《细胞的能量供应和利用》知识总结

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著，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RNA

①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。

30、有氧呼吸三阶段的比较

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、H2O CO2、[H] 少量2ATP

第三阶段线粒体内膜[H]、O2H2O 大量34A TP

6、有氧呼吸与无氧呼吸比较

有氧呼吸无氧呼吸

场所细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质

产物CO2，H2O，能量（大量）CO2，酒精（或乳酸）、能量（少量）

反应式C6H12O6+6 H2O +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ATP

7、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。先让酵田菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精

稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡

提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸

破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸

8、光和光合作用

（1）、概念：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。

（2）、场所

双层膜

叶绿体基质

基粒多个类囊体（片层）堆叠而成

胡萝卜素（橙黄色）

类胡萝卜素叶黄素（黄色）吸蓝紫光

色素（1/4）叶绿素A（蓝绿色）

叶绿素（3/4）叶绿素B（黄绿色）吸红橙和蓝紫光

色素提取实验中色素的分布（上----下）：胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a，叶绿素b

叶绿体色素分布：类囊体结构薄膜上；

光合作用的酶分布：类囊体结构薄膜上；叶绿体基质中

（3）、

18世纪中期，人们认为只有土壤中水分构建植物，未考虑空气作用

1771年，英国普利斯特利实验证实植物生长可以更新空气，未发现光的作用

1779年，荷兰英格豪斯多次实验验证，只有阳光照射下，只有绿叶更新空气，但未

知释放该气体的成分。

1785年，明确放出气体为O2，吸收的是CO2

1845年，德国梅耶发现光能转化成化学能

1864年，萨克斯证实光合作用产物除O2外，还有淀粉

光

合

作

用

的

探

究

历

程

1939年，美国鲁宾卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的O 2来自水。

（4）

条件：一定需要光

光反应阶段 场所：类囊体薄膜， 产物：[H]、O 2

过程：（1）水的光解：H 2O 分解成[H]和O 2；

（2）ATP 的形成： ADP+Pi+光能−→−

酶

ATP

条件：有光、无光都可以进行

暗反应阶段 场所：叶绿体基质

产物：糖类等有机物（和五碳化合物） 过程：（1）CO 2的固定：1分子C 5和CO 2结合，生成2分子C 3

（2）C 3的还原：C 3在[H]和A TP 、多种酶作用下，部分还

原成糖类，部分又形成C 5。

联系：光反应阶段与暗反应阶段既区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供[H]和

ATP 。

（5）同位素示踪

14CO2 暗反应 2C 3 暗反应 （14

CH 2O ）

3H 2O 光反应 [3H] 还原 （C 3

H 2O ）

H 218O 光 18

O 2

9、空气中CO 2浓度，土壤中水分多少，光照长短与强弱，光的成分及温度高低等，都是影响光合作

用强度的外界因素：可通过适当延长光照，增加CO 2浓度等提高产量。

10、自养生物：可将CO 2、H 2O 等无机物合成葡萄糖等有机物，如绿色植物（光合作用），硝化细菌

（化能合成）

化能合成作用：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。 异养生物：不能将CO 2、H 2O 等无机物合成葡萄糖等有机物，只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动，如许多动物、真菌、大多数细菌。

11、检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质

1、斐林试剂鉴定还原糖时，溶液的颜色变化为：砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖存在与否，而不能鉴定非还原性糖。葡萄糖、麦芽糖、果糖是还原糖

2、双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1 g ／mL 的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.01 g ／mL 的硫酸铜溶液。蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。

3、苏丹Ⅲ染液遇脂肪的颜色反应为橘黄色，苏丹Ⅳ染液遇脂肪的颜色反应为红色。 12、叶绿体中色素的提取和分离

（1、 取绿色叶片中的色素：①研磨不充分，色素未能充分提取出来；

淡绿色 ②酒精加入量太多，稀释了色素提取液；

③未加入碳酸钙粉末，叶绿素分子已破坏。

（2、分离叶绿体中的色素（1）制备滤纸条（2）画滤液细线（3）分离色素。 注意：不能让滤液细线触到层析液。用培养皿盖盖上烧杯。

14、比较光合作用与呼吸作用：

15、* 细胞膜的结构特点：具有流动性

* 细胞膜的功能特点：具有选择透过性

* 制取细胞膜利用哺乳动物成熟红细胞，因为无核膜和细胞器膜。

16、细胞的生物膜系统：在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体，线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 17、细胞核：是遗传信息库，是细胞代谢和遗传控制中心。 核膜：双层膜，分开核内物质和细胞质

核孔：实现核质之间频繁的物质交流和信息交流 细胞核 核仁：与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关

染色质：由DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗传信息的载体

光合作用的过程