高中生物必修1（人教版 2019）· 第5章 细胞的能量供应和利用

第5章 细胞的能量供应和利用

• 酶对细胞代谢有什么意义：一句话 酶的催化作用，使细胞代谢能在温和的条件下又快又有序地进行；离开酶，细胞代谢就无法正常进行，酶是代谢的基础。 温和：酶的作用条件较温和 快速：酶具有高效性 有序：酶具有专一性，各个反应互不干扰 细胞代谢：细胞中每时每刻都在进行的许多…
• 自变量和因变量分别指什么：一句话 自变量是人为控制、对实验对象施加处理的因素（相当于原因）；因变量是随自变量改变而变化的结果。实验探究的就是二者的因果关系。 例子 改变光照强度，光合作用强度随之改变，说明光照强度影响光合作用强度。 考法 课程提示：遇到信息多、自变…
• 无关变量为什么必须控制：一句话 无关变量是除自变量外、也会影响实验结果的可变因素；不让它保持一致，就无法判断结果究竟由自变量引起。 例子 光照强度影响光合作用强度，但温度、CO₂浓度也会影响。三组分别是高光照+高温、中光照+中温、低光照+低温，结果依次为弱、强、…
• 什么是对照实验：一句话 对照实验是除自变量外其他因素都保持一致、再比较结果的实验；核心是保持单一变量原则。可以是两组或多组比较，也可以自身前后对照，但必须有比较。 例子 同一天吃了三样东西拉肚子，无法判断是哪一样；身体恢复后只去掉其中一样再试，两次的唯一…
• 过氧化氢分解实验：四支试管怎么设：一句话 四支试管各加2 mL过氧化氢溶液：1号不另作处理（空白）；2号放入90℃水浴加热；3号加2滴氯化铁溶液；4号加2滴新鲜肝脏研磨液（含过氧化氢酶）。因变量看气泡多少和卫生香复燃的程度。 材料：3.5%氯化铁溶液、20%新鲜肝脏研磨液…
• 哪两管对照说明酶具有高效性：一句话 3号与4号对照：都加催化剂，自变量是催化剂的种类（Fe³⁺与过氧化氢酶），4号反应远快于3号，说明酶具有高效性。 1-2对照：自变量是有无加热，说明加热能加快反应 1-3对照：自变量是有无氯化铁，说明无机催化剂能催化 1-4对照：…
• 增设5号和6号试管的作用：一句话 6号加两滴蒸馏水，使它与多加了两滴液体的3号、4号体积一致，是保持无关变量一致的做法；5号加两滴煮沸后的肝脏研磨液，是条件对照，若它不再催化过氧化氢分解，就从侧面佐证过氧化氢酶是蛋白质（高温使蛋白质变性失活）。 体积问题：3号、4…
• 活化能是什么，酶怎样加快反应：一句话 活化能是分子从常态变为容易发生反应的活跃状态所需的能量。酶和无机催化剂都是降低反应的活化能，酶降低得更显著，所以更高效。 加热是给分子提供活化能 催化剂是降低活化能，自身不提供能量 易混 加热与催化剂都能加快反应，但一个是提供能量…
• 酶是什么：定义与化学本质：一句话 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 一般由活细胞产生（现在也可人工合成） 作用是催化，使反应高效有序地进行 20世纪80年代发现少数RNA也有催化活性（核酶） 补充 核糖体由蛋白质和 rRNA …
• 酶的叙述辨析：哪些说法对：一句话 酶是分子，不是生命：只要条件适宜，酶在细胞内外都能起作用；酶是具有催化作用的有机物。 「酶不能脱离生物体起作用」✗：研磨猪肝后释放出的过氧化氢酶照样催化 「酶只有释放到细胞外才起作用」✗：细胞内外都能起作用 「所有的酶都是蛋白质」…
• 酶的高效性是什么意思：一句话 酶的催化效率远高于无机催化剂，约为无机催化剂的10⁷～10¹³倍。 例子 过氧化氢实验中，肝脏研磨液里的过氧化氢酶比氯化铁产生气泡快得多。 易混 高效性是和无机催化剂比较得出的，不是和不加催化剂比。 考法 课程提示：没有酶，细胞内…
• 酶的专一性怎么用实验证明：一句话 一种酶只能催化一种或一类化学反应。同一种淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖，自变量是底物种类，用斐林试剂检测：淀粉组有还原糖，蔗糖组没有。 淀粉酶可用新鲜唾液（唾液淀粉酶最适约37℃）或市售的α-淀粉酶（课程实验温度取50～60℃） 淀粉…
• 探究温度对酶活性，为何不用过氧化氢酶：一句话 温度本身会影响过氧化氢的分解（加热会加快分解），与酶活性的变化叠加，违反单一变量原则；所以教材建议探究温度对酶活性的影响用淀粉和淀粉酶。 温度对淀粉水解基本没有直接作用，淀粉酶适合做温度实验 自变量是温度，因变量是淀粉被水解的速率…
• 探究pH对酶活性，为何不用淀粉酶：一句话 酸本身也能催化淀粉水解：pH偏低时酶活性下降会使反应变慢，但酸又使淀粉水解加快，两种因素共同影响，不符合单一变量原则；所以探究pH用过氧化氢和过氧化氢酶。 自变量是pH，用盐酸、氢氧化钠调节 因变量是过氧化氢的分解速率，看气泡量或…
• 探究温度对酶活性能用斐林试剂吗：一句话 不能。斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会改变温度这一自变量；检测淀粉的水解应用碘液。 过氧化氢分解：看气泡产生量或卫生香燃烧程度 淀粉水解：用碘液检测淀粉的消失速度 考法 课程点名易错：温度实验的检测不能用斐林试剂。
• 酶活性曲线：最适条件、失活与保存：一句话 酶在最适温度、最适pH下活性最高；过酸、过碱、高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，回到最适条件也不能恢复；低温只是活性低，空间结构稳定，升温后活性可以恢复。 不同酶的最适温度、最适pH不同 保存酶：低温加最适pH 易混 低温和高…
• 底物浓度对酶促反应速率的曲线：一句话 温度、pH等条件固定时，底物浓度增加，反应速率先随之加快（酶有富余）；酶全部被占用（饱和）后速率不再升高，要继续提速需要增加酶量。 A点：随底物增加，速率加快 B点：酶达到饱和，速率最高 C点：速率不再随底物增加而升高，维持稳定 …
• 酶的作用模型怎么解释专一性：一句话 酶先与底物特异性结合，再通过自己的空间结构促进底物变成产物；每种酶的空间结构不同，能结合的底物也不同，所以酶具有专一性。 锁钥学说：酶的空间结构与底物恰好吻合，像一把钥匙开一把锁 诱导契合学说：酶的空间结构与底物不一定恰好吻合，酶…
• ATP 为什么被称为能量货币：一句话 糖类、脂肪储存的能量多而稳定，不能被生命活动直接利用；ATP 把它们的能量转换成少量、易释放的能量，供需能的生命活动直接使用。 合成：利用葡萄糖等稳定的化学能，以 ADP 和磷酸为原料合成 ATP 特点一：能量相对较少 特点二：能…
• ATP 中的 A 是什么：一句话 ATP 的全称是三磷酸腺苷，其中 A 是腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，后面连着三个磷酸基团。 易混 腺苷 A 不等于碱基腺嘌呤 A；腺苷比腺嘌呤多一个核糖。 考法 课程点名易错：把 ATP 中的 A 当成含氮碱基腺嘌呤。
• ATP 中的 T 和结构简式怎么写：一句话 结构简式为 A—P~P~P；T 是 triple（三），表示三个磷酸基团，不是一种结构；「~」表示特殊的化学键，即高能磷酸键。 ATP 含两个高能磷酸键，直线表示普通磷酸键 相邻磷酸基团都带负电荷，同性相斥，所以这个键不稳定 考法…
• ATP 水解时怎样转移能量：一句话 在酶的作用下 ATP 水解，末端磷酸基团脱离时带着能量，转移给其他分子并使其发生变化，所以 ATP 是能储存并转移能量的高能磷酸化合物。 课本数值：1 mol ATP 水解（末端磷酸基团脱离）约释放 30.54 kJ，而 1 mo…
• ATP 与 RNA 单体有什么联系：一句话 ATP 去掉一个磷酸基团成 ADP，再去掉一个成 AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），AMP 是 RNA 的基本单位之一。 RNA 的四种单位：AMP、UMP、GMP、CMP DNA 的单位与 RNA 有两点不同：碱基 U 换成 T，五碳…
• ATP 与 ADP 的转化是可逆反应吗：一句话 物质上可以相互转化，但不是可逆反应：合成和水解所需的酶不同，能量的来源与去路也不同。转化时刻进行，处于动态平衡。 合成：ADP 接受能量并与磷酸基团结合生成 ATP 水解：释放能量和磷酸基团 耗能少时转化慢，耗能多时转化加快；不靠…
• ATP 的能量从哪来，用到哪去：一句话 合成 ATP 的能量来自光合作用（光能）和细胞呼吸（有机物的化学能）；绿色植物两者都有，动物、人、真菌只能靠细胞呼吸。 课本说绝大多数需要能量的生命活动由 ATP 直接供能（不是全部） 细胞呼吸提供绝大部分生命活动用的 ATP 考…
• 钙泵、离子泵有什么特点：一句话 钙泵等离子泵是载体蛋白，同时又是催化 ATP 水解的酶；ATP 水解供能并使载体构象改变，把离子逆浓度梯度主动运输。 易混 通道蛋白运输物质时空间构象不改变，载体蛋白要改变。 考法 课程点名易错：离子泵既是载体又是 ATP 水解酶…
• ATP 水解除供能外还有什么作用：一句话 ATP 水解脱下的磷酸基团可与蛋白质等结合，使其磷酸化；磷酸化后蛋白质的空间结构改变，活性也随之改变。 例子 钙泵：ATP 末端磷酸基团转移到载体蛋白上，使其磷酸化、构象改变，把 Ca²⁺ 释放到膜外。题目常见背景：某蛋白原本无活…
• ATP 水解、合成各与什么反应相关联：一句话 ATP 水解是放能反应，与吸能反应相关联；ATP 合成是吸能反应，与放能反应相关联。吸能反应需要吸收能量，放能反应释放能量。 例子 葡萄糖和果糖合成蔗糖是吸能反应，能量来自 ATP 水解；丙酮酸的氧化分解释放能量，与 ATP 合成…
• 培养酵母菌通气，酿酒为何要密封：一句话 酵母菌是兼性厌氧型，有氧、无氧都能呼吸：通气时进行有氧呼吸，有机物分解彻底、释放能量多，利于大量繁殖；密封缺氧时只能无氧呼吸，产生酒精，释放能量少。 易混 酒精对酵母菌自身也有害，会抑制繁殖；酿酒时它产酒精，是缺氧时不得已的结果。…
• 酵母菌实验的自变量与对照类型：一句话 这是对比实验（相互对照）：有氧组和无氧组都是实验组，没有空白对照。自变量是有无氧气，因变量是呼吸产物 CO₂ 和酒精。 两套装置的内容相同：活化的酵母菌加葡萄糖溶液（呼吸底物）；有氧组用橡皮球不断通入空气，无氧组完全密封。 易混 …
• 酵母菌呼吸产物 CO₂、酒精怎么检测：一句话 CO₂：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝（BTB）水溶液由蓝变绿再变黄。酒精：酸性重铬酸钾溶液（浓硫酸条件下）由橙色变为灰绿色。 比较 CO₂ 的多少：石灰水变浑浊越快、BTB 变黄越快，CO₂ 越多——有氧组多于无氧组。 结…
• 无氧组封口后为何要先放置一段时间：一句话 刚封口时瓶内还有氧气，酵母菌会先进行有氧呼吸并产生 CO₂，造成误差；放置一段时间让氧气耗尽，再连接澄清石灰水，检测到的 CO₂ 才来自无氧呼吸。 考法 课程提示：这是教材提问，答「耗尽瓶内原有氧气，排除有氧呼吸产生的 CO₂ 的…
• 线粒体是有氧呼吸的唯一场所吗：一句话 不是，线粒体只是主要场所：第一阶段在细胞质基质，第二、三阶段才在线粒体。 线粒体有双层膜：外膜光滑；内膜向内折叠成嵴，增大膜面积、附着更多酶；内膜和基质中含有氧呼吸的酶。 考法 课程提示：易错点——判断题说「有氧呼吸的全过程都在线…
• 有氧呼吸总反应式：一句话 C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O →（酶）6CO₂ + 12H₂O + 能量。葡萄糖是最常见的底物。 有氧呼吸：有氧参与，在多种酶催化下，葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生 CO₂ 和水，释放能量并生成大量 ATP。 易混 …
• 有氧呼吸第一阶段：一句话 场所：细胞质基质。1 分子葡萄糖分解成 2 分子丙酮酸（C₃H₄O₃），同时产生 4 个[H]，释放少量能量；没有 CO₂ 和水生成。 这一步没有彻底氧化分解，通常叫糖酵解，与无氧呼吸的第一阶段相同。 [H] 是简化写法，实际是 …
• 有氧呼吸第二阶段：一句话 场所：线粒体基质。1 分子葡萄糖产生的 2 分子丙酮酸与 6 分子水反应，生成 6 个 CO₂ 和 20 个[H]，释放少量能量；碳元素在这一步彻底氧化分解。 补充 配平时，2 分子丙酮酸共含 6 个 O，而生成 6 个 CO₂ …
• 有氧呼吸第三阶段：一句话 场所：线粒体内膜。前两个阶段共 24 个[H] 在酶催化下与氧结合，生成 12 个水，释放大量能量；这是三个阶段中释放能量最多的阶段。 为什么能量多：氢原子由氢离子和高能电子构成，电子携带的能量多。 具体机制（氧化磷酸化）高中不要…
• 1 mol 葡萄糖有氧呼吸的能量去向：一句话 1 mol 葡萄糖彻底氧化分解释放约 2870 kJ，其中约 977.28 kJ 储存在 ATP 中，约合 32 mol ATP；其余约 66% 以热能散失。能量利用率约 34%。 计算：每 mol ATP 远离 A 的高能磷酸键…
• 线粒体能直接利用葡萄糖吗：一句话 不能。线粒体不能直接利用葡萄糖——葡萄糖要先在细胞质基质中分解成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体后才继续被氧化分解。 记法 线粒体吃丙酮酸、不吃葡萄糖（课程口诀式说法）。 考法 课程提示：教材练习——酵母菌破碎后离心，得到只含细胞质基质的…
• 哪些生物和细胞能无氧呼吸：一句话 高中常以乳酸菌、蛔虫、破伤风芽孢杆菌为例，说明有些生物只能进行无氧呼吸（厌氧型）。酵母菌是兼性厌氧型，两种呼吸都能。人是需氧型生物，能进行无氧呼吸的主要是骨骼肌细胞、成熟红细胞等少数细胞。 例子 马铃薯块茎、水稻的根、苹果的果实等…