细胞代谢专题

1、 细胞代谢专题酶和ATP、光合作用和细胞呼吸 、考试要求： 对所列知识点要知道其含义，能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。 理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。（1）酶在代谢中的作用 （2）ATP在能量代谢中的作用 （3）光合作用的基本过程 （4）影响光合作用速率的环境因素 （5）细胞呼吸 、知识整理一、酶1.概念： 作用： 2.酶的作用机理： 3.酶的本质： 4.酶的特性： 、 、 酶与无机催化剂的共性 5酶活性（或酶促反应速率）的表示方法： 6影响酶催化效率的因素的研究方法（1）自变量： 。（2）因变量： 。（

2、3）无关变量：除自变量外其他影响酶催化活性的因素都为无关变量，在实验设计过程中，除自变量外应严格控制无关变量，实验研究要做到科学和严谨。7影响酶活性的因素（1）酶浓度 （2）底物浓度 （3）pH （4）温度特别提示： 使酶失活是由于破坏了酶的 ，即使恢复到最适温度，该酶的活性也不会恢复，而 条件不会破坏酶的空间结构，在恢复至适宜温度时，酶的活性可以恢复。8教材中常见的酶及其作用 酶的名称 酶的作用 淀粉酶 催化淀粉分解为 蛋白酶 催化蛋白质分解为 DNA酶 催化DNA水解为脱氧核苷酸 纤维素酶、果胶酶分别催化分解纤维素和果胶 DNA聚合酶酪氨酸酶 催化利用酪氨酸合成黑色素 解旋酶 催化DNA双

3、链之间的 断开 逆转录酶 催化以RNA为模板合成DNA RNA 聚合酶限制酶 DNA连接酶 二、ATP的结构及其在能量代谢中的作用1ATP的结构简式结构简式可以写为 ，其中A代表的腺苷是 与 结合形成的，代表 。另外，要注意将ATP的结构简式和与遗传相关的DNARNA的结构简式中的不同部位的“A”进行区分，如下图中圆圈部分所代表的分别是： 、 、 、 。2生物与能量归纳（1） 是生物体生命活动所需能量的根本来源，植物光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。（2）光能通过植物的光合作用转化成化学能储存在有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动。（3）生物不能直接利用有机物中的化学能，只有当有

4、机物氧化分解后将能量转移到ATP中，才可用于生命活动。（4）能量一经利用，即从生物界中消失。（5）能量流动是物质循环的 ，物质是能量的 。（6）ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；生成ATP的反应是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。（7）ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动，比如 （光反应阶段合成的ATP只用于 ）；而ATP所需的能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用所固定的光能。（8）病毒等少数种类的微生物不能独立进行代谢活动，其生命活动所消耗的能量来自宿主细胞的代谢。 知识总结 ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可

5、逆反应，两个过程反应的场所、条件、反应式中的“能量”均不同，具体如下：项目 ATP合成 ATP水解 反应式 场所 细胞内所有需要能量进行生命活动的结构 条件 由ATP合成酶催化 由ATP水解酶催化 能量来源 能量去路 储存在ATP中 举例：三、光合作用过程1.画光合作用过程图解并表示出场所。2.光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段，二者的比较如下： 阶段 项目 光反应阶段 暗反应阶段 所需条件 有光无光均可、酶 进行场所 物质变化 能量转换 联系 光反应阶段为暗反应提供 ，暗反应阶段为光反应阶段 。知识总结 叶绿体在离体条件下，只需保持其正常生存状态的条件，即可正常发挥其生理作用。 在植物

6、体中，并非是每个细胞都存在叶绿体，如高等植物的根细胞就没有。 进行光合作用的生物不一定都有叶绿体，但必须都有相关的色素和酶，如蓝藻和光合细菌，因其为原核细胞，没有叶绿体等典型的细胞器，靠细胞质中的色素和酶进行光合作用。改变条件后，C3、C5、H和ATP、葡萄糖合成量等的变化规律：条件停止光照，CO2供应不变光照不变，停止CO2供应 C3C5H和ATP葡萄糖合成量3.影响光合作用速率的主要因素及其在生产中的应用光合作用强度： 概念 如何表示光合作用强度： 四、化能合成作用概念： 举例：硝化细菌，能将土壤中的 氧化成 ，进而氧化成 ，利用这两个化学反应中释放的 ，将二氧化碳和水合成糖类，以维持自身

7、生命活动的需要。五、细胞呼吸1画出有氧呼吸的过程示意图并表示出各阶段场所。2有氧呼吸总反应式： 3. 无氧呼吸总反应式（两个）： 4举例：无氧呼吸产生酒精的生物或细胞有哪些？ 无氧呼吸产生乳酸的生物或细胞有哪些？ 5.有氧呼吸与无氧呼吸的比较类型有氧呼吸无氧呼吸不同点呼吸场所第一阶段在 中，第二阶段在 第三阶段在 内全过程都在 中分解产物释放能量释放大量能量释放少量能量特点有机物彻底氧化分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没完全释放，多余能量储存在 。相互联系其实质都是分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要；第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同6影响细胞呼吸的主要因素及其原理的应

8、用(1)温度温度影响呼吸作用，主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的。呼吸作用速率与温度的关系如右图。生产上常用这一原理在 下贮藏水果、蔬菜。大棚蔬菜的栽培过程中夜间 ，降低呼吸作用，减少 的消耗，提高产量。(2)O2的浓度在O2浓度为零时 如曲线 ；浓度为10%以下， 如曲线 ；浓度为10%以上， 如曲线 。生产中常利用 氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间；用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制 的无氧呼吸；酿酒时 ，先通气后密封。目的分别是 ；食醋、味精制作：向发酵罐中通入 ，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸；土壤松土，一是促进根细胞 ，有利

9、于主动运输，为矿质元素吸收供应能量，二是促进土壤中硝化细菌活动，有利于将NH3转化成 NO3，从而提高土壤肥力，三是抑制反硝化细菌活动，防止NO3转化成N2，导致土壤氮元素流失；提倡慢跑：促进肌细胞 ，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。 (3)CO2CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用， (如图)（4)水在一定范围内，呼吸作用速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。应用，稻田定期排水：促进水稻根细胞 。知识总结 巧判细胞呼吸类型（1）根据反应物、产物来判断：如果要消耗O2，则一定是 ；如果产物有H2O，则一定是 ；如果产物中有 ，则为无氧呼吸；但要注意，产物中如果有CO2，要分情

10、况讨论。（2）根据反应中的物质的量的关系进行判断：不消耗O2，释放CO2，只进行 ；酒精量等于CO2的量，只进行 ； ，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的CO2自于 ；酒精量小于CO2量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的CO2来自于有氧呼吸。（3）根据反应场所来判断：有氧呼吸：第一阶段在 中，第二、三阶段在线粒体中；无氧呼吸：在 中。六、光合作用和呼吸作用之间的关系1光合作用和呼吸作用中物质和能量的变化关系（1）物质变化：（2）能量变化：2总光合作用速率、净光合作用速率和呼吸作用速率三者之间的关系 总光合速率（真正的光合速率）： 净光合速率： （1）黑暗时只进行 ，不进行 ，所以单位

11、时间内O2的吸收量或CO2的释放量代表呼吸作用速率，相当于坐标图中的 点。（2）弱光照时，细胞呼吸作用强于光合作用，细胞呼吸所需的O2 ，一是来自 ，二是来自 ，细胞呼吸产生的CO2，一部分供给光合作用利用，一部分释放到外界环境中，相当于坐标图中的 段。（3）光照达到一定强度时，光合作用强度与细胞呼吸强度相同，此时，细胞呼吸产生的CO2量与光合作用需要的CO2量 ，光合作用产生的O2量与细胞呼吸产生的O2量 ，净光合作用速率为0，相当于坐标图中的 点。（4）强光照时，光合作用强于细胞呼吸，此时，光合作用所需的CO2，一是 产生，二是 ；光合作用产生的O2，一部分 利用，一部分释放到 中，所以单位时间内CO2的吸收量或O2的释放量即为净光合作用速率，相当于坐标图中的 段。 知识总结 光合作用和呼吸作用中H、ATP的来源和去路项目 来源 去路 H 光合 作用 光反应中