专题04+细胞的能量供应和利用- 2024年福建省高中生物学业水平合格考复习宝典

高中生物必修一学业水平考试复习

专题四细胞的能量供应和利用;;一、降低化学反应活化能的酶

(一)酶的作用和本质

1.酶在细胞代谢中的作用：降低化学反应的活化能，保证细胞代谢快速有序地进行。;(1)细胞代谢：细胞内每时每刻进行着许多化学反应。

(2)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

;2.探究·实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解。

(1)实验原理：FeCl3溶液中的Fe3+和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都可影响过氧化氢分解为水和氧气的速率。;(2)科学方法：控制变量和对照实验。;②对照实验是指除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验。

2号、1号试管构成对照实验，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；

3号、1号试管构成对照实验，说明FeCl3溶液中的Fe3+具有催化作用，能提高过氧化氢分解的速率；

4号、1号试管构成对照实验，说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶具有催化作用，能提高过氧化氢分解的速率。

4号、3号试管构成对照实验(对比实验)，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。

;点拨：;3.酶的化学本质。

(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。;①酶的来源：由活细胞产生，但可以在活细胞内或细胞外发挥作用。

②酶的成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，因此酶的合成原料不一定都是氨基酸(少数酶的合成原料是核糖核苷酸)。

③酶的催化特性:催化反应前后，酶的性质和数量没有变化;与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高。

;(2)关于酶本质的探索。

①毕希纳用酵母菌活细胞与酵母菌细胞提取液对葡萄糖进行发酵实验(对比实验)，证明活酵母菌细胞和酵母菌细胞中的物质都能引起发酵，结束了法国微生物学家巴斯德与德国化学家李比希对酵母菌发酵机理的争论。

②科学家证实大多数酶是蛋白质，也有少数RNA具有生物催化功能。

;(二)酶的特性

1.高效性：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。;2.专一性

(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

(2)探究·实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。;①实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖，不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，但在酶的催化作用下都可以水解成还原糖。淀粉酶可以催化淀粉水解成还原糖，但不能催化蔗糖水解。

②注意事项：碘液无法检测蔗糖是否水解，因此本实验不可用碘液作为检测试剂。;3.作用条件较温和

(1)含义：与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般在比较温和的条件下进行。

;催化作用需要适宜的温度、pH等条件。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低；过酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右时，酶的活性很低，但不会破坏酶的空间结构，在适宜的温度下酶的活性会升高。酶的活性受温度和pH的影响如图所示。;(2)探究·实践：影响酶活性的条件。

实验原理：酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。

酶的催化功能与其独特的空间结构密不可分。当环境中含有影响或破坏其空间结构的因素时(如高温、强酸或强碱等)，酶的活性就会受到影响甚至失活。

;点拨：;点拨：;二、细胞的能量“货币”

1.ATP(腺苷三磷酸)是一种高能磷酸化合物。

结构简式：A-P～P～P;2.ATP与ADP的相互转化：;点拨：;点拨：;三、细胞呼吸的原理和应用

1.细胞呼吸的实质：

细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。;2.探究.实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式。

(1)实验原理：

①酵母菌属于兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下都能生存，便于用来研究细胞呼吸的不同方式。;②CO2能使澄清石灰水变混浊，也能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。比较相同时间内石灰水混浊程度的高低或溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。;③橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下能与酒精发生化学反应，变成灰绿色。

但由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此检测酵母菌培养液中是否有酒精产生时，需将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。;(2)实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。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，还产生少量的二氧化碳。;(3)科学方法：对比实验。

对比试验是设置两个或两个以上的实验组，通过对实验结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响。对比实验是对照实验的一种特殊形式，也称为相互对照实验。对比试验一般没有空白对照，并且设置的每个实验组的结果都是事先未知的。

;3.细胞呼吸的方式

(1)有氧呼吸

①概念：细胞在氧的参与

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