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(一) 生物中的能量形式:ATP A、
三磷酸腺苷(ATP)是一種含有高能量的核苷酸,由核糖、腺嘌呤和三個磷酸基所構成。 B、
如果核糖上只接一個磷酸基時,稱為單磷酸腺苷(AMP)。 C、
若接上二個磷酸基,則稱為雙磷酸腺苷(ADP)。 D、
核糖連接腺嘌呤,合稱為腺苷,腺苷連接三個磷酸基,稱為三磷酸腺苷(ATP)。 E、
ATP三個磷酸基間的兩個磷酸鍵結為高能鍵,是蘊藏能量的鍵結。 (二) ATP-ADP循環 A、
ATP分子水解時,會產生ADP和一個磷酸基(Pi),並釋出能量供細胞活動所需。 B、
ADP可吸收呼吸作用所釋出的能量,再與一個磷酸基結合成ATP。 C、
當細胞內的ATP多而ADP少時,表示細胞內的能量較充裕,此時生物體可進行運動或合成反應等需能反應; (三) ATP的功能: A、
ATP為細胞中最重要的能量攜帶者,所含的能量較易釋出,可直接供應細胞能量。 B、
ATP是生物細胞暫時儲存與提供能量的分子,因此被稱為細胞內的能量貨幣。 C、
生物的體溫是藉著呼吸作用放出熱能來維持,不是來自於ATP。 D、
細胞的吸能/放能反應,需與ATP/ADP間的轉換互相配合,稱為偶聯反應。
(1) 細胞中的大分子,如多醣類、脂質、蛋白質、核酸等都是由小分子吸收化學能(主要來源為ATP),藉合成作用產生;但大分子的分解作用,所釋放的能量,無法存於ATP分子,而是以熱能釋出。
(2) 葡萄糖、胺基酸、脂肪酸的氧化反應,所釋放的能量不直接提供細胞利用,而是將釋放的能量儲存在ATP分子中,細胞需要時,再將其水解直接供應。
(3) ATP水解產生ADP(二磷酸腺苷)與磷酸根(Pi),並釋放能量,產生的能量可經由酵素催化,驅動物質的合成、運動或是細胞的主動運輸。
(4) 細胞中的ATP和ADP是細胞代謝作用的調控者:
(5) 當ATP的含量增加,ADP的含量相對減少時,即ATP/ADP>1,表示能量充足,有利於進行需能的同化作用。
(6) 當ATP的含量減少,ADP的含量相對增加時,即ATP/ADP<1,則會釋出能量的異化作用將會增快。 |
(四) 能量的獲得與轉換 A、 生物維持生命的能量,其最終來源大多為太陽能。 B、 藻類和綠色植物藉光合作用,將太陽能轉換成化學能而貯存於葡萄糖、澱粉、蛋白質和脂質等有機物中。 C、 生物可藉呼吸作用將有機物分解,使蘊含其中的化學能釋出,而轉存於ATP中。 D、 ATP所蘊藏的能量又可轉換成光能、電能、化學能和機械能等能量形式,來維持細胞的生理功能。 E、
在生命世界中,能量的獲得與轉換主要有三種類型: |
類型 |
能量的獲得與轉換 |
說明 |
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光合作用 |
太陽光能[有機物(醣類)的化學能 |
綠色植物利用光合作用,將太陽光能轉變為有機物(醣類)中的化學能,提供自身及其他生物利用。 |
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細胞呼吸 |
養分的化學能[ATP的化學能 |
生物體藉由呼吸作用將有機物的化學能轉換為ATP化學能 |
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ATP水解 |
ATP的化學能[其他形式的能量 |
ATP水解,轉變為其他化學能,進而提供細胞進行各種生理作用。 |
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能量的取得多直接或間接來自於太陽,太陽是生物能量的主要來源,地球能量的最終來源。 (五) 光合作用 A、 藻類和綠色植物利用光能將CO2和H2O合成醣類,並產生氧的過程稱為光合作用。 B、 反應場所:
(1) 葉綠體是植物行光合作用的場所,含多個由葉綠囊相疊而成的葉綠餅和基質。
(2) 葉綠囊: 甲、
膜上含有葉綠素、葉黃素及胡蘿蔔素等光合色素。 乙、
葉綠素是主要的光合色素,葉黃素及胡蘿蔔素則是輔助葉綠素吸收光能。
(3) 基質: C、
反應過程 |
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項目 |
光反應 |
碳反應 |
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反應 |
必須在光照下才能進行 |
與光照無直接關係,在有光照或無光照的情況下,都有可能發生 |
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反應 |
葉綠體的葉綠囊 |
葉綠體的基質 |
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反應 |
葉綠素吸收光能後,使水分子分解產生氧氣,並合成含高能量的ATP和NADPH |
利用光反應產生的ATP和NADPH所釋出的能量,將CO2固定成醣類 |
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能量 |
將太陽能轉換成化學能,貯存在ATP和NADPH分子中 |
將ATP和NADPH中的化學能轉存在醣類分子中 |
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反應式 |
H2O+ADP+Pi+NADP+ |
CO2+ATP+NADPH |
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D、 影響反應速率的因素
(1) 光強度:
(2) 溫度:
(3) 二氧化碳濃度:
(4) 土壤中的水分含量: |
(六) 呼吸作用 A、 細胞分解有機物質以產生能量的過程,稱為呼吸作用。 B、 類型: |
項目 |
有氧呼吸 |
醱酵作用 |
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酒精醱酵 |
乳酸醱酵 |
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意義 |
細胞利用氧氣將葡萄糖氧化以產生能量,並釋出CO2和水的過程 |
細胞在缺氧環境下,將葡萄糖分解產生能量的過程 |
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反應 |
細胞質+粒線體 |
細胞質 |
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反應 |
(1) 葡萄糖→丙酮酸+少量ATP,此過程在細胞質中進行,不需氧參與 (2) 丙酮酸+O2→CO2+H2O+大量ATP,此過程在粒線體中進行,需氧參與 |
(1) 葡萄糖→丙酮酸+少量ATP (2) 丙酮酸→酒精+CO2 |
(1) 葡萄糖→丙酮酸+少量ATP (2) 丙酮酸→乳酸 |
反應式 |
C6H12O6+6O2+36∼38ADP |
C6H12O6+ADP+Pi |
C6H12O6+ADP+Pi |
釋出 |
較多 |
較少 |
較少 |
例子 |
大部分細胞 |
酵母菌、植物的根 |
人體的骨骼肌細胞 |
圖示 |
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(七) 影響反應速率的因素 1.外在因素 ⑴溫度: ⑵氧濃度: 2.內在因素 ⑴生長速率: ⑵代謝速率: |
一、 【能量形式】 (
)1. ATP為細胞內的能量物質,下列關於此能量物質的敘述,何者正確? (
)2. 關於ATP的結構和特性的敘述,何者正確? (
)3. ATP 的組成分子中,除了一個腺嘌呤外尚有: (
)4. ATP具有幾個高能磷酸鍵? (
)5. 下列關於ATP的敘述,何者正確? (
)6. ATP的結構中不含下列哪一成分? (
)7. 下列化學反應,何者屬於同化作用? (
)8. 下列何者直接供給細胞生物生理活動所需的能量? (
)9. 下列哪一化學反應完成後,細胞內的ATP量會隨著增加? ( )10.
下列關於ATP的敘述,何者錯誤? ( )11.
下列關於ATP的敘述,何者錯誤? ( )12.
下列關於ATP、ADP、AMP的敘述哪些正確? ( )13.
下列關於ATP的敘述,何者正確? ( )14.
在細胞內進行下列哪一代謝作用,常伴隨ATP的水解反應同時進行? |
二、 【光合作用】 (
)1. 下列關於光合作用的敘述,何者正確? (
)2. 下列關於光合作用的敘述,何者正確? (
)3. 下列何者不是光反應的產物? (
)4. 光合作用產物葡萄糖分子的氧原子來源為何? (
)5. 關於光合作用的敘述,下列何者錯誤? (
)6. 實驗過程中,如欲測定植物光合作用的光反應效率時,試問下列何種方式最為適當? (
)7. 下列關於光合作用的「光反應產物」參與碳反應的作用,下列敘述,何者正確? (
)8. 植物光合作用中的光反應,其主要功能為何? (
)9. 在光合作用的過程中,下列何者在葉綠體的基質中進行? ( )10.
光合作用的反應步驟有: ( )11.
下列有關被子植物光合作用的光反應過程何者正確? ( )12.
光合作用的光反應進行處是: ( )13.
下列何者不是影響光合作用的主要因素? ( )14.
溫度會影響光合作用的速率,主要原因為何? ( )15.
下列有關光合作用生態意義的敘述,何者不正確? ( )16.
光合作用的反應步驟雖然繁雜,但其反應可歸納為下列哪一種? ( )17.
在光合作用中,光直接參與何種反應? ( )18.
下列何種狀況下,會增加光合作用的速率? ( )19.
關於光合作用的敘述,何者正確? ( )20.
光合作用的步驟包括: ( )21.
下列有關葉綠體的敘述,何者正確? ( )22.
何種現象會降低光合作用的速率? ( )23.
有關光合作用光反應和碳反應的比較,下列何者正確? ( )24.
下列關於光合作用的相關敘述,何者正確? ( )25.
有關光合作用的敘述,下列何者正確? ( )26.
光合作用之碳反應進行時,所需的能量直接來自 ( )27.
下列有關植物光合作用的光反應與碳反應的比較,何者正確? |
三、 【呼吸作用】 (
)1. 有氧呼吸與無氧呼吸在進行時,兩者有哪一項特性是相同的? (
)2. 下列有關生物進行無氧呼吸的敘述,何者正確? ( )3.
發酵作用和有氧呼吸的比較,何者正確? (
)4. 對有氧呼吸及無氧呼吸(酒精發酵)之比較,選出正確的? (
)5. 下列生物體內所進行的化學反應,何者所釋出的能量最多? (
)6. 酵母菌進行有氧呼吸獲得的能量,主要來自下列哪一個步驟? (
)7. 有氧呼吸是一種將葡萄糖代謝產生能量的過程,下列關於此過程中的敘述,何者正確? (
)8. 無氧呼吸是有些生物在缺氧環境下代謝有機物以獲得能量的方式,下列關於此作用的敘述,何者正確? (
)9. 有氧呼吸與無氧呼吸的相同點為何? (
)10. 下列生物體內所進行的化學反應,何者需要氧氣參與? (
)11. 有關細胞進行呼吸作用的敘述,下列何者正確? (
)12. 有關呼吸作用的敘述何者為正確? (
)13. 下列生物體內所進行的化學反應,何者發生於粒線體中? (
)14. 有氧呼吸過程中,進入粒線體進行反應的是哪一化合物? ( )15.
右圖中,1∼3代表細胞內與呼吸作用有關的化學反應式;x、y、z為數值,代表ATP的生產量,下列反應中,何者屬於發酵作用? (
)16. 承上題,有關x、y、z的比較,何者正確? (
)17. 承上題,有關化學反應式的敘述,何者正確? (
)18. 酒精發酵和乳酸發酵的比較: ( )19.
當細胞內 ATP/ADP 的比值偏低時,細胞會做出什麼反應? (
)20. 關於葉綠體與粒線體的敘述,何者錯誤? (
)21. 酒精發酵與乳酸發酵的主要不同處為何? (
)22. 細胞有氧呼吸產生能量的整個過程發生在何處? (
)23. 植物行呼吸作用所產生的能量,通常以何種形式存在? (
)24. 當細胞內 ATP/ADP 比值較小時,則對細胞內進行的代謝作用影響為何? (
)25. 關於呼吸作用糖解過程的敘述,何者正確? (
)26. 下列關於光合作用與呼吸作用的敘述何者正確? |