第五章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（一）

1.細(xì)胞代謝:

（1）定義：細(xì)胞中進(jìn)行的所有化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱，細(xì)胞代謝離不開酶的催化。

（2）主要場所：細(xì)胞質(zhì)

（3）控制中心：細(xì)胞核

2.活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。

圖示活化能大小：①>②>④

③二①-②

⑤二①-④

③〈⑤

【圖角不】

圖中①表示：常態(tài)時,化學(xué)反應(yīng)所需的活化能:

②表示：有無機(jī)催化劑催化時,化學(xué)反應(yīng)所需的活化能;

④表示：有醛催化時，化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。

綜上，可知：

催化劑可以加快反應(yīng)進(jìn)行的本質(zhì)是：催化劑能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。

圖中③表示：無機(jī)催化劑所降低的活化能;

⑤表示：酶所降低的活化能。

綜上，又可知：

相比無機(jī)催化劑,酶具有高效性的原因：酶能夠顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能U

【補(bǔ)充】加熱可以加快反應(yīng)進(jìn)行的本質(zhì):加熱為化學(xué)反應(yīng)提供能量。

（不是降低活化能！?。?/p>

3.辱

（1）定義：活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。

（2）本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是因必

（3）功能：催化作用

（4）特性：①高效性；②專一性；③作用條件溫和

（5）來源：活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶（不包括哺乳動物成熟紅細(xì)胞），酶也可在細(xì)胞外

發(fā)揮作用

（6）作用原理：顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能

（7）合成原料：氨或核糖核昔酸

（8）合成場所：核糖體或細(xì)胞核

【注意】

①不是所有的活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶,如：哺乳動物成熟紅細(xì)胞（無細(xì)胞核與細(xì)胞

器）；

②能水解胃蛋白酶的酶是蛋白酶,能水解脂肪酶的酶也是蛋白酶,原因：胃蛋

白酶和脂肪酶的化學(xué)本質(zhì)都是置自質(zhì)（絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì),尤其高中階段涉

及和考查的）。

4.【科學(xué)史】關(guān)于酶本質(zhì)的探索:

發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)

巴斯德）海座睡，引起發(fā)酵的是細(xì)胞

發(fā)酵是整個細(xì)

胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，細(xì)

中的某些物質(zhì)胞死死亡并裂解后

畢希納

1才能起作用

起作用

.

薩姆納引起發(fā)醵的物質(zhì)在細(xì)

崛酶是蛋白質(zhì)胞外繼續(xù)起作用

口叫2豕胃蛋白般慚多第g

少數(shù)的工蛋白質(zhì).

是RNA切赫和奧爾特曼

【補(bǔ)充】

（1）表不酶的高效性的曲線:

生

成酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時間,不能改變

物加入庫加入無機(jī)催化劑

濃化學(xué)反應(yīng)的平衡點,因此，酶不能改變最終生成物

平債點

度的量,

催化劑

0時間

（2）酶具有高效性的意義:

①保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行；

②保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。

（3）表示酶的專一性的曲線:

夙-加酸A

應(yīng)酶具有專一性，酶B不能催化A的反應(yīng)

速

率

無薜條件（加施B）

01234

A反應(yīng)物濃度

A：醒

B：被催化的底物

E、F：B分解后的產(chǎn)物

C、D：不能被該酶催化的其他物質(zhì)

或不能催化B分解的其他曲

（4）酶具有專一性的意義:

保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。

5.酶活性:通常以酶促反應(yīng)速率的大小來表示酶活性的高低,即酶促反應(yīng)速率

越快,代表酶活性越高。

（1）溫度對酶活性的影響：（曲線僅有一個零點）

,u/mmol.s'

低溫抑制酶活性（調(diào)溫后酶活性可恢復(fù)）

高溫下酶失活（調(diào)溫后酶活性也不再恢復(fù)）

高溫下酶失活的根本原因：酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞

該酶的最適溫度:B點對應(yīng)溫度

（此溫度下酶活性最高）

（2）也對酶活性的影響：（曲線布一兩個零點）

過酸、過堿條件下酶失活

（調(diào)pH后酶活性乜不再恢復(fù)）

根本原因：酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞

該酶的最適pH：B點對應(yīng)pH

（此pH下酶活性最高）

6.影響酶促反應(yīng)速率的因素:

（1）溫度：通過影響酶活性,進(jìn)而影響反應(yīng)速率。（相關(guān)曲線如上所示）

（2）pH：通過影響酶活性,進(jìn)而影響反應(yīng)速率。（相關(guān)曲線如上所示）

（3）底物濃度:直接影響反應(yīng)速率。

魯在一定范圍內(nèi)（P點之前），酶促反應(yīng)速率隨底物

1-----濃度的增加而升高:超過一定范圍（P點之后），由于

B/P酶濃度的限制,反應(yīng)速率不再升高。

底物濃度[S]

（4）酶濃度:直接影響反應(yīng)速率。

酶

促

反在一定范圍內(nèi)（Q點之前），酶促反應(yīng)速率隨酶濃

應(yīng)度的增加而升高;超過一定范圍（Q點之后），由于底

速

率物濃度的限制,反應(yīng)速率不再升高。

【補(bǔ)充】

①酶制劑的保存：適于在零上低溫（0?4℃）條件下保存。

②人體胃蛋白酶的最適pH=L5,若將其，此時胃蛋白酶始終失活，其活性（酶

促反應(yīng)速率）不再改變。

第五章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（二）

【實驗一】探究H2O2在不同條件下的分解

1.實驗分組及現(xiàn)象:

①號試管:常溫氣泡產(chǎn)生不明顯

②號試管:水浴加熱產(chǎn)生較少氣泡

③號試管:FeCl3（無機(jī)催化劑）產(chǎn)生較多氣泡，衛(wèi)生香復(fù)燃

④號試管:肝臟研磨液（含H。酶）產(chǎn)生大量氣泡，衛(wèi)生香復(fù)燃劇烈

自變量：溫度、催化劑的種類

因變量：上。2的分解速率

無關(guān)變量：&&的濃度和劑量、催化劑的劑量、溫度等等

對照組：①苜%:管

實驗組:號試管

【注意】

對照實驗中，無關(guān)變量必須保持相同且適宜!

2.實驗結(jié)論：（進(jìn)行對照的組別不同，則對應(yīng)得出的實驗結(jié)論也不同）

①②組：加熱可以促進(jìn)上&分解;

①③組：無機(jī)催化劑FeCh可以促進(jìn)比。2分解:

①④組：過氧化氫酶可以促進(jìn)H2g2分解;

③④組：過氧化氫酶的催化效率訕FeCL高。

3.實驗注意事項：

①選用新鮮豬肝并研磨：新鮮肝臟中含有較多的上。2酶且活性高，研磨有利于

乩。2酶與試管內(nèi)過上。2分子充分接觸，加速“。2的分解。

②因變量觀測指標(biāo)：氣泡數(shù)量、衛(wèi)生香復(fù)燃情況

4.實驗所用科學(xué)方法：控制變量和設(shè)計對照實驗

（1）變量的類型：

①自變量:人為控制的對實驗對象進(jìn)行處理的因素；

②因變量:隨自變量的變化而變化；

③無關(guān)變量:除自變量外，其余能對實驗結(jié)果造成影響的因素。

（“控制變量”:即保持無關(guān)變量相同且適宜）

（2）對照實驗的設(shè)計：

①對照組:未經(jīng)過處理的一組（或已知實驗結(jié)果的一組）

②實驗組:經(jīng)過處理的一組（或未知實驗結(jié)果的一組）

【補(bǔ)充】

特殊的對照實驗（即對比實驗）也可不設(shè)對照組,而是由不同實驗組之間相互形

成對照。

【實驗二】驗證酶的專一性

設(shè)計方案【1】驗證淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

（一相同，底物不同）

1.實驗分組及現(xiàn)象、結(jié)論：

1號試管2號試管

①號試管出現(xiàn)磚紅色沉淀的原因：

加入2mL淀粉溶液加入2mL蔗糖溶液

淀粉酶催化淀粉水解，產(chǎn)生還原糖,

各加入淀粉酶2ml,振蕩，試管下半部浸入與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)。

6。）左右的熱水中，保溫51nm

②號試管無磚紅色沉淀的原因：

=加入2ml斐林試劑一振蕩一沸水浴1mi.

淀粉酶不能催化蔗糖的水解，無還

實驗

磚紅色沉淀無磚紅色沉淀原糖生成。

現(xiàn)象

結(jié)論淀粉酹只能催化淀粉水解，不1

說明M有專一tt

2.實驗注意事項：

此實驗不能將“斐林試劑”換為“碘液”進(jìn)行檢測,原因：碘液只能檢測淀

粉有沒有被水解，而蔗糖及蔗糖的水解產(chǎn)物均不會與碘液發(fā)生反應(yīng)，即碘液無法

檢測蔗糖是否被分解，故不可用碘液代替斐林試劑進(jìn)行鑒定。

設(shè)計方案【2】驗證淀粉酶和蔗糖酶對淀粉的水解作用

（酶不同，底物相同）

1.實驗分組及現(xiàn)象、結(jié)論：

1號試管2號試管①號試管出現(xiàn)磚紅色沉淀的原因：

—淀粉酶催化淀粉水解，產(chǎn)生還原糖,

各加入2mL淀粉溶液與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)。

加入2mL淀粉酶溶液，加入2mL蔗糖的溶液，②號試管尢磚紅色沉淀的原因：

振蕩并保溫振蕩并保溫

蔗糖酶不能催化淀粉的水解，無還

—加入2ml斐林試劑f振蕩f沸水浴

原糖生成。

實驗

磚紅色沉淀無磚紅色沉淀

現(xiàn)象9室穌注等重師.

此實應(yīng)可以一“斐林試劑”換為“碘

結(jié)論淀粒酹能催化淀粉水解，蔗糖酹不能

說明有專一性]液”進(jìn)行檢測,原因：底物都是淀粉,

斐林試劑可以檢測淀粉是否被分解，

碘液也可以檢測淀粉是否被分解C

第五章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（二）

【實驗三】探究溫度對酶活性的影響

1.實驗分組及現(xiàn)象:

試管

步驟1T22，33，

淀粉溶液2ml12ml/2ml/

淀粉酶溶液/1ml/1ml/1ml

不同溫度下

0℃

處理5min37℃

將同一溫度下的兩種物質(zhì)混合后，保溫5分鐘

滴加碘液1滴1滴1滴

結(jié)果（現(xiàn)象）藍(lán)色較淺不夸藍(lán)藍(lán)色較深

第組藍(lán)色較淺的原因：下淀粉酶活性較低，淀粉分解程度較低（但仍被分

解），因此遇碘變藍(lán)的顏色較冷。

第二組不變藍(lán)的原因：37c下淀粉酶活性較高，淀粉被完全分解，因此不會遇碘

變藍(lán)。

第三組藍(lán)色較深的原因：100℃下淀粉酶完全失活，淀粉不分解，因此遇碘變藍(lán)

的顏色很深。

2.實驗結(jié)論：

酶的催化作用需在適宜的溫度下進(jìn)行，溫度過低抑制酶的活性，溫度過高酶失活。

3.實驗注意事項：

①實驗材料選擇淀粉酶而不選擇比。2酶的原因:溫度會影響乩。2自身的分解，

從而對實驗結(jié)果造成干擾。

②鑒定試劑選擇碘液而不選擇斐林試劑的原因:斐林試劑需水浴加熱，而本實

驗中每個組必須嚴(yán)格控制溫度。

③實驗過程中，應(yīng)先將同組的底物和酶分別置于同一溫度中，再混合二者,

（先保溫，再混合，保證底物和酶是在特定溫度下結(jié)合的）

【實驗四】探究pH對酶活性的影響

1.實驗分組及現(xiàn)象:

步驟1T22r33，

過氧化氫溶液2ml12ml12ml1

過氧化氫的溶液/1ml/1ml/1ml

不同下

PHImIHCIImlNaOH

處理5min1mlH2O

將同一PH下的兩種物質(zhì)混合后，反應(yīng)5分鐘

用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗

結(jié)果（現(xiàn)象）不復(fù)燃迅速復(fù)燃不復(fù)燃

第一組衛(wèi)生香不復(fù)燃的原因：過酸條件下H2&酶失活，上。2不分解，無。2生成。

第二組衛(wèi)生香迅速復(fù)燃的原因：中性條件下凡。2酶活性較高，乩。2被完全分解，

產(chǎn)生大量（V

第三組衛(wèi)生再不復(fù)燃的原因：過堿條件下厚。2酶失活，上。2不分解，無。2生成。

2.實驗結(jié)論：

酶的催化作用需在適宜的pH下進(jìn)行，過酸或過堿均會使酶失活。

3.實驗注意事項：

①實驗材料選擇比。2酶而不選擇淀粉酶的原因:pH會影響淀粉自身的分解，從

而對實驗結(jié)果造成干擾。

②本實驗也可通過觀察氣泡的產(chǎn)生速率來檢測酶活性。

③實驗過程中，應(yīng)先將同組的底物和酶分別置于同一pH中，再混合二者。

（先調(diào)pH,再混合，保證底物和酶是在特定pH下結(jié)合的）

第五章第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP

1.腺昔三磷酸（ATP）：一種高能磷酸化合物,被稱為細(xì)胞的能量“貨幣”

（1）元素：C、H、0、N、P

（2）組成：1ATP=1核糖+1腺喋吟+3磷酸基團(tuán)

=1腺昔+3磷酸基團(tuán)

（腺昔二核糖+腺喋吟）

（3）功能：生命活動的直接能源物質(zhì)

（4）結(jié)構(gòu)簡式：A-P~P~P

（A表示腺昔,P表示磷酸基團(tuán),-表示普通化學(xué)鍵，?表示高能磷酸鍵）

（5）結(jié)構(gòu)簡圖:

腺噤吟p~p?p

核糖

腺昔

（6）特點：①ATP在細(xì)胞中的含量較少，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定;

（相鄰的磷酸基團(tuán)同性相斥，使得高能磷酸鍵不穩(wěn)定,木端的磷酸

基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢能,容易脫離）

②ATP求解的過程就是釋放能量的過程。

（ATP水解時，末端的高能磷酸鍵斷裂，能量得以釋放）

【補(bǔ)充】幾種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化:

【辨析】三種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡圖:

ATP=1核糖+1腺喋吟+3磷酸基團(tuán)

ADP=1核糖+1腺噂1+2磷酸基團(tuán)

腺嚓吟核糖核昔酸

=1核糖+1腺3吟+1磷酸基團(tuán)

2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化:

（1）反應(yīng)式：

ATP水解酶

ATPADP+Pi?能量

ATP合成前

（2）特點:

快速時刻發(fā)生,并處于動態(tài)平衡.

（因此，盡管ATP在細(xì)胞中的含量很少，也足以為細(xì)胞的生命活動提供能量）

【注意】

此反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)，原因：

①反應(yīng)條件（酶）不同;

②反應(yīng)發(fā)生的場所不同;

③能量的來源和去向不同。

【辨析】

反應(yīng)式ATP前1ADP+P1+能量ADP+P1+能量酹2-ATP

場所生物體的需能部位細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體

物質(zhì)變化水解反應(yīng)合成反應(yīng)

能量來源高能磷酸鍵的斷裂光能細(xì)胞呼吸釋放的能量

能量去向生物的各項生命活動形成新的高能磷酸鍵

特點時刻不停地發(fā)生，并且處于動態(tài)平衡之中

【補(bǔ)充】

（1）能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通：

①吸能反應(yīng)總是與ATP的水解相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；

②放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量貯存在ATP中。

（2）細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的。

例：主動運(yùn)輸、肌肉收縮、大腦思考、螢火蟲發(fā)光、電解發(fā)電

3.ATP為主動運(yùn)輸供能的機(jī)制（以Ca?+的運(yùn)輸為冽）：

①微活載體蛋白：Ca*與載體蛋白（本質(zhì)是ATP水解酶）結(jié)合,激活酶活性;

②載體蛋白磷酸化:在酶的催化下ATP發(fā)生水解,末端磷酸基團(tuán)脫離,與載體

蛋白結(jié)合;

③Cd?釋放：載體蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,將Ca?’移放到膜外。

4.糖類、脂肪和ATP的聯(lián)系：

細(xì)胞中的糖類和脂肪通過呼吸作用進(jìn)行分解，釋放大量能量，用于ATP的合成；

新合成的ATP又可以水解為ADP,同時釋放能量，用于各種生命活動。

（ATP就好比糖類、脂肪與生命活動之間的“貨匝”）

【補(bǔ)充】

（1）植物細(xì)胞合成ATP的細(xì)胞器:葉綠體、線粒體

動物細(xì)胞合成ATP的細(xì)胞器:線粒體

（2）植物細(xì)胞合成ATP的過程:光合作用、呼吸作用

動物細(xì)胞合成ATP的過程:呼吸作用

-----------------------

能量直接來源ATP

主要能源物質(zhì)糖類

細(xì)胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)脂肪

動物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)糖原脂肪

植物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)淀粉脂肪

最終能量來源太陽能0

【辨析】不同化合物中的“A”：

AI&中的A：腺昔

0-P~hP

ATP」一~--1—L陋中的A：腺嚓吟脫氧核糖核二酸

RNA中的A：腺喋吟核糖核昔酸

核昔酸中的A：腺喋吟

第五章第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（一）

1.細(xì)胞呼吸:

（1）定義：細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解,生成co2或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成

ATP的過程。

（2）分類：

①無氧呼吸:在沒有參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解,

釋放少量能量,生成少量ATP的過程。

②有氧呼吸:在生的參與下，通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)

物徹底氧化分解,產(chǎn)生地和水，釋放大量能量,生成太

量ATP的過程。

（3）場所：

①細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):無氧呼吸（全）

有氧呼吸（第一階段）

②線粒體:有氧呼吸（第二、三階段）

【補(bǔ)充】線粒體模式圖：

2.有氧呼吸:

（1）第一階段：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

女（丙粥酸）

C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量

（2）第二階段：線粒體基質(zhì)

（丙第酸）

2C3H403+6H2O曜6CO2+20[H]+少量能量

（3）第三階段：線粒體內(nèi)膜

24[H]+6O212H箝+大量能量

【總反應(yīng)式】

C6H12O6+6H2O+6O2-^->6CO2+12H2O+大量能量

【注意】

葡萄糖只能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)基分解,不能進(jìn)入線粒體分解,原因：

①線粒體膜上沒有運(yùn)輸葡萄糖的載體，葡萄糖不能進(jìn)入線粒體;

②線粒體中沒有催化葡萄糖氧化分解的酶。

3.無氧呼吸:

（I）第一階段：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

（丙酮酸）

C6H12O6WL2C3H4O3+4[H]+少量能量

（2）第二階段：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

（乳酸）

2C3H4O3+4[H]2C3H6O3

2C3H4O3+4[H]2c2H50H+2CO2

（酒精）

【總反應(yīng)式】

甑（乳酸）

C6H12O6工2C3H6O3+少量能量

C6Hld旦2c2H50H+2CO2?少量能量

（酒精）

【補(bǔ)充】

①無氧呼吸時產(chǎn)生乳酸的生物：動物、乳酸菌、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖等

②無氧呼吸時產(chǎn)生迺精的生物：酵母菌、絕大多數(shù)植物細(xì)胞

【注意】

①有氧呼吸能量去向:葡萄糖分解釋放的能量大部分以熱能形式散失,少部

分用于合成ATP；

②無氧呼吸能量去向:只在第一階段釋放少量能量，合成少量ATP,葡萄糖

中的能量大部分儲存在酒精或乳酸中o

4.發(fā)酵:

（1下至義：指酵母菌、乳酸菌等微生物的細(xì)胞呼吸.

（2）類型:

①酒精發(fā)酵:微生物無氧呼吸產(chǎn)生酒精的方式（如：酵母菌）。

②乳酸發(fā)酵:微生物無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的方式（如：乳酸菌）。

［注意］

工發(fā)酵”是針對微生物的概念,人體肌細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的過程

不屬于乳酸發(fā)酵！！!

［補(bǔ)充］細(xì)胞呼吸兩種方式的比較:

有氧呼吸無氧呼吸

場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

條件氧氣多種酶無氧，多種酶

物質(zhì)葡萄糖徹底氧化分解,葡萄糖不完全分解，生成

區(qū)COZ和酒精,或乳酸

變化生成8,和水

別

能量大?少量

ATP

第三階段產(chǎn)生最多僅在鼻二階段產(chǎn)生

產(chǎn)生

①第二階段完全相同；

聯(lián)系②都是把有機(jī)物分解，釋放能?的過程.

［拓展］實驗設(shè)計―一驗證酵母菌有氧呼吸的場所包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

（1）實驗思路：

①將只含有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的上清液、只含有細(xì)胞器的沉淀物、完整酵母菌培養(yǎng)

液分別放入甲、乙、丙三支試管中;②在氧濃度較高的條件下，同時向三支試管

中滴入等量等濃度的葡萄糖溶液;③用澄清石灰水對三支試管的產(chǎn)物進(jìn)行檢測。

（2）預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：

結(jié)果：試管丙中產(chǎn)物使澄清石灰水變渾濁，試管甲、乙無明顯現(xiàn)象。

結(jié)論：說明酵母菌有某呼吸的薪包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，

第五章第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（二）

影響呼吸速率的因素

1.內(nèi)部因素:

①不同生物種類.呼吸速率不同；

②同一生物的不同器官或組織,呼吸速率不同；

③同一器官不同生長發(fā)育階段,呼吸速率不同。

外部因素:呼

2.吸

（1）溫度:通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率速

【應(yīng)用】率

①低溫條件下貯存蔬菜、水果；

O

②大棚蔬菜栽培中，增加晝夜溫差（夜間和陰天適當(dāng)

降溫），有利于減少有機(jī)物的消耗;

③溫水和面發(fā)酵更快。

（2）pH：通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率

【應(yīng)用】

微生物發(fā)酵時需依據(jù)微生物的種類調(diào)整pH

（3）O2濃度:

C02

釋

呼

呼

吸

吸

放

速

速

量

率

率

氧氣濃度氧氣濃度

甲氧氣濃度對有氧乙氧氣濃度對無氧

呼吸速率的影響呼吸速率的影響氧氣濃度

曲線I：氧氣濃度對總呼吸速率的翳響

（1）氧氣濃度為。時：只進(jìn)行無氧呼吸;

氧氣濃度為0?b時：有氧呼吸+無氧呼吸:

氧氣濃度2b時：只進(jìn)行有氧呼吸,

（2）B點：此時，有氧呼吸速率=無氧呼吸速率;

A點：總呼吸速率最小值,在其對應(yīng)的氧氣濃度a下最適合貯存蔬菜水果;

C點：無氧呼吸消失點;

M點：總呼吸速塞最大值,M點之后的限制因素為最濃度或底物濃度。

【應(yīng)用】

①中耕松土,增強(qiáng)根部的細(xì)胞呼吸，有利于植物對礦質(zhì)元素的吸收；

②在低氧條件下貯存蔬菜水果。

（4）C02^g：生成物濃度越高，反應(yīng)速率越慢°

【應(yīng)用】

較高CO2濃度的條件下貯存蔬菜水果。

0

（5）水含量:自由水含量多，新陳代謝加快，呼吸速率提升；

但澆水過多會使植物細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精使根部腐

爛，進(jìn)而降低呼吸速率。

【應(yīng)用】

稻田需定期排水,防止水淹后爛根。

【補(bǔ)充】

①貯存蔬菜水果的條件：低溫、低氧、高CO?、一定濕度

②貯存種子的條件：低溫、低氧、高CO2、干燥

3.細(xì)胞呼吸與生活健康：

①包扎淺傷口選用透氣的創(chuàng)可貼，原因：防止厭氧細(xì)菌的滋生

②皮膚破損較深或被銹釘扎傷需及時注射破傷風(fēng)抗毒血清，原因：破傷風(fēng)

桿菌只能進(jìn)行無氧呼吸，容易在深傷口內(nèi)大量繁殖;

③提倡慢跑等有氧運(yùn)動：避免肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，使肌肉酸脹。

第五章第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（三）

【實驗】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

1.實驗原理：酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌。酵母

菌進(jìn)行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的co2,在進(jìn)行無氧呼吸時能產(chǎn)生酒精和C0.O

2.實驗分組：

有氧呼吸與無氧呼吸的裝置示意圖

B瓶內(nèi)液面上方也可用互蠟池封

NaOH溶液培養(yǎng)液石灰水

住，以創(chuàng)造無氧條件。

甲組乙組

3.變量設(shè)置：

（1）自變量：氧氣的有無

（2）因變量：細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物

（3）無關(guān)變量：溫度、葡萄藉濃度、酵母菌活性等（保證相同且適宜）

4.產(chǎn)物檢測：

（1）檢測CO?的方法：

①澄清石灰水:渾濁程度越高，CO?越多；

②澳麝香草酚藍(lán)溶液:藍(lán)f綠f黃（變黃用時越短/黃色越深,CO1越多）

③CO2傳感器:讀數(shù)（靈敏度更高）

（2）檢測酒精的方法：

①酸性重鉛酸鉀（濃硫酸+重銘酸鉀）：橙色f灰綠色

②酒精檢測儀:讀數(shù)（靈敏度更高）

5.實驗分析：

（1）甲組（有氧呼吸組）中各錐形瓶的作用：

①10%NaOH溶液:除去空氣中的C02。

②A瓶（酵母菌+5%葡萄糖溶液）：葡萄糖濃度過低則抑制酵母菌細(xì)胞呼吸，

濃度過高則使酵母菌失水死亡。

③澄清石灰水：檢測是否有CO2的產(chǎn)生（也可換為澳麝香草酚藍(lán)溶液）。

（2）乙組（無氧呼吸組）中各錐形瓶的作用：

@BB（酵母菌+5%葡萄糖溶液）應(yīng)封口放置一段時間后，再連通檢測C02

的裝置,原因：使酵母菌耗盡瓶內(nèi)的氧氣，保證無氧條件。

②澄清石灰水：檢測是否有C02的產(chǎn)生（也可換為澳麝香草酚藍(lán)溶液）。

【補(bǔ)充】

①A、B瓶中應(yīng)加入等量的經(jīng)過加熱煮沸后冷卻的葡萄糖溶液,原因：加熱

煮沸可除去葡萄糖溶液中的氧氣和雜菌，冷卻后再與酵母菌混合可以保證酵母

菌的活性。

②若有氧組也產(chǎn)生一定的泗精使酸性重鋸酸鉀變色，可能的原因是：培養(yǎng)

瓶中的葡萄糖還未消耗完，與酸性重銘酸鉀發(fā)生反應(yīng)使其變色。

(可將酵母菌的培養(yǎng)時間適當(dāng)延長,以耗盡溶液中的葡萄糖,避免其對實驗結(jié)果

的影響)

6.實驗結(jié)論：

①酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸;

②在有氧的條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳。

③在完氧的條件下,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生少量的二氧化裱和酒精。

【注意】

此實驗沒有檢測到水的生成,所以實驗結(jié)論中不應(yīng)該提到“水”!

7.對比實驗:

(1)定義：設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組,通過對結(jié)果的比較分析，來探究某

種因素對實驗對象的影響，是一種特殊的對照實驗。

(2)特點：沒有對照組,均為實函,實驗組之間相互形成對照。

(3)示例：“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實驗

第五章第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（一）

1.光合作用:

（1）定義：綠色植物通過葉綠體,利用光能，把C02和慶0轉(zhuǎn)化成儲存著能量的

有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。

(2)場所：葉綠體

(3)總反應(yīng)式：

CO2+H2O（CH2o）+O2

(4)能量轉(zhuǎn)化：光能fATP和NADPH中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能

【注意】

不是所有生物的光合作用都在葉綠體中進(jìn)行，如：藍(lán)細(xì)菌（原核生物,無吐

綠體,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中含有藻藍(lán)素和葉綠素,以及相關(guān)的光合酶）。

【辨析】

①光合作用的實質(zhì):生產(chǎn)有機(jī)物，儲存能量;

②細(xì)胞呼吸的實質(zhì):分解有機(jī)物，釋放能量。

【圖示】★★★

光反應(yīng)暗反應(yīng)

（類曩體薄膜）（葉綠體基質(zhì)）

2.光反應(yīng)（光合作用第一階段）：

（1）條件：光照、光合色素、酶

（2）場所：類囊體薄膜

（3）過程：

①水的光解與NADPH的合成:H20->02+NADPH

②皿的合成：ADP+Pi+麻fATP

（4）最終產(chǎn)物：。2、ATP、NADPH

（5）能量轉(zhuǎn)化：丸能fATP和NADPH中活躍的化學(xué)能

3.暗反應(yīng)（光合作用第二階段）：

（1）條件：醒（有光無光都可進(jìn)行）

（2）場所：葉綠體基質(zhì)

（3）過程：

①CO?的固定:CG+C5f2c3

卡爾文循環(huán)

②C3的還原:C3f(陽0)/C5_

（4）最終產(chǎn)物：（CH2O）、ADP、Pi、NADP+

（5）能量轉(zhuǎn)化：ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能一有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能

【注意】光反應(yīng)與喑反應(yīng)相互影響,缺一不可:

①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH,用于C3的還原;

②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADAPi和NADP+,用于ATP和NADPH的合成。

【補(bǔ)充】

①NADP+：氧化型輔酶H

NADPH：還原性輔酶II

C5：：五碳化合物（3-磷酸甘油酸）

Q：三碳化合物（核酮糖T,5-二磷酸）

②NADPH的作用:a.活潑的還原劑;

b.為暗反應(yīng)中C3的還原提供能量。

③NADPH和ATP的移動途徑：類囊體薄膜-＞葉綠體基質(zhì)

ADP、Pi和NADP'的移動途徑：葉綠體基質(zhì)一類囊體薄膜

4.光合作用的研究歷程（節(jié)選重點實驗）：

（1）希爾反應(yīng):

1937年，希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液（懸浮液中有乩0,沒有COJ中

加入鐵鹽或其他氧化劑,在光照下可以釋放出氧氣。

（2）魯賓和卡門:

1941年，兩位科學(xué)家利用同位素標(biāo)記法研究光合作用中氧氣的來源,實驗

如圖所示，發(fā)現(xiàn)甲組釋放的都是a,乙組釋放的都是也，證明光合作用中的氧

氣來自水（而非C02）。

甲組乙組

（3）卡爾文:

20世紀(jì)40年代，卡爾文用經(jīng)過久標(biāo)記的上色，供小球藻進(jìn)行光合作用,

然后追蹤放射拄絲的去向，最終探明了CO?中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳，

此過程即為“卡爾文循環(huán)”。

【分析】條件驟變時各物質(zhì)含量的變化：★★★

（1）光照強(qiáng)度發(fā)生變化:

CO2濃度不變光反應(yīng)NADPHATP

C3C5(CH2o)

光照減弱111t11

光照增強(qiáng)tft1ft

（2）CO2濃度發(fā)生變化:

光照不變暗反應(yīng)C3C5NADATP(CHO)

PH2

C（）2濃度減少11tftI

濃度增加rt11I1t

第五章第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（二）

影響光合速率的因素

1.內(nèi)部因素:①物種②葉齡③葉面積指數(shù)

2.外部因素:

（1）光照強(qiáng)度:

A點：無光照，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸

B點：呼吸速率二光合速率

C點：光合速率最大值

AB段：呼吸速率A光合速率

BC段：呼吸速率V光合速率

光補(bǔ)償點:指B點對應(yīng)光照強(qiáng)度

光飽和點:指C點對應(yīng)光照強(qiáng)度

C點之后的限制因素：CQ濃度、酶濃度等

【注意】

縱坐標(biāo)的“他吸收量”指綠色植物從大氣中吸收的CO?量;

釋放量”指綠色植物釋放到大氣中的CO?量。

因此，當(dāng)“ca吸收量”和“co?釋放量”相笠時，意味著植物細(xì)胞呼吸釋放的

CQ量剛好可以全部供給光合作用的所需,即此時的呼吸速率與光合速率相等。

【應(yīng)用】

①陰生植物的光補(bǔ)償點和光飽和點比較低,如右圖虛線所示;

co,cP日生植物

②溫室大棚適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可增加光合作用強(qiáng)度;吸收

③農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上溫室人棚一般選用無色透明薄膜覆蓋棚頂;陰生植物

④溫室大棚內(nèi)一般選用紅光或藍(lán)紫光作為補(bǔ)充光源。

B光照強(qiáng)度

A點：只進(jìn)行細(xì)胞呼吸

C點：光合速率=呼吸速率

D點：光合速率最大值

AC段：呼吸速率〉光合速率

CD段：呼吸速率V光合速率

C02補(bǔ)償點:指C點對應(yīng)C02濃度

COz飽和點:指D點對應(yīng)C02濃度

D點之后的限制因素：光照強(qiáng)度、酶濃度等

【補(bǔ)充】

①總光合速率（真光合速率）:指單位時間內(nèi)植物總共吸收的能量（包括

植物從大氣中吸收的量和從自身細(xì)胞呼吸得到的C02量）O

②凈光合速率：指單位時間內(nèi)，植物從大氣中吸收的C02量。

【計算】

總光合速率（真光合速率）=凈光合速率+呼吸速率

（該曲線中，0A段的絕對值即為該植物的呼吸速率）

【應(yīng)用】

①合理密植;

②增施有機(jī)肥;

（土壤微生物可將有機(jī)肥中的有機(jī)物分解為ca和無機(jī)營養(yǎng),從而提供給植物）

③溫室栽培農(nóng)作物可以投放干冰或使用co2發(fā)生器。

【例題】下圖是在一定的co?濃度和溫度下，某陽生植物的吸收量和光照強(qiáng)

度的關(guān)系曲線，據(jù)圖回答:

25（I）該植物的呼吸速率為每小時釋放C0,_5_mg/dm2o

20CO2吸收量mg/dm'h

15（2）b點表示光合速率與呼吸作用速率相笠。

10（3）若該植物葉面積為10dm2,在光照強(qiáng)度為25Klx條件

5下光照I小時，則植物光合作用固定C0?250明。

0

5【解析】

-101520253035由曲線可知，該植物呼吸速率為5，

10

光照強(qiáng)度(Klx)光照強(qiáng)度為25時，凈光合速率=理

因此，光照強(qiáng)度為25時的總光合速率=5+20=25/dip2

則葉面積為lOdn?時，光合作用總共固定CO?：2501ng

（3）溫度：通過影響光合酶的活性來影響光合速率。

【應(yīng)用】

①適時播種；

②溫室栽培時，白天適當(dāng)提高溫度，提高凈光合速率,

夜間適當(dāng)降溫，降低呼吸速率，降低有機(jī)物的消耗，保證植

物有機(jī)物的積累。

（4）水分:

①水是植物光合作用的原料之一；

②缺水時葉片部分氣孔關(guān)閉,導(dǎo)致CO?吸收量減少,從何減弱植物的光合作用。

【補(bǔ)充1】光合作用與細(xì)胞呼吸的細(xì)胞示意圖:

呼吸速率,光合速率呼吸速率V光合速率呼吸速率=光合速率

［技巧］哪種細(xì)胞器正在與外界發(fā)生氣體交換，

其對應(yīng)的生理過程的速率一定更大!

只進(jìn)行呼吸作用，無光合作用

【補(bǔ)充2】CO2濃度與時間關(guān)系的模型

（1）開放環(huán)境中CO?濃度與時間關(guān)系的模型:

oc段：呼吸速率,光合速率

ce段：呼吸速率〈光合速率

eg段：呼吸速率〉光合速率

c點:呼吸速率=光合速率

e點:呼吸速率=光合速率

①d點光合速率減小的原因:中午溫度過高，植物部分氣孔關(guān)閉，CO?吸收量減

少所致。

②植物一天中有機(jī)物積累量最多的時刻:e點對應(yīng)時刻

（e點之前光合〉呼吸，e點之后光合V呼吸，因此e點有機(jī)物積累量最大）

（2）密團(tuán)塞番中CO?濃度與時間關(guān)系的模型:

AD段：容器內(nèi)C0?濃度持續(xù)上升,說明

呼吸速率〉光合速率

DII段：容器內(nèi)Oh濃度持續(xù)下降,說明

呼吸速率V光合速率

H1段：容器內(nèi)CO2濃度持續(xù)上升,說明

呼吸速率＞光合速率

D點：呼吸速率=光合速率

H點：呼吸速率=光合速率

①圖示植物一天結(jié)束時有機(jī)物正積累,原因：

與A點相比,1點容器內(nèi)CO2濃度更低,意味著植物內(nèi)吸收C度進(jìn)行光合作用,

制造有機(jī)物。

第五章第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化（三）

【實驗】綠葉中色素的提取和分離

1.實驗原理：

（1）色素的提?。?/p>

①試劑：無水乙醇（或95%乙醇+無水碳酸鈉）

②原理：色素不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑無水乙醇

（2）色素的分離：

①方法：紙層析法

②試劑：層析液（多種有機(jī)溶劑按一定配比混合而成）

③原理：不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素隨層析