高一生物知识点总结：细胞的能量供应和利用

第5章 细胞的能量供应和利用

第1讲 酶和ATP

要点一、酶的本质及实验验证

1.酶的本质及作用

酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在细胞代谢中具有催化作用，具体见下表：

化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA

合成原料 氨基酸 核糖核苷酸

合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)

来源 一般来说，活细胞都能产生酶

生理功能 生物催化作用

作用原理 降低化学反应的活化能

[特别提醒]酶仅能改变反应的速度，并不能改变化学反应的平衡点，且性质在化学反应前后不变。几是活细胞都能够产生酶，这是细胞代谢所必须的。

二、酶的催化作用和高效性的验证实验分析

1.实验原理

(1)2H2O22H2O+O2↑

(2)比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3+等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。

2.验证实验设计及现象分析：

3.实验过程的变量及对照分析

自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组

2号：90℃水浴加热

3号：加入3.5％FeCl3溶液2滴

4号：加入20％肝脏研磨液2滴 H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示 加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨

液的新鲜程度 l号 试管

2、3、4号试管

4.实验结论

(1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。

(2)酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶的催化效率大约是无机催化剂的l07～1013倍。

5.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)酶只能催化已存在的化学反应。

[特别提醒]实验的注意事项:

①点燃卫生香的时间一般为实验(加入试剂)后的2～3min，这一时间要因气温和试剂的新鲜程度而定，不可千篇一律。

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、酶的作用和本质

1．细胞代谢

(1)场所：活细胞内。

(2)实质：各种化学反应的总称。

(3)意义：细胞生命活动的基础。

2．酶在细胞代谢中的作用——比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理：过氧化氢在水浴加热、FeCl3 溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。

(2)实验步骤和实验现象

试管步骤

相同处理 向4支试管中分别加入2 mL过氧化氢溶液

不同处理 不处理 放在90 ℃左右的水浴 中 加 热 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液

现象 气泡 基本无 少 较多 很多

带火星卫生香 无复燃 有复燃 复燃性较强 复燃性很强

(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。

3．控制变量和对照实验

(1)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。

(2)因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。

(3)无关变量：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，叫作无关变量。

控制变量的科学方法：

（4）对照实验：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叫作对照实验。

对照实验的类型和对照组、实验组的判断： 1．空白对照

设置两组实验，其中施加实验变量(要研究的因素)处理的为实验组，常态或未施加实验变量(要研究的因素)处理的为对照组。自变量为实验变量的有无。一般验证性实验采用空白对照。

2．相互对照

设置三组以上的实验，每一组既作为实验组，同时又是其他组的对照。自变量为实验变量的不同量度(或类别)。一般“探究××最适(佳)条件”的实验采用相互对照。

3．自身对照

实验组、对照组在同一实验对象上进行，即实验处理前的为对照组，处理后的为实验组，自变量为实验变量的处理与否，如“探究植物细胞的吸水和失水”实验。

4．条件对照

1 生物必修一复习知识点

第五章 细胞的能量供应和利用

酶、ATP、细胞呼吸、光合作用、化能合成作用

一、 酶——降低反应活化能

◎ 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． 发现 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（法、微生物学家）：发酵与活细胞有关；发酵是整个细胞。

③利比希（德、化学家）：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（德、化学家）：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（美、科学家）：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（美、科学家）：少数RNA具有生物催化功能。

2．定义 ：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。

注： ①由活细胞产生（与核糖体有关） ③成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。

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．特性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。

2 二、ATP（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。

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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、酶的发现：发现过程，发现过程中的科学探究思想，发现的意义

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

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。

二、影响酶促反应的因素(难点)

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，在适宜温度第2页/共8页 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。

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

一、什么是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

二、结构简式：A-P~P~P A代表腺苷 P代表磷酸基团 ～代表高能磷酸键

三、ATP和ADP之间的相互转化

ADP + Pi+ 能量 ATP

ATP ADP + Pi+ 能量

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

第三节 ATP 的主要来源——细胞呼吸 第3页/共8页 1、概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。