【中学提纲】必修一——细胞的能量代谢

·【酶】作用机理(催化,降低反应活化能[常态、活跃状态],效果优于无机催化剂),化学本质(巴斯德、李比希、毕希纳[发现酿酶],萨姆纳[脲酶是蛋白质],切赫和奥特曼[酶也可以是RNA]),定义(活细胞内产生[可在细胞外起作用,成熟红细胞不再产生],其催化作用的蛋白质或RNA

·【酶的特性】酶的特性(高效性,专一性[一种或一类,不叫特异性],作用条件温和[温度、pH影响曲线,低温抑制活性可逆[低温0-4℃保存],高温强酸强碱会失活不可逆,最适温度不受pH的影响]),基本常识(唾液淀粉酶[6.2~7.4]、胃蛋白酶[1.5]、胰蛋白酶、肠肽酶在消化道不同部位,最适pH不太相同,食糜;动物最适35~40℃、6.5~8.0pH,植物体40~50℃、4.5~6.5pH最适),影响催化效率的因素[区别于酶活性,底物浓度、酶浓度、酶活性],识图[区别底物剩余量或产物生成量与反应速率]

·【酶活性实验】比较酶活性(过氧化氢、肝脏研磨液、FeCl3溶液、卫生香),温度影响(用淀粉、碘液,不用过氧化氢),pH影响(用过氧化氢,不用淀粉原因*3),对照实验的基本原则(单一变量,先控制温度后混合)

·【ATP】直接的能源物质(不是能量,不是唯一的能源物质,也存在UTP、磷酸肌酸等直接能源物质),分子结构(腺苷,高能磷酸键30.54kJ/mol及其表示),ATPADP相互转化(水解酶或ATP合酶,远离腺苷的硫酸基团先水解下来放出能力,ADP继续水解放能生成AMP),ATP的特点(量少、反应迅速、且处于动态平衡、反应不可逆、生物界共性),ATP放出能量用于细胞内各项生命活动(或说吸能反应,吸能反应总与ATP水解反应偶联)

·【细胞呼吸】定义(有机物氧化分解放能,不一定是葡萄糖,不一定彻底分解),探究酵母菌呼吸方式(酵母菌[兼性厌氧型的单细胞真菌,在有氧条件下大量繁殖],试剂及其作用[CO2使澄清石灰水混浊,使溴麝香草酚蓝水溶液]由蓝变绿再变黄,酒精使酸性重铬酸钾由橙色变为灰绿色,可以观察试剂的变色程度与时间],过程[通入空气时要注意用NaOH吸收CO2],对比试验(探究影响因素与实验对象的关系)

·【基本过程】有氧呼吸各阶段(糖酵解、丙酮酸氧化脱羧与三羧酸循环、电子传递链)物质变化([H]NADH)、原子转移、能量释放、主要场所(注意膜间腔中的浓度梯度与ATP合酶),无氧呼吸两种类型的两个阶段物质变化与能量释放(第二阶段不放能、还原丙酮酸),常见无氧呼吸的实例(乳酸型[高等植物的块根块茎如马铃薯块茎、甜菜块根、红薯、玉米胚等,乳酸菌,高等动物体细胞可以无氧,哺乳动物成熟红细胞仅无氧,蛔虫体细胞仅无氧],酒精型[酵母菌,高等植物的块根块茎以外的细胞]

·【呼吸速率的影响因素】内部原因(遗传特性如旱生<水生、阴生<阳生、幼苗期或开花期>成熟期、生殖器官>营养器官,酶种类与数量),外部原因(主要有温度和O2浓度,还有CO2浓度、湿度、矿质元素含量、ATP/ADP比值等),O2浓度-CO2释放量曲线(分析有氧与无氧呼吸各自的图像,注意在存在非糖物质转换时O2CO2比例关系不一定遵照原来的比值)

·【呼吸作用的应用】水果蔬菜要在零上低温、低氧、适当湿度下保存(不是完全无氧),食醋[有氧]与酒[无氧]的发酵,中耕松土,稻田定期排水防烂根(防止酒精的毒害作用,而玉米种子烂胚是乳酸的毒害作用),破伤风(破伤风芽孢杆菌是厌氧细菌,在有氧环境下代谢受抑制)

·【光合色素】提取分离实验(实验原理[溶解度的不同],实验材料[浓绿、新鲜、无浆汁的绿叶],区别提取与分离[提取液与层析液],溶剂用不宜过量的无水乙醇或丙酮,层析液汽油或石油醚,加CaCO3SiO2迅速、充分研磨[CaCO3保护叶绿素,若不加则只有两条色带,提取韭黄中色素可以不加],纸层析法[滤纸条防止边缘效应,圆形滤纸得到4个同心圆],棉塞密闭,层析液不触及细线),各种色素特点(4种色素分类、含量、溶解度、吸收光谱[全在可见光区],色素的作用[吸收、传递、转化光能]

·【光合科学史】普里斯特利(英国,蜡烛小鼠玻璃罩,植物更新空气),英格豪斯(荷兰,探索条件光照、绿叶),梅耶(德国,明确光能向化学能转化),萨克斯(德国,发现叶绿素聚集在叶绿体中;之后半叶法热酒精蒸汽脱色碘蒸气染色证明光合作用产物有淀粉),恩格尔曼(德国,水棉[低等植物、带状之字形叶绿体]与好氧细菌,得知O2是光合作用的产物、叶绿体是光合作用的场所),鲁宾和卡门(美国,同位素标记法,证明光合作用氧气来自于水),卡尔文(美国,小球藻,同位素标记探明CO2的转化途径)

·【光合作用的过程】光暗反应中物质变化(NADPH)、能量转换、反应条件[光反应没有酶]、场所[在实验探究中可以将细胞器匀浆离体,仍可以其作用,线粒体也是]、原子转移,条件变化后的动态分析(光照变化或CO2浓度变化后短时间内ATP[H]C3C5量的变化)

·【光合影响因素与探究实验】内部因素(遗传特性、叶龄、叶面积指数、叶片数量等,这里往往是探究实验中易被忽视的、需要保持一致的无关变量),外部因素(光[包括光的成分[光质]、光照时间和光照强度,正相关地影响光反应,探究实验要用冷光源,白炽灯不可以]CO2浓度[正相关地影响C3的生成过程,探究实验中也许需要提前抽出叶片中气体成分],温度[影响暗反应中酶的活性],必需矿质元素含量[NMg影响叶绿素,K影响糖类合成与运输等],水分[原料与反应媒介,还因参与蒸腾作用而影响气孔的开闭],影响正相关)

·【光合作用的应用】轮作延长一年内光照时间,间作套种增大受光面积,大田中增大空气流动以提高CO2浓度,温室中适当加大昼夜温差提高积累量,适量增施有机肥,合理灌溉[水少气孔关闭、水多酒精毒害]

·【呼吸+光合】物质来源(分析呼吸作用需要的O2来源*2[光合与环境],光合作用的CO2来源*2[呼吸与环境]),比较不同状态下物质的转移途径(真光合速率><=呼吸速率时),真光合速率=净光合速率+呼吸速率,区别几个量的不同(光合作用速率可以用物质的量浓度变化率来表示,但不同量说法表达的速率不同,如CO2消耗速率表示真光合速率、CO2吸收速率表示净光合速率,类似的还有O2释放、O2生成、有机物产生、有机物积累等),区别一个范围(植物的光合速率、叶片或叶肉细胞的光合速率是不一样的,两者真光合速率相同时,植物体的净光合速率小于叶片的)

·【常见图像分析】光强-净光合图像(读出呼吸作用速率,光补偿点[净光合为零],光饱和点,面积表示释放或积累量,条件改变后点移动的分析[看清楚所问点是在图像上还是在坐标轴上]),CO2浓度-净光合速率图像(CO2补偿点、CO2饱和点),温度-光合速率图像(先增后减),净光合速率-时间图像(8点左右净光合为零,11点左右出现光和午休,16时左右再次净光合为零、此时积累量最大),环境中CO2浓度-时间曲线(极值处表示光合等于呼吸,斜率大于零表示呼吸大于光合,斜率小于零表示光合大于呼吸)

·【光合呼吸的实验研究】密闭容器的液滴移动实验(实验材料可以为萌发的种子[消毒处理]探究呼吸作用速率,可以是绿色植物光下测算净光合的大小或黑暗下确定呼吸类型,其中NaOH溶液用于吸收产生的CO2NaHCO3溶液用于平衡瓶内CO2浓度[使之维持在同一水平]、蒸馏水用作空白对照,定量实验往往需要空白对照来矫正环境误差、常用灭活的植物[煮熟的种子]),半叶法测算真光合速率,黑白瓶测算光合呼吸速率(计算中注意单位,mmolmghmins等等)

·【细胞代谢】代谢过程分为合成代谢[同化作用]和分解代谢[异化作用],同化作用可分为自养型、异养型、兼性营养型(也就是两种都可以的过渡),异化作用可分为需氧型、厌氧型、兼性厌氧型(人是需氧型、其无氧呼吸不能长时间进行),化能合成作用(硝化细菌可将氨氧化为亚硝酸、再进一步氧化为硝酸、利用这两个反应释放的化学能合成糖类维持生命活动)

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