第五章 细胞的能量供应和利用思维导图-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一

第五章：细胞的能量供应和利用 降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质 酶在细胞代谢中的作用 实验过氧化氢在不同条件下的分解 过氧化氢常温 过氧化氢加热 过氧化氢加FeCl3 过氧化氢加肝脏研磨液 注：过氧化氢在肝脏研磨液的作用 下分解最快 酶降低了化学反应所需活化能 酶的本质 关于酶的本质的探索 1857 巴斯德 没有活细胞的参与，糖内不可能变 成酒精 李比希 引起发酵的物质在酵母细胞死亡并 裂解后才发挥作用 其他 1926 萨姆纳 脲酶是蛋白质 20世纪80年代 切赫和奥特曼 少数RNA 也具有生物催化功能 酶的本质：大多数是蛋白质，少数 是RNA 酶的定义：酶是活细胞产生的一类 具有生物催化作用的有机物。 酶的特性 高效性 与无机催化剂相比，酶催化效率更高。 专一性 每种酶只能催化一种或一类化学反应。 酶的作用条件较温和 温度：低温抑制酶活性，高温破坏 酶的空间结构，酶永久失活。 pH：过酸过碱破坏酶的空间结构， 酶永久失活。 细胞的能量“货币”ATP ATP中具有两个特殊的化学键 ATP是三磷酸腺苷的英文缩写 A—P～P～P A，腺苷 P，磷酸基团 ～，特殊化学键 ATP水解时，远离A的磷酸基团脱 离，伴随能量的释放 ATP是细胞内一种高能磷酸化合物 ATP利用的原理 实质：ATP水解释放的磷酸集团使蛋白质等分子磷酸化。 ATP与ADP可以相互转化 ATP↔（酶）ADP+Pi+能量 合成能量 注：非可逆反应 能量不同，酶不同 动物，呼吸作用 植物，呼吸作用和光合作用 水解能量 远离A的磷酸集团脱离，伴随能量的释放 ATP的利用 吸能反应与ATP水解反应相联系 放能反应与ATP的合成相联系 细胞呼吸的原理和应用 细胞呼吸的方式 实验探究酵母菌的呼吸方式 酵母菌属于兼性厌氧菌 CO2可以使澄清石灰水变浑浊 使溴麝香草酚蓝 乙醇在酸性环境下使橙色的重铬酸 钾溶液变灰绿色 有氧呼吸 C6H12O6+6H2O+6O2→(酶） 6CO2+12H2O+能量 第一阶段 细胞质基质 C6H12O6→(酶）2C3H4O3（丙酮 酸）+4［H］+能量 第二阶段 线粒体基质 2C3H4O3+6H2O→(酶） 6CO2+20［H］+能量 第三阶段 线粒体内膜 24［H］+6O2→(酶）12H2O+能 量 备注 第一、二阶段产生少量能量 第三阶段产生大量能量 注意点 需要的氧气的量和生成的二氧化碳 的量是相同的 进行有氧呼吸不一定要有线粒体 有相关酶就可以 无氧呼吸 C6H12O6→（酶）2C3H6O3（乳 酸）+少量能量 （高等动物，乳 酸菌） C6H12O6→（酶）2C2H5OH（酒 精）+2CO2+少量能量 （多数植 物，酵母菌） 第一阶段 细胞质基质 C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4 ［H］+能量 第二阶段 细胞质基质 4［H］+2C3H4O3→（酶） 2C3H6O3 4［H］+2C3H4O3→（酶） 2C2H5OH+2CO2 备注：只在第一阶段产生少量能 量，第二阶段不产能 有氧呼吸与无氧呼吸比较 共同点 第一阶段完全相同（过程） 多种酶催化（条件） 分解有机物，释放能量（本质） 差别 能量 完全氧化分解，大量能量 不完全氧化分解，少量能量 细胞呼吸原理的应用 创可贴 酿酒 花盆松土 稻田排水 破伤风 跑步 影响细胞呼吸的因素 温度、水、CO2、O2等。 拓展应用 细胞呼吸中的计算 细胞呼吸方式的判断 细胞呼吸的探索性实验 光合作用与能量转化 捕获光能的色素和结构 捕获光能的色素和结构 实验 绿叶中色素的提取与分离 绿叶中的色素 叶绿素 （含量约占3/4） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 类胡萝卜素 （含量约占1/4） 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 色素的吸收光谱 吸收蓝紫光 胡萝卜素 橙黄色 叶黄素 黄色 吸收蓝紫光和黄光 叶绿素a 蓝绿色 叶绿素b 黄绿色 叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体的结构 双层膜 基粒 由类囊体堆积而成色素分布在类囊体薄膜上 基质 叶绿体的功能 恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。 叶绿体 光合作用的原理和应用 光合作用的探究历程 1771～1772 普利斯特利将空气更新归因于植物生长 1779 英格豪斯 在阳光下前者实验才可成功 1845 梅耶 光能转化成化学能储存 1864 萨克斯 光合作用产物还有淀粉 1941 鲁宾和卡门 光合作用释放的氧气来自水 20世纪40年代 卡尔文 卡尔文循环 光合作用的过程 CO2+H2O→(光能，叶绿体）O2+(CH2O） 光反应阶段 类囊体薄膜 H2O→(光能）［H］+O2 ADP+Pi+能量→（酶）ATP 暗反应阶段 叶绿体基质 CO2+C5→（酶）2C3 2C3→（酶，［H］，ATP）C5+ （CH2O） 光