生物必修一第五單元知識總結(jié)

名師傳方法.有效提分生物知識整理

第五章細胞的能量供應和利用

第一節(jié)降低反應活化能的酶

一、細胞代謝與酶

1、細胞代謝的概念：細胞內(nèi)每時每刻進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝.2、酶的發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)過程，發(fā)現(xiàn)過程中的科學探究思想，發(fā)現(xiàn)的意義

3、酶的概念：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。

4、酶的特性：專一性，高效性，作用條件較溫和

5、活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。二、影響酶促反應的因素（難點）1、2、3、4、1、

底物濃度酶濃度

PH值：過酸、過堿使酶失活

溫度：高溫使酶失活。低溫降低酶的活性，在適宜溫度下酶活性可以恢復。比較過氧化氫酶在不同條件下的分解（過程見課本P79）

三、實驗

實驗結(jié)論：酶具有催化作用，并且催化效率要比無機催化劑Fe3+高得多控制變量法：變量、自變量、因變量、無關(guān)變量的定義。對照實驗：除一個因素外，其余因素都保持不變的實驗。2、

影響酶活性的條件（要求用控制變量法，自己設(shè)計實驗）

建議用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究PH對酶活性的影響。

第二節(jié)細胞的能量“通貨”ATP

一、什么是ATP？是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，中文名稱叫做三磷酸腺苷二、結(jié)構(gòu)簡式：A-P~P~PA代表腺苷P代表磷酸基團～代表高能磷酸鍵三、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化ADP+Pi+能量ATPATPADP+Pi+能量

ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量來源：動物和人：呼吸作用

綠色植物：呼吸作用、光合作用

名師傳方法.有效提分生物知識整理

第三節(jié)ATP的主要來源細胞呼吸

1、概念：有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。2、有氧呼吸

總反應式：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+大量能量

第一階段：細胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6→2丙酮酸+少量[H]+少量能量第二階段：線粒體基質(zhì)2丙酮酸+6H2O→6CO2+大量[H]+少量能量第三階段：線粒體內(nèi)膜24[H]+6O2→12H2O+大量能量3、無氧呼吸產(chǎn)生酒精：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量發(fā)生生物：大部分植物，酵母菌

產(chǎn)生乳酸：C6H12O6→2乳酸+少量能量發(fā)生生物：動物，乳酸菌，馬鈴薯塊莖，玉米胚

反應場所：細胞質(zhì)基質(zhì)注意：無機物的無氧呼吸也叫發(fā)酵，生成乳酸的叫乳酸發(fā)酵，生成酒精的叫酒精發(fā)酵討論：

1有氧呼吸及無氧呼吸的能量去路

有氧呼吸：所釋放的能量一部分用于生成ATP，大部分以熱能形式散失了。無氧呼吸：能量小部分用于生成ATP，大部分儲存于乳酸或酒精中2有氧呼吸過程中氧氣的去路：氧氣用于和[H]生成水第四節(jié)能量之源光與光合作用一、

捕獲光能的色素

綠葉中的色素

葉綠素a（藍綠色）葉綠素葉綠素b（黃綠色）

胡蘿卜素（橙黃色）類胡蘿卜素葉黃素（黃色）

葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。白光下光合作用最強，其次是紅光和藍紫光，綠光下最弱。二、

實驗綠葉中色素的提取和分離

1實驗原理：綠葉中的色素都能溶解在層析液中，且他們在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。2方法步驟中需要注意的問題：（步驟要記準確）（1）研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？

二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。

（2）實驗為何要在通風的條件下進行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯？用棉塞塞緊試管口？

名師傳方法.有效提分生物知識整理因為層析液中的丙酮是一種有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。（3）濾紙上的濾液細線為什么不能觸及層析液？防止細線中的色素被層析液溶解

（4）濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？

有四條色帶，自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素。三、

捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體

結(jié)構(gòu)：外膜，內(nèi)膜，基質(zhì)，基粒（由類囊體構(gòu)成）與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。四、光合作用的原理

1、光合作用的探究歷程：（略）

2、光合作用的過程：（熟練掌握課本P103下方的圖）

總反應式：CO2+H2O→（CH2O）+O2，其中（CH2O）表示糖類。根據(jù)是否需要光能，可將其分為光反應和暗反應兩個階段。光反應階段：必須有光才能進行場所：類囊體薄膜上反應式：

水的光解：H2O→1/2O2+2[H]

ATP形成：ADP+Pi+光能→ATP

光反應中，光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學能暗反應階段：有光無光都能進行場所：葉綠體基質(zhì)CO2的固定：CO2+C5→2C3

C3的還原：2C3+[H]+ATP→（CH2O）+C5+ADP+Pi

暗反應中，ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為（CH2O）中穩(wěn)定的化學能聯(lián)系：

光反應為暗反應提供ATP和[H]，暗反應為光反應提供合成ATP的原料ADP和Pi五、影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實踐中的應用（1）光對光合作用的影響①光的波長

葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍紫光。②光照強度

植物的光合作用強度在一定范圍內(nèi)隨著光照強度的增加而增加，但光照強度達到一定時，光合作用的強度不再隨著光照強度的增加而增加

名師傳方法.有效提分生物知識整理③光照時間

光照時間長，光合作用時間長，有利于植物的生長發(fā)育。（2）溫度

溫度低，光和速率低。隨著溫度升高，光合速率加快，溫度過高時會影響酶的活性，光和速率降低。

生產(chǎn)上白天升溫，增強光合作用，晚上降低室溫，抑制呼吸作用，以積累有機物。（3）CO2濃度

在一定范圍內(nèi)，植物光合作用強度隨著CO2濃度的增加而增加，但達到一定濃度后，光合作用強度不再增加。

生產(chǎn)上使田間通風良好，供應充足的CO2

（4）水分的供應當植物葉片缺水時，氣孔會關(guān)閉，減少水分的散失，同時影響CO2進入葉內(nèi)，暗反應受阻，光合作用下降。

生產(chǎn)上應適時灌溉，保證植物生長所需要的水分。六、化能合成作用

概念：自然界中少數(shù)種類的細菌，雖然細胞內(nèi)沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用，叫做化能合成作用，這些細菌也屬于自養(yǎng)生物。

如：硝化細菌，不能利用光能，但能將土壤中的NH3氧化成HNO2，進而將HNO2氧化成HNO3。

硝化細菌能利用這兩個化學反應中釋放出來的化學能，將CO2和水合成為糖類，這些糖類可供硝化細菌維持自身的生命活動.舉例：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌、氫細菌自養(yǎng)型生物：綠色植物、光合細菌、化能合成性細菌異養(yǎng)型生物：動物、人、大多數(shù)細菌、真菌

擴展閱讀：高一生物必修一第五章知識點總結(jié)

第五章細胞的能量供應和利用第一節(jié)降低反應活化能的酶

一、細胞代謝與酶

1、細胞代謝的概念：細胞內(nèi)每時每刻進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝.2、活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。3、酶在細胞代謝中的作用：降低化學反應的活化能

4、使化學反應加快的方法：

加熱：通過提高分子的能量來加快反應速度；

加催化劑：通過降低化學反應的活化能來加快反應速度；同無機催化相比，酶能更顯著

地降低化學反應的活化能，因而催化效率更高。

5、酶的本質(zhì)：

關(guān)于酶的本質(zhì)的探索：

巴斯德之前，人們認為：發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關(guān)

巴斯德的觀點：發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細胞而不是細胞中某些物質(zhì)起作用李比希的觀點：引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡

并裂解后才能發(fā)揮作用；畢希納的觀點：酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就

像在活酵母細胞中一樣；

薩姆納提取酶，并證明酶是蛋白質(zhì)；

切郝、奧特曼發(fā)現(xiàn)：少數(shù)RNA也具有生物催化功能；

6、酶的概念：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。5、酶的特性：專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應

高效性：酶的催化效率是無機催化劑的107－1013倍

酶的作用條件較溫和：酶在最適宜的溫度和PH條件下，活性最高。

二、影響酶促反應的因素（難點）1、底物濃度（反應物濃度）；酶濃度2、PH值：過酸、過堿使酶失活

3、溫度：高溫使酶失活。低溫降低酶的活性，在適宜溫度下酶活性可以恢復。三、實驗

1、比較過氧化氫酶在不同條件下的分解

實驗結(jié)論：酶具有催化作用，并且催化效率要比無機催化劑Fe高得多

控制變量法：變量、自變量（實驗中人為控制改變的變量）、因變量（隨自變量而變化的變量）、無關(guān)變量的定義。

對照實驗：除一個因素外，其余因素都保持不變的實驗。

2、影響酶活性的條件（要求用控制變量法，自己設(shè)計實驗）

建議用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究PH對酶活性的影響。

第二節(jié)細胞的能量“通貨”ATP

一、什么是ATP？是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，中文名稱叫做三磷酸腺苷二、結(jié)構(gòu)簡式：A-P~P~PA代表腺苷P代表磷酸基團～代表高能磷酸鍵三、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化ADP+Pi+能量ATPATPADP+Pi+能量ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量來源：

3+動物和人：呼吸作用

綠色植物：呼吸作用、光合作用

四、ATP的利用：

ATP是新陳代謝所需能量的直接來源，ATP中的能量能轉(zhuǎn)化成機械能、電能，光能等各種能量；

吸能反應總是與ATP水解的反應相聯(lián)系,由ATP水解提供能量放能反應總是與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量貯存在ATP中

第三節(jié)ATP的主要來源細胞呼吸

1、概念：有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。

2、有氧呼吸：主要場所：線粒體

總反應式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+大量能量

第一階段：細胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O62丙酮酸+少量[H]+少量能量

第二階段：線粒體基質(zhì)2丙酮酸+6H2O6CO2+大量[H]+少量能量第三階段：線粒體內(nèi)膜24[H]+6O212H2O+大量能量

有氧呼吸的概念：細胞在氧的參與下，通過酶的的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分

解，產(chǎn)生出二氧化碳和水，同時釋放出大量能量的過程。3、無氧呼吸：細胞質(zhì)基質(zhì)

無氧呼吸的概念：細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物不徹底氧化

分解，產(chǎn)生灑精和CO2或乳酸，同時釋放出少量能量的過程。

大部分植物，酵母菌的無氧呼吸：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量動物，人和乳酸菌的無氧呼吸：C6H12O62乳酸+少量能量

（馬鈴薯塊莖，甜菜的塊根、玉米胚的無氧呼吸也是產(chǎn)生乳酸）

反應場所：細胞質(zhì)基質(zhì)

注意：微生物的無氧呼吸也叫發(fā)酵，生成乳酸的叫乳酸發(fā)酵，生成酒精的叫酒精發(fā)酵討論：

①有氧呼吸及無氧呼吸的能量去路

有氧呼吸：所釋放的能量一部分用于生成ATP，大部分以熱能形式散失了。無氧呼吸：能量小部分用于生成ATP，大部分儲存于乳酸或酒精中②有氧呼吸過程中氧氣的去路：氧氣用于和[H]生成水

4、有氧呼吸與無氧呼吸的比較：

反應條件不點釋放能量呼吸場所有氧呼吸無氧呼吸需要O2、酶和適宜的溫度不需要O2，需要酶和適宜的溫度第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、全過程都在細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)三階段在線粒體內(nèi)CO2和H2OCO2、酒精或乳酸1mol葡萄糖釋放能量196．65kJ(生較多，1mol葡萄釋放能量2870kJ，成乳酸)或222kJ(生成酒精)，其中均其中1161kJ轉(zhuǎn)移至38molATP中有61．08kJ轉(zhuǎn)移至2molATP中其實質(zhì)都是：分解有機物，釋放能量，生成ATP供生命活動需要,都需要酶的催化，第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同同分解產(chǎn)物相同點第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同條件下，在不同的場所沿不同的途徑，在不同的酶作用下形成不同的產(chǎn)物：相互聯(lián)系5、探究酵母菌細胞呼吸的方式CO2的檢測方法：

（1）CO2使澄清石灰水變渾濁

（2）CO2使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃酒精的檢測方法：

橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應，變成灰綠色。6、影響呼吸作用的因素

溫度、含水量、O2的濃度、CO2的濃度

一、

第四節(jié)能量之源光與光合作用

捕獲光能的色素

葉綠素a（藍綠色）

葉綠素葉綠素b（黃綠色）

綠葉中的色素胡蘿卜素（橙黃色）

類胡蘿卜素葉黃素（黃色）葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。白光下光合作用最強，其次是紅光和藍紫光，綠光下最弱。二、實驗綠葉中色素的提取和分離

1實驗原理：葉綠體中的色素可以溶解在無水乙醇中，可以用來提取色素。

綠葉中的色素都能溶解在層析液中，且他們在層析液中的溶解度不同，溶解度

高的隨層析液在濾紙上擴散得快，綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。

2方法步驟中需要注意的問題：（步驟要記準確）

（1）研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？

二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。

（2）實驗為何要在通風的條件下進行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯？用棉塞塞緊試

管口？因為層析液中的丙酮是一種有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。

（3）濾紙上的濾液細線為什么不能觸及層析液？

防止細線中的色素被層析液溶解

（4）濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？

有四條色帶，自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素。

三、捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體

結(jié)構(gòu)：外膜，內(nèi)膜，基質(zhì)，基粒（由類囊體構(gòu)成）與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。四、光合作用的原理1、光合作用的探究歷程：

①、1771年，英國科學家普利斯特利證明植物可以更新空氣；1779年，荷蘭科學家英格豪

斯證明：只有植物的綠葉在陽光下才能更新空氣②、1864年，德國科學家薩克斯證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生淀粉；

③、1880年，德國科學家恩吉爾曼證明葉綠體是進行光合作用的場所，并從葉綠體放出氧；④、20世紀30年代美國科學家魯賓和卡門采用同位素標記法研究證明光合作用釋放的氧氣

全部來自水。

⑤、20世紀40年代美國科學家卡爾文采用同位素標記法研究探明了CO2中的碳在光合作

用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑2、光合作用的過程：（熟練掌握課本P103下方的圖）總反應式：CO2+H2O（CH2O）+O2

其中，（CH2O）表示糖類。

根據(jù)是否需要光能，可將其分為光反應和暗反應兩個階段。光反應階段：必須有光才能進行

場所：類囊體薄膜上

物質(zhì)變化：水的光解：H2OO2+2[H]

ATP形成：ADP+Pi+光能ATP

能量變化：光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學能

暗反應階段：有光無光都能進行

場所：葉綠體基質(zhì)

物質(zhì)變化：CO2的固定：CO2+C52C3

C3的還原：2C3+[H]+ATP（CH2O）+C5+ADP+Pi

能量變化：ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為（CH2O）中穩(wěn)定的化學能聯(lián)系：

光反應為暗反應提供ATP和[H]，暗反應為光反應提供合成ATP的原料ADP和Pi

光合作用過程圖

①是H2O②是O2③[H]④是ATP⑤是ADP和Pi⑥是C3⑦是CO2⑧是C5⑨是（CH2O）

五、影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實踐中的應用（1）光對光合作用的影響

①光的波長：葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍紫光。②光照強度：

植物的光合作用強度在一定范圍內(nèi)隨著光照強度的增加而增加，但光照強度達到一定時，光合作用的強度不再隨著光照強度的增加而增加

③光照時間

光照時間長，光合作用時間長，有利于植物的生長發(fā)育。

（2）溫度

溫度低，光合速率低。隨著溫度升高，光合速率加快，溫度過高時會影響酶的活性，

光合速率降低。

生產(chǎn)上白天升溫，增強光合作用，晚上降低室溫，抑制呼吸作用，以積累有機物。（3）CO2濃度

在一定范圍內(nèi)，植物光合作用強度隨著CO2濃度的增加而增加，但達到一定濃度后，光合作用強度不再增加。

生產(chǎn)上使田間通風良好，供應充足的CO2

（4）水分的供應

當植物葉片缺水時，氣孔會關(guān)閉，減少水分的散失，同時影響CO2進入葉內(nèi)，暗

反應受阻，光合作用下降。

生產(chǎn)上應適時灌溉，保證植物生長所需要的水分。

六、化能合成作用

1、概念：自然界中少數(shù)種類的細菌，雖然細胞內(nèi)沒有葉綠素，不能進行光合作用，

但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用，叫做化能合成作用，這些細菌也屬于自養(yǎng)生物。如：硝化細菌

2、自養(yǎng)生物：能夠利用光能或其他能量，把CO2、H2O轉(zhuǎn)變成有機物來維持自身的生命活動的生物。例如：綠色植物、硝化細菌

3、異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身的生命活動的生物。例如人、動物、真菌及大多數(shù)的細菌。

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