2025年高考細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)整理 2024-11-19 16:11:29

[標(biāo)簽：2025年高考生物生物知識(shí)點(diǎn)]

　　第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

　　一、相關(guān)概念：

　　新陳代謝：是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱，是生物與非生物最根本的區(qū)別，是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。

　　細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)。

　　酶：是活細(xì)胞(來(lái)源)所產(chǎn)生的具有催化作用(功能：降低化學(xué)反應(yīng)活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率)的一類有機(jī)物。

　　活化能：分子從常態(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。

　　二、酶的發(fā)現(xiàn)：

　�、�、1783年，意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼用實(shí)驗(yàn)證明：胃具有化學(xué)性消化的作用；

　�、�、1836年，德國(guó)科學(xué)家施旺從胃液中提取了胃蛋白酶；

　�、邸�1926年，美國(guó)科學(xué)家薩姆納通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)證明脲酶是一種蛋白質(zhì)；

　�、�、20世紀(jì)80年代，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用。

　　三、酶的本質(zhì)：大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)（合成酶的場(chǎng)所主要是核糖體，水解酶的酶是蛋白酶），也有少數(shù)是RNA。

　　四、酶的特性：

　�、�、高效性：催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高許多。

　　②、專一性：每種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。

　　③、酶需要較溫和的作用條件：在最適宜的溫度和pH下，酶的活性最高。溫度和pH偏高和偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。

　　第二節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”-----ATP

　　一、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A－P～P～P，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵，－代表普通化學(xué)鍵。

　　注意：ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲(chǔ)存著大量的能量，所以ATP被稱為高能化合物。這種高能化合物化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在水解時(shí)，由于高能磷酸鍵的斷裂，釋放出大量的能量。

　　二、ATP與ADP的轉(zhuǎn)化：

　　酶

　　第三節(jié)ATP的主要來(lái)源------細(xì)胞呼吸

　　一、相關(guān)概念：

　　1、呼吸作用（也叫細(xì)胞呼吸）：指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其它產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。根據(jù)是否有氧參與，分為：有氧呼吸和無(wú)氧呼吸

　　2、有氧呼吸：指細(xì)胞在有氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用下，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放出大量能量，生成ATP的過(guò)程。

　　3、無(wú)氧呼吸：一般是指細(xì)胞在無(wú)氧的條件下，通過(guò)酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物（酒精、CO2或乳酸），同時(shí)釋放出少量能量的過(guò)程。

　　4、發(fā)酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的無(wú)氧呼吸。

　　二、有氧呼吸的總反應(yīng)式：

　　C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量

　　三、無(wú)氧呼吸的總反應(yīng)式：

　　C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量

　　或

　　C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量

　　四、有氧呼吸過(guò)程（主要在線粒體中進(jìn)行）：

　　場(chǎng)所發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)物

　　第一階段細(xì)胞質(zhì)

　　基質(zhì)

　　丙酮酸、[H]、釋放少量能量，形成少量ATP

　　第二階段線粒體

　　基質(zhì)

　　CO2、[H]、釋放少量能量，形成少量ATP

　　第三階段線粒體

　　內(nèi)膜

　　生成H2O、釋放大量能量，形成大量ATP

　　五、有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較：

　　呼吸方式有氧呼吸無(wú)氧呼吸

　　不

　　同

　　點(diǎn)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，線粒體基質(zhì)、內(nèi)膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

　　條件氧氣、多種酶無(wú)氧氣參與、多種酶

　　物質(zhì)變化葡萄糖徹底分解，產(chǎn)生

　　CO2和H2O葡萄糖分解不徹底，生成乳酸或酒精等

　　能量變化釋放大量能量（1161kJ被利用，其余以熱能散失），形成大量ATP釋放少量能量，形成少量ATP

　　六、影響呼吸速率的外界因素：

　　1、溫度：溫度通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來(lái)影響細(xì)胞的呼吸作用。

　　溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)影響細(xì)胞正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越低，，細(xì)胞呼吸越弱；溫度越高，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。

　　2、氧氣：氧氣充足，則無(wú)氧呼吸將受抑制；氧氣不足，則有氧呼吸將會(huì)減弱或受抑制。

　　3、水分：一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞水分充足，呼吸作用將增強(qiáng)。但陸生植物根部如長(zhǎng)時(shí)間受水浸沒(méi)，根部缺氧，進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生過(guò)多酒精，可使根部細(xì)胞壞死。

　　4、CO2：環(huán)境CO2濃度提高，將抑制細(xì)胞呼吸，可用此原理來(lái)貯藏水果和蔬菜。

　　七、呼吸作用在生產(chǎn)上的應(yīng)用：

　　1、作物栽培時(shí)，要有適當(dāng)措施保證根的正常呼吸，如疏松土壤等。

　　2、糧油種子貯藏時(shí)，要風(fēng)干、降溫，降低氧氣含量，則能抑制呼吸作用，減少有機(jī)物消耗。

　　3、水果、蔬菜保鮮時(shí)，要低溫或降低氧氣含量及增加二氧化碳濃度，抑制呼吸作用。

　　第四節(jié)能量之源----光與光合作用

　　一、相關(guān)概念：

　　1、光合作用：綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過(guò)程

　　二、光合色素（在類囊體的薄膜上）：

　　葉綠素a(藍(lán)綠色）

　　葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光

　　葉綠素b(黃綠色）

　　色素

　　胡蘿卜素（橙黃色）

　　類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光

　　葉黃素（黃色）

　　三、光合作用的探究歷程：

　　①、1648年海爾蒙脫(比利時(shí))，把一棵2.3kg的柳樹苗種植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水澆灌而不供給任何其他物質(zhì)，5年后柳樹增重到76.7kg，而土壤只減輕了57g。指出：植物的物質(zhì)積累來(lái)自水

　　②、1771年英國(guó)科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn)，將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅；將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠不容易窒息而死，證明：植物可以更新空氣。

　�、邸�1785年，由于空氣組成的發(fā)現(xiàn)，人們明確了綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。

　　?1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶指出，植物進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。

　�、堋�1864年,德國(guó)科學(xué)家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光，另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有發(fā)生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。證明：綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。

　�、荨�1880年，德國(guó)科學(xué)家思吉爾曼用水綿進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)。證明：葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，氧是葉綠體釋放出來(lái)的。

　�、�、20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓卡門采用同位素標(biāo)記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2，釋放的是18O2；第二組提供H2O和C18O，釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來(lái)自來(lái)水。

　　四、葉綠體的功能：

　　葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。在類囊體的薄膜上分布著具有吸收光能的光合色素，在類囊體的薄膜上和葉綠體的基質(zhì)中含有許多光合作用所必需的酶。

　　五、影響光合作用的外界因素主要有：

　　1、光照強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而加快，超過(guò)光飽合點(diǎn)，光合速率反而會(huì)下降。

　　2、溫度：溫度可影響酶的活性。

　　3、二氧化碳濃度：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨二氧化碳濃度的增加而加快，達(dá)到一定程度后，光合速率維持在一定的水平，不再增加。

　　4、水：光合作用的原料之一，缺少時(shí)光合速率下降。

　　六、光合作用的應(yīng)用：

　　1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度。

　　2、延長(zhǎng)光合作用的時(shí)間。