2024届高三生物一轮复习细胞的能量供应和应用

细胞的能量供应和应用 人教版——必修一——第五单元 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 酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢 (1)定义:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢 (2)生物学意义:细胞中能量释放,储存和利用的途径,是细胞生命活动的基础 (3)场所:细胞内 (4)特点:细胞代谢离不开酶的作用 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解(见独立文档1.5.1.1) 3.酶的作用机理 (1)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态,所需要的能量 (2)酶的作用机理:降低化学反应的活化能 (3)结果:是细胞代谢在温和的条件下快速有序地进行与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高 控制变量和设计对照实验 1.自变量:人为控制的对实验对象进行处理的因素叫做自变量 2.因变量:因自变量改变而变化的变量叫做因变量 3.无关变量: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,叫做无关变量 4.对照实验: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做对照实验 5.对照实验,一般要设置对照组和实验组 实验设计的一般原则 1.对照原则:在实验中,一般需要设置对照组,通过设置对照组,既能排除无关变量,对实验结果的影响又能增加实验结果的可信度和说服力 2.单一变量原则:在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同(无关变量始终相同且适宜) 3.等量性原则:指除单一变量可以变化外,其他的实验条件应是一样的,如所用试剂量要相同,放在相同条件下培养取长势相等的植物培养等 酶的本质 1.关于酶本质的探索 2.酶的本质:一般的来说,酶是活细胞产生的(来源),具有催化作用(功能)的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质(化学本质),少数是RNA (1)酶只有一个作用:催化作用,不具有传递信息,调节的作用 (2)有些酶在细胞内(外)发挥作用 (3)酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸 酶的特性 1.酶具有高效性 (1)含义:酶的催化效率是无机催化剂的10⁷-10 倍 (2)意义:使细胞代谢快速进行 2.酶具有专一性 (1)含义:每一种酶只能催化一种或一类化学反应 (2)意义:使细胞代谢能够有条不紊地进行 3.酶的作用条件较温和 (1)酶活性:酶催化,特定化学反应的能力称为酶活性,可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示 (2)没所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的,过酸,过碱或温度过高,都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,低温只能使酶的活性降低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会升高 (3)曲线分析 (1)P点:最适温度;Q点:最适pH (2)偏离P点或Q点:酶的活性降低 (3)过酸,过碱或温度过高:酶失活 第二节.细胞的能量“货币”ATP ATP是一种高能磷酸化合物 1. ATP 分子的名称及结构 (1)中文名称:腺苷三磷酸 ①结构简式:A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,—代表普通化学键,~代表一种特殊的化学键 ②元素组成:C、H、O、N、P (2)ATP 分子的结构式 2.ATP的特点 (1)不稳定:末端磷酸基团有一种离开ATP,而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能 (2)高能量:1mol ATP水解时释放的能量高达30.54kJ,是细胞内的一种高能磷酸化合物 3.ATP的功能 ATP能够直接为生命活动提供能量,是驱动细胞生命活动的直接能量物质 ATP和ADP之间的相互转化 1.相互转化的反应式 2.相互转化的特点 (1)ATP和ADP相互转化时刻不停地发生处于动态平衡之中 (2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内都是一样的,提现了生物界的统一性 3.合成ATP的能量来源 (1)绿色植物:呼吸作用,光合作用 (2)动物,人,真菌和大多数细菌等:呼吸作用 ATP的利用 1.ATP的利用的实例 2.ATP功能的原理 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后空间结构发生变化,活性也被改变,因而可以参与各种化学反应 3.ATP是细胞内流通的能量货币 (1)吸能反应:一般与ATP的水解反应相联系,由ATP水解提供能量,如蛋白质的合成 (2)放能反应:一般与ATP的合成相联系,释放的部分能量储存在ATP中,如细胞内有机物的氧化分解反应 (3)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 第三节.细胞呼吸的原理和应用 细胞呼吸的方式与有氧呼吸 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.实验原理 (1)酵母菌的代谢类型:在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌 (2)细胞呼吸方式的判断:在有氧和无氧条件下,细胞呼吸的产物不同,从此来确定酵母菌细胞呼吸的方式 2.