(1)酶的本质:是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
(2)酶的特性:高效性、专一性、作用条件较温和。
ATP是腺苷三磷酸的缩写,ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P,其中“A”代表腺苷,“P”代表磷酸基团,“—”代表普通磷酸键,“~”代表特殊化学键。ATP的水解过程是释放能量的过程,1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ,所以说,ATP是一种高能磷酸化合物。
ATP和ADP可以相互转化,物质可逆,但是能量不可逆,酶不同,反应场所也不同,所以不是可逆反应。
(1)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的,ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
(2)细胞内的化学反应可分为吸能反应和放能反应两大类,前者需要吸收能量,后者需要释放能量。许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;许多放能反应与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中,用来为吸能反应直接供能。能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应间流通,因此把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。
细胞呼吸:指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。
(1)概念:指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。
(2)过程。
(3)有氧呼吸总反应式(氧元素的来源与去向)。
(1)场所:全过程是在细胞质基质中进行的。
(2)过程。
(1)原理:细胞呼吸的本质是一系列的酶促反应,温度能够影响酶的活性,进而间接影响细胞呼吸。
(2)曲线模型(如下图所示)。
(3)应用。
(1)原理:O 2 是有氧呼吸所必需的,但对无氧呼吸有抑制作用。
(2)曲线模型(如下图所示)。
①当O 2 浓度较低时,无氧呼吸占优势。
②随着O 2 浓度不断增大,无氧呼吸逐渐被抑制,而有氧呼吸逐渐加强。
③当O 2 浓度升高到一定值后,再继续增大其浓度,有氧呼吸不再加强(与呼吸酶数量等因素有关)。
(3)应用。
①包扎伤口时选用透气的消毒纱布,可以抑制厌氧细菌如破伤风杆菌等的无氧呼吸。
②作物栽培时必要的中耕松土,可以保证根部细胞的正常呼吸。
③在日常锻炼中建议慢跑,能够防止肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸。
④稻田应定期排水,可以抑制细胞进行无氧呼吸产生酒精,能防止作物酒精中毒,烂根死亡。
(1)原理:CO 2 是细胞呼吸作用产生的最终产物,过多的CO 2 积累会抑制细胞呼吸。
(2)曲线模型(如下图所示)。
(3)应用:蔬菜、水果等的日常保鲜可通过增加CO 2 浓度来抑制细胞呼吸,从而减少有机物的消耗。
(1)原理:水是有氧呼吸的原材料,也是有氧呼吸的环境因素。
(2)特点:一定范围内,随含水量的增加细胞呼吸速率加快,随含水量的减少细胞呼吸速率减慢。(如下图所示)
(3)应用:
光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
(1)产物为(CH
2
O):CO
2
+H
2
O
(CH
2
O)+O
2
。
(2)产物为C
6
H
12
O
6
:6CO
2
+12H
2
O
C
6
H
12
O
6
+6O
2
+6H
2
O。
(1)原理:通过影响光反应来影响光合作用。光照强度增加会使光反应速度加快,产生的[H]和ATP增多,从而使暗反应的还原过程加快,使光合作用的整体产物增加。
(2)应用:①在温室生产中,可以通过适当增强光照强度来提高光合速率,使作物增产;
②阳生植物的光补偿点和光饱和点比阴生植物高,通过间作套种农作物,可以合理利用光能。
(1)原理:CO 2 可以通过影响暗反应阶段,从而影响光合作用。
(2)应用:在农业生产上可以通过增施农家肥增大CO 2 浓度,从而提高光合速率。
(1)原理:温度主要影响光合作用中相关酶的活性,主要制约暗反应。
(2)应用:温室栽培植物,白天要提高光合速率,应调到光合作用最适温度;晚上要降低细胞呼吸速率,保证植物中有机物的积累,故应适当降低温度。
(1)原理:①水是体内各种化学反应的介质,也是光合作用的原料,如果植物缺水,会导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响植物的气孔开闭,间接影响CO 2 进入植物体内,从而对光合作用的暗反应产生影响。②矿质元素主要通过影响与光合作用有关的化合物的合成,从而对光合作用产生直接或间接的影响。例如,镁可以通过影响叶绿素的合成从而影响光反应。
(2)应用:在农业生产中,可以根据作物的生长规律,合理进行灌溉和施肥,保证其有机物的积累。
(1)内在关系。
①细胞呼吸速率:细胞在无光条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO 2 释放量或O 2 吸收量。
②净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量组织吸收的CO 2 量或释放的O 2 量。
③真正光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率。
(2)判定方法。
①根据坐标曲线判定。
a.没有光照时,若CO 2 吸收值为负值,那么其绝对值代表细胞呼吸速率,此时曲线代表净光合速率,如图甲。
b.光合速率随光照强度的增强而增加,如图乙,该曲线代表真正光合速率。
②根据关键词判定。