2022届高三生物一轮复习高考必背知识点必修1第5章细胞的能量供应和利用

2022高考必背知识点【人教版】 《必修一 分子与细胞》 第五章 细胞的能量供应和利用 【基本概念】 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢(场所细胞质基质)。 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。 酶可以在细胞内，细胞外，甚至是体外发挥作用。 1.酶 （1）本质：活细胞产生的有机物，绝大多数为蛋白质，少数为RNA进而引申为合成的原料有氨基酸、核糖核苷酸，合成的场所有核糖体、细胞核。 功能：催化作用； 作用机理：降低化学反应所需要的活化能（注：不是提供活化能），从而加快反应速率，缩 短反应时间，但不改变产物的最大生成量（产物的最大生成量由底物的量决定）。 （2）酶的特性： ① 高效性：酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著，因而催化效率更高 （例：H2O2酶和FeCl3的比较） ②专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应 实验设计：用淀粉酶作用于淀粉和蔗糖来验证酶的专一性时，可用斐林试剂检测（不能用碘液，因为蔗糖及其分解产物葡萄糖和果糖与I2不发生颜色反应，不能确定蔗糖是否水解。） ③作用条件温和：最适温度、最适pH值下，酶活性最高； 温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低； 在最适宜的温度和PH值条件下，酶的活性最高。（不同的酶最适条件不同）温度过高、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，能使蛋白质变性失活，使酶永久失活 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。 唾液的pH6.2~7.4，胰蛋白酶的pH7.8~8.5，胃蛋白酶的最适pH为1.5；酶对化学反应的催化效率称为酶活性 酶制剂适于在低温（0—4℃）下保存。 （3）实验：探究温度对酶活性的影响 ①底物不用H2O2 溶液，因为加热本身也能使过氧化氢分解加快 ②底物选择淀粉溶液，但检测试剂不宜用斐林试剂。因为使用斐林试剂需要进行水浴加热，而实验需要严格控制温度。 实验：探究PH对酶活性的影响 底物不建议用淀粉，宜用H2O2溶液，因为PH呈酸性时既能催化淀粉水解； 实验：探究酶的最适温度（或最适PH) 应先将酶和底物分别控制在所设定的温度（或PH），然后才将酶和底物混合。 2.ATP （1）中文名称：三磷酸腺苷；元素组成：C、H、O、N、P，与核酸，磷脂组成元素相同 （2）结构简式A—P~P~P ATP含有核糖，去掉两个磷酸基团(即A—P),是RNA的基本组成单位之一 P P P 腺嘌呤 ~ ~ ~核糖 P：磷酸基团 高能磷酸键 A：腺苷 功能：细胞内直接能源物质 与ADP相互转化：A—P~P~P A—P~P+Pi+能量 （Pi表示磷酸） 注：在ATP 和 ADP转化过程中物质是可逆，能量是不可逆的 远离腺苷A 的高能磷酸键断裂（1mol ATP水解释放30.54KJ能量） ATP在细胞内含量很少，但在细胞内ATP与ADP相互转化时刻发生并处于动态平衡中。 ADP中文名二磷酸腺苷，结构简式A—P~P ATP和ADP相互转化的过程和意义： ADP+Pi+能量 ATP ADP+Pi+能量 ATP 吸能反应----ATP的水解（如主动运输，小分子合成大分子），物质合成 方能反应----ATP的合成，物质分解 意义：新陈代谢所需能量的直接来源 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货 细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性； 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供 产生ATP的场所：细胞质基质（厌氧呼吸）、叶绿体基粒（光反应）、线粒体（需氧呼吸的主要场所） 消耗场所：细胞膜（主动运输，胞吞胞吐）细胞质基质（需能反应）、叶绿体（暗反应，DNA复制转录，蛋白质合成）线粒体（DNA复制转录，蛋白质合成），核糖体（蛋白质合成），细胞核（DNA复制转录） 3.呼吸作用 （1）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生产二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。 ①有氧呼吸 概念：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。 有氧呼吸的过程及原理、总反应式: 酶 有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 ——→ 6CO2+12H2O+能量 阶段 场所 物质变化酶 能量变化 第1阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸+[H]酶 少量能量 第2阶段 线粒体基质 丙酮酸+H2O CO2+[H]酶 少量能量 第3阶段