细胞的能量供应与利用
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。
高二生物知识点细胞的能量供应和利用
高二生物知识点细胞的能量供应和利用引言细胞是生命的基本单位，为了维持生命活动，细胞需要能量的供应和利用。
细胞的能量供应和利用是细胞生物学中非常重要的一个知识点。
本文将以高二生物知识点细胞的能量供应和利用为主题，详细介绍细胞的能量供应和利用机制。
ATP和细胞呼吸细胞通过ATP来储存和转移能量。
ATP（腺苷三磷酸）是一种能量储存和转移分子，由腺嘌呤、磷酸和核糖组成。
细胞中的ATP储存了大量的能量，能够供细胞进行各种生物化学过程。
细胞通过细胞呼吸途径来产生ATP。
细胞呼吸分为三个步骤：糖酵解、Krebs循环和氧化磷酸化。
其中，糖酵解是在没有氧气的条件下进行的，产生少量ATP；Krebs循环和氧化磷酸化则需要氧气的参与，产生大量的ATP。
光合作用光合作用是细胞利用阳光能将二氧化碳和水合成有机物的过程。
光合作用是地球上最重要的能量转换过程之一，也是所有生命活动的最终能量来源。
光合作用分为光反应和暗反应两个过程。
光反应发生在光合体中的光合色素分子上，通过光的能量将水分解为氧气和电子。
暗反应发生在质体内的酶体中，利用光反应产生的电子和ATP，将二氧化碳还原为葡萄糖等有机物。
发酵当细胞没有氧气时，无法进行细胞呼吸产生能量。
这时，细胞会通过发酵来产生能量。
发酵是一种无氧代谢过程，通过酶的作用将有机物转化为乳酸或酒精，并释放能量。
发酵在生物学中有广泛的应用，比如酵母发酵制作酒类和面包，乳酸发酵制作酸奶和酸菜等。
动植物细胞的能量供应和利用差异在细胞的能量供应和利用中，动植物细胞有一些差异。
首先，植物细胞可以通过光合作用来产生能量，而动物细胞则需要通过摄入有机物来获取能量。
另外，植物细胞拥有叶绿体，并且能够进行光合作用。
而动物细胞则没有叶绿体，无法进行光合作用，只能通过细胞呼吸来产生能量。
结论细胞的能量供应和利用是生命活动中不可或缺的一部分。
通过细胞呼吸和光合作用，细胞能够产生足够的能量来维持正常的生命活动。
在特殊情况下，细胞还可以通过发酵来产生能量。
细胞的能量供应和利用-V1
细胞的能量供应和利用-V1
细胞的能量供应和利用
细胞是所有生命活动的基本单元，而能量是支撑生命活动所必需的。
细胞能够利用来自外界的能源，并在细胞内部进行多种代谢作用，从而维持其正常的生命活动。
本文将重点讨论细胞的能量供应和利用过程。
一、能量供应
1. 光合作用
光合作用是由细胞内的叶绿体负责的，能够将太阳光转化为可利用的化学能，同时产生氧气和葡萄糖等有机物。
光合作用是地球上的主要能量来源，几乎所有生物都依赖于其产生的有机物来维持生命活动。
2. 细胞呼吸
细胞呼吸是指细胞内的线粒体利用有机物分解产生的化学能，并将其转化为可用能的过程。
细胞呼吸可以分为三个阶段：糖解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
在这个过程中，ATP分子作为生命活动所必需的能量来源，被不断地产生出来。
二、能量利用
1. 细胞工作
能量被细胞用来完成各种生物学过程，如细胞分裂、蛋白质合成等。
没有足够的能量供应，细胞将无法维持其正常功能，甚至最终死亡。
2. 热能产生
细胞内的化学反应产生的副产物包括热量，这些热量被细胞代谢掉，使得细胞能够保持一个稳定的体温。
一些动物会利用这些热能来维持其生命活动，比如暖血动物体内的恒温调节。
3. 储存为脂肪
有时，细胞引入的能量超过了其需要的数量，这些多余的能量将被转化为脂肪储存在细胞内部。
这些脂肪可以作为未来可能需要的能源储备，维持细胞的正常生命活动。
结论
细胞的能量供应和利用是非常复杂的过程，在细胞生物学中起着重要的作用。
掌握这些过程对于我们更好地理解生命现象，也有助于我们设计更有效的生物技术。
细胞的能量供应和利用
(1)细胞中ATP含量很少，
ATP 是生命活动的直接能源物质，但它在细胞内的含量并不 高，因此细胞内ATP的形成与分解相当频繁。 (2) 剧烈运动时 ATP 分解量加大，其合成量也加大，不 可说成 ATP 分解速率大于合成速率或 ATP 合成速率大于分解
速率。
1．下列结构在光下不能产生ATP的是( A．细胞质基质 C．叶绿体的类囊体 B．叶绿体内膜 D．线粒体的内膜
)
解析：在细胞质的基质中进行有氧呼吸的第一阶段和无氧
呼吸阶段，都可以产生ATP。在线粒体的内膜上进行有氧呼吸 的第三阶段，产生大量的ATP。在叶绿体的类囊体上进行光合 作用的光反应阶段，可以产生 ATP 。而在叶绿体的内膜中无 ATP的产生。
答案：B
2．ATP 是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质， 下图为 ATP 的结构和 ATP 与 ADP 相互转化的关系式。 下列说 法不 正确的是( ． )
必修一
第三单元 细胞的能量供应和利用
第二讲
细胞的能量“通货”ATP、及ATP的 主要来源——细胞呼吸
知识内容 ATP在能量代谢中的作用 细胞呼吸 探究酵母菌的呼吸方式
考纲要求 Ⅱ Ⅱ 实验探究
知识点一：细胞的能量“通货”——ATP
1．ATP的结构和功能
A—P～P～P (1)ATP结构简式： 磷酸基团 中A表示 ，P表示 直接能源 物质。 (2)功能：是生命活动的 腺苷 ， 其 。
1．ATP的结构式
由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来 总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。
2．ATP与ADP的相互转化
转化过程图解
3．ATP合成与水解的比较
ATP 的合成 反应式 所需酶 酶 ADP＋Pi＋能量――→ ATP ATP 的水解 酶 ATP――→ADP＋Pi ＋能量 ATP 水解酶 储存在高能磷酸键 中的能量 用于各项生命活动 生物体的需能部位
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一、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二、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 三、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降低化学反应活化能的酶一、知识结构细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应具有催化作用活化能：分子从常态转变为易发生化学反应的活跃态所需要的能量 同无机催化剂相比，催化效率更高，原因：酶降低活化能的作用更显著。
绝大多数酶是蛋白质 少数种类的酶是RNA控制变量的概念：实验过程中可以变化的因素自变量：人为改变的因素因变量：随着自变量的变化而变化的因素无关变量：自变量外，实验过程中存在的其他一些对实验结果造成影响的可变因素 酶的概念：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其催化效率是无机催化剂的107~1013倍 意义：使细胞代谢快速而高效的进行每一种酶只能催化一种或是一类化学反应 意义：使细胞代谢能有条不紊的进行需要适宜的反应的条件：如适宜的温度、pH 等条件二、要点精析【要点一】酶的化学本质1、美国科学家萨姆纳也认为酶是蛋白质。
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）
生物考前重温要点：3、细胞的能量供应和利用
2.要语必备 (1)教材加颜色字 ①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。 (必修1 P80) 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。(必修1 P85) ③ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。(必修1 P88) ④吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。(必修1 P99) ⑤叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着 许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。(必修1
④叶绿体类囊体膜上4种色素分子的功能是吸收光能，其中叶绿素主要吸 收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。(必修1 P99) ⑤ 光 反 应 可 为 暗 反 提 供 ATP 和 [H] ， 暗 反 应 可 为 光 反 应 提 供 ADP 和 NADP＋。(必修1 P103) ⑥光合作用产物O2中的氧全来自水，有氧呼吸产物H2O中氧全来自O2。 (必修1 P103) ⑦绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被[H]还原。它必 须首先与植物体内的C5(一种五碳化合物)结合，这个过程叫做二氧化碳 的固定。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原。 (必修1 P104)
P100)
(2)易混重难点 ①ATP是细胞的直接能源物质，真核细胞ATP的来源有光反应及细胞呼 吸，前者产自绿色植物，后者产自绿色植物、动物和人等。(必修1 P89) ②吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP 水解提供能量；放能 反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。(必修1 P89) ③真核细胞有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，产物为丙酮酸、[H]、 ATP；第二阶段在线粒体基质中进行，需耗水，产物为CO2、[H]、ATP； 第三阶段在线粒体内膜上进行，需耗O2，能产生水，并产生大量ATP。 (必修1 P94)
细胞的能量供应和利用知识总结完整版
细胞的能量供应和利用知识总结Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】第五章《细胞的能量供应和利用》知识总结1、酶在细胞代谢中的作用细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
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。
催化剂的作用机理：降低化学反应所需要的活化能。
同无机催化剂相比，酶降低化学反应的活化能作用更显着，因而催化效率更高。
2、本质：活细胞产生的有机物，绝大多数为蛋白质，少数为RNA①高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。
酶、特性②专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应③作用条件温和：适宜的温度，pH，最适温度（pH值）下，酶活性最高，（过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，能使蛋白质变性失活，低温使酶活性降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。
）功能：催化作用，降低化学反应所需要的活化能3、ATP：结构简式：A—P~P~P，A表示腺苷，P表示磷酸基团，~表示高能磷酸键全称：三磷酸腺苷，与ADP相互转化：功能：细胞内直接能源物质4、形成ATP的途径：①动物、真菌、大多数细菌-----来自细胞呼吸作用有机物分解释放的能量。
②绿色植物-----来自细胞呼吸作用、光合作用。
*能产生ATP的部位：线粒体、叶绿体、细胞质基质*能产生水的部位：线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核5、细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量并生成ATP过程。
细胞呼吸方式：有氧呼吸和无氧呼吸。
有氧呼吸场所反应物产物释放能量产生ATP数量第一阶段细胞质基质葡萄糖丙酮酸、[H]少量2ATP第二阶段线粒体基质丙酮酸、H2OCO2、[H]少量2ATP第三阶段线粒体内膜[H]、O2H2O大量34ATP有氧呼吸无氧呼吸场细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质所产物CO2，H2O，能量（大量）CO2，酒精（或乳酸）、能量（少量）反应式C6H12O6+6H2O+6O2−→−酶6CO2+12H2O+能量C6H12O6−→−酶2C3H6O3+能量C6H12O6−→−酶2C2H5OH+2CO2+能量过程第一阶段：1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸和少量[H]，释放少量能量（细胞质基质）第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量能量（线粒体基质）第三阶段：[H]和O2结合生成水，大量能量（线粒体内膜）第一阶段：同有氧呼吸（一）第二阶段：丙酮酸在不同酶催化作用下，分解成酒精和CO2或转化成乳酸能量大量少量实质分解有机物，释放能量，产生ATP7、细胞呼吸应用：包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌有氧呼吸花盆经常松土：促进根部有氧呼吸，吸收无机盐等酵母菌酿酒：选通气，后密封。
第五章 细胞能量供应和利用
有氧呼吸
（1）定义：是指细胞在氧气得到参与下，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，生成大量的ATP的过程。 （2）发生条件：对于绝大说数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须 有氧气的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。 知识链接：线粒体、生物膜系统的组成 ①线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力火车间”。细胞的生命活动所 需的能量，大约95％来自线粒体。 ② 细胞膜：单层，细胞的外界膜 生物膜系统的组成 核膜：双层，具核孔，细胞核的外界膜 单层膜：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 细胞器膜： 上层膜：叶绿体、线粒体 无膜的细胞器：核糖体、中心体 （3）有氧呼吸化学反应式可简写为： C6H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+12H2O+能量
细胞呼吸方式的判断
（1）根据反应物、产物来判断 ①若需要氧气，一定存在有氧呼吸；若产物有水，则一定存在有氧呼吸。 ②若产物中有酒精或乳酸，则一定有无氧呼吸。 ③若产物中有CO2，则要根据物质的量的关系来讨论。 （2）根据物质的量的关系来确定 ①不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸。 ②无CO2释放→指进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。 ③酒精产生的量等于CO2的量→只进行无氧呼吸 ④CO2释放量等于O2吸收的量→只进行有氧呼吸 ⑤CO2释放量大于O2吸收的量→即进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；多元的CO2来自酒精的发 酵。 ⑥酒精产生的量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多元的CO2来自有氧呼吸。 （3）根据反映场所来判断 ①对于真核生物来说，有线粒体参与一定是有氧呼吸，无线粒体参与一定是无氧呼吸。 ②对原核生物来说，原核生物无线粒体，故有氧呼吸和无氧呼吸都没有线粒体的参与，某 些原核生物内存在与有氧呼吸有关的酶，可进行有氧呼吸，如硝化细菌。
细胞的能量供应和利用
提取和分离叶绿体中的色素
捕光色素的种类、 捕光色素的种类、功能和分布
叶绿素
吸收红光 吸收红光 和蓝紫光
3/4
叶绿素a( 叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b 叶绿素b（黄绿色） 胡萝卜素（橙黄色） 胡萝卜素（ 叶黄素（黄色） 叶黄素（黄色）
类胡萝卜素
吸收蓝紫光 吸收蓝紫光
1/4
色素主要分布于叶绿体的类囊体膜上
暗反应
需多种酶催化、 需多种酶催化、ATP和[H] 和 叶绿体的基质中 叶绿体的基质中 基质 CO2的固定：CO2+C5 C3的还原：2C3 的还原：
酶
2C3
[H], ATP （CH2O） ） 酶
能量 叶绿素把光能转变成活跃 叶绿素把光能转变成活跃 变化 的化学能并储存在 的化学能并储存在 并储存在ATP中 中
3．葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物 ． 质。将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体 的容器内， 进入细胞后， 的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射 性化合物是 A.丙酮酸 B.乳酸 丙酮酸 乳酸 C.二氧化碳 D.水 二氧化碳 水
D
①第一阶段 场所： 场所：细胞质基质
C6H12O6 → 2C3H4O3(丙酮酸 + 4[H] + 2ATP 丙酮酸) 丙酮酸 第 阶段 基质 场所： 场所：
影响细胞呼吸的因素及其与生活的联系
外界因素：温度、氧气的浓度、 外界因素：温度、氧气的浓度、二氧化碳的浓 含水量等。 度、含水量等。 （1）作物松土 ） （2）粮油种子的贮藏 ） （3）果实和蔬菜的保鲜 ） （4）农业生产 ） （5）酸奶、泡菜、酿酒、面包等，应用的是无 ）酸奶、泡菜、酿酒、面包等， 氧呼吸
ATP中的活跃化学能转变成储 中的活跃化学能转变成储 存在有机物中的稳定化学能 存在有机物中的稳定化学能
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。
知识点复习第5章细胞的能量供应和利用汇总
化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，合成大量ATP的过程。
02 03
无氧呼吸
无氧呼吸是指在厌氧条件下，厌氧或兼性厌氧微生物以外源无机氧化物 或有机物作为末端氢（电子）受体时发生的一类产能效率较低的特殊呼 吸。
发酵
微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某 种中间产物，同时产生各种不同的代谢产物。
脂肪酸氧化和酮体生成
脂肪酸氧化
脂肪酸在细胞内的氧化是一个逐步脱 氢的过程，主要在线粒体中进行。通 过一系列的脱氢、加水、再脱氢及硫 解反应，最终生成乙酰CoA和少量丙 二酰CoA。
酮体生成
在脂肪酸氧化过程中，如果肝内酮体 生成过多，超过肝外组织利用的能力， 就会引起血中酮体浓度升高，导致酮 血症和酮尿症。
细胞内的糖类物质还可以作为信号分 子参与细胞信号传导过程，调节细胞 的生长、分化和凋亡等生命活动。
细胞膜中的糖蛋白、糖脂等成分对维 持细胞的结构和功能具有重要作用。
04 脂肪代谢与能量储存
脂肪分解过程及产物
脂肪分解
脂肪在体内主要分解为甘油和脂 肪酸。此过程由激素敏感性甘油 三酯酶催化。
产物
甘油和脂肪酸。其中，甘油可进 一步转化为磷酸二羟丙酮，进入 糖代谢途径；脂肪酸则进入脂肪 酸氧化过程，产生能量。
能量供应机制
磷酸原系统
ATP和CP组成的供能系统。ATP 以最大功率输出供能可维持约2秒； CP以最大功率输出供能可维持约
3-5倍于ATP。
乳酸能系统
乳酸能系统是指糖原或葡萄糖在细 胞浆内无氧分解生成乳酸过程中再 合成ATP的能量系统。
有氧氧化系统
有氧氧化系统是指糖、脂肪和蛋白 质在细胞内彻底氧化成水和二氧化 碳的过程中，再合成ATP的能量系 统。
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。
细胞的能量供应和利用
新课程高中生物必修1第5章细胞的能量供应和利用【学习目标导引】1、说明酶的本质、特性和在代谢中的作用。
探究影响酶活性的因素。
2、解释ATP的化学组成和特点以及ATP在能量代谢中的作用。
3、简述线粒体的结构和功能，说明细胞呼吸的方式、原理，探讨细胞呼吸原理的应用。
探究酵母菌的呼吸方式。
4、简述叶绿体的结构和功能。
提取和分离叶绿体中的色素。
5、说明光合作用的原理和应用及科学家对光合作用原理的认识过程。
研究影响光合作用速率的环境因素。
第1节降低化学反应活化能的酶【知识要点提炼】1、酶在细胞代谢中的作用细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
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活化能。
而酶能降低化学反应的活化能，正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。
通过比较FeCl3和过氧化氢酶对过氧化氢分解实验可知：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（酶的特性之一：高效性）。
2、酶的本质酶的化学本质不同于无机催化剂，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RNA也具有生物催化功能。
3、酶的特性与无机催化剂相比，酶的催化具有高效性、专一性（每一种酶只能催化一种或一类化学反应）。
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应，而酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
但溶液的温度和pH的过高或过低，酶的活性都会明显降低。
【典型例题解析】例1下列关于酶的本质的叙述，正确的是（）（A）都具有专一性（B）都是有机物（C）都是活细胞产生的（D）都具有高效性解析人类对酶的认识是逐步发展起来的。
以前通过归纳发现，所有的酶都属于蛋白质，因此做出了酶的化学本质是蛋白质这一结论。
但随着研究的深入，人们又发现了不属于蛋白质的酶，因此现在又对这一结论进行了修改。
事实上，在科学的发展过程中有很多的概念和结论做过修改，从本质上来讲，酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，大多数的酶是蛋白质，少数是RNA。
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。
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ATP无氧呼吸 有氧呼吸 CP供能（%） 供能（%） 供能（%） 98 2 0
95 80 30 20 20 10 5 5 90 2 15 65 55 40 20 15 5 10 3 5 5 25 40 70 80 90 0
三、ATP能量的来源和利用 主动运输
四、知识迁移
在畜牧生产中，在体外精液中添加ATP， 对动物进行人工授精，可提高动物受精 成功率，你能解释为什么吗？
能量的释放、转移、贮存和利用示意图
二、ATP是直接的能源物质 实验探究 请用萤火虫为实验材料，设计一个实验证明
ATP是生命活动的直接能源物质。 器材试剂：试管、活萤火虫数十只、小刀、 研钵、ATP、0.1%葡萄糖溶液、生理盐水、 蒸馏水。
A B
15min
２ｍｌ葡萄糖溶液
无荧光 出现
有荧光 出现 无荧光 出现
细胞的能量供应与利用
发光蘑菇
发光蘑菇
发光种子
发光水母
一、能量的转化
水母的发光机制
一、能量的转化
萤火虫的发光机制
发出 荧光素酶 激活的 氧化荧 荧光 荧光素 ＋氧气 光素 ADP+Pi
荧光素
ATP
活跃的化学能
ATP
光能 阳光
有机物 稳定的化学能 活跃的化学能 氧 热能 化 光能、电能、 ATP 分 能 机械能等 肌酸 解 供给各 能 化学能 项生命 磷酸肌酸 CO2、H2O等 活动 ADP+Pi 释放 转移 储存 利用
荧 光 消 失
２ｍｌＡＴＰ溶液 暗处
２ｍｌ蒸馏水溶液Βιβλιοθήκη C不同项目中的供能系统
项目
100m 200m 400m 800m 1500m 3000m 5000m 10000m 马拉松 田赛项目
时间
10~15s 22~35s 1~1.5min 2~3min 4~6min 10~16min 15~25min 30~50min 135~180min