第5章 细胞的能量供应和利用（图文版知识清单）生物人教版必修1

第1节降低化学反应活化能的酶-知识清单 核心01酶的本质和作用☆☆☆☆ CH CH 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化 3.酶的本质 02 学反应，统称为细胞代谢。 化学本质 绝大多数 少猷是 2.酶的作用及作用机理→酶在细胞代谢中具有催化 是蛋白质 RNA 作用，其作用机锂是降低化学反应的活化能。 合成原料 氢基酸 核糖核苷酸 无能化剂→无催化剂的反应曲线是乙， 合成场所 核糖体 主要是细胞核 活化能ac 活化能bc 所需活化能为ac;有假化 剂的反应曲线是甲，所需 有催化别， 般活细胞都能 酶 活化能为bc。 来源 产生酶 分 若甲改为无机催化剂曲线 b点向上移动；乙为第温曲 作用场所 细胞内、外，生物体外 线，适当加热后a点不移动。 核心02 酶的特性☆☆☆☆ 与无催化剂曲线相比，酶体现催化作用；与无机 借化剂曲线相比，酶体现高效性，意义是保证细 高温、过酸、过碱会破坏酶的 胞代谢快速进行和能量供应稳定。 空间结构使莫木久失活 0 2. 82 一种只能催化特定底物反应，体现专一性，意 义是保证细胞代谢有条不奈进行。 酶在最适温度、最适H下活性最高，偏离最适条 2不 3 件活性明显降低，体现作用条件较温和的持性。 低温仅抑制酶活性，空问结构稳定，适当升温 可恢复活性，因此酶制剂造宜低温保存。 教材延伸：酶与无机催化剂的比较 相同点：①都降低反应活化能，加快反应速率， 不改变生成物量；②只改变化学反应速率，不提供物质能量 反应前后本身性质不变、不被消耗；③缩短达到平衡的时间，不改变反应方向和平衡点。 核心03与酶的作用和特性相关的实验☆☆☆☆ (1)结果：高温组（③）显蓝色，低温组 (①) 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解 显浅蓝色，最适温度组（②）不变进 (1)自变量：对过氧化复的不同处理；因变量：过 (2)结论：酶的催化需要适宜温度， 氧化氢分解速率，检测指标为气泡产生速率、 温度过高过低都会降低酶活性。 卫生香复攒情况；无关变量：H202溶液浓 度、反应时间等。 [特别提醒】不能用斐林试剂检测，会改变反应 (2)对熙组为1号试管，实验组为 体系温度； 2、3、4号试营。 不能用过氧化氢和过氧化氨酶为材料的原因：温 度本身会影呐过氧化氫的分解遠率。 (3)1和2号对照：加热能促进H202分解，提高反 应速率； 4.探究pH对酶活性的影响 1和4号对照：过氧化氢酶能催化H202分解； (1)结果：最适pH组（1号)有大量气 3和4号对照：与无机催化剂FeCl,相比，酶 泡产生，过酿、过暇组(2、3号】 具有高效性。 基本无气泡。 (2)结论：酶的催化需要适宜pH,pH过高过低都 [特别提醒】加热是为反应物提供能量，催化 会降低酶活性。 剂是降低反应活化能，酶降低活化能的作用更 【特别提腿】不能用淀粉和淀粉酶为材料的原因： 显著。 淀粉在酸性条件下会自行水解，干扰实验结果。 第2节 细胞的能量“货币”ATP一知识清单 核心01ATP的分子结构与功能★★★☆☆ 1.ATP中文名称是腺苷三磷酸，结构简式为A一PPP, ® 元素组成为C、H、O、N、P。A=腺苷（腺嘌呤+核糖）， =特殊的化学键，P=硬酸基团。 ATP 2.ATP化学性质不稳定，未端磷酸基团(Y位)易脱离， ATPADP+Pi+能量 生成ADP;继续胱去B位P,生成腺嘌呤核糖核苷酸(RNA 基本单位)。 3.1 mol ATP:水解释放能量高达30.54kJ,属于高能磷酸化合物，是驱动细胞生 命活动的直接能源物质（糖类=主要能源，脂肪=主要储能）。 核心02ATP与ADP可以相互转化★★★☆ 反应①（合成） 1.ATP合成与水解所需酶不同，二者不 是可逆反应。合成产生水，水解消耗水。 ADP+Pi+能量三ATP+HO 反应②（水解） 2.能量来源：人和动物等（呼吸作用，线粒体）；绿色植物（呼吸作用+光能，线 粒体+叶绿体)。 3.细胞内ATP含量少，ATP与ADP时刻不停地相互转化，处于动态平衡中；剧烈运 动时转化速度更快。体现生物界统一性。 核心O3ATP的利用★★☆☆ 【易错辨析】 易错表现 正确理解 主动话输 1.ATP为主动运输供能 :载体蛋白被激活催化 认为ATP本身是能量 ATP是储存能量物质，非 能量本身 ATP水解，释放磷酸基 认为ATP是唯一的 CTP、GTP、UTP等也可 团使载体蛋白磷酸化， 直接就源 直抟供能 认为ATP/ADP转化 酶、能量来源、去路、场 ADP 改变空间结构完成运输。 是可逆反应 所都不同，不可逆 【教材延伸：NTP与dNTP】 2.能量“货币”的特点： 吸能反应 ATP水解 1.NTP家族：ATP,GTP,UTP,CTP。脱去两个 (如蛋白质合成) (放能) 吸能反应与ATP水解相 磷酸基团为核糖核苷酸(RNA单位)。 联系；放能反应与ATP 2.dNTP家族：dATP,dGTP,dTTP,dCTP。脱去 合成相联系。 两个磷基团为脱氧枝苷酸(DNA单位)。 3,参与核酸合成时，既提供原料，又提供能量。 第3节细胞呼吸的原理和应用-知识清单 核心01探究酵母菌细胞呼吸的方式★★★☆ 1.酵母菌属于兼性厌氧菌，有氧/无氧都能生存。实验为 气泵粟 B瓶先患封一段时问 对比实验，甲探究有氧，乙探究无氧。 [特别提醒】对比实验：设置两个或两个以上的实珍组，通 过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系。 2.因变量：C0产生量。检涮：①澄清石灰水混浊程度； 化物 ②溴麝香草酚蓝洛液蓝→绿→黄时间。 NaOH溶液澄清石友水；薛生化猫澄清石灰水 3.甲组NaOH作用：吸收空气CO2,排除干扰；乙组B瓶密 Q 甲组（有氧） 乙组（无氧） 封：消耗残留02，保证栓测无氧呼吸产生的C020 4.酒精检测：酸性重铬酸钾，橙色→灰绿色。 需诞长培养时间耗尽葡面糖。 核心02有氧呼吸★★★☆ 1.概念：氧参与，酶催化，葡萄糖彻底氧化分解，产生 葡萄糖 )丙丽酸 →少量ATP CO和H,0,拜放能量，生成大量ATP。 第二ATP 第三阶般 第一阶段 第三阶段 2.过程：C6H206+6H,0+60,倒6C0,t12H,0+能量 阶段 场所 物质变化 能量 第一 细胞质基质 葡萄糖→丙酮酸+[H] 少量 丙目 第二 线粒休基质 丙酮酸+H20→C0t[H] 少量 第三 线粒体内膜 [Hl+02→H20 大量 【特别提醒】有氧呼吸释放的能量大部分以热能散失， 线粒体 少都分储存在ATP中。 核心03无氧呼吸★★★☆ 细物质 1.概念：无氧条件下，葡萄糖不完全分解，释放少量能量。 ① ② 2.总反应式： 葡萄糖 葡萄糖 酵母菌/植物（产酒精：C,Hz0,侧2C,H,0H+2C0,+少量能量 ↓少量ATP ↓少量ATP 丙酮酸+[H] 丙酮酸+[H] 乳象菌/动物/马铃鬈（产乳酸）：CH,0。画2C,H0,+少量能量 ↓无能量 ↓无能量 3.过程：两个阶段都在细胞质基质。第一阶段同有氧呼 酒料+C02 乳酸 吸第一阶段。第二阶段丙萌酸被还原，无能量释放。 大部分能量存留酒精/乳酿中。 【易错耕析】无氯呼吸只在第一阶段释放少量能量，第 二阶段不释放能量。 核心04细胞呼吸的原理及其应用★★★☆ 1.实质：分解有机物，释放能量，生成ATP;意义：为生命活动提供能量，细胞代谢柩纽。 2.影响因素： (1)温度：影响酶活性，有最适温度。 (3)C0,浓度：抑制呼吸。 (2）0,浓度：0，升高，无氧受抑，有氧增跟后稳定。(4)水：一定范围内， 含水量高，呼吸快。 3.应用实例： h38 透气纱布包扎伤口 提倡慢胞 稻田定期排水 中耕松土 低温、低氯储存 (抑制厌氧菌) (避免乳陵积累) (避免烂根) (促进有氧呼吸) (降低呼吸强度) 【特别提醒】细胞呼咖的实质是分解有机物，蓕放能量。 第4节光合作用与能量转化（一)-知识清单 捕获光能的色素和结构 核心01绿叶中色素的提取和分离★★☆☆ 核心02 捕获光能的色素和结构★★☆☆ 实验原理 ☆ ☆ 1.色素的吸收光谱 M 1.提取原理：光合色素易溶于有机洛剂，常用 叶绿素(a、b)主要吸 无水乙醇提取绿叶中的色素。 吸收光 收红光和蓝紫光；类胡 萝卜素（胡萝卜素、叶 2.分离原理：不同色素在层析液中的溶解度不 黄素)主要吸收蓝紫 同，涪解度高的随层析液在湾纸上扩歌速度 光。光合作用利用可见 更快，反之则慢，从而将不同色素分离开。 红光和篮菜光 蓝豢光 光，几乎不吸收绿光， 植物叶片通業呈绿色。 ◇实验步骤 2.叶绿体的结构 1.研磨：研钵中加入 2.过滤：漏斗基部放 7双层膜（外膜、内膜） 无水乙醇、二氧化硅、 单层尼龙布，收集滤 基粒下 碳钙，快速充分研磨。 液。 基粒（多个类 ↓ 囊体堆叠) 3.画滤液细线：细、 4.分离色素：滤纸条 类囊体薄膜 直、齐，待干后重复 插入层析液，滤液细 (光合色素分布处) 画1~2次。 线不能触及层析液。 叶绿体基质 ↓ 【特别提醒】光合色素只分布在类囊体薄膜 4.分离色素：滤纸条 【特别提醒】滤液细线触 上，基粒极大扩展了受光面积。 插入层析液，滤液细线 及层析液会导致色素溶解 不能触及层析液。 在层析液中，无法分离！ 3.恩格尔曼的实验 个实验结果（滤纸条从上到下） (1)实验一：自变量为光照有无，因变量为好 氧细菌分布；结论：叶绿体是光合作用的场 序号 色素名称 颜色 溶解度/ 扩散速度 含量 分类 所，产生氧气。（手绘水绵、好氧细菌在光照下 案集在叶绿体周国的图示) ① 胡萝卜素 橙黄色最高/最快 最少 类胡萝卜 素1/4 (2)实险二：自变量为光的浪长（光质），因变 ② 叶黄素 黄色 较高/较 较少 类胡萝卜 筱快 素 量为好氧细菌分布；结论：叶绿体主要吸收 散方向 较低/较 红光和蓝紫光。（手金棱镜分光、好氧细菌聚 叶绿素a 蓝绿色 校慢 最多 叶绿素 3/4 集在红光和蓝紫光区域的图示) 叶绿素b 黄绿色 最低/最 低慢 较多 叶绿素 (3)实验设计巧妙之处： 水 ①选用水绵（叶绿体星螺旋带状，便于观察）； 【易错辨析】 注意色素带的顺序、颜色、宽 ②选用好氧细菌（指示氧气释放部位）； 窄与溶解度、含量的一一对应关系。 ③无空气黑暗环境（排除干扰）。 第4节光合作用与能量转化（二) 过程、影响因素及应用-知识清单 核心03光合作用的过程★★☆☆ 光能 1.概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能， 将二氧化碳和水转化为储存能量的有机物， 并且释放氧气的过程。 光能 C氧二化 有机物 2.总反应式：C02+H20 叶绿休 (CH20)+02 3.过程分为光反应和暗反应两个阶段： 比较项目 光反应 暗反应（碳反应） 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 【特别提醒】 条件 文光、光合色素、 酶智 多种酶、不需要光※ 易错排析：光反应 和暗反应不是完全 能量转化 光能→ATP和NADPH中 ATP和NADPH中活跃的化学 独立的，它们在物 质和能量上紧密联 活跃的化学能女&瓣 能→有机物中稳定的化学能 系，互为基勋，不 物质变化 水的光解生成O2、[H] C02的固定生成C3；C3的 可分割！ (NADPH);ATP的合成 还原生成有机物和C5 联系 光反应为暗反应提供ATP和NADPH;暗反应为 光反应提供ADP、Pi、NADP+,二者不可分割 核心04环境因素对光合作用强度的影响及应用★★☆☆ 1.总光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系： 总光合連率 公式：净光合速率=总光合速率一呼吸速率 ,净光合速率 判定：①总光合速率：C02固定量、0产生量、有机物制造量； ②净光合速率：C0,吸收量、0，释放量、有机物积杲量； 呼吸速率 ③呼吸速率：黑暗条件下0，吸收量、C0释放量、有机物 消耗量。 2.影响因素及应用： 【特别提醒】 汝 (1)光照强度：光补偿点（光合=呼吸时的光照 注意区别：净光合遵率才 是植物真正积票有机物的 强度)、光饱和点（光合速率达到最大时的最小 蓬率，也是我们通著涮得 光照强度)。阴生植物的光补偿点和光饱和点都 光合速丰（如0，拜放量）。 总光合速率是植物制造有 低于阳生植物，间作套种可合理利用光能。 机物的总量。