2019-2020年高中生物 第五章《 细胞的能量供应和利用》复习 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用复习 新人教版必修1一、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、酶的发现：1857年， 巴斯德 毕希纳 1926年， 萨姆钠20世纪80年代，切赫和奥特曼3、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。4、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。6、酶的本质是蛋白质7、酶与无机催化剂比较：相同点： 反应前后，本身不发生改变； 只催化热力学允许进行的反应； 降低活化能，改变化学反应速率，但不改变化学反应平衡点；不同点：酶的特性 高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快； 专一性：一种酶只能催化一种或一类化合物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽； 多样性：生物体内具有种类很多的酶。 反应条件温和性：酶促反应一般是在较温和的条件下进行的，即常温、常压、生理pH条件下 活性可调节性：包括抑制剂和启动剂调节、回馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。 有些酶的催化活性与辅因子有关。 易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。二、影响酶促反应的因素（难点）1、酶浓度对酶促反应速度的影响 当底物足够，其它条件固定时，酶促反应速度与酶分子的浓度成正比。酶分子越多，底物转化的速度越快。但事实上，当酶浓度很高时，并不保持这种关系，曲线逐渐趋向平缓。 2、底物浓度对酶促反应速度的影响 在生化反应中，若酶的浓度为定值，底物的起始浓度较低时，酶促反应速度与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加而增加。当底物浓度较高时，反应速率加快，但不显著。当底物浓度达到最大时，反应速率几乎不再变。 3、温度对酶促反应速度的影响在一定的温度范围内，酶促反应随温度升高而加快。当温度达到一定限度时，酶促反应随温度升高而减慢。各种没在某一温度时，酶活性最强，酶促反应速度最大，称为酶的最适温度。注：低温导致酶活性下降，高温导致酶活性丧失。 4、pH对酶促反应速度的影响每一种酶只能在一定范围限度的pH范围内表现出活性，超过范围便失去活性。酶在某一个pH时活性最大，这个pH称为最适pH。 5、启动剂对酶促反应速度的影响 6、抑制剂对酶促反应速度的影响三、实验1、 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79） 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、因变量、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、 ATP：是细胞内的一种高能磷酸化合物，三磷酸腺苷的英文缩写二、ATP的结构简式：APPP，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。三、ATP的生理功能：直接给细胞的生命活动提供能量。四、ATP和ADP的相互转换APPP 断裂 水解 释放能量水解酶、放能合成酶、储能ATP ADP + pi（游离的磷酸）+ 能量 注：该反应是不可逆反应，因为催化剂（即所需酶）不同，能量不同，进行场所不同五、ATP的利用： 1、渗透能：用于细胞主动运输。 2、光能：生物发光（eg.萤火虫）3、机械能：肌细胞收缩。 4、电能：用于生物发电、发光（eg.电鳐）5、热能：人体恒温。 6、生物电：大脑思考。酶、吸收能量、ATP的水解释放能量、ATP的合成葡萄糖（小分子物质）+ 果糖 蔗糖（大分子物质）第三节 ATP 的主要细胞呼吸 一、细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。二、有氧呼吸酶总反应式：C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O + 大量能量第一阶段：葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 酶C6H12O6 2C3H4O3（丙酮酸）+4H+ 少量能量（2个ATP + 热能）第二阶段：丙酮酸的彻底分解 场所：线粒体基质 酶2C3H4O3（丙酮酸）+ 6H2O 6CO2 + 20H + 少量能量（2个ATP + 热能）第三阶段：H的氧化 场所：线粒体内膜 24H + 6O212H2O + 大量能量（34个ATP + 热能）三、无氧呼吸 反应场所：细胞质基质第一阶段：葡萄糖的初步分解 酶C6H12O6 2C3H4O3（丙酮酸）+4H+ 少量能量（2个ATP + 热能）第二阶段：产生酒精、CO2 或乳酸 酶C6H12O6 2C2H5OH（酒精） + 2CO2 + 少量能量 发生生物：动物，乳酸菌，马铃薯块茎，玉米胚酶C6H12O6 2C3H6O3（乳酸） + 2CO2 + 少量能量 发生生物：大部分植物，酵母菌注意：无机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生成水四、有氧呼吸和无氧呼吸的比较呼吸类型有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所细胞质基质、线粒体细胞质基质是否需氧是否分解产物CO2 、H2O酒精、CO2 或乳酸释能情况大量少量 五、影响细胞呼吸的因素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。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。六、判断细胞呼吸方式 不消耗O2，释放CO2，只进行酒精式无氧呼吸。 O2吸收量 = CO2释放量，进行有氧呼吸或乳酸式无氧呼吸。 O2吸收量 CO2释放量，两种呼吸方式同时进行，多余的CO2来自酒精式无氧呼吸。 酒精生成量 = CO2释放量，只进行酒精式无氧呼吸。 酒精生成量 CO2释放量， 两种呼吸方式同时进行，多余的CO2来自有氧呼吸。第四节 能量之源光与光合作用 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叶绿素（3/4）二、光合色素 叶绿素a（蓝绿色）绿叶中的色素 叶绿素b （黄绿色）类胡萝卜素（1/4） 胡萝卜素 （橙黄色）叶黄素 （黄色）注：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。三、光合作用的探究历程： 1771年，英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。 1785年，荷兰科学家英格豪斯，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。1864年,德国科学家萨克斯，把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。1880年，德国科学家思吉尔曼，用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。1939年代美国科学家鲁宾卡门，采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。四、叶绿体1、结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体堆栈构成） 与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。 吸收光能的4种色素分布于类囊体的薄膜上。五、光合作用的原理光能叶绿体1、光合作用的过程： （熟练掌握课本P103下方的图） 2、总反应式：CO2 + H2O （CH2O）+ O2 其中，（CH2O）表示糖类。3、分类：根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。 光反应阶段：必须有光才能进行 场所：类囊体薄膜上反应式：水的光解：H2O O2+2HATP形成：ADP + Pi + 光能 ATP光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能 暗反应阶段：有光无光都能进行 场所：叶绿体基质 CO2的固定：CO2 + C5 2C3C3的还原：2C3 + H + ATP （CH2O）+ C5 + ADP + Pi 暗反应中，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 六、影响光合作用的因素1、光对光合作用的影响 光的波长 叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。 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 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，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。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CO24、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、光合作用的应用 1、适当提高光照强度。 2、延长光合作用的时间。 3、增加光合作用的面积合理密植，间作套种。 4、温室大棚用无色透明玻璃。 5、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。 6、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。八、化能合成作用概念：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，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CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.九、 实验绿叶中色素的提取和分离1 、实验原理：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） 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。 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。 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 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。第6章细胞的生命历程第1节 细胞的增殖一、限制细胞长大的原因细胞表面积与体积的比。 细胞的核质比。二、细胞增殖：细胞增殖是生物体的重要生命特征，细胞以分裂的方式进行增殖。单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍的方式产生新的个体。多细胞生物，以细胞分裂的方式产生新的细胞，用来补充体内衰老和死亡的细胞；同时，多细胞生物可以由一个受精卵，经过细胞的分裂和分化，最终发育成一个新的多细胞个体。1、细胞增殖的意义：生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础2、真核细胞分裂的方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂三、细胞周期1、概念：指连续分裂（前提）的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。2、两个阶段 分裂间期：从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成（即染色体的复制）。 分裂期：分为前期、中期、后期、末期与有丝分裂有关的细胞器：中心体、线粒体（供能）、核糖体（合成蛋白质）、高尔基体（形成细胞壁）3、特点：分裂间期所占时间长。四、植物细胞有丝分裂各期的主要特点：1、分裂间期特点：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态2、前期特点：出现染色体、出现纺锤体 核膜、核仁消失 染色体特点：1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。 2、每个染色体都有两条姐妹染色单体3、中期特点：所有染色体的着丝点都排列在赤道板上 染色体的形态和数目最清晰染色体特点：染色体的形态比较固定，数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。4、后期特点：着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别向两极移动。 纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极染色体特点：染色单体消失，染色体数目加倍。5、末期特点：染色体变成染色质，纺锤体消失。 核膜、核仁重现。 在赤道板位置出现细胞板，并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁前期：膜仁消失显两体。 中期：形定数晰赤道齐。后期：点裂数加均两极。 末期：膜仁重现失两体。五、植物与动物细胞的有丝分裂的比较相同点：1、都有间期和分裂期。分裂期都有前、中、后、末四个阶段。 2、分裂产生的两个子细胞的染色体数目和组成完全相同且与母细胞完全相同。染色体在各期的变化也完全相同。 3、有丝分裂过程中染色体、DNA分子数目的变化规律。动物细胞和植物细胞完全相同。不同点：植物细胞动物细胞前期纺锤体的来源由两极发出的纺锤丝直接产生由中心体周围产生的星射线形成。末期细胞质的分裂细胞中部出现细胞板形成新细胞壁将细胞隔开。细胞中部的细胞膜向内凹陷使细胞缢裂五、有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。六、无丝分裂：特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。