第四单元细胞的能量供应和利用

第4单元细胞的能量供给和利用【单元学习背景】【生命现象】叶绿体和线粒体是细胞内的能量转化器。【生物模型】第10讲降低化学反响活化能的酶【学习目标】【学习过程】【自主学习1】酶的本质和作用1.酶的本质及生理功能2.酶的作用原理以下图曲线表示在无催化剂的条件下和有酶催化的条件下某化学反响的能量变化过程。(1)无催化剂的反响曲线是。

(2)有酶催化的反响曲线是。

(3)CA段的含义是在无催化剂的条件下,反响所需要的活化能。(4)BA段的含义是。

3.试验:比拟过氧化氢在不同条件下的分解(1)试验流程(2)变量分析4.酶本质的探究历程(连线)二、酶的特性及影响因素1.酶的高效性(1)含义:与无机催化剂相比,酶的作用更显著,催化效率更高,是无机催化剂的107~1013倍。

(2)曲线模型及解读2.酶的专一性(1)含义:每一种酶只能催化化学反响。

(2)物理模型及解读3.酶的作用条件较温柔(1)含义:酶所催化的化学反响一般在比拟温柔的条件下进行的。(2)在最相宜的温度和pH条件下,酶的活性最。温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低。

(3)过酸、过碱或温度过高,会,使酶。在0℃左右时,酶的活性很低,但稳定,在相宜的温度下酶的活性会上升。

4.试验:影响酶活性的条件(1)试验原理①酶活性:酶催化特定化学反响的力量,可用在肯定条件下酶所催化某一化学反响的表示。

②可催化淀粉水解,淀粉遇变。

③可催化H2O2分解为。

(2)试验方案设计与预期结果比拟工程探究温度对酶活性的影响探究pH对酶活性的影响试验材料①

②

变量掌握无关变量反响物与酶的量、溶液pH等应相宜且相同③等应相宜且相同

自变量先将反响物溶液与酶溶液在各④下分别保温,然后混合

先将反响物溶液与酶溶液分别调至各梯度pH,然后混合因变量检测滴加⑤,观看⑥

观看⑦

预期结果酶活性较低时,溶液变为⑧

酶活性较低时,气泡产生较⑨

自我诊断1.基于对酶的本质和作用的理解,推断以下表述是否正确。(1)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同、代谢不同。()(2)酶通过降低化学反响的活化能来提高化学反响速率。()(3)酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反响的底物。()(4)酶是由活细胞产生的,因此酶只能在细胞内发挥作用。()(5)酶活性的发挥离不开其特定的结构。()2.基于对酶的特性及影响因素的理解,推断以下表述是否正确。(1)淀粉酶溶液中参加蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化。()(2)不同酶的最适温度可能相同。()(3)高温柔低温均能破坏酶的空间结构使其失去活性。 ()(4)酶活性最高时的温度不适合酶的保存。()(5)随着温度降低,酶促反响的活化能下降。()教材拓展1.假设将FeCl3溶液和肝脏研磨液事先经90℃水浴加热处理之后,再按原剂量分别参加3号、4号试管中进行试验,你推想试验结果有何变化?说明推断依据。2.过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的缘由:。

【合作探究1】酶的本质、作用与特性探究1酶的本质和作用(1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可完成氨基酸的脱水缩合反响。由此可推想核糖体中能催化该反响的物质是什么?说出推断依据。(2)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如以下图所示。甲、乙两种酶的化学本质是否相同?说出理由。解疑释惑关于酶的八个易错点项目错误说法正确说法产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)化学本质蛋白质有机物(绝大多数为蛋白质,少数为RNA)作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响低温柔高温均使酶变性失活低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活作用酶具有调整、催化等多种功能酶只起催化作用来源有的可来源于食物等生物体内合成合成原料只有氨基酸氨基酸、核糖核苷酸合成场所只有核糖体核糖体、细胞核等探究2酶的特性与影响因素(1)据图分析问题。①图中b表示,e表示。

②温度在a时,酶的活性,但不会失活;温度≥c,酶会失活。pH≤d、pH≥f,酶都会失活。

③不同酶的最适不同,如胃蛋白酶最适pH为1.5,胰蛋白酶的最适pH接近。

④由图可知,酶的作用条件较温柔,在最相宜的条件下,酶的活性最高。

(2)以下图表示的是在最适温度下,反响物浓度对酶所催化的化学反响速率的影响。①在A、B、C三点时,该化学反响的状况如何?②假如在A点时温度上升10℃,曲线会发生什么变化?为什么?请画出变化后的曲线。③假设酶浓度增加一倍,在图上画出反响曲线。(3)以下图为温度和pH对某种酶影响的曲线。①从图甲和图乙可看出的结论有哪些?②依据图乙可知图甲中M点的温度可能介于℃之间,请在图甲中绘出pH=8的变化曲线。

(4)酶活性除了受温度和pH的影响外,一些抑制剂也会降低酶的催化效果。以下图表示抑制酶活性的两个模型。模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应;模型B中的抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,能转变酶的构型,使酶不能与底物结合,从而使酶失去催化活性。请答复以下问题。①高温转变酶活性类似于模型。

②在以下图中画出存在非竞争性抑制剂时的反响速率变化曲线。解疑释惑(1)同一个体不同细胞中,酶的种类和数量会不完全相同,对于同一个细胞而言,在不同的时期或生理状态下,细胞中酶的种类和数量也会发生转变。(2)酶促反响速率与酶活性不同。温度和pH通过影响酶活性,进而影响酶促反响速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促反响速率,但并未转变酶活性。例题演练1.以下关于胰蛋白酶和胰岛素的表达,正确的选项是()A.都可通过体液运输到全身B.都在细胞内发挥作用C.发挥作用后都马上被灭活D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反响科学思维着眼于四角度比拟“酶〞与“激素〞2.温度会影响酶促反响速率,其作用机理可用坐标曲线表示(如图)。其中a表示底物分子具有的能量,b表示温度对酶空间结构的影响,c表示酶促反响速率与温度的关系。以下说法正确的选项是()A.随着温度的上升,底物分子具有的活化能增加B.处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的C.酶促反响速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果D.酶适于低温保存,缘由是底物分子的能量低归纳总结1.对酶在细胞代谢中作用的理解(1)酶只能催化热力学上允许进行的反响。(2)酶通过降低活化能加快化学反响速率。(3)酶只提高化学反响速率,缩短反响时间,不会转变化学平衡的位置。(4)在反响前后,酶的化学性质和数量将保持不变。2.高考常考的几种酶及其作用归纳(1)DNA聚合酶:将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。(2)DNA连接酶:将两个DNA片段连接起来。(3)RNA聚合酶:将单个的核糖核苷酸连接成链,并能够在转录时翻开DNA碱基对间的氢键。(4)解旋酶:在DNA分子复制过程中翻开DNA碱基对之间的氢键。(5)限制性核酸内切酶:识别特定的核苷酸序列,从固定的切点切开磷酸二酯键。(6)蛋白酶:将蛋白质的局部肽键切断,得到不同的肽链和氨基酸。(7)纤维素酶、果胶酶:水解纤维素、果胶,破坏植物细胞壁。(8)胰蛋白酶:动物细胞培育中两次使用胰蛋白酶,第一次为用其处理“剪碎的组织〞以使组织分散成单个细胞,其次次为用其处理“贴于瓶壁生长的细胞〞使之分散成单个细胞。3.某小组为了解某种加酶洗衣粉对蛋白质的水解作用,将相同大小的蛋白块置于等量相同相宜浓度的洗衣粉溶液中,蛋白块消逝所需的时间与温度的关系如以下图所示。以下有关表达正确的选项是()A.该洗衣粉水解脂肪的最适温度也是45℃B.B和C两点催化效率相同的缘由是酶的空间结构相同C.假设转变洗衣粉溶液的pH,那么A点会向左或向右移动D.假设减小洗衣粉的浓度,A、B、C三点均向上移动归纳总结具有“专一性(特异性)〞的五类物质(1)酶:每一种酶只能催化一种或一类化学反响。如限制性内切核酸酶能识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子。(2)载体蛋白:某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白帮助,不同物质所需载体蛋白不同,载体蛋白的专一性是细胞膜具有选择透过性的根底。(3)激素:激素特异性地作用于靶细胞、靶器官,其缘由在于它的靶细胞膜上或靶细胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNA:每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体:抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。4.酶的活性会受到某些无机盐离子的影响,某学习小组通过试验探究Cl和Cu2+对人体胃蛋白酶活性的影响,结果如下图(其他条件相宜)。以下有关表达正确的选项是()A.保存胃蛋白酶的最正确条件是37.5℃、pH=1.5B.底物浓度为B时,增加酶含量,曲线a、b、c均上移C.底物浓度为B时,提高反响温度,曲线c将上移D.Cl、Cu2+等无机盐离子都能增加酶降低化学反响活化能的效果科学思维“四步法〞分析酶促反响曲线(1)识标:“识标明变量〞。明确酶促反响曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。(2)析线:“析线理关系〞。分析酶促反响曲线走势,明确因变量怎样随自变量的变化而变化,“上升〞“下降〞“先升后降〞“先升后稳〞“水平〞等。(3)明点(特别点):“抓点求突破〞。明确酶促反响曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特别条件下的交点等表示的生物学含义。(4)推断:“先分后合巧辨析〞。对于多条酶促反响曲线图,依据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出),首先对每一条曲线单独分析,然后综合分析,推断曲线间有无联系或找出相互关系。【合作探究2】探究酶特性及影响酶活性的因素试验探究1验证酶的高效性(1)设计思路:自变量为,因变量为。

(2)试验方案、现象及结论工程试验组对比组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液(如生物材料研磨液)等量的现象反响速率很快,或反响用时短反响速率,或反响用时结论酶具有高效性探究2验证酶的专一性(1)设计思路:底物相同但不同或不同但酶相同,通过观看得出结论。

(2)设计方案、现象及结论工程试验组对比组材料与酶相对应的底物另外一种底物试剂同一种(等量)现象发生反响不发生反响结论酶具有专一性探究3探究酶的最适温度和最适pH(1)设计思路组别编号12……n试验材料等量的温度(pH)T1(a1)T2(a2)……Tn(an)衡量指标相同时间内,各组酶促反响中的多少,或的多少试验结论生成物量最的一组,或底物剩余量最的一组所处的温度(或pH)为最适温度(或pH)(2)试验操作①探究酶的最适温度②探究酶的最适pH例题演练1.以下有关酶的探究试验的表达,合理的是()选项探究内容试验方案A酶的高效性用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解,待H2O2完全分解后,检测产生的气体总量B酶的专一性用淀粉酶催化淀粉水解,检测是否有大量复原糖生成C温度对酶活性影响用淀粉酶分别在热水、冰水和常温下催化淀粉水解,反响相同时间后,检测淀粉分解程度DpH对酶活性的影响用过氧化氢酶在不同pH条件下催化H2O2分解,用斐林试剂检测2.某爱好小组在生物试验室中发觉一酶试剂,由于标签受损,无法确定该酶的详细种类,可能是淀粉酶也可能是蔗糖酶。为推断该酶的详细种类和作用条件,该小组成员给出了以下建议,其中不合理的是()A.取局部酶和少量淀粉溶液混合,一段时间后,滴加碘液检测B.取局部酶和少量蔗糖溶液混合,一段时间后,利用斐林试剂检测C.假设已确定是淀粉酶,可使用斐林试剂作检测剂探究温度对酶活性的影响D.假设已确定是蔗糖酶,可利用蔗糖作底物来争论pH对酶活性的影响3.某争论性学习小组为了探究酶的特性,用某种酶进行了以下四组试验,试验结果如下图。以下相关说法不正确的选项是()A.图甲所示的探究试验时不宜使用过氧化氢酶B.图乙所示的探究试验时不宜用淀粉作为底物C.四组试验能够证明酶具有专一性、高效性以及酶的作用条件较温柔D.在pH=2或温度为20℃的状况下酶活性下降的缘由相同归纳总结酶活性试验探究中的“三宜〞“五不宜〞ATP与细胞呼吸【学习目标】【学习过程】第1课时ATP细胞呼吸的类型及过程【自主学习1】ATP在能量代谢中的作用1.ATP的结构(1)ATP的元素组成:。

(2)ATP的化学组成:一分子、一分子和三分子。

(3)ATP的结构简式:。

2.ATP和ADP的相互转化(1)转化根底ATP的化学性质不稳定,的特别化学键简单断裂和重建。

(2)ATP和ADP的相互转化过程比拟3.ATP的作用【自主学习2】细胞呼吸的类型及过程1.有氧呼吸(1)过程图解(2)写出有氧呼吸的总反响式,并标出各种元素的来源和去路(以葡萄糖为底物)。

2.无氧呼吸自我诊断1.基于对ATP的结构和功能的理解,推断以下表述是否正确。(1)ATP分子脱去2个磷酸基团,称为腺嘌呤核糖核苷酸,它是RNA分子的根本单位之一。()(2)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。()(3)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器,所以不能合成ATP。()(4)“能量〞就是指ATP,ATP就是“能量〞。()(5)真核细胞内发生ATP与ADP的相互转化,原核细胞内不发生。()(6)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以到达动态平衡。()(7)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一途径。()(8)细胞内的吸能反响一般与ATP的合成相联系,放能反响一般与ATP的水解相联系。()2.基于对细胞呼吸类型及过程的理解,推断以下表述是否正确。(1)有氧呼吸时,生成物水中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。()(2)有氧呼吸其次、三阶段都能产生大量ATP。()(3)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。()(4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中。()(5)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反响,只发生在细胞有氧时。()(6)人体在猛烈运动时所需的能量由乳酸分解供应。 ()(7)无氧呼吸的终产物是丙酮酸。()(8)无氧呼吸不需要氧的参加,该过程最终有[H]的积累。()教材拓展假如把糖类和脂肪比作大额支票,ATP那么相当于现金,这种比方(填“有〞或“无〞)道理,缘由是________________________________________________________________。【合作探究1】ATP在能量代谢中的作用探究1ATP、DNA、RNA、核苷酸等化合物中“A〞的含义(1)写出几种化合物中“A〞的名称及其组成。(2)几种化合物在组成上的共同点是什么?探究2ATP的结构及其与ADP间的相互转化(科学思维)图1为ATP与ADP相互转化示意图,图2、图3为氧气对ATP产生量的影响。请据图争论答复以下问题。(1)写出图1中M和N代表的含义。(2)“ATP充电〞所需能量来自哪里?列举利用“ATP放能〞释放的能量的生理过程。(3)图1所示的转化过程始终处于动态的平衡状态,人体在猛烈运动或相对宁静时这种转化有何区分?(4)图2中氧气供给量为什么会影响ATP的产生量?在没有氧气时为什么还能产生ATP(即坐标曲线的起点为什么在原点之上)?图3为什么可表示哺乳动物成熟红细胞中O2供给量与ATP产生量的关系?解疑释惑躲避ATP的熟悉误区(1)ATP与ADP相互转化不行逆:ATP与ADP的相互转化,从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不行逆的。(2)ATP是与能量有关的一种物质,不行等同于能量:ATP是一种高能磷酸化合物,高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量。(3)不行误认为细胞中含有大量ATP:事实上,细胞中ATP含量很少,只是ATP与ADP转化特别快速准时。无论是饱食还是饥饿,ATP与ADP含量都保持动态平衡。例题演练1.如图是细胞中某种小分子化合物的结构模式图,①~③代表化学键,④和⑤代表化学基团,该化合物可直接为肌肉收缩供能。以下有关说法正确的选项是()A.①②中储存有大量的化学能,①水解时可为放能反响供应能量B.④代表的化学基团是—H,⑤是一种含氮的碱基C.该化合物可以在人体内成熟的红细胞中提取到D.细胞中需要能量的生命活动都是由该物质直接供应能量的2.物质甲、乙通过反响①②相互转化的反响如下图,α、β、γ所示位置的磷酸基团分别记为Pα、Pβ、Pγ。以下说法正确的选项是()A.反响①常与放能反响相联系,反响②常与吸能反响相联系B.反响②可以发生在线粒体内膜、叶绿体内膜上C.通过PCR反响扩增DNA时,物质甲可为反响供应能量D.用32P标记Pα的甲作为RNA合成的原料,可使RNA分子被标记3.如图是生物界中能量“货币〞——ATP的循环示意图。以下相关表达正确的选项是 ()A.图中的M指的是腺苷,N指的是核糖B.食物为ATP“充电〞指的是呼吸作用分解食物中的有机物产能C.图中不同来源的ATP均可用于胞吞和胞吐D.ATP的“充电〞需要酶的催化,而“放能〞不需要题后反思多角度理解ATP的合成与水解【合作探究2】细胞呼吸的类型及过程探究细胞呼吸类型及其过程的分析为探究酵母菌的细胞呼吸,将酵母菌破裂并进行差速离心处理,得到细胞质基质和线粒体,与酵母菌分别装入A~F试管中,参加不同的物质,进行了如下试验(见下表)。参加的物质试管编号细胞质基质线粒体酵母菌ABCDEF葡萄糖++++丙酮酸++氧气+++注:“+〞表示参加了适量的相关物质,“〞表示未参加相关物质。(1)会产生CO2和H2O的试管有,会产生酒精的试管有(均填试管编号)。

(2)假设要探究酵母菌进行无氧呼吸的场所,需要对哪几组的试验结果进行分析?(3)在细胞有氧呼吸过程中,2,4二硝基苯酚(DNP)能抑制ATP合成过程,但对水的生成没有影响。据此猜测DNP发挥作用的部位。整合提升有氧呼吸和无氧呼吸的比拟例题演练1.线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参加。细胞接受凋亡信号后,线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中,并与Apaf1蛋白结合引起细胞凋亡。以下说法错误的选项是()A.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质B.细胞色素c参加有氧呼吸第三阶段的反响C.细胞色素c功能丢失的细胞将无法合成ATPD.假设细胞中Apaf1蛋白功能丢失,细胞色素c将不会引起该细胞凋亡易错警示关于细胞呼吸的五个易错点(1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,一些原核生物无线粒体,也能进行有氧呼吸。(2)无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸,如哺乳动物成熟的红细胞等。(3)细胞呼吸释放的能量,大局部以热能的形式散失,少局部以化学能的形式储存在ATP中。(4)人体内产生的CO2只是有氧呼吸产生的,人体无氧呼吸的产物是乳酸。(5)以脂肪为底物进行有氧呼吸时消耗O2的量与产生CO2的量不相等。脂肪与葡萄糖相比,含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。2.癌细胞即使在氧气供给充分的条件下也主要依靠无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应〞。以下说法错误的选项是()A.“瓦堡效应〞导致癌细胞需要大量汲取葡萄糖B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少3.下表是探究某环境因素对酵母菌细胞呼吸方式影响的试验结果,以下表达错误的选项是()氧浓度/%abcd产生CO2量/mol912.51530产生酒精量/mol96.560A.氧浓度为a时,酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸B.氧浓度为b时,酵母菌在线粒体中产生了6mol的CO2C.氧浓度为c时,酵母菌在线粒体内膜上消耗了9mol的O2D.氧浓度为d时,酵母菌在线粒体内氧化分解了5mol的葡萄糖拓展点拨(1)推断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为底物)(2)有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精)的各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)①消耗等量的葡萄糖时,产生的CO2的物质的量之比,无氧呼吸∶有氧呼吸=1∶3。②产生等量的CO2时,消耗的葡萄糖的物质的量之比,无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。第2课时细胞呼吸的影响因素及应用探究酵母菌细胞呼吸的方式【自主学习1】细胞呼吸的影响因素及应用1.内部因素——遗传因素遗传因素打算酶的种类和数量,进而影响细胞呼吸的类型、速率等。(1)不同的植物呼吸速率不同,如旱生植物呼吸速率小于水生植物,阴生植物呼吸速率小于阳生植物。

(2)同一植物在不同的时期呼吸速率不同,如幼苗期、开花期呼吸速率上升,成熟期呼吸速率下降。

(3)同一植物的呼吸速率不同,如生殖器官呼吸速率大于养分器官。

2.外部因素(1)影响细胞呼吸的外部因素分析工程温度氧气浓度水分影响原理影响打算细胞呼吸类型和强度自由水含量较高时细胞呼吸旺盛坐标曲线实践应用①在下储存蔬菜、水果;②在大棚蔬菜的栽培过程中,适当增加以削减有机物的消耗,提高产量通过降低来抑制细胞呼吸,削减有机物消耗,这一原理可用于延长蔬菜、水果的保鲜时间贮藏作物种子时,将种子风干,以细胞呼吸,削减有机物的消耗(2)细胞呼吸原理的应用①对有氧呼吸原理的应用a.包扎伤口应选用的敷料,抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸。

b.提倡慢跑等有氧运动,使细胞进行,防止肌细胞产生大量。

c.稻田定期排水有利于根系,防止幼根因缺氧变黑、腐烂。

d.利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸杆状杆菌可以生产食醋或味精。②对无氧呼吸原理的应用a.利用粮食通过发酵可以生产各种酒。

b.破伤风芽孢杆菌只能进行,皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,病菌就简单大量繁殖,需要准时就医治疗。

【自主学习2】试验:探究酵母菌细胞呼吸的方式1.试验原理2.试验步骤(1)配制酵母菌培育液(酵母菌+葡萄糖溶液)。(2)检测CO2的产生,装置如以下图所示。(3)检测酒精的产生:自B、D中各取2mL酵母菌培育液的滤液,分别注入编号为1、2的2支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g的浓硫酸溶液→振荡并观看溶液的颜色变化。

3.试验现象组别澄清石灰水的变化两支试管的变化甲无变化(1号)乙消失灰绿色(2号)4.试验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下,;在无氧条件下,。

考前须知试验胜利关键点分析(1)试验装置:甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为比照试验,设置的是有氧、无氧条件。(2)通入B瓶的空气中不能含有CO2,以保证C瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。(3)D瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将D瓶中的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。自我诊断基于对影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸的方式的理解,推断以下表述是否正确。(1)同一叶片在不同生长发育时期,其细胞呼吸速率有差异。()(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是由于此条件下细胞呼吸分解有机物最少。()(3)粮食种子相宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中贮存。()(4)温室大棚中,可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。()(5)猛烈运动时,氧气供给缺乏,肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。()【合作探究1】细胞呼吸的影响因素及应用探究细胞呼吸的影响因素图甲、乙都表示某种子CO2释放量和O2汲取量的变化,图丙表示O2浓度和温度对某种子有氧呼吸速率的影响(假设呼吸作用中分解的底物为葡萄糖)。依据以下图解答复以下问题。(1)从图中能找到哪些影响细胞呼吸的外界因素?简述它们影响细胞呼吸的原理。(2)图甲、乙中只进行无氧呼吸、只进行有氧呼吸和两种呼吸方式共存的对应点(或段)分别是什么?(3)图丙中,与B点相比,限制C点有氧呼吸速率的因素是什么?易错警示细胞呼吸影响因素的四点留意(1)完全无氧条件下,细胞呼吸强度并不为零,由于此时细胞可以进行无氧呼吸。(2)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。假设需要增加相关植物或器官的细胞呼吸强度,可实行供水、升温、增氧等措施;假设需要降低细胞呼吸强度,可以实行枯燥、低温、低氧等措施。(3)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储存时都应在低温、低氧条件下,低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温;种子储存时应保持枯燥,而蔬菜、水果储存时应保持肯定的湿度。(4)内部因素也会影响细胞呼吸的强度,如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。例题演练1.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如下图。以下表达正确的选项是()A.20h内,果肉细胞产生ATP的场全部细胞质基质、线粒体、叶绿体B.50h后,30℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加C.50h后,30℃的有氧呼吸速率比2℃和15℃小,是由于温度高使酶活性降低D.试验结果说明,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大2.蚕豆种子萌发过程中CO2释放速率和O2汲取速率的变化趋势如下图。以下说法错误的选项是()A.种子在破土前干重始终在减小B.48h后细胞呼吸底物不只是糖类C.CO2的产生场所为线粒体基质和细胞质基质D.12~24h期间,细胞呼吸的主要方式为有氧呼吸审题指导(1)在12~24h期间,呼吸速率渐渐增加,在此期间细胞呼吸的主要方式和产物:以无氧呼吸为主,产生酒精和CO2。(2)从第12h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会削减。(3)种子萌发48h后,O2的消耗量大于CO2的释放量。拓展点拨种子萌发时细胞吸水和呼吸速率变化曲线解读(1)在种子吸水的第Ⅰ阶段,由于(吸胀)吸水,呼吸速率上升。(2)在种子吸水的第Ⅱ阶段,细胞呼吸产生的CO2要比O2的消耗量大得多,说明此期间主要进行无氧呼吸。(3)在胚根长出后,由于胚根突破种皮,增加了O2的汲取量,种子以有氧呼吸为主,同时胚根大量吸水(渗透吸水)。【合作探究2】探究细胞呼吸的方式探究液滴移动法探究细胞呼吸的方式欲确认某生物细胞呼吸的方式,某同学利用发芽种子,设置如下两套试验装置,请争论解决以下问题。(1)试验原理装置一中NaOH溶液的作用是,着色液滴移动的距离代表。

装置二中着色液滴移动的距离代表。

(2)结果结论试验结果结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸不动右移左移右移左移不动(3)有同学认为,为使试验结果精确,除削减无关变量的干扰外,还应设置对比装置。请提出你的设计思路。(4)能否利用上述装置测定细胞呼吸速率?请分析说明。易错警示(1)假设所放材料为绿色植物,整个装置必需遮光处理,否那么植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。(2)为防止微生物呼吸对试验结果的干扰,应对试验装置及所测材料进行消毒处理。(3)假如试验材料是酵母菌,试验所用的葡萄糖溶液需煮沸,目的是排解其他微生物的呼吸作用对试验结果的干扰。例题演练以下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的试验设计装置。以下表达正确的选项是()A.试验自变量为温度B.试验因变量为CO2的多少C.空气泵泵入的气体应先除去O2D.乙、丙两试管参加干酵母后应煮沸冷却除去CO2归纳总结试验变量的分析探究课题有氧呼吸无氧呼吸变量掌握通入空气、保证O2的充分供给先将锥形瓶内的O2消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶无关变量掌握空气先通入NaOH溶液中,除去CO2排解有氧呼吸的干扰自变量O2的有无因变量酵母菌的呼吸产物,即产生CO2的多少、酒精的有无无关变量温度、养分物质的浓度和总量等第12讲光合作用与能量转化【学习目标】【学习过程】【自主学习1】捕获光能的色素和结构1.试验:绿叶中色素的提取和别离(1)试验原理(2)试验步骤(3)试验结果2.叶绿体中的色素及色素的汲取光谱(1)色素汲取光的范围:一般状况下,叶绿体中的色素只汲取,而对红外光和紫外光等不汲取。

(2)色素的功能:叶绿素主要汲取,类胡萝卜素主要汲取。

3.叶绿体的结构与功能(1)(2)功能:进行的场所。

(3)恩格尔曼的试验:好氧细菌只向被光束照耀的部位集中。

【自主学习2】光合作用的原理1.探究光合作用原理的经典试验(连线)2.光合作用的过程(1)依据上图分析光反响与暗反响的区分。过程Ⅰ.Ⅱ.场所条件、色素和酶多种酶原料H2O、NADP+、ADP、PiNADPH、ATP、CO2产物NADPH、ATP、

、ADP、Pi、NADP+

物质变化①水的光解:H2OH++O2②ATP的合成:ADP+Pi

①CO2的固定:+C5

②C3的复原:

+C5

能量变化光能→ATP中

ATP中→有机物中稳定的化学能

(2)依据以下图分析光反响与暗反响的联系。①光反响为暗反响供应。

②暗反响为光反响供应。

(3)写出光合作用总反响式,并用箭头标注反响物中H、O的去向。

自我诊断1.基于对捕获光能的色素和叶绿体的结构的理解,推断以下表述是否正确。(1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地汲取绿光。 ()(2)液泡中色素汲取的光能用于光合作用。()(3)叶片黄化,叶绿体对红光的汲取增多。()(4)光合作用需要的光合色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()(5)没有叶绿体,细胞不能进行光合作用。()(6)叶绿体色素滤液细线浸入层析液,可导致滤纸条上色素带重叠。()2.基于对光合作用的原理的理解,推断以下表述是否正确。(1)光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会上升。 ()(2)光合作用光反响阶段产生的[H]可在暗反响中作为复原剂。()(3)光合作用的暗反响阶段需要消耗能量。()(4)夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高。()(5)进入叶绿体的CO2不能被[H]直接复原。 ()(6)光合作用推动碳循环过程,促进了生物群落中的能量循环。()教材拓展1.温室或大棚种植蔬菜时,最好选择的玻璃、塑料薄膜,理由是。

2.恩格尔曼试验在试验材料的选取上有什么奇妙之处?该试验中临时装片的环境条件和试验条件是什么?其目的是什么?3.如何从水层透光与植物光能捕获的层面,解释海洋中红藻、褐藻、绿藻在海水中的垂直分布特点?【合作探究1】捕获光能的色素和结构探究1绿叶中色素的提取和别离试验操作要点工程考前须知操作目的提取色素选新奇的绿叶使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇加少许SiO2和CaCO3快速、充分研磨防止,充分溶解色素盛放滤液的试管管口加棉塞防止别离色素滤纸预先枯燥处理使层析液在滤纸上滤液细线要直、细、齐使别离出的色素带滤液细线枯燥后再画一到两次使别离出的色素带滤液细线不触及层析液防止探究2绿叶中色素的提取和别离试验特别现象特别现象缘由分析收集到的滤液绿色过浅①未加,研磨不充分;②使用放置数天的菠菜叶,滤液中色素(叶绿素)含量;③一次参加大量的无水乙醇,提取的色素浓度太(正确做法:参加无水乙醇);④未加或参加过少,色素被破坏滤纸条色素带重叠①滤液细线不直;②滤液细线滤纸条无色素带①遗忘画滤液细线;②,且时间较长,色素全部溶解到层析液中

探究3叶绿体中的色素及色素的汲取光谱如图为叶绿素a和叶绿素b的汲取光谱(暗带局部表示被汲取的光线),思索答复以下问题。(1)从叶绿素汲取光谱图可知:叶绿素a在红光局部的汲取带较叶绿素b偏向波方面,且汲取光谱带比叶绿素b宽,叶绿素b在蓝紫光局部的汲取光谱带比叶绿素a(填“宽〞或“窄〞)。

(2)争论说明:在漫射光环境中(比方荫蔽条件下是漫射光环境),光线以较短波长的光占优势。请猜测:和上层叶片相比,同一植物底层叶片中,叶绿素a/b,弱光下的汲取力量,有利于提高植株的捕光力量,这是对弱光环境的一种适应。

例题演练1.采纳新奇菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和别离〞试验,以下表达错误的选项是()A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时参加CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量削减样液集中2.利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素,设法别离得到各种色素,并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如下图)。当滤纸下方浸入层析液后,滤纸条上各色素正确的位置应为()考向2捕获光能的色素及色素的汲取光谱3.无论是在植物工厂里,还是在自然界中,植物捕获光能都要依靠光合色素。以下有关表达错误的选项是()A.类胡萝卜素主要在蓝紫光区汲取光能用于光反响B.叶片中光合色素对不同波长光的汲取会影响叶片的颜色C.一般状况下,光合色素所利用的光都是可见光D.纸层析法别离光合色素时,色素的含量变化不影响试验结果4.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反响(如O2的释放)来绘制的。以下表达错误的选项是()A.类胡萝卜素在红光区汲取的光能可用于光反响中ATP的合成B.叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的汲取速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的归纳总结(1)影响叶绿素合成的三大因素(2)叶绿体的结构与功能相适应的特点①叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成,有巨大的膜面积。②叶绿体的类囊体薄膜上分布有汲取光能的色素。③叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。【合作探究2】光合作用的原理探究1探究光合作用原理的经典试验(1)在光照下,向离体叶绿体的悬浮液中参加铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),可以释放出氧气。像这样,离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反响称作希尔反响。①希尔的试验说明水的光解产生氧气,是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水?②希尔的试验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反响?(2)1941年,科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,争论了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它们分别变成O和C18O2。然后,进行了两组试验:第一组给植物供应H2O和C18O2,其次组给同种植物供应O和CO2。在其他条件都相同的状况下,第一组释放的氧气都是O2,其次组释放的都是18O2。①分析鲁宾和卡门做的试验,你能得出什么结论?②用于标记化合物的同位素都有放射性吗?③高中生物里涉及同位素标记法的有哪些?(举出两例即可)(3)科学家阿尔农也用离体的叶绿体做试验发觉,在光照下,当向反响体系中供给ADP、Pi时叶绿体可合成ATP,并且发觉这一过程总是与水的光解相伴随。分析阿尔农做的试验,你能得出什么结论?(4)1951年,卡尔文因发觉光合作用合成己糖(葡萄糖)反响中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。将小球藻装在一个密闭容器中,通过通气管向密闭容器中通入14CO2,通气管上有一个开关,可以掌握14CO2的供给,密闭容器四周有光源,通过掌握电源开关可以掌握光照的有无。向密闭容器中通入14CO2,赐予试验装置不同时间(0<t1<t2<t3<t4<t5)的光照,分析14CO2去向,结果见表,据表分析答复以下问题。光照时间0t1t2t3t4t5别离出的放射性化合物无aa、ba、b、ca、b、c、d、ea、b、c、d、e、f注:表中a~f依次代表3磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1,3二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3磷酸甘油醛(C3H7O7P)、己糖、C5化合物、淀粉①本试验的自变量是什么?②写出14C的转移途径。③只做光照时间为t5的试验,能不能确定出放射性化合物消失的先后挨次?探究2光合作用的过程(1)以下图为某位同学构建的光反响过程示意图。请结合希尔试验、鲁宾和卡门试验、阿尔农试验的试验结论进行完善。(2)卡尔文采纳放射性同位素标记的14CO2作为光合作用的原料,每隔一段时间取样并使用放射自显影技术追踪被14CO2标记的产物,结果发觉:短时间0.5s的时候,14C标记物首先集中消失在PGA(一种三碳化合物)中,5s的时候,14C标记物那么集中消失在葡萄糖和RuBP(一种五碳化合物)中。当卡尔文突然降低CO2的供给时,发觉RuBP会积累,如以下图所示。请结合卡尔文试验的试验结论,修改、完善以下暗反响过程示意图。例题演练1.争论人员从菠菜中别离类囊体,将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反响体系。该反响体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与复原,并不断产生有机物乙醇酸。以下分析正确的选项是()A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B.该反响体系不断消耗的物质仅是CO2C.类囊体产生的ATP和O2参加CO2固定与复原D.与叶绿体相比,该反响体系不含光合作用色素易错警示在光照条件下,植物既进行光反响,也进行暗反响;假如植物长期处于黑暗环境中,光反响和暗反响都会停止。在暗反响停止时,ATP和[H]积累,光反响也要停止。2.磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖,也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。如图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。以下相关说法正确的选项是()A.a表示的物质是ATP,它也可以在叶绿体基质中合成B.磷酸丙糖应当是一种五碳化合物C.磷酸丙糖是暗反响产物,在细胞质基质中合成淀粉D.假设图中表示的磷酸转运器活性受抑制,会导致光合速率下降3.以下图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素转变的变化状况。以下对这一环境因素转变的分析,正确的选项是()A.突然停止光照B.突然增加CO2浓度C.降低环境温度D.增加光照强度方法技巧“来源去路法〞分析环境条件转变时间合作用中相关物质的含量变化以下图中Ⅰ表示光反响,Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的复原,当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时,可从物质的生成和消耗两个方面,综合分析相关物质含量在短时间内的变化。例如:CO2供给正常,光照停止时C3的含量变化留意:(1)以上分析只表示条件转变后短时间内各物质相对含量的变化。(2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,[H]和ATP含量变化是全都的。(3)详细分析时只有理清C3、C5的“来源〞与“去路〞(C3产生于CO2的固定,消耗于C3的复原;C5产生于C3的复原,消耗于CO2的固定),才能避开试题陷阱。【深化拓展】光合速率和呼吸速率常规曲线对于进行光合作用的植物来说，O2增加量或CO2汲取量的值为大于0、等于0或小于0等不同数值时，代表的光合作用与呼吸作用之间的强度关系不同，不能由于其值为0而误以为不进行光合作用。下面以光照强度与CO2汲取量〔或CO2释放量〕之间的关系为例进行分析∶〔1〕A点时，只进行呼吸作用，不进行光合作用，如图甲。此状态下，植物从外界汲取O2并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外。〔2〕AB段，光照较弱，呼吸作用强度大于光合作用强度，或者说光合速率小于细胞呼吸速率，如图乙。此状态下，植物从外界汲取O2并将细胞呼吸产生的局部CO2释放到体外。〔3〕B点时，呼吸作用强度等于光合作用强度，或者说光合速率等于细胞呼吸速率，如图丙。此时，植物光合作用产生的O2用于细胞呼吸，细胞呼吸产生的CO2用于光合作用.植物与外界不进行气体交换，即没有02和C02的汲取与释放。〔4〕BC段及C点以后.光照较强.光合作用强度大于呼吸作用强度，或者说呼吸速率小于光合速率.如图丙。此状态下.植物光合作用产生的O2除了用于植物的有氧呼吸，还释放到四周的环境中.第13讲光合作用与细胞呼吸的综合应用必备学问固本夯基【自主学习1】试验:探究环境因素(光照强弱)对光合作用强度的影响1.试验原理:抽去小圆形叶片中的气体后,叶片在水中,光照下叶片进行光合作用产生O2,O2布满细胞间隙,叶片又会。光合作用越强,单位时间内小圆形叶片的数量越多。

2.变量分析自变量设置方法因变量观看指标

通过调整光源与试验装置间的距离来设置光合作用强度(产氧量)单位时间内被抽去空气的小圆形叶片上浮的数量3.试验流程(1)打出小圆形叶片:用打孔器在的绿叶上打出(直径为1cm)小圆形叶片30片。

(2)抽出叶片内气体:用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等),小圆形叶片全部沉到水底。(3)黑暗处理:将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中。(4)光照处理:取3只小烧杯,分别倒入20mL富含的清水,各放入10片小圆形叶片,用强、中、弱三种光照分别照耀。

(5)观看并记录同一时间段内各试验装置中。

4.试验现象与结果分析:光照越强,烧杯内小圆形叶片浮起的数量,说明在肯定范围内,随着光照强度的不断增加,光合作用强度。

名师点睛(1)本试验中所测的数值并不代表光合作用的真实值,而是光合作用的净产值,即光合作用强度与细胞呼吸强度的差值。(2)叶片浮起之前并不是不进行光合作用,而是其光合速率小于呼吸速率或者是产生的O2量较少。【自主学习2】光合作用的影响因素及应用1.光合作用的强度(1)概念:植物在单位时间内通过光合作用制造的数量。

(2)衡量指标2.影响因素(1)内部因素①植物自身的遗传特性(如植物品种不同),以阴生植物、阳生植物为例,如下图。②植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。曲线分析：OA段，随叶龄增大，叶面积增大，色素含量增多，酶的含量和活性增大，光合速率加快。A点之后，随叶龄增大，色素酶含量削减，酶活性减弱，光合速率减慢应用：适时摘除老叶(2)外部因素①光照强度②CO2浓度③温度④必需矿质元素(N、P、Mg、K等)3.在生产实践中的应用实例原理间作套种有利于改善作物的通风、透光条件,提高光能利用率冬季大棚内温度应白天适当提高,晚上适当降低白天有光,适当升温能提高光合速率;晚上无光,适当降温可降低呼吸作用对有机物的消耗“正其行,通其风〞合理密植,通风透气,有利于充分利用光能和CO2,有利于光合作用的进行合理浇灌缺少水分会导致植物叶片气孔关闭,CO2供给缺乏【自主学习3】光合作用与细胞呼吸的关系1.光合作用与有氧呼吸过程的区分项目光合作用有氧呼吸场所叶绿体细胞质基质和线粒体C的变化CO2→C3→C6H12O6C6H12O6→C3H4O3→CO2[H]的变化H2O→[H]→C6H12O6C6H12O6和H2O→[H]→H2O[H]的作用复原O2O2的变化H2O→O2能量变化光能→有机物中的化学能有机物中的化学能→中的能量和热能ATP产生于光反响,用于暗反响中C3的复原有氧呼吸三个阶段都产生,用于除暗反响外的各项生命活动影响因素光照、温度、CO2浓度等O2浓度、温度等2.光合作用与有氧呼吸的联系(1)物质方面C:CO2C6H12O6C3H4O3

O:H2OO2

H:H2O[H]C6H12O6[H]H2O(2)能量方面光能

有机物中稳定的化学能自我诊断基于对光合作用的影响因素及应用的理解,推断以下表述是否正确。(1)光照越弱,阴生植物光合作用越强;光照越强,阳生植物光合作用越强。()(2)净光合速率长期为零会导致幼苗停止生长。()(3)外界环境中的CO2通过气孔进入叶肉细胞被利用。 ()(4)与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要缘由是光照时间短。()(5)有色大棚主要透过同色光,其他光被大量汲取,所以无色透亮?????的大棚中农作物的产量较高。()(6)植物体从土壤中汲取的水分主要用于光合作用。 ()(7)种植农作物不宜过密,要保证良好的通风,以增加植株四周的CO2浓度。()(8)在光合作用的相关试验中,可以通过测定绿色植物在光照条件下CO2的汲取量、O2释放量以及有机物的积累量来表达植物实际光合作用的强度。()(9)某一光照强度下,检测到新奇叶片与外界气体的净交换为零,那么可推断出此叶片没有进行光合作用。()(10)夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量。()教材拓展北方夏季中午时,光照强度很强,植物消失“午休〞现象的缘由是。

【合作探究1】环境因素对光合作用强度的影响及应用探究1单因素对光合作用的影响分析小麦植株进行光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。右图表示在肯定CO2浓度、环境温度为25℃、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度(以CO2汲取量表示)。分析答复以下问题。(1)上图曲线中,当光照强度为X时,叶肉细胞中产生ATP的场全部哪些?(2)B点的生理学含义是什么?在其他条件不变的状况下,将温度调整到30℃,上图曲线中A点和B点将如何移动?(3)图中C点以后限制光合作用强度连续上升的环境因素是什么?依此原理,在农业生产中可实行哪些详细措施提高小麦产量?(4)合理密植、间作套种、“正其行,通其风〞“土不翻,苗不欢〞分别考虑哪种因素对作物产量的影响?探究2多因素对光合作用的影响分析据图分析多因素对光合作用的影响。图中:a.高CO2浓度,b.中CO2浓度,c.低CO2浓度;①高光强,②中光强,③低光强。(1)三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是什么?(2)三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子还是影响光合速率的主要因素吗?此时的限制因素分别是什么?(3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些好处?方法技巧1.多因素对光合作用影响的曲线分析方法解答受多因素影响的光合作用曲线题时,找出曲线的限制因素是关键。详细方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化,将多因素转变为单一因素,从而确定限制因素。当曲线上标有条件时,说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。假设题干中描述了曲线的获得前提,如最适温度下测得,那么应当考虑温度以外的影响因素。2.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点〞移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增加,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。(2)补偿点(B点)的移动①细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。②细胞呼吸速率根本不变,相关条件的转变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动:相关条件的转变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时,C点右移,D点上移的同时右移;反之,移动方向相反。例题演练1.某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响〞的活动,以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。答复以下问题。(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探究。在相同时间内,用玻璃纸罩住的试验组O2释放量最少。光合色素主要汲取光,汲取的光能在叶绿体内将H2O分解为。

(2)用精密试纸检测溶液pH来估算光合速率变化,其理由是,引起溶液pH的转变。

(3)假设将黑藻从相宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,其光合作用的强度和细胞呼吸的强度分别将,其主要缘由是。

归纳总结在影响光合作用的因素中,光照强度、温度、CO2浓度等指的是外界影响因素,而影响光合作用的内部因素通常指的是植物自身的遗传特性、叶龄、叶面积指数、色素的含量、酶的数量(或活性)、C5的含量等。答复影响光合作用的因素这类问题时,①要留意审清题中需要答复的是外界影响因素还是内部影响因素;②针对曲线模型,在曲线上升阶段,限制因素为横坐标表示的因子,当曲线不再上升时,要对内部因素(如色素含量、酶活性等)和环境因素(如温度、CO2浓度等)进行分析;③假设为表格,那么应先将表格信息转化成曲线图再进行分析。2.电场会对植物的生长发育产生一种“无形〞的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2,蔬菜产量可提高70%左右,这就是闻名的“电场产量倍增效应〞。科学家依据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的试验,绘制如下曲线。据图答复以下问题。(1)第1组试验的作用是。在饱和光照强度下,该试验的自变量是。

(2)第1组试验和第2组试验的曲线比拟,说明。

(3)依据试验曲线可知,在相同光照强度下,为了最大限度地增加作物产量,可以实行的措施是。

3.爱好小组争论温度及氮肥(硝酸盐)使用量对植物总光合速率的影响。他们将生理状态相同的试验植物随机分成9组,分别设置不同的温度和施氮量,赐予相宜的光照,一段时间后分别测量试验容器内CO2的削减量。结果如下图,请答复以下问题。(1)N被植物根细胞汲取的方式是。氮元素汲取后被运送到叶肉细胞内可用于合成多种化合物,其中[H]的作用是。

(2)与其他组比拟,3、6、9组结果消失的最可能缘由是。

(3)上述试验数据缺乏以得出试验结论,缘由是,完善的方法是。

【合作探究2】光合作用与细胞呼吸的关系探究光合作用与细胞呼吸相关曲线分析图1~3是光合作用、细胞呼吸相关曲线图,据图分析以下问题。(1)图1中,交点D对应E,此时净光合量为,植物生长最快的点是。

(2)图2中,a、b间的差值(ab)为,交点F的含义是光合强度呼吸强度,相对于图1中的。

(3)图3中,曲线c表示,与图2中曲线a表示含义(填“相同〞或“不相同〞)。交点G的含义是=呼吸强度,此点植物(填“能〞或“不能〞)生长。

例题演练1.农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,到达增加产量等目的。答复以下问题。(1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有(答出2点即可)。

(2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的缘由是(答出1点即可)。

(3)农业生产常采纳间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能到达的株高和光饱和点(光合速率到达最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是,选择这两种作物的理由是

。

作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/(μmol·m2·s1)120011805606232.在晴朗无云的夏日,某生物爱好小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化,结果如图。答复以下问题。(1)据图分析,与10时相比,7时蔬菜的光合作用强度低,此时,主要的外界限制因素是;从10时到12时,该蔬菜的光合作用强度。

(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度,小组成员将菜地分成A、B两块,10—14时在A菜地上方遮阳,B菜地不遮阳,其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高,主要缘由是。

(3)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部掩盖,测得棚内温度比B菜地高,一段时间后比拟B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比,C菜地蔬菜产量低,从光合作用和呼吸作用的原理分析,缘由是

。

3.科研人员在最适温度和某一光照强度下,测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化曲线,结果如图。相关表达正确的选项是()A.依据甲、乙两曲线均可看出高浓度的CO2会抑制光合作用的进行B.C点时,植物甲与植物乙合成有机物的量相等C.A点时植物甲细胞内产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体D.假设适当增大光照强度D点将向右移动4.某科研小组为探究植物光合作用速率的变化状况,设计了由透亮?????的玻璃罩构成的小室(如图甲所示)。(1)将该装置放在自然环境下,测定夏季一昼夜小室内植物O2释放速率的变化,得到如图乙所示曲线,那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是;装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的时。

(2)在试验过程中某段光照时间内,记录液滴的移动,获得以下数据:每隔20min记录一次刻度数据……24293234……该组试验数据是在图乙曲线的段获得的。

(3)图乙中E与F相比,E点时刻C3的合成速率(填“快〞或“慢〞);为测定该植物总光合作用的速率,设置了对比组,对比组置于遮光条件下,其他条件与试验组相同。测得单位时间内,试验组读数为m,对比组读数为n,该植物总光合作用的速率是。

(4)图C表示植物在不同光照强度下单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。不考虑光照对温度的影响,那么植物在d时,单位时间内细胞从四周环境汲取个单位的CO2。

归纳总结提高大棚内农作物产量的途径途径详细方法和考前须知延长光照时间夜间适当补充光照:最好选择日光灯,时间不能太长,保证经济效益增大光合面积合理密植:要适度,防止相互遮光造成减产间作套种:要选择相宜的两种作物,削减竞争导致的减产提高光合作用强度提高CO2浓度:如适当通风、施用农家肥合理施肥:如农家肥和化肥协作使用,还要防止施肥过度造成“烧苗〞提高净光合作用速率适当增大昼夜温差:白天适当升温,夜间适当降温,增加有机物的积累量参考答案与解析第四单元细胞的能量供给与利用第10讲降低化学反响活化能的酶【自主学习1】1.蛋白质RNA核糖核苷酸核糖体活细胞催化2.(1)②(2)①(4)酶降低的活化能3.(1)几乎不分解对比少量促进发亮过氧化氢酶燃烧猛烈降低活化能的作用更显著更高(2)无机催化剂(FeCl3)过氧化氢酶产生的气泡的快慢4.①—f②—a③—c④—de⑤—b【自主学习2】1.(1)降低化学反响活化能(2)高效性催化2.(1)一种或一类3.(2)高(3)使酶的空间结构遭到破坏永久失活酶的空间结构4.(1)速率淀粉酶碘液蓝色过氧化氢酶H2O和O2(2)淀粉溶液、淀粉酶溶液H2O2溶液、过氧化氢酶溶液反响物与酶的量、温度梯度温度碘液溶液颜色变化气泡产生的快慢蓝色慢【自我诊断】1.(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√2.(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×【教材拓展】1.提示3号试管将产生较多气泡,带火星的卫生香燃烧猛烈;而4号试管那么不再产生气泡,带火星的卫生香也不再发亮。缘由是过氧化氢酶在高温下丢失活性,而FeC13经高温处理后作用效果更明显。2.提示酶的空间结构遭到破坏【合作探究1】探究1(1)提示当用蛋白酶去除蛋白质后,蛋白质被水解失去相应功能,此时核糖体中的酶仍旧可催化氨基酸脱水缩合反响,说明该酶的本质是RNA,而不是蛋白质。(2)提示不相同。观看曲线图可知,甲酶的活性始终保持不变,说明甲酶不会被该种蛋白酶的降解,那么甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA;乙酶能被蛋白酶破坏,活性降低,那么乙酶为蛋白质。探究2(1)提示①最适温度最适pH②较低③pH8④温度和pH(2)①提示A点:随着反响物浓度的增加,反响速率加快。B点:反响速率在此时到达最高。C点:反响速率不再随反响物浓度的增加而上升,维持在相对稳定的水平。②提示假如A点时温度上升10℃,曲线上升的幅度变小。由于图中原曲线表示在最适温度下反响速率随反响物浓度的变化。温度高于或低于最适温度,反响速率都会变慢。③提示(3)①提示在最相宜的pH(温度)条件下,酶的活性最高;pH(温度)偏高或偏低,酶活性都会明显降低;同一种酶,在不同pH(温度)条件下,最适温度(pH)相同〔反响pH(温度)变化不影响酶作用的最适温度(pH)〕。②提示33~37(4)①提示B②提示【例题演练1】1.D胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶,通过导管运输至消化道内发挥作用,而胰岛素由胰岛B细胞分泌,可通过血液运输至全身,A项错误;胰蛋白酶在消化道内发挥作用,而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合,进而调整靶细胞的代谢活动,二者均不在细胞内发挥作用,B项错误;胰蛋白酶在催化反响前后性质不转变,胰岛素发挥作用后会被灭活,C项错误;胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质,都能在常温下与双缩脲试剂产生紫色反响,D项正确。2.C随着温度的上升,底物分子具有的能量上升,而不是活化能增加,A项错误;曲线c中1、2位点酶促反响的速率是一样的,但温度上升酶空间结构发生转变,因此酶的活性不同,B项错误;题图中曲线a、b共同作用,表示酶促反响的速率是底物分子的能量和酶空间结构共同打算的,C项正确;酶适于低温保存的缘由是酶分子在低温条件下其空间结构稳定,D项错误。3.D酶具有专一性,分析题图可知该洗衣粉中具有蛋白质水解酶,蛋白质水解酶的最适温度为45℃,但无法推断是否含有脂肪水解酶,A项错误;酶在C点温度下催化效率下降是由于高温破坏了酶的空间结构使酶的空间结构发生不行逆的转变,B、C两点的酶的空间结构不相同,B项错误;转变洗衣粉溶液的pH,不会使酶的最适温度发生转变,只会转变酶的催化效率,故会使A点向上或向下移动,C项错误;假设减小洗衣粉的浓度,即降低酶的量,会延长蛋白块消逝所需的时间,那么A、B、C三点均向上移动,D项正确。4.B酶需要在低温条件下保存,因此保存胃蛋白酶的最正确条件是0~4℃、pH=1.5,A项错误;由题图可知,底物浓度为B时,限制反响速率的因素可能是酶的含量,此时增加酶含量,曲线a、b、c均上移,B项正确;图示曲线是在最适温度条件下获得的酶促反响的曲线,因此,在底物浓度为B时,提高反响温度,曲线c会下移,C项错误;图中显示Cl能增加酶降低化学反响活化能的效果,而Cu2+却能抑制酶降低化学反响活化能的效果,D项错误。【合作探究2】探究1(1)提示不同类型的催化剂化学反响的速率(2)提示无机催化剂缓慢长探究2(1)提示酶底物酶促反响能否进行(2)提示酶探究3(1)提示同种底物生成物量底物剩余量多少(2)提示淀粉酶淀粉酶碘液O2【例题演练2】1.C用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解,待H2O2完全分解后,检测产生的气体总量是相等的,因此该试验方案中的检测指标应为产生气泡的速率,A项不合理;用淀粉酶催化淀粉水解,检测是否有大量复原糖生成,缺少对比试验,因此该试验方案不能用来探究酶的专一性,B项不合理;用淀粉酶分别在热水、冰水和常温下催化淀粉水解,反响相同时间后,检测淀粉分解程度,该试验方案可以用来探究温度对酶活性影响,C项合理;斐林试剂是检测复原糖的,用过氧化氢酶在不同pH条件下催化H2O2分解,不能用斐林试剂检测,应观看气泡产生速率,D项不合理。2.C酶具有专一性,淀粉酶能催化淀粉水解,蔗糖酶不能催化淀粉水解,取局部酶和少量淀粉溶液混合,一段时间后,滴加碘液检测,假设溶液不变蓝,说明淀粉被分解,参加的酶应是淀粉酶,假设溶液变蓝,说明参加的酶是蔗糖酶,A项合理;蔗糖酶能催化蔗糖水解,淀粉酶不能催化蔗糖水解,蔗糖属于非复原糖,取局部酶和少量蔗糖溶液混合,一段时间后,利用斐林试剂检测,假设水浴加热后消失砖红色沉淀,说明蔗糖被分解形成了复原糖,那么参加的酶是蔗糖酶,假设溶液不消失砖红色沉淀,说明参加的酶是淀粉酶,B项合理;探究温度对酶活性的影响,不能用斐林试剂检测,由于其使用过程中需要加热,会转变试验的预设温度,C项不合理;蔗糖酶可催化蔗糖水解,不同pH对酶的活性影响不同,假设已确定是蔗糖酶,可利用蔗糖作底物来争论pH对酶活性的影响,D项合理。3.D由图可知,图甲探究温度对酶活性的影响,而过氧化氢的分解受温度影响,故本试验不宜使用过氧化氢酶,A项正确;图乙探究pH对酶活性的影响,淀粉在酸性条件下水解,故该试验不宜用淀粉作为底物,B项正确;图甲能证明酶的活性受温度的影响,图乙能证明酶的活性受pH的影响,即图甲和图乙能证明酶的作用条件比拟温柔,图丙能证明酶的专一性,图丁能证明酶的高效性,C项正确;在pH=2时酶活性下降的缘由是酶的空间结构受到破坏,在温度为20℃的状况下酶活性下降的缘由是低温抑制了酶的活性,但酶的空间结构没有受到破坏,D项错误。第11讲ATP与细胞呼吸第1课时ATP细胞呼吸的类型及过程【自主学习1】1.腺嘌呤高能磷酸键磷酸基团腺苷(1)C、H、O、N、P(2)腺嘌呤核糖磷酸基团(3)A—P~P~P2.(1)远离腺苷(A)(2)细胞质基质线粒体叶绿体细胞质基质线粒体光能放能C3的复原3.主动【自主学习2】1.(1)细胞质基质葡萄糖丙酮酸+[H]线粒体基质丙酮酸+H2OCO2+[H]少量能量线粒体内膜[H]+O2H2O大量能量(2)2.细胞质基质乳酸酒精和CO22C2H5OH+2CO2【自我诊断】1.(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×2.(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×【教材拓展】提示有糖类和脂肪分子中的能量许多而且很稳定,不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活泼的化学能,才能被细胞直接利用【合作探究1】探究1(1)提示①中“A〞表示腺苷,由腺嘌呤和核糖组成;②中“A〞表示腺嘌呤脱氧核苷酸,由1分子腺嘌呤、1分子脱氧核糖和1分子磷酸组成;③中“A〞表示腺嘌呤核糖核苷酸,由1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸组成;④中“A〞表示腺嘌呤。(2)提示都含有腺嘌呤。探究2(1)提示图中M指的是腺嘌呤,N指的是核糖。(2)提示“ATP充电〞即合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用;“ATP放能〞即ATP水解释放的能量,来自ATP的化学能,并用于生命活动,如主动运输、物质合成等。(3)提示与安静时相比,人体在猛烈运动时,ATP的合成速度和分解速度都加快,但ATP和ADP的含量都处于动态平衡。(4)提示O2供给量渐渐增加,细胞有氧呼吸渐渐加强,ATP的产生量随着O2的增加而增加;没有O2时,细胞进行无氧呼吸产生ATP;哺乳动物成熟红细胞通过无氧呼吸产生ATP,与O2无关。【例题演练】1.C图中①②为高能磷酸键,储存有大量的化学能,①简单断裂,为吸能反响供应能量,