高一生物知识点：细胞的能量供应和利用
<p>高中是每位家长和孩子人生的转折，为了帮助考生更好的备考高考，优学物理网为你整理高一生物知识点：细胞的能量供应和利用。</p><p>细胞的能量供应和利用</p><p>H2O 外界</p><p>水</p><p>H2O O2 矿质元素</p><p></p><p>光 ATP 原生质</p><p>ADP+PI 热能</p><p>ATP</p><p>ADP+PI</p><p>CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2</p><p>一、 酶——降低反应活化能</p><p>◎ 新陈/细胞代谢：活细胞内全部有序化学反应的总称。</p><p>◎ 活化能：分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。</p><p>1. 发现</p><p>①巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。</p><p>②巴斯德(法、微生物学家)：发酵与活细胞有关;发酵是整个细胞。</p><p>③利比希(德、化学家)：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。</p><p>④比希纳(德、化学家)：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。</p><p>⑤萨姆纳(美、科学家)：从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。</p><p>⑥许多酶是蛋白质。</p><p>⑦切赫与奥特曼(美、科学家)：少数RNA具有生物催化功能。</p><p>2.定义</p><p>酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。</p><p>注：</p><p>①由活细胞产生(与核糖体有关)</p><p>②催化性质：A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能，提高化学反应速度。</p><p>B.反应前后酶的性质和数量没有变化。</p><p>③成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。</p><p>3.特性</p><p>① 高效性：催化效率很高，使反应速度很快，是一般无机催化集的107——2023倍。</p><p>② 专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 → 多样性 。</p><p>③ 需要合适的条件(温度和pH值) → 温和性 → 易变性 。</p><p>酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等，过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性，但不破坏酶的分子结构。</p><p>图例</p><p>解析 在底物足够，其他因素固定的条件下，酶促反应的速度与酶浓度成正比。 1.在S较低时，V随S增加而加快，近乎成正比;</p><p>2.在S较低时，V随S增加而加快，但不显著;</p><p>3.当S很大且达到一定限度时，V也达到一个最大值，此时即使再增加S，反应也几乎不再改变。</p><p>1.在一定T内V随T的</p><p>升高而加快;</p><p>2.在一定条件下，每一种酶在某一T时活力最大，称最适温度;</p><p>3.当T升高到一定限度时，V反而随温度的升高而降低。</p><p>◎动物T：35—40℃</p><p>PH ： 6.5—8.0</p><p>◎ 酶工程</p><p>生产提取 制成 酶制剂 应用 治疗疾病;加工和生产一些产品;</p><p>和分离纯化 固定化酶 化验诊断和水质检测;其他分支。</p><p>二、ATP(三磷酸腺苷)</p><p>◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行各项生命活动的直接</p><p>能源，它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。</p><p>1.结构简式</p><p>A — P ～ P ～ P</p><p>腺苷 普通化学键13.8KJ/mol 高能磷酸键 30.54 KJ/mol 磷酸基团</p><p>2.ATP与ADP的转化</p><p>ATP</p><p>呼吸作用</p><p>(线粒体) 吸 Pi</p><p>(细胞质基质) 能 吸收分泌(渗透能)</p><p>(叶绿体) 放 肌肉收缩(机械能)</p><p>光合作用 Pi 能 神经传导、生物电(电能)</p><p>ADP (每个活细胞) 合成代谢(化学能)</p><p>体温(热能)</p><p>萤火虫(光能)</p><p>◎ 糖类—主要能源物质 热能 散失</p><p>太阳光能 脂肪—主要储能物质 氧化</p><p>(直接能源) 蛋白质—能源物质之一 分解 化学能 ATP</p><p>水解酶、放</p><p>◎ ATP ADP + Pi + 能量</p><p>合成酶、吸</p><p>3.能产生ATP： 线粒体、叶绿体、细胞质基质</p><p>能产生水： 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核</p><p>能碱基互补配对： 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核</p><p>三、ATP的主要来源——细胞呼吸</p><p>◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气，排出二氧化碳的过程。</p><p>◎细胞呼吸是指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。分为：</p><p>有氧呼吸 无氧呼吸</p><p>概念 指细胞在氧的参与下，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，释放能量，生成许多ATP的过程。 指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。</p><p>过程 ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + + 2ATP</p><p>② 2丙酮酸+ 6H2O → 6CO2 + + 2ATP</p><p>③ + 6O2 → 12H2O + 34ATP ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + + 2ATP</p><p>→ 2C3H6O3</p><p>② 2丙酮酸 → 2C2H5OH + 2CO2</p><p>反应式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP</p><p>→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP</p><p>不同点 场所 ： ①②线粒体基质 ③内膜 始终在细胞质基质</p><p>条件 ： 除①外，需分子氧、酶 不需分子氧、需酶</p><p>产物 ： CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸</p><p>能量 ： 大量、合成38ATP(2023KJ) 少量、合成2ATP(61.08KJ)</p><p>相同点 联系 ： 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同，以后阶段不同</p><p>实质 ： 分解有机物，释放能量，合成ATP</p><p>意义 ： 为生物体的各项生命活动提供能量;为体内其他化合物合成提供原料</p><p>◎比较</p><p>光合作用 呼吸作用</p><p>反应场所 绿色植物(在叶绿体中进行) 所有生物(主要在线粒体中进行)</p><p>反应条件 光、色素、酶 酶(时刻进行)</p><p>物质转变 把无机物CO2和H2O合成有机物(CH2O) 分解有机物产生CO2和H2O</p><p>能量转变 把光能转变成化学能储存在有机物中 释放有机物的能量，部分转移ATP</p><p>实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量、产生ATP</p><p>联系 有机物、氧气</p><p>光合作用 呼吸作用</p><p>能量、二氧化碳</p><p>◎ 光合作用的实质</p><p>通过光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物，同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。</p><p>四、光和光合作用</p><p>◎光合作用是指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</p><p>有机物，并释放出氧气的过程。影响因素有：光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素等。</p><p>1.发现</p><p>内容 时间 过程 结论</p><p>普里斯特 2023年 蜡烛、小鼠、绿色植物实验 植物可以更新空气</p><p>萨克斯 2023年 叶片遮光实验 绿色植物在光合作用中产生淀粉</p><p>恩格尔曼 2023年 水绵光合作用实验 叶绿体是光合作用的场所释放出氧。</p><p>鲁宾与卡门 2023年 同位素标记法 光合作用释放的氧全来自水</p><p>2.场所</p><p>双层膜</p><p>叶绿体 基质</p><p>基粒 多个类囊体(片层)堆叠而成</p><p>胡萝卜素(橙黄色)1/3</p><p>类胡萝卜素 叶黄素(黄色) 2/3 吸蓝紫光</p><p>色素 (1/4) 叶绿素A(蓝绿色)3/4</p><p>叶绿素(3/4) 叶绿素B(黄绿色)1/4 吸红橙和蓝紫光</p><p>3.过程</p><p>光反应 暗反应</p><p>条件 光、色素、酶 CO2、、ATP、酶</p><p>时间 短促 较缓慢</p><p>场所 内囊体的薄膜 叶绿体的基质</p><p>过程 ① 水的光解</p><p>2H2O → 4 + O2</p><p>② ATP的合成/光合磷酸化</p><p>ADP + Pi + 光能 → ATP ① CO2的固定</p><p>CO2 + C5 → 2C3</p><p>② C3/ CO2的还原</p><p>2C3 + →(CH2O)</p><p>实质 光能 → 化学能，释放O2 同化CO2，形成(CH2O)</p><p>总式 CO2 + H2O → (CH2O)+ O2</p><p>或 CO2 + 12H2O → (CH2O)6 + 6O2 + 6H2O</p><p>物变 无机物CO2、H2O → 有机物(CH2O)</p><p>能变 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能</p><p>◎ 同位素示踪</p><p>14C 光反应 2C 3 暗反应 (14CH2O)</p><p>3H2O 固定 还原 (C3H2O)</p><p>H218O 光 18O2</p><p>◎ 人为创设条件，看物质变化：</p><p>1. 光照 → 和ATP → 暗反应 → (CH2O)</p><p>↓ ↓ ↓ ↓</p><p>切断 → 不能生成 → 不能进行 → 不能生成</p><p>2. CO2 → C5 → C3 → (CH2O)</p><p>↓ ↓ ↓ ↓</p>
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