第五章+細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用知識(shí)清單 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

②驗(yàn)證酶是RNA實(shí)驗(yàn)組：酶液+吡羅紅對(duì)照組：RNA溶液+吡羅紅2、探究影響淀粉酶活性的條件實(shí)驗(yàn)SEQ實(shí)驗(yàn)\*ARABIC8探究影響淀粉酶活性的條件溫度實(shí)驗(yàn)步驟①取3支潔凈的試管，分別標(biāo)號(hào)，冰箱其中加入2ml可溶性淀粉溶液②將3支試管分別放入60℃的熱水、100℃的沸水以及0℃的冰塊中，維持各自的溫度5min③向3支試管中各滴入1ml新鮮的淀粉酶溶液，搖勻后，維持各自的溫度5min④向3支試管中各滴入1滴碘液，延后分別搖勻⑤觀察并記錄這3支試管中的顏色變化實(shí)驗(yàn)分析①這3支試管的條件，除溫度外均相同。1號(hào)在60℃的溫度下，酶的彗星最大，淀粉被分解，滴入碘液后不會(huì)變藍(lán)②2號(hào)和3號(hào)試管分別是100℃和0℃，此時(shí)淀粉酶已經(jīng)失去活性，故淀粉沒有被分解③綜上，酶的催化作用需要適宜的溫度，溫度過高、過低都會(huì)影響酶的活性pH值實(shí)驗(yàn)步驟①取3支潔凈的試管，按照下面的敘述編號(hào)并添加試劑：序號(hào)項(xiàng)目試管1231加入新鮮的淀粉酶溶液1ml1ml1ml2加入蒸餾水1ml//3加入氫氧化鈉溶液/1ml/4加入鹽酸//1ml5加入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml②振蕩試管，使其中的液體充分混合。然后將其全部至于60℃的熱水中保溫5min③分別加入2ml斐林試劑，要邊添加、邊振蕩④將試管放入盛有熱水的燒杯中，用酒精燈加熱，煮沸1min⑤觀察試管中溶液顏色變化，觀察并記錄結(jié)果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1號(hào)：有磚紅色沉淀生成2號(hào)：無磚紅色沉淀生成3號(hào)：無磚紅色沉淀生成實(shí)驗(yàn)分析1號(hào)：由于其中未加入酸或堿，故pH接近中性，這樣的環(huán)境適于淀粉酶發(fā)揮催化作用，因此淀粉被分解并與斐林試劑反應(yīng)2號(hào)：其中加入氫氧化鈉，pH較高，在這樣的pH環(huán)境中，淀粉酶失去活性，無法分解淀粉，因此加入斐林試劑并煮沸后無磚紅色沉淀生成3號(hào)：其中加入了鹽酸，pH較低，在這樣的pH環(huán)境中，淀粉酶失去活性，無法分解淀粉，因此加入斐林試劑并煮沸后無磚紅色沉淀生成磚紅色沉淀實(shí)驗(yàn)結(jié)論在最適pH下，酶的活性最高；(胃蛋白酶最適pH為2左右，胰蛋白酶最適pH為8左右）pH值偏高或偏低酶的活性都會(huì)明顯降低。（PH過高或過低，酶活性喪失）備注①在實(shí)驗(yàn)中，將3支試管分別放入相應(yīng)溫度下保溫5min后才加入淀粉酶，是為了讓3支試管內(nèi)溶液溫度都達(dá)到相應(yīng)的溫度，這時(shí)才加入淀粉酶，淀粉酶的環(huán)境溫度就是相應(yīng)的溫度。若在加入淀粉酶前沒有控制好溶液溫度（利潤：保溫時(shí)間過短），3支試管的溫度就會(huì)受到室內(nèi)溫度的影響，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果②酶活性大小表示：單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。③探究溫度或pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，若用斐林試劑來檢測實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物；斐林試劑與還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制不同的溫度；斐林試劑中有NaOH，實(shí)驗(yàn)需要嚴(yán)格控制pH。④在探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能將酶和反應(yīng)物混合后再分別放置在不同條件下處理；因?yàn)槊妇哂懈咝?，把酶和反?yīng)物混合后就會(huì)立即發(fā)生催化反應(yīng)。⑤反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度；酶作用的溫度變化不影響反應(yīng)溶液的最適pH。三、影響酶催化效率的曲線表格SEQ表格\*ARABIC37影響酶催化效率的曲線高效性和專一性溫度、pH濃度四、酶的分類蛋白質(zhì)類酶蛋白質(zhì)類酶ＲＮＡ類酶單純酶復(fù)合酶僅含蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)輔助因子離子有機(jī)物輔酶NADP(輔酶Ⅱ)B族維生素生物素(羧化酶的輔酶)RNA端粒酶含RNA唾液淀粉酶含Cl細(xì)胞色素氧化酶含Cu2+分解葡萄糖的酶含Mg2+如胃蛋白質(zhì)酶酶存在于低等生物中，將RNA自我催化。對(duì)生命起源的研究有重要意義。第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”——ATP一、ATP分子的組成表格SEQ表格\*ARABIC38ATP分子的組成結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡式磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)核糖腺嘌呤ATP簡介ATP是細(xì)胞中普遍存在的一種高能磷酸化合物，其全稱為三磷酸腺苷，ATP是英文名稱縮寫組成元素C、H、O、N、P結(jié)構(gòu)式A-P～P～P。其中A代表腺苷(腺嘌呤+核糖)，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵（高能磷酸鍵），當(dāng)這種化學(xué)鍵水解時(shí)，放出的能量是一般化學(xué)鍵的2倍以上。例如，每摩爾的高能磷酸鍵可放出的能量大約是30.75kJ，而一般的P-O鍵只能放出8.37～20.92kJ，因此這樣的化學(xué)鍵我們稱為高能磷酸鍵，ATP分子中大量的能量就存儲(chǔ)在高能磷酸鍵中。功能ATP是生命活動(dòng)的直接供能物質(zhì)備注①我們所說的ATP水解，實(shí)際上指的是ATP分子中的高能磷酸鍵（遠(yuǎn)離腺苷A的高能磷酸鍵容易斷裂，也容易形成）的水解②生命活動(dòng)的主要的能源物質(zhì)是糖類（葡萄糖）；生命活動(dòng)的儲(chǔ)備能源物質(zhì)是脂肪③生命活動(dòng)的根本能量來源是太陽能。二、ATP和ADP（二磷酸腺苷）可以相互轉(zhuǎn)化1、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化 對(duì)于所有細(xì)胞來說，幾乎都是利用ATP作為直接能源的，凡是不能單獨(dú)由酶催化的化學(xué)反應(yīng)幾乎都要由ATP提供能量才能順利進(jìn)行。 在ATP和ADP的轉(zhuǎn)化中，ATP的第二個(gè)和第三個(gè)磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵對(duì)于細(xì)胞中能量的捕捉、儲(chǔ)存及釋放都很重要。第二個(gè)高能磷酸鍵位于末端，能夠快速地水解斷裂，于是ATP轉(zhuǎn)化為ADP，能量隨之釋放，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)；同樣，在提供能量的情況下，也容易加上第三個(gè)磷酸，這樣ADP就又轉(zhuǎn)化成了ATP。在這兩者的轉(zhuǎn)化中，都需要酶的參與，這個(gè)過程在活細(xì)胞內(nèi)是永無休止地循環(huán)進(jìn)行。2、ATP的形成途徑細(xì)胞中的ATP含量較少，依靠與ADP的轉(zhuǎn)化而保持一定的含量。對(duì)于動(dòng)物與人來說，形成ATP所需的能量，主要來自于細(xì)胞的呼吸作用分解有機(jī)物所釋放的能量；對(duì)于綠色植物來說，除了呼吸作用外，還可來自于光合作用。此外，某些能進(jìn)行化合作用的細(xì)菌可將外界環(huán)境中的、、等氧化，釋放能量供核查ATP利用。3、小結(jié)表格SEQ表格\*ARABIC39ATP與ADP的比較方向ATP轉(zhuǎn)化為ADPADP轉(zhuǎn)化為ATP原理ATP分子中遠(yuǎn)離腺苷(腺嘌呤+核糖)的高能磷酸鍵容易水解反應(yīng)式ATP→ADP＋Pi＋能量ADP＋Pi＋能量→ATP酶釋放能量，供生命活動(dòng)吸收能量，轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能能量來源遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵綠色植物的光合作用、人和動(dòng)植物物的呼吸作用反應(yīng)場所需能部位細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體備注①ATP能作為直接能源物質(zhì)的原因是：細(xì)胞中ATP與ADP循環(huán)轉(zhuǎn)變，且十分迅速。②ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)不是可逆反應(yīng)③ATP水解脫下2個(gè)Pi后生成的AMP是組成RNA的基本單位④能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通，ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨”三、ATP中的能量利用ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)機(jī)械能生物體內(nèi)的細(xì)胞以及細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)所消耗的能量就是機(jī)械能。例如：鞭毛的擺動(dòng)、肌肉的收縮、細(xì)胞分裂時(shí)染色體的運(yùn)動(dòng)。電能生物體內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)沖動(dòng)傳導(dǎo)和某些生物能夠產(chǎn)生生物電，小號(hào)的就是電能。滲透能細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸可逆濃度梯度進(jìn)行，消耗能量，這些能量也是來自ATP?；瘜W(xué)能生物體內(nèi)物質(zhì)的合成，小分子物質(zhì)合成大分子物質(zhì)，必須由直接或間接的能量提供。另外，物質(zhì)在分解階段的開始，也需要化學(xué)能來活化成能量較高的物質(zhì)（例如：葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。在生物體的物質(zhì)代謝中，可以說到處都需要由ATP轉(zhuǎn)化的化學(xué)能來做化學(xué)功。光能目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)制還沒有完全弄清楚，但是已經(jīng)知道，用于發(fā)光的能量任然直接源于ATP。熱能生物體內(nèi)的熱能的形成來源于有機(jī)物的氧化分解。大部分的熱通過各種途徑向外界環(huán)境散失，只有一小部分用于維持細(xì)胞或機(jī)體的溫度。通常情況下，熱量的形成往往是細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化和傳遞過程中的副產(chǎn)品。第3節(jié)ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸一、細(xì)胞呼吸18世紀(jì)，法國化學(xué)家拉瓦錫方向物質(zhì)燃燒需要氧氣，并且把呼吸作用比作碳和氫的“緩慢燃燒過程”。后來人們發(fā)現(xiàn)，呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解，并釋放能量。由于呼吸作用是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，因此也叫做細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解生成二氧化碳或其它產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。細(xì)胞的能量“貨幣”是ATP。ATP分子的高能磷酸鍵中能量的主要來源是細(xì)胞呼吸。實(shí)驗(yàn)SEQ實(shí)驗(yàn)\*ARABIC9探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)原理1、生物條件酵母菌屬于兼性厭氧菌2、反應(yīng)過程3、產(chǎn)物驗(yàn)證①酒精+重鉻酸鉀溶液（濃硫酸）→灰綠色②二氧化碳+澄清石灰水→渾濁③二氧化碳+溴麝香草酚藍(lán)水溶液→由藍(lán)變綠再變黃實(shí)驗(yàn)過程①配置酵母菌培養(yǎng)液②檢測的產(chǎn)生裝置③檢測酒精的產(chǎn)生：自A、B中各取2ml濾液分別注入編號(hào)1、2的兩只試管中→分解滴加0.5ml溶有0.1g重鉻酸鉀溶液的濃硫酸溶液（體積分?jǐn)?shù)為95%～97%）→振蕩并觀察溶液中顏色變化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上圖兩個(gè)裝置中澄清石灰水都變渾濁，但左圖中的渾濁程度高且速度快，2號(hào)試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號(hào)試管不變色實(shí)驗(yàn)結(jié)論酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水；在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳二、有氧呼吸表格SEQ表格\*ARABIC40有氧呼吸概念有氧呼吸是細(xì)胞在有氧氣的參與下，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)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程實(shí)質(zhì)細(xì)胞在氧氣的參與下，氧化分解有機(jī)物，釋放能量，供給生命活動(dòng)的需要相關(guān)部位細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體線粒體的結(jié)構(gòu)雙層膜外模：使線粒體與周圍的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分開內(nèi)膜：有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶脊有內(nèi)膜的某些部位向內(nèi)腔折疊形成。脊使內(nèi)膜的表面積增大，更有利于有氧呼吸的進(jìn)行基質(zhì)脊的周圍充滿了業(yè)態(tài)的基質(zhì)。線粒體基質(zhì)中含有少量的DNA和RNA，含有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶有氧呼吸的過程第一階段第二階段第三階段場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜反應(yīng)物葡萄糖（）丙酮酸()+[H]+產(chǎn)物丙酮酸+[H]+[H]是否需要氧氣不需要不需要需要產(chǎn)生ATP數(shù)量少量（2mol）少量（2mol）大量（34mol）反應(yīng)式總反應(yīng)及各元素的去向備注①反應(yīng)式中左右兩邊的水不能抵消。因?yàn)?，左邊的水是用于生成[H]和部分的，而右邊水分子中的氧原子全部來源于。②中的氧原子，一般來源于，一半來自于參與反應(yīng)的水分子。③1mol葡萄糖經(jīng)過有氧呼吸可產(chǎn)生約2870kJ的能量，其中有約1161kJ的能量為各項(xiàng)生命活動(dòng)供能【38mol的ATP】，有約1709kJ的能量用于維持體溫的恒定等。三、無氧呼吸表格SEQ表格\*ARABIC41無氧呼吸概念在無氧的條件下，通過酶的作用，細(xì)胞將糖類等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放少量能量的過程場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)總反應(yīng)式=1\*GB3①C6H12O6→2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量=2\*GB3②C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）＋能量反應(yīng)階段第一階段第二階段高等植物、酵母菌動(dòng)物和人反應(yīng)式C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋少量能量2C3H4O3＋4[H]→2C2H5OH＋2CO22C3H4O3＋4[H]→2C3H6O3反應(yīng)物葡萄糖丙酮酸丙酮酸生成物丙酮酸、[H]、2ATP酒精、二氧化碳乳酸特點(diǎn)①細(xì)胞的無氧呼吸是在缺氧環(huán)境的條件下進(jìn)行的，以適應(yīng)不利環(huán)境②細(xì)胞在無氧呼吸過程中，把有機(jī)物不徹底氧化分解，形成不徹底氧化產(chǎn)物。所謂的不徹底氧化產(chǎn)物，是指有機(jī)物經(jīng)過無氧呼吸分解后，仍然是一些小分子有機(jī)物，例如，酒精、乳酸等③釋放少量能量。是因?yàn)檫@個(gè)過程沒有氧氣參與，只依靠細(xì)胞內(nèi)的酶來分解有機(jī)物，形成不徹底的氧化產(chǎn)物中仍儲(chǔ)存著大量的能量，因此無氧呼吸所釋放的能量很少意義①高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短暫的無氧呼吸，將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳，釋放出能量以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。（酒精會(huì)毒害根細(xì)胞，產(chǎn)生爛根現(xiàn)象）②人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)消耗大量的能量，肌肉細(xì)胞則以無氧呼吸的方式將葡萄糖分解為乳酸，釋放出一定能量，滿足人體的需要。備注①無氧呼吸過程只有第一階段釋放能量②無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸、酒精對(duì)細(xì)胞是有害的。例如，利用酵母菌使葡萄汁發(fā)酵產(chǎn)生葡萄酒，當(dāng)酒精含量達(dá)到12%～16%時(shí)，發(fā)發(fā)酵了。四、有氧呼吸與無氧呼吸的比較表格SEQ表格\*ARABIC42有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸過程圖示場所第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段線粒體基質(zhì)第三階段線粒體內(nèi)膜第二階段條件氧氣、酶、適宜的溫度酶、適宜的溫度反應(yīng)式C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+6H2O+能量C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量有機(jī)物分解程度徹底不徹底分解產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2乳酸釋放能量大量少量2870kJ/mol，1161kJ轉(zhuǎn)移至ATP中，1709kJ以熱能形式散失。利用率為40.45%，產(chǎn)生38molATP196.65kJ/mol（乳酸），利用率為31.06%。222kJ/mol（酒精），利用率為27.51%。均有61.08kJ轉(zhuǎn)移至ATP，產(chǎn)生2molATP實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動(dòng)需要意義①為生命體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量②細(xì)胞呼吸能為體內(nèi)其它化合物的合成提供原料（如，丙酮酸）聯(lián)系第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同，之后在不同的條件、不同的場所、不同的酶的作用下，沿著不同的途徑形成不同的產(chǎn)物五：呼吸方式的判斷表格SEQ表格\*ARABIC43呼吸方式的判斷分類說明圖示無CO2產(chǎn)生乳酸發(fā)酵不耗O2，產(chǎn)生CO2酒精發(fā)酵耗O2量＝產(chǎn)生CO2量有氧呼吸或有氧呼吸+乳酸發(fā)酵耗O2量＜產(chǎn)生CO2量有氧呼吸和無氧呼吸（產(chǎn)生酒精和CO2時(shí)）根據(jù)產(chǎn)生CO2與消耗的O2的多少，又分為以下三種情況：①若VCO2／VO2＝4/3，有氧呼吸＝無氧呼吸。②若VCO2／VO2＞4/3，有氧呼吸＜無氧呼吸。③若VCO2／VO2＜4/3，有氧呼吸＞無氧呼吸。六、影響呼吸作用的因素表格SEQ表格\*ARABIC44影響呼吸作用的因素影響因素說明舉例內(nèi)因遺傳不同種類的植物呼吸速率不同旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物生長發(fā)育時(shí)期同一植物在不同的生長發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低器官類型同一植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于營養(yǎng)器官外界溫度溫度通過影響細(xì)胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來影響細(xì)胞的呼吸作用。溫度過低或過高都會(huì)影響細(xì)胞正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越低，細(xì)胞呼吸越弱；溫度越高，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)生產(chǎn)上利用這一原理，在低溫下儲(chǔ)存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培過程中，夜間適當(dāng)降溫，降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量。氧氣濃度氧氣濃度為零時(shí)，只進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以下，激進(jìn)型有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以上，只進(jìn)行有氧呼吸生產(chǎn)中常利用降低氧氣濃度能夠抑制呼吸作用減少有機(jī)物消耗這一原理來延長蔬菜、水果的保鮮期二氧化碳濃度二氧化碳增加，呼吸速率下降在蔬菜、水果的保鮮中，增加二氧化碳的濃度具有良好保鮮效果含水量在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨著含水量的增加而增強(qiáng)。一般來說，細(xì)胞水分充足，呼吸作用將增強(qiáng)。但陸生植物根部如長時(shí)間受水浸沒，根部缺氧，進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生過多酒精，可使根部細(xì)胞壞死。小麥等種子含水量超過14.5%時(shí)，呼吸速率驟然上升七、細(xì)胞呼吸的應(yīng)用表格SEQ表格\*ARABIC45細(xì)胞呼吸的應(yīng)用分類應(yīng)用原理有氧呼吸提倡有氧運(yùn)動(dòng)不會(huì)因劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉算賬無力作物栽培時(shí)及時(shí)松土利用根的有氧呼吸，促進(jìn)根部對(duì)水和無機(jī)鹽的吸收稻田定期排水水稻的根不叫適合無氧呼吸，但也需要進(jìn)行有氧呼吸，定期排水避免根部因無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，防止腐爛生產(chǎn)醋酸、味精等利用醋酸桿菌、谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸利用酵母菌發(fā)面在饅頭、面包的制作過程中，利用酵母菌的有氧呼吸，使饅頭、面包變得松軟可口無氧呼吸選用“創(chuàng)可貼”、透氣的消毒紗布包扎傷口為傷口創(chuàng)造有氧環(huán)境，避免厭氧病菌的繁殖，有利于傷口的愈合傷口過深或被生銹鐵釘扎傷，需及時(shí)治療避免破傷風(fēng)芽孢桿菌進(jìn)行無氧呼吸而大量繁殖，引發(fā)破傷風(fēng)制作酸菜、酸奶、泡菜等利用乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的過程其他糧食儲(chǔ)藏時(shí)低溫、低氧、干燥，以抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，延長保存期限果蔬儲(chǔ)藏時(shí)低溫、低氧（充氮?dú)猓?、保持一定濕度，以抑制?xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗八、有氧呼吸與無氧呼吸的計(jì)算1消耗等量的葡萄糖時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的摩爾數(shù)之比為1:32消耗等量的葡萄糖時(shí)，有氧呼吸消耗的氧氣與無氧呼吸產(chǎn)生的摩爾數(shù)之和的比為3:43產(chǎn)生等量的時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖摩爾數(shù)之比為3:14產(chǎn)生等量的時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生ATP摩爾數(shù)之比為3:195消耗等量的葡萄糖時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生ATP摩爾數(shù)之比為1:19第4節(jié)能量來源——光與光合作用一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)SEQ實(shí)驗(yàn)\*ARABIC10綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理葉綠體中的各種色素都是有機(jī)物，能溶解于無水乙醇等有機(jī)溶劑中，因此可以用無水乙醇提取葉綠體中的色素。葉綠體中的色素因在層析液中的溶解度不同導(dǎo)致它們在濾紙條上隨層析液擴(kuò)散的速度不同(溶解度高的擴(kuò)散快，反之就慢)，因而可用紙層析法分離葉綠體中的色素實(shí)驗(yàn)步驟1提取色素稱取5g綠葉，剪碎，放入研缽中，加入少量SiO2和CaCO310mL無水乙醇→研磨→過濾→收集到試管內(nèi)并塞嚴(yán)試管口2制備濾紙條將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條，將濾紙剪成長和寬略小于試管長和寬的濾紙條，在距離剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線3畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線，待濾液干后，再畫一兩次4分離色素將3ml層析液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊5觀察觀察濾紙上的色帶情況實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)層析后，濾紙上出現(xiàn)四條色帶，自上而下如圖所示：四種色素，自上而下分別是：色素種類色素顏色色素含量溶解度擴(kuò)散速度類別主要吸收胡蘿卜素橙黃色最少最高最快類胡蘿卜素藍(lán)紫光葉黃素黃色較少較高較快葉綠素a藍(lán)綠色最多較低較慢葉綠素藍(lán)紫光和紅光葉綠素b黃綠色較多最低最慢實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析①正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:在濾紙條上4條呈平行線分布的色素帶，自上而下依次為橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素、藍(lán)綠色的葉綠素a、黃綠色的葉綠素b。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果看不清楚4條色素帶，可能是實(shí)驗(yàn)材料選擇時(shí)，沒有選新鮮、濃綠的葉片，這樣導(dǎo)致色素種類不全或含量不夠；也可能是在提取時(shí)研磨未充分、迅速，導(dǎo)致研磨過程中色素提取到的比較少；還可能是在做色素分離時(shí)，層析液沒及了濾液細(xì)線，使色素含量減少。如果你看到的是4條不整齊的色素帶，可能是在畫濾液細(xì)線時(shí)，細(xì)線沒有做到細(xì)且直，使色素帶彼此重疊；也有可能是濾紙條一端的兩角剪的過程中不對(duì)稱造成的等等②如果用圓形濾紙?zhí)娲鸀V紙條做層析實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如何。用圓形濾紙進(jìn)行層析實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在圓心處點(diǎn)樣，濾液在圓形濾紙上的擴(kuò)散原理與在濾紙條上是一樣的，看到的結(jié)果是4個(gè)同心圓，最外面的是胡蘿卜素，接下依次是葉黃素、葉綠素a、葉綠素b備注①取材時(shí)要選用新鮮的，顏色較深的葉片，以便使濾液中含較多的色素②研磨時(shí)要加入少量二氧化硅(可研磨充分)和少許碳酸鈣(保護(hù)葉綠素)，研磨應(yīng)迅速而充分③濾液收集后，要及時(shí)用棉塞將試管口塞緊④準(zhǔn)備的濾紙條應(yīng)干燥，且剪去一端的兩角⑤畫濾液線時(shí)要畫得細(xì)、齊、直，這樣可以防止色素帶重疊，且要重復(fù)2-3次，以增加色素量，使色素帶更加清晰⑥層析時(shí)，一定不要讓濾紙條上的濾液細(xì)線浸人層析液中(因色素溶于層析液)，燒杯的上面要蓋好蓋。⑦實(shí)驗(yàn)時(shí)室內(nèi)要通風(fēng)，實(shí)驗(yàn)完畢要用肥皂洗手二、光合作用的探究歷程表格SEQ表格\*ARABIC46光合作用的探究歷程時(shí)間科學(xué)家實(shí)驗(yàn)結(jié)論或觀點(diǎn)1771年普利斯特利植物可以更新空氣1779年英根豪斯只有在陽光下，植物綠葉才能更新空氣梅耶植物進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來1864年薩克斯光合作用的產(chǎn)物除O2外，還有淀粉1880年恩吉爾曼葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，并從葉綠體放出氧20世紀(jì)40年代魯賓和卡門光合作用釋放的O2全部來自參加反應(yīng)的水卡爾文暗反應(yīng)14C的轉(zhuǎn)移途徑（卡爾文循環(huán)）備注1、薩克斯實(shí)驗(yàn)前，把綠葉放在黑暗處處理一段時(shí)間，目的是消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)；如果不進(jìn)行該操作，可能會(huì)使得后來的結(jié)果即使遮光仍可出現(xiàn)藍(lán)色2、魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)：同位素標(biāo)記法三、光合作用表格SEQ表格\*ARABIC47光合作用概念光合作用指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程光合作用的過程光合作用的過程是一系列的化學(xué)反應(yīng)組成的。通常根據(jù)是否需要光能，將光合作用的過程分為需要光能的光反應(yīng)與不需要光能的暗反應(yīng)分類光反應(yīng)暗反應(yīng)場所葉綠體內(nèi)類囊體的薄膜上葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進(jìn)行過程在光反應(yīng)階段，葉綠體利用所吸收的光能，首先將水分解成氧和氫。其中的氧以分子狀態(tài)（O2）釋放出去，光合作用所產(chǎn)生的氧氣就是從水中分解而來的；其中的氫是活潑的還原劑，能夠參與暗反應(yīng)中的化學(xué)反應(yīng)。葉綠體吸收的另一部分光能，在酶的作用下，使ADP與磷酸結(jié)合，形成一個(gè)高能磺酸鍵，生成ATP，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲(chǔ)存在ATP的高能磷酸鍵中。從以上可以看出，在光反應(yīng)中，葉綠素吸收的光能一部分用來分解水，另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中儲(chǔ)存起來。光反應(yīng)過程共有三種產(chǎn)物，除了氧氣直接排出植物體以外，[H]和ATP都用下暗反應(yīng)，所以光反應(yīng)為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供了物質(zhì)條件。首先是二氧化碳的固定。在暗反應(yīng)階段中，綠葉從外界吸收來的二氧化碳，化學(xué)性質(zhì)不活潑，不能直接被氣還原，它必須先與植物體內(nèi)的一種含有五個(gè)碳原子的化合物結(jié)合，這個(gè)過程叫做二氧化碳的固定。一個(gè)二氧化碳分子被一個(gè)五碳化合物固定以后，很快形成兩個(gè)三碳化合物。其次是三碳化合物的還原。在有關(guān)酶的催化作用下，一些三碳化合物接受ATP提供的能量，并且被氫還原，然后經(jīng)過一系列復(fù)雜的變化，形成糖類。另外一些三碳化合物則經(jīng)過復(fù)雜的變化，又形成五碳化合物，從而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。葉綠體葉綠體中的色素光能H2O水在光下分解O2ATPADP+Pi供能酶供氫還［H］原C5(CH2O)光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段多種酶參加催化CO2固酶定2C3 實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并釋放氧氣同化二氧化碳，形成有機(jī)物反應(yīng)物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反應(yīng)產(chǎn)物O2、ATP、NADPH（CH2O）、ADP、Pi、NADP+、H2O時(shí)間短促，以微秒計(jì)較為緩慢條件需要葉綠素、光、酶不需要葉綠素、光，需要多種酶、[H]、ATP能量轉(zhuǎn)化光能——→電能電能——→活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能——→穩(wěn)定化學(xué)能物質(zhì)變化H2O——→[H]＋O2NADP+＋H+＋2e——→NADPHADP＋Pi——→ATPCO2＋NADPH＋ATP———→（CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP+Pi，沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成。備注①暗反應(yīng)在有無光照的條件下均可進(jìn)行②光合作用釋放的氧氣全部來自水，光合作用的產(chǎn)物不僅是糖類，還有氨基酸（無蛋白質(zhì)）、脂肪，因此光合作用產(chǎn)物應(yīng)當(dāng)是有機(jī)物。③參與光合作用的色素在類囊體薄膜上，參與光合作用的酶在類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中都有。④光合作用中14C標(biāo)記的CO2的路徑是：CO2→C3→（CH2O）⑤C3、C5變化分析：其他因素不變，若增加CO2濃度，則短期內(nèi)，由于增加CO2濃度，有更多的C5與CO2固定生成了C3，所以C3含量增加、C5含量減少。（C3、C5的含量變化相反）四、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)SEQ實(shí)驗(yàn)\*ARABIC11探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)原理葉片含有空氣，上浮葉片下沉充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮實(shí)驗(yàn)過程1、用打孔器在生長旺盛的綠葉上打出小圓形葉片2、用注射器抽出葉片內(nèi)的空氣，并放在黑暗處盛有清水的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置分析1、自變量的設(shè)置：光照強(qiáng)度是自變量，通過調(diào)整臺(tái)燈與燒杯之間的距離，來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小2、中間盛水的玻璃珠的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對(duì)燒杯內(nèi)水溫的影響3、因變量是光合作用的強(qiáng)度：可以通過觀察單位時(shí)間內(nèi)被抽去空氣的小圓形葉片上浮的數(shù)量或浮起相同數(shù)量的葉片所用時(shí)間的長短來衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目小圓形葉片添加含有氧氣的清水光照強(qiáng)度葉片浮起數(shù)量燒杯A10片20mL強(qiáng)多燒杯B10片20mL中中燒杯C10片20mL弱少實(shí)驗(yàn)結(jié)論在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)五、影響光合作用的因素與應(yīng)用表格SEQ表格\*ARABIC48影響光合作用的因素與應(yīng)用因素圖像關(guān)鍵點(diǎn)的含義在生產(chǎn)上的應(yīng)用單因子影響光照強(qiáng)度A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行呼吸作用，釋放CO2的量，表明此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。AB段表明隨光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合作用逐漸加強(qiáng)，CO2的釋放量逐漸減少，有一部分用于光合作用；B點(diǎn)時(shí)，呼吸作用釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度，稱B點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)(植物白天光照強(qiáng)度應(yīng)在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物才能正常生長)。BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。C點(diǎn)為光合作用的飽和點(diǎn)。(1)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度(2)延長光合作用時(shí)間(例：輪作)(3)對(duì)溫室大棚用無色透明玻璃(4)若要降低光合作用則用有色玻璃。如用紅色玻璃，則透紅光吸收其他波長的光，光合能力較白光弱。但較其他單色光強(qiáng)。1、關(guān)鍵的：A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，單位時(shí)間內(nèi)釋放的二氧化碳量表示呼吸速率。B點(diǎn)表示細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳量和光合作用吸收的二氧化碳量相等，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。C點(diǎn)時(shí)，已經(jīng)達(dá)到了光飽和點(diǎn)，此時(shí)光照強(qiáng)度增加，光合作用強(qiáng)度不在增加。2、關(guān)鍵線段：AB線段光合作用的強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度；BC線段光合作用的強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。光合面積OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn)為光合作用面積的飽和點(diǎn)，隨葉面積的增大，光合作用不再增強(qiáng)，原因是有很多葉被遮擋在光補(bǔ)償點(diǎn)以下。OB段干物質(zhì)量隨光合作用增強(qiáng)而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用量不再增加，而葉片隨葉面積的不斷增加OC段呼吸量不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低如BC段。植物的葉面積指數(shù)不能超過C點(diǎn)，若超過C點(diǎn)，植物將入不敷出，無法生活下去。適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免陡長，封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。溫室栽培植物時(shí)，可增加光合作用面積，合理密植是增加光合作用面積的一項(xiàng)重要措施。二氧化碳濃度1、走勢分析：圖1和圖2均表示在一定發(fā)尾內(nèi)，光合作用速率隨著二氧化碳濃度增大二增大，但當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不在增加。2、關(guān)鍵點(diǎn)分析：圖1中A碘表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的二氧化碳