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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 ，统称为细胞代谢。
2、酶的发现：发现过程，发现过程中的科学探究思想，发现的意义。
3、酶的概念：酶是 产生的具有催化作用的 ，绝大多数是 ，少数是 。
4、酶的特性：（1） ，酶比无机催化剂的催化效率高。
（2） ，一种酶只能催化 化学反应。
（3）作用条件温和性
5、活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量。
6、酶的作用实质：______________________________________________________________。
二、影响酶促反应的因素（难点）
酶浓度
酶促反应速率 温度： 使酶失活。 降低酶
活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。
PH ：过酸、过碱使酶失活
底物浓度 酶活性 激活剂
抑制剂
第二节 细胞的能量“通货”——ATP
一、ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做
二、结构简式： A代表 ， P代表 ，～代表 。
三、ATP和ADP之间的相互转化（物质可逆、能量不可逆、酶不同）
1、ADP + Pi+能量→ATP此过程一般与细胞中 反应相联系
2、ATP→ADP + Pi+能量此过程一般与细胞中 反应相联系
3、ADP转化为ATP所需能量来源：
动物和人：
绿色植物：
ATP水解释放的能量去向：_______________________（光合作用中光反应产生的ATP水解释放的能量仅用于暗反应）
细胞内ATP含量_________，产生速度____________，消耗速度______________。
在某些代谢过程中GTP也提供能量。
第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸
1、概念： 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 的过程。
2、有氧呼吸
总反应式：
第一阶段：场所 反应式：
第二阶段：场所 反应式：
第三阶段：场所 反应式：
3、无氧呼吸（第一阶段与有氧呼吸相同；仅第一阶段释放能量）
无氧呼吸产生酒精反应式： 发生生物：_____________，________。
产生乳酸反应式： 发生生物：_______，乳酸菌，_______，玉米胚。
微生物的无氧呼吸也叫
4、有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸：所释放的能量一小部分用于生成ATP，大部分以 散失。
无氧呼吸：释放出的能量部分用于生成ATP，部分以热能形式散失，大部分未释放的能量储存于 。
5、影响呼吸速率的外界因素：
（1）、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。如下图所示，在CO2释放总量最低时，最有利于储存，因为此时CO2释放最少，代表消耗的有机物最低。
（3）、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。
（4）、CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
第四节 能量之源——光与光合作用
一、光合色素：作用---吸收、传递、转化光能
__________ (_______）
叶绿素 主要吸收_____________光
__________ (_______）
光合色素
__________（_______）
类胡萝卜素 主要吸收_____________光
__________（ 黄色 ）
二、绿叶中色素的提取和分离
1、色素提取原理：绿叶中的色素都能溶解在 中
2、色素分离原理：不同色素 不同，溶解度______的色素随层析液在滤纸上扩散得_______，因此不同色素随层析液在滤纸上的扩散而分离开。
3、 方法步骤中需要注意的问题：
（1）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？
二氧化硅： 碳酸钙：
（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？

（3）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？

（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，自上而下依次代表的色素是 。
最宽的是 ，最窄的是 。
三、捕获光能的结构——叶绿体
1．分布：绿色植物的____________细胞中
2．形态：一般呈________________________
3．结构：
双层膜 外膜
内膜
基 粒 ：每个基粒含两个以上的__________，吸收光能的四种色素就分布在___________上
（叶绿体内有许多个类囊体，极大的扩展了_______________）
基 质 ：含多种与光合作用所需的酶，及少量DNA、RNA
四、光合作用的过程：
1、总反应式：
2、光反应阶段：必须有光才能进行
（1）场所：
（2）物质变化反应式：
水的光解：
ATP形成：
（3）能量变化：光能转化为
3、暗反应阶段：有光无光都能进行
（1）场所：
（2）物质变化
CO2的固定：
C3的还原：
（3）能量变化：ATP中活跃的化学能转化为
4、联系：光反应为暗反应提供 ，暗反应为光反应提供合成ATP和[H]的原料 。
五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
1、光照强度
①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响________________阶段，制约___________________的产生，进而制约_______________阶段。
②图像分析：A点时只进行_________________；AB段随着光照强度的增强，_________________________________强度也增强；B点时代谢特点为_______________________________________；此时B点光照强度称为________________，BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度称为_____________________________，限制C点的环境因素可能有_______________________________________________________等。
完成填空后，在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转移方向。
③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
2、CO2浓度
①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响___________阶段，制约___________生成。
②图像分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即_______________点，而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点对应的CO2浓度表示_________________点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。
③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。
3、温度
①原理分析：是通过影响_______________进而影响光合作用。
②图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。
③应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。
4、必需矿质元素
①图像分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。
②应用分析：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。
六、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 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 生物。
如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将 合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.
举例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌
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、1、化学反应3、活细胞 有机物 蛋白质 RNA 4、高效性 专一性 一种或一类 5、常态 活跃状态 6、降低化学反应所需的活化能
高温 低温
第二节 细胞的能量“通货”——ATP
三磷酸腺苷
A—P～P～P，A代表腺苷，P代表磷酸集团，～代表高能磷酸键
1、放能 2、吸能 3、动物和人：呼吸作用 绿色植物：呼吸作用、光合作用 4、用于各项生命活动 5、低（少） 快 快
第三节 ATP 的主要来源——细胞呼吸
一、1、有机物 ATP 2、C6H12O6 +6O2 酶→ 6CO2 +6H2O +大量能量
细胞质基质、C6H12O6 酶→ 2丙酮酸+少量[H]+少量能量
线粒体基质、 2丙酮酸+6H2O 酶→ 6CO2+大量[H] +少量能量
线粒体内膜、 24[H]+6O2 酶→ 12H2O+大量能量
C6H12O6 酶→ 2C2H5OH+2CO2+少量能量 植物 酵母菌 C6H12O6 酶→ 2乳酸+少量能量 动物马铃薯块茎 发酵 4、热能 乳酸或酒精
第四节 能量之源——光与光合作用
一、叶绿素a 蓝绿色，叶绿素b 黄绿色 红光和蓝紫光 胡萝卜素 橙黄色 叶黄素 蓝紫光
二、1、有机溶剂（如无水乙醇） 2、在层析液中溶解度 高 快 3、（1）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）防止层析液挥发对人体造成伤害 （3）防止细线中的色素被层析液溶解而影响实验结果 （4）四条 从上之下依次是：胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a，叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。
三、1、叶肉 2、球形或椭圆形 类囊体 类囊体薄膜 吸收光的面积
四、1、总反应式：CO2+H2O （CH2O）+O2，其中（CH2O）表示糖类。
2、场所：类囊体薄膜上
物质变化：水的光解：H2O 1/2O2+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
3、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有机物中稳定的化学能
ATP和[H] ADP和Pi
五、1、光反应 ATP和[H] 暗反应 呼吸作用 光合作用 呼吸作用强度等于光合作用强度 光的补偿点 光的饱和点 二氧化碳浓度 温度 2、暗反应 C3 二氧化碳补偿点 二氧化碳饱和点 3、酶活性
六、1、氧化 自养 二氧化碳和水
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