生物必修1第5章知识总结.doc

第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低反应活化能的酶

一、细胞代谢与酶

1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢.
2、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。
3、酶在细胞代谢中的作用：降低化学反应的活化能
4、使化学反应加快的方法：
加热：通过提高分子的能量来加快反应速度；
加催化剂：通过降低化学反应的活化能来加快反应速度；同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
5、酶的本质：
关于酶的本质的探索：
巴斯德之前，人们认为：发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德的观点：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
李比希的观点：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用；
毕希纳的观点：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样；
萨姆纳提取酶，并证明酶是蛋白质；
切郝、奥特曼发现：少数RNA也具有生物催化功能；
6、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
5、酶的特性：专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应
高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107－1013 倍
酶的作用条件较温和：酶在最适宜的温度和PH条件下，活性最高。

二、影响酶促反应的因素（难点）
1、 底物浓度（反应物浓度）；酶浓度
2、 PH值：过酸、过碱使酶失活
3、 温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。
三、实验
1、 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多
控制变量法：变量、自变量（实验中人为控制改变的变量）、因变量（随自变量而变化的变量）、无关变量的定义。
对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。
2、 影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）
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。

第二节 细胞的能量“通货”——ATP
一、什么是ATP？
是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷

二、结构简式：A-P~P~P A代表腺苷 P代表磷酸基团 ～代表高能磷酸键
三、ATP和ADP之间的相互转化
ADP + Pi+ 能量 ATP
ATP ADP + Pi+ 能量
ADP转化为ATP所需能量来源：
动物和人：呼吸作用
绿色植物：呼吸作用、光合作用
四、ATP的利用：
ATP— 是新陈代谢所需能量的直接来源，ATP中的能量能转化成机械能、电能，光能等各种能量；
吸能反应总是与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量
放能反应总是与ATP的合成相联系,释放的能量贮存在ATP中

第三节 ATP 的主要来源——细胞呼吸

1、概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
2、有氧呼吸：主要场所：线粒体
总反应式：C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +大量能量

第一阶段：细胞质基质 C6H12O6 2丙酮酸+少量[H]+少量能量
第二阶段：线粒体基质 2丙酮酸+6H2O 6CO2+大量[H] 少量能量
第三阶段：线粒体内膜 24[H]+6O2 12H2O+大量能量
有氧呼吸的概念：细胞在氧的参与下，通过酶的的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。
3、无氧呼吸：细胞质基质
无氧呼吸的概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生洒精和CO2或乳酸，同时释放出少量能量的过程。

大部分植物，酵母菌的无氧呼吸：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
动物，人和乳酸菌的无氧呼吸：C6H12O6 2乳酸+少量能量
（马铃薯块茎，甜菜的块根、玉米胚的无氧呼吸也是产生乳酸）
反应场所：细胞质基质

注意：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵
讨论：
①有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸：所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了。
无氧呼吸：能量小部分用于生成ATP，大部分储存于乳酸或酒精中
② 有氧呼吸过程中氧气的去路：氧气用于和[H]生成水
4、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：

有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
反应条件
需要O2、酶和适宜的温度
不需要O2，需要酶和适宜的温度
呼吸场所
第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内
全过程都在细胞质基质内
分解产物
CO2和H2O
CO2、酒精或乳酸
释放能量
较多，1 mol葡萄释放能量2870 kJ，其中1161 kJ转移至38molATP中
1 mol葡萄糖释放能量196．65 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有61．08 kJ转移至2molATP中
相同点
其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化，第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同
相互联系
第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：

5、探究酵母菌细胞呼吸的方式
CO2的检测方法：
（1）CO2使澄清石灰水变浑浊
（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
酒精的检测方法：
橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。
6、影响呼吸作用的因素
温度、含水量、O2的浓度、CO2的浓度

第四节 能量之源——光与光合作用
一、 捕获光能的色素
叶绿素a（蓝绿色）

叶绿素 叶绿素b （黄绿色）
绿叶中的色素 胡萝卜素 （橙黄色）
类胡萝卜素
叶黄素 （黄色）
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。
二、 实验——绿叶中色素的提取和分离
1 实验原理：叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。
绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
2 方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）
（1） 研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？
二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。
（2） 实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？用棉塞塞紧试管口？
因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。
（3） 滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？
防止细线中的色素被层析液溶解
（4） 滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？
有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。
三、 捕获光能的结构——叶绿体
结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）
与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。
光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。
四、光合作用的原理
1、光合作用的探究历程：略
2、光合作用的过程： （熟练掌握课本P103下方的图）
总反应式：CO2+H2O （CH2O）+O2
其中，（CH2O）表示糖类。
根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。
①光反应阶段：必须有光才能进行
场所：类囊体薄膜上
物质变化：水的光解：H2O O2+2[H]
ATP形成：ADP+Pi+光能 ATP
能量变化：光能转化为ATP中活跃的化学能
②暗反应阶段：有光无光都能进行
场所：叶绿体基质
物质变化：CO2的固定：CO2+C5 2C3
C3的还原：2C3+[H]+ATP （CH2O）+C5+ADP+Pi
能量变化：ATP中活跃的化学能转化为（CH2O）中稳定的化学能
联系：
光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi

光合作用过程图
①是H2O ②是O2 ③[H] ④是ATP ⑤是ADP 和Pi ⑥是C3 ⑦是CO2
⑧是C5 ⑨是（CH2O）
五、瞬间改变环境条件对光合作同过程中各种物质含量的影响
1、突然黑暗处理ATP和【H】含量下降，五碳化合物减少，三碳化合物增多
2、突然由黑暗移到光照处：ATP和【H】含量增加，五碳化合物增多，三碳化合物减少
3、突然增加二氧化碳浓度：ATP和【H】含量下降，五碳化合物减少，三碳化合物增加
4、突然降低二氧化碳浓度：ATP和【H】含量增加，五碳化合物增加，三碳化合物减少

六、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
（1）光对光合作用的影响
①光的波长：
叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。

②光照强度：

植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加

③光照时间

光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。

（2）温度

温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。
生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。

（3）CO2浓度

在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。
生产上使田间通风良好，供应充足的CO2

（4）水分的供应

当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗
反应受阻，光合作用下降。
生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。

七、化能合成作用
1、概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够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，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。

如：硝化细菌

2、自养生物：能够利用光能或其他能量，把CO2、 H2O转变成有机物来维持自身的生命活动的生物。例如：绿色植物、硝化细菌
3、异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动的生物。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
一、选择题
1．生物体进行生命活动所需的直接能源，主要能源和最终能源依次是 （ ）
A．太阳能、糖类、ATP B.ATP、糖类、脂肪 C．ATP、脂肪、太阳能 D.ATP、糖类、太阳能
2．温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品质和产量。在封闭的温室内栽种农作物，以下哪种措施不能提高作物产量 （ ）
A．增加室内CO2浓度 B．增大室内昼夜温差 C．增加光照强度 D．采用绿色玻璃盖顶
3．食团由口腔进入胃后，唾液淀粉酶不再起催化作用，其主要原因是 （ ）
A．食团进入胃时，淀粉已全部分解成麦芽糖 B．胃内温度与口腔温度不同
C．胃液的pH导致唾液淀粉酶失去活性 D．唾液淀粉酶只在口腔中起作用
4．问题探究的一般步骤是： （ ）
A．提出问题,设计实验,作出假设,进行实验,分析结果得出结论,表达和交流,进一步探究
B．作出假设,提出问题,设计实验,进行实验,分析结果得出结论,进一步探究，表达和交流
C．提出问题,作出假设,设计实验,进行实验,表达和交流,进一步探究分析结果,得出结论
D．提出问题,作出假设,设计实验,进行实验,分析结果得出结论,表达和交流,进一步探究
5．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2+的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（ ）
A．RNA具有生物催化作用 B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质 D．绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
6．右图-4为大豆科种子在萌发成幼苗的过程中的干重和鲜重的变化曲线，其中表示鲜重的曲线以及开始进行光合作用的时间点分别是： （ ）
A．c，M B．a，O C．b，N D．d，S
7．如右图所示，若甲表示CO2和H2Ｏ，则：
A．Ⅰ是光合作用，乙是糖类和氧气，Ⅱ是细胞呼吸
B．Ⅰ是光合作用，乙是细胞呼吸，Ⅱ是糖类和氧气
C．Ⅰ是化能合成作用，乙是细胞呼吸，Ⅱ是葡萄糖
D．Ⅰ是化能合成作用，乙是糖类和氧气，Ⅱ是细胞呼吸
8．饲养金鱼的人，每天都需用新鲜水置换鱼缸中的旧水，但如果在缸内放置一些金鱼藻
之类的水生植物，则可以延长换水的时间，其主要原因是： （ ）
A．金鱼藻可制造葡萄糖，供金鱼食用 B．金鱼藻可吸附水中污物保持水的清洁
C．金鱼藻可吸收金鱼排放的CO2 ，并放出O2供金鱼利用 D．金鱼以金鱼藻为食
9．制作泡菜、酸菜时，所用菜坛子必须密封，其原因是 （ ）
A．防止水分蒸发 B．防止菜叶萎蔫
C．防止产生的乳酸挥发 D．乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制
10．有一掺有酵母菌的葡萄糖液，吸进氧气的体积与放出二氧化碳的体积之比为3∶5，因为 （ ）
A.有1/4的酵母菌在进行有氧呼吸 B.有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸
C.有1/2的酵母菌在进行有氧呼吸 D.有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸
11.用培养液培养三种细菌，让它们在三个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层。如果此时往三支试管中通入氧气，则细菌的繁殖速度可能发生的变化是 （ ）
选择项
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
A
加快
减慢
不变
B
减慢
加快
加快
C
加快
减慢
减慢
D
减慢
加快
减慢

12．晚上在密闭的居室内放置大型绿色植物，可能影响人体健康，主要原因是： （ ）
A．光合作用吸收O2，放出CO2 B．光合作用吸收CO2，放出O2
C．呼吸作用吸收O2，放出CO2 D．呼吸作用吸收CO2，放出O2
13.将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶片（甲），另一枝保留两张叶片（乙、丙），叶片置玻璃盒中密封（玻璃盒大小足以保证实验顺利进行），在甲叶和乙叶的盒中注入14CO2，装置如下图。照光一段时间后，可以检测到放射性的叶片 （ ）

A.仅在甲中 B.仅在甲和乙中 C.仅在甲和丙中 D.在甲、乙和丙中
14.某植物体，经10小时光照测得有300mg的氧气产生。请推断10小时内植物体积累葡萄糖的量 （ ）
A.281.3mg B.271.3mg C.153.7mg D.280.4mg
15．裸藻类植物，体内含有叶绿素并需光，但生物学家却能在黑暗环境中栽培此裸藻（培养基内加入葡萄糖）。这说明 （ ）
A．裸藻是异养生物 B．裸藻不能进行光合作用
C．裸藻既能营自养生活又能营异养生活 D．叶绿素行使功能时不需光
16．（多选）下列细胞器在其生命活动过程中均可产生水的是： （ ）
A．核糖体 B．叶绿体 C．中心体D．线粒体
17．（多选）绿色植物在暗室中生长可以消耗的物质是 （ ）
A．ATP B．葡萄糖 C．CO2 D．O2
18．（多选）右图表示两类动物的耗氧量与环境温度的关系。下列叙述中正确的是 （ ）
Ａ．甲是恒温动物
B．乙是恒温动物
C．甲是变温动物
D．乙是变温动物
19．（多选）下列存在于人体细胞并且能为人体生命活动提供能量的物质是： （ ）
A．葡萄糖 B．淀粉 C．脂肪 D．糖元
20．（多选）较长时间的无氧呼吸，陆生植物就会受伤死亡的原因是 （ ）
A．产物酒精使蛋白质变性，细胞死亡 B．释放能量少，进而加速有机物的消耗
C．无氧呼吸放出的大量热量导致酶变性失活 D．缺少某些中间产物，阻碍某些物质的合成
二、非选择题
21．猪笼草是一种食虫植物，它以瓶带盖的叶捕捉昆虫，并以其分泌物消化虫体。为检测此分泌物的性质，做了如下实验：取6支大小一样的洁净试管，加入经过不同温度处理的检测液后，再分别加入瘦肉块和马铃薯块，两小时后观察现象，记录如下表。请据表回答问题：
编号
加入物
条件
现象
1
2mL水＋1cm3瘦肉块
室温
无明显变化
2
2mL新鲜分泌物＋1cm3瘦肉块
室温
瘦肉块明显变化
3
2mL新鲜分泌物＋1cm3瘦肉块
煮沸后冷却到室温
无明显变化
4
2mL水＋1cm3马铃薯块
室温
无明显变化
5
2mL新鲜分泌物＋1cm3马铃薯块
室温
无明显变化
6
2mL新鲜分泌物＋1cm3马铃薯块
煮沸后冷却到室温
无明显变化
（1）此分泌物中有___________，没有___________。
（2）试管1和试管4在此实验中的作用是___________。
（3）试管3不同于试管2的处理之后，根据观察到的现象说明分泌物的活性受_______的影响。
（4）猪笼草捕食昆虫是对土壤溶液中缺少___________元素的一种适应。
22．右图为成熟的绿色植物细胞内代谢图解，其中A表示水，请据图分析回答有关问题：
(1)细胞在生成物质B的过程中，还产生物质 ，被过程②利用。物质C从细胞外到细胞内并参与过程②中的第一个步骤，这一步骤叫做 。如果物质C的供应突然停止，过程②中 （物质 ）会增多。
(2)过程①中能量变化是 。
(3)细胞吸收物质E的方式是 。若将该种细胞甲放入0.3g／mL的蔗糖溶液中，细胞乙放入0.3g／mL的硝酸钾中，过半小时后镜检，能观察到质壁分离的是 细胞。

23．下图示某植物生理作用与环境因素之间的关系，请据图回答：
(1)甲图中，A点时，表示植物只能进行 作用，B点表示 与 达到相等。
(2)上述甲、乙两图表示，影响光合作用的因素包括 。
(3)甲图曲线E、F是表示20℃和30℃的环境中所得到的曲线，其中表示20℃时光合作用效率的是 曲线。
24．如右图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下C02的释放量和O2吸收量的变化，请据图回答：

(1)在外界氧浓度为10％以下时，该器官的呼吸作用方式是 。
(2)说明无氧呼吸强度与O2浓度之间的关系 。
(3)实线和虚线相交于C点，对于B、C点，以下叙述正确的有 ( )
A．C点时，植物既进行无氧呼吸，又进行有氧呼吸
B．C点时，植物只进行有氧呼吸，此时无氧呼吸被完全抑制
C．B点时，无氧呼吸强度最弱
D．B点时，植物细胞呼吸最弱
(4)AB段表示C02释放量减少，其原因是 。
(5)图中阴影部分的面积代表 。
(6)当外界氧浓度为4％-5％时，该器官C02的释放量相对值为0．6，而O2的吸收量相对值为0．4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的 倍。
(7)由此可见，保存水果、蔬菜，应控制空气流通，使氧浓度保持在