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第3單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第8講　酶和ATP 考試說明 1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)。 2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)。 3.實(shí)驗(yàn):探究影響酶活性的因素。 ??考點(diǎn)一　酶的本質(zhì)、作用和特性 ?? 1.酶的本質(zhì)及作用 (1)本質(zhì)與作用 化學(xué)本質(zhì) 絕大多數(shù)是　　　 少數(shù)是　　　 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成場所 核糖體 主要是細(xì)胞核 來源 一般來說,　　　　都能產(chǎn)生酶 生理功能 具有　　　　作用 作用場所 細(xì)胞內(nèi)、外或生物體外均可 (2)作用機(jī)理:　　　　化學(xué)反應(yīng)的活化能。 圖3-8-1 ①無酶催化的反應(yīng)曲線是　　　　,有酶催化的反應(yīng)曲線是　　　　。 ②ca段的含義是在無催化劑的條件下,反應(yīng)所需要的活化能;ba段的含義是酶　　　　　　　。 ③若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng),則b點(diǎn)在縱軸上將　　　　移動(dòng)。 2.酶本質(zhì)的探索(連一連) 科學(xué)家 ①巴斯德 ②李比希 ③畢希納 ④薩姆納 ⑤切赫和奧特曼　　　　　 　主要觀點(diǎn)或成就 a.糖類變酒精需要酵母細(xì)胞死亡并釋放 其中物質(zhì) b.少數(shù)RNA也具有生物催化功能 c.從酵母細(xì)胞中提取引起發(fā)酵的物質(zhì)釀酶 d.從刀豆種子中提取出脲酶(第一個(gè)), 證明脲酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),其作 用是分解尿素 e.糖類變酒精必須有酵母活細(xì)胞參與 3.酶的特性 (1)　　　　　:酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107~1013倍。 (2)專一性:每一種酶只能催化　　　　　化學(xué)反應(yīng)。 (3)作用條件較溫和:高溫、過酸、過堿都會(huì)使酶的　　　　　　遭到破壞,使酶永久失活;低溫時(shí),酶的活性減弱,但不會(huì)失活。 理性思維 [模型與建模] 甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如圖3-8-2所示,請思考: 圖3-8-2 (1)甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是否相同? (2)乙酶活性改變的機(jī)制是什么? 科學(xué)探究 下列是與酶相關(guān)的實(shí)驗(yàn),請仔細(xì)分析并思考: 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募敖Y(jié)論①②分別是什么? 1.酶的高效性 圖3-8-3 (1)由曲線可知:酶比無機(jī)催化劑的催化效率更高。 (2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。因此,酶不能改變最終生成物的量。 2.酶的專一性 (1)物理模型 圖3-8-4 ①圖中A表示酶,B表示被催化的底物,E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì),C、D表示不能被酶催化的物質(zhì)。 ②酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。 (2)曲線模型 圖3-8-5 ①在A反應(yīng)物中加入酶A,反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快,說明酶A能催化底物A的反應(yīng)。 ②在A反應(yīng)物中加入酶B,反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同,說明酶B不能催化底物A的反應(yīng)。 3.影響酶促反應(yīng)速率的因素 (1)溫度和pH 圖3-8-6 ①在一定溫度(pH)范圍內(nèi),隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強(qiáng),超過這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱直至失活。 ②過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞,溫度升高可恢復(fù)活性。 (2)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響 圖3-8-7 ①由甲圖可知,在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快,但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反應(yīng)速率不再增加。 ②由乙圖可知,在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 (3)綜合影響 圖3-8-8 據(jù)圖可知,不同pH條件下,酶最適溫度不變;不同溫度下,酶最適pH也不變。即反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。 特別提醒 (1)同一個(gè)體不同細(xì)胞中,酶的種類和數(shù)量不完全相同,對于同一個(gè)細(xì)胞而言,在不同的時(shí)期或生理狀態(tài)下,細(xì)胞中酶的種類和數(shù)量也會(huì)發(fā)生改變。 (2)酶促反應(yīng)速率與酶活性不同。溫度和pH通過影響酶活性,進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應(yīng)速率,但并未改變酶活性。 角度1　考查對酶的本質(zhì)及作用和特性的理解 1.下列關(guān)于酶的敘述,正確的是 (　　) A. DNA連接酶的作用是將單個(gè)脫氧核苷酸連接在DNA片段上 B. RNA聚合酶能催化脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵 C. DNA分子的復(fù)制需要DNA解旋酶 D. 過氧化氫酶催化過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣量比Fe3+催化時(shí)要多 2.[2017湖北黃岡三模] 為使反應(yīng)物 A反應(yīng)生成產(chǎn)物 P,采取了有酶催化(最適溫度和 pH)和有無機(jī)催化劑催化兩種催化方法,其能量變化過程用圖3-8-9甲中兩條曲線表示;圖乙表示某酶促反應(yīng)過程的示意圖。下列有關(guān)分析中不合理的是 (　　) 甲 乙 圖3-8-9 A.距離 b 可反映無機(jī)催化劑催化效率比酶催化效率低的原因 B.適當(dāng)升高溫度,有酶催化時(shí)的Ⅱ曲線對應(yīng)的距離a將減小 C.圖乙中②可代表蔗糖,那么③④可代表果糖和葡萄糖 D.圖乙所示過程可以說明酶具有專一性 易錯(cuò)提醒　高考常考的酶及其作用歸納 (1)DNA聚合酶:將單個(gè)的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成鏈。 (2)DNA連接酶:將兩個(gè)DNA片段連接起來。 (3)RNA聚合酶:將單個(gè)的核糖核苷酸連接成鏈。 (4)解旋酶:在DNA分子復(fù)制過程中打開DNA堿基對中的氫鍵。 (5)ATP水解酶:能打開遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵。 (6)ATP合成酶:能催化遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵形成。 (7)限制性核酸內(nèi)切酶:識別特定的核苷酸序列,從固定的切點(diǎn)切開磷酸二酯鍵。 (8)蛋白酶:將蛋白質(zhì)的部分肽鍵切斷,得到不同的肽鏈或氨基酸。 (9)纖維素酶、果膠酶:水解纖維素、果膠,破壞植物細(xì)胞壁。 角度2　影響酶促反應(yīng)的曲線分析 3.[2017浙江寧波模擬] 圖3-8-10中曲線a表示在最適溫度、最適pH條件下,底物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析,下列敘述不正確的是 (　　) 圖3-8-10 A.在曲線的AB段限制反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度 B.在曲線的B點(diǎn)時(shí)再加入一定量的酶,可以用曲線b表示 C.酶的數(shù)量減少后,圖示反應(yīng)速率可用曲線c表示 D.減小pH,重復(fù)該實(shí)驗(yàn),曲線中B點(diǎn)位置不變 4.[2017安徽合肥二檢] 為了研究溫度對某種酶活性的影響,設(shè)置甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)組,各組溫度條件不同,其他條件相同且適宜,測定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度,結(jié)果如圖3-8-11所示。以下分析正確的是 (　　) 圖3-8-11 A.在t時(shí)刻之后,甲組曲線不再上升,是因?yàn)槭艿矫笖?shù)量的限制 B.在t時(shí)刻降低丙組溫度,將使丙組酶的活性提高,曲線上升 C.若甲組溫度小于乙組溫度,則酶的最適溫度不可能大于乙組溫度 D.若甲組溫度大于乙組溫度,則酶的最適溫度不可能大于甲組溫度 歸納提煉　“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線 一看兩坐標(biāo)軸的含義:分清自變量與因變量,了解兩個(gè)變量的關(guān)系(橫軸為自變量,縱軸為因變量) 二看曲線的變化:利用數(shù)學(xué)模型法觀察同一條曲線的升、降或平的變化,掌握變量變化的生物學(xué)意義。如在分析影響酶促反應(yīng)的因素時(shí),一般情況下,縱坐標(biāo)代表的量未達(dá)到飽和時(shí),限制因素是橫坐標(biāo)所表示的因素;當(dāng)縱坐標(biāo)代表的量達(dá)到飽和后,限制因素是除橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素 三看特殊點(diǎn):如曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、頂點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交叉點(diǎn)等,理解特殊點(diǎn)的意義 四看不同曲線的變化:理解曲線之間的內(nèi)在聯(lián)系,找出不同曲線的異同及變化的原因 ??考點(diǎn)二　探究影響酶活性的因素?? 1.探究溫度對酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理 ①反應(yīng)原理:淀粉麥芽糖、葡萄糖 　　　　　　 藍(lán)色　　無藍(lán)色出現(xiàn) ②鑒定原理:溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解,滴加碘液,根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟 序號 實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容 試管1 試管2 試管3 1 加入等量的可溶 性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 控制不同的 溫度條件 60 ℃熱水 (5分鐘) 沸水 (5分鐘) 冰塊 (5分鐘) 3 加入等量的新鮮 淀粉酶溶液 1 mL (5分鐘) 1 mL (5分鐘) 1 mL (5分鐘) 4 加入等量的碘液 1滴 1滴 1滴 5 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 不出現(xiàn)藍(lán)色 (呈現(xiàn)碘液顏色) 藍(lán)色 藍(lán)色 2.探究pH對酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理 ①反應(yīng)原理(用反應(yīng)式表示): 2H2O22H2O+O2。 ②鑒定原理:pH影響酶的活性,從而影響氧氣的生成速率,可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗(yàn)O2的生成速率。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟 序號 實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容 試管1 試管2 試管3 1 注入等量的過氧 化氫酶溶液 2滴 2滴 2滴 2 注入等量的不 同pH的溶液 1 mL 蒸餾水 1 mL 5% 的HCl 1 mL 5% 的NaOH 3 注入等量的3%的 H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 4 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有大量氣 泡產(chǎn)生 無氣 泡產(chǎn)生 無氣 泡產(chǎn)生 5 將帶火星的衛(wèi)生香插 入試管內(nèi)液面的上方 燃燒劇烈 燃燒較弱 燃燒較弱 3.酶活性實(shí)驗(yàn)探究中的“三宜”“四不宜” (1)若底物選擇淀粉和蔗糖,用淀粉酶來驗(yàn)證酶的專一性,檢測底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑,不宜選用碘液,因?yàn)榈庖簾o法檢測蔗糖是否被分解。 (2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度,檢測底物被分解的試劑宜選用碘液,不宜選用斐林試劑,因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱,而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。 (3)在探究酶的適宜溫度的實(shí)驗(yàn)中,不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實(shí)驗(yàn)材料,因?yàn)檫^氧化氫(H2O2)在常溫常壓時(shí)就能分解,加熱的條件下分解會(huì)加快,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (4)在探究pH對酶活性影響時(shí),宜保證酶的最適溫度(排除溫度干擾),且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸,不宜在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前,讓反應(yīng)物與酶接觸。 角度1　考查有關(guān)酶實(shí)驗(yàn)的分析 1.[2018成都七中模擬] 下列關(guān)于酶的實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是 (　　) A.驗(yàn)證酶的高效性時(shí),自變量是酶的種類 B.“探究溫度對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中,可選用過氧化氫酶作為研究對象 C.用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的專一性時(shí),可用碘液進(jìn)行鑒定 D.在探究影響淀粉酶活性的因素時(shí),溫度、酸堿度、實(shí)驗(yàn)的次數(shù)等都是自變量 2.[2017廣東廣州二模] 下列關(guān)于酶的實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是 (　　) A.利用唾液淀粉酶可以除去植物細(xì)胞壁 B.用丙酮能從刀豆種子中提取到純度較高的脲酶 C.H2O2分解實(shí)驗(yàn)中,Fe3+、加熱與過氧化氫酶降低活化能的效果依次增強(qiáng) D.利用pH分別為7、8、9和10的緩沖液探究pH對胃蛋白酶活性的影響 實(shí)驗(yàn)小錦囊　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則 1.對照原則 對照實(shí)驗(yàn)是除了一個(gè)因素之外,其他因素都保持不變的實(shí)驗(yàn),通常分為實(shí)驗(yàn)組和對照組,實(shí)驗(yàn)組是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組,對照組是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組。 2.單一變量原則 所謂單一變量原則,就是要盡可能控制無關(guān)變量,以確保實(shí)驗(yàn)變量的唯一性。 (1)實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量 ①實(shí)驗(yàn)變量也稱自變量,是研究者主動(dòng)操縱的條件和因子,是作用于實(shí)驗(yàn)對象的刺激變量。 ②反應(yīng)變量又稱因變量,是隨自變量變化而產(chǎn)生反應(yīng)或發(fā)生變化的變量,應(yīng)具可測性和客觀性。 (2)無關(guān)變量:無關(guān)變量又稱干擾變量、控制變量,是指與研究目標(biāo)無關(guān),但卻影響研究結(jié)果的變量。 3.等量原 實(shí)驗(yàn)中除“單一變量”(即實(shí)驗(yàn)變量)外,其他變量需注意等量原則,即: (1)生物材料要相同:所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方面要盡量相同或至少大致相同。 (2)實(shí)驗(yàn)器具要相同。 (3)實(shí)驗(yàn)試劑要相同。 (4)處理方法要相同。 角度2　考查有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 3.[2017廣東六校聯(lián)考] 普通淀粉酶的最適溫度在40~60 ℃之間,而極端耐熱淀粉酶在100 ℃仍能保持較高的活性,因此在生產(chǎn)上具有更為廣泛的應(yīng)用前景。請回答有關(guān)問題: (1)要鑒定該酶的化學(xué)本質(zhì),可將該酶液與　　　　　　混合,若反應(yīng)液呈　　　　色,則該酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。 (2)測定淀粉酶活性時(shí),應(yīng)選擇　　　　作為該酶作用的底物,反應(yīng)液中應(yīng)加入　　　　溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究極端耐熱淀粉酶起催化作用的最適溫度。 ①此實(shí)驗(yàn)中除自變量和因變量外,還需要考慮　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(指出兩點(diǎn)即可)等因素。 ②結(jié)合題目信息,簡要寫出探究該酶催化作用最適溫度的實(shí)驗(yàn)思路: 　。 技法提煉　梯度法探究酶的最適溫度或最適pH (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 底物t1溫度或pH1下+酶t1溫度或pH1下底物的分解 量或剩余量 或產(chǎn)物的生 成量 (2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序 圖3-8-12 ??考點(diǎn)三　ATP的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生和利用?? 1.ATP的結(jié)構(gòu)與功能 (1)組成元素:　　　　　　　　　　　。 (2)分子結(jié)構(gòu): ①分子結(jié)構(gòu)式:　　　　　　　　　　(簡寫)。 a.1分子ATP=1分子　　　(A)+3分子　　　　　　(Pi)。 b.腺苷=　　　　+核糖。 c.含有　　　　個(gè)高能磷酸鍵。 d.ATP與RNA的關(guān)系:ATP去掉　　　　個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是組成RNA的基本單位之一。 ②特點(diǎn):遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵易水解,釋放出能量,也可以接受能量而重新形成。 (3)功能:生命活動(dòng)的　　　　　　物質(zhì)。 2.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化 ATP　　　　　　+能量 (1)下列需要A過程提供能量的是　　　　　　。 ①主動(dòng)運(yùn)輸　②生物發(fā)光、發(fā)電　③肌肉收縮?、艿矸酆铣伞、荽竽X思考?、拗参锔?xì)胞吸收水分 (2)進(jìn)行B過程的生命活動(dòng)和場所 ①生命活動(dòng)植物:　　　　　　　　　動(dòng)物:　　　　　　 ②場所:　　　　　　　　　　　　　　。 (3)進(jìn)行B過程的能量來源和去向 ①來源:　　　　和有機(jī)物氧化釋放的能量。 ②去向:用于形成ATP中的　　　　　　　。 正誤辨析 1.ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)。 (　　) 2.在線粒體內(nèi)膜上不能合成ATP。 (　　) 3.在無氧條件下,光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。 (　　) 4.人在饑餓時(shí),細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。 (　　) 5.在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中,不會(huì)同時(shí)發(fā)生ATP的合成與分解。 (　　) 理性思維 1.[歸納與概括] ATP和酶在成分上有聯(lián)系嗎? 2.[歸納與概括] 酶與ATP在細(xì)胞代謝中有怎樣的聯(lián)系? 1.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 圖3-8-13 (1)ATP在生物體內(nèi)含量少,但轉(zhuǎn)化十分迅速,從而使細(xì)胞中的ATP與ADP的轉(zhuǎn)化總是處于一種動(dòng)態(tài)平衡中。 (2)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中,物質(zhì)可重復(fù)利用,但能量不可循環(huán)利用,它們不是可逆反應(yīng)。 (3)ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”,這一過程需要酶的催化,同時(shí)也消耗水。 (4)ATP不等同于能量:ATP是一種高能磷酸化合物,是一種與能量有關(guān)的物質(zhì),不能將二者等同起來。 (5)生命活動(dòng)需要消耗大量能量,但細(xì)胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用,只要提供能量(光能或化學(xué)能),生物體就可不斷合成ATP,滿足生物體的需要。 2.ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系模型分析 ①O2供給量為0時(shí),可經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生ATP②上升段與O2濃度有關(guān),平衡段受酶、有機(jī)物、ADP或磷酸等制約③針對動(dòng)物細(xì)胞,若橫軸改為呼吸強(qiáng)度,則曲線應(yīng)從0開始 圖3-8-14 角度1　考查ATP的來源、結(jié)構(gòu)及生理作用 1.ATP、GTP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)四種高能磷酸化合物,它們的結(jié)構(gòu)只是堿基不同,下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A.ATP的合成常伴隨著細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng) B.1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質(zhì) C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脫氧核糖構(gòu)成的 D.UTP斷裂兩個(gè)高能磷酸鍵后可作為基因轉(zhuǎn)錄的原料 2.[2017遼寧葫蘆島二模] 下列關(guān)于ATP的敘述,錯(cuò)誤的是 (　　) A.細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATP的分布 B.神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)需要ATP供能 C.細(xì)胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相關(guān)聯(lián) D.病毒的生命活動(dòng)既不產(chǎn)生ATP也不消耗ATP 3.[2014全國卷] ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述,錯(cuò)誤的是 (　　) A.線粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用 B.機(jī)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗ATP,睡眠時(shí)則不消耗ATP C.在有氧與缺氧的條件下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP D.植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來源于呼吸作用 易錯(cuò)提醒　比較法辨析ATP、DNA、RNA、核苷酸中“A”的含義 圖3-8-15 ATP中的A為腺苷(由腺嘌呤和核糖組成),DNA分子中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸,RNA分子中的A為腺嘌呤核糖核苷酸,核苷酸中的A為腺嘌呤?？梢?它們的共同點(diǎn)是都含有腺嘌呤。 角度2　ATP和酶的綜合考查 4.下列關(guān)于酶和ATP的敘述,正確的是 (　　) A.基因的表達(dá)需要酶和ATP,酶和ATP也是基因表達(dá)的產(chǎn)物 B.加酶和加熱促進(jìn)H2O2分解的機(jī)理相同 C.ATP的形成不一定伴隨著氧氣的消耗 D.ATP是RNA水解的產(chǎn)物之一 5.[2017河北衡水中學(xué)三調(diào)] 下列關(guān)于酶和ATP的敘述,正確的是 (　　) A.酶通過給反應(yīng)物提供能量來提高化學(xué)反應(yīng)速率 B.某種酶經(jīng)蛋白酶處理后活性不變,推斷其組成成分中含有核糖 C.人的成熟紅細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率隨氧氣濃度的增大而加快 D.合成酶時(shí),在合成場所內(nèi)有一定水和ATP的合成 易錯(cuò)提醒　關(guān)于ATP的5個(gè)易錯(cuò)提醒 (1)ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”,這一過程需要酶的催化,同時(shí)也需要消耗水。凡是大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、糖原、淀粉等)的水解都需要消耗水。 (2)ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存于高能磷酸鍵中的化學(xué)能,可直接用于各項(xiàng)生命活動(dòng)(光反應(yīng)階段合成的ATP只用于暗反應(yīng));而合成ATP所需能量則主要來自有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能或光合作用中吸收的光能。 (3)ATP并不是細(xì)胞內(nèi)唯一的高能化合物,高能化合物在生物體內(nèi)有很多種,如存在于各種生物體細(xì)胞內(nèi)的UTP、GTP、CTP及動(dòng)物體內(nèi)的磷酸肌酸。 (4)ATP與ADP轉(zhuǎn)化總處于“動(dòng)態(tài)平衡”中,切不可認(rèn)為ATP合成量大于分解量或ATP分解量大于合成量,如劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)ATP分解量增加,此時(shí)其合成量也增加。 (5)細(xì)胞放能反應(yīng)中可將ADP與Pi合成ATP,吸能反應(yīng)中可將ATP水解為ADP與Pi。 ??歷年真題明考向?? 1.[2017全國卷Ⅱ] 下列關(guān)于生物體中酶的敘述,正確的是 (　　) A.在細(xì)胞中,核外沒有參與DNA合成的酶 B.由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性 C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法 D.唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37 ℃ 2.[2017天津卷] 將A、B兩種物質(zhì)混合,T1時(shí)加入酶C。圖3-8-16為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。 敘述錯(cuò)誤的是 (　　) 圖3-8-16 A.酶C降低了A生成B這一反應(yīng)的活化能 B.該體系中酶促反應(yīng)速率先快后慢 C.T2后B增加緩慢是酶活性降低導(dǎo)致的 D.適當(dāng)降低反應(yīng)溫度,T2值增大 3.[2016全國卷Ⅰ] 若除酶外所有試劑已預(yù)保溫,則在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中,下列操作順序合理的是 (　　) A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量 B.加入底物→加入酶→計(jì)時(shí)→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量 C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量 D.加入底物→計(jì)時(shí)→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量 4.[2016全國卷Ⅱ] 為了研究溫度對某種酶活性的影響,設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組:A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃),測定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同),結(jié)果如圖3-8-17所示。回答下列問題: 圖3-8-17 (1)三個(gè)溫度條件下,該酶活性最高的是　　　　組。 (2)在時(shí)間t1之前,如果A組溫度提高10 ℃,那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)　　　　。 (3)如果在時(shí)間t2時(shí),向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物,其他條件保持不變,那么在t3時(shí),C組產(chǎn)物總量　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是　　　　　　　　　　　,其特性有　　　　　　　　(答出兩點(diǎn)即可)。 完成課時(shí)作業(yè)(八) 第9講　細(xì)胞呼吸 考試說明 1.細(xì)胞呼吸(Ⅱ)。 2.實(shí)驗(yàn):探究酵母菌的呼吸方式。 ??考點(diǎn)一　細(xì)胞呼吸的過程?? 1.有氧呼吸 (1)總反應(yīng)式 圖3-9-1 (2)過程圖解 (3)能量的釋放與去向 ①有氧呼吸　　　　個(gè)階段都釋放能量產(chǎn)生ATP。 ②細(xì)胞呼吸釋放的能量大部分以　　　　形式散失,少部分轉(zhuǎn)移到　　　　中。 2.無氧呼吸 (1)反應(yīng)式 ①產(chǎn)物為酒精:C6H12O6　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②產(chǎn)物為乳酸:C6H12O6　　　　　　　　　　　　　　。 (2)過程 第一階段 第二階段 場所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 反應(yīng)物 葡萄糖 生成物 丙酮酸、[H] 生成ATP數(shù)量 少量 (3)能量的釋放與去向 ①只在　　　　　　釋放少量能量,生成少量ATP。 ②葡萄糖分子的大部分能量存留在　　　　　　中。 正誤辨析 1.無氧呼吸不需要O2的參與,該過程最終有[H]的積累。 (　　) 2.有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水。 (　　) 3.葡萄糖氧化分解為丙酮酸只發(fā)生在細(xì)胞有氧呼吸時(shí)。 (　　) 4.無氧呼吸能產(chǎn)生ATP,但沒有[H]的生成過程。 (　　) 5.人體細(xì)胞內(nèi)O2/CO2的值,線粒體內(nèi)比細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中高。 (　　) 理性思維 1.[歸納與概括] 春季種子萌發(fā)初期,細(xì)胞釋放CO2與吸收O2的比值大于1,此時(shí)細(xì)胞的呼吸方式是什么? 2.[歸納與概括] 人和動(dòng)物細(xì)胞呼吸過程中CO2的來源與酵母菌有何不同? 科學(xué)探究 如圖3-9-2是探究細(xì)胞呼吸作用的兩套實(shí)驗(yàn)裝置,甲裝置瓶內(nèi)和乙裝置A瓶內(nèi)都是萌發(fā)的種子,乙裝置B瓶內(nèi)是煮熟的種子。請認(rèn)真分析圖文信息,回答問題: 圖3-9-2 (1)甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn),其中屬于對照實(shí)驗(yàn)的是　　　　。 (2)甲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明　　　　　　　　　　　　　　。 (3)乙實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明　。 1.有氧呼吸和無氧呼吸的比較 類型 有氧呼吸 無氧呼吸 過程 模型 必需 條件 O2和酶 　不需O2,但必須有酶催化 場所 　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段);線粒體(第二、三階段) 　在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行全過程 產(chǎn)物 CO2和H2O 　酒精、CO2(或乳酸) 聯(lián)系 ?、俚谝浑A段完全相同;②實(shí)質(zhì)相同:氧化分解有機(jī)物,釋放能量(并合成ATP滿足細(xì)胞生命活動(dòng)的需要);③有氧呼吸是在無氧呼吸的基礎(chǔ)上進(jìn)化而來的 2.細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路 來源 去路 有氧呼吸 無氧呼吸 有氧呼吸 無氧呼吸 [H] 葡萄糖和水 葡萄糖 與O2結(jié)合 生成H2O 還原丙酮酸 ATP 三個(gè)階段 都產(chǎn)生 只在第一 階段產(chǎn)生 用于各項(xiàng)生命活動(dòng) 3.有氧呼吸過程中氫元素和碳元素的來源和去路分析 (1)氫元素:葡萄糖、H2O(反應(yīng)物)→[H]→H2O。 (2)碳元素:葡萄糖→丙酮酸→CO2。 角度1　考查有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析 1.[2017遼寧錦州質(zhì)檢] 下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述,不正確的是 (　　) A. 長跑時(shí),人體產(chǎn)生的CO2來自于有氧呼吸 B. 有氧呼吸第二階段消耗水,第三階段產(chǎn)生水 C. 肺炎雙球菌有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的場所是線粒體基質(zhì) D. 無氧呼吸第一階段產(chǎn)生[H],第二階段消耗[H] 2.[2017東北育才學(xué)校一模] 如圖3-9-3是[H]隨化合物在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的過程,下面對其分析不正確的是 (　　) A. ①產(chǎn)生的[H]可在②過程中將三碳化合物還原 B. [H]經(jīng)⑤轉(zhuǎn)移到水中,其過程需氧氣參與 C. 能形成ATP的過程有①②④⑤⑥⑦ 圖3-9-3 D. 長在向陽坡上的小麥比長在背陽坡上的小麥①過程旺盛 易錯(cuò)提醒　有關(guān)細(xì)胞呼吸的6個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。 (2)無氧呼吸只釋放少量能量,其余能量儲(chǔ)存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物——酒精或乳酸中。 (3)有氧呼吸產(chǎn)物與無氧呼吸產(chǎn)物最大的區(qū)別是無氧呼吸沒有水生成,并且無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。 (4)真核生物細(xì)胞并非都能進(jìn)行有氧呼吸,如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行無氧呼吸。 (5)原核生物無線粒體,但有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸,如藍(lán)藻、硝化細(xì)菌等,因?yàn)槠浼?xì)胞中含有與有氧呼吸有關(guān)的酶。 (6)水稻等植物長期被水淹后爛根的原因是無氧呼吸的產(chǎn)物酒精對細(xì)胞有毒害作用。玉米種子爛胚的原因是無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對細(xì)胞有毒害作用。 角度2　細(xì)胞呼吸方式的判斷與計(jì)算 3.[2018四川成都摸底] 為了準(zhǔn)確地判斷貯存的小麥種子所進(jìn)行的呼吸方式,最好檢測 (　　) A.有無酒精產(chǎn)生 B.有無水的生成 C.有無有機(jī)物的消耗 D.O2消耗量與CO2生成量的比值 4.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液,當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí),其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如圖3-9-4所示。據(jù)圖中信息推斷錯(cuò)誤的是 (　　) 圖3-9-4 A.氧濃度為a時(shí)酵母菌沒有有氧呼吸,只進(jìn)行無氧呼吸 B.當(dāng)氧濃度為b和d時(shí),酵母菌細(xì)胞呼吸的過程會(huì)不同 C.當(dāng)氧濃度為c時(shí),2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精發(fā)酵 D.在a、b、c、d不同氧濃度下,細(xì)胞都產(chǎn)生[H]和ATP 5.[2018河南林州一中調(diào)研] 將蘋果儲(chǔ)藏在密閉容器中,較長時(shí)間后會(huì)聞到酒香。當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí),其O2的消耗量和CO2產(chǎn)生量如下表所示(假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　) 氧濃度(%) a b c d e CO2產(chǎn)生量(mol/min) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0 O2的消耗量(mol/min) 0 0.5 0.7 1.2 3.0 A.氧濃度為a時(shí),蘋果的細(xì)胞呼吸只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行 B.氧濃度為c時(shí),蘋果產(chǎn)生C2H5OH的量為0.6 mol/min C.氧濃度為d時(shí),消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精發(fā)酵 D.氧濃度為b時(shí),較適宜蘋果的儲(chǔ)藏 技法提煉 1.判定細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù) 2.呼吸作用中各物質(zhì)之間的比例關(guān)系(以葡萄糖為底物的細(xì)胞呼吸) (1)有氧呼吸:葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。 (2)無氧呼吸:葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。 (3)消耗等量的葡萄糖時(shí),無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2物質(zhì)的量之比為1∶3。 ??考點(diǎn)二　影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用?? 1.溫度、CO2濃度及H2O對呼吸速率影響的曲線分析 因素 溫度 CO2濃度 H2O 影響 機(jī)理 　影響呼吸酶的活性 　高濃度的CO2對細(xì)胞呼吸有明顯的抑制效應(yīng) 　在一定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而增強(qiáng) 曲線 模型 實(shí)踐 應(yīng)用 　零上低溫下儲(chǔ)存種子、蔬菜、水果,大棚種植夜間適當(dāng)降低溫度 　增加CO2的濃度,可提高蔬菜和水果的保鮮效果 　糧食在收倉前要進(jìn)行晾曬處理,干種子萌發(fā)前要進(jìn)行浸泡處理 2.氧濃度對呼吸速率影響的曲線分析 圖3-9-5 (1)氧氣作為有氧呼吸的原料,可同時(shí)影響有氧呼吸和無氧呼吸的速率。 (2)圖甲中O2濃度為0時(shí)細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸,隨O2濃度升高,有氧呼吸逐漸增強(qiáng),無氧呼吸逐漸減弱。當(dāng)O2濃度為0~10%時(shí),細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸;O2濃度在10%以上時(shí),細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。 (3)圖乙中三條曲線分別表示無氧呼吸CO2釋放量、有氧呼吸O2吸收量(等于有氧呼吸CO2釋放量)及兩種呼吸CO2釋放總量。 (4)圖中R點(diǎn)為兩種細(xì)胞呼吸CO2釋放總量的最低點(diǎn),一般認(rèn)為此時(shí)細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物最少,最適合儲(chǔ)存種子或果實(shí)。AB段長度=BC段長度,說明此時(shí)有氧呼吸與無氧呼吸釋放的CO2量相等,則此時(shí)有氧呼吸消耗的葡萄糖量應(yīng)為無氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。 角度1　以曲線模型為信息載體,考查影響細(xì)胞呼吸的因素 1.如圖3-9-6表示某植物非綠色器官在不同O2濃度下,O2的吸收量和CO2的釋放量的變化情況,根據(jù)所提供的信息,以下判斷正確的是 (　　) 圖3-9-6 A.N點(diǎn)時(shí),該器官O2的吸收量和CO2的釋放量相等,說明其只進(jìn)行有氧呼吸 B.M點(diǎn)是貯藏該器官的最適O2濃度,此時(shí)無氧呼吸的強(qiáng)度最低 C.該器官呼吸作用過程中有非糖物質(zhì)的氧化分解 D.L點(diǎn)時(shí),該器官產(chǎn)生CO2的場所是細(xì)胞中的線粒體基質(zhì) 2.科研人員探究溫度對密閉罐中水蜜桃果肉細(xì)胞呼吸速率的影響,結(jié)果如圖3-9-7所示。下列敘述正確的是 (　　) 圖3-9-7 A.20 h內(nèi),果肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 B.50 h后,30 ℃條件下果肉細(xì)胞沒有消耗O2,密閉罐中CO2濃度會(huì)增加 C.50 h后,30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢,是因?yàn)闇囟雀呤姑富钚越档? D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,溫度越高,果肉細(xì)胞有氧呼吸速率越大 角度2　考查細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)上的應(yīng)用 3.[2018四川成都模擬] 下列關(guān)于細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用,正確的是 (　　) A.水果、蔬菜的保存要求在零下低溫、無氧和干燥環(huán)境 B.用透氣的紗布包扎傷口可避免組織細(xì)胞缺氧死亡 C.稻田定期排水可防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸對細(xì)胞造成毒害 D.夜間適當(dāng)降低溫度有利于提高溫室大棚中農(nóng)作物的產(chǎn)量 4.[2017浙江五校聯(lián)考] 蠶豆種子萌發(fā)過程中CO2釋放速率和O2吸收速率的變化趨勢如圖3-9-8所示。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　) 圖3-9-8 A.種子在破土前干重一直在減小 B.48 h后細(xì)胞呼吸底物不只是糖類 C.二氧化碳的產(chǎn)生場所為線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) D.12~24 h期間,細(xì)胞呼吸的主要方式為有氧呼吸 易錯(cuò)警示　影響細(xì)胞呼吸的外界因素的應(yīng)用注意點(diǎn) 1.影響細(xì)胞呼吸的因素并不是單一的 (1)若需要增強(qiáng)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可采取供水、升溫、高氧等措施。 (2)若需降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可以采取干燥、低溫、低氧等措施。 2.儲(chǔ)存蔬菜和水果與儲(chǔ)存種子的條件不同 (1)蔬菜和水果應(yīng)儲(chǔ)存在“零上低溫、濕度適中、低氧”的條件下。 (2)種子應(yīng)儲(chǔ)存在“零上低溫、干燥、低氧”條件下。 ??考點(diǎn)三　探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式?? 1.實(shí)驗(yàn)原理 圖3-9-9 2.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌+葡萄糖溶液)。 (2)檢測CO2的產(chǎn)生,裝置如圖3-9-10所示。 圖3-9-10 (3)檢測酒精的產(chǎn)生:自A、B中各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液,分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5 mL 溶有0.1 g重鉻酸鉀的硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。 3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 條件 澄清石灰水的變化 1、2兩試管的變化 甲組 變混濁快 無變化 乙組 變混濁慢 出現(xiàn)灰綠色 4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下產(chǎn)生的CO2多且快,在無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸能產(chǎn)生酒精,還產(chǎn)生少量CO2。 5.實(shí)驗(yàn)成功關(guān)鍵點(diǎn)分析 (1)實(shí)驗(yàn)裝置:甲組探究酵母菌的有氧呼吸,乙組探究酵母菌的無氧呼吸。甲、乙兩組為對比實(shí)驗(yàn),設(shè)置的是有氧、無氧條件。 (2)通入A瓶的空氣中不能含有CO2,以保證第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。 (3)B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間,待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。 角度1　考查酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)探究 1.[2018河南林州調(diào)研] 如圖3-9-11是某研究小組在探究酵母菌呼吸方式時(shí)的兩套裝置圖,下列分析不合理的是 (　　) 圖3-9-11 A. 為檢驗(yàn)空氣中的二氧化碳是否被A瓶吸收完全,可在B瓶前加一個(gè)盛有澄清石灰水的錐形瓶 B. 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)C瓶先變混濁后又澄清了,說明實(shí)驗(yàn)成功 C. 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后用酸性的重鉻酸鉀檢測D瓶中物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)灰綠色 D. C瓶和E瓶也可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液,可觀察到水溶液由黃變綠再變藍(lán) 2.為探究酵母菌的細(xì)胞呼吸,將酵母菌破碎并進(jìn)行差速離心處理,得到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,與酵母菌分別裝入①~⑥試管中,加入不同的物質(zhì),進(jìn)行了如下表的實(shí)驗(yàn)。 物質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體 酵母菌 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 葡萄糖 - + - + + + 丙酮酸 + - + - - - 氧氣 + - + - + - 注:“+”表示加入了適量的相關(guān)物質(zhì),“-”表示未加入相關(guān)物質(zhì)。 下列有關(guān)敘述中,不正確的是 (　　) A.會(huì)產(chǎn)生酒精的試管有②⑥ B.會(huì)產(chǎn)生CO2和H2O的試管有③⑤ C.根據(jù)試管①③⑤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以判斷酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的場所 D.根據(jù)試管②④⑥的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以判斷酵母菌進(jìn)行無氧呼吸的場所 角度2　考查細(xì)胞呼吸的其他實(shí)驗(yàn) 3.如圖3-9-12所示裝置可用于測定動(dòng)物的呼吸速率。下列關(guān)于該裝置的敘述錯(cuò)誤的是 (　　) 圖3-9-12 A.試管內(nèi)加入的試劑是NaOH溶液 B.溫水的作用是使瓶內(nèi)溫度相對穩(wěn)定 C.實(shí)驗(yàn)中細(xì)玻璃管內(nèi)的紅墨水向右移動(dòng) D.該裝置直接測定動(dòng)物呼吸釋放的CO2量 4.[2017山東師大附中一模] 如圖3-9-13中三個(gè)裝置可用于研究萌發(fā)的種子的呼吸作用的方式及其產(chǎn)物,下列有關(guān)分析不正確的是 (　　) 圖3-9-13 A.甲裝置可用于探究呼吸作用是否產(chǎn)生熱量 B.乙裝置有色液滴向左移動(dòng),說明種子萌發(fā)只進(jìn)行有氧呼吸 C.丙裝置可用于探究萌發(fā)種子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2 D.三個(gè)裝置中的種子都必須進(jìn)行消毒處理,且都需要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn) 歸納總結(jié)　細(xì)胞呼吸方式的判斷及實(shí)驗(yàn)探究 1.探究細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置 欲探究某生物的呼吸類型,應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置,如圖3-9-14所示(以發(fā)芽種子為例): 圖3-9-14 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測和結(jié)論 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 裝置一液滴 裝置二液滴 不動(dòng) 不動(dòng) 只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸 不動(dòng) 右移 只進(jìn)行產(chǎn)乙醇的無氧呼吸 左移 右移 進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乙醇的無氧呼吸 左移 不動(dòng) 　只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸 2.物理誤差的校正 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確除減少無關(guān)變量的干擾外,還應(yīng)設(shè)置對照裝置,如圖3-9-15所示。對照裝置與裝置二相比,不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”,其余均相同。 圖3-9-15 特別提醒 (1)為防止微生物呼吸對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,應(yīng)將裝置進(jìn)行滅菌、所測種子進(jìn)行消毒處理。 (2)若選用綠色植物作實(shí)驗(yàn)材料,測定細(xì)胞呼吸速率,需將整個(gè)裝置進(jìn)行遮光處理,否則植物的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測定。 ??歷年真題明考向?? 1.[2017海南卷] 下列有關(guān)植物細(xì)胞呼吸作用的敘述,正確的是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.分生組織細(xì)胞的呼吸速率通常比成熟組織細(xì)胞的小 B.若細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2,說明細(xì)胞已停止無氧呼吸 C.適當(dāng)降低氧濃度可降低果實(shí)的有氧呼吸進(jìn)而減少有機(jī)物的消耗 D.利用葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸時(shí),吸收O2與釋放CO2的摩爾數(shù)不同 2.[2017海南卷] 某染料(氧化型為無色,還原型為紅色)可用于種子生活力的鑒定。某同學(xué)將吸脹的小麥種子平均分成甲、乙兩組,并進(jìn)行染色實(shí)驗(yàn)來了解種子的生活力,結(jié)果如下表所示。 分組 甲組 乙組 處理 種子與染料混合保溫 種子煮沸后與染料混合保溫 結(jié)果 種子中的胚呈紅色 種子中的胚未呈紅色 下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A.甲組的胚中發(fā)生了氧化還原反應(yīng) B.呼吸作用產(chǎn)生的NADH使染料變成紅色 C.乙組胚細(xì)胞膜上的載體蛋白能將染料運(yùn)出細(xì)胞 D.種子中胚細(xì)胞代謝活動(dòng)的強(qiáng)弱會(huì)影響染色效果 3.[2016上海卷] 人骨骼肌內(nèi)的白肌細(xì)胞含少量線粒體,適合無氧呼吸、進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)。白肌細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解的產(chǎn)物有(　　) ①酒精?、谌樗帷、跜O2?、蹾2O?、軦TP A.①③⑤ B.②④⑤ C.①③④⑤ D.②③④⑤ 4.[2015安徽卷] 科研人員探究了不同溫度(25 ℃和0.5 ℃)條件下密閉容器內(nèi)藍(lán)莓果實(shí)的CO2生成速率的變化,結(jié)果見圖3-9-16和圖3-9-17。 圖3-9-16 圖3-9-17 (1)由圖可知,與25 ℃相比,0.5 ℃條件下果實(shí)的CO2生成速率較低,主要原因是　　　　　　　　　　　　　;隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加,密閉容器內(nèi)的　　　　濃度越來越高,抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸。該實(shí)驗(yàn)還可以通過檢測　　　　濃度變化來計(jì)算呼吸速率。 (2)某同學(xué)擬驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)計(jì)如下方案: ①稱取兩等份同一品種的藍(lán)莓果實(shí),分別裝入甲、乙兩個(gè)容積相同的瓶內(nèi),然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲(chǔ)存,每隔一段時(shí)間測定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算CO2生成速率。 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠,請給出兩條建議,以完善上述實(shí)驗(yàn)方案(不考慮溫度因素)。 a.　; b.　。 完成課時(shí)作業(yè)(九) 第10講　光與光合作用 考試說明 1.光合作用的基本過程(Ⅱ)。 2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)。 3.實(shí)驗(yàn):葉綠體色素的提取和分離。 第1課時(shí)　光合作用的探究歷程與基本過程 ??考點(diǎn)一　捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu) ?? 1.葉綠體中色素的種類和顏色 色素的種類 色素的顏色 葉綠素 葉綠素a 　　　 葉綠素b 　　　 類胡蘿卜素 　　　 黃色 　　　 橙黃色 2.色素的分布與功能 圖3-10-1 (1)功能:　　　　　　　　　　　　。 由圖3-10-1可以看出: ①葉綠體中的色素只吸收　　　　光,而對紅外光和紫外光等不吸收。 ②類胡蘿卜素主要吸收　　　　,葉綠素a和葉綠素b主要吸收　　　　　　　,類胡蘿卜素和葉綠素吸收　 最少。 (2)分布:　　　　　　　　　　　。 3.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 圖3-10-2 (1)結(jié)構(gòu):①　　　　、②　　　　、③　　　　、④　　　　　, 其中④是由⑤　　　　堆疊形成的。 (2)與光合作用有關(guān)的酶:分布在　　　　　　上和　　　　中。 (3)功能:葉綠體是綠色植物進(jìn)行　　　　　的場所。 (4)功能驗(yàn)證:恩格爾曼的實(shí)驗(yàn),好氧細(xì)菌只分布在葉綠體被光束照射的部位。 理性思維 1.[歸納與概括] 遇到連續(xù)陰雨天氣,溫室或大棚補(bǔ)充光源時(shí)在相同光強(qiáng)條件下應(yīng)補(bǔ)充什么顏色的光? 2.[歸納與概括] 玉米田里的白化苗,在長出幾片葉片時(shí)就會(huì)死亡,原因是什么? 1.[2016全國卷Ⅱ] 關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述,錯(cuò)誤的是 (　　) A.葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中 B.構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C.通常,紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 2.[2017全國卷Ⅲ] 植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成 B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D.葉片在640~660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 3.下列對葉綠體和光合作用的分析正確的是 (　　) A.沒有葉綠體的細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用 B.用8%的鹽酸處理葉綠體有利于各種色素的提取 C.將葉綠體粉碎加工成勻漿并給予一定的光照,光合作用仍能正常進(jìn)行 D.葉綠體能產(chǎn)生和消耗ATP,兩個(gè)過程完全在葉綠體內(nèi)完成 題后歸納　影響葉綠素合成的三大因素 ??考點(diǎn)二　葉綠體色素的提取和分離?? 1.實(shí)驗(yàn)原理 2.實(shí)驗(yàn)步驟 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果 圖3-10-3 4.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及操作目的 注意事項(xiàng) 操作目的 提取色素 選新鮮綠色的葉片 使濾液中色素含量高 研磨時(shí)加無水乙醇 溶解色素 加少量SiO2和CaCO3 研磨充分、保護(hù)色素 迅速、充分研磨 防止乙醇過度揮發(fā), 充分溶解色素 盛放濾液的試管管口加棉塞 防止乙醇揮發(fā)和色素氧化 分離色素 濾紙預(yù)先干燥處理 使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散 濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻 使分離出的色素帶平整不重疊 濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次 使分離出的色素帶清晰分明 濾液細(xì)線不觸及層析液 防止色素直接溶解到層析液中 考查色素提取和分離的過程及結(jié)果 1.[2017福建廈門一中月考] 下列關(guān)于葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的說法,不正確的是 (　　) A.實(shí)驗(yàn)中需要加入SiO2進(jìn)行研磨,以破碎細(xì)胞和葉綠體 B.在研磨過程中加入CaCO3的目的是防止葉綠素被破壞 C.色素分離后在濾紙條上形成的4條色素帶從上至下分別呈橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色 D.色素帶的寬度反映了色素在層析液中溶解度的大小 2.某班學(xué)生完成對新鮮菠菜葉進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí),由于各組操作不同,出現(xiàn)了以下四種不同的層析結(jié)果,如圖3-10-4所示。下列分析不合理的是 (　　) 圖3-10-4 A.甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B.乙可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入SiO2 C.丙是正確操作得到的理想結(jié)果 D.丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3 方法提煉　色素的提取與分離異常現(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的菠菜葉,綠葉中色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無水乙醇,提取的色素濃度太低(正確做法:分次加入少量無水乙醇提取色素)。 ④未加碳酸鈣或加入過少,色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊:濾液細(xì)線過粗、不直。 (3)濾紙條上看不到色素帶 ①忘記畫濾液細(xì)線。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液,且時(shí)間較長,色素全部溶解到層析液中。 (4)濾紙條上只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶:忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。 ??考點(diǎn)三　光合作用的過程?? 1.光合作用的探究歷程(連一連) 2.卡爾文的實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)方法:　　　　　　　　。 (2)實(shí)驗(yàn)思路:　。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 光合作用中碳的轉(zhuǎn)移途徑:　　　　　　　　　　,這一途徑稱為　　　　　　。 3.光合作用的過程 (1)反應(yīng)式:　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)過程圖解 圖3-10-5 a.根據(jù)圖示寫出各標(biāo)號所代表的物質(zhì)或過程名稱 ①　　　　,②　　　　,③　　　　,④　　　　, ⑤　　　　,⑥　　　　。 b.光合作用過程 ①光反應(yīng)進(jìn)行的場所是　　　　　　　　　,物質(zhì)變化是　　　　　　　　　　　　　　;能量變化是將光能轉(zhuǎn)化為　　　　　　　　　。 ②暗反應(yīng)進(jìn)行的場所是　　　　　　　,發(fā)生的物質(zhì)變化有　　　　　　　　　　　　　　,能量變化是將ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成　　　　　　　　　　　　　。 理性思維 1.[歸納與概括] CO2濃度為0.003%時(shí),某植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時(shí)的低,其原因是什么? 2.[歸納與概括] 冬季應(yīng)及時(shí)清理大棚膜上的水珠,目的是什么? 科學(xué)探究 銀邊天竺葵葉片的邊緣呈白色,中間呈綠色(如圖3-10-6所示)。 圖3-10-6 不考慮葉片中光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移,請以銀邊天竺葵的葉片為材料,設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所,簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)測結(jié)果。 1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系 項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 條件 　需要光、色素、酶、H2O、ADP、Pi 　不需要葉綠素和光,需要多種酶、ATP、[H]、CO2 場所 　葉綠體的類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 物質(zhì) 轉(zhuǎn)化 　①水光解: 　2H2O4[H]+O2 ?、贏TP的合成: 　ADP+Pi+能量 ATP 能量 轉(zhuǎn)化 　光能→活躍的化學(xué)能 　活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 (續(xù)表) 項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 聯(lián)系 　光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]、ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi等,如圖: 2.光合作用過程中元素轉(zhuǎn)移途徑分析 (1)光合作用總反應(yīng)式及各元素去向 圖3-10-7 (2)光合作用過程中O的轉(zhuǎn)移途徑 H218O 18O2 C18O2C3(CH218O)+H218O (3)光合作用過程中C的轉(zhuǎn)移途徑 14CO2 14C3(14CH2O) 3.光合作用過程中一些物質(zhì)含量變化的分析 圖3-10-8 技巧:①需在繪制光合作用模式簡圖的基礎(chǔ)上借助圖形進(jìn)行分析。 ②需從物質(zhì)的生成和消耗兩個(gè)方面綜合分析。 (1)析圖 生成 消耗 影響因素 C3 產(chǎn)生于CO2 的固定過程 消耗于C3 的還原過程 　CO2濃度改變直接影響的是CO2的固定過程。光照強(qiáng)度改變后間接影響C3的還原過程 C5 產(chǎn)生于C3 的還原過程 　消耗于CO2 的固定過程 ATP和 [H] 產(chǎn)生于光 反應(yīng)過程 消耗于C3 的還原過程 (CH2O) 產(chǎn)生于C3 的還原過程 — 　 (2)光合作用過程中物質(zhì)含量變化分析 條件 [H]和ATP C3 C5 (CH2O)合成量 模型分析 光照強(qiáng)度由強(qiáng)到弱, CO2供應(yīng)不變 減少 增加 減少 減少 (續(xù)表) 條件 [H]和ATP C3 C5 (CH2O)合成量 模型分析 光