高三生物一轮复习【知识精研】细胞代谢知识补充

上课补充内容第五章降低化学反应活化能的酶第11课时酶的作用机理：降低化学反应的活化能

加热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活化能H2O2常态H2O2活跃态提醒

①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。四、酶的作用机理分析

考点一

酶的作用和本质知识点一、酶的本质和作用

2.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解

考点一

酶的作用和本质知识点一、酶的本质和作用

3.控制变量及教材中自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”

人为控制的对实验对象进行处理的因素自变量除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验；对照实验一般要设置对照组和实验组对照实验除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素无关变量因自变量改变而变化的变量因变量控制变量和设计对照实验Y=a+f(x)（不同条件X）（结果Y）（相同条件a）五、酶的特性教材中具有“专一性”或“特异性”的物质归纳当我们讨论某种功能时，特异性和专一性可以互用；但当我们讨论结构时，一般只能使用特异性，不能使用专一性。五、酶的特性3.作用条件较温和①温度对酶活性的影响：温度酶活性最适温度abc0随着温度降低，酶活性下降，若温度升高可恢复。随着温度升高，酶活性下降，温度降低时不可恢复。

低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复。（低温保存）高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性)温度不同，酶活性可能相同，如a、c。酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”a.竞争性抑制剂抑制剂与底物竞争酶酶抑制剂底物底物抑制剂酶

抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。

由于竞争性抑制剂与底物竞争酶。因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。四、抑制剂b.非竞争性抑制剂

由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。酶底物底物酶抑制剂四、抑制剂“四看法”分析酶促反应曲线果胶酶：溶解细胞壁中的果胶加酶洗衣粉：去污力更强含酶牙膏：分解细菌，清新口气多酶片：治疗消化不良溶解细菌的细胞壁：抗菌消炎五、酶的应用第12课时细胞的能量“货币”ATP糖类（1）主要能源物质：葡萄糖（3）被称为“生命的燃料”：脂肪（2）主要储能物质：ATP（4）直接能源物质：1.功能:2.中文名称：3.ATP的结构简式：驱动细胞生命活动的直接能源物质。腺苷三磷酸A－P～P～P4.ATP的组成元素：C、H、O、N、P

~代表特殊的化学键。

两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能，容易断裂。

每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。一、ATP的结构和功能

考点一

ATP的结构和功能【拓展延伸】NTP与dNTP注意：NTP与dNTP均是高能磷酸化合物，可用作RNA或DNA的合成原料，合成过程中会脱去两个磷酸基团，并释放出大量的能量。知识点二、ATP的功能

1、一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。资料：ATP是怎样来解决这一矛盾的？ATP在细胞内是否大量存在？2、研究表明：人体中ATP的总量只有大约2~10mg，剧烈运动时只能维持3s。

ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP转化速率很快，从而保证细胞内能量的供应。ATP水解ATP合成反应式ATP→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP→ATP酶的类型场所能量来源能量去向酶酶ATP水解酶ATP合成酶细胞质基质、线粒体、叶绿体存在于细胞的各个部位特殊的化学能用于各项生命活动储存在ATP中有机物中的化学能或光能这不是可逆反应，而是一个循环式反应。物质可循环，但能量不可循环。所有细胞的能量供应机制，体现生物界的统一性。二、ATP和ADP的相互转化①参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。①②③(3ATP的利用举例②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移，这就是载体蛋白磷酸化。③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外侧。四、ATP的利用

ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化。这些分子被磷酸化后，发生活性变化，空间结构也被改变，因而可以参与各种化学反应。教材隐性知识：源于必修1P86“相关信息”：腺苷腺苷腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系能源与能源物质知识点一、ATP与ADP可以相互转化

(1)源于必修1P87“图5－4”：人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP，释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：

。(2)源于必修1P89“拓展应用”：在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：______________________________________________________________________。ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源【教材隐性知识】

考点二

ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用第13课时细胞呼吸的方式和有氧呼吸概念图概念图2.实验原理：酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：②溴麝香草酚蓝溶液：（1）检测CO2（2）检测酒精①通入澄清石灰水：澄清→浑浊根据浑浊程度检测CO2产生的多少蓝→变绿→再变黄根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少橙色→灰绿色3.实验步骤：①配置酵母菌培养液：(

+

)葡萄糖溶液酵母菌酵母菌培养液的配置（必修一P91）探究酵母菌的呼吸方式现象：结论：澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是：a.加热目的是

。b.冷却目的是

。加热以杀死其他微生物及除去溶解氧防止高温杀死酵母菌探究酵母菌的呼吸方式③检测酒精的产生：

酵母菌培养液酵母菌培养液质量分数为10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水AB空气

由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。结论：有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。教材规定实验中的“显色”归纳有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比

(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 (2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。 (3)消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。 (4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。脂肪与葡萄糖相比，含H量高，含O量低，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。①真核细胞：

A.若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为

；B.若部分过程在线粒体中进行，则为

。无氧呼吸有氧呼吸②原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的呼吸作用在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式的判断应是根据产物判断，A.若只有二氧化碳和水产生，则为

，B.若有乳酸或酒精产生，则为

。有氧呼吸无氧呼吸三、依据反应场所来判断习题巩固1.氧的浓度会影响细胞呼吸。在a、b、c、d条件下,底物是葡萄糖,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下图。则下列叙述中正确的是()A.a、b、c、d条件下,细胞呼吸的场所均为细胞质基质和线粒体B.a条件时,细胞呼吸最终有[H]的积累C.b、c条件下,细胞呼吸的产物只有二氧化碳和水D.若底物是等量的脂肪,则在d条件下释放的CO2与吸收的O2的比值可能不为1D直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。2.氧气浓度0~b时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，有氧呼吸速率增大，无氧呼吸速率减小。1.氧气浓度为0时只进行无氧呼吸3.氧气浓度b~c时细胞只进行有氧呼吸二、O2浓度——外部因素直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。4.氧气浓度为a时无氧呼吸减弱，有氧呼吸较弱，储存蔬菜、水果、粮食等，应控制氧气浓为a(或a附近)。5.氧气浓度为b时无氧呼吸被完全抑制，细胞只进行有氧呼吸，细胞呼吸即为有氧呼吸。无氧呼吸消失点二、O2浓度——外部因素直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。6.氧气浓度为c时有氧呼吸速率达到最大，再增加氧气浓度，呼吸速率不再增加。限制因素可能是呼吸底物的量或酶的量与酶的活性等。二、O2浓度——外部因素直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。应用：1.中耕松土，可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。2.在储存蔬菜、水果、粮食时，为了减少有机物消耗，

应控制低氧(a点氧气浓度)环境。二、O2浓度——外部因素2.装置2中着色液滴移动的距离代表呼吸作用消耗的氧气和释放的

二氧化碳的体积的差值。实验原理1.装置1中加入NaOH溶液的目的是

，根据着色液滴

移动的距离可测出

的体积。吸收二氧化碳呼吸作用消耗的氧气四、液滴移动法探究细胞的呼吸方式

若实验组刻度左移5个单位，对照组刻度右移2个单位，则实际呼吸强度为_____个单位。7装置一装置二结果红色液滴左移红色液滴不动

红色液滴不动红色液滴右移红色液滴左移红色液滴右移

红色液滴不动红色液滴不动只进行有氧呼吸或有氧+产乳酸的无氧只进行产酒精的无氧呼吸既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸细胞已死亡或只进行产乳酸的无氧呼吸实验误差的校正①如果实验材料是绿色植物，

整个装置应遮光处理，否则

植物的光合作用会干扰呼吸

速率的测定。②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，

应对装置及所测种子进行消毒处理。③为防止气压、温度等物理因素引起误差，

应设置对照实验，将所测的生物材料灭活

(如将种子煮熟)，其他条件均不变。必修1P96“练习与应用—概念检测2”拓展1.结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析：(1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖________(填“是”或“不是”)一样多，理由是____________________________________________________________________________________________________________________。不是

根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3

(2)在保存蔬菜、水果时，应选择________点对应的O2浓度，理由是____________________________________________________________________。(3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是______________________________________________________________________________________________________________________。R此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少

在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，呼吸强度较弱，有氧呼吸因O2不足，呼吸强度也比较小，故总的CO2释放量少，呼吸强度弱2.包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是___________________________________________________________________。3.[2020·全国卷Ⅰ，30(1)]中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有__________________________________________________________________ _______________。(答出2点即可)。为伤口创造透气的环境，避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用1234③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。④将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。用单层尼龙布过滤，过滤叶脉及二氧化硅等并且不吸附色素。盛放滤液的试管用橡胶塞塞紧，防止无水乙醇的挥发。1.提取绿叶中的色素（2）画滤液细线为了积累更多的色素使分离色素带更明显。

用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条细线（可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。★注意：细齐直，待滤液干后，再画一两次。2.分离色素——纸层析法吸收、传递（四种色素）、转化（只有少数特殊状态的叶绿素a）光能叶绿素a:C55H72O5N4Mg叶绿素b:C55H70O6N4Mg胡萝卜素：C40H56叶黄素：C40H56O2六、光合色素的功能比较项目光合色素细胞液色素存在部位叶绿体液泡溶解性脂溶性水溶性代表种类类胡萝卜素和叶绿素花青素颜色橙黄、黄、绿红、蓝、紫颜色变化不随pH改变变化颜色随pH改变变化颜色红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。小结2:植物色素教材深挖：新教材P一101，拓展应用1

海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻、红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象是如何造成的？教材深挖：新教材P一101，拓展应用1藻类色素种类含量最多的色素绿藻叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光褐藻叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、6种叶黄素某种叶黄素主要吸收绿光蓝紫光，反射红黄光红藻叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、藻红素、藻蓝素藻红素主要吸收蓝紫光,反射红光扩展：藻类都必须含有的光合色素是叶绿素a,因为叶绿色a是转化光能的色素。其他色素主要是吸收和传递光能。叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？1.实验者：德国科学家恩格尔曼2.实验材料：水绵易于观察，作为释放氧气的观察指标。

注：水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，细菌为需氧菌，可以运动。八、叶绿体功能的实验验证3.实验过程及现象

极细光束

均匀光照水绵好氧细菌极细光束照射完全曝光黑暗无空气好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位结论：叶绿体光合作用释放氧气，叶绿体是进行光合作用的场所。选用黑暗并且没有空气的环境，

可排除光线和氧的干扰。八、叶绿体功能的实验验证三棱镜结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光恩格尔曼实验二综合上述两个实验可以得出：照射水绵好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。八、叶绿体功能的实验验证1.NADPH和ATP的移动途径是什么？从类囊体薄膜到叶绿体基质。2.NADP+和ADP的移动途径呢？从叶绿体基质到类囊体薄膜。3.水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用

于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是什么？①活泼的还原剂；②储存部分能量供暗反应阶段利用。

总之，光反应是暗反应所需物质和能量的准备阶段，暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。三、光合作用的过程反应阶段光反应暗反应反应部位反应条件物质变化能量变化产物相同点实质叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质叶绿体色素、酶、光能酶H2OH++O2酶ADP+Pi+能量ATP酶光能→活跃的化学能活跃的化学能→稳定的化学能NADPH、ATP、O2ADP、Pi、（CH2O）、C5都包括物质变化和能量变化把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来NADP++H+NADPH酶CO2+C52C3酶2C3(CH2O)+C5酶ATP、NADPH并不是所有过程都需要酶的催化，色素吸收光能不需要酶的催化。1.若有机物为(CH2O)：2.若有机物为C6H12O6：CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O26CO2+12H2O光能叶绿体C6H12O6+6O2+6H2O四、光合作用中元素的转移1.3H的转移：2.14C的转移：3.18O的转移：3H2O(C3H2O)光反应NADPH暗反应（14CH2O）14CO2

CO2的固定14C3

C3的还原（CH218O）18O2

H218O光反应C18O2

C3CO2的固定C3的还原必修1P104“相关信息”：C3是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP