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总结复习
第5章 细胞的能量供应和利用
1、酶的概念：是活细胞产生的具有催化作用的一类有机物。
一、降低化学反应活化能的酶
3、酶的作用：催化作用，可降低化学反应的活化能，提高化学反应速率，但不改变反应方向和平衡点。反应前后酶的性质和数量不变。
2、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，能分解酶的酶是蛋白酶），少数种类是RNA。
4、酶的特性：
（1）高效性：催化效率比无机催化剂高许多。
（2）专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
（3）酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。
*①温度：温度过高会使酶变性失活；过低只会降低酶的活性，升温后活性可恢复。
*②酸碱度：过酸、过碱都会使酶变性失活。（胃蛋白酶是1.5-2.2）
5、影响酶促反应的因素：
（1）底物浓度（2）酶浓度（3）PH值：过酸、过碱使酶失活
（4）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（低温下保存酶制剂）。
一、降低化学反应活化能的酶
1、ATP是三磷酸腺苷的英文缩写。
结构简式： A一P~P~P，其中：
“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团，
“~”代表高能磷酸键，“—”代表普通化学键。
*注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能磷酸化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。
二、细胞的能量“通货”—ATP
2、ATP与ADP的转化：
能量来源：光合作用和呼吸作用，去路：合成ATP
此过程释放能量，用于一切生命活动。
ATP 酶 ADP + Pi + 能量
ADP+ Pi +能量 酶 ATP
注：ATP和ADP的相互转化中，酶不相同，物质是可逆，能量是不可逆的。
二、细胞的能量“通货”—ATP
3、主要的能源物质：糖类
主要的储能物质：脂肪
直接的能量来源：ATP
最终能量来源：太阳能
4、产生ATP的生理过程：
有氧呼吸、无氧呼吸、光反应（暗反应不能产生）。
*在绿色植物的叶肉细胞内，形成ATP的场所是：
线粒体（有氧呼吸的主要场所）、细胞质基质（无氧呼吸）、叶绿体基粒（光反应）
二、细胞的能量“通货”—ATP
1、有氧呼吸：
指细胞在有氧的参与下，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，释放出大量能量，生成ATP的过程。
有氧呼吸过程：
（1）第一阶段：葡萄糖的初步水解（不彻底） 场所：细胞质基质
C6H12O6→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量（2 ATP）
（2）第二阶段：丙酮酸的彻底水解 场所：线粒体基质
2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量（2 ATP）
（3）第三阶段：[H]的氧化 场所：线粒体基质
24[H]+602→12H2O+大量能量（34 ATP）
总反应式：
C6H12O6+6H2O+ 602 →6CO2+ 12H2O +大量能量（38 ATP）
（注意：产物H2O中的氧只来自于第三阶段的O2）
三、细胞呼吸的原理和应用
2、无氧呼吸：
一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。
无氧呼吸过程：（只在第一阶段释放能量）
（1）第一阶段：葡萄糖的初步水解 场所：细胞质基质
C6H12O6→2C3H4O3（丙酮酸）＋4[H]+少量能量（2 ATP）
（2）第二阶段：丙酮酸的不彻底水解 场所：细胞质基质
2C3H4O3（丙酮酸）
2C3H6O3（乳酸）
酶
2C2H5OH（酒精）
+2CO2
酶
三、细胞呼吸的原理和应用
总反应式：
①酒精发酵：C6H12O6→2C2H5OH（酒精）＋ 2CO2+少量能量（2 ATP）
例：酵母菌、大多数植物（小麦、水稻、苹果、梨等）；
②乳酸发酵：C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+少量能量（2 ATP）
例：高等动物、人、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）
3、有氧呼吸中，葡萄糖：O2：CO2= 1：6：6
酒精发酵中，葡萄糖：酒精：CO2= 1：2：2
4、有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。
三、细胞呼吸的原理和应用
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。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高,细胞呼吸越强。
②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。
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。
④CO2：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。
三、细胞呼吸的原理和应用
6、细胞呼吸的应用
①粮食种子储藏：低温、低氧、干燥，抑制呼吸作用，减少有机物消耗。
②水果、蔬菜保鲜：零上低温、低氧、一定湿度、高CO2，抑制呼吸作用。
③中耕松土、排水：促进根细胞呼吸作用，为矿质元素吸收供应能量。
④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。
⑤食醋、味精、酸奶、泡菜制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌（食醋）、谷氨酸棒状杆菌（味精）进行有氧呼吸；乳酸菌无氧呼吸制作酸奶、泡菜。
⑥用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，避免厌氧菌繁殖。
三、细胞呼吸的原理和应用
1、光合作用：
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
2、实验——绿叶中色素的提取和分离
（1）提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂中，因此可用无水乙醇提取色素。
（2）分离原理：绿叶中不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
（3）研磨时，加入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。
（4）滤液细线不能触及层析液，防止细线中的色素被层析液溶解。
四、光合作用与能量转化
3、光合色素（在类囊体的薄膜上）:
色素有4种:
①叶绿素a（蓝绿色），②叶绿素b（黄绿色），统称为叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光。
③胡萝卜素（橙黄色）④叶黄素（黄色），统称为类胡萝卜素，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，绿光下光合作用最弱。
4、叶绿体是进行光合作用的场所。
色素分布在类囊体的薄膜上，酶分布在类囊体的薄膜上（基粒）和叶绿体的基质中。
四、光合作用与能量转化
光反应阶段 暗反应阶段
场所
条件
物质变化
能量变化
联系
过程
项目
叶绿体类囊体薄膜上
叶绿体基质
光、色素、酶
多种酶
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
光反应为暗反应提供ATP和NADPH
暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料
四、光合作用与能量转化
6、光合作用反应式：
7、影响光合作用的外界因素
（1）光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快。（影响光反应）
（2）水：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。
（3）二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度（二氧化碳饱和点）后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。（影响暗反应）
（4）温度：温度可影响酶的活性。（主要影响暗反应）
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O)+ O2
糖类
四、光合作用与能量转化
8、温室栽培植物时，白天适当提高温度，提高光合作用；晚上适当降温，抑制无氧呼吸。
9、化能合成作用：自然界中少数种类的细菌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，叫做化能合成作用。
这些细菌属于自养生物。
四、光合作用与能量转化

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