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人教版（2019）高中生物必修一 第5章《细胞的能量供应和利用》单元知识清单（答案版）
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第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）变量分析①自变量（因为）：_人为控制_的变量。 本实验中自变量为：反应条件②因变量（所以）：随着_自变量_的变化而变化的变量。本实验中因变量为：_过氧化氢的分解速率 ______③无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，无关变量要_适宜且统一。④对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验称为对照实验。对照实验一般要设置_对照_组和实验_组，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。相互对照（如比较过氧化氢在不同条件下的分解实验的3、4号试管）和前后对照（如植物细胞的质壁分离及复原实验）。（2）注意事项：①要求用新鲜的肝脏，因为新鲜的肝脏中H2O2酶的含量及活性较高；②要经过研磨且要充分，这样能使肝脏细胞破裂，酶充分释放出来；③滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用同一个滴管，原因是少量酶混入FeCl3溶液中会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。（3）加热、Fe3＋、H2O2酶促进H2O2分解的原理①加热能促进H2O2分解是因为提供了 能量 。②Fe3＋、H2O2酶能促进H2O2分解是因为 降低了化学反应的活化能 。2. 酶的本质3. 酶的特性（1）酶具有高效性：催化效率很高，使反应速度加快（与无机催化剂相比）。（2）酶具有专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如纤维素酶、蛋白酶。（3）酶的作用条件比较温和（需要适宜的 温度 和 pH ）。酶的最适温度：动物 35℃—40℃；植物 40℃—50℃；细菌和真菌70℃。最适PH值：植物 4.5—6.5；动物 6.5—8.0、胃蛋白酶最适PH值为1.5；注：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。第2节 细胞的能量“货币”ATP1. ATP的功能： ATP 是细胞生命活动的直接能源物质。（提醒：ATP并不是唯一的直接能源物质）2. ATP的结构（1）ATP中文名称： 三磷酸腺苷 ，是细胞内的一种高能磷酸化合物。（2）ATP的结构简式： A—P～P～P ，其中“A”代表 腺苷 (由 腺嘌呤 和 核糖 组成)，“T”代表三，“P”代表 磷酸基团 ，“—”代表 普通磷酸键 ，“～”代表 特殊化学键 。一个ATP分子中有 1 个A， 2 个高能磷酸键， 3 个磷酸基团。（3）ATP去掉1个磷酸基团后叫 ADP(二磷酸腺苷) ；ATP去掉2个磷酸基团后叫 AMP(一磷酸腺苷/腺嘌呤核糖核苷酸) ，是组成 RNA 的基本单位之一。（4）ATP的组成元素： C、H、O、N、P 。(注：DNA、RNA、磷脂、ATP组成元素都是CHONP)（5）特点：ATP在细胞中含量 少 ，化学性质 不稳定 。3. ATP和ADP可以相互转化： （1）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq \o(───→,\s\up7(合成酶))ATP。能量来自 太阳能 或物质氧化分解释放的 化学能 ，能量去向是储存于ATP 远离A的高能磷酸键 中。①动物、人、真菌和大多数细菌合成ATP的生理过程是 呼吸作用 。 绿色植物叶肉细胞中合成ATP的生理过程是 呼吸作用 、 光合作用 。 绿色植物根尖细胞中合成ATP的生理过程是 呼吸作用 。②动物细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 。 绿色植物叶肉细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 、 叶绿体 。 绿色植物根尖细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 。（2）ATP的水解：ATPeq \o(───→,\s\up7(水解酶))ADP＋Pi＋能量。能量去向是用于 各项生命活动 。（3）ATP与ADP的相互转化反应式 不属于 (属于/不属于)可逆反应，其中 物质 可逆， 能量 不可逆，酶 不相同 (相同/不相同)。4. ATP的利用1、以主动运输为例（1）参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。（2）在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化 。（3）载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 ATP水解释放的磷酸基团 使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构 _发生变化，活性 _也被改变，因而可以参加各种化学反应。2、ATP的水解往往与吸能反应相联系，ATP的合成往往与 放能反应相联系，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”。5. 能源相关知识归纳（1）能量的最终来源： 太阳能 。 （2）细胞中的三大能源物质： 糖类、脂肪、蛋白质 。（3）生物体生命活动的主要能源物质： 糖类 。 （4）细胞生命活动的主要能源物质： 葡萄糖 。（5）植物细胞中的储能物质： 淀粉 ；动物细胞中的储能物质： 糖原 。（6）细胞内良好(主要)的储能物质： 脂肪 。 （7）细胞生命活动的直接能源物质： ATP 。第3节 细胞呼吸的原理和应用1.探究酵母菌细胞呼吸的方式（1）酵母菌是一种单细胞真菌（真核生物），在有氧和无氧的条件下都能生存，属于_兼性厌氧__型，便于探究细胞呼吸方式。（有氧条件产生CO2、H2O、能量；无氧条件产生酒精、CO2、能量）（2）CO2可使澄清的__石灰水_变混浊，也可使 溴麝香草酚蓝 水溶液由 蓝 变 绿 再变 黄 。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌产生的CO2情况。（3）橙色的_重铬酸钾 __溶液，在酸 条件下与_酒精发生化学反应，变成__灰绿 _色。 （4）实验装置：①10%NaOH溶液应放在 A 瓶中，作用是 除去空气中的CO2/排除空气中CO2对实验结果的干扰 。②酵母菌培养液应放在 B、D 瓶中。③澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液应放在 C、E 瓶中。④D瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是 消耗瓶中的O2，防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰 。⑤CO2检测时， C 瓶的石灰水浑浊度高， C 瓶的溴麝香草酚蓝水溶液变色快。⑥酒精检测时检测液应取自 B、D 瓶，其中只有取自 D 瓶的检测液加入重铬酸钾后呈灰绿色。（5）在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的 二氧化碳 和 水 。 在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 酒精 和少量的 二氧化碳 。2. 有氧呼吸（1）概念：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。（2）实质：细胞在氧气的参与下，分解有机物，释放能量。（3）有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体。一般来说，线粒体均匀分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。（4）有氧呼吸的过程 有氧呼吸过程中O2的去路：O2用于和[H]生成H2O，而葡萄糖和水中的氧在生成物CO2中。总反应式： 。（5）注意：（1）三个阶段都能产生能量，但大量的能量在第三_个阶段产生。（6）反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分进入了ATP；反应式前后的水不能消去，因为在反应过程中，在第二 阶段消耗了水，而第三阶段生成了水；反应式中间不能用等号，要用箭头；反应条件酶不可省去。（7）没有线粒体的原核生物（如某些蓝细菌）也能进行有氧呼吸，因为它们细胞中含有与有氧呼吸有关的酶，由此可见，线粒体不是有氧呼吸的必要条件。3. 无氧呼吸（1）无氧呼吸两个阶段都在 细胞质基质 中进行。无氧呼吸 第一 阶段与有氧呼吸完全相同，都产生了共同的中间产物 丙酮酸 ；第二阶段在不同酶的催化下生成 酒精和CO2 或 乳酸 。（2）无氧呼吸总反应式①酵母菌、多数植物、苹果： C6H12O6eq \o(──→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 。②乳酸菌、骨骼肌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚： C6H12O6eq \o(──→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量 。注：不同生物无氧呼吸的产物不同，是因为 酶的种类 不同。无氧呼吸产生的[H]实质是 NADH 。（3）无氧呼吸只在 第一 阶段释放出 少量 (大量/少量)能量，合成 少量 (大量/少量)ATP。4. 细胞呼吸原理的运用（1）用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，是为了抑制伤口处 厌氧菌 的繁殖。（2）疏松土壤、稻田定期排水，促进根系的 有氧 呼吸，防止根系无氧呼吸而引起 酒精 中毒。（3）酿酒过程中，前期通入无菌空气让酵母菌进行 有氧 呼吸，大量繁殖；后期封闭发酵罐，让酵母菌进行 无氧 呼吸，产生酒精。（4）向发酵罐通入无菌空气，利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的 有氧 呼吸生产味精。（5）提倡慢跑等有氧运动，避免肌细胞 无氧 呼吸产生大量 乳酸 ，而使肌肉酸胀乏力。（6）食品真空包装、充加CO2能抑制 细胞 呼吸，延长保存期。注：破伤风芽胞杆菌为 原核 生物，只能进行 无氧 呼吸。第4节 光合作用与能量转化1.绿叶中色素的提取和分离（1）色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 无水乙醇(体积分数100%酒精) 中。（2）色素的分离：不同色素在 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的快，反之则慢，这样，色素就会随着 层析液 在滤纸上的扩散而分离开。分离方法： 纸层析法 。（3）试剂及药品作用①无水乙醇作用： 溶解、提取色素 ； ②层析液作用： 分离色素 ；③SiO2作用：破坏细胞结构，使叶片研磨更充分；④CaCO3作用：保护叶绿素/防止研磨中叶绿素被破坏。（4）分离过程中不能让滤液细线触及层析液，原因是 避免滤液细线中的色素直接溶于层析液中 。（5）色素分离结果滤纸条上观察到 4 条色素带，自上而下依次是 胡萝卜素 、 叶黄素 、 叶绿素a 和 叶绿素b 。可知 胡萝卜素 的溶解度最高， 叶绿素b 的溶解度最低； 叶绿素a 的含量最多。2. 捕获光能的色素（1）绿叶中的色素包括 叶绿素 和 类胡萝卜素 两大类，其中 叶绿素 含量最多(约占3/4)。叶绿素分为 叶绿素a 和 叶绿素b ，类胡萝卜素分为 胡萝卜素 和 叶黄素 。（2）叶绿素分子中含有 Mg 元素；叶绿素的合成需要 光照 条件，黑暗中植物幼苗会长成黄化苗；低温会破坏 叶绿素 分子，而 类胡萝卜素 分子稳定，因此秋冬季多数绿色植物叶片变黄。（3）叶绿素主要吸收 蓝紫光 和 红光 ，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 。叶绿素对 绿光 吸收量最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。色素只能吸收 可见光 进行光合作用，不能吸收红外光和紫外光。3. 捕获光能的结构（1）、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球_形， 双 层膜（透明的，有利于光照的透过）。（2）、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的 膜面积，扩大色素和酶附着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。（3）、基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。4. 光合作用的过程（1）概念：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 转化成储光能叶绿体存能量的 有机物 ，并且释放出 氧气 的过程。（2）总反应式(产物为葡萄糖)： CO2＋12H2O C6H12O6＋6H2O＋6O2 。（3）过程分析①图中阶段Ⅰ是 光反应 阶段，在 叶绿体类囊体薄膜 上进行；阶段Ⅱ是 暗反应 阶段，在 叶绿体基质 中进行。②A是 H2O ，B是 O2 ，C是 [H] ，D是 ATP ，E是 CO2 ，F是 C3 ，G是 (CH2O) 。③光反应阶段物质转化：水的光解：2H2Oeq \o(──→,\s\up7(光能))4[H]＋O2；ATP的合成：ADP＋Pi＋光能eq \o(─→,\s\up7(酶))ATP。 能量转换： 光能 → ATP中活跃的化学能 。 [H]的实质是 NADPH(还原型辅酶Ⅱ) 。④暗反应阶段物质转化：CO2固定：CO2＋C5eq \o(─→,\s\up7(酶))2C3；C3的还原：C3eq \o(──────→,\s\up7([H]、ATP、酶))(CH2O)＋C5＋H2O。 能量转换： ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 。 ⑤光合作用过程中的能量转换过程是 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 。⑥光反应为暗反应提供大量的 [H[和ATP ；暗反应为光反应提供 ADP、Pi 。⑦[H]和ATP的移动方向 类囊体薄膜→叶绿体基质 。⑧光合作用的 光 反应合成ATP， 暗 反应消耗ATP，且光反应产生的ATP只能用于 暗反应 。⑨暗反应生成的(CH2O)中的能量直接来源于 ATP 。（4）光合作用各元素去向： 。①研究元素去向的方法： 同位素标记法 。②14CO2中14C的转移途径：CO2→C3→(CH2O)；C18O2中18O的转移途径：CO2→C3→(CH2O)、H2O； H218O中18O的转移途径： H2O→O2 ；3H2O中3H的转移途径：H2O→[H]→(CH2O)、H2O。6. 化能合成作用（1）化能合成作用①概念：利用体外环境中的某些 无机物氧化 时所释放出的能量(化学能)来制造 有机物 。②实例：生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的 氨(NH3) 氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸(HNO2)氧化成 硝酸(HNO3) 。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的 化学能 ，将 二氧化碳和水 合成为糖类，维持自身生命活动。（2）自养生物和异养生物①自养生物：能将无机环境中的无机物 二氧化碳和水 转化为 有机物 的生物。光能自养生物：利用 光能 进行 光合 作用的生物，如 绿色植物、蓝藻 。化能自养生物：利用 化学能 进行 化能合成 作用的生物，如 硝化细菌 等。②异养生物：只能利用环境中现成的 有机物 来维持自身的生命活动，如人、动物、腐生生物、寄生生物 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）作用场所细胞内、细胞外或生物体外均可来源一般来说，活细胞都能产生酶生理功能具有生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能有氧呼吸场 所反应式第一阶段细胞质基质C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+ 少量能量第二阶段线粒体基质2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+ 少量能量第三阶段线粒体内膜24[H]+6O2→12H2O+大量能量
第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶1.比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）变量分析①自变量（因为）：_人为控制_的变量。 本实验中自变量为：反应条件②因变量（所以）：随着_自变量_的变化而变化的变量。本实验中因变量为：_过氧化氢的分解速率 ______③无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，无关变量要_适宜且统一。④对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验称为对照实验。对照实验一般要设置_对照_组和实验_组，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。相互对照（如比较过氧化氢在不同条件下的分解实验的3、4号试管）和前后对照（如植物细胞的质壁分离及复原实验）。（2）注意事项：①要求用新鲜的肝脏，因为新鲜的肝脏中H2O2酶的含量及活性较高；②要经过研磨且要充分，这样能使肝脏细胞破裂，酶充分释放出来；③滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用同一个滴管，原因是少量酶混入FeCl3溶液中会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。（3）加热、Fe3＋、H2O2酶促进H2O2分解的原理①加热能促进H2O2分解是因为提供了 能量 。②Fe3＋、H2O2酶能促进H2O2分解是因为 降低了化学反应的活化能 。2. 酶的本质3. 酶的特性（1）酶具有高效性：催化效率很高，使反应速度加快（与无机催化剂相比）。（2）酶具有专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如纤维素酶、蛋白酶。（3）酶的作用条件比较温和（需要适宜的 温度 和 pH ）。酶的最适温度：动物 35℃—40℃；植物 40℃—50℃；细菌和真菌70℃。最适PH值：植物 4.5—6.5；动物 6.5—8.0、胃蛋白酶最适PH值为1.5；注：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。第2节 细胞的能量“货币”ATP1. ATP的功能： ATP 是细胞生命活动的直接能源物质。（提醒：ATP并不是唯一的直接能源物质）2. ATP的结构（1）ATP中文名称： 三磷酸腺苷 ，是细胞内的一种高能磷酸化合物。（2）ATP的结构简式： A—P～P～P ，其中“A”代表 腺苷 (由 腺嘌呤 和 核糖 组成)，“T”代表三，“P”代表 磷酸基团 ，“—”代表 普通磷酸键 ，“～”代表 特殊化学键 。一个ATP分子中有 1 个A， 2 个高能磷酸键， 3 个磷酸基团。（3）ATP去掉1个磷酸基团后叫 ADP(二磷酸腺苷) ；ATP去掉2个磷酸基团后叫 AMP(一磷酸腺苷/腺嘌呤核糖核苷酸) ，是组成 RNA 的基本单位之一。（4）ATP的组成元素： C、H、O、N、P 。(注：DNA、RNA、磷脂、ATP组成元素都是CHONP)（5）特点：ATP在细胞中含量 少 ，化学性质 不稳定 。3. ATP和ADP可以相互转化： （1）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq \o(───→,\s\up7(合成酶))ATP。能量来自 太阳能 或物质氧化分解释放的 化学能 ，能量去向是储存于ATP 远离A的高能磷酸键 中。①动物、人、真菌和大多数细菌合成ATP的生理过程是 呼吸作用 。 绿色植物叶肉细胞中合成ATP的生理过程是 呼吸作用 、 光合作用 。 绿色植物根尖细胞中合成ATP的生理过程是 呼吸作用 。②动物细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 。 绿色植物叶肉细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 、 叶绿体 。 绿色植物根尖细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 。（2）ATP的水解：ATPeq \o(───→,\s\up7(水解酶))ADP＋Pi＋能量。能量去向是用于 各项生命活动 。（3）ATP与ADP的相互转化反应式 不属于 (属于/不属于)可逆反应，其中 物质 可逆， 能量 不可逆，酶 不相同 (相同/不相同)。4. ATP的利用1、以主动运输为例（1）参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。（2）在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化 。（3）载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 ATP水解释放的磷酸基团 使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构 _发生变化，活性 _也被改变，因而可以参加各种化学反应。2、ATP的水解往往与吸能反应相联系，ATP的合成往往与 放能反应相联系，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”。5. 能源相关知识归纳（1）能量的最终来源： 太阳能 。 （2）细胞中的三大能源物质： 糖类、脂肪、蛋白质 。（3）生物体生命活动的主要能源物质： 糖类 。 （4）细胞生命活动的主要能源物质： 葡萄糖 。（5）植物细胞中的储能物质： 淀粉 ；动物细胞中的储能物质： 糖原 。（6）细胞内良好(主要)的储能物质： 脂肪 。 （7）细胞生命活动的直接能源物质： ATP 。第3节 细胞呼吸的原理和应用1.探究酵母菌细胞呼吸的方式（1）酵母菌是一种单细胞真菌（真核生物），在有氧和无氧的条件下都能生存，属于_兼性厌氧__型，便于探究细胞呼吸方式。（有氧条件产生CO2、H2O、能量；无氧条件产生酒精、CO2、能量）（2）CO2可使澄清的__石灰水_变混浊，也可使 溴麝香草酚蓝 水溶液由 蓝 变 绿 再变 黄 。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌产生的CO2情况。（3）橙色的_重铬酸钾 __溶液，在酸 条件下与_酒精发生化学反应，变成__灰绿 _色。 （4）实验装置：①10%NaOH溶液应放在 A 瓶中，作用是 除去空气中的CO2/排除空气中CO2对实验结果的干扰 。②酵母菌培养液应放在 B、D 瓶中。③澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液应放在 C、E 瓶中。④D瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是 消耗瓶中的O2，防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰 。⑤CO2检测时， C 瓶的石灰水浑浊度高， C 瓶的溴麝香草酚蓝水溶液变色快。⑥酒精检测时检测液应取自 B、D 瓶，其中只有取自 D 瓶的检测液加入重铬酸钾后呈灰绿色。（5）在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的 二氧化碳 和 水 。 在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 酒精 和少量的 二氧化碳 。2. 有氧呼吸（1）概念：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。（2）实质：细胞在氧气的参与下，分解有机物，释放能量。（3）有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体。一般来说，线粒体均匀分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。（4）有氧呼吸的过程 有氧呼吸过程中O2的去路：O2用于和[H]生成H2O，而葡萄糖和水中的氧在生成物CO2中。总反应式： 。（5）注意：（1）三个阶段都能产生能量，但大量的能量在第三_个阶段产生。（6）反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分进入了ATP；反应式前后的水不能消去，因为在反应过程中，在第二 阶段消耗了水，而第三阶段生成了水；反应式中间不能用等号，要用箭头；反应条件酶不可省去。（7）没有线粒体的原核生物（如某些蓝细菌）也能进行有氧呼吸，因为它们细胞中含有与有氧呼吸有关的酶，由此可见，线粒体不是有氧呼吸的必要条件。3. 无氧呼吸（1）无氧呼吸两个阶段都在 细胞质基质 中进行。无氧呼吸 第一 阶段与有氧呼吸完全相同，都产生了共同的中间产物 丙酮酸 ；第二阶段在不同酶的催化下生成 酒精和CO2 或 乳酸 。（2）无氧呼吸总反应式①酵母菌、多数植物、苹果： C6H12O6eq \o(──→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 。②乳酸菌、骨骼肌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚： C6H12O6eq \o(──→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量 。注：不同生物无氧呼吸的产物不同，是因为 酶的种类 不同。无氧呼吸产生的[H]实质是 NADH 。（3）无氧呼吸只在 第一 阶段释放出 少量 (大量/少量)能量，合成 少量 (大量/少量)ATP。4. 细胞呼吸原理的运用（1）用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，是为了抑制伤口处 厌氧菌 的繁殖。（2）疏松土壤、稻田定期排水，促进根系的 有氧 呼吸，防止根系无氧呼吸而引起 酒精 中毒。（3）酿酒过程中，前期通入无菌空气让酵母菌进行 有氧 呼吸，大量繁殖；后期封闭发酵罐，让酵母菌进行 无氧 呼吸，产生酒精。（4）向发酵罐通入无菌空气，利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的 有氧 呼吸生产味精。（5）提倡慢跑等有氧运动，避免肌细胞 无氧 呼吸产生大量 乳酸 ，而使肌肉酸胀乏力。（6）食品真空包装、充加CO2能抑制 细胞 呼吸，延长保存期。注：破伤风芽胞杆菌为 原核 生物，只能进行 无氧 呼吸。第4节 光合作用与能量转化1.绿叶中色素的提取和分离（1）色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 无水乙醇(体积分数100%酒精) 中。（2）色素的分离：不同色素在 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的快，反之则慢，这样，色素就会随着 层析液 在滤纸上的扩散而分离开。分离方法： 纸层析法 。（3）试剂及药品作用①无水乙醇作用： 溶解、提取色素 ； ②层析液作用： 分离色素 ；③SiO2作用：破坏细胞结构，使叶片研磨更充分；④CaCO3作用：保护叶绿素/防止研磨中叶绿素被破坏。（4）分离过程中不能让滤液细线触及层析液，原因是 避免滤液细线中的色素直接溶于层析液中 。（5）色素分离结果滤纸条上观察到 4 条色素带，自上而下依次是 胡萝卜素 、 叶黄素 、 叶绿素a 和 叶绿素b 。可知 胡萝卜素 的溶解度最高， 叶绿素b 的溶解度最低； 叶绿素a 的含量最多。2. 捕获光能的色素（1）绿叶中的色素包括 叶绿素 和 类胡萝卜素 两大类，其中 叶绿素 含量最多(约占3/4)。叶绿素分为 叶绿素a 和 叶绿素b ，类胡萝卜素分为 胡萝卜素 和 叶黄素 。（2）叶绿素分子中含有 Mg 元素；叶绿素的合成需要 光照 条件，黑暗中植物幼苗会长成黄化苗；低温会破坏 叶绿素 分子，而 类胡萝卜素 分子稳定，因此秋冬季多数绿色植物叶片变黄。（3）叶绿素主要吸收 蓝紫光 和 红光 ，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 。叶绿素对 绿光 吸收量最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。色素只能吸收 可见光 进行光合作用，不能吸收红外光和紫外光。3. 捕获光能的结构（1）、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球_形， 双 层膜（透明的，有利于光照的透过）。（2）、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的 膜面积，扩大色素和酶附着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。（3）、基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。4. 光合作用的过程（1）概念：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 转化成储光能叶绿体存能量的 有机物 ，并且释放出 氧气 的过程。（2）总反应式(产物为葡萄糖)： CO2＋12H2O C6H12O6＋6H2O＋6O2 。（3）过程分析①图中阶段Ⅰ是 光反应 阶段，在 叶绿体类囊体薄膜 上进行；阶段Ⅱ是 暗反应 阶段，在 叶绿体基质 中进行。②A是 H2O ，B是 O2 ，C是 [H] ，D是 ATP ，E是 CO2 ，F是 C3 ，G是 (CH2O) 。③光反应阶段物质转化：水的光解：2H2Oeq \o(──→,\s\up7(光能))4[H]＋O2；ATP的合成：ADP＋Pi＋光能eq \o(─→,\s\up7(酶))ATP。 能量转换： 光能 → ATP中活跃的化学能 。 [H]的实质是 NADPH(还原型辅酶Ⅱ) 。④暗反应阶段物质转化：CO2固定：CO2＋C5eq \o(─→,\s\up7(酶))2C3；C3的还原：C3eq \o(──────→,\s\up7([H]、ATP、酶))(CH2O)＋C5＋H2O。 能量转换： ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 。 ⑤光合作用过程中的能量转换过程是 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 。⑥光反应为暗反应提供大量的 [H[和ATP ；暗反应为光反应提供 ADP、Pi 。⑦[H]和ATP的移动方向 类囊体薄膜→叶绿体基质 。⑧光合作用的 光 反应合成ATP， 暗 反应消耗ATP，且光反应产生的ATP只能用于 暗反应 。⑨暗反应生成的(CH2O)中的能量直接来源于 ATP 。（4）光合作用各元素去向： 。①研究元素去向的方法： 同位素标记法 。②14CO2中14C的转移途径：CO2→C3→(CH2O)；C18O2中18O的转移途径：CO2→C3→(CH2O)、H2O； H218O中18O的转移途径： H2O→O2 ；3H2O中3H的转移途径：H2O→[H]→(CH2O)、H2O。6. 化能合成作用（1）化能合成作用①概念：利用体外环境中的某些 无机物氧化 时所释放出的能量(化学能)来制造 有机物 。②实例：生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的 氨(NH3) 氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸(HNO2)氧化成 硝酸(HNO3) 。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的 化学能 ，将 二氧化碳和水 合成为糖类，维持自身生命活动。（2）自养生物和异养生物①自养生物：能将无机环境中的无机物 二氧化碳和水 转化为 有机物 的生物。光能自养生物：利用 光能 进行 光合 作用的生物，如 绿色植物、蓝藻 。化能自养生物：利用 化学能 进行 化能合成 作用的生物，如 硝化细菌 等。②异养生物：只能利用环境中现成的 有机物 来维持自身的生命活动，如人、动物、腐生生物、寄生生物 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）作用场所细胞内、细胞外或生物体外均可来源一般来说，活细胞都能产生酶生理功能具有生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能有氧呼吸场 所反应式第一阶段细胞质基质C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+ 少量能量第二阶段线粒体基质2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+ 少量能量第三阶段线粒体内膜24[H]+6O2→12H2O+大量能量
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