1、高中生物一轮复习导学案必修1第5章 物质的能量供应和利用【考纲要求】1. 酶在代谢中的作用 2. ATP在能量代谢中的作用 3. 光合作用的基本过程 4. 影响光合作用速率的环境因素 5. 细胞呼吸 6. 探究影响酶活性的因素（2.实验探究能力）7. 叶绿体色素的提取和分离（2.实验探究能力）8. 探究酵母菌的呼吸方式（2.实验探究能力）一、酶的本质细胞中每时每刻都进行着许多 ，统称为 .酶是 产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是 ，只有少数酶是 .化学本质：_、 _。 合成场所：_ 、 _。酶 酶的合成受_ 控制。合成过程: 合成原料: 、 ：合成后在 起作用，如 按存在部位分 酶的种类 ：合
2、成后分泌到 起作用，如： ：在体内物质水解时起作用 按功能分 ：在物质合成时起催化作用二、酶在细胞代谢中的作用 阅读课本P78实验，讨论课本P79的4个问题。1与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明了什么？2在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？33号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？43号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？【思考】1活化能：分子从 所需要的能量。2加热和Fe3+促使过氧化氢分解的原理是什么？与酶的作用原理一样吗？加热使 ，从 为容易分解的 ，与酶的作用原理不同。 Fe3+和过氧化氢酶一样促使过氧化氢分解，但并没有供给过氧
3、化氢能量，而是降低了 ，只不过酶降低活化能的作用更显著。3为什么说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要？在细胞内进行着许多种化学反应，这些化学反应是在机体内 ，只有酶能满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。4为什么酶的催化效率比无机催化剂更高？ 同无机催化剂相比， ，因而催化效率更高。三、酶的特性提高 缩短 1催化剂共有的特性 但并不改变 反应前后酶的 不变2分析下列表格你能得出什么结论？质量分数20的新鲜肝脏研磨液1滴质量分数为3.5的氯化铁溶液1滴过氧化氢酶所含酶的相对数量：1滴Fe3的相对数量：25万酶具 （催化效率远高于无机催化剂的催化效率。酶的催化效率一般是无
4、机催化剂的 倍 ）【思考】1酶的催化效率是如此的高，那么酶是不是万能的？一种酶就可以催化所有的化学反应？2口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?说明了什么?唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蛋白质水解。说明酶具有 ，即每一种酶只能催化 化学反应。酶能与 特异性结合。3你如何设计实验来验证酶具有专一性？ 用 酶来催化 种物质，或 用 酶来催化 不同物质。4酶与无机催化剂相比，有什么特点呢？5探究影响酶活性的条件 用加酶洗衣粉洗衣时，温水洗涤效果更好。人患感冒发烧时，常常会食欲不振。就这些现象，你能提出什么问题？又能作出怎样的假设？ 问题： 是否影响酶的活性？ 或 是否使酶
5、的活性降低？假设：温度能影响 的活性，在 的温度下，酶的活性 。高温或低温使酶活性降低。我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能给出合理的解释吗？就这些现象，你能提出什么问题？又能作出怎样的假设？唾液的PH为6.27.4,胃液的PH为0.91.5问题： 能否影响酶得活性？PH偏高或偏低都会使酶的 吗？假设：PH 影响酶的活性，在 条件下 活性最高。PH偏高或偏低都会使酶的活性 想一想：本实验的自变量是什么？因变量是什么？用什么方法控制自变量？怎样观察或检测因变量？ 自变量是 ，因变量是 。温度的控制可用 降温或 ，用 随
6、时测量；pH的控制可 ，用 进行测量选择过氧化氢酶做研究温度对酶活性的影响的实验，可以么？为什么？由于 。 设计实验，探究温度对酶活性的影响 实验原理：淀粉遇碘 。淀粉酶可以使 水解成 和 。麦芽糖、葡萄糖遇碘 实验步骤序号实验操作的内容试管1试管2试管3试管1试管2试管31注入可溶性淀粉溶液（mL）2222注入新鲜淀粉酶溶液（mL）1113放置温度 （）6010006010004保温时间（min）5555555混合试管1试管2试管36保温时间（min）5557滴碘液1滴1滴1滴8观察实验现象设计实验，探究pH对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的新鲜淀粉酶溶液（mL）1
7、112注入等量的（1mL）不同pH的溶液蒸馏水NaOHHCL3注入等量的可能性淀粉溶液（mL）2224放入60热水中相等时间（min）5555加等量的斐林试剂并摇匀（mL）2226加热水中用酒精灯加热（min）1117观察实验现象 【思考】1. 关于pH对酶活性影响的实验中，操作是必须先将酶置于不同环境条件下（加清水、加NaOH溶液、加HCl溶液）。然后再加入反应物如可溶性淀粉溶液。如果改变顺序会怎样？加入酶后，如果先加反应物，再加HCl或NaOH 。因为酶 。2高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？不同。过酸、过碱或温度过高， ，使酶永久失活；低温使 ，但在适宜温度下其活性可以升
8、高四、影响酶促反应速率的因素：1. 温度对酶的影响 2PH对酶的影响：3酶浓度:反应速率随酶浓度的升高而加快4底物浓度: 在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化在生命系统中：生物体的能源物质： 主要的能源物质： 主要的贮能物质： 能量的最终来源： 1. ATP的全称是什么？为什么叫这个名字？2. 试写出ATP分子的结构简式并简述ATP这三个字母代表的含义3. “”与“”这两个符号的含义有什么不同？一、ATP分子中具有高能磷酸键ATP的结构简式为： APPPATP即 ，是各种活细胞内普遍存在的种 。ATP的水解过程：为生命活动提供能量ATP ADP+Pi+
9、能量（ ）能量 + ADP + Pi ATP ?ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 动物和人等 绿色植物 ADP +Pi+ ATP二、ATP与ADP可以相互转化1. ATP与ADP是怎样转化的？2. ATP与ADP的相互转化的反应式3. ATP与ADP之间的转化过程是否是可逆反应？ ATP与ADP的相互转化中 可逆，酶、场所、能量 所以不是可逆反应4. ATP与ADP相互转化的特点是什么？转化时刻不停地发生并且处于 5. ATP分子中去掉两个磷酸基团后形成的物质是什么？是组成哪种化合物的基本单位之一？A还可以代表什么？6众多能源物质中,ATP在细胞内的含量很少，但为什么它能成为能量的”通货
10、”呢?你是如何理解能量”通货”的呢？ 答案：ATP含量少，但 . ATP的含量处在 ，保证了持续、稳定供能，所以它能成为能量的”通货”。三、ATP的利用 机械能（如 ） 热能 （如 ） ATP 转化为 渗透能（如 ） 电能（如 ） 光能（如 ） 化学能（如 ） 一、细胞呼吸的概念：是指 在细胞内经过一系列的 ，生成 或 ，释放出 并生成 的过程。二、细胞呼吸的方式：探究酵母菌细胞呼吸的方式：（一）我们吃的面包和馒头为什么比较松软？这与酵母菌有什么关系？酵母菌发挥这种作用需要什么条件呢？（二）酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么条件下产生的呢？提出问题：酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧
11、？无氧？）CO2：检测因变量：酒精：【思考】1为什么选用酵母菌作实验材料，而不选用小白鼠酵母菌在 条件下 ，属于 菌，便于研究细胞呼吸的不同方式。2怎样控制有氧和无氧的条件？有氧条件：向A瓶中不断 ；无氧条件： B瓶3如何鉴定产物中有酒精产生？ 的 溶液在 条件下可与 发生化学反应，变成 。4怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？CO2能使澄清的石灰水 ，也可用 由 变 再变 进行检测。可根据 和溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变黄的 来判断产生CO2的多少。5什么叫对比实验？设置 或 上的实验组，通过对 的比较分析来 某种因素与实验对象的关系。6为什么空气通入A瓶前要先通入NaOH溶液？
12、.这样才能说明A瓶中的CO2是 产生的7为什么B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？ .这样才能说明B瓶中的产生的CO2是酵母菌在 下产生的(三)实验现象与结论装置A装置B实验现象石灰水 ，且程度较深。加入橙色 溶液，溶液石灰水 ，且颜色较 。加橙色重铬酸钾溶液，溶液由 变成 色实验结论酵母菌在 和 条件下都能进行细胞呼吸；有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 和少量的 。三、有氧呼吸全过程的比较1. 有氧呼吸：（1）主要场所 （2）总反应式： （3）过程： （4）概念：指细胞在 的参与下，通过 的 作用，把 等 彻底 ，产生 和 ，同时释放
13、大量 的过程。第一个阶段第二个阶段第三个阶段场所反应物生成物产生能量【思考】1生成物中的CO2和H2O中的氧来源一样吗？21摩尔葡萄糖彻底氧化分解产生的能量，有多少转移到ATP中，合多少摩尔ATP？转化效率是多少？剩余能量有什么用途？3线粒体是有氧呼吸主要场所的理由是什么？4进行有氧呼吸的生物一定有线粒体吗？四、无氧呼吸 1. 场所：细胞质基质2. 过程：3. 总反应式： 4. 概念：是指细胞在 条件下，通过 催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为 氧化产物，同时释放出 的过程【思考】1苹果放在箱里久了，为什么会有酒味？我们在进行剧烈运动时，常感到肌肉酸痛，这是为什么？ 苹果 产生 。人剧烈运动会
14、进行 产生 。当肌肉中积累乳酸过多会导致肌肉酸痛。2你还能举出生活中与无氧呼吸有关的例子吗？酸奶通过 进行 产生乳酸，进一步加工做成的。3高等植物水淹时，可进行短暂无氧呼吸，长期无氧呼吸对陆生植物有危害吗？ 。首先 产生的 （或乳酸）对细胞有毒害作用；其次，无氧呼吸释放 ，不能满足植物生命活动需要。五、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物分解程度释放能量相同点联系 实质六、细胞呼吸原理的应用： 1. 影响呼吸作用速率的外界因素： 2.呼吸作用与农业生产: 3. 呼吸作用与人类生活： O2浓度的影响：在下列坐标中画出无氧、有氧和总呼吸强度的曲线呼吸熵：单位时间内进行呼吸
15、作用的生物释放二氧化碳量和氧气吸收量的比值生物释放二氧化碳量和氧气吸收量为什么可能不相等？呼吸与呼吸作用的区别？“呼吸”是指 与外界环境进行气体交换及吸入 和呼出 的过程，是个体层次层次的呼吸与细胞呼吸不能混淆。“呼吸作用”在有氧和无氧的条件下都能进行，是指 有机物分解 放能量的过程 一 、捕获光能的色素思考1叶片为什么呈现绿色？2叶片中含有哪些色素？这些色素的含量一样吗？实验：绿叶中色素的提取和分离1. 原理：提取和分离的原理色素能溶解在有机溶剂 中，可用 提取色素。色素在 中的 不同，溶解度 的随层析液在滤纸上扩散的 ，反之则慢。可以利用 进行分离2步骤：（1）提取色素（2）制备滤纸条：（
16、3）画滤液细线：要求： （4）分离绿叶中的色素：3. 色素的种类：滤纸条由上到下依次是： 颜色依次是： 【思考】1分离时为什么要塞紧试管口的棉塞？2为什么层析液的液面不能触及滤液细线？3滤纸条上出现几种颜色的色带？排序如何？排序体现了什么？四种.从上到下依次是： 、 、 、 。排序体现了 4色带的宽窄如何？宽窄体现了什么? 蓝绿色最 ，橙黄色最 。宽窄体现了 。 5色素的作用：将色素溶液放在阳光和三棱镜之间，从光屏上观察到： 说明：色素主要吸收 和 叶绿素主要吸收 和 ,类胡萝卜素主要吸收 6 物体的颜色是（吸收光还是不吸收光的）颜色。其中透明物体是_光的颜色，不透明物体是 _光的颜色7 色素
17、的颜色与吸收光谱的关系如何？8 叶片含多种色素为什么是绿色的？叶片变黄、变红的原因是_?9 蒜黄为什么是黄色的？蒜苗缺镁为什么是黄色的？10. 色素与叶绿素的关系如何？11. 光合色素等于叶绿体中色素、等于植物体内色素吗二、 叶绿体的结构和功能1结构：（学会绘制叶绿体亚显微结构模式图）2. 功能恩格尔曼实验讨论：1. 恩格尔曼实验的结论是什么？氧是由 释放出来的， 是光合作用的场所。2. 恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？（1）选材好：水绵有 的 状叶绿体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。（2）条件控制好：1)将临时装片置于 且没有 的环境中，排除了环境中 和 的影响，从而确保实验能
18、顺利进行； 2)用 的光束照射，并且用 进行检测，能 水绵细胞中放O2 部位； 3)进行 （局部 ）与 的对照实验，从而明确实验结果完全是由 引起的。叶绿体的功能：叶绿体是进行 的场所。它内部的巨大 上，不仅分布着许多吸收光能的 分子，还有许多进行光合作用所必需的 。三、光合作用的探究历程1. 17世纪40年代，海尔蒙特(比利时)由此实验得出结论：只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。 这个结论科学吗？这个结论 。没有考虑到 对 的影响。讨论：（阅读教材101页第二、三段）【讨论1】无植物的实验装置起什么作用?玻璃罩有什么作用？实验说明什么问题？对照是 。玻璃罩的作用是 该实验说明绿色植物可以
19、 【讨论2】 当时有人重复普里斯特利的实验，有时成功，有时失败，可能的原因是什么？（P101页旁）当时人们没有发现光在植物更新空气中的作用，失败的人没有把植物放在 进行，在 条件下，植物不进行 只进行 2. 萨克斯的实验：黑暗处理的目的： 结论: 绿色叶片在光合作用中产生了 3. 鲁宾和卡门的同位素标记实验： 试验结论：光合作用释放的氧气来自 卡尔文发现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。光合作用是指绿色植物通过 ，利用 ，把 和 转化成储存着能量的 ，并且释放出 的过程。 物质转换： 能量转换： 反应式： 四、光合作用的过程1. 光反应（1）场所： （2
20、）条件： （3）物质转换： （4）能量转换： 2. 暗反应（1）场所： （2）条件： （3）物质转换： （4）能量转换： 【思考】1. 光反应为什么在类囊体的薄膜上进行？因为 ， ， 光能的色素位于 上。2. 与光合作用有关的酶位于什么部位？光反应所需要的酶分布在 上，暗反应所需要的酶分布在 。3. 当CO2停止供应时，C3和C5的含量有如何变化？C3的含量 ，C5的含量 。4当突然停止光照时，C3和C5的含量有如何变化？C3的含量 ，C5的含量 光反应阶段和暗反应阶段的比较：光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化关系五、化能合成作用自养生物：能够把外界环境中的 转变成 ，成为 的组
21、成物质，并 了能量的一类生物。如绿色植物。异养生物：不能利用 制成 ，只能从外界摄取现成的 来建构自身并 能量的一类生物。如 【思考】自养生物与异养生物的的区别是什么？能否把 合成 自养生物（绿色植物）自养生物 自养生物（硝化细菌等）化能合成作用：自然界中少数种类的细菌。如： ，虽然细胞内没有色素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些 氧化时所 来制造 ，这种合成作用叫做化能合成作用.例：硝化细菌的化能合成作用2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2【思考】光合作用与化能合成作用有什么异同? 同
22、：都能把 合成 ；异：把 合成 时所利用的 不同六、呼吸作用与光合作用的比较：光合作用有氧呼吸生物细胞条件场所物质转换能量转换联系：七、提高光合作用效率（1） （2） 提高CO2的措施：大田 温室（3） （4） N P K Mg1如何通过控制光照强弱提高光合作用效率？2如何判断净光合强度还是实际光合强度？3如图：A、D、C三点分别代表什么意义？其它条件不变时，二氧化碳浓度增大，A点_移，B点_移，为什么？八 .光合作用与细胞呼吸（有氧呼吸）的关系： 1新陈代谢 光合作用+其他的同化过程 细胞呼吸+其他的异化过程 光合作用： 2反应式： 细胞呼吸： 除 不能细胞呼吸， 都能进行细胞呼吸； 除 生物， 外，活细胞都能进行有氧呼吸动物捕食3能量关系：用于各项生命活动 光能 光反应 4物质关系：（ ） 14CO 2 C3 (14CH2O)等有机物 各种含C有机物中 H218O（根吸收） 其他化合物 18O2 植物体内的H218O CO2 C6H12O6 大气中H218O5无光时，植物只进行 ；细胞呼吸速率表示方法6有光时，植物既进行 又进行 植株O2的释放量 植株CO2的吸收量 植株C6H12O6生成量 农作物增产措施：增强 ，降低 如何测定植物光合作用的强度？1测定实际光合量应先在_条件下，测_量，再在_条件下，测_量。2有关光合作用、细胞呼吸的计算题，应注意_
