生物必修一第五章讲义

1、课前检测1、 一个成熟的植物细胞，它发生吸水或失水的条件是（ ）A. 原生质层、细胞液与外界溶液具有浓度差B. 细胞膜、细胞液、液泡膜、外界溶液浓度大于细胞液浓度C. 细胞壁、细胞膜、液泡膜、细胞液与外界溶液具有浓度差D. 细胞膜、液泡膜、外界溶液浓度 小于细胞液浓度2、 用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙，正确的是（ ）A 将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离的现象B 在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂C 用不同浓度的硝酸钾溶液处理后，均能观察到质壁分离复原现象D 当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能3、下

2、列关于细胞膜流动性的叙述中，正确的是（ ）A.因为磷脂分子在细胞膜上能运动，使细胞膜有流动性B.因为蛋白质分子镶嵌磷脂分子层不能运动，所以它与细胞膜的流动性无关C.细胞膜的流动性是指蛋白质载体的翻转运动，与磷脂分子无关D.细胞膜流动性与蛋白质分子和磷脂分子都有关 4、用水洗涤菜叶类蔬菜时，水的颜色无明显变化，若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变绿，其原因是（ ）A.加温使细胞壁失去选择透过性B.加温使原生质层失去选择透过性C.加温使细胞膜和液泡膜失去选择透过性D.加温使细胞膜和叶绿体内外膜失去选择透过性 5、红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是（ ）A. 都可以从低浓度一边到高浓度一边B.

3、 都需要供给ATPC. 都需要载体协助D. 既需要载体协助又需要消耗能量 6、将洋葱鳞片叶表皮浸入 1mol/L浓度的 KNO3溶液中，能诱发表皮细胞质壁分离。一段时间后，表皮细胞的质壁分离会自动复原。其原因是( )A 细胞膜主动运输 K+和 NO3-进入细胞，细胞液浓度加大B 细胞膜主动运输水分子进入细胞，细胞液浓度减小C 植物细胞具有质壁分离自动复原的能力D 一段时间后这些表皮细胞已死亡7、原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图为肾小管

4、及相关结构示意图。回答问题： (1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度_(高于、低于、等于)组织液中的。(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是_，需要_的参与。(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是_，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是_。课程目标1、 掌握酶的本质和作用2、 掌握ATP的结构和ATP与ADP的转化3、 掌握呼吸作用的过程4、 掌握光合色素的提取与分离实验中的注意事项5、 掌握光合作用的过程授课内容第五章细胞的能量供应和利用 第一节降低反应活化能的酶一、细胞代谢与酶1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢.2、酶的概念：酶是活

5、细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。3、酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和（最适温度，最适pH）4、活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。机理：降低活化能。实质：降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。二、影响酶促反应的因素1、底物浓度。2、酶浓度。3、PH值：过酸、过碱使酶失活4、温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。三、实验:比较过氧化氢酶在不同条件下的分解1.实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多2.控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。3.对照实验：除一个因

6、素外，其余因素都保持不变的实验。4.原则：对照原则，单一变量的原则。例一：有一种酶促反应P+QR，图中曲线E表示在没有酶时此反应的进程。在t1时，将催化此反应的酶加入反应混合物中，下图中能表示此反应进行过程的曲线是(P、Q、R分别表示P、Q、R的浓度)A曲线AB曲线BC曲线CD曲线D 解析：C。本题考查的是酶的作用的特点。酶只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的平衡点，ABD都改变了化学反应的平衡点。例二：下列有关酶的叙述中，错误的是()A所有酶都含有C、H、O、N四种元素B酶不一定只在细胞内起催化作用C酶的基本组成单位都是氨基酸D人体内的酶不能从食物中获得解析：C。本题考查的是酶的本质。

7、绝大多数的酶都是蛋白质，少部分的酶是RNA，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成RNA的基本单位是核糖核苷酸，因此C错；蛋白质和RNA都含有C、H、O、N四种元素，因此A正确；酶是活细胞产生的，在细胞内外都可以起作用，因此B正确；从食物中摄取的酶会被消化掉，不能直接在体内发挥作用，因此D正确。例三：下图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，正确的是（ ）A在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性先降低后升高B酶的最适pH是一定的，不随温度升高而升高C该酶的最适温度是37D随着温度的升高，酶的活性逐渐降低解析：B。本题考查的是酶的最适温度和最适pH问题。从图中可以看出，随pH的升高，反应物剩余量

8、先降低后升高，说明随pH的升高反应速率先升高后降低，则酶的活性，先升高后降低，因此A错；酶的最适pH是一定的，不随温度升高而升高，因此B正确；该酶的最适温度是35，因此C错；随温度的升高，酶的活性应该是先升高后降低，因此D错。第二节细胞的能量“通货”ATP一、ATP的结构1、 直接给细胞的生命活动提供能量的有机物ATP（是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷）2、ATP分子中具有高能磷酸键结构式可简写成APPP，A代表腺苷，P代表磷酸集团，代表高能磷酸键。ATP可以水解（高能磷酸键水解），远离A的易断裂（释放能量）；易形成（储存能量）。二、ATP和ADP可以相互转化（酶的作用）A

9、DP + Pi+ 能量 酶 ATPATP 酶 ADP + Pi+ 能量ATP和ADP的相互转化时时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。三、ATP水解时的能量用于各种生命活动。1、ADP转化为ATP所需能量来源：动物和人：呼吸作用；绿色植物：呼吸作用、光合作用2、吸能反应一般与ATP水解相联系；放能反应一般与ATP的合成有关。 例一：下列关于ATP的叙述中，正确的是（ ）AATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物B三磷酸腺苷可简写为AP-PPCATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中DATP中大量的能量储存在高能磷酸键中解析:D。本题考查的是ATP的结构。结构式可简写成

10、APPP，A代表腺苷，P代表磷酸集团，代表高能磷酸键，P与P之间的高能磷酸键储存着大量能量，因而称为高能磷酸化合物，因此ABC错。例二：以下是有关生物体内ATP的叙述，其中正确的一项是（ ）A. ATP与ADP的相互转化，在一般的活细胞中其循环是随时进行的B. ATP与ADP是同一种物质的两种形态C. 生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应D. ATP与ADP的相互转化，使生物体内的各项化学反应能在常温常压下快速而又顺利地进行解析：A。本题考查了ATP与ADP的相互转化的意义。活细胞中不停的进行着代谢，所以ATP和ADP的相互转化会不断的进行，因此A正确；ATP与ADP

11、是两种不同的物质，因此B错；ATP在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要，是因为ATP和ADP不断的进行相互转化，因此C错；酶是能够保障生物体各项生命活动在常温常压下快速而又顺利地进行的必要条件，因此D错。例三：对“ATP ADP+Pi+能量”的叙述中，正确的是（ ）A.过程和过程所需要的酶都是一样的B. 过程的能量供各项生命活动利用。过程的能量来自糖等有机物的氧化分解C.过程和过程时刻发生，处于动态平衡D.ADP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能解析：C。本题考查的是ATP与ADP转化和ATP分子中能量的来源和去路。过程为水解酶催化的水解反应，释放的能量可供各项生命活

12、动利用，过程为合成酶催化的合成反应，能量来源于呼吸作用中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能，因此A.B错；生物体内ATP的合成和水解时刻发生，处于动态平衡之中，因此C正确；ATP中活跃的化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量，因此D错。第三节ATP 的主要来源细胞呼吸一、 定义1、呼吸作用的实质：细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。2、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化塘或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。二、细胞呼吸的方式1、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式材料：新鲜的食用酵母菌（生殖快，细胞代谢旺盛，实验效果明

13、显。）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。2、有氧呼吸反应方程式可以简写成：总反应式：C6H12O6 +6O2 酶 6CO2 +6H2O +大量能量（38ATP）第一阶段：细胞质基质 C6H12O6 酶 2丙酮酸+少量H+少量能量（2ATP） 第二阶段：线粒体基质 2丙酮酸+6H2O 酶 6CO2+大量H +少量能量（2ATP）第三阶段：线粒体内膜 24H+6O2 酶 12H2O+大量能量（34ATP） 概括的说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。3、无

14、氧呼吸a.无氧呼吸的全过程可以概括为两个阶段，需要不同酶的催化，都在细胞质基质中进行。b.无氧呼吸产生酒精：C6H12O6 酶 2C2H5OH+2CO2+少量能量发生生物：大部分植物，酵母菌c.产生乳酸：C6H12O6 酶 2乳酸+少量能量发生生物：动物，乳酸菌，马铃薯块茎，玉米胚注意：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵例一：某小组为研究氧气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙2组实验，实验装置如右图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生CO2总量的变化趋势是( )解析：C。本题主要考查酵母菌的呼吸作用方式。在有氧气的情况下进行有氧呼

15、吸，无氧条件下进行无氧呼吸，试验刚开始注射器中乙组有氧气所以能进行有氧呼吸，产生的二氧化碳多，甲组只进行无氧呼吸产生的少，一段时间后乙中的氧气耗尽，也开始进行无氧呼吸，二者总体产生的二氧化碳数量不断增加，并随时间的延后酵母菌数量增多，产生二氧化碳的速率曾大，所以呈曲线C所示。例二：下图是有氧呼吸过程的图解，据图回答(1)有氧呼吸的全过程分为_个阶段。释放的CO2是在第_阶段产生的；H2O是通过第_阶段形成的；产生ATP最多的是第_阶段。()有氧呼吸的主要场所是_，进入该场所的呼吸底物是_。()写出有氧呼吸的总反应式_。()下列反应在细胞质基质和线粒体内均能完成的是()A葡萄糖丙酮酸ADPPi能

16、量ATPH2OHO2解析：（1）三、二、三、三；（2）线粒体、丙酮酸和H；（3）C6H12O6 +6O2 酶 6CO2 +6H2O +大量能量；(4)B。本题考查的是有氧呼吸的过程。有氧呼吸的全过程分三个阶段，总反应式：C6H12O6 +6O2 酶 6CO2 +6H2O +大量能量（38ATP）第一阶段：细胞质基质 C6H12O6 酶 2丙酮酸+少量H+少量能量（2ATP） 第二阶段：线粒体基质 2丙酮酸+6H2O 酶 6CO2+大量H +少量能量（2ATP）第三阶段：线粒体内膜 24H+6O2 酶 12H2O+大量能量（34ATP）例三：关于细胞呼吸正确的说法是（ ）A. 无氧呼吸过程不需氧

17、气参与，但其底物分解仍然属于生物氧化B. 水果贮藏在完全无氧的环境中“可将物质损失减小到最低程度”C. 厌氧型生物只能进行无氧呼吸，需氧型生物只能进行有氧呼吸D. 是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别解析：A。本题考查的是有氧呼吸与无氧呼吸的区别及其应用。无氧呼吸过程不需氧气参与，但其底物分解仍然属于生物氧化，因此A正确；水果粮食贮存通常在低氧环境中，使有氧呼吸比较弱，而无氧呼吸处于被抑制状态，因此B错；厌氧型生物只能进行无氧呼吸，需氧型生物进行有氧呼吸，在氧不足时也可进行短暂的无氧呼吸，因此C错；酒精发酵也产生二氧化碳，因此D错。 第四节能量之源光与光合作用一、捕获光能的色素1、叶

18、绿体中的色素有4种，他们可以归纳为两大类：叶绿素（约占3/4）：叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）类胡萝卜素（约占1/4）：胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）2、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。二、实验绿叶中色素的提取和分离1、 实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液（有机溶剂如无水乙醇和丙酮）中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。2、 方法步骤中需要注意的问题： （1）研磨时加入二

19、氧化硅和碳酸钙的作用是什么？二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。（2）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？防止细线中的色素被层析液溶解。（3）滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素（胡叶ab）。三、捕获光能的结构叶绿体 1、结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）。与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。吸收光能的四种色素和光合作用有关的酶，就分布在类囊体的薄膜上。类囊体在基粒上。2、叶

20、绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，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须的酶。四、光合作用的过程光合作用的总反应式及各元素去向CO2+H2O 光 叶绿体（CH2O）+O2 ，其中（CH2O）表示糖类。根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。（1）光反应阶段：必须有光才能进行；光能转化为ATP中活跃的化学能场所：类囊体薄膜上反应式：水的光解：H2O 光 12O2+2H ATP形成：ADP+Pi+光能 酶 ATP（2）暗反应阶段：有光无光都能进行，ATP中活跃的化学能转化为（CH2O）中稳定的化学能场所：叶绿体基质 CO2的固定：CO2+C5 酶 2

21、C3 C3的还原：2C3+H+ATP 酶 （CH2O）+C5+ADP+Pi （3）联系：光反应为暗反应提供ATP和H，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用注意：净光合作用=总光合作用呼吸作用（1）光对光合作用的影响光的波长叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。光照强度植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加光照时间光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。（2）温度温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。

22、生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。（3）CO2浓度在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。生产上使田间通风良好，供应充足的CO2（4）水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。六、化能合成作用1、概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是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，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。如：硝化

23、细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.举例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌2、自养型生物：绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌异养型生物：动物、人、大多数细菌、真菌例一：如下图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是()A应向培养皿中倒入层析液B应将滤液滴在a处，而不能滴在b处C实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)D实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色解析：D。本题考查的

24、是绿叶中色素的提取和分离实验。此实验装置是让培养皿中的层析液，通过灯芯扩散到定性滤纸上，在此过程中，让色素随层析液在定性滤纸上扩散，以形成四个大小不同的同心圆，因此A正确；这样需要将滤液滴在距定性滤纸比较近的灯芯上，避免色素因扩散距离太远而造成色素带重叠，因此B正确；因叶绿素b在层析液中溶解度最小，所以最小的一个圆是呈蓝绿色的叶绿素b，因此C正确，D错。例二：右图为叶绿体结构示意图，下列叙述不正确的是（ ）A1具有选择透过性功能B吸收光能的色素分布在2上C2和3上都有与光合作用有关的酶D有叶绿体的细胞才能进行光合作用解析：D。本题主要考查了叶绿体的结构和功能。1是叶绿体膜，具有选择透过性，因此

25、A正确；吸收光能的色素和酶分布在有叶绿体内膜形成的基粒2上，因此B正确；3叶绿体基质也是光合作用进行的场所，因此也含有与光合作用有关的酶，因此C正确；色素和酶是进行光合作用的必要条件，具有上述条件而不具有叶绿体的蓝藻也能进行光合作用，因此D错。例三：1880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况如下图所示。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强的结论。这个实验的思路是()A细菌对不同颜色的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强B好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强C好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强D好氧细菌大量消耗O2，