高中生物第五章细胞的能量供应和利用章末总结讲义新人教版

章末总结第5章

细胞的能量供应和利用系统构建规律整合内容索引跟踪训练系统构建知识建网分解高效性光照强度温度释放A—P～P～P直接能源要语必背1.酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA；酶具有催化作用，其原理是降低化学反应的活化能。2.酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。3.ATP中远离A的高能磷酸键易断裂，也易形成(伴随能量的释放和储存)。生物体内ATP含量不多，但转化迅速，能保证持续供能。4.植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。光合作用的光反应产生的ATP只用于暗反应中C3的还原，而细胞呼吸产生的ATP用于除C3还原之外的各项生命活动。5.有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。无氧呼吸的场所是细胞质基质，反应式为：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O62C3H6O3＋少量能量。6.光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，产物是O2、[H]和ATP。暗反应的场所是叶绿体基质，产物是有机物和ADP、Pi。7.光合作用中的物质转变为：14CO2→14C3→(14CH2O)；H218O→18O2。8.光合作用的能量转变为：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。规律整合一、生物细胞呼吸方式的判断1.根据生物的类型判断：原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产生乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝藻等。高等动物无氧呼吸都是产生乳酸的，高等植物绝大部分无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，也有产生乳酸的，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚(可记忆为“马吃甜玉米”)等。2.根据反应物、产物的类型判断(1)消耗O2→有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。(2)有H2O生成→有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。(3)无CO2产生→产生乳酸的无氧呼吸。(4)有CO2生成①CO2产生量＝O2消耗量→有氧呼吸。②CO2产生量>O2消耗量→有氧呼吸与无氧呼吸并存。③只生成CO2不消耗O2→产生酒精的无氧呼吸。(5)有酒精产生①酒精量＝CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。②酒精量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸，多余的CO2来自有氧呼吸。(6)有乳酸产生①产生乳酸不产生CO2→只进行产生乳酸的无氧呼吸。②同时产生乳酸和CO2→进行产生乳酸的无氧呼吸和有氧呼吸。下列有关叙述中正确的是A.苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%和5～25%时，分别进行无氧呼吸和有

氧呼吸B.储藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件C.O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多D.苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳例1将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如表所示：O2浓度01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2释放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8答案√解析解析

只要氧气的吸收量不为0，就说明进行了有氧呼吸，故O2浓度为1%～3%时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，A项错误；O2浓度超过20%时，随O2浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C项错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，D项错误；O2浓度为5%时，CO2释放量最少，说明细胞呼吸最弱，有机物消耗最少，有利于储藏苹果，B项正确。二、分析当光照与CO2浓度发生骤变时，C3、C5、[H]和ATP的变化条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量模型分析光照强度由强到弱，CO2供应不变增加减少减少减少光照强度由弱到强，CO2供应不变减少增加增加增加CO2量由充足到不足，光照不变减少增加增加减少CO2量由不足到充足，光照不变增加减少减少增加例2在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。请据图回答问题：(1)图中物质A是___(填“C3”或“C5”)。解析

CO2浓度降低时，C3产生减少而消耗继续，故C3的浓度降低，所以物质A代表的是C3。C3解析答案(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_______________________________________________________________________________________________，将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度解析

在正常情况下，1molCO2与1molC5结合形成2molC3，即C3的浓度是C5浓度的2倍。CO2浓度迅速下降到0.003%后，C5的产生量不变而消耗量减少，故C5的浓度升高。

暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍升高的原因是_____________________________________________________________________。

当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率减慢，导致C5积累解析答案(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的____(填“低”或“高”)。解析

CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物[H]和ATP的积累而抑制光反应过程，从而引起暗反应中C5的浓度又逐渐降低，而C3的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，C3的浓度仍是C5浓度的2倍。高解析答案(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的___(填“高”或“低”)，其原因是________________________________________________。解析

CO2浓度较低时，暗反应强度较弱，需要的[H]和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。低解析答案CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少三、光合速率与呼吸速率的计算1.绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。2.绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。3.真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：(1)光合作用产生的O2量＝实测的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。(2)光合作用固定的CO2量＝实测的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。(3)光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。例3植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是A.在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体B.该植物叶片的呼吸速率是5mgCO2/(100cm2叶·小时)C.在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余

时间置于黑暗中，则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mgD.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。若

将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点

将右移，c点将下移√解析答案解析

由题图可知，在a点所示条件下，该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体；将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110(mg)，其余时间置于黑暗中，每100cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110－65＝45(mg)；若将温度升高到30℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移。四、光合速率与呼吸速率的测定装置1.装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3

溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。2.测定原理(1)甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。(2)乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。例4用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mgC.在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1mg√解析答案透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9mg5.6mg3.8mg解析

本实验中氧气含量甲瓶－丙瓶即4.9－3.8＝1.1(mg)，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，乙瓶－甲瓶即5.6－4.9＝0.7(mg)，可表示一昼夜乙瓶中生物产生的净氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝1.1mg＋0.7mg＝1.8(mg)，B项正确，D项错误；丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质，A项错误；一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C项错误。跟踪训练1.光合作用过程中，水的分解及C3形成糖类所需要的能量A.分别来自细胞呼吸产生的ATP和光能B.都来自细胞呼吸产生的ATPC.分别来自光能和光反应产生的ATPD.都来自光反应产生的ATP√12345678910答案解析解析

水的光解利用的能量来自光能，C3的还原过程需要的能量来自光反应产生的ATP。2.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为①产生的酒精对细胞有毒害作用②产生的乳酸对细胞有毒害作用③没有专门的无氧呼吸结构④产生的能量太少A.①② B.①④C.②③ D.③④答案解析12345678910√解析

长期进行无氧呼吸，一是产生的能量太少，二是产生的酒精对细胞有毒害作用。3.如图表示在不同光照强度下，某植物的氧气释放量。该植物在2000lx光照强度下，每小时光合作用所产生的氧气量(毫升)是A.17 B.12C.23 D.18答案解析12345678910解析

实际光合作用产生的氧气量＝净光合作用积累量＋细胞呼吸消耗量＝17＋6＝23(毫升)。√4.人体有氧呼吸和无氧呼吸的相同之处是①都有葡萄糖分解成丙酮酸的阶段②所需的酶基本相同③都是氧化分解有机物，释放能量的过程④都产生CO2

⑤都产生了[H]A.①③⑤ B.①③④C.①③④⑤ D.①②③④⑤答案解析12345678910解析

人体细胞无氧呼吸中乳酸发酵不产生CO2，故④错误；无氧呼吸和有氧呼吸因为是不同的反应，所用的酶不同，故②错误。√5.图中表示将某植物放在不同CO2浓度环境条件下，其光合速率受光照强度影响的变化曲线。比较a、b、c三点所对应的叶肉细胞中C3含量的高低是A.a>b>c

B.a<b<cC.a>b＝c

D.a＝b<c答案12345678910√解析解析

a与b两点的CO2浓度相同，但a点的光照强度比b点低，被还原的C3少；b与c两点的光照强度相同，但b点二氧化碳浓度高于c点，所以b点产生的C3要远高于c点。6.葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程A.在无氧条件下不能进行 B.只能在线粒体中进行C.不需要能量的输入 D.需要酶的催化答案12345678910解析解析

酿酒是酵母菌在无氧条件下，利用葡萄糖产生酒精的过程，存在能量的输入和生成，C项错误；酵母菌是兼性厌氧菌，其无氧呼吸过程和有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，A、B项错误；细胞呼吸每个阶段都需要酶的催化，ADP转化为ATP的过程也不例外，D项正确。√7.科学家提取植物细胞中的叶绿体，用高速离心法打破叶绿体膜后，分离出类囊体和基质，在不同条件下进行实验(如下表所示)，用来研究光合作用过程，下列选项中对各试管得到的产物情况判断正确的是12345678910试管叶绿体结构光照C18O2ATP、[H]五碳化合物甲类囊体＋＋－－乙基质－＋＋＋丙基质＋＋－＋丁基质和类囊体＋＋－＋注：表中的“＋”表示“添加”，“－”表示“不添加”。12345678910解析

甲试管进行的是光反应，氧气中氧元素来源于水分子而不是C18O2，所以得到的是O2，A项错误；乙试管有叶绿体基质无光照，但有暗反应需要的五碳化合物、CO2、ATP和[H]，故可进行暗反应，可得到三碳化合物，B项正确；丙试管中没有[H]和ATP，三碳化合物不能被还原成糖类，C项错误；蔗糖是在叶绿体外产生的，丁试管中无法得到蔗糖，D项错误。解析答案A.甲试管可得到18O2B.乙试管可得到三碳化合物C.丙试管可得到葡萄糖和淀粉D.丁试管可得到蔗糖√A.装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量B.装置乙有色液滴不移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸C.装置丙可根据澄清石灰水是否变混浊探究酵母菌的细胞呼吸方式D.3个装置中的种子都必须进行消毒处理，并设置对照实验√12345678910解析答案8.如图装置可用于研究萌发的小麦种子呼吸方式及其产物(呼吸底物都为糖类)，有关分析错误的是解析

装置甲中含有温度计，可用于探究细胞呼吸是否产生热量，A项正确；装置乙中，若有色液滴不移动，说明气体的量没有变化，说明种子萌发只进行有氧呼吸，B项正确；装置丙中澄清石灰水可检测二氧化碳，因此该装置可用于探究萌发种子的细胞呼吸是否产生CO2，因酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生二氧化碳，因此不能根据澄清石灰水是否变混浊探究酵母菌的细胞呼吸方式，C项错误；微生物也会进行细胞呼吸，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验，D项正确。123456789109.某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度的缓冲液5mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1mL。②向各试管中分别加入等量且适宜浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色的深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。12345678910(1)__________________________________________________________________。(2)_________________________________________________________________________________________________________________。③中70℃应改为37℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃左右12345678910答案解析

在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在50～65℃水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂才能与还原糖反应显色解析

唾液淀粉酶的最适温度是37℃左右，70℃时酶会变性失活。解析

加入斐林试剂后，需要50～65℃水浴加热条件下才能产生砖红色沉淀。10.用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如图所示的实验。请分析回答下列问题：12345678910(1)实验A中离体的叶绿体能合成糖类，碳酸氢钠溶液所起的作