第5章 细胞的能量供应和利用-【晨读晚默】备战2025年高考生物必背知识清单

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 [必备知识] 1．___________________________称为变量。其中______________________________的因素叫作自变量，_________________________________叫作因变量。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，叫作_________。(P78“科学方法”) 2．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作____________，它一般要设置_________和_________，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作____________。(P78“科学方法”) 3．1926年，美国科学家萨姆纳利用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出了脲酶的结晶，然后又用多种方法证明脲酶是_________。(P79“思考·讨论”) 4．20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数 _________也具有生物催化功能。(P79“思考·讨论”) 5．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是______或_________，其基本组成单位是__________________。(P81) 6．酶有如下的特性：_________、_________和_______________。(P81～84) 7．无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化____________水解，也能催化______水解，还能催化______水解。(P81) 8．建议用_________探究温度对酶活性的影响，用____________探究pH对酶活性的影响。(P82“探究·实践”) 9．_________能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。(P85“科学·技术·社会”) [重要图解] 1．酶降低化学反应活化能示意图：酶在细胞代谢中的作用是__________________。酶既没有_____________________，_____________________也没有改变。无机催化剂也能_______________，但______酶的作用显著。加热的作用______降低活化能，是使反应分子得到______，从常态转变为容易分解的活跃状态。(P78) 图中①表示：_________________________________。 中②表示：____________________________________ __________________。 图中④表示：_________________________________。 图中③表示：_________________________________。 图中⑤表示：_________________________________。 2．酶活性分别受温度、pH影响示意图 ___________________________，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶_______________。在0 ℃左右时，酶的活性______，但酶的____________稳定，在适宜的温度下酶的活性会___ ___。因此，酶制剂适宜在______下保存。(P84) 第2节　细胞的能量“货币”ATP [必备知识] 1．生物生命活动的能量最终来源是_________，主要能源物质是______，_______是驱动细胞生命活动的直接能源物质。(P86) 2．对于动物、人和真菌来说，产生ATP的生理作用是_________，场所是_______________ _________；对于大多数细菌来说，产生ATP的生理作用是_________，场所是___________________；对于绿色植物来说，产生ATP的生理作用是___________________________，场所是____________ ___________________________。(P87) 3．ATP在细胞中含量___，转化______，含量处于动态平衡。(P87) 4．细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。____________一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；____________一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。(P89) [重要图解] 1． ATP的结构模式图 ATP是____________的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成____________，其中A代表_________，由一分子的_________和一分子______组成，P代表_________，～代表______________，A—P可代表_____________________。(P86) 2．ATP为主动运输供能示意图(P88) （1）参与Ca2+ 主动运输的载体蛋白是一种能_____________________。当膜内侧的Ca2+ 与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 （2）在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的__________________脱离下来与____________结合，这一过程伴随着__________________，这就是载体蛋白的磷酸化。 （3）载体蛋白磷酸化导致其__________________，使Ca2+ 的结合位点转向____________，将Ca2+ 释放到膜外。 第3节 细胞呼吸的原理和应用 [必备知识] 1．呼吸作用的实质是细胞内的有机物____________，并_________，因此也叫细胞呼吸。(P90) 2．CO2可使__________________变浑浊，也可使__________________溶液由___变___再变___。根据________________________或______________________________________________________，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(P90“探究·实践”) 3．检测酒精的产生：橙色的____________溶液在______条件下与乙醇发生化学反应，变成______色。(P90“探究·实践”) 4．对比实验：设置两个或两个以上的______组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。(P92“科学方法”) 5．有氧呼吸最常利用的物质是____________，其化学反应式可以简写成： ___________________________________________________________________________。(P92) 6．概括地说，有氧呼吸是指细胞在___的参与下，通过_________的催化作用，把葡萄糖等_________彻底____________，产生_________和______，释放能量，生成大量ATP的过程。(P93) 7．无氧呼吸的全过程都是在_______________中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是_________在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成___ ______和____________，或者转化成______。(P94) 8．无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在_________中。(P94) 9．无氧呼吸的化学反应式可以概括为以下两种：(P94) ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 10．细胞呼吸原理的应用(P95“思考·讨论”) ①用透气纱布或“创可贴”包扎伤口，以增加__________，抑制______________________________。 ②酿酒过程：早期通气，促进酵母菌__________，利于菌种_____；后期密封发酵罐，促进酵母菌____________________， 利于产生_____。 ③疏松土壤，促进植物根细胞的__________。 ④种子、果蔬保鲜条件: a种子：_________________________。 b果蔬：____________________。 ⑤提倡慢跑，促进肌细胞__________，防止______________________________。 ⑥破伤风杆菌只能进行__________，伤口较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易__________，所以要打破上分抗毒血清。注：破伤风芽胞杆菌为_____生物，只能进行_____呼吸。 [重要图解] 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式的两套实验装置：(P90) （1）①10%NaOH溶液应放在_____瓶中，10% NaOH的作用：___________________________________ ___________________________________。 （2）酵母菌培养液应放在_____瓶中。 （3）澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液应放在_____瓶中。 （4）D瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是____________________ _____________________________________________。 （5）CO2检测时，_____瓶的石灰水浑浊度高，_____瓶的溴麝香草酚蓝水溶液变色快。 （6）酒精检测时检测液应取自____瓶，其中只有取自____瓶的检测液加入重铬酸钾后呈灰绿色。 2.有氧呼吸过程示意图(P93) 阶段 场所 原料 产物 能量 第一 阶段 第二 阶段 第三 阶段 第4节　光合作用与能量转化 [必备知识] 1．“绿叶中色素的提取和分离”实验 (1)提取色素的原理是__________________________________________________，分离色素的原理是_____________________________________________。 (2)色素提取和分离实验中几种药品的作用：无水乙醇：_______________；二氧化硅：_____ _______________；碳酸钙：____________________。(P98“探究·实践”) 2．叶绿体增大膜面积的方式：____________________。光合色素分布于____________________。(P100) 3．色素的功能：____________________。 4．光合作用的化学反应式： ___________________________________________________。(P102) 5．突然停止光照，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP_____、C3_____、C5_____。 6．突然停止CO2，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP_____、C3_____、C5_____。 7．总光合速率可用O2的__________或CO2的__________或光合作用_____的有机物量表示。净光合速率可用CO2的__________或O2的__________或光合作用__________的有机物量表示。 [重要图解] 1．叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 叶绿素a和叶绿素b主要吸收_____光和_____光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收_____光。这些色素吸收的光都可用于光合作用。(P99) 2． 光合作用基本过程图(P106) (1)光反应的场所是__________，包括__________和_______________。暗反应的场所是_______________，包括_______________和__________。 （2）将光反应和暗反应联系起来的物质是________ ________，光反应的产物是_______________。(P103～104) 上图中①⑥表示结构，②③④⑤⑦表示物质，请依次写出各表示： ①__________ ⑥_______________ ②_____ ③____________________ ④____________________ ⑤__________ ⑦_____ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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 [必备知识] 1．实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量。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，叫作无关变量。(P78“科学方法”) 2．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作对照实验，它一般要设置对照组和实验组，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。(P78“科学方法”) 3．1926年，美国科学家萨姆纳利用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出了脲酶的结晶，然后又用多种方法证明脲酶是蛋白质。(P79“思考·讨论”) 4．20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数 RNA也具有生物催化功能。(P79“思考·讨论”) 5．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。(P81) 6．酶有如下的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和。(P81～84) 7．无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。(P81) 8．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。(P82“探究·实践”) 9．果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。(P85“科学·技术·社会”) [重要图解] 1． 酶降低化学反应活化能示意图：酶在细胞代谢中的作用是降低活化能。酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没有改变。无机催化剂也能降低活化能，但没有酶的作用显著。加热的作用不是降低活化能，是使反应分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。(P78) 图中①表示：无催化剂时化学反应所需的活化能。 中②表示：无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。 图中④表示：酶催化时化学反应所需的活化能。 图中③表示：无机催化剂降低的活化能。 图中⑤表示：酶降低的活化能。 2．酶活性分别受温度、pH影响示意图 过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。(P84) [易错提醒] 错点1：混淆有关酶的4个“不一定” 精析：①酶在活细胞中产生，但不一定在细胞内发挥作用，既可在细胞内，也可在细胞外发挥催化作用。。②产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素。③酶的化学本质不一定是蛋白质，少部分是RNA。因此，组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸。④酶不一定只催化一种化学反应，也可能催化一类化学反应。 错点2：酶在代谢中作用的4个易误点 精析：①酶不改变反应的平衡点，不能提供能量，只降低反应的活化能，从而缩短反应达到平衡的时间。②酶在反应后并不失活，反应前后酶的化学性质和数量均保持不变。③酶是化合物，亦可以作为底物被其他酶催化分解。④酶不具调节功能，也并非能源物质。 错点3：酶促反应速率不等同于酶活性。 精析：①酶促反应速率表示酶所催化反应的快慢,可用单位时间内产物的生成量或反应物的消耗量来表示(反应物的消耗量不易测得)。②酶活性也称酶活力,指酶催化特定化学反应的能力。酶活性的大小可用一定条件下酶催化某一化学反应的速率即酶促反应速率来表示,酶促反应速率越大,酶活性越高,反之酶活性越低。③酶促反应速率可受酶活性的影响,但也受酶浓度、底物浓度等的影响。底物充足、其他条件适宜：酶浓度与酶促反应速率呈正相关。酶浓度一定、其他条件适宜：随底物增加，酶促反应速率先加快后稳定。 错点4：酶作用不等同于酶特性。 精析：酶的作用是通过降低化学反应活化能加快反应速率而起催化作用。酶的特性是和同样具有催化作用的无机催化剂相比，酶发挥催化作用时所表现的特殊性，即：高效性、专一性、作用条件较温和。 错点4：不明确相关因素对酶促反应速率的影响原因而出错。 精析：①温度和pH：通过影响酶活性来影响酶促反应速率。②强酸、强碱和高温：都会破坏酶分子结构，使酶永久失活。③低温：只抑制酶活性，不破坏酶分子结构，温度适宜时，酶活性还会恢复。因此，温度和pH由低到高的变化过程中，酶的活性不一定增强。因为随温度由低到高变化,酶的活性先增强后减弱,温度过高时酶失活;低pH情况下可导致酶失活,因此随pH由低到高变化,酶活性不一定会增强。 错点6：酶的高效性、专一性探究实验中的误区 精析：①探究酶的高效性时，对照组应用无机催化剂对照。②用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(两种底物)，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂。 错点7：温度对酶活性的影响实验中的注意事项 精析：①探究温度对酶活性的影响时，一定要让底物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合，并且按一定的温度梯度多设几个实验组。②探究温度对酶活性的影响时，不适宜用H2O2作底物，因为H2O2遇热会分解。③探究温度对淀粉酶活性影响的实验时，一般不用斐林试剂来检测淀粉是否在淀粉酶的催化下水解生成麦芽糖等还原糖。因为加入斐林试剂后需要水浴加热才能出现砖红色沉淀，这样原处于低温条件下的淀粉酶的活性会慢慢恢复，催化淀粉水解产生还原糖，导致形成错误结论。④在实验设计或分析时，还应注意，由于低温不会破坏酶的空间结构，所以，低温只能降低酶的活性，不会引起酶变性失活。 错点8：pH对酶活性的影响实验中的注意事项 精析：①必须先将酶置于不同环境条件下(加蒸馏水、加NaOH溶液、加盐酸)，然后再加入反应物。否则反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验准确性。②不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂中的Cu(OH)2发生中和反应，使斐林试剂失去作用。③不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会水解，从而影响实验的观察效果。 第2节　细胞的能量“货币”ATP [必备知识] 1．生物生命活动的能量最终来源是太阳能，主要能源物质是糖类，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。(P86) 2．对于动物、人和真菌来说，产生ATP的生理作用是呼吸作用，场所是细胞质基质和线粒体；对于大多数细菌来说，产生ATP的生理作用是呼吸作用，场所是细胞质基质和细胞膜；对于绿色植物来说，产生ATP的生理作用是呼吸作用和光合作用，场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。(P87) 3．ATP在细胞中含量少，转化迅速，含量处于动态平衡。(P87) 4．细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。(P89) [重要图解] 1．ATP的结构模式图 ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子核糖组成，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，A—P可代表腺嘌呤核糖核苷酸。(P86) 2．ATP为主动运输供能示意图(P88) （1）参与Ca2+ 主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP 水解的酶。当膜内侧的Ca2+ 与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 （2）在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 （3）载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 释放到膜外。 [易错提醒] 错点1：对“ATP是一种高能磷酸化合物及ATP分子不稳定”的原因理解有误 精析：ATP中四个负电荷相距很近且相互排斥，这是ATP不稳定的重要原因。ATP水解时，释放末端的磷酸基团会消弱相邻负电荷之间的互斥作用，同时脱下来的磷酸基团也更加稳定。这样ATP水解后的产物中所含有的能量（自由能）就比ATP低，这部分能量差就被释放出来。由于1molATP水解释放的能量较高，所以ATP是高能磷酸化合物。 错点2：混淆“ATP、DNA、RNA、核苷酸”结构中的“A”的含义 精析：ATP结构中的“A”为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。DNA结构中的“A”为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。RNA结构中的“A”为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。核糖核苷酸和脱氧核苷酸中的“A”为腺嘌呤。因此，ATP分子中的两个特殊化学键断裂后剩余的结构是腺嘌呤核糖核苷酸,这种物质是合成RNA的原料,不是合成DNA的原料,因为DNA分子中的五碳糖是脱氧核糖。 错点3：误认为ATP水解脱下来的磷酸基团全部形成Pi。 精析：ATP水解脱下来的磷酸基团可能形成游离的磷酸（Pi），也可能转移给其他分子，如转移给蛋白质等分子使蛋白质等分子磷酸化。 错点4：误认为“细胞中所有需能量的生命活动只能由ATP直接提供能量；细胞中所有吸能反应都与ATP水解相联系；细胞中所有放能反应都与ATP合成相联系” 精析：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。 错点5：误认为“ATP为细胞供能依赖于细胞中ATP的绝对含量” 精析：ATP和ADP相互转化的能量供应机制，在所有细胞中都是一样的。细胞供能并不是依赖于ATP的绝对含量，而是依赖于ATP和ADP相互转化的速率。ATP和ADP之间相互转化的速率越快，单位时间所能提供的能量就越多。 错点6：误认为“ATP是一种能量” 精析：ATP不是能量,而是与能量有关的一种物质,不可等同于能量。它是一种高能磷酸化合物,需要水解才能释放能量。 错点7：混淆细胞内产生与消耗ATP的场所、生理过程 精析： 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段 叶绿体 消耗ATP：光反应产生ATP， 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等消耗ATP 线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等 核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等 第3节　 细胞呼吸的原理和应用 [必备知识] 1．呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。(P90) 2．CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(P90“探究·实践”) 3．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。(P90“探究·实践”) 4．对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。(P92“科学方法”) 5．有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。(P92) 6．概括地说，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。(P93) 7．无氧呼吸的全过程都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。(P94) 8．无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。(P94) 9．无氧呼吸的化学反应式可以概括为以下两种：(P94) C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量； C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。 10．细胞呼吸原理的应用(P95“思考·讨论”) ①用透气纱布或“创可贴”包扎伤口，以增加通气量，抑制厌氧病原菌的无氧呼吸。 ②酿酒过程：早期通气，促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖；后期密封发酵罐，促进酵母菌无氧呼吸， 利于产生酒精。 ③疏松土壤，促进植物根细胞的有氧呼吸。 ④种子、果蔬保鲜条件: a种子：低氧、零上低温、干燥。 b果蔬：低氧、零上低温、一定湿度。 ⑤提倡慢跑，促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。 ⑥破伤风杆菌只能进行无氧呼吸，伤口较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，所以要打破上分抗毒血清。注：破伤风芽胞杆菌为原核生物，只能进行无氧呼吸。 [重要图解] 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式的两套实验装置：(P90) （1）①10%NaOH溶液应放在 A 瓶中，10% NaOH的作用： 除去空气中的CO2或排除空气中CO2对实验的干扰。 （2）酵母菌培养液应放在B、D瓶中。 （3）澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液应放在C、E瓶中。 （4）D瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是消耗瓶中的O2，防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰。 （5）CO2检测时， C 瓶的石灰水浑浊度高， C 瓶的溴麝香草酚蓝水溶液变色快。 （6）酒精检测时检测液应取自B、D瓶，其中只有取自D瓶的检测液加入重铬酸钾后呈灰绿色。 2.有氧呼吸过程示意图(P93) 阶段 场所 原料 产物 能量 第一 阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量能量 第二 阶段 线粒体基质 丙酮酸、水 CO2、[H] 少量能量 第三 阶段 线粒体内膜 [H]、O2 水 大量能量 [易错提醒] 错点1：没有从细胞呼吸的过程理解记忆细胞呼吸的场所而出错 精析：线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，这意味着，有氧呼吸不全在线粒体进行，因此，可以描述为“真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体”。对于无线粒体的真核细胞（或生物）只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等。一些原核生物无线粒体，但可进行有氧呼吸。 错点2：误认为线粒体可“彻底分解葡萄糖” 精析：真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体，但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解——只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。 错点3：混淆有氧呼吸过程中氧元素的来源和去路 精析：①葡萄糖→丙酮酸→CO2、②H2O（反应物）→CO2、③O2→H2O。具体见下图箭头所示。 错点4：对细胞呼吸过程中ATP的来源及能量转化形式理解有误 精析：在有氧呼吸过程中，每一阶段均会产生ATP，无氧呼吸过程ATP只产自第一阶段，第二阶段不产生。有氧呼吸过程中能量形式转化过程为：有机物中稳定的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能（常见错误描述有：①有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能、②有机物中稳定的化学能转化为ATP和热能）。无氧呼吸过程中能量形式转化过程为：有机物中稳定的化学能转化为热能、ATP中活跃的化学能、酒精或乳酸中的化学能（常见错误描述有：①有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能、②有机物中稳定的化学能转化为ATP和热能）。 错点5：不能从不同角度判断细胞呼吸类型而出错 精析： 错点6：对细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所记忆错误 精析：(1)水：以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质；生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜。而无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。 (2)二氧化碳：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。 (3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。 (4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。 (5)丙酮酸：作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；丙酮酸以反应物可参与有氧呼吸第二阶段（场所为线粒体基质）和无氧呼吸第二阶段（场所为细胞质基质）。 (6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。 错点7：对细胞呼吸有关反应式书写错误 精析：细胞呼吸有关反应式书写常见错误有不写“能量”或将“能量”写成“ATP”，不写箭头上的“酶”，不写相关物质前的系数等。根据细胞呼吸过程，以葡萄糖为底物的细胞呼吸反应式有： ①有氧呼吸:C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。（“必修一”P92教材正文”） ②无氧呼吸:C6H12O62C3H6O3＋少量能量、C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。（“必修一”P93教材正文”） 错点8：误认为进行有氧呼吸时，O2的消耗量一定等于CO2的产生量 精析：有氧呼吸最常利用的底物是葡萄糖，这意味着有氧呼吸的底物并非只有葡萄糖，例如，蛋白质、脂肪也可作有氧呼吸的底物（详见“回归教材4）。 错点9：不能全面分析细胞呼吸原理在生产生活实践中应用的原理、利弊而出错 精析：以“中耕松土”为例，在生产实践中应用时应从对农作物生长、环境保护及生产成本等方面全面分析利弊（详见“回归教材7）。再如，储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同。蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下储存可保鲜。种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”条件下。 第4节　光合作用与能量转化 [必备知识] 1．“绿叶中色素的提取和分离”实验 (1)提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散的速度越快。 (2)色素提取和分离实验中几种药品的作用：无水乙醇：提取色素；二氧化硅：使研磨更充分；碳酸钙：防止色素被破坏。(P98“探究·实践”) 2．叶绿体增大膜面积的方式：类囊体堆叠形成基粒。光合色素分布于类囊体的薄膜上。(P100) 3．色素的功能：吸收、传递、转化光能。 4．光合作用的化学反应式： CO2＋H2O(CH2O)＋O2。(P102) 5．突然停止光照，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP下降、C3增加、C5下降。 6．突然停止CO2，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP增加、C3下降、C5增加。 7．总光合速率可用O2的产生量或CO2的消耗量(固定量)或光合作用制造的有机物量表示。净光合速率可用CO2的吸收量或O2的释放量或光合作用积累的有机物量表示。 [重要图解] 1．叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这些色素吸收的光都可用于光合作用。(P99) 2．光合作用基本过程图(P106) (1)光反应的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和 C3的还原。 (2)将光反应和暗反应联系起来的物质是ATP和NADPH，光反应的产物是ATP、NADPH、O2。(P103～104) 上图中①⑥表示结构，②③④⑤⑦表示物质，请依次写出各表示： ①类囊体 ⑥叶绿体的基质 ② 氧气 ③氧化型辅酶Ⅱ(NADP+) ④还原型辅酶Ⅱ(NADPH) ⑤ADP与Pi ⑦糖类 [易错提醒] 错点1：混淆塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择 精析：为提高光能利用率，塑料大棚栽培时常选择“无色塑料”以便透过各色光，这是因为太阳的全色光透过时各种色的光均可被作物吸收（尽管黄绿色吸收量较小），而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡。因为若利用白炽灯，则其发出的光中“黄、绿光”利用率极低，从节省能源（节电、节省成本）角度讲，用红灯泡、紫灯泡效率最高。 错点2：误认为“用光照射叶绿体中提取的色素就能发生光反应” 精析：叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用，发生光反应除色素、光照之外，还需ADP、Pi、H2O、NADP＋、酶等。 错点3：误认为光反应中产生的ATP也可用于细胞各种生命活动 精析：光合作用光反应中产生的ATP只被暗反应所利用，呼吸作用中产生的ATP可被除暗反应外的各项生命活动所利用。 错点4：误认为“暗反应阶段提供能量的只有ATP” 精析：光反应阶段产生的ATP和NADPH都储存部分能量供暗反应阶段利用。 错点5：误认为暗反应阶段经CO2固定产生的C3分子全部转化为糖类 精析：暗反应阶段经CO2固定产生的C3只有一些接受能量并被NADPH还原的C3转化为糖类。 错点6：不能根据光合作用过程分析C3分子数量和C5分子数量间关系而出错 精析：详见“回归教材6” 错点7：混淆光合作用中元素去向而出错 精析：根据光合作用过程，用同位素标记相关元素，其转移途径如下: 错点8：混淆NADPH和NADH，或误认为它们的化学本质为蛋白质 精析：NADPH的名称为还原型辅酶Ⅱ，是光合作用光反应阶段产生的，NADH名称为还原型辅酶I，是细胞呼吸过程中产生的，细胞呼吸过程中产生的NADH可简写为[H]NADH和NADPH中指烟酰胺,A指腺嘌呤,D是二核苷酸,P是磷酸基团,因此它们的成分不是(填“是”或“不是”)蛋白质。 错点9：误认为“仅光反应制约暗反应，暗反应不制约光反应” 精析：光反应为暗反应提供NADPH和ATP，故光反应停止，暗反应无法进行，然而光反应也需暗反应为之提供ADP、Pi和NADP＋等，故暗反应停止（如停止掉CO2供应）时，光反应也将受制约。 错点10：误认为光合作用的产物只有葡萄糖或糖类 精析：从光合作用过程来看，光合作用的产物为糖类和氧气，而不能只描述为葡萄糖或糖类。即使是糖类，也不仅仅是葡萄糖，还有淀粉、蔗糖等。 错点11：不能根据光合作用过程分析当外界条件发生变化时光合作用相关物质的变化 精析：下图中Ⅰ表示光反应,Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的还原,当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时,分析相关物质含量在短时间内的变化: 以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,NADPH和ATP含量变化是一致的。具体分析时应以光合作用过程图（详见“回归教材9”）为基础，厘清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定,消耗于C3的还原;C5产生于C3的还原,消耗于CO2的固定),才能准确作出判断。 错点12：误认“没有叶绿体的生物不能进行光合作用或不能制造有机物” 精析：叶绿体是进行光合作用的场所，但并不是进行光合作用的必要场所：进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝藻、光合细菌(只要有与光合作用有关的色素和酶,在条件适宜时即可进行光合作用)能进行光合作用，但没有叶绿体。另外，硝化细菌也没有叶绿体，但能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。 错点13：不能准确分析相关因素（如，光照强度）对光合作用强度的影响而出错 精析：（1）光照、温度及必需元素可通过影响叶绿素合成而影响光合作用强度 ①光照:光是影响叶绿素合成的主要因素,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。②温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而使叶片变黄;高温会使叶绿素变性失活。③必需元素:叶绿素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成,叶片变黄。另外,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分,缺Fe也将导致叶绿素合成受阻,叶片变黄。 （2）光照强度对光合作用的影响 光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段,制约ATP和NADPH的产生,进而制约暗反应阶段。最常见曲线图如下： 图中，O点为原点、A点位于纵坐标上,B和C点位于横坐标上,S1、S2、S3代表面积。图中A点表示仅存在细胞呼吸,代表呼吸速率。B点表示光合速率=呼吸速率,此时的光照强度称为光补偿点。C点表示光合作用达到最强时所需的最低的光强度,称为光饱和点。 从上图可看出，真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。呼吸消耗量可用S1+S3表示，净积累量可用S2-S1表示；真正光合作用的量可用S2+S3表示。 在光饱和点（C点）之前限制光合作用的主要因素是:光照强度,限制光反应;光饱和点之后主要限制因素:CO2和酶,限制暗反应。 当改变温度或改变CO2浓度后,光补偿点（B点）、光饱和点（C点）的变化规律如下表： 项目 改变温度 改变CO2浓度 降低 光补偿点左移(减小)。光饱和点左移(减小),且达到饱和点时的光合速率也下降。 光补偿点右移(增大)。光饱和点左移(减小),且达到饱和点时的光合速率也下降。 提高 光补偿点右移(增大)。光饱和点右移(增大),且达到饱和点时的光合速率也增大。 光补偿点左移(减小)。光饱和点右移(增大),且达到饱和点时的光合速率也增大。 错点14：误认为温室生产中昼夜温差越大，作物产量越高 精析：白天适当提高温度或增加CO2浓度，可有利于提高光合产量，夜晚不进行光合作用，适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗，故适当提高昼夜温差可提高作物有机物积累量，从而提高作物产量。然而，昼夜温差并非越大越好，因为夜晚温度过低时，呼吸酶活性过小，当呼吸作用被过度抑制时，必将减弱矿质离子的吸收等代谢过程，从而制约次日的光合作用，这对作物生长显然不利。 错点15: 误以为储存蔬菜和水果与储存种子的条件相同 精析：(1)蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下保鲜。 (2)种子应在“零上低温、干燥、低氧”的条件下储存。 错点16: 人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物 精析：因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 错点17:误以为光合作用的产物只有淀粉。 精析：光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 错点18:不同因素的作用具有互补效应。 点拨：如当光照强度降低时，可通过增加CO2浓度补偿。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$