高一生物必修一第五章知識(shí)點(diǎn)
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高一生物必修一第五章(一)
第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用
第一節(jié)降低反應(yīng)活化能的酶
一、細(xì)胞代謝的概念:細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。
特點(diǎn):1、一般都需要酶的催化 2、在水環(huán)境中進(jìn)行
3、反應(yīng)條件溫和 4、一般伴隨著能量的釋放和儲(chǔ)存
二、實(shí)驗(yàn):比較過(guò)氧化氫酶在不同條件下的分解
無(wú)機(jī)催化劑:三價(jià)鐵離子(生銹的鐵釘)
有機(jī)催化劑:過(guò)氧化氫酶(肝臟研磨液、土豆浸出液)
1號(hào)試管:2ml過(guò)氧化氫溶液
2號(hào)試管:2ml過(guò)氧化氫溶液水浴加熱到90攝氏度
3號(hào)試管:2ml過(guò)氧化氫溶液+三價(jià)鐵離子
4號(hào)試管:2ml過(guò)氧化氫溶液+過(guò)氧化氫酶
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:1、加熱促使過(guò)氧化氫分解,是因?yàn)榧訜崾惯^(guò)氧化氫分子得到能量,從常態(tài)轉(zhuǎn)化為容易分解的活躍狀態(tài)。2、Fe3+和過(guò)氧化氫酶促使過(guò)氧化氫分解,是降低了過(guò)氧化氫分解的活化能。3酶具有催化作用,并且催化效率要比無(wú)機(jī)催化劑Fe3+高得多
活化能:分
①?zèng)]有酶催化的反應(yīng)曲線是b
②有酶催化的反應(yīng)曲線是a
③AC段的含義是在無(wú)機(jī)催化劑的條件下,反應(yīng)所需要的活化能
④BC段的含義是酶降低的活化能
⑤若將酶催化改為無(wú)機(jī)催化劑催化該反應(yīng),則B點(diǎn)在縱軸上將向上移動(dòng)
三、控制變量法:變量、自變量(人為改變的變量)、因變量(隨著自變量的變化而變化的變量)、無(wú)關(guān)變量的定義。
對(duì)照實(shí)驗(yàn):除一個(gè)因素外,其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。
原則:對(duì)照原則,單一變量的原則。
四、酶的概念:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。
1、酶的特性:專一性(脲酶分解尿素成氨和二氧化碳、蛋白質(zhì)分解蛋白質(zhì))
高效性(酶的催化效率高于無(wú)機(jī)催化劑)
作用條件較溫和(最適溫度,最適pH)
2、影響酶活性的條件(要求用控制變量法,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))
建議用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響,用過(guò)氧化氫酶探究PH對(duì)酶活性的影響。探究溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響
子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。
注意:①不能用過(guò)氧化氫酶探究溫度對(duì)酶的影響,因?yàn)檫^(guò)氧化氫高溫分解
②探究溫度對(duì)酶的影響不能用斐林試劑,斐林試劑檢測(cè)還原糖需要加熱
③斐林試劑和碘液不可檢測(cè)pH,斐林試劑和酸反應(yīng),碘液和堿反應(yīng)
五、影響酶促反應(yīng)的因素
1、溫度:高溫使酶失活。低溫降低酶的活性,在適宜溫度下酶活性可以恢復(fù)。
2、PH值:過(guò)酸、過(guò)堿使酶失活
3、底物濃度 4、酶濃度 5、激活劑和抑制劑
注:酶制劑適合在低溫(1~4攝氏度保存)
高一生物必修一第五章(二)
第二節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”——ATP
一、ATP直接給細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量的有機(jī)物(直接能源物質(zhì))
糖類(主要能源物質(zhì))脂肪(主要儲(chǔ)能物質(zhì))、最終能量來(lái)源(太陽(yáng)光)
二、ATP分子中具有高能磷酸鍵
ATP是三磷酸腺苷的縮寫,結(jié)構(gòu)式可簡(jiǎn)寫成A—P~P~P,A代表腺苷,P代表磷酸集團(tuán),~代表高能磷酸鍵。
A腺苷由腺嘌呤和核糖組成
三、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化
ATP可以水解(高能磷酸鍵水解),遠(yuǎn)離A的~易斷裂(釋放能量);易形成(儲(chǔ)存能量)。反應(yīng)須水
ATPADP + Pi+ 能量
在有關(guān)酶催化下,ADP 和 Pi重新形成ATP(有水生成)
ADP + Pi+ 能量ATP
ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)時(shí)刻不停的發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。
四、ATP和ADP能量轉(zhuǎn)化
1、ATP水解時(shí)的能量用于各種生命活動(dòng)。
2、ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量來(lái)源:
動(dòng)物和人:呼吸作用
綠色植物:呼吸作用、光合作用
場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體
3、ATP的利用
吸能反應(yīng)一般與ATP水解相聯(lián)系,由ATP的水解提供能量。
放能反應(yīng)一般與ATP的合成有關(guān),釋放的能量用于ADP合成ATP儲(chǔ)存在ATP中。
高一生物必修一第五章(三)
第三節(jié) ATP的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸
一、細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,生成二氧化塘或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成ATP的過(guò)程。
呼吸作用的實(shí)質(zhì):細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解,并釋放能量。
二、實(shí)驗(yàn):探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
材料:新鮮的食用酵母菌(單細(xì)胞真菌,在有氧和無(wú)氧條件下都可以生存,屬于兼性厭氧菌)
檢測(cè)二氧化碳的產(chǎn)生:澄清石灰水變渾濁,溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。
檢測(cè)酒精的產(chǎn)生:橙色的重鉻酸鉀溶液,在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成灰綠色。
實(shí)驗(yàn)注意:
1、培養(yǎng)液的配制:5%的葡萄糖溶液要煮沸再冷卻使用。(殺死其他微生物)
2、無(wú)氧呼吸的酵母菌培養(yǎng)瓶,應(yīng)該先封口一段時(shí)間再連接澄清石灰水的錐形瓶(使瓶?jī)?nèi)的原有氧氣消耗完)
三、有氧呼吸
1、有氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。
線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。
2、一般地說(shuō),線粒體均勻的分布在細(xì)胞質(zhì)中,但是活細(xì)胞中的線粒體可以定向的運(yùn)動(dòng)到代謝比較旺盛的部位。如:鳥類的胸肌,動(dòng)物的心肌線粒體較多。
3、有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖,反應(yīng)方程式可以簡(jiǎn)寫成:
總反應(yīng)式:C6H12O6 +6O2+6H2O6CO2 +12H2O +大量能量(38ATP) 第一階段:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二階段:線粒體基質(zhì) 2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H] +少量能量(2ATP) 第三階段:線粒體內(nèi)膜 24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)
概括的說(shuō),有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下,通過(guò)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)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過(guò)程。
這里的[H]是簡(jiǎn)化的表示,[H]是還原型的輔酶Ⅰ即NADH,是由氧化型輔酶ⅠNAD+
4、1mol葡萄糖徹底氧化分解產(chǎn)生大約2870kJ能量,其中1161左右轉(zhuǎn)化到ATP中,剩余均以熱能形式散發(fā)出去。
四、無(wú)氧呼吸
1、無(wú)氧呼吸的全過(guò)程可以概括為兩個(gè)階段,需要不同酶的催化,都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。
2、無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量第一階段:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二階段:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 2丙酮酸+4[H]2C2H5OH+2CO2
發(fā)生生物:大部分植物,酵母菌
3、無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸:C6H12O62乳酸+少量能量第一階段:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量(2ATP) 第二階段:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 2丙酮酸+4[H]2C3H6O3
發(fā)生生物:高等動(dòng)物、乳酸菌、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖、玉米胚(蛔蟲和哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞只能無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸)
注意:微生物的無(wú)氧呼吸也叫發(fā)酵,生成乳酸的叫乳酸發(fā)酵,生成酒精的叫酒精發(fā)酵
高一生物必修一第五章(四)
第三節(jié) ATP的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸
五、有氧呼吸及無(wú)氧呼吸的能量去路
有氧呼吸:所釋放的能量大部分以熱能形式散失了,一部分用于生成ATP。
無(wú)氧呼吸:能量大部分儲(chǔ)存于乳酸或酒精中,小部分用于生成ATP和熱能。
六、有氧呼吸過(guò)程中氧的去路:水中的O都來(lái)自于氧氣,二氧化碳和丙酮酸中的O來(lái)自葡萄糖
七、細(xì)胞呼吸的影響因素(外因):
1、溫度:通過(guò)影響呼吸酶的活性來(lái)影響呼吸速率。
2、氧氣濃度:綠色植物或酵母菌在完全缺氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸,在低氧條件下通常無(wú)氧呼吸與有氧呼吸并存,O2的存在對(duì)無(wú)氧呼吸起抑制作用。在一定范圍內(nèi),有氧呼吸強(qiáng)度隨氧濃度的增加而增強(qiáng)。
?、佼?dāng)氧氣濃度為0時(shí),細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸,Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)大小表示無(wú)氧呼吸的強(qiáng)度。
②氧氣濃度在0~10%之間,有氧呼吸與無(wú)氧呼吸并存,隨著氧氣濃度增加,無(wú)氧呼吸強(qiáng)度減弱,有氧呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)。
?、郛?dāng)氧氣濃度大于或等于10%時(shí),無(wú)氧呼吸消失,此后只進(jìn)行有氧呼吸。但當(dāng)氧氣濃度達(dá)到一定值后,有氧呼吸強(qiáng)度不再隨氧氣濃度的增大而增強(qiáng)。
?、墚?dāng)氧氣濃度為C時(shí),有機(jī)物消耗量相對(duì)較少,在該氧氣濃度下保存瓜果蔬菜效果較好。
?、菅鯕馕樟恳部梢员硎居醒鹾粑a(chǎn)生CO2的量,所以,兩條實(shí)線間的距離可表示無(wú)氧呼吸的強(qiáng)度,當(dāng)兩曲線重合時(shí)(距離為0),無(wú)氧呼吸強(qiáng)度為0。
3、二氧化碳濃度:CO2是呼吸作用產(chǎn)生的,從化學(xué)平衡角度分析,CO2濃度增加,呼吸速率下降。在密閉的地窖中,氧氣濃度低,CO2濃度較高,抑制細(xì)胞的呼吸作用,使整個(gè)器官的代謝水平降低,有利于保存蔬菜水果。
4、含水量:呼吸作用的各種化學(xué)反應(yīng)都是在水中進(jìn)行的,自由水含量增加,代謝加強(qiáng)。糧油種子的貯藏,必須降低含水量,使種子處于風(fēng)干狀態(tài),從而使呼吸作用降至最低,以減少有機(jī)物消耗。如果種子含水量過(guò)高,呼吸作用加強(qiáng),使貯藏的種子堆中溫度上升,反過(guò)來(lái)又進(jìn)一步促進(jìn)種子的呼吸作用,使種子的品質(zhì)變壞。
八、細(xì)胞呼吸的影響因素(內(nèi)因):
受遺傳因素影響,不同植物呼吸速率不同,相同植物的不同時(shí)期和不同部位植物呼吸速率也不相同。
高一生物必修一第五章(五)
第四節(jié) 能量之源——光與光合作用
一、對(duì)于絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō),活細(xì)胞中所需能量的最終源頭是來(lái)自太陽(yáng)的光能。將光能轉(zhuǎn)化為細(xì)胞能利用的化學(xué)能就是光合作用。
二、實(shí)驗(yàn)——綠葉中色素的提取和分離
1、實(shí)驗(yàn)原理:綠葉中的色素都能溶解在有機(jī)溶劑如無(wú)水乙醇中,且都可溶解在層析液中,它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快。
2、方法步驟中需要注意的問(wèn)題:(步驟要記準(zhǔn)確)
(1)稱取新鮮的綠葉,葉子中葉綠素容易分解,不新鮮葉子中葉綠素減少。
(2)研磨時(shí)加入二氧化硅有助于研磨得充分,加入碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。
(3)在濾紙條一端剪去兩角,防止層析液在濾紙條的邊緣擴(kuò)散過(guò)快而形成弧形色素帶。
(4)濾紙上的濾液細(xì)線為什么不能觸及層析液?防止細(xì)線中的色素被層析液溶解。
(5)濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次,增加色素含量使分離出的色素帶清晰分明2.試分析分離(6)色素時(shí)色素帶顏色過(guò)淺的原因。
葉片顏色太淺;葉片放置時(shí)間太久;研磨不充分;未加CaCO3粉末;加入提取液量太多。
3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
葉綠體中的色素有4種,他們可以歸納為兩大類:
葉綠素(約占3/4):葉綠素a(藍(lán)綠色) 葉綠素b(黃綠色)
類胡蘿卜素(約占1/4):胡蘿卜素(橙黃色) 葉黃素(黃色)
葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。白光下光合作用最強(qiáng),其次是紅光和藍(lán)紫光,綠光下最弱。因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少,綠光被反射出來(lái),所以葉片呈綠色。
三、捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體
結(jié)構(gòu):外膜,內(nèi)膜,基質(zhì),基粒(由類囊體構(gòu)成,類囊體在基粒上)。
與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。
光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。
吸收光能的四種色素和光合作用有關(guān)的酶,就分布在類囊體的薄膜上。
葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的巨大膜表面上,不僅分布著許多吸收光能的色素分子,還有許多進(jìn)行光合作用所必須的酶。
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