高中生物必修一第五章细胞的能量供应和利用知识点汇总
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。
人教版高中生物必修1第五章《细胞的能量供应和利用》知识点归纳
人教版高中生物必修1第五章《细胞的能量供应和利用》知识点归纳呼吸作用的实质:细胞内有机物的氧化分解,并开释能量。
细胞呼吸是指有机物在细胞内通过一系列的氧化分解,生成二氧化塘或其他产物,开释能量并生成ATP的过程。
a.细胞呼吸的方式实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式材料:新奇的食用酵母菌(生殖快,细胞代谢旺盛,实验成效明显。
)检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。
b.有氧呼吸有氧呼吸的要紧场所是线粒体。
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶,少量的DNA。
一样地讲,线粒体平均的分布在细胞质中,肌质体是由大量变性的线粒体组成的。
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,反应方程式能够简写成:总反应式:C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +大量能量(38ATP)第二时期:线粒体基质 2丙酮酸+6H2O 6CO2+大量[H] +少量能量(2ATP)第三时期:线粒体内膜 24[H]+6O2 12H2O+大量能量(34ATP)概括的讲,有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物完全氧化分解,产生二氧化碳和水,开释能量,生成大量ATP的过程。
c.无氧呼吸无氧呼吸的全过程能够概括为两个时期,需要不同酶的催化,都在细胞质基质中进行。
无氧呼吸产生酒精:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量发生生物:大部分植物,酵母菌产生乳酸:C6H12O6 2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: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1 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路有氧呼吸:所开释的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。
无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP,大部分储存于乳酸或酒精中2 有氧呼吸过程中氧气的去路:氧气用于和[H]生成水。
全国通用2023高中生物第5章细胞的能量供应和利用知识点总结全面整理
全国通用2023高中生物第5章细胞的能量供应和利用知识点总结全面整理单选题1、图为某陆生植物体内碳流动示意图。
据图分析,下列叙述不正确...的是()A.叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶绿体基质B.图中Pi转运蛋白有助于细胞内碳流动的稳定进行C.过程①和②需要消耗光反应提供的ATP和[H]D.过程④受阻时,通过②③能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制答案:C分析:分析图形:该图表示植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径,合成淀粉的场所是叶绿体基质,图中叶绿体内膜上的磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸),合成蔗糖的场所是细胞溶胶即细胞质基质。
A、叶肉细胞中的卡尔文循环即碳循环发生在叶绿体基质,A正确;B、由图可知,Pi转运蛋白能将丙糖磷酸运进和运出叶绿体,有助于细胞内碳流动的稳定进行,B正确;C、过程①二氧化碳的固定不需要消耗光反应提供的ATP和[H],C错误;D、图中④蔗糖输出受阻时,则进入叶绿体的Pi减少,磷酸丙糖大量积累,过多的磷酸丙糖将用于合成淀粉,即②③合成淀粉能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制,D正确。
小提示:2、下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述不正确的是()A.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中能量的去向有3处B.条件Y下,葡萄糖被酵母菌代谢并产生CO2和水C.氧气不足时,人体肌细胞产生的CO2量大于O2的消耗量D.人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸,但人不属于兼性厌氧型生物答案:C分析:人体有氧呼吸和酵母菌有氧呼吸的产物都是二氧化碳和水,人无氧呼吸的产物是乳酸;酵母菌无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精,分析图示可知。
X为无氧条件、Y为有氧条件,a为水;b为二氧化碳;c为乳酸;d 为酒精。
A、条件X下酵母细胞进行无氧呼吸,有机物不能彻底氧化分解,所以葡萄糖中能量的去向有3处,即储存在酒精中、以热能形式散失、储存在ATP中,A正确;B、条件Y下,细胞进行有氧呼吸,葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸,然后丙酮酸在线粒体中被分解并产生CO2和水,B正确;C、由于人体肌细胞无氧呼吸只能产生乳酸,所以氧气不足时,人体肌细胞产生的CO2量仍等于O2的消耗量,C 错误;D、人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸,但人属于需氧型生物,酵母菌属于兼性厌氧型生物,D正确。
高中生物第5章细胞的能量供应和利用全部重要知识点(带答案)
高中生物第5章细胞的能量供应和利用全部重要知识点单选题1、蛋白质在生物体内具有重要作用。
下列叙述正确的是A.蛋白质化学结构的差异只是 R 基团的不同B.某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变C.蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性D.“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂 A 和 B答案:B氨基酸化学结构的差异只是 R 基团的不同,A错误;某些化学物质,如蛋白酶可催化蛋白质水解,使蛋白质的空间结构发生改变,B正确;遗传物质DNA控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性,C错误;“检测生物组织中的蛋白质”,需先向组织样液中加入双缩脲试剂A液(0 .1g/mL的NaOH溶液)1mL,摇匀后再加入双缩脲试剂B液(0 .01g/mL CuSO4溶液)4滴并摇匀,D错误。
2、下列叙述正确的是()A.酵母菌具有细胞核,乳酸杆菌有核仁B.能破坏植物和乳酸菌细胞壁的是同种水解酶C.绿藻和蓝藻的遗传物质都是DNA,主要存在细胞核中D.绿藻和蓝藻都含有与光合作用有关的酶和色素答案:D分析:原核细胞和真核细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
原核细胞无核膜,细胞质中只有核糖体,细胞壁的主要成分是肽聚糖;真核细胞具有核膜包被的细胞核,细胞质中有多种细胞器,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。
原核细胞和真核细胞的遗传物质都是DNA。
A、酵母菌是真核细胞,具有细胞核;乳酸杆菌是原核细胞,无细胞核,无核仁,A错误;B、植物和乳酸菌细胞壁的成分不同,酶具有专一性,故能破坏植物和乳酸菌细胞壁的是不同的水解酶,B错误;C、绿藻(真核细胞)和蓝藻(原核细胞)的遗传物质都是DNA,蓝藻没有细胞核,DNA主要存在于拟核,C错误;D、绿藻和蓝藻都含有与光合作用有关的酶和色素,都能进行光合作用,D正确。
故选D。
3、如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。
据图判断,以下说法不正确的是()A.由图可知,类胡萝卜素主要吸收400~500 nm波长的光B.用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体吸收利用的光能减少D.土壤中缺乏镁时,植物对420~470 nm波长的光的利用量显著减少答案:C分析:分析题图:叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收420 ~ 470nm波长的光(蓝紫光)和640 ~ 670nm波长的光(红光) ;类胡萝卜素主要吸收400 ~ 500nm波长的光(蓝紫光)。
必修一 第五章 细胞的能量供应和利用知识点复习总结
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:①一般都需要酶催化,②在水环境中进行,③反应条件温和,④一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)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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)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。
(1)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。
高中生物第5章细胞的能量供应和利用重点知识点大全(带答案)
高中生物第5章细胞的能量供应和利用重点知识点大全单选题1、如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度、pH条件下,反应物浓度对酶促反应速率的影响。
据图分析,下列说法正确的是()A.在A点时,限制反应速率的因素主要是反应物的浓度B.在其他条件不变的情况下,在C点时,往反应物中加入少量同样的酶,反应速率不变C.如果在A点时,温度再提高5 ℃,则反应速率上升D.在C点时,限制反应速率的因素主要是反应物的浓度和酶的浓度答案:A分析:分析曲线:曲线AB段,随着反应物浓度的增加,反应速率加快,因此该段影响酶促反应速率的因素是反应物浓度;B点时,酶促反应速率达到最大值;曲线BC段随着反应物浓度的增加,催化速率不变,说明此时限制催化速率的因素最有可能是酶的数量和酶的活性。
A、在A点时,提高反应物的浓度,反应速率上升,限制反应速率的因素主要是反应物的浓度,A正确;BD、在C点时,限制反应速率的因素是酶的浓度,故加入少量同样的酶,反应速率上升,B、D错误;C、题图是在最适温度条件下得到的,提高温度,酶活性下降,则反应速率下降,C错误。
故选A。
2、如图,A点为植物的CO2补偿点。
已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。
将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养足够长的时间。
下列分析正确的是()A.密闭小室中的CO2浓度会不断降低B.两种植物同时到达各自的CO2补偿点C.两种植物的光合速率会同时降至0D.甲种植物可能会比乙种植物先死亡答案:D分析:在适宜条件下照光培养时,由于光合速率大于呼吸速率,导致密闭容器内CO2浓度下降,进而导致光合作用速率降低。
已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,因此甲种植物净光合速率为0时(即CO2补偿点时),已经超过乙种植物的二氧化碳补偿点,因此乙种植物净光合速率大于0。
甲的CO2补偿点比乙高,当两者放在同一密闭照光条件下,由于光合作用,小室中CO2下降,会先达到甲植物对应的CO2补偿点,此时,甲的净光合速率为0,而乙的净光合大于0,由于乙的净光合此时还是大于0,小室中CO2会继续下降至小室内CO2浓度介于甲、乙两植物的CO2补偿点之间。
高中生物第5章细胞的能量供应和利用重难点归纳(带答案)
高中生物第5章细胞的能量供应和利用重难点归纳单选题1、下列关于酶的叙述,错误的是()A.酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸B.每一种酶只能催化一种或一类化学反应C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率D.低温下酶失活的原因是低温破坏了酶的空间结构答案:D分析:1 .酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
2 .酶的特性:高效性、专一性、作用条件温和。
3 .酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
A、大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,A正确;B、酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应,是由其特定的分子结构决定的,B正确;C、酶催化化学反应的机理是通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率,C正确;D、高温下酶失活的原因是高温破坏了酶的空间结构,低温下酶的活性降低,但没有失活,D错误。
故选D。
2、植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。
该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。
下列说法错误的是()A.磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同B.与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少C.正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成D.受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成答案:C分析:有氧呼吸是葡萄糖等有机物彻底氧化分解并释放能量的过程。
由题干信息可知,磷酸戊糖途径可以将葡萄糖转化成其他中间产物,这些中间产物可以作为原料进一步生成其他化合物。
A、根据题意,磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料,而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH,能与O2反应产生水,A正确;B、有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程,而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物,中间产物还进一步生成了其他有机物,所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少,B正确;C、正常生理条件下,只有10%~25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径,其余的葡萄糖会参与其他代谢反应,例如有氧呼吸,所以用14C标记葡萄糖,除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物,还会追踪到参与其他代谢反应的产物,C错误;D、受伤组织修复即是植物组织的再生过程,细胞需要增殖,所以需要核苷酸和氨基酸等原料,而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等,D正确。
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。
高中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给和利用第一节降低反响活化能的酶一、细胞代谢与酶 ◎ 新陈细胞代谢:活细胞内全部有序化学反响的总称.◎活化能:分子从常态转变成容易发生化学反响的活泼状态所需要的能量.1. 酶的探索:①巴斯德之前:发酵是纯化学反响,与生命活动无关. ②巴斯德:发酵与活细胞有关;发酵是整个细胞.③利比希: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. ④比希纳: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,就像在活酵母细胞中一样. ⑤萨姆纳:从刀豆种子提纯出来的月尿酶是一种蛋白质. ⑥许多酶是蛋白质.⑦切赫与奥特曼:少数 RNAM 有生物催化功能.2、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物.注: ①由活细胞产生〔与核糖体有关〕②催化性质:A.比无机催化剂更能减低化学反响的活化能,提升化学反响速度.B.反响前后酶的性质和数量没有变化.③成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA3、酶的特性:专一性,高效性,作用条件较温和①高效性:催化效率很高,使反响速度很快. ②专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反响.③ 需要适宜的条件 〔温度和pH 值〕 一 温和性 一 易变性一特异性 .酶的催化作用需要适宜的温度、pH 值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构.低温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构. 二、影响酶促反响的因素〔难点〕1、 酶浓度2、底物浓度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.1、比拟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+高得多限制变量法: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〔要求用限制变量法,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.在底物足够, 其他因素固定的 条件下,酶促反 应的速度与酶浓度成正比.在S 在一定范围内,V 随S 增 加而加快,近乎成正比;当 S 很大且到达一定限度时, V 也 到达一个最大值,此时即使再 增加S,反响几乎不再改变.在一定温度范围内 V 随T 的升高而 加快在一定条件下,每一种酶在某 一温度时活力最大,称最适温度; 当温度升高到一定限度时, V 反而随温度的升高而降低.第二节细胞的能量“通货〞一一ATPATP 〔三磷酸腺昔〕◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,是生物体进行各项生命活动的直接能源,它的水解与合成存在着能量的释放与贮存.1.结构简式A - P腺普普通化学键高能磷酸键磷酸基团(30.542. ATP与ADP的转化c 合成矗◎ ATP ADP<------------水解酶KJ/mol )+ Pi + 能量呼吸作用〔线粒体细胞质〕放能每一个细胞的生命活动Pi ' JADPp 糖类一主要能源物质]太阳光能一►, 脂肪一主要储能物质卜----------------- ►氧化分解〔直接能源〕〔蛋白质一能源物质之一J 热能一一散失化学能一一ATP意义:能量通过ATP分子在吸能反响和放能反响之间循环流通, ATP是细胞里的能量流通的能量“通货〞第三节ATP的主要来源一一细胞呼吸-、ATP的主要来源的一细胞呼吸◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气,排出二氧化碳的过程.◎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,释放出能量并生成有氧呼吸无氧呼吸概念指细胞在氧的参与卜,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,广生CO2和H2O释放能量,生成许多ATP的过程指细胞在无氧的参与下,通过多种酶的催化作用, 把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程.过程① C6H12O6 - 2丙酮酸+4 [H] +少能②2内酮酸+ 6H20 - 6CO2 +20 [H]+少能③ 24[H] + 6O 2 - 12H2O + 大量能量① C6H12O6 - 2丙酮酸+ 4[H] +少能j - 2c3H6O3 乳酸② 2 内酮酸一2c2H50H + 2CO 2 L反应式酶C6H12O6+6H 2O+6O 2 - 6CO2 + 12H2O + 大量能量C6H12O6 V广酶一2c3H6O3 +少量能量酶_ _ _ ,…L— 2c2H50H + 2CO 2 + 少能不同点场所:①细胞质基质②线粒体基质③线粒体内膜始终在细胞质基质条件:只有③需O2、都需要酶/、需O2、需酶产物:CO2、H2O酒精〔C2H5OH〕和CO2 或乳酸〔C3H6.3〕能量:±>、合成38mol ATP (1161KJ)少量、合成2mol ATP(61.08KJ)相同点联系:从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同,以后阶段不同实质:分解有机物,释放能量,合成ATP意义:为生物体的各项生命活动提供能量吸能水解酶动态平衡ATP的过程.乳酸菌、酵母菌等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第四节能量之源一一光与光合作用一、◎光合作用 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.方程式:、区 CQ+ H 2180 泉:(CH20) +1802 注意:光合作用释放的 02全部来自H 20.1.发现〃 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,荷兰英格豪斯屡次实验验证,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 02,吸收的是002 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 02外,还有淀粉 1939年,美国鲁宾卡门利用同位素标记法证实光合作用释放的 02来自水.1有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路[有氧呼吸:所释放的能量一局部用于生成 ATP,大局部以热能形式散失了. [无氧呼吸:能量小局部用于生成 ATP,大局部储存于乳酸或酒精中2有氧呼吸过程中氧气的去路:氧气和[H ]生成H 20四、影响细胞呼吸作用的因素1-内部因素一一遗传因素(决定酶的种类和数量) 2-外部因素一一环境因素 (1)温度温度以影响酶的活性影响呼吸速率.在最低点与最适点之间,呼吸酶活性低,呼吸作用受抑制,呼吸 速率随温度的升高而加快.超过最适点,呼吸酶活性 降低甚至变性失活, 呼吸作用受到抑制, 呼吸速率那么 会随着温度的增高而下降.2) .2的浓度5 IQ 20 2S 3. O,■的玦庭与#■光■植物在02浓度为0时只进行无氧呼吸, 大多数植物 无氧呼吸的产物是酒精和 002; 02浓度在0〜10%时,既 进行有氧呼吸又进彳T 无氧呼吸;在02浓度5%时,呼吸作用最弱;在02浓度超过10%时,只进行有氧呼吸.有 氧环境对无氧呼吸起抑制作用,抑制作用随氧浓度的增加 而增强,直至无氧呼吸完全停止在一定氧浓度范围内, 有氧呼吸的强度随氧浓度的增加而增强.(3) 00 2浓度(4)含水量从化学平衡角度分析, 002浓度增加, 呼吸速率下降.在一定范围内,呼吸作用强度随含水量的增加而增强, 随含水量的减少而减弱.光合作用的探究历程无—常央点C0 2浓度含水量%呼吸强度2、场所「双层膜叶绿体J 基质 :DNA 多种酶等L 基粒:多个类囊体〔片层〕堆叠而成色素提取实验:乙醇〔丙酮〕提取色素;1实验原理:绿叶中的色素都能溶解在层析液中,且他们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,绿叶中 的色素随着层析液在滤纸上的扩散而别离开.2方法步骤中需要注意的问题:〔1〕研磨时参加二氧化硅和碳酸钙的作用 是什么?二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可预防研磨中的色素被破坏. 〔2〕实验为何要在通风 的条件下进行?为何要用培养皿盖住小烧杯 ?用棉塞塞紧试管口?由于层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质.〔3〕滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液 ?预防细线中的色素被层析液溶解〔4〕滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?有四条色带,自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素,黄光反响暗反响条件: 光、、色素、酶 CO 、[H]、ATP C 5、酶时间 短促较缓慢 场所 类囊体的薄膜上叶绿体的基质过程① 水的光解 2H 2.一 4[H]+ 02② ATP 的合成:ADP + Pi + 光 能 一 ATP① CO 的固定:CO + Q - 2G 3② G/ CO 的复原:2G + [H] 一 (CHO)实质光能一化竽能,释放Q同化CO,形成〔CHQ总式尤旺CO + H 20 叶绿体一(CHO) + 02或 CO + 12H 2O 匕 -------- > (CHO) + 6Q + 6H 2.叶绿体物变 无机物CO 、H20 一 有机物〔CHO 〕能变光能 一 ATP 中活泼的化学能一有机物中稳定的化学能联系:光反响阶段与暗反响阶段既有区别又紧密联系,是缺一不可的整体,光反响为暗反响提供 为光反响提供 ADP+Pi,没有光反响,暗反响无法进行,没有暗反响,有机物无法合成.◎ 光合作用的实质通过光反响把光能转变成活泼的化学能,通过暗反响把二氧化碳和水合成有机物,同时把活泼的化学能转变成叶绿素〔3/4 〕叶绿素a 〔蓝绿色〕3/4主要吸收红光和蓝紫光叶绿体中色素 〔类囊体薄色素:包括叶绿素3/4叶绿素b 〔黄绿色〕1/4胡萝卜素〔橙黄色〕1/3I 类胡萝卜素〔1/4 〕<L 叶黄素〔黄色〕和类胡萝卜素1/4色素分布图:主要吸收蓝紫光2/3iijwirnij⑪L-叶晕UM :蓝燥色[H]和ATP,暗反响色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素 a,黄绿色的叶绿素bo 最宽的是叶绿素 a,最窄的是胡萝卜素3.光合作用过程:光反响 + 暗反响=光合作用定的化学能贮存在有机物中.4、光合作用的意义①制造有机物,实现物质转变,将CO和HO合成有机物,转化并储存太阳能;②调节大气中的Q和CQ含量保持相对稳定;③生物生命活动所需能量的最终来源;注:光合作用是生物界最根本的物质代谢和能量代谢.5、影响光合作用速率的因素及其在生产上的应用光合速率是光合作用强度的指标,它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率.影响因素包括植物自身内部的因素,如处在不同生育期等,以及多种外部因素.注:环境因素对光合作用速率的影响①空气中C02浓度②温度上下③光照强度④光照长短⑤光的成分〔1〕单因子对光合作用速率影响的分析①光照强度〔如下图〕曲线分析:A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放CO量说明此时的呼吸强度.AB段说明光照强度增强,光合作用逐渐增强, CO的释放量逐渐减少,有一局部用于光合作用;而到B点时,细胞呼吸释放的CO全部用于光合作用, 光照醺爱即光合作用强度=细胞呼吸强度,称B点为光补偿点〔植物白天的光照强度在一表示出大光补偿点以上,植物才能正常生长〕.BC段说明随着光照强度不断增强,光合作用强度不断增强,到C点以上不再增强了,称C点为光饱和点. 应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比拟低, 如上图虚线所示.间作套种时农作物的种类搭配, 林带树种的配置,冬季温室栽培预防高温等都与光补偿点有关.②光照面积〔如下图〕曲线分析:OA段说明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用叶面积的饱和点.随叶面积的增大,光合作用不再增加,原因是有很多叶被遮挡,光照强度在光补偿点以下.OB段说明干物质量随光合作用增加而增加,而由于A点以后光合作用不再增加, 但叶片随叶面积的不断增加呼吸量〔OC段〕不断增加,所以干物质积累量不断降低〔BC段〕.应用:适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,预防徒长.封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下, 白白消耗有机物,造成不必要的浪费.3〕CO浓度、含水量和矿质元素〔如下图〕曲线分析:CO和水是光合作用的原料, 矿质元素直接或间接影响光合作用.在一定范围内,CO、水和矿质元素越多, 光合作用速率越快, 但到A点时, 即CO、水、矿质元素到达饱和时,就不再增加了.应用:“正其行,通其风〞,温室内充CO,即提升CO浓度,增加产量的方法.合理施肥可促进叶片面积增大, 提升酶的合成速率, 增加光合作用速率.4温度〔如下图〕曲线分析:光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性.一般植物在10〜35c下正常进行光合作用,其中AB段〔10〜35C〕随温度的升高而逐渐增强,B点〔35 C〕以上光合酶活性下降,光合作用开始下降, 50%左右光合作用完全停止.应用:冬天温室栽培可适当提升温度;夏天,温室栽培可适当降低温度.白天调到光合作用最适温度,以提升光合作用:晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸,保证有机物的积累.〔2〕多因子对光合作用速率影响的分析〔如下图〕曲线分析:P 点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断增强,光合速率不断提升.当到 Q 点时,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,要想提升光合 速率,可采取适当提升图示中的其他因子的方法.应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提升温度,增加光合酶的活性,提升光合速率,也可同时适当充加CO,进一步提升光合速率.当温度适宜时,可适当增加光照强度和 CO 浓度以提升光合速率.总之,可根据具体情况,通过增加光照强度,调节温度或增加CQ 浓度来充分提升光合速率,以到达增产的目的6、总结:光合作用在现实生活中①提升农作物产量:延长光合作用时间、增大光合作用面积:合理密植 ,改变植物种植方式:轮作、间作、套作②提升光合作用速度 使用温室大棚使用农家肥、化肥“正其行,通其风〞大棚中适当提升二氧化碳的浓度补充人工光照7、计算① 真光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸作用速率②光合作用 制造的有机物=光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物解析:制造的就是生产的总量,其中一局部被储存起来,就是积累的,另一局部被呼吸消耗 ③光合作用 利用二氧化碳的量=从外界吸收的二氧化碳的量+细胞呼吸释放的二氧化碳的量解析:光合作用利用 CO2的量有两个来源,一个是外界吸收的,另一个是自身呼吸放出的, 二者都被光合作用利用. 六、比拟光合作用和细胞呼吸作用光合作用呼吸作用反响场 所绿色植物〔在叶绿体中进行〕所有生物〔主要在线粒体中进行〕反响条件 光、色素、酶等酶〔时刻进行〕物质转变 无机物CO 开口 H2O 合成有机物〔CH2Q分解有机物产生CO2和H2O 能量转变把光能转变成化学能储存在有机物 中释放有机物的能量,局部转移ATP实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量、产生 ATP联系有利1物、O 2 -光合作用 爰日 “ P 呼吸作用能量、CO 2五、化能合成作用 不能进行光合作用,但是能够利用体外环境中某些无机物氧化时释放的能量来制自然界中少数种类的细菌, 虽然细胞内没有色素,=净光合作用+呼吸作用造有机物,这种合成作用叫做 化能合成作用.例如:硝化细菌、硫细菌、铁细菌 等少数种类的细菌.左图为硝化细菌的化能合成作用进行光合作用和化能合成作用的生物都是 自养型生物;而只能利用环境中现成的 有机物来维持自身生命活动的生物是 异养型生物.2HNO1+O ;叫生-的2HNOy+育年分f化孚脆09。
部编版高中生物第5章细胞的能量供应和利用带答案考点总结
(名师选题)部编版高中生物第5章细胞的能量供应和利用带答案考点总结单选题1、溶酶体是内含多种酸性水解酶的细胞器。
下列叙述错误的是()A.高尔基体断裂后的囊泡结构可形成溶酶体B.中性粒细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种酶降解C.溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡D.大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变2、ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是()A.含有C、H、O、N、PB.必须在有氧条件下合成C.胞内合成需要酶的催化D.可直接为细胞提供能量3、下列关于细胞内生物大分子的说法,正确的是()A.糖类是细胞内直接供能的物质B.酶都是蛋白质C.核酸有DNA和RNA两大类D.性激素属于生物大分子4、下图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图,PSII和PSI是由蛋白质和光合色素组成的复合物,是吸收、传递、转化光能的光系统,下列叙述错误的是()A.自然界中能发生光合作用的生物,不一定具备PSII和PSI系统B.光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能全部储存在ATP中C.在ATP合成酶的作用下,H+顺浓度梯度转运提供分子势能,促进ADP和Pi合成ATPD.PSII中的色素吸收光能后,将H2O分解为O2和H+,产生电子传递给PSI将NADP+和H+结合形成NADPH5、蛋白质在生物体内具有重要作用。
下列叙述正确的是A.蛋白质化学结构的差异只是 R 基团的不同B.某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变C.蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性D.“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂 A 和 B6、下列叙述正确的是()A.酵母菌具有细胞核,乳酸杆菌有核仁B.能破坏植物和乳酸菌细胞壁的是同种水解酶C.绿藻和蓝藻的遗传物质都是DNA,主要存在细胞核中D.绿藻和蓝藻都含有与光合作用有关的酶和色素7、如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。
据图判断,以下说法不正确的是()A.由图可知,类胡萝卜素主要吸收400~500 nm波长的光B.用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体吸收利用的光能减少D.土壤中缺乏镁时,植物对420~470 nm波长的光的利用量显著减少8、下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述,错误的是()A.色素提取过程中加入碳酸钙是为了防止色素被破坏B.滤液细线应该触及层析液,便于色素的溶解和分离C.滤纸条上的叶绿素a呈蓝绿色,且含量最多D.提取色素的原理是色素易溶解于有机溶剂,分离原理是色素在层析液中溶解度不同多选题9、我国科学家设计了一种可以基因编码的光敏蛋白(PSP),成功模拟了光合系统的部分过程。
高中生物第5章细胞的能量供应和利用章末总结新人教版必修1
有关叙述正确的是
()
A.甲图中的D点与丙图中的②对应,D点之后植株开始进行光合作 用
B.甲图中的H点与乙图中的e点对应,此时植株的光合作用最强 C.乙图中ac段发生的生理过程对应丙图中的② D.乙图中积累有机物的时段是ci段 【答案】C
【解析】甲图中的D点表示光合速率与呼吸速率相等的状态,此时 叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用,对应于丙图中的①对应,D点之前 植株已经开始进行光合作用,A错误;甲图中的H点表示光合速率与呼 吸速率相等的状态,与乙图中的h点对应。甲图中的DE段CO2含量下降 速度最快即净光合速率最大,此时光合作用最强,B错误;乙图中ac段 植物处于黑暗状态,细胞只进行呼吸作用,对应于丙图中的④状态,C 正确;乙图中dh段植物吸收CO2,光合速率大于呼吸速率,积累有机物, 而hi段植物释放CO2,光合速率小于呼吸速率,体内有机物减少,D错 误。
度/% 浓度/%
浓度/%
1
25
0
0.35
0.368
5
2
25
20
0.35
0.306
5
3
25
60
0.35
0.282
5
4
25
95
0.35
0.279
5
(1)该同学的实验目的是____________________________;实验的自 变 量 是 ____________ ; 需 控 制 的 条 件 是 ___________________________ _____________(答2点)等。
【解析】温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应 均有关,A错误;本实验的自变量是光照强度与温度,因变量是净光合 速率,CO2浓度等其他因素是无关变量,B正确;据图可知,温度为40 ℃,光照为1 500 lx条件下菠菜净光合速率为2,呼吸速率为4,根据真 光合速率=净光合速率+呼吸速率,可知,此时其实际光合速率为6, C正确;据图可知,菠菜叶片进行光合作用的最适温度是30 ℃左右,呼 吸作用的最适温度是40 ℃左右,因此菠菜叶片进行光合作用的最适温 度低于呼吸作用的最适温度,D正确。
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。
高三生物考前必背知识点:必修1 第5章 细胞的能量供应和利用
第五章 细胞的能量供应和利用 1、美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有催化作用的蛋白质,科学家切赫和奥特曼发现少数RNA 也具有生物催化作用。
总之,酶是活细胞产生的一类催化作用的有机物,胃蛋白酶、唾液淀粉酶等绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA 。
不能说所有的蛋白质和RNA 都是酶,只是具有催化作用的蛋白质或RNA ,才称为酶。
酶的特性有 高效性、专一性 、需要适宜的条件2、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。
3、ATP 中文名叫三磷酸腺苷,结构式简写A -p ~p ~p ,几乎所有生命活动的能量直接来自ATP 的水解 ,由ADP 合成ATP 所需能量,动物来自呼吸作用,植物来自光合作用和呼吸作用,ATP 可在细胞器线粒体或叶绿体中和在细胞质基质中合成。
在细胞内ATP 含量很少,转化很快,熟悉89页图。
4、构成生物体的活细胞,内部时刻进行着ATP 与ADP 的相互转化,同时也就伴随有能量的释放_和储存_。
故把ATP 比喻成细胞内流通着的“通用货币”。
5、呼吸作用的本质是氧化分解有机物,释放能量,不一定需要氧气,分为有氧呼吸和无氧呼吸93页图。
,6、有氧呼吸的反应式:,第一阶段在细胞质基质 进行,原料是糖类等,产物是 丙酮酸 、氢 、 ATP ,第二阶段在线粒体 进行,原料是丙酮酸和水 ,产物是 C02 、ATP 、氢 ,第三阶段在线粒体进行,原料是 氢 和 氧 ,产物是 水、 ATP ,第一、二阶段的共同产物是氢 、 ATP ,三个阶段的共同产物是 ATP 。
1mol 葡萄糖有氧呼吸产生能量 2870 KJ ,可用于生命活动的有1161 KJ ( 38molATP ),以热能散失 1709 KJ ,无氧呼吸产生的可利用能量是 61.08 KJ ( 2 molATP ),1molATP 水解后放出能量 30.54 KJ 。
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 CO 2、[H]、释放少量能量,形成少量ATP 第三阶段 线粒体内膜生成H 2O 、释放大量能量,形成大量ATP7、写出2条无氧呼吸反应式6H 2O 酶2丙酮酸 少量能量 [H] + + + 6CO 2 H 2O 酶大量能量[H] + + O 2葡萄糖 酶 2丙酮酸少量能量[H] + +C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量C6H12O62C3H3O3+能量无氧呼吸的场所是细胞质基质,分2个阶段,第一个阶段与有氧呼吸的相同,是由葡萄糖分解为丙酮酸,第二阶段的反应是由丙酮酸分解成CO2和酒精或转化成C3H3O3(乳酸)。
必修一 高中生物 第五章知识点
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本质:酶是__________________产生的具有催化作用的__________________,其中绝大多数酶是__________________,少数是____________________。
:特性:每种酶只能催化一种成一类化学反应酶作用条件温和:适宜的,,下,酶活性最高,和偏高或偏低,酶活性都会明显降低,甚至失活(、、)功能:作用,高效催化的机理:降低第2节细胞的能量“通货”——A TP1.生物体生命活动的直接能量来源是,结构简式是,其中A表示、T表示、P表示、~表示;其中大量能量储存在中,因而其水解实质是。
2.ATP与ADP相互转化反应式为,这种转化在活细胞内并且处于。
上述转化过程中合成ATP 能量来源:动物体内,植物体内、。
3、ATP和ADP的相互转化的反应式中可表示为ADP+Pi+能量 ATP⑴当反应从左向右进行时,能量来源于,能量用于。
发生在细胞内的结构中。
⑵当反应从右向左进行时,能量来源于,能量用于。
发生在细胞的。
4.细胞内化学反应既有吸能反应,又有放能反应。
吸能反应一般与ATP 相联系;放能反应一般与ATP 相联系。
第3节A TP的主要来源——细胞呼吸1.细胞呼吸的概念细胞呼吸是指有机物在__________________内经过一系列的__________________生成__________________或其他产物,释放出__________________并生成__________________的过程。
2.线粒体的结构:①②③④在线粒体的和含有与有氧呼吸有关的酶。
3.细胞呼吸的方式(1)有氧呼吸是指细胞在__________________的参与下,通过多种的____________催化作用,把__________________等有机物彻底氧化分解,产生__________________,释放能量,生成许多__________________的过程。
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:①一般都需要酶催化,②在水环境中进行,③反应条件温和,④一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)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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)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。
(1)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。
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第五章细胞的能量供应和利用一、酶——降低反应活化能◎细胞代:细胞每时每刻进行着许多化学反应.统称为细胞代。
◎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称为活化能。
2.定义: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。
注:①由活细胞产生(与核糖体有关)③成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
②催化性质:A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能,提高化学反应速度。
B.反应前后酶的性质和数量没有变化。
特性:专一性、高效性、多样性③影响酶活性的条件:温度、PH值酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。
低温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构。
二、ATP(三磷酸腺苷)◎ATP是生物体细胞普遍存在的一种高能磷酸化合物,是生物体进行各项生命活动的直接能源,它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。
1.结构简式 A —P ~P ~P2.ATP与ADP的转化◎ATP ADP + Pi + 能量(物质可逆.能量不可逆.酶不相同)三、ATP的主要来源——细胞呼吸◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气,排出二氧化碳的过程。
◎细胞呼吸是指有机物在细胞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。
分为:1.有氧呼吸:⑴概念:指细胞在有氧的参与下.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.释放大量能量.生成大量ATP的过程。
2O + 能量特别是人和高等动植物获得能量的主要途径。
指细胞在无氧条件下通过多种酶的催化作用把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物乳能量散失ATP CO 2H 2O 酶[H]O 2H 2O酶散失ATP 能量②③线粒体基质线粒体内膜。
大多数植物、酵母菌无氧呼吸产生酒精。
高等动物、乳酸菌、高.将葡萄糖分解为酒精和二②人在剧烈运动时.需要在相对较短的时间消耗大量的能量.肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸.释放出一定能量.满足人体的需要。
3.有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路:⑴有氧呼吸所释放的能量一部分用于生成ATP.但大部分以热能的形式散失了。
四、影响细胞呼吸作用的因素1、部因素——遗传因素(决定酶的种类和数量)2、环境因素(1)温度(2)O2的浓度五、光合作用(1)发现(2)场所双层膜叶绿体基质:DNA,多种酶、核糖体等基粒多个类囊体(片层)堆叠而成胡萝卜素(橙黄色)1/3类胡萝卜素叶黄素(黄色)2/3 吸蓝紫光色素(1/4)叶绿素A(蓝绿色)3/4叶绿素(3/4 叶绿素B(黄绿色)1/4 吸红橙和蓝紫光3.注意事项:a试剂的作用:无水乙醇:提取色素温度以影响酶的活性影响呼吸速率。
在最低点与最适点之间,呼吸酶活性低,呼吸作用受抑制,呼吸速率随温度的升高而加快。
超过最适点,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸作用受到抑制,呼吸速率则会随着温度的增高而下降。
植物在O2浓度为0时只进行无氧呼吸,大多数植物无氧呼吸的产物是酒精和CO2;O2浓度在0~10%时,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;在O2浓度5%时,呼吸作用最弱;在O2浓度超过10%时,只进行有氧呼吸。
有氧环境对无氧呼吸起抑制作用,抑制作用随氧浓度的增加而增强,直至无氧呼吸完全停止在一定氧浓度范围内,有氧呼吸的强度随氧浓度的增加而增强。
层析液:分离色素二氧化硅:使研磨充分碳酸钙:防止色素被破坏b收集到试管中的滤液.用棉塞塞严管口的目的:防止无水乙醇挥发。
c将定性滤纸剪去两角的目的:防止两边的色素在滤纸条上扩散过快、不均匀.便于观察实验结果。
d分离色素时.不能让滤液细线触及层析液的原因是:因为色素会溶解于层析液中.从而导致实验效果极差.甚至失败。
(3)光合作用:光合作用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能量的有机物.并且释放氧气的过程。
光合作用的全过程:1光反应:①条件:有光②场所:叶绿体的类囊体薄膜上③过程:①水的光解:② ATP的合成:④能量变化:光能→ATP中活跃的化学能2暗反应:①条件:有光和无光②场所:叶绿体基质③过程:① CO2的固定:② C3的还原:④能量变化:ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能CO2+H2O (CH2O)+O2光能叶绿体光反应和暗反应的比较: 光反应暗反应条件 光、、H2O 、色素、酶 CO2、[H]、ATP 、C5、酶 时间 短促较缓慢 场所 类囊体的薄膜上叶绿体的基质过程① 水的光解 2H2O → 4[H] + O2 ② ATP的合成:ADP + Pi +光能 → ATP① CO2的固定:CO2 + C5 → 2C3 ② C3/ CO2的还原: 2C3 + [H] →(CH2O )实质 光能 → 化学能,释放O2同化CO2,形成(CH2O )总式CO2 + H2O ——→ (CH2O )+ O2或 CO2 + 12H2O ——→(CH2O )+ 6O2 + 6H2O物变 无机物CO2、H2O → 有机物(CH2O )能变光能 → ATP 中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能◎ 光合作用的实质通过光反应把光能转变成活跃的化学能,通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物,同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。
4、光合作用的意义①制造有机物,实现物质转变,将CO2和H2O 合成有机物,转化并储存太阳能; ②调节大气中的O2和CO2含量保持相对稳定; ③生物生命活动所需能量的最终来源; 注:光合作用是生物界最基本的物质代和能量代。
5、影响光合作用速率的因素及其在生产上的应用光合速率是光合作用强度的指标,它是指单位时间单位面积的叶片合成有机物的速率。
影响因素包括植物自身部的因素,如处在不同生育期等,以及多种外部因素。
(1)单因子对光合作用速率影响的分析①光照强度(如图所示)曲线分析:A 点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放CO 2量表明此时的呼吸强度。
AB 段表明光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO 2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用;而到B 点时,细胞呼吸释放的CO 2全部用于光合作用,即光合作用强度=细胞呼吸强度,称B 点为光补偿点(植物白天的光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长)。
BC 段表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C 点以上不再加强了,称C 点为光饱和点。
应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图虚线所示。
间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置,冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。
②光照面积(如图所示)曲线分析:OA 段表明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断增大,A 点为光合作用叶面积的饱和点。
随叶面积的增大,光合作用不再增加,原因是有很多叶被遮挡,光照强度在光补偿点以下。
OB 段表明干物质量随光合作用增加而增加,而由于A光能 叶绿体 光能叶绿体点以后光合作用不再增加,但叶片随叶面积的不断增加呼吸量(OC段)不断增加,所以干物质积累量不断降低(BC段)。
应用:适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长。
封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。
②CO2浓度、含水量和矿质元素(如图所示)曲线分析:CO 2和水是光合作用的原料,矿质元素直接或间接影响光合作用。
在一定围,CO2、水和矿质元素越多,光合作用速率越快,但到A点时,即CO2、水、矿质元素达到饱和时,就不再增加了。
应用:“正其行,通其风”,温室充CO2,即提高CO2浓度,增加产量的方法.合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成速率,增加光合作用速率。
③温度(如图所示)曲线分析:光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性。
一般植物在10~35℃下正常进行光合作用,其中AB段(10~35℃)随温度的升高而逐渐加强,B点(35℃)以上光合酶活性下降,光合作用开始下降,50%左右光合作用完全停止。
应用:冬天温室栽培可适当提高温度;夏天,温室栽培可适当降低温度。
白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用:晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸,保证有机物的积累。
(2)多因子对光合作用速率影响的分析(如图所示)曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高。
当到Q点时,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当充加CO2,进一步提高光合速率。
当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
总之,可根据具体情况,通过增加光照强度,调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的6、总结:光合作用在现实生活中延长光照时间如:补充人工光照、多季种植增加光照面积如:合理密植、套种光照强弱的控制:阳生植物(强光).阴生植物(弱光)增强光合作用效率适当提高CO2浓度:施农家肥适当提高白天温度(降低夜间温度)必需矿质元素的供应:施化肥7、计算① 真光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸作用速率 CO2CO2②光合作用制造的有机物=光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物解析:制造的就是生产的总量,其中一部分被储存起来,就是积累的,另一部分被呼吸消耗 ③光合作用利用二氧化碳的量=从外界吸收的二氧化碳的量+细胞呼吸释放的二氧化碳的量解析:光合作用利用CO2的量有两个来源,一个是外界吸收的,另一个是自身呼吸放出的,二者都被光合作用利用。
六、比较光合作用和细胞呼吸作用 五、化能合成作用自然界中少数种类的细菌,虽然细胞没有色素,不能进行光合作用,但是能够利用体外环境中某些无机物氧化时释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫做化能合成作用。
例如:硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。
下图为硝化细菌的化能合成作用◎ 进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养型生物;而只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物是异养型生物。
如:硝化细菌.不能利用光能.但能将土壤中的NH3氧化成HNO2.进而将HNO2氧化成HNO3。
硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能.将CO2和水合成为糖类.这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
=净光合作用+呼吸作用。