光合作用

这是一篇关于光合作用的思维导图，包括：一.降低化学反应活化能的酶；二.细胞的能量“货币”ATP；三.细胞呼吸的原理和应用；四.光合作用与能量转化。

U5细胞的能量供应和利用

• 一.降低化学反应活化能的酶
  • 酶
    • 高效性：可以反复使用
    • 专一性：一种酶催化一种或一类化学反应
    • 作用条件温和（影响因素）
      • 温度，一般地最适温度35-50℃，高温会改变酶的空间结构， 低温降低酶活性（作用机理不同）
      • ph值，过酸性或过碱性都是酶失活（作用机理相同）
      • 酶的抑制剂，如一些重金属
  • 酶在细胞代谢中的作用（实验：过氧化氢的分解）
    • 活化能：分子从常态转变为容易发生 化学反应所需要的能量
    • 温度：加热给过氧化氢分解提供能量
    • 酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高（高效性
  • 酶的本质：活细胞产生具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质
• 二.细胞的能量“货币”ATP
  • ATP——高能磷酸化合物（C H O N P）
    • 简写：A-P~P~P,P是磷酸基团，两个特殊化学键~
    • 末端磷酸基团有较高的转移势能
    • ATP水解释放能量
    • 腺苷=五碳糖+腺嘌呤
  • ADP（A-P~P）
    • ATP→ATP水解酶→ADP+Pi+能量
    • ADP+Pi+能量→（酶）→ATP
      • 能量来自光能、呼吸作用释放的能量等
    • 不可逆（酶不同，能量不同）
  • ATP的利用（直接供能）
    • 主动运输：ATP水解释放磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，该分子空间结构发生变化，活性也被改变
    • 吸能反应：即物质合成，用ATP分解提供的能量
    • 放能反映：物质分解放能，为ADP合成ATP提供能量
• 三.细胞呼吸的原理和应用
  • 实验：探究酵母菌呼吸方式p91
    • 有氧条件
    • 无氧条件
    • 无关变量
      • 温度、PH（控制原则：适宜且相同）
    • 检验
      • CO2：①澄清石灰水变浑浊程度 ②使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄（看变黄的时间长短)
      • 酒精
        • 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇（酒精） 发生化学反应，变成灰绿色
  • 有氧呼吸
    • 特点：缓慢有序释放，维持细胞相对稳定
    • 线粒体：内外两层膜，内膜的某些部位向线粒体内腔折叠形成嵴 嵴周围充满液态基质，内膜和基质中有许多酶
    • 总反应：C6H12O6+6H2O+O2→酶→ 6CO2+12H2O+能量
      • 第一阶段（细胞质基质）：C6H12O6→酶→2C3H4O3+4[H]+少量能量
      • 第二阶段（线粒体基质）：6H2O+2C3H4O3→酶→6CO2+20【H】+少量能量
      • 第三阶段（线粒体内膜）：24【H】+6O2→酶→12H2O+大量能量
  • 无氧呼吸：无氧气参与时，有机物的不完全分解（成熟红细胞，蛔虫） C6H12O6→酶→2C3H6O3（乳酸）+少量能量 C6H12O6→酶→2CH5OH（酒精）2CO2+少量能量
    • 动物、乳酸菌玉米胚、甜菜块根马铃薯块茎等-般采用乳酸途径； 酵母菌、大多数植物(如水稻根、苹果果实)等-般采用酒精途径
    • 第一阶段（细胞质基质）：C6H12O6→酶→2C3H4O3+4[H]+少量能量
      • 【H】是还原性辅酶NADPH（还原性辅酶Ⅰ）
    • 第二阶段（细胞质基质）：丙酮酸分解成酒精和CO2/乳酸（不产生能量）
    • 葡萄糖分子中的大量能量存留在酒精或乳酸中
    • 氧气对无氧呼吸有抑制作用
  • 应用
    • 有氧呼吸
      • 提倡有氧运动：避免肌细胞因供氧不足进行呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸运动胀乏力
      • 作物中耕松土：促进根有氧呼吸产生大量能量，促进对无机盐离子的吸收
      • 稻田定期排水：避免根无氧呼吸产生大量酒精,对细胞产生毒害作用，使其腐烂
      • 生产原酸、味精：用醋酸菌谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸
      • 蒸馒头时发面：利用酵母菌有氧呼吸，使馒头面包变得松软可口
    • 无氧呼吸
      • 选用“创可贴或透气的消毒纱布包扎伤口：为伤口创造有氧的环境，避免厌菌 的繁殖,有利于伤口的愈合
      • 伤口过深或被锈钉扎伤,需及时治疗：避免破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引起破风
      • 制作酸菜、酸奶、泡菜等：利用 乳酸菌的无氧呼吸
• 亖.光合作用与能量转化
  • 绿叶中的色素
    • 叶绿素（约占3/4）：叶绿素a（蓝绿色） 主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素b（黄绿色
    • 类胡萝卜素（约占1/4）：胡萝卜素（橙黄色） 主要吸收蓝紫光 叶黄素（黄色）
    • 实验：绿叶色素的提取和分离
      • • 绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析 (1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析 1未加二氧化硅(石英砂),研磨不充分。 2使用放置数天的菠菜叶,滤液色素(叶绿素)太少（不新鲜）。
        • 3一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低 4未加碳酸钙或加入过少，叶绿素分子被破坏 (2)滤纸条色素带重叠:滤液细线画得过粗。 (3)滤纸条看不见色素带①忘记画滤液细线。
        • ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
    • 秋季叶子变黄reason：气温低，叶绿素被破坏 液泡中的花青素在不同PH时表现出不同颜色
  • 恩格尔曼水绵实验：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所
  • 原理和应用
    • 1①光反应阶段，暗反应阶段 ②类囊体薄膜，叶绿体基质 ③CO2的固定，C3化合物的还原 ④类囊体薄膜 2类囊体薄膜，去向是NADPH被还原 呼吸作用中则是ATP用于直接供能， NADPH用于合成水同时分解出大量能量