生物必修一 第五章细胞的能量供应和利用知识点
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生物必修一细胞的能量供应和利用知识点
生物必修一中关于细胞的能量供应和利用的知识点包括:
1. ATP的生成和利用:细胞内能量主要以三磷酸腺苷(ATP)的形式储存和传递。
ATP 的生成通过三种途径:磷酸化作用、脱氧核苷酸合成途径和无氧糖酵解。
2. 细胞的呼吸作用:包括有氧呼吸和无氧呼吸。
有氧呼吸发生在线粒体内,通过氧化葡萄糖、脂肪和蛋白质产生能量。
无氧呼吸则发生在细胞质内,产生乳酸或乙醇。
3. 光合作用:光合作用是植物和某些细菌中进行的一种能量转换过程。
它利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质(如葡萄糖)和氧气。
4. 酶的作用:酶是生物体内催化化学反应的蛋白质。
它可以加速化学反应的速率,降低反应所需的能量。
酶还具有特异性,只催化特定的底物。
5. ATP酶与AMP酶:ATP酶是一种酶,它能将ATP分解为ADP和无机磷酸,同时释放能量。
AMP酶则能将ADP进一步分解为AMP和无机磷酸。
6. 发酵过程:发酵是无氧条件下进行的一种能量产生过程,主要通过乳酸发酵或酒精发酵来产生能量。
7. 细胞色素和色素体:细胞色素是细胞内呼吸过程中的电子传递体。
而色素体是进行光合作用的细胞器。
8. 肌肉收缩和运动:肌肉收缩和运动需要大量的能量供应,其中ATP在肌肉收缩过程中起着重要的作用。
这些知识点是生物必修一中关于细胞能量供应和利用的重要内容。
人教版高中生物必修1第五章《细胞的能量供应和利用》知识点归纳呼吸作用的实质:细胞内有机物的氧化分解,并开释能量。
细胞呼吸是指有机物在细胞内通过一系列的氧化分解,生成二氧化塘或其他产物,开释能量并生成ATP的过程。
a.细胞呼吸的方式实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式材料:新奇的食用酵母菌(生殖快,细胞代谢旺盛,实验成效明显。
)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。
b.有氧呼吸有氧呼吸的要紧场所是线粒体。
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶,少量的DNA。
一样地讲,线粒体平均的分布在细胞质中,肌质体是由大量变性的线粒体组成的。
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,反应方程式能够简写成:总反应式:C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +大量能量(38ATP)第二时期:线粒体基质 2丙酮酸+6H2O 6CO2+大量[H] +少量能量(2ATP)第三时期:线粒体内膜 24[H]+6O2 12H2O+大量能量(34ATP)概括的讲,有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物完全氧化分解,产生二氧化碳和水,开释能量,生成大量ATP的过程。
c.无氧呼吸无氧呼吸的全过程能够概括为两个时期,需要不同酶的催化,都在细胞质基质中进行。
无氧呼吸产生酒精:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量发生生物:大部分植物,酵母菌产生乳酸:C6H12O6 2乳酸+少量能量发生生物:动物,乳酸菌,马铃薯块茎,玉米胚反应场所:细胞质基质注意: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1 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路有氧呼吸:所开释的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。
无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP,大部分储存于乳酸或酒精中2 有氧呼吸过程中氧气的去路:氧气用于和[H]生成水。
分子与细胞第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶细胞代谢(1)概念:细胞中每时每刻都进行的化学反应统称为细胞代谢。
(2)特点:①一般都需要酶催化,②在水环境中进行,③反应条件温和,④一般伴随着能量的释放和储存。
(3)地位:是细胞生命活动的基础。
对细胞代谢的理解(1)从性质上看,细胞代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面。
细胞内每时每刻都在进行着化学反应,与此同时伴随着相应的能量变化。
物质是能量的载体,而能量是物质运输的动力。
物质代谢和能量代谢相伴而生,相互依存。
(2)从方向上看,细胞代谢包括同时进行、对立统一的同化作用和异化作用。
同化作用和异化作用相互依存,同化过程中有物质的分解、能量的释放,异化过程中有物质的合成、能量的储存。
同化作用为异化作用的进行提供物质和能量基础,而同化作用进行所需的能量又靠异化作用来提供。
(3)从实质上看,细胞代谢是生物体活细胞内所进行的有序的连锁的化学反应。
应特别注意只有活细胞内进行的化学反应才是有序的,死细胞内虽然也进行着化学反应,但是无序的,所以不属于细胞代谢的范畴。
(4)从意义上看,细胞代谢的过程完成了细胞成分的更新,而细胞成分的更新正是生化反应造成的物质转化和能量转变的结果。
在细胞代谢的基础上,生物体既进行新旧细胞的更替,又进行细胞内化学成分的更新,最终表现出生长、发育、生殖等生命活动。
酶的作用原理(1)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(2)酶是一种生物催化剂,能改变反应途径,其作用是降低化学反应的活化能。
(3)酶在代谢中仅起到催化作用,本身化学性质和质量均不发生变化。
酶在进行催化作用时,首先与底物(即反应物)结合,形成不稳定的中间产物,中间产物再分解成酶和产物,因此可反复起催化作用。
酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
(1)凡是活细胞都可产生酶(哺乳动物的成熟红细胞等除外),只有内分泌细胞才可产生激素,所以能产生酶的细胞不一定能产生激素,但能产生激素的细胞一定能产生酶。
第5章细胞能量的供应和利用第1降低化学反应活化能的酶1、细胞代谢为什么离不开酶?(1)细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢,细胞代谢离不开酶,酶在细胞代谢中起催化作用,能降低化学反应所需的活化能。
注意:酶不提供活化能,但是加热提供活化能。
(2)比较过氧化氢在不同条件下分解实验原理:①②比较过氧化氢在铁离子、过氧化氢酶、加热等条件下气泡的产生速度或使点燃但无火焰的卫生香复燃的程度,了解过氧化氢酶的作用。
实验方案:实验结论:加热、加入铁离子、加入过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解速率;与无极催化剂相比,酶的催化效率更高;酶在细胞外也能发挥作用。
(3)与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。
2、酶是什么物质?(1)酶本质的探索过程①巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞引起的,没有活细胞的参与。
②李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某种物质。
③比希纳将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
④萨姆纳提取了脲酶,并证明了其实蛋白质。
⑤切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化活性。
(2)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少量是RNA。
3、酶有哪些特性?(1)酶具有高效性:与无机催化剂相比,酶的催化效率是无机催化剂的1371010倍。
-(2)酶具有专一性:①无机催化剂催化的化学反应范围比较广,酸既能催化蛋白质水解,也能催化脂肪水解,还能催化淀粉水解。
②每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
细胞代谢能够有条不紊的进行,与酶的专一性是离不开的。
③探究酶的专一性方案:酶相同底物不同、底物相同酶不同两种方案序号项目试管1试管21可溶性淀粉溶液2ml2蔗糖溶液2ml3淀粉酶溶液2ml2ml4震荡摇匀,保温5min60℃60℃5加入斐林试剂2ml2ml6水浴加热煮沸并保持1ml煮沸并保持1ml 7结果砖红色浅蓝色检测蔗糖是否分解。
注意:淀粉酶和唾液淀粉酶不等同,淀粉酶包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ淀粉酶、异淀粉酶,唾液淀粉酶属于α-淀粉酶,这几种淀粉酶的最适温度不同。
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◎新陈细胞代谢:活细胞内全部有序化学反应的总称。
◎活化能:分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
1.酶的探索:①巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关。
②巴斯德:发酵与活细胞有关;发酵是整个细胞。
③利比希:引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
④比希纳:酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。
⑤萨姆纳:从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。
⑥许多酶是蛋白质。
⑦切赫与奥特曼:少数RNA具有生物催化功能。
2、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
注:①由活细胞产生(与核糖体有关)②催化性质:A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能,提高化学反应速度。
B.反应前后酶的性质和数量没有变化。
③成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
3、酶的特性:专一性,高效性,作用条件较温和①高效性:催化效率很高,使反应速度很快。
②专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
③需要合适的条件(温度和pH值)→温和性→易变性→特异性。
酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。
低温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构。
二、影响酶促反应的因素(难点)1、酶浓度2、底物浓度3、 PH值:过酸、过碱使酶失活1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(过程见课本P79)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+高得多控制变量法:变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验。
2、影响酶活性的条件(要求用控制变量法,自己设计实验)建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
第二节细胞的能量“通货”——ATPATP (三磷酸腺苷)◎ ATP 是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,是生物体进行各项生命活动的直接能源,它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。
第五章细胞的能量供应和利用一、本章知识网络:二、知识解读:知识点一、酶的本质、生理功能及其实验验证酶的本质及生理功能2.酶是蛋白质的验证实验(利用双缩脲试剂)实验设计思路⎩⎪⎨⎪⎧实验组:待测酶液+双缩脲试剂―→是否出现紫色反应对照组:已知蛋白液+双缩脲试剂―→紫色反应 实验结果分析:通过对照,实验组若出现紫色,证明待测酶的化学本质是蛋白质;不出现紫色,则该酶液的化学本质不是蛋白质。
3.酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析实验设计思路⎩⎪⎨⎪⎧实验组:底物+相应酶液――→检测底物是否被分解对照组:底物+等量蒸馏水――→检测底物不被分解实验结果分析:根据底物性质利用相应试剂检测,若底物被分解,则证明酶具有催化作用,否则不具有催化作用。
4.酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程中的理论分析:(2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能,缩短反应达到平衡点的时间,并使细胞代谢在温和条件下快速进行。
知识点二、与酶相关的曲线解读1.表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。
2.表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶A或空白对照条件下的反应速率相同,而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快,说明酶B对此反应无催化作用。
进而说明酶具有专一性。
3.影响酶活性的曲线(1)甲、乙曲线表明:①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
(2)从丙图可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
4.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)在其他条件适宜,酶量一定条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
高一生物必修一第五章知识点总结第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶一、相关概念:新陈代谢:是活细胞中全部化学反应的总称,是生物与非生物最根本的区别,是生物体进行一切生命活动的基础。
细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能:降低化学反应活化能,提高化学反应速率)的一类有机物。
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。
二、酶的本质:大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有少数是RNA。
三、酶的特性:①、高效性:催化效率比无机催化剂高许多。
②、专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③、酶需要较温和的作用条件:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。
温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。
第二节细胞的能量“通货”-----ATP一、ATP的结构简式:ATP是三磷酸腺苷的英文缩写,结构简式:A-P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,-代表普通化学键。
注意:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量,所以ATP被称为高能化合物。
这种高能化合物化学性质不稳定,在水解时,一般是远离腺苷的高能磷酸键的断裂,释放出大量的能量。
二、ATP与ADP的转化:酶ATP ADP + Pi + 能量第三节ATP的主要来源------细胞呼吸一、相关概念:1、呼吸作用(也叫细胞呼吸):指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。
根据是否有氧参与,分为:有氧呼吸和无氧呼吸2、有氧呼吸:指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用下,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放出大量能量,生成ATP的过程。
3、无氧呼吸:一般是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(酒精、CO2或乳酸),同时释放出少量能量的过程。
第五章 细胞的能量供应和利用一. 降低化学反应活化能的酶①酶的本质:是活细胞产生的一类有机物,绝大多数是蛋白质,少数为RNA (合成酶的场所 是,原料是 )②酶的特性:高效性、专一性()和酶反应需要适宜条件(适宜的温度和PH 值)二. ATP 在能量代谢中的作用1、ATP 的化学组成和结构特点①ATP 的全称:三磷酸腺苷 一分子腺苷,三分子磷酸组成②ATP 的结构简式:A-P~P~P,其中:A 代表腺苷,P 代表磷酸基团 ③结构特点:远离腺苷的高能磷酸键容易断裂,释放能量 ④作用:ATP 是各项生命活动直接的能量物质 2、ATP 与ADP 相互转化的过程及意义水解酶ATP ADP+Pi+能量合成酶解释:①ATP 水解产生能量用于提供各项生命活动②合成ATP 的能量来源:植物来自呼吸作用和光合作用,动物来自呼吸作用 3.产生ATP 的场所有 三. 细胞呼吸1、有氧呼吸和无氧呼吸过程及异同①有氧呼吸三个阶段的比较:②有氧呼吸和无氧呼吸异同:③有氧呼吸的反应方程式:④无氧呼吸的反应方程式:(如酵母菌,苹果等果实,植物根缺氧条件)或(如乳酸菌,马铃薯块茎,动物的骨骼肌细胞再缺氧条件下)备注:①细胞呼吸产生的能量包括热能(大部分)和ATP两部分。
②酵母菌即可以进行有氧呼吸,又可以进行无氧呼吸。
③CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使。
酒精检测可用。
2、细胞呼吸的意义及其在生产和生活中的应用①意义:为生物各项生命活动提供能量;为体内其他化合物的合成提供原料。
②应用:a.作物栽培时,要有适当措施保证根的正常呼吸,如疏松土壤等b.粮油种子贮藏时,要风干、降温,降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物消耗。
c.水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。
3、影响呼吸速率的外界因素:1、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。
高中生物必修一第五章细胞的能量供应和利用知识点
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.
3、酶的概念:酶是活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。
4、酶的特性:专一性,高效性,作用条件较温和(最适温度,最适pH)
5、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
1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(过程见课本P79)
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
控制变量法:变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验。
原则:对照原则,单一变量的原则。
2、影响酶活性的条件(要求用控制变量法,自己设计实验)
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
第二节细胞的能量“通货”——ATP
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
ATP是三磷酸腺苷的缩写,结构式可简写成A—P~P~P,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)。
3、ATP和ADP可以相互转化(酶的作用)
ADP + Pi+ 能量ATP
ATP 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。
4、ATP水解时的能量用于各种生命活动。
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
a. ATP的利用
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。
第三节ATP 的主要来源——细胞呼吸
呼吸作用的实质:细胞内有机物的氧化分解,并释放能量。
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。
a. 细胞呼吸的方式
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。
b. 有氧呼吸
有氧呼吸的主要场所是线粒体。
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶,少量的DNA。
一般地说,线粒体均匀的分布在细胞质中,肌质体是由大量变性的线粒体组成的。
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,反应方程式可以简写成:
总反应式:C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +大量能量(38ATP)
第一阶段:细胞质基质C6H12O6 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 6CO2+大量[H] +少量能量(2ATP)
第三阶段:线粒体内膜24[H]+6O2 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。
c. 无氧呼吸
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。
3、无氧呼吸产生酒精:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
发生生物:大部分植物,酵母菌
产生乳酸:C6H12O6 2乳酸+少量能量
发生生物:动物,乳酸菌,马铃薯块茎,玉米胚
反应场所:细胞质基质注意: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
1 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸:所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。
无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP,大部分储存于乳酸或酒精中
2 有氧呼吸过程中氧气的去路:氧气用于和[H]生成水
第四节能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素
叶绿体中的色素有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)
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:(步骤要记准确)
(1)研磨时加入二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。
(3)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。
(4)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。
三、捕获光能的结构——叶绿体
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。
叶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、光合作用的原理
1、光合作用的探究历程:光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
植物更新空气。
植物进行光合作用时,把光能转化成化学能储存起来。
光合作用的产物除氧气外还有淀粉。
光合作用释放的氧气来自水。
(同位素标记法)
CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径,这一途径称为卡尔文循环。
2、光合作用的过程:(熟练掌握课本P103下方的图)
总反应式:CO2+H2O (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
场所:类囊体薄膜上
反应式:
水的光解:H2O 1/2O2+2[H]
ATP形成:ADP+Pi+光能ATP
光反应中,光能转化为ATP中活跃的化学能
(2)暗反应阶段:有光无光都能进行
场所:叶绿体基质
CO2的固定:CO2+C5 2C3
C3的还原:2C3+[H]+ATP (CH2O)+C5+ADP+Pi
暗反应中,ATP中活跃的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能
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
(1)光对光合作用的影响
①光的波长
叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。
②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
③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。
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
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
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。