细胞的能量供应和利用

高中生物必修一 细胞的能量供应和应用，分享了酶和ATP、细胞呼吸的原理和应用等知识。

细胞的能量供应和利用 作者:王丽瑾

• 酶和ATP
  • 酶的本质作用和特性
    • 酶的本质与作用
      • 本质与作用
        • 本质:绝大多数是蛋白质 少数是RNA
        • 合成原料:氨基酸 核糖核苷酸
        • 合成场所:核糖体或细胞核
        • 作用场所:细胞内外 生物体外均可
        • 来源:一般情况下 活细胞都能产生酶
        • 功能:主要具有生物催化作用
      • 作用机理
        • 降低化学反应的活化能
    • 酶的特性
      • 高效性
      • 专一性:只催化一种或一类化学反应
      • 作用条件很温和
        • 适宜的温度
        • 适宜的ph
  • 探究酶的专一性 高效性以及影响酶活性的因素
    • 比较过氧化氢在不同条件下的分解
    • 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
    • 探究温度对酶活性的影响
    • 探究ph对酶活性的影响
  • Atp的结构产生和利用
    • Atp是一种高能磷酸化合物
      • Atp的结构 功能和特点
        • 元素组成
          • C H O N P
        • 化学组成
          • 一分子腺嘌呤
          • 一分子核糖
          • 三分子磷酸基团
        • 结构
        • 含量特点
          • 在细胞中含量少 ATPtp与ADP转化快
        • 功能
          • 驱动生命活动的直接能源物质
      • Atp的功能原理
        • 两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等 Atp中的特殊化学键不稳定末端磷酸基团有一种离开atp而与其他分子结合的趋势 ，具有较高的转移势能 atp 在酶的作用下水解时脱离下来的末端磷酸基团携能量与其他分子结合从而使后者发生变化
    • ATP和ADP可以相互转化
      • 转化基础
        • ADP比ATP稳定
        • Atp水解后脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子， 就成为游离的磷酸。 在相关酶的作用下， ADP可以接受能量 , 同时与Pi结合重新形成ATP
      • 时刻发生 处于动态平衡中
      • 生物界的统一性
        • 在所有生物的细胞内都是一样的 反映了生物有着共同的起源
    • ATP的利用
      • 吸能反应
        • 一般与atp的水解相联系 由atp水解提供能量 ，例如蛋白质的合成
      • 放能反应
        • 一般与atp的合成相联系 释放的能量储存在atp中 ，例如细胞内有机物的氧化分解反应
• 细胞呼吸的原理和应用
  • 细胞呼吸的方式及过程
    • 细胞呼吸的概念
      • 呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解并释放能量
    • 有氧呼吸
      • 概念:细胞在氧气的参与下 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 生成大量ATP的过程
      • 呼吸的场所并非只是线粒体。
        • 细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
        • 核细胞无线粒体，但有的原核细胞含有全套的与有氧呼吸有关的酶， 纤维分布在细胞质基质和细胞膜上，因此这些细胞能进行有氧呼吸。
      • 能量的释放与去向
        • 有氧呼吸三个阶段都释放能量，产生ATP
        • 细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分转移到ATP中
    • 无氧呼吸
      • 概念
        • 是指在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解释放少量能量的过程。
      • 场所
        • 过程是在细胞质基质中进行的。
      • 注意
        • 无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，产生少量ATP, 葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
    • 结论
      • 体内产生的二氧化碳只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无二氧化碳。
      • 同生物无氧呼吸的产物不同
        • 直接原因:催化反应的酶不同。
        • 根本原因:控制酶合成的基因不同。
  • 影响细胞呼吸的因素及应用
    • 内部因素
      • 遗传特性
        • 不同种类的植物呼吸速率不同
          • 旱生植物小于水生植物。
          • 阴生植物小于阳生植物。
      • 生长发育时期不同
        • 同一植物在不同的生长发育时期，呼吸速率不同
          • 同一植株幼苗期，开花期呼吸速率较高 成熟期呼吸速率较低
      • 器官类型
        • 植物的不同器官呼吸速率不同
          • 生殖器官大于营养器官
    • 外界因素
      • 温度
        • 原理
          • 细胞呼吸是一系列霉素反应温度通过影响酶活性，进而影响细胞呼吸作用
        • 应用
          • 零上低温储存蔬菜和水果。
          • 蔬菜大棚夜间适当降温，以减少呼吸消耗，提高产量。
      • 氧气浓度
        • 原理
          • 氧气是有氧呼吸所必需的，且氧气对无氧呼吸过程有抑制作用。
        • 应用
          • 植株定期松土，稻田定期排水。
          • 低氧储存粮食，水果和蔬菜。
          • 发酵过程需严格控制无氧环境。
          • 透气纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸
          • 提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸
      • 二氧化碳浓度
        • 原理
          • 二氧化碳是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
        • 应用
          • 在蔬菜和水果保鲜中，适当增加二氧化碳浓度，可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗
      • 水对细胞呼吸的影响
        • 原理
          • 水是有氧呼吸的反应物之一，细胞内的许多生化反应需要水的参与。
          • 一定范围内，随着自由水含量升高，细胞呼吸加快
        • 应用
          • 粮食在收仓前要进行晾晒处理，使自由水含量降低，以抑制细胞呼吸，延长储存时间。
          • 干种子萌发前要进行浸泡处理，以促进细胞呼吸。
  • 探究酵母菌细胞呼吸的方式
• 光合作用与能量转化