高中高二高考生物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 必修

1、(五)細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用一、 酶降低反應(yīng)活化能   新陳細(xì)胞代謝：活細(xì)胞內(nèi)全部有序化學(xué)反應(yīng)的總稱。   活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變成容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。    1 發(fā)現(xiàn) 巴斯德之前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)。  巴斯德（法、微生物學(xué)家）：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)；發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞。  利比希（德、化學(xué)家）：引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。  比希納（德、化學(xué)家）：酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像

2、在活酵母細(xì)胞中一樣。  薩姆納（美、科學(xué)家）：從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質(zhì)。  許多酶是蛋白質(zhì)。  切赫與奧特曼（美、科學(xué)家）：少數(shù)RNA具有生物催化功能。  2定義 ：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。 注： 由活細(xì)胞產(chǎn)生（與核糖體有關(guān)）  成分：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。催化性質(zhì)：A.比無機(jī)催化劑更能減低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速度。  B.反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量沒有變化。  3特性 高效性：催化效率很高，使反應(yīng)速度很快  專一性

3、：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。 需要合適的條件（溫度和pH值）  溫和性  易變性特異性 。  酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值等，過酸、過堿、高溫都會(huì)破壞酶分子結(jié)構(gòu)。低溫也會(huì)影響酶的活性，但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。圖例 V 酶濃度 V底物濃度S V溫度解析 在底物足夠，其他因素固定的條件下，酶促反應(yīng)的速度與酶濃度成正比。 在S在一定范圍內(nèi)，V隨S增加而加快，近乎成正比；當(dāng)S很大且達(dá)到一定限度時(shí)，V也達(dá)到一個(gè)最大值，此時(shí)即使再增加S，反應(yīng)幾乎不再改變。  在一定溫度范圍內(nèi)V隨T的

4、升高而加快在一定條件下，每一種酶在某一溫度時(shí)活力最大，稱最適溫度；當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，V反而隨溫度的升高而降低。 二、ATP（三磷酸腺苷）   ATP是生物體細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物，是生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能源，它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。  1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式  A  P  P  P 合成酶水解酶 腺苷  普通化學(xué)鍵 高能磷酸鍵  磷酸基團(tuán)  （13.8KJ/mol） （30.54 KJ/mol） 2ATP與A

5、DP的轉(zhuǎn)化   ATP  ADP + Pi + 能量  ATP  水解酶動(dòng)態(tài)平衡合成酶 放能呼吸作用  每一個(gè)細(xì)胞的生命活動(dòng)（線粒體 、 吸能 細(xì)胞質(zhì)）   Pi Pi ADP  糖類主要能源物質(zhì) 熱能散失太陽光能  脂肪主要儲(chǔ)能物質(zhì)   氧化分解（直接能源） 蛋白質(zhì)能源物質(zhì)之一  化學(xué)能ATP 三、ATP的主要來源細(xì)胞呼吸  呼吸是通過呼吸運(yùn)動(dòng)吸進(jìn)氧氣，排出二氧化碳的過程。  細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)

6、過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放 出能量并生成ATP的過程。分為：有氧呼吸無氧呼吸  概念指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生 CO2 和H2O釋放能量，生成許多ATP的過程指細(xì)胞在無氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。  過程 C6H12O6  2丙酮酸 +4 H + 少能酶 2丙酮酸+ 6H2O  6CO2 +20 

7、;H+ 少能  24H + 6O2  12H2O + 大量能量 C6H12O6  2丙酮酸 + 4H + 少能  2C3H6O3 乳酸  2丙酮酸   2C2H5OH + 2CO2  反應(yīng)式C6H12O6+6H2O+6O26CO2 + 12H2O +大量能量酶 酶 C6H12O6   2C3H6O3 + 少量

8、能量   2C2H5OH + 2CO2 + 少能 不同點(diǎn)場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線基質(zhì)線內(nèi)膜  始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件  除外，需分子氧、酶 不需分子氧、需酶  產(chǎn)物  CO2 、H2O酒精和CO2或乳酸 能量  大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)  相同點(diǎn)聯(lián)系  從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同，以后階段不同 實(shí)質(zhì)  分解

9、有機(jī)物，釋放能量，合成ATP 意義  為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量四、影響細(xì)胞呼吸作用的因素1、內(nèi)部因素遺傳因素（決定酶的種類和數(shù)量）2、環(huán)境因素（1）溫度溫度以影響酶的活性影響呼吸速率。在最低點(diǎn)與最適點(diǎn)之間，呼吸酶活性低，呼吸作用受抑制，呼吸速率隨溫度的升高而加快。超過最適點(diǎn)，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼吸作用受到抑制，呼吸速率則會(huì)隨著溫度的增高而下降。（2）O2的濃度植物在O2濃度為0時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸，大多數(shù)植物無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2；O2濃度在010%時(shí)，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸；在O2濃度5%時(shí)，呼吸作用最弱；在O2濃度超過10%時(shí)，只進(jìn)行有

10、氧呼吸。有氧環(huán)境對(duì)無氧呼吸起抑制作用，抑制作用隨氧濃度的增加而增強(qiáng)，直至無氧呼吸完全停止在一定氧濃度范圍內(nèi)，有氧呼吸的強(qiáng)度隨氧濃度的增加而增強(qiáng)。呼吸強(qiáng)度呼吸強(qiáng)度（3）CO2濃度從化學(xué)平衡角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。（4）含水量在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨含水量的增加而增強(qiáng)，CO2濃度隨含水量的減少而減弱含水量%五、光合作用  光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。1發(fā)現(xiàn)  內(nèi)容時(shí)間 過程結(jié)論 普里斯特1771年 蠟燭、小鼠、綠色植物實(shí)驗(yàn)植物可以更新空氣  &#

11、160;薩克斯 1864年葉片遮光實(shí)驗(yàn)綠色植物在光合作用中產(chǎn)生淀粉  恩格爾曼 1880年水綿光合作用實(shí)驗(yàn) 葉綠體是光合作用的場(chǎng)所釋放出氧魯賓與卡門1939年 同位素標(biāo)記法 光合作用釋放的氧全來自水 2、場(chǎng)所 雙層膜  葉綠體  基質(zhì) ：DNA，多種酶、核糖體等 基粒  多個(gè)類囊體（片層）堆疊而成  胡蘿卜素（橙黃色）1/3  類胡蘿卜素  葉黃素（黃色） 2/3  吸藍(lán)紫光  色素  （1/4） 葉綠素A（藍(lán)綠色）

12、3/4  葉綠素（3/4 葉綠素B（黃綠色）1/4  吸紅橙和藍(lán)紫光  3過程 光反應(yīng) 暗反應(yīng)  條件光、H2O、色素、酶CO2、H、ATP、C5、酶 時(shí)間 短促  較緩慢 場(chǎng)所 類囊體的薄膜上 葉綠體的基質(zhì)  過程 水的光解 2H2O  4H + O2  ATP的合成：ADP + Pi + 光能  ATP  

13、; CO2的固定：CO2 + C5  2C3   C3/ CO2的還原： 2C3 + H （CH2O）實(shí)質(zhì)光能葉綠體光能  化學(xué)能，釋放O2 同化CO2，形成（CH2O）  總式CO2 + H2O  （CH2O）+ O2   光能葉綠體或 CO2 + 12H2O （CH2O）+ 6O2 + 6H2O

14、  物變 無機(jī)物CO2、H2O  有機(jī)物（CH2O）能變光能  ATP中活躍的化學(xué)能  有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能   光合作用的實(shí)質(zhì)  通過光反應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，通過暗反應(yīng)把二氧化碳和水合成有機(jī)物，同時(shí)把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能貯存在有機(jī)物中。  4、光合作用的意義制造有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變，將CO2和H2O合成有機(jī)物，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽能；調(diào)節(jié)大氣中的O2和CO2含量保持相對(duì)穩(wěn)定； 生物生命活動(dòng)所需能量的最終來源；注：光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。5、影

15、響光合作用速率的因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用光合速率是光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)，它是指單位時(shí)間內(nèi)單位面積的葉片合成有機(jī)物的速率。影響因素包括植物自身內(nèi)部的因素，如處在不同生育期等，以及多種外部因素。(1)單因子對(duì)光合作用速率影響的分析光照強(qiáng)度(如圖所示)曲線分析：A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放CO2量表明此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。AB段表明光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合作用逐漸加強(qiáng)，CO2的釋放量逐漸減少，有一部分用于光合作用；而到B點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，稱B點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)(植物白天的光照強(qiáng)度在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物才能正常生長(zhǎng))。BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作

16、用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了，稱C點(diǎn)為光飽和點(diǎn)。應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比較低，如上圖虛線所示。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置，冬季溫室栽培避免高溫等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。 光照面積(如圖所示)曲線分析：OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn)為光合作用葉面積的飽和點(diǎn)。隨葉面積的增大，光合作用不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照強(qiáng)度在光補(bǔ)償點(diǎn)以下。OB段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加呼吸量(OC段)不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長(zhǎng)。

17、封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。 CO2濃度、含水量和礦質(zhì)元素(如圖所示)曲線分析：CO2和水是光合作用的原料，礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。在一定范圍內(nèi)，CO2、水和礦質(zhì)元素越多，光合作用速率越快，但到A點(diǎn)時(shí)，即CO2、水、礦質(zhì)元素達(dá)到飽和時(shí)，就不再增加了。應(yīng)用：“正其行，通其風(fēng)”，溫室內(nèi)充CO2，即提高CO2濃度，增加產(chǎn)量的方法.合理施肥可促進(jìn)葉片面積增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率。 溫度(如圖所示)曲線分析：光合作用是在酶催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在1035下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段(1035)隨溫度

18、的升高而逐漸加強(qiáng)，B點(diǎn)(35)以上光合酶活性下降，光合作用開始下降，50左右光合作用完全停止。應(yīng)用：冬天溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用：晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證有機(jī)物的積累。(2)多因子對(duì)光合作用速率影響的分析（如圖所示）曲線分析：P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率

19、，也可同時(shí)適當(dāng)充加CO2，進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率?？傊?，可根據(jù)具體情況，通過增加光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的6、總結(jié):光合作用在現(xiàn)實(shí)生活中提高農(nóng)作物產(chǎn)量：延長(zhǎng)光合作用時(shí)間、增大光合作用面積：合理密植 ， 改變植物種植方式：輪作、間作、套作提高光合作用速度使用溫室大棚 使用農(nóng)家肥、化肥 “正其行，通其風(fēng)” 大棚中適當(dāng)提高二氧化碳的濃度 補(bǔ)充人工光照7、計(jì)算 真光合作用速率=凈光合作用速率+細(xì)胞呼吸作用速率CO2吸收DB真光合作用=凈光合作用+呼吸作用凈光合作用O A C呼吸作用 光照強(qiáng)度ECO2釋放光合作用制造的有機(jī)物=光合作用積累的有機(jī)物