高中生物必修一第五章

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高中生物必修一 第五章：细胞的能量供应和利用

• 降低化学反应活化能的酶
  • 酶的作用和本质
    • 酶在细胞代谢中的作用
      • 实验
        • 过氧化氢在不同条件下的分解
        • 过氧化氢常温
        • 过氧化氢加热
        • 过氧化氢加FeCl3
        • 过氧化氢加肝脏研磨液
        • 注：过氧化氢在肝脏研磨液的作用下分解最快
          • 酶降低了化学反应所需活化能
    • 酶的本质
      • 关于酶的本质的探索
        • 1857 巴斯德 没有活细胞的参与，糖内不可能变成酒精
        • 李比希 引起发酵的物质在酵母细胞死亡并裂解后才发挥作用
        • 其他
          • 1926 萨姆纳 脲酶是蛋白质
          • 20世纪80年代 切赫和奥特曼 少数RNA 也具有生物催化功能
  • 酶的特性
    • 高效性
    • 专一性
    • 酶的作用条件较温和
      • 低温抑制
        • 高温失活
• 细胞的能量“通货”——ATP
  • ATP中具有高能磷酸键
    • ATP是三磷酸腺苷的英文缩写
      • A—P～P～P
      • A，腺苷
      • P，磷酸基团
      • ～，高能磷酸键
    • ATP水解时，远离A的P断裂，高能磷酸键放能
      • ATP是细胞内一种高能磷酸化合物
  • ATP与ADP可以相互转化
    • ATP↔（酶）ADP+Pi+能量
      • 合成能量
        • 注：非可逆反应 能量不同，酶不同
        • 动物，呼吸作用
        • 植物，呼吸作用和光合作用
      • 水解能量
        • 高能磷酸键
  • ATP的利用
    • 吸能反应，ATP水解
    • 放能反应，ADP→ATP（ATP中储存的能量不能来自热能，光能）
• ATP的主要来源——细胞呼吸
  • 细胞呼吸的方式
    • 实验
      • 探究酵母菌的呼吸方式
      • 酵母菌属于兼性厌氧菌
      • CO2可以使澄清石灰水变浑浊
        • 使溴麝香草酚蓝
      • 乙醇在酸性环境下使橙色的重铬酸钾溶液变灰绿色
      • 备注：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量叫做活化能
  • 有氧呼吸
    • C6H12O6+6H2O+6O2→(酶）6CO2+12H2O+能量
      • 第一阶段 细胞质基质
        • C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4［H］+能量
      • 第二阶段 线粒体基质
        • 2C3H4O3+6H2O→(酶）6CO2+20［H］+能量
      • 第三阶段 线粒体内膜
        • 24［H］+6O2→(酶）12H2O+能量
      • 备注
        • 第一、二阶段需要少量能量
        • 第三阶段需要大量能量
    • 注意点
      • 需要的氧气的量和生成的二氧化碳的量是相同的
      • 进行有氧呼吸不一定要有线粒体
        • 有相关酶就可以
  • 无氧呼吸
    • C6H12O6→（酶）2C3H6O3+少量能量 （高等动物，乳酸菌）
      • C6H12O6→（酶）2C2H5OH+2CO2+少量能量 （多数植物，酵母菌）
      • 第一阶段 细胞质基质
        • C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4［H］+能量
      • 第二阶段 细胞质基质
        • 4［H］+2C3H4O3→（酶）2C3H6O3 4［H］+2C3H4O3→（酶）2C2H5OH+2CO2
  • 有氧呼吸与无氧呼吸比较
    • 共同点
      • 第一阶段完全相同（过程）
      • 多种酶催化（条件）
      • 分解有机物，释放能量（本质）
    • 差别
      • 能量
        • 完全氧化分解，大量能量
        • 不完全氧化分解，少量能量
  • 细胞呼吸原理的应用
    • 创可贴
    • 酿酒
    • 花盆松土
    • 稻田排水
    • 破伤风
    • 跑步
• 能量之源——光和光合作用
  • 捕获光能的色素和结构
    • 捕获光能的色素
      • 实验
        • 绿叶中色素的提取与分离
        • 吸收蓝紫光
          • 胡萝卜素 橙黄色
          • 叶黄素 黄色
        • 吸收蓝紫光和黄光
          • 叶绿素a 蓝绿色
          • 叶绿素b 黄绿色
    • 叶绿体结构
      • 双层膜
      • 基粒
        • 由类囊体堆积而成 色素发布在类囊体薄膜上
      • 基质
  • 光合作用的原理和应用
    • 光合作用的探究历程
      • 1771～1772 普利斯特利
        • 将空气更新归因于植物生长
        • 1779 英格豪斯 在阳光下前者实验才可成功
          • 1845 梅耶 光能转化成化学能储存
            • 1864 萨克斯 光合作用产物还有淀粉
              • 1941 鲁宾和卡门 光合作用释放的氧气来自水
                • 20世纪40年代 卡尔文 卡尔文循环
    • 光合作用的过程
      • CO2+H2O→(光能，叶绿体）O2+(CH2O）
        • 光反应阶段 类囊体薄膜
          • H2O→(光能）［H］+O2
          • ADP+Pi+能量→（酶）ATP
        • 暗反应阶段 叶绿体基质
          • CO2+C5→（酶）2C3
          • 2C3→（酶，［H］，ATP）C5+（CH2O）
    • 光合作用原理的应用
      • 探究
        • 环境因素对光合作用强度的影响
        • 叶片沉浮
    • 化能合成作用
      • 利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物
        • 自养生物（如硝化细菌）