【水平考试】知识点总结-必修I第五章

第1节  降低化学反应活化能的酶

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为  细胞代谢  。

一、酶在细胞代谢中的作用

1．加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到  能量  ，从  常  态转变为容易分解的  活跃  状态。

2．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称为  活化能  。

3．Fe³⁺和过氧化氢酶都能促使过氧化氢分解，原因是它们降低了过氧化氢分解反应的  活化能  。但是与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更  显著  ，催化效率更  高  。

二、酶的本质

1．酶的本质：酶是  活细胞  产生的具有催化作用的  有机物  ，其中绝大多数酶是  蛋白质  。

2．关于酶本质的探索

（1）1926年，萨姆纳在刀豆种子提取出了  脲酶  结晶，后来他又证明了它的成分是  蛋白质  。

（2）20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数  RNA  也有生物催化功能。

三、酶的特性

1．酶具有  高效性  、  专一性  和  作用条件比较温和  的特点。

2．专一性是指每一种酶只能催化  一种  或  一类  化学反应。

3．动物体内的酶最适pH大多在  6.5～8.0  之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为  1.5  ；植物体内的酶最适pH大多在  4.5～6.5  之间。

5．  过酸  、  过碱  或  温度过高  ，会使酶的  空间结构  遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右的低温使酶的活性  降低  ，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。酶制剂适于在  低温  下保存。

第2节  细胞能量的“通货”—ATP

生物体内的主要能源物质是  糖类  ，直接给细胞的生命活动提供能量的是  ATP  ，能量的根本（最终）来源是  太阳能  。

一、ATP分子中具有高能磷酸键

1．ATP是  三磷酸腺苷  的英文缩写，ATP是细胞内的一种  高能磷酸  化合物。

2．ATP的结构式可以简写成  A-P～P～P  。简式中的A代表  腺苷  ，是由  腺嘌呤  和  核糖  组成；P代表  磷酸  ，～代表  高能磷酸键  。ATP的水解实际是指  高能磷酸键  的水解。

二、ATP和ADP可以相互转化

1．在有关酶的作用下，ATP分子中  远离A的那个高能磷酸键  很容易水解，脱离下的P就形成游离的  磷酸  ，同时释放出大量的  能量  ，ATP就转化成了  ADP  。在有关酶的作用下，ADP可以接受  能量  ，同时与一个游离的  磷酸  结合，重新生成  ATP  。

2．ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于  动态平衡  之中，这种相互转化的能量供应机制，是生物界的  共性  。

3．在ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自细胞进行  呼吸作用  时有机物分解所释放的能量；对于绿色植物来说，除了依赖所  呼吸作用  释放的能量外，在叶绿体内进行  光合作用  时，ADP转化为ATP还利用了  光能  。

三、ATP的利用

吸能反应一般与  ATP的水解  的反应相联系，由  ATP  水解提供能量；放能反应一般与  ATP的合成  相联系，释放的能量储存在  ATP  中。也就是说，能量通过ATP分子在  吸能  反应和  放能  反应之间循环流通。

第3节  ATP的主要来源—细胞呼吸

细胞呼吸是指  有机物  在细胞内经过一系列的氧化分解，生成  二氧化碳  或其他产物，释放出  能量  并生成ATP的过程。

一、细胞呼吸的方式

细胞呼吸可以分为  有氧呼吸  和  无氧呼吸  两种类型。

二、有氧呼吸

1．对于大多数生物来说，  有氧呼吸  是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有  氧  的参与，主要场所是  线粒体  。

2．线粒体具有  双  层膜，内膜的某些部位向内折叠形成  嵴  ，大大增加了膜的  表面积  ，并且周围充满了液态的  基质  。线粒体  内膜  上和  基质  中含有许多与有氧呼吸有关的酶。

3．一般来说，线粒体均匀地分布在  细胞质  中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向运动到  代谢比较旺盛  的部位。肌细胞内的  肌质网  就是由大量变形的线粒体组成的，这显然有利于对肌细胞的能量供应。

4．有氧呼吸最常利用的物质是  葡萄糖  ，其化学反应式可以简写成：

5．有氧呼吸的第一个阶段是在  细胞质基质  中进行的，第二阶段是在  线粒体基质  中进行的，第三阶段是  线粒体内膜  上进行的。

三、无氧呼吸

1．一般来说，无氧呼吸最常利用的物质是  葡萄糖  。

2．无氧呼吸全过程都是在  细胞质基质  中进行的。

3．无论产物是什么，无氧呼吸都只在第  一  阶段释放出  少  量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在 酒精 或 乳酸 中。

4．写出无氧呼吸的两个化学反应式：

5．微生物的无氧呼吸也叫  发酵  ，产生酒精的称为  酒精发酵  ，产生乳酸的称为  乳酸发酵  。

6．酵母菌无氧呼吸产生  酒精  、  二氧化碳  和少量能量；乳酸菌无氧呼吸产生  乳酸  和少量能量。

有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解

四、细胞呼吸原理的应用

1．包扎伤口时，需要选用  透气  的消毒纱布。

2．花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时  松土  。

3．利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在  控制通气  的情况下，可以生产各种酒。利用淀粉、  醋酸杆  菌或  谷氨酸棒状杆  菌以及发酵罐，在  控制通气  的情况下，可以生产食醋或味精。

4．稻田也要定期排水，否则水稻因缺  氧  产生  酒精  ，导致幼根腐烂。

5．破伤风由  破伤风杆菌  引起，这种菌只能进行  无氧  呼吸。皮肤破损较深等情况，病菌就容易大量繁殖，应及时清理伤口、敷药并注射  破伤风抗毒血清  。

6．提倡慢跑等有氧运动的原因之一，是不致因剧烈运动导致氧的不足，而使肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸，引起肌肉酸胀乏力。

第4节  光合作用

一  捕获光能的色素和结构

（一）捕获光能的色素

1．填写下图

2．叶绿素对  绿  光吸收最少，这种光被反射出来，所以叶片呈  绿  色。

（二）叶绿体的结构

1．在电子显微镜下观察，叶绿体外表有  双  层膜，内部有很多  基粒  ，它是由一个个圆饼状的  类囊体  堆叠而成的，吸收光能的色素就分布在  类囊体  的薄膜上。

2．叶绿体中的类囊体，极大地扩展了  受光面积  。

3．  叶绿体  是进行光合作用的场所。它内部巨大的膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的  色素  分子，还有许多进行光合作用所必需的  酶  。

二  光合作用的原理和应用

光合作用是指绿色植物通过  叶绿体  ，利用  光能  ，把  CO₂  和水转化成储存着能量的  有机物  ，并且释放出的  氧气  过程。

（一）光合作用的探究历程

1．1771年，英国科学家普利斯特利通过实验证实，  植物  可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气，但是他没有发现  光  在更新空气中的作用。

2．1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验，结果发现：普利斯特利的实验只有在  阳光照射  下才能成功；植物只有  绿叶  才能更新污浊的空气。但当时并不清楚植物吸收和释放的是什么气体。直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是  氧气  ，吸收的是  二氧化碳  。

3．1845年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，光能转化成  化学能  储存起来。

5．1864年，德国植物学家萨克斯做了一个实验：他把绿叶先在暗处放置几个小时，目的是  消耗掉叶片中的营养物质  。然后，他让叶片一半  曝光  ，另一半  遮光  。过一段时间后，他用  碘蒸气  处理这片叶，发现    曝光  的一半呈深蓝色，  遮光  的一半则没有颜色变化。这一实验成功地证明了光合作用的产物有  淀粉  。

6．1939年，美国科学家鲁宾和卡门利用  同位素标记  法对光合作用中元素的来源和去路进行了探究。他们用氧的同位素¹⁸O分别标记  CO₂  和   H₂O  ，然后进行两组实验：第一组向植物提供H₂O和  C¹⁸O₂  ；第二组向植物提供H₂¹⁸O和  CO₂  。在其他条件都相同的情况下，他们分析两组实验释放的O₂，结果表明，第一组释放的氧气全部是  O₂  ；第二组释放的氧气全部是 ¹⁸O₂  。这一事实强有力地证明了光合作用所释放的氧气来自于  H₂O 。

7．美国科学家卡尔文等用小球藻做实验：用¹⁴C标记  CO₂  ，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了  CO₂  中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为  卡尔文循环  。

（二）光合作用的过程

1．写出光合作用的总反应式：

2．根据是否需要光能，可以把光合作用分为  光反应  和  暗反应  两个阶段。

3．光合作用的光反应是在  类囊体薄膜  上进行的，必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在  叶绿体基质  中进行的，有没有光都可以进行。

光合作用过程图解

（三）化能合成作用

1．绿色植物以  光  为能源，以  二氧化碳  和  水  为原料合成糖类，糖类中储存着由  光能  转换来的能量，因此，绿色植物属于  自养  生物。

2．人、动物、真菌及大多数细菌，细胞中没有  叶绿体  ，不能进行光合作用，它们只能利用环境中现成的  有机物  来维持自身的生命活动，它们属于  异养  生物。

3．自然界中少数种类的细菌，能够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，这种合成作用称为  化能合成  作用，这些细菌也属于  自养  生物。例如  硝化  细菌，能将土壤中的氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成  硝酸  ，该细菌能利用这个过程中释放出的化学能，将  二氧化碳  和  水  合成糖类。

曹立成

黑龙江省实验中学生物教师，分子生物学硕士，16年教龄，八届高三毕业班经历。黑龙江省高考阅卷顾问，黑龙江省学业水平测试质量评估组成员。教学风趣幽默、深入浅出、通俗易懂，深受学生喜爱。发表省和国家级文章多篇，出版《高中生物精要速览》、《高考生物核心知识一本通》等多部教辅书籍，尤其新近出版的《高考生物核心知识一本通》一书畅销全国，为广大师生所喜爱。