高中生物一轮复习 第五章细胞中的能量供应和利用教案 新人教版必修11Word格式.docx
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4.酶的特性：
⑴：
酶的催化效率大约是无机催化剂的107—1013倍。
⑵专一性：
一种酶只能催化化学反应。
5.酶的作用条件较温和：
酶所催化的化学反应一般是在的条件下进行的，过酸、过碱或温度过高，都会使酶的遭到破坏，使酶永久失活；
而在低温下，酶的活性，但不会失活。
＊思考感悟：
酶催化的反应中，酶能否使生成物的量增加？
二．细胞的能量“通货”——ATP
1.结构：
ATP是的英文名称缩写，其结构简式是，一个ATP分子中含有一个腺苷，两个，三个，ATP分子中大量的化学能储存在中。
2.功能：
ATP是细胞内的一种化合物，直接给细胞生命活动提供能量。
3.在有关酶的催化下，ATP分子中远离的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。
4.在有关酶的催化下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的结合，重新形成ATP。
5.ATP和ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的，ADP转化为ATP时所需能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说来自于，对于绿色植物来说，还可以来自。
6.ATP可用于细胞的，各种反应，还可用于生物发光、发电，肌肉收缩，大脑思考等生命活动。
7.细胞内的化学反应吸收和释放的能量通过在吸能反应和放能反应之间循环流通。
ATP分子中去掉两个磷酸基团后形成的物质是什么？
是组成哪种化合物的基本单位之一？
三．ATP的主要来源——细胞呼吸
1.有氧呼吸：
⑴总反应式：
⑵过程：
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
反应物
葡萄糖
生成物
、、ATP
、ATP
能量
少量
大量
有氧呼吸三个阶段相同的生成物是什么？
2.无氧呼吸：
⑴酒精发酵的反应式为；
乳酸发酵的反应式为。
第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，第二阶段的产物是，两个阶段的反应场所都是
四．能量之源——光与光合作用
1.绿叶中色素的提取和分离：
⑴可以利用提取绿叶中的色素，在研磨时还应加如少许和，其中前者有助于，后者可防止研磨中。
⑵分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，的在滤纸上扩散的快，反之则慢。
⑶层析后，在滤纸条上会呈现四条色素带，它们的颜色自上而下依次是、黄色、
、黄绿色，色素带最宽的颜色呈色，最窄的颜色呈色。
2.色素的种类和吸收光谱：
色素种类
颜色
吸收光谱
滤纸条上位置
叶绿素
（约占3/4）
叶绿素a
主要吸收
中下层
叶绿素b
最下层
类胡萝卜素
（约占1/4）
胡萝卜素
最上层
叶黄素
中上层
正常植物的叶为什么呈绿色？
秋季有些植物叶变黄的原因是什么？
3.叶绿体的结构：
一般呈扁平的椭球形或球形，外表具，内部有基粒和，基粒是由堆叠而成。
吸收光能的色素分布于，与光合作用有关的酶分布在。
4.光合作用过程：
⑴光反应：
①场所：
叶绿体的上
②条件：
、色素、酶等
③物质变化：
将水分解为，将ADP和Pi合成ATP
④能量变化：
光能转变为
⑵暗反应：
叶绿体的中
酶、[H]、ATP
a.CO2的固定：
C5+CO2
b.C3的还原：
2C3+[H]
ATP中活跃的化学能转变为
暗反应不需要光，在暗处能否长期进行？
为什么？
5.光合作用原理的应用：
⑴光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造的数量。
⑵影响光合作用强度的因素包括：
空气中、土壤中的多少、光照的和光的以及温度的高低等。
绿色植物和硝化细菌在代谢方面的异同点是什么？
要点点拨：
㈠酶的本质及生理功能：
化学本质
绝大多数是（）
少数是（）
合成原料
氨基酸
合成场所
细胞核（真核生物）
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
生理功能
具有生物催化作用
作用原理
降低（）
讨论：
如何设计实验验证酶的化学本质？
㈡酶的催化作用和高效性的验证实验分析：
1.实验设计及现象分析：
试管号
3%过氧化氢溶液
控制变量
点燃的卫生香检测
结果分析
实验处理
H2O2分解速度（气泡多少）
1
2ml
无助燃性
H2O2自然分解缓慢
2
90℃水浴加热
很少
有助燃性
3
滴加3.5%FeCl32滴
较多
助燃性较强
4
滴加20%肝脏研磨液2滴
很多
助燃性更强
2.实验过程的变量及对照分析：
自变量
因变量
无关变量
对照组
实验组
2号：
3号：
加入3.5%FeCl32滴
4号：
加入20%肝脏研磨液2滴
3.实验结论：
⑴酶具有，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。
⑵酶具有，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
㈢“影响酶活性的条件”的探究分析：
1.温度对酶活性的影响
⑷实验的变量分析
淀粉分解量的多少（用是否出现蓝色及蓝色深浅表示）
特别提醒：
本实验不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。
2．PH对酶活性的影响
⑴原理解读
①H2O2
H2O+O2
②PH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。
本实验中也可将H2O2酶和H2O2分别调至不同PH，再混合，以保证反应一开始便达到预设PH。
㈣与酶有关的曲线解读
⑴在其他条件适、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
⑵在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
㈠ATP与ADP的相互转化过程分析
ATP的合成
ATP的水解
反应式
所需酶
能量来源
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
反应场所
生物体的需能部位
议一议：
ATP和ADP的相互转化是可逆反应吗？
㈡生物体内能源物质的相互关系及能量代谢过程
1.生物体内几种能源物质
⑴根本能源：
；
⑵储备能源：
⑶主要能源：
⑷直接能源：
。
2.能源物质之间的关系：
3.能量代谢过程：
㈢ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线解读
1.A点表示在无氧条件下，细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。
2.AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。
3.BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
三.ATP的主要来源——细胞呼吸
㈠“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验分析
1.实验探究过程
2.实验中的关键步骤
⑴将装置（甲）连通像皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。
⑵B瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清石灰水。
㈡有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较
1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解：
2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较：
类型
有氧呼吸
无氧呼吸
必需条件
物质变化
能量释放
特点
有机物彻底氧化分解，能量完全释放
有机物不彻底氧化分解，能量没有完全释放
联系
①不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。
②原核生物无线粒体，有些原核生物仍可进行有氧呼吸。
③微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。
高考风向标
㈠影响呼吸速率的因素及实践应用
1.内部因素——遗传因素（决定酶的种类和数量）
2.环境因素：
⑴温度
生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。
在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。
⑵O2的浓度
生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。
⑶CO2浓度
从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。
⑷水含量
在作物种子的储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
种子和蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧情况下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定温度。
3.细胞呼吸原理的应用
⑴选用“创可贴”，透气的消毒纱布包扎伤口，为伤口创造透气的环境，避免厌氧病原菌的繁殖，利用伤口愈合。
伤口过深或被锈钉扎伤后，如不及时治疗，会导致破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风。
⑵生产各种酒、味精是利用酵母菌、谷氨酸棒状杆菌等的无氧呼吸，然后进一步加工形成。
⑶作物栽培时要及时松土透气，利于根系的有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收；
稻田需定期排水，否则会因根部进行无氧呼吸产生大量酒精对细胞产生毒害作用，使根腐烂。
⑷提倡有氧运动的原因之一是不会因剧烈运动发生的无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀无力。
⑸粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗。
如果种子含水量过高，呼吸作用使贮藏的种子堆中的温度上升，从而进一步促进种子的呼吸，使种子品质变坏。
⑹在水果和蔬菜的保鲜中，常通过控制呼吸作用以降低它的代谢强度，达到保鲜的目的。
⑺大棚蔬菜进行温度控制，阴天和晚上适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的损耗。
㈡根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况
在以葡萄糖为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：
1.无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。
2.不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。
此种情况下容器内气体体积可增大，如酵母菌的无氧呼吸。
3.当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。
4.当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。
此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可如下分析：
㈠“绿叶中色素的提取和分离”实验分析
1.原理解读
⑴利用色素溶于有机溶剂而不溶于水的性质，可以用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。
⑵利用各种色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同的原理可以使各种色素相互分离，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
2.实验流程图
3.实验中几种化学试剂的作用
⑴无水乙醇的作用：
⑵层析液的作用：
⑶二氧化硅的作用：
⑷碳酸钙的作用：
实验成功的关键：
⑴选材：
应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证。
⑵提取色素：
研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证。
⑶画滤液细线：
细而直，且干燥后重复2—3次，目的。
⑷色素分离：
滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，
。
色素提取液呈淡绿色的原因。
1叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
2.叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较小。
㈡“光合作用的探究历程”分析
思考与讨论：
恩格尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处？
㈢光合作用的过程分析
3.光照与CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP、（CH2O）合成量的影响
条件
C3
C5
[H]和ATP
（CH2O）合成量
停止光照
CO2供应不变
突然光照
光照不变
停止CO2供应
CO2供应增加
CO2供应不变（CH2O）运输受阻
判断某物质的含量变化时，一定要从外界条件改变时短时间内对该物质来源和去路的影响来考虑，且是相对含量的变化。
练一练：
对某植株作如下处理：
（甲）持续光照10分钟；
（乙）光照5秒钟后再黑暗5秒钟，连续交替进行20分钟。
若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是（）
A．甲多于乙B．甲少于乙C．甲和乙相同D．无法确定
㈣有氧呼吸与光合作用的关系
光合作用
代谢类型
合成代谢（或同化作用）
分解代谢（或异化作用）
叶绿体
活细胞（主要在线粒体中）
光、色素、酶
酶、有光无光均可进行
能量变化
光能
化学能（储能）
化学能
ATP+热能（放能）
实质
合成有机物，储存能量
分解有机物，释放能量
意义
①实现了物质和能量的转化
②维持大气中O2和CO2的相对平衡
③促进了生物的进化
①为生命活动供能
②为体内物质合成提供原料
①光合作用为细胞呼吸提供物质和能量基础，细胞呼吸为光合作用提供原料
②进化
③共同维持自然界的碳循环
㈤生物的代谢类型及化能合成作用
1.自养生物：
2.异养生物：
3.土壤中的硝化细菌的化能合成作用：
知识拓展：
㈠光合速率的表示方法：
⑴光合速率常用O2释放量、CO2吸收量或有机物的积累量来表示，又叫表观光合速率
⑵实际光合速率常用O2产生量、CO2固定量或有机物的产生量来表示，又叫真光合速率
⑶实际光合速率=净光合速率+呼吸速率
㈡影响光合作用速率的单因子外界因素
⑴光照强度
①曲线分析：
a.A点含义：
b.B点含义：
c.C点含义：
d.AB段含义：
e.BC段含义：
②应用：
阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如虚线所示。
间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，合理采伐，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。
⑵CO2浓度
a.图1中A点表示：
b.图2中A’点表示：
c.B和B’点表示：
在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。
图2中只有纵轴表示真光合速率时，A’才表示正常进行光合作用所需CO2的最低浓度。
⑶矿质元素
①曲线含义：
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使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。
在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。
⑷温度
温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的。
冬天，温室栽培可适当提高温度；
夏天，温室栽培可适当降低温度。
白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；
晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，增加有机物的积累。
㈡影响光合作用速率的多因子外界因素
⑴曲线分析：
①P点：
②Q点：
⑵应用:
温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当补充CO2，进一步提高光合速率。
当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
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