2025年高考細胞的能量供應和利用

　H2O外界

　　水

　　H2OO2礦質元素

　　[H]

　　光ATP原生質

　　ADP+PI熱能

　　ATP

　　ADP+PI

　　CO2+H2OC3H6O3C2H5OH+CO2

　　一、酶——降低反應活化能

　　◎新陳/細胞代謝：活細胞內全部有序化學反應的總稱。

　　◎活化能：分子從常態轉變成容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。

　　1．發現

　　①巴斯德之前：發酵是純化學反應，與生命活動無關。

　　②巴斯德（法、微生物學家）：發酵與活細胞有關；發酵是整個細胞。

　　③利比希（德、化學家）：引起發酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用。

　　④比希納（德、化學家）：酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。

　　⑤薩姆納（美、科學家）：從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質。

　　⑥許多酶是蛋白質。

　　⑦切赫與奧特曼（美、科學家）：少數RNA具有生物催化功能。

　　2．定義

　　酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質。

　　注：

　　①由活細胞產生（與核糖體有關）

　　②催化性質：A.比無機催化劑更能減低化學反應的活化能，提高化學反應速度。

　　B.反應前后酶的性質和數量沒有變化。

　　③成分：絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。

　　3．特性

　　①高效性：催化效率很高，使反應速度很快，是一般無機催化集的107——1013倍。

　　②專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。→多樣性。

　　③需要合適的條件（溫度和pH值）→溫和性→易變性。

　　酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值等，過酸、過堿、高溫都會破壞酶分子結構。低溫也會影響酶的活性，但不破壞酶的分子結構。

　　圖例

　　解析在底物足夠，其他因素固定的條件下，酶促反應的速度與酶濃度成正比。1.在S較低時，V隨S增加而加快，近乎成正比；

　　2.在S較低時，V隨S增加而加快，但不顯著；

　　3.當S很大且達到一定限度時，V也達到一個最大值，此時即使再增加S，反應也幾乎不再改變。

　　1.在一定T內V隨T的

　　升高而加快；

　　2.在一定條件下，每一種酶在某一T時活力最大，稱最適溫度；

　　3.當T升高到一定限度時，V反而隨溫度的升高而降低。

　　◎動物T：35—40℃

　　PH：6.5—8.0

　　◎酶工程

　　生產提取制成酶制劑應用治療疾病；加工和生產一些產品；

　　和分離純化固定化酶化驗診斷和水質檢測；其他分支。

　　二、ATP（三磷酸腺苷）

　　◎ATP是生物體細胞內普遍存在的一種高能磷酸化合物，是生物體進行各項生命活動的直接

　　能源，它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。

　　1．結構簡式

　　A—P～P～P

　　腺苷普通化學鍵13.8KJ/mol高能磷酸鍵30.54KJ/mol磷酸基團

　　2．ATP與ADP的轉化

　　ATP

　　呼吸作用

　　（線粒體）吸Pi

　　（細胞質基質）能吸收分泌（滲透能）

　　（葉綠體）放肌肉收縮（機械能）

　　光合作用Pi能神經傳導、生物電（電能）

　　ADP(每個活細胞)合成代謝（化學能）

　　體溫（熱能）

　　螢火蟲（光能）

　　◎糖類—主要能源物質熱能散失

　　太陽光能脂肪—主要儲能物質氧化

　　（直接能源）蛋白質—能源物質之一分解化學能ATP

　　水解酶、放

　　◎ATPADP+Pi+能量

　　合成酶、吸

　　3．能產生ATP：線粒體、葉綠體、細胞質基質

　　能產生水：線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核

　　能堿基互補配對：線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核

　　三、ATP的主要來源——細胞呼吸

　　◎呼吸是通過呼吸運動吸進氧氣，排出二氧化碳的過程。

　　◎細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成ATP的過程。分為：

　　有氧呼吸無氧呼吸

　　概念指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成不徹底的氧化產物，同時釋放出少量能量的過程。

　　過程①C6H12O6→2丙酮酸+[H]+2ATP

　　②2丙酮酸+6H2O→6CO2+[H]+2ATP

　　③[H]+6O2→12H2O+34ATP①C6H12O6→2丙酮酸+[H]+2ATP

　　→2C3H6O3

　　②2丙酮酸→2C2H5OH+2CO2

　　反應式C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+38ATPC6H12O6→2C3H6O3+2ATP

　　→2C2H5OH+2CO2+2ATP

　　不同點場所：①②線粒體基質③內膜始終在細胞質基質

　　條件：除①外，需分子氧、酶不需分子氧、需酶

　　產物：CO2、H2O酒精和CO2或乳酸

　　能量：大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)

　　相同點聯系：從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同，以后階段不同

　　實質：分解有機物，釋放能量，合成ATP

　　意義：為生物體的各項生命活動提供能量；為體內其他化合物合成提供原料

　　◎比較

　　光合作用呼吸作用

　　反應場所綠色植物（在葉綠體中進行）所有生物（主要在線粒體中進行）

　　反應條件光、色素、酶酶（時刻進行）

　　物質轉變把無機物CO2和H2O合成有機物（CH2O）分解有機物產生CO2和H2O

　　能量轉變把光能轉變成化學能儲存在有機物中釋放有機物的能量，部分轉移ATP

　　實質合成有機物、儲存能量分解有機物、釋放能量、產生ATP

　　聯系有機物、氧氣

　　光合作用呼吸作用

　　能量、二氧化碳

　　◎光合作用的實質

　　通過光反應把光能轉變成活躍的化學能，通過暗反應把二氧化碳和水合成有機物，同時把活躍的化學能轉變成穩定的化學能貯存在有機物中。

　　四、光和光合作用

　　◎光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的

　　有機物，并釋放出氧氣的過程。影響因素有：光、溫度、CO2濃度、水分、礦質元素等。

　　1．發現

　　內容時間過程結論

　　普里斯特1771年蠟燭、小鼠、綠色植物實驗植物可以更新空氣

　　薩克斯1864年葉片遮光實驗綠色植物在光合作用中產生淀粉

　　恩格爾曼1880年水綿光合作用實驗葉綠體是光合作用的場所釋放出氧。

　　魯賓與卡門1939年同位素標記法光合作用釋放的氧全來自水

　　2．場所

　　雙層膜

　　葉綠體基質

　　基粒多個類囊體（片層）堆疊而成

　　胡蘿卜素（橙黃色）1/3

　　類胡蘿卜素葉黃素（黃色）2/3吸藍紫光

　　色素（1/4）葉綠素A（藍綠色）3/4

　　葉綠素（3/4）葉綠素B（黃綠色）1/4吸紅橙和藍紫光

　　3．過程

　　光反應暗反應

　　條件光、色素、酶CO2、[H]、ATP、酶

　　時間短促較緩慢

　　場所內囊體的薄膜葉綠體的基質

　　過程①水的光解

　　2H2O→4[H]+O2

　　②ATP的合成/光合磷酸化

　　ADP+Pi+光能→ATP①CO2的固定

　　CO2+C5→2C3

　　②C3/CO2的還原

　　2C3+[H]→（CH2O）

　　實質光能→化學能，釋放O2同化CO2，形成（CH2O）

　　總式CO2+H2O→（CH2O）+O2

　　或CO2+12H2O→（CH2O）6+6O2+6H2O

　　物變無機物CO2、H2O→有機物（CH2O）

　　能變光能→ATP中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能

　　◎同位素示蹤

　　14C光反應2C3暗反應（14CH2O）

　　3H2O固定[3H]還原（C3H2O）

　　H218O光18O2

　　◎人為創設條件，看物質變化：

　　1．光照→[H]和ATP→暗反應→（CH2O）

　　↓↓↓↓

　　切斷→不能生成→不能進行→不能生成

　　2．CO2→C5→C3→（CH2O）

　　↓↓↓↓

　相關推薦：

　　高考生物知識點匯總

最新高考資訊、高考政策、考前準備、志愿填報、錄取分數線等

高考時間線的全部重要節點

盡在"高考網"微信公眾號