实验原理①酵母菌是一种单细胞真菌,有细胞壁,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌;②CO 2的检测：③酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性环境下与酒精发生反应,变成灰绿色实验步骤①配置酵母菌培养液煮沸后冷却 ②安装实验装置一有氧呼吸二无氧呼吸实验结果①CO 2的放出情况：A 、B 两组都有CO 2的产生,但A 组产生的CO 2更多;②酒精产生的情况：A 组没有酒精的产生,B 组产生了酒精; 二、对照实验与对比实验 1、概念：①对比实验：设置两个或两个以上的实验组,通过的对结果的比较分析,来探究某种因素与实验转化 场所 相关生理过程ATP 合成细胞质基质 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段线粒体 有氧呼吸第二、三阶段 叶绿体内囊体薄膜 光合作用光反应阶段 ATP 水解叶绿体基质光合作用暗反应阶段 细胞膜等生物膜物质跨膜运输 细胞核 核酸的合成细胞质蛋白质、多糖的合成和各种耗能过程机械能 肌细胞收缩 渗透能 主动运输 化学能 蛋白质合成 电能 大脑思考,电鳗放电光能萤火虫发光呼吸强度B CA澄清石灰水：变浑浊溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→让空气间歇性地依次通过3个吸收空气中的保证CO 2被充分吸收 II 瓶应封口放置一段时间后, 再连接称有澄清石灰水的锥先把瓶中的空气消耗完,形成无氧环对象的关系,这样的实验叫做对比实验;②对照实验：除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验;一般设置实验组和对照组,遵循单一变量原则;2、区别：①对照实验：有对照组,单一变量,有检验标准,可以预测实验结果;②对比实验：无对照组只有实验组,多个变量,无检验标准,实验结果事先未知;三、有氧呼吸1、过程反应方程式 与氧的关系 场所 第一阶段 糖酵解无关细胞质基质第二阶段 三羧酸循环 无关 线粒体基质第三阶段 氧化磷酸化 必需氧 线粒体内膜2、总反应式3、有氧呼吸：细胞在氧气的参与下,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,生成许多ATP 的过程; 原核生物有与有氧呼吸有关的酶,可以进行有氧呼吸,在细胞质基质中进行； 四、无氧呼吸1、过程过程 ATP 场所第一阶段少量细胞质基质2ATP34ATP2ATP②生成 参 与 第三阶段参 与 第二阶段 参 与 第三阶段生成 第一阶段 第二阶段热能60%ATP40%①第二阶段不产生2、实例：对象产生乳酸高等动物、高等食物的某些器官或细胞马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌产生酒精高等植物、酵母菌等生物3、发酵：微生物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵;发酵不全都是无氧呼吸,微生物的有氧呼吸和无氧呼吸统称为发酵;4、无氧呼吸：细胞在缺氧的条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解,产生酒精或乳酸等中间产物,释放少量能量,生成ATP的过程;5、无氧呼吸的特点：氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行能量去路：①有氧呼吸：所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了;②无氧呼吸：能量小部分用于生成ATP和以热能形式散失,大部分储存于乳酸或酒精中;五、有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2,需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞质基质内分解产物CO2和H2O CO2、酒精或乳酸释放能量释放能量较多,1mol葡萄释放能量2870kJ,其中1161kJ转移至38molATP中1 mol葡萄糖释放能量kJ生成乳酸或222kJ生成酒精,其中均有kJ转移至2molATP中相同点实质都是：分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化,第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同相互联系第一阶段完全相同,之后在不同条件下,在不同的场所沿不同的途径,在不同的酶作用下形成不同的产物：六、影响呼吸作用的因素温度含水量O2浓度CO2浓度关系影响酶活性随着含水量的增多,细胞的呼吸速率增高 ①在一定范围内,随O 2浓度的增大,有氧呼吸增强,达到一定浓度以后,由于受线粒体的限制,呼吸作用强度不再增大;②O 2的存在抑制了无氧呼吸的进行;随着CO2的浓度升高,细胞呼吸的速率降低图像应用 低温储存 贮藏种子 低氧气浓度保存水果蔬菜高二氧化碳浓度保存水果蔬菜七、细胞呼吸方式的判定1、根据反应中的物质的量关系进行判断比例 即消耗的O 2量=0,气体的总体积增加,只有无氧呼吸;气体的总体积增加,既有有氧呼吸又有无氧呼吸,且有氧呼吸等于无氧呼吸;即消耗的O 2量等于生成的CO 2量,气体的总体积不变,只有有氧呼吸;既有有氧呼吸又有无氧呼吸,且无氧呼吸大于有氧呼吸;既有有氧呼吸又有无氧呼吸,且无氧呼吸小于有氧呼吸;如果有氧呼吸与无氧呼吸共存时,O 2/CO 2的比值一定在0～1之间,且分母与分子的差值就是无氧呼吸的所产生的CO2总量; 2、根据反应物和生成物的种类判断：①如果消耗氧气,则一定是有氧呼吸； ②如果产物中有水,则一定是有氧呼吸； ③如果产物中有酒精或乳酸,则为无氧呼吸; 3、根据反应场所判断细胞呼吸的相对速率温度八、应用实验11：探究发芽种子的细胞呼吸类型实验原理生物呼吸时既产生CO 2又释放O 2,前者可引起装置内气压升高,而后者引起装置内气压下降,为便于测定,只选择其中一种气体测定真实呼吸情况;装置一NaOH 溶液可吸收CO 2,使装置中的气压变化全为O 2引起,排除CO 2对气压变化的干扰; 装置二用等量的蒸馏水代替NaOH 溶液,控制单一变量,此装置内气压由CO 2和O 2共同决定实验结果 根据着色液单位时间移动的距离,可以计算呼吸速率合作用 实验12：绿叶中色素的提取和分离实验原理①提取：绿叶中的色素都能溶解于有机溶剂无水乙醇中,所以用无水乙醇提取绿叶中的色素;②分离：纸层析法绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同;溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢; 实验步骤步骤具体步骤目的＆注意事项提取绿叶中的色素①称取绿叶五克,剪碎,放在研钵中②加入少许SiO 2、CaCO 3,再加入10毫升无水乙醇,进行快速、充分的研磨SiO 2 使研磨充分CaCO 3 中和酸性物质,防止色素被破坏 无水乙醇溶解色素③过滤将研磨液迅速倒入玻璃漏斗,获取绿色滤液 基部放置单层尼龙布及时用棉塞将试管口封严防止乙醇挥发,叶绿素氧化分解 制备滤纸条 将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条,将一端减去两角,并在距这一端1厘米处用铅笔画一条细线;剪角防止两侧色素扩散快,色素带不整齐画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀划出一条细线;待滤液干后,重复1-2次;要求：细、直、匀 积累更多色素,使色素分离效果更明显分离色素①原理：色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素实验现象结论装置一液滴装置二液滴 不动 不动 种子死亡不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移不动有氧呼吸①制作食醋、味精 ②酿酒早期：利于酵母菌繁殖③透气的纱布包扎、提倡慢跑：抑制厌氧菌无氧呼吸④土壤松土：促进根细胞有氧呼吸,吸收矿质元素⑤稻田排水：防止无氧呼吸产生酒精,导致烂根 促进有氧呼促进无氧呼吸①制作酸奶无氧：抑制好氧菌繁殖 ②粮食、蔬菜、水果的储存低氧 ③酿酒晚期无氧O 2 温度 低温 大棚作物粮食 水果、蔬菜零上降温 白天：适当升温晚上：适当温度 粮食：干燥贮藏,降低呼吸消耗有机物 水果蔬菜：一定的湿度②步骤取适量层析液倒入烧杯中,将滤纸条轻插入层析液中 滤液细线不能触及层析液,以防止色素溶解于层析液中而无法分离用培养皿盖住防止层析液挥发观察与记录 实验结果 实验拓展 注意事项1、收集到的滤液绿色过浅： ①未加SiO 2,研磨不充分②未加CaCO 3,色素分子被破坏③使用放置数天的菠菜叶,滤液中的叶绿素太少④一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素 2、滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液 3、滤纸条看不见色素带： ①忘记画滤液细线②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素溶解在层析液中※基础知识一、补获光能的色素1、色素的功能：吸收、传递四种色素、转化光能少数处于特殊状态的叶绿素a 可转化光能的作用;2、色素的种类：见上实验结果3、捕获光能的结构——叶绿体①分布：主要分布在绿色植物的叶肉细胞 ②形态：一般呈扁平的椭球形或球形④功能：光合作用的场所;4、影响叶绿素合成的因素 光照 一般植物在黑暗中不能合成叶绿素温度温度影响酶的活性,进而影响叶绿素的合成;低温时,叶绿素易被破坏;而类胡萝卜素较稳定;名称 颜色 含量 主要吸收光谱 与光合作用联系胡萝卜素橙黄色最少约占1/4蓝紫光吸收光能叶黄素 黄色 较多 蓝紫光 叶绿素a 蓝绿色 最多约占3/4蓝紫光、红光叶绿素b 黄绿色较少蓝紫光、红光③结构 外膜:透明,有利于光线的透过;内膜 基粒：由两个以上的类囊体堆叠而成,类囊体薄膜上含色素和酶;基质：含多种光合作用所必需的酶;必需元素缺乏N 、Mg,将导致叶绿素无法合成,叶片变黄;5、色素与叶片颜色正常绿色 对绿光吸收最少,呈现绿色叶色变黄 寒冷时,叶绿素被破坏,类胡萝卜素较稳定,叶片呈现黄色叶色变红秋天降温时,植物体内积累了较多的可溶性糖,有利于形成红色的花青素,而叶绿素因寒冷逐渐降解,叶片呈现红色二、光合作用的探索历程时间国籍科学家过程结论1771年 英 普利斯特利 ①点燃的蜡烛与绿色植物、密闭→蜡烛不熄灭 ②小鼠与绿色植物、密闭→小鼠不易窒息植物更新空气1779年 荷兰 英格豪斯 基于普利斯特利的实验植物更新空气需要绿叶和光照1785年植物更新空气是因为：吸收CO 2,放出O 21845年德梅耶根据能量转化与能量守恒定律推测 植物进行光合作用时,把光能转化成化学能储存起来1864年 德 萨克斯光合作用的产物除了氧气还有淀粉1880年 德 恩吉尔曼叶绿体是进行光合作用的场所,并从叶绿体放出氧1939年 美鲁宾和卡门 放射性同位素示踪法向植物提供 光合作用释放的氧气全部来自水20世纪40年代美 卡尔文CO 2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径卡尔文循环同位素标记法：科学家通过追踪放射性同位素标记化合物,可弄清化学反应详细过程的方法;放射性同位素标记的化合物,化学性质不会改变;同位素：质子数相同,中子数不同的同一类原子的总称;H 218O,CO 2→释放18O 2H 2O,C 18O 2→释放O 2绿叶曝光深蓝色 遮光无颜色变化 黑暗12h 饥饿处理碘蒸汽碘蒸汽①持续光照10min②照5s 暗5s ,持续20min 产生的有机物更多因为光反应和暗反应速率不同,如果暗反应不能及时消耗掉光反应的产物,光反应会被拖延;三、光合作用的过程能量转化过程光能→电能→ATP 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能→ATP 中活跃的化学能 注意事项上式中等号两边的水不能抵消;原因是左边的水,是植物吸收所得,而且用于制造氧气和提供电子和氢离子;而右边的水分子的氧原子则是来自二氧化碳; （一）光反应阶段1、场所：叶绿体内囊体薄膜蓝细菌等微生物的反应场所在细胞膜——色素所在地2、条件：光、色素、酶 4、特点：短促5、影响因素：光照强度、CO 2浓度、水分供给、温度、酸碱度、矿质元素等;6、过程：水的光解：2H 2O →4H+O 2在光和叶绿体中的色素的催化下ATP 的合成：ADP+Pi+能量→ATP 在酶的催化下7、意义：①光解水,产生氧气;②将光能转变成活跃的化学能,储存在ATP 中,为碳反应提供能量;③利用水光解的产物氢离子,合成NADPH 还原型辅酶Ⅱ,为碳反应提供还原剂NADPH 还原型辅酶Ⅱ;（二）暗反应阶段 1、场所：叶绿体基质 2、条件：ATP 、HNADPH 、酶 3、特点：较缓慢4、影响因素：温度、CO 2浓度5、过程：C 5+CO 2→2C 3在酶的催化下2C 3+H →CH 2O+C 5在ATP 供能和酶的催化下 ATP 的分解：ATP →ADP+Pi+能量耗能二者联系光反应和碳反应是一个整体,二者紧密联系;光反应是碳反应的基础,光反应阶段为碳反应阶段提供能量ATP 、NADPH 和还原剂NADPH ；碳反应产生的ADP 和Pi 为光反应合成ATP 提供原料;四、影响光合作用的因素一光照强度在纵坐标没有达到最大值之前,主要受横坐标的限制,当达到最大值之后,限制因素主要是其它因素了 AC ：限制光合作用强度的因素——光照强度; CD ：限制光合作用强度的因素——外因：CO2浓度、温度等；内因：酶、叶绿体色素、C5 碳的固定：光反应 暗反应12H 2O+6CO 2C 6H 12O 6葡萄糖+6O 2+6H 2O 光照、酶 叶绿体光补偿点：光合作用吸收的CO 2和呼吸释放出的CO 2相等时的光强度; 光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度; A ：光合作用强度为0 B ：光补偿点 C ：光饱和点 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率A —B ：呼吸>光合 B ：呼吸=光合 B —C ：呼吸<光合 净光合速率x 光照时间—呼吸速率x 黑暗时间 真正光合速率x 光照时间—呼吸速率x 黑暗时间+光照有机物积累量CO 2补偿点CO 2饱和点在黑暗中呼吸所放出的CO 2的量二CO 2浓度三水分：缺乏水时会使光合速率下降;四温度 温度是通过影响与光合作用有关的酶来影响光合速率的光合作用的有关酶和呼吸作用的有关酶的最适温度不一样五叶片面积六矿质元素：矿质元素直接或间接影响光合作用;例如：N 是构成叶绿素、酶、ATP 的化合物的元素；P 是构成ATP 的元素；Mg 是构成叶绿素的元素,缺少Mg 会导致补偿点右移,饱和点左移;多因子对光合速率的影响五、实践应用六、题型分析1、夏季的一天中CO 2吸收量和释放量变化曲线分析：2、有关有机物的情况：3、在相对密闭的环境中,一昼夜CO 2含量的变化曲线分析：4、在相对密闭的环境中,一昼夜O 2含量的变化曲线分析实验13：测定光合速率与呼吸速率的三种方法 一装置图法测定植物光合速率与呼吸速率 实验装置 装置中溶液的作用在测细胞呼吸速率时,NaOH 溶液可以吸收细胞呼吸产生的CO 2；在测光合速率时,NaHCO 3溶液可以提供CO 2,保证容器内CO 2浓度的稳定; 实验原理①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸,由于NaOH 溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表呼吸速率;②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒净光合速率气体变化相对量总光合速率呼吸速率光合速率湿度CO 2饱和点之后可以通过提高光照强度使饱和点上升光反应的产物有限缺水,气孔关闭,影响CO 2进入叶肉细胞,叶片淀粉水解减弱,糖类堆积,光合产物输出缓慢 ①积累有机物的时间段：c —e 段； ②制造有机物的时间段：b —f 段；③消耗有机物的时间段：O —g 段； ④一天中有机物积累最多的时间点：e 点； ⑤一昼夜有机物的积累量：SP －SM －①若N 点低于M 点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量加; ②若N 点高于M 点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量少; ③若N 点等于M 点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量①若N 点低于M 点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量少; ②若N 点高于M 点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量加; ③若N 点等于M 点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量凌晨3～4时,温度降低,呼吸作用减弱,CO2释放减少； 上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用； 光合作用强度<呼吸作用强度； 上午7时左右,光合作用强度等于呼吸作用强度； 光合作用强度>呼吸作用强度； 温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象；下午6时左右,光合作用强度等于呼吸作用强度； 光合作用强度<呼吸作用强度； 太阳落山,停止光合作用,只进行呼吸作用; a 点： b 点： b —c 段： c 点： c —e 段： d 点： e 点： e —f ① ② ③④ ⑤ ⑥ ⑦⑧ ⑨定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率;③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率;测定方法①将植物甲装置置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率;②将同一植物乙装置置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率;③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率;物理误差的矫正为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正;二黑白瓶法将装有水和光合植物的黑、白瓶放在不同的水层中,测定单位时间内水中溶解氧含量的变化,借此测定水生植物的光合作用速率;黑瓶不透光,植物仅能进行呼吸作用；白瓶透光,植物可以进行呼吸作用的光合作用;真正光合作用量=黑瓶氧气减少量+白瓶氧气增加量三半叶法一半做遮光处理,适宜条件下充足光照照射6小时,各取等面积叶片,烘干,称量得MA、MB;M=MB-MA,表示6小时内光合作用产生的有机物总量。
第5章细胞的能量供应和利用章末整合提升-2024-2025学年高一生物必修一(人教版)教学课件
谢 谢观 看
章末整合提升
一、知识网络构建
分解有机物,释Байду номын сангаас能量
A—P～P～P 直接能源物质 作用条件较温和 叶绿体
光照强度
二、提炼概念 细胞的功能绝大多数基于化学反应,这些反应发生在细胞的特定 区域。 (1)细胞的生命活动离不开能量的供应和利用。细胞的能量获取和 利用要经历复杂的物质变化,这些变化是在温和的条件下有序地进 行,这与生物催化剂——酶有关。 (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,少数为RNA。同无机催化剂相比,酶显著降低了化学反应的 活化能。酶的催化作用具有高效性、专一性、作用条件较温和等 特性。
(5)光合作用在植物细胞的叶绿体中进行,叶绿体类囊体的薄膜上 有能够捕获光能的光合色素,在类囊体薄膜上和叶绿体基质中具有 进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程可分为光反应和暗反 应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上,将光能转化为ATP 和 NADPH 中 的 化 学 能 ; 暗 反 应 阶 段 发 生 在 叶 绿 体 基 质 中 , 将 ATP 和 NADPH中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。
(3)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。在细胞中,ATP与ADP的相 互转化时刻不停且保持动态平衡,可实现能量在吸能反应和放能反 应之间的流通。 (4)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,释放能量并生成ATP的过程,是ATP的主要来源。细 胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。有氧呼吸需要氧和线粒 体的参与,有机物彻底氧化分解;无氧呼吸有机物不彻底氧化分解, 所释放能量少于有氧呼吸。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽,糖 类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
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必修一 第五章细胞的能量供应和利用一、考纲说明：二、本章知识结构作用作用和本质 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解本质高效性专一性 探究：影响酶活性的条件作用的条件较温和分子结构的特点A TP 和ADP 的转换A TP 的利用 有氧呼吸：场所、过程、概念 无氧呼吸：场所、过程、概念细胞呼吸原理的应用 种类色素 作用实验：绿叶中色素的提取和分离 叶绿体的结构光合作用的探索历程光合作用的原理的应用 化能合成作用光合作用的过程三、复习指导1.线索导引：（1）以能量为来源、储存、释放为主线，辐射酶、ATP 、细胞呼吸、光合作用等相关知识。
（2）以物质合成与分解为纽带，系统复习细胞呼吸、光合作用过程及影响因素等内容。
2.重点关注：（1）酶与ATP1、新课程标准1、说明酶在代谢中的作用。
2、探究影响酶活性的因素。
3、解释ATP 在能量代谢中的作用4、说明细胞呼吸，探讨其原理及应用5、探究酵母菌的呼吸方式6、说明光合作用的认识过程7、叶绿体中色素的提取和分离8、研究影响光合作用速度的环境因素2、预测新课标高考热点1、酶的化学本质2、酶在细胞代谢中的作用3、影响酶活性的因素。
4、简述ATP 的化学组成和特点5、写出ATP 的分子简式6、解释ATP 在能量代谢中的作用7、细胞呼吸的过程及原理8、细胞呼吸原理在生产和生活中的应用9、探究酵母菌的呼吸方式 10、说出光合作用的认识过程 11、概述光合作用的过程 12、说明叶绿体的结构和功能 13、说出叶绿体中色素的种类和作用 14、叶绿体中色素的提取和分离15、研究影响光合作用速率的环境因素16、熟练掌握有关光合作用的计算特性 酶 ATP 细胞呼吸 捕获光能的色素和结构 光合作用的原理和应用 光合 作用 细胞的能量供应和利用①通过与无机催化剂相比，理解酶的特性，转换，分析影响酶活性的曲线、图表等。
②掌握ATP的结构，比较不同生物中ATP合成途径的不同。
（2）光合作用和细胞呼吸①运用图文结合法使光合作用与细胞呼吸的场所、物质变化的关系形象化、直观化，便于理解和记忆。
②以图表、曲线的形式表示环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响，强化坐标曲线的分析，关注曲线特殊点和线段的意义，掌握分析曲线的规律方法。
③归纳有关光合作用和细胞呼吸的实验设计的规律方法，注重实验过程中实验变量的确定与控制，以及实验预测、推断及相关结论分析。
3.链接社会（1）酶制品在生产、生活中的应用，从酶的特性角度分析在使用时的注意事项。
（2）结合生产、生活实际，考查光合作用和细胞呼吸原理的应用，如蔬菜大棚使用白色塑料薄膜，水果在零上低温低氧条件下保存等。
第一节降低化学反应活化能的酶一、考纲说明：1.酶在代谢中的作用（1）说出酶的化学本质（2）说明酶在细胞代谢中的作用2.探究影响酶活性的因素（1）描述酶的特性及其影响因素二、考点梳理（一）酶的化学本质1、美国科学家萨姆纳也认为酶是蛋白质。
在1926年的一天清晨惊喜地发现．在用丙酮作溶剂的提取液中出现了结晶．这说明提取物达到了一定的纯度。
这种结晶溶于水后能够催化尿素分解成氨和二氧化碳。
然后他又用多种方法证明脲酶是蛋白质。
后来，科学家又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这此酶都是蛋白质。
20世纪80年代．美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。
【画龙点睛】酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
其中，绝大多数酶是蛋白质。
少数的酶是RNA。
2、生物体的细胞中每时每到都进行着许多化学反应，这些化学反应都是些极其复杂的生化反应，在实验室条件下模拟这些反应．如果没有酶的参与，改用无机催化剂替代，即使在高温、高压下其反应速率比细胞内也要缓慢得多。
酶是怎样起催化作用的呢？(1)活化能：在一个化学反应体系中．反应开始时，反应物(S)分子的平均能量水平较低．为“常态”。
在反应的任何瞬间，反应物中都有部分分子具有了比常态更高些的能量，高出的这部分能量称为活化能，使这些分子进入“活化态”(过渡态)．这时就能形成或打破一些化学键，形成新的物质——产物(P)。
即S变为P。
这些具有较高能量处于活化态的分子称为活化分子；反应物中这种活化分子愈多．反应速率就愈大。
活化能的定义是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。
(2)酶的催化机理：催化剂，包括酶在内．能降低化学反应的活化能，如图所示．由于在催化反应中．只需较少的能量就可使反应物进人“活化态”，所以和非催化反应相比．活化分子的数量太大增加．从而加快了反应速率。
同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，例如．H2O2的分解．当没有催化剂时需活化能l 8000卡/克分子，用胶志钯作催化剂时．只需活化能11170卡/克分子，而当用过氧化氢酶催化时．活化能下降到2000/克分子。
所以．酶的催化效率更高。
【画龙点睛】酶对生物化学反应具有催化作用的根本原因在于酶可以降低活化一个反应所需要的能量，即使是一个放能反应，在它放出能量之前，也存着化学反应启动的能量障碍因为新的化学键形成之前存在着必须首先断开键，这就是“能障”。
用于克服能障、启动反应进行所需要的能量就是“活化能”，而酶恰好可以降低化学反应所需要的活化能。
【要点二】酶催化作用的特点生物体内的各种化学反应，几乎都是在酶的催化下完成的。
酶作为生物催化剂，与一般无机催化剂既有共同之处，也有其独特的特点。
1、酶具有一般催化剂的特性。
【画龙点睛】(1)能显著降低反应的活化能．提高反应速率缩短到达平衡所用的时间,但不改变反应的方向和平衡常数。
(2)反应前后，酶的性质和数量不变。
2、酶具有一般催化剂所不具备的特性。
(1)高效性，指催化效率很高．使得反应速率很快；(2)专一性，指每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
例如，二肽酶能分解所有的二肽，但不能分解多肽和蛋白质。
(3)酶的作用条件较温和，强酸、强碱、或温度过高会使酶的空间结构遭到破坏而完全失去活性，不能恢复。
低温下酶的活性降低，随温度升高酶活性逐渐恢复。
所以酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。
(4)多样性，指生物体内具有种类繁多的酶。
【要点四】影响酶的作用的因素酶促反应受到多种因素的影响，这些因素既包括酶的浓度等内部因素，也包括温度、pH等外部因素。
1.温度对酶促反应的影响：酶表现最大的催化效率时的温度叫做最适温度。
低温下酶的活性低，酶分子结构未被破坏，随温度升高酶活性逐渐升高；高温可使酶失活，即使温度下降，酶活性也不能恢复2.pH对酶促反应的影响：每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围．酶就会失去活性。
(过酸或碱会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性)，酶表现最大催化效率时的PH叫做最适pH3.酶浓度对酶促反应的影响：在底物充足．其他条件适宜条件下．酶促反应速率与酶浓度成正比。
4 、底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比，在底物浓度较高时．底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大且达到一定限度时，反应速率达到一个最大值此时即使冉增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变。
【要点五】在探究影响酶活性的条件实验中的注意事项1、制备的可溶性淀粉液定要冷却后才能使用，如果用刚煮沸的可溶性淀粉溶液进行实验，就会因温度过高而破坏淀粉酶的活肚。
2、淀粉酶的来源不同．其最适温度也不定相同，在保温时必须加以考虑。
市售的淀粉酶的最适温度一般在60℃左右，唾液淀粉酶的最适温度在37℃。
3、在探究温度对酶活性影响时．对照组加人等量的反应物如 2 mL 可溶性淀粉后要先放人不同环境5min使反应物达到所处不同环境的温度．然后再加新鲜酶液．摇匀维持5min 否则若加入酶后再放入不同温度的环境中．由于酶的高效性．在升温或降温的过程中已把反应物给分斛了．会造成错觉。
4、关于pH对酶活性影响实验中．操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸)．然后再加入反应物如可溶性淀粉液。
不能在加入酶后，先加入反应物，再加入盐酸或氢氧化钠，这样可以防止反应物在酶的作用下水解，方可证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。
如果改变顺序则会影响效果。
此实验中要注意保持酶在最适温度下发挥作用．排除温度对酶活性的影响．变量只有pH的不同。
【画龙点睛】设计对照实验时，很重要的一点是遵循“单一变量”原则，至于让哪个因素成为变量，要根据实验目的而定。
降低化学反应活化能的酶(酶的作用和本质) 同步练习1．A下列关于酶的概念，最准确的叙述是（）A 酶是一种蛋白质B 酶是一种具有催化能力的蛋白质C 酶是活细胞产生的一种蛋白质D 酶是活细胞产生的具有催化能力的一种有机物2．A在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其（）A、产生气泡B、溶液呈蓝色C、溶液呈紫色D、产生砖红色沉淀3、催化脂肪酶水解的酶是（）A、肽酶B、蛋白酶C、脂肪酶D、淀粉酶4、斯帕兰札尼发现，放在鹰胃内的肉块经过一段时间后消失了。
这主要是由于鹰胃内有块起了作用的( )A．胃蛋白酶 D．胃淀粉酶 C．盐酸溶液 D．物理性摩擦5．选用新鲜肝脏做酶的高效性实验，是因为新鲜肝脏中( )A．含Fe3+多 B．过氧化氢酶易发挥作用C．含的酶的种类多 D．过氧化氢酶多且活性强6．酶是活细胞产生的，下列关于酶的论述错误的是( )A．有些酶是核酸 B．酶的数量因参与化学反应而减少C．酶的活性与pH有关 D．酶的催化效率很高7．下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是( )A．在无催化剂时，不会分解咸水和氧气B．过氧化氢和水一样无色无味，对皮肤无害C．Fe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应D．在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应的平衡会向分解一侧移动8．在活细胞中参与各种化学反应且起重要作用的物质是( )A．水 B．核酸 C．蛋白质 D．酶9．酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的( )A．蛋白质 B．RNA C．无机物 D．有机物10．彻底解开鸟胃不仅有物理消化，也有化学消化之谜的是( )A．德国科学家施莱登 B．意大利科学家斯帕兰札尼C．英国科学家达尔文 D．德国科学家施旺11．发现少数RNA也具有生物催化作用，从而使酶的概念更深一步是在( ) A．19世纪30年代 B．20世纪80年代C．18世纪60年代 D．20世纪30年代12．唾液淀粉酶进入胃后，将( )A．继续催化淀粉水解 B．受胃液保护不分解C．不发生变化 D．自身被分解13．与验证酶的高效性成功与否关系不大的是( )。
A．试管是否干净 B．肝脏是否新鲜C．卫生香是否点燃 D．是否有对比实验二、非选择题14、请设计一个实验比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率（1）实验原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水的氧。