必修1生物新教材人教 专题二细胞代谢.pptx

1、PART 2 专题二 细胞代谢 第3讲酶和ATP 第4讲光合作用与细胞呼吸 微专题一种子 微专题二细胞代谢非选择题答题技巧 专题二 细胞代谢 第3讲酶和ATP 1.酶在代谢中的作用()。 2.ATP在能量代谢中的作用()。 考纲展示 网络构建 基础速查拾遗 1.下列关于酶的说法,正确的划“”,错误的 划“”。 (1)用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影 响时,既可用碘液也可用斐林试剂。() (2)2011海南卷 酶提供了反应过程所必需 的活化能。() (3)2011海南卷 酶分子在催化反应完成后 立即被降解。() 解析 (1)探究温度对酶活性的影响时 选斐林试剂作检测试剂需要水浴加热, 会改变实

2、验温度。 (2)酶不能提供化学反应所需的活化能, 只能降低化学反应所需的活化能。 (3)酶的性质是在催化化学反应的前后 本身的质和量都不变。 基础速查拾遗 (4)2017全国卷 从胃蛋白酶的提取液 中沉淀该酶可用盐析的方法。() (5)2017全国卷 唾液淀粉酶催化反应 的最适温度和保存温度都是37 。() (6)2011福建卷 正常人体内的激素、酶 和神经递质在发挥作用后都能保持活性。 () 解析 (4)胃蛋白酶属于蛋白质,向蛋白质 溶液中加入无机盐,可以通过降低溶解度 使之析出,而不改变蛋白质的空间结构, 因而沉淀胃蛋白酶可用盐析的方法。 (5)唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37 ,而酶适

3、于在低温下保存。 (6)激素和神经递质发挥作用后一般都失 去活性,酶发挥作用后仍然保持活性。 基础速查拾遗 2.下列关于ATP的说法,正确的划“”,错误 的划“”。 (1)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量 难以达到动态平衡。() (2)有氧条件下,植物根尖细胞的线粒体、 叶绿体和细胞质基质都能产生ATP。() (3)一个ATP中含有两个高能磷酸键,且都 很容易形成和水解。() 解析 (1)人在饥饿时,细胞中ATP 与ADP的含量仍保持动态平衡。 (2)植物根尖细胞中没有叶绿体。 (3)ATP中远离腺苷的那个高能磷 酸键容易形成和水解。 基础速查拾遗 (4)物质出入细胞时,凡是需要载体 协

4、助的就需要消耗ATP,不需要载体 协助的就不消耗ATP。 () (5)无氧呼吸产生的ATP少,是因为大 部分能量以热能的形式散失。( ) 解析 (4)协助扩散需要载体的协助,但 不需要消耗ATP。胞吐和胞吞虽然不需 要载体的协助,但需要消耗ATP。 (5)无氧呼吸产生的ATP少的原因是有机 物的氧化分解不彻底,其中很多能量储 存在乳酸或酒精等有机物中而没有释放 出来。 基础速查拾遗 3.细读教材,查缺补漏 (1)酸既能催化蛋白质水解,又能催化脂肪和淀粉水解。(教材必修1 P83 学科 交叉) (2)只有低温时曲线和横轴不相交,即酶的结构未改变,只是活性降低而已。 (教材必修1 P85 图5-3

5、,图5-4) (3)溶菌酶能溶解细菌的细胞壁而抗菌消炎,常与抗生素复合使用。(教材必 修1 P87) 基础速查拾遗 (4)加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体,而是经过酶工程改造过的,稳定 性更强。(教材必修1 P87) (5)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。(教材 必修1 P89) (6)吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量。(教材必修 1 P89) 【易错警示】 催化(降低反应所需活化能)是酶唯一的功能,它不具调节功能,也不能作 为能源(或组成)物质。 考点互动探究 考点一酶在细胞代谢中的作用 主干整合 1.熟知酶的“一来 源、一作用、二本

6、质和三特性”(填图) 氨基酸 核糖体 蛋白质 RNA 核糖核苷酸 细胞核 活细胞催化降低 高效性 专一性温和 考点互动探究 2.理清酶的作用原理、特性及影响因素的3类曲线 (1)酶的作用原理 由图可知,酶的作用原理是降低化学反应的活 化能。 若将酶变为无机催化剂,则b在纵轴上向 移动。用加热的方法不能降低活化能,但 会活化能。 图3-2 上 提供 考点互动探究 (2)酶的特性的曲线 图甲中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明:酶具有。 图乙中两曲线比较表明:酶具有。 图3-3 高效性 专一性 考点互动探究 (3)各因素对酶促反应速率的影响曲线 图3-4 分析图丙和图丁:温度或pH通过影响来影

7、响酶促反应速率。 分析图戊:OP段的限制因素是,P点以后的限制因素可能是。 酶的活性 底物浓度酶浓度 考点互动探究 【易错警示】 (1)反应速率化学平衡 酶只是降低了化学反应的活化能,所能催化的是本来就能发生的反应,提高了反 应速率,缩短了到达平衡点的时间,而平衡点的大小只能由底物的量来决定。 (2)酶促反应速率酶活性 温度和pH是通过影响酶的空间结构来改变酶的活性,进而影响酶促反应速率的; 而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响反应速率的。 考点互动探究 3.关注“三类”实验设计 (1)验证酶的专一性实验中的注意事项 淀粉或蔗糖+淀粉酶应用检测反应物,不能选用碘液,因为碘液无法

8、检 测蔗糖是否被分解。 (2)在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项 实验室使用的-淀粉酶的最适温度为。 不宜选择过氧化氢作底物,因为过氧化氢在下自行分解。 不宜选用斐林试剂鉴定,因为是干扰条件。 实验步骤不能颠倒,否则会使实验出现较大误差。 斐林试剂 60 高温 温度 考点互动探究 (3)探究酶的最适温度或最适pH的实验设计程序 图3-5 考点互动探究 考法一考查酶的本质、作用 考法提炼 1.酶会影响细胞代谢过程,下列叙述正确的是() A.细胞代谢的终产物可反馈调节相关酶活性,进而 调节代谢速率 B.激素都是通过影响细胞内的酶活性来调节细胞 代谢的 C.酶制剂可在较低的温度和较低pH下长期

9、保存 D.酶的催化效率一定比无机催化剂高 解析 细胞代谢终产物可以反 馈调节相关酶活性,进而调节 代谢速率,A正确; 激素既可以通过影响靶细胞 内酶活性来调节细胞代谢,也 可以通过影响靶细胞内某些 酶基因的表达来调节酶的数 量,从而调节细胞代谢,B错误; A 考点互动探究 1.酶会影响细胞代谢过程,下列叙述正确的是( ) A.细胞代谢的终产物可反馈调节相关酶活性, 进而调节代谢速率 B.激素都是通过影响细胞内的酶活性来调节细 胞代谢的 C.酶制剂可在较低的温度和较低pH下长期保存 D.酶的催化效率一定比无机催化剂高 酶制剂可在较低的温度下长期保 存,但在较低pH下则不行,C错误; 某些条件下酶

10、的催化效率可能比 无机催化剂低,D错误。 A 考点互动探究 2.核酶是具有催化功能的RNA分子,在特异地结合并切割特定的mRNA后,核酶可以从 杂交链上解脱下来,重新结合和切割其他的mRNA分子,下列说法正确的是() A.向核酶中滴加双缩脲试剂可以发生紫色反应 B.与不加核酶组相比,加核酶组mRNA降解较快,由此可以反映核酶的高效性 C.核酶具有热稳定性,故核酶的活性不受温度的影响 D.核酶与催化底物相结合时有氢键的形成, 也有磷酸二酯键的断裂 D 考点互动探究 解析 核酶的化学本质是RNA,与双缩脲试剂不会发生紫色反应,A错误; 与不加核酶组相比,加核酶组mRNA降解较快,由此可以反映核酶的

11、催化活性,若要体 现核酶的高效性,需要与无机催化剂相比较,B错误; 核酶具有热稳定性,但在高温条件下其结构也会发生改变,因此核酶的活性会受温度 的影响,C错误; 核酶与mRNA之间有氢键的形成,切割mRNA分子时有磷酸二酯键的断裂,D正确。 考点互动探究 考法二利用图形、曲线考查酶的特性及影响因素 3.图3-6是某实验小组利用A酶和B酶进行实验后绘制的曲线图。下列相关叙述正确的 是() C A.该实验的自变量是温度,因变量是酶活性 B.酶活性可用底物的消耗量或产物的生成量 来表示 C.若要探究pH对酶活性的影响,应将温度控制 在50 左右 D.80 时A酶的空间结构完整,B酶的空间结构被破坏图

12、3-6 考点互动探究 解析 分析题图可知,该实验的自变量是温度和酶 的种类,因变量是酶的活性,A错误; 酶活性可用单位时间、单位体积内底物的消耗量 或产物的生成量来表示,B错误; 若要探究pH对酶活性的影响,那么pH为自变量,应 将温度控制在最适宜,即50 左右,C正确; 在80 高温条件下,A酶、B酶的空间结构均被破 坏,D错误。 考点互动探究 考法二利用图形、曲线考查酶的特性及影响因素 4.某兴趣小组探究乙醇的浓度和铁离子对纤维素酶活性的影响时进行了相关实验,结 果如图3-7所示,下列叙述正确的是 () C A.该实验的自变量是乙醇浓度,有无铁离子 是无关变量 B.铁离子可使纤维素酶催化纤

13、维素水解时 的活化能升高 C.乙醇和铁离子对纤维素酶活性有协同作用 D.若要验证该酶的专一性,则实验的自变量可以是底物种类 图3-7 考点互动探究 解析 根据该实验的目的可知,该实验的自变量是乙醇浓度 和有无铁离子,A项错误; 乙醇浓度为零时,有铁离子组酶的活性较高,说明铁离子可 使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能降低,B项错误; 从图中信息可知,随着乙醇浓度的增大,纤维素酶的活性逐 渐降低,可见乙醇对纤维素酶的活性有抑制作用,而铁离子 对纤维素酶的活性有促进作用,C项错误; 验证酶的专一性,实验的自变量可以是底物的种类,D项正确。 考点互动探究 考法三 考查与酶相关的实验验证、探究或评价 5

14、.下列关于酶的叙述,正确的是() A.探究酶的高效性实验中,实验组加酶液、对照组加等量蒸馏水 B.探究pH对酶活性的影响实验中,一般不选择淀粉酶为实验对象 C.探究温度对酶活性的影响实验,底物与酶混合后再调节温度 D.呼吸酶基因是否表达,是判断细胞是否分化的依据之一 B 考点互动探究 解析 酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶的催化效率高,若要探究酶的高效性,自 变量是催化剂的种类,实验组加酶液、对照组加等量无机催化剂溶液,A错误; 淀粉酶可催化淀粉水解,探究pH对酶活性的影响,自变量是pH,因淀粉在酸性条件下 也会发生自然水解,所以一般不选择淀粉酶为实验对象,B正确; 探究温度对酶活性的影响实

15、验,自变量是温度,由于酶具有高效性,因此在进行实验时, 应先使酶溶液和底物溶液分别达到实验温度后再混合,以免对实验结果产生干扰,C 错误; 呼吸酶基因在活细胞中均能表达,因此呼吸酶基因是否表达,不是判断细胞是否分化 的依据之一,D错误。 考点互动探究 6.为研究Cu2+和Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,某小组设计了如下操作顺序的实验方案: 甲组:CuSO4溶液缓冲液淀粉酶溶液淀粉溶液保温检测 乙组:NaCl溶液缓冲液淀粉酶溶液淀粉溶液保温检测 丙组:蒸馏水缓冲液淀粉酶溶液淀粉溶液保温检测 各组试剂量均适宜,下列对该实验方案的评价,不合理的是() A.缓冲液的pH应控制为最适pH B.设置的对照实

16、验能达成实验目的 C.宜选用碘液来检测淀粉的剩余量 D.保温的温度应控制在37 左右 B 考点互动探究 解析 缓冲液的作用是调节pH,维持pH稳定,本实验pH以及温度都是无关变量,为了 避免温度和pH对实验的干扰,温度和pH都应该设置到最适宜,A、D说法正确。 本实验的因变量可以是淀粉的剩余量,根据碘遇淀粉变蓝可以检测实验中淀粉是否 有剩余,与对照组相比较说明Cu2+和Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,C说法正确。 甲、乙两组实验中除了有Cu2+和Cl-,还有硫酸根离子和钠离子,需要排除二者对实验 的干扰,因此对照组还需要再设置一组排除硫酸根离子和钠离子对酶活性干扰的对 照实验,因此设置的对照实验

17、不能达成实验目的,B评价不合理。 考点互动探究 考点二水和无机盐、糖类、脂质的作用 主干整合 1.关注ATP的结构及特点 (1)1分子ATP=1分子腺苷+3分子磷酸基团 图3-8 考点互动探究 2.理清无机盐存在形式、吸收方式及四种功能 ADP 远离腺苷 考点互动探究 (3)相关化合物中“A”的辨析 图3-9 腺嘌呤 核糖 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 考点互动探究 (4)ATP、GTP、UTP、CTP 将ATP(三磷酸腺苷)中的碱基A替换为G、U或C,则成为另外三种三磷酸苷, 分别为GTP(三磷酸鸟苷)、UTP (三磷酸尿苷)和CTP(三磷酸胞苷)。 考点互动探究 2.真核细胞中ATP与ADP转

18、化的场所及相关生理过程 考点互动探究 （续表） 考点互动探究 【易错警示】 关于ATP与ADP间相互转化的三个易错点 (1)ATP和ADP在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的ATP和ADP 总是处于一种动态平衡中。 (2)ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面 都不尽相同,因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应,但物质可重复利用。 (3)ATP合成往往与放能反应(如呼吸作用)相联系,ATP水解往往与吸能反应(如 主动运输、蛋白质的合成等)相联系。 考点互动探究 3.以ATP为核心,构建能量转化模型 图3-10 考点互动探究 考法提炼 1.ATP是

19、细胞的直接能源物质。dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写, 其结构式可简写成dAPPP。下列有关分析错误的是() A.一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成 B.细胞内生成dATP时有能量的储存,常与放能反应相联系 C.在DNA合成过程中,dATP是构成DNA的基本单位之一 D.dATP具有高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量 C 考点互动探究 解析 根据题意,dATP与ATP结构类似,从其结构简式可知,一分子dATP由三分子磷 酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成,A正确; 细胞内生成dATP时要形成高能磷酸键,有能量的储存,常与放能反应相联系,B正

20、确; 组成DNA的基本单位是四种脱氧核苷酸,而dATP是三磷酸脱氧腺苷,不是构成DNA 的基本单位,C错误; dATP含有高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量,D正确。 考点互动探究 2.“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表 面的一类蛋白质,它们的结构会随着与ATP 和ADP的交替结合而改变,促使ATP转化成 ADP,同时引起自身或与其结合的分子产 生运动。下列相关分析错误的是() A.“分子马达”具有酶的功能 B.主动运输可能与“分子马达”有关 C.吸能反应一般与ATP水解反应相联系 D.蛋白质结构改变意味着其失去活性 D 解析 由题可知,“分子马达”具有酶的 功能,A正确; “分子马达

21、”促使ATP转化成ADP,因此主 动运输可能与“分子马达”有关,B正确; 吸能反应(需要消耗能量,ATP是直接的 能源物质)一般与ATP水解反应相联系,C 正确; 载体蛋白在运输物质时,结构会发生改 变,但可以恢复,并未失去活性,D错误。 真题回顾拓展 1.2018浙江卷 酶是生物催化剂,其作用受pH等 因素的影响。下列叙述错误的是() A.酶分子有一定的形状,其形状与底物的结合无关 B.绝大多数酶是蛋白质,其作用的强弱可用酶活性 表示 C.麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解,不能催化蔗糖的 水解 D.将胃蛋白酶加入到pH 10的溶液中,其空间结构 会改变 A 解析 酶分子有一定的形状,酶 与底物结合

22、后,酶的形状会发生 改变,A错误; 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA,其作用的强弱可用酶活性 表示,B正确; 酶有专一性,麦芽糖酶能催化麦 芽糖的水解,不能催化其他物质 的水解,C正确; 真题回顾拓展 1.2018浙江卷 酶是生物催化剂,其作用受pH等 因素的影响。下列叙述错误的是() A.酶分子有一定的形状,其形状与底物的结合无关 B.绝大多数酶是蛋白质,其作用的强弱可用酶活性 表示 C.麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解,不能催化蔗糖的 水解 D.将胃蛋白酶加入到pH 10的溶液中,其空间结构 会改变 A 胃蛋白酶正常发挥作用时所处 的环境为酸性环境,将其加入pH 为10的溶液中,胃蛋白酶会变

23、性 失活,其空间结构发生改变,D正 确。 真题回顾拓展 2.2019天津卷 下列过程需 ATP水解提供能量的是() A.唾液淀粉酶水解淀粉 B.生长素的极性运输 C.光反应阶段中水在光下分解 D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段 B 解析 本题主要考查ATP的利用。唾液淀粉酶 水解淀粉是一种放能反应,不需要ATP提供能 量,A项不符合题意。 生长素的极性运输是一种主动运输,需要消耗 ATP,B项符合题意。 光反应中水的光解是在光照下生成ATP和H, 有ATP的生成,没有ATP的水解,C项不符合题意。 乳酸菌是厌氧菌,其无氧呼吸的第二阶段既没有 ATP的生成也没有ATP的消耗,D项不符合题意。 真题回顾

24、拓展 3.2016全国卷 若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺 序合理的是() A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量 B.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量 C.加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量 D.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量 C 解析 本题考查酶活力的测定实验,主要考查温度对酶活力的影响及考生的实验设 计与分析能力。酶活力受pH的影响,所以在酶与底物混合前应先让底物与缓冲液混 合,然后再加入酶并保温、计时,一段时间后检测产物的量,故C项正确。 真题回顾拓展 拓展1 实验中加

25、入缓冲液的作用是什么?高中阶段提到的缓冲液还有什么?它们分别 起什么作用? 真题回顾拓展 拓展2 利用胃蛋白酶和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响,这个实 验思路是否正确,为什么? 拓展2 错误,胃蛋白酶的最适pH为1.5,设置pH时,应有一个低于最适pH,一个高于最 适pH及最适pH作为对照。 教师备用习题 1.下列有关酶和ATP的叙述,正确的是( ) A.胃蛋白酶催化反应的最适温度和保存 温度都是37 B. 在有氧呼吸过程中,丙酮酸分解会产 生大量ATP C. 细胞内的吸能反应所需的能量均由 ATP提供 D. 细胞内ATP水解时需要酶降低反应的 活化能 D 解析 胃蛋白酶

26、催化反应的最适温度是 37 ,但胃蛋白酶应在低温下保存,A错 误; 有氧呼吸过程中丙酮酸分解产生少量 ATP,B错误; 细胞内有多种高能磷酸化合物,其中为吸 能反应提供能量最常用的是ATP,C错误; 细胞内ATP水解时,需要酶催化,酶能降低 反应的活化能,D正确。 教师备用习题 2.下列有关酶的实验设计中,所选材料与试剂最合理的组别是 ()C 组别实验课题选用材料与试剂 A温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液 BpH对酶活性的影响淀粉酶溶液、淀粉溶液、斐林试剂 C酶具有高效性双氧水、过氧化氢酶溶液、FeCl3溶液 D酶具有专一性蔗糖酶溶液、淀粉溶液、蔗糖溶液、碘液 A.AB.BC.

27、CD.D 教师备用习题 解析 温度可直接影响过氧化氢的分解,因此过氧化氢不能用于探究温度对酶活 性的影响,A项错误; 溶液的酸碱性可直接影响淀粉的分解,淀粉不能用于探究pH对酶活性的影响,B项 错误; 酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶的催化效率更高,用过氧化氢酶溶液和FeCl3 溶液进行对照实验,可证明酶具有高效性,C项正确; 碘液只能检测淀粉酶是否能催化淀粉水解,不能检测蔗糖酶是否能催化蔗糖水 解,D项错误。 教师备用习题 3.如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图。下列相关叙述正确的是 ()C A.催化过程的酶的功能及合成场所不同 B.过程释放的能量来自于ATP分子中腺苷 与磷酸基团间

28、化学键的断裂 C.过程均可在线粒体、叶绿体中发生 D.根据图示可知,ATP与ADP之间的转化属 于可逆反应 教师备用习题 解析 过程分别表示ATP的合成及水解,因此催化 过程的酶的功能不同,但合成场所相同(均为核糖 体),A错误; 过程释放的能量来自于ATP分子中远离腺苷的高能磷 酸键的断裂,B错误; 过程均可在线粒体、叶绿体中发生,C正确; ATP与ADP之间的转化过程物质是可逆的,但能量等不可 逆,因此不属于可逆反应,D错误。 教师备用习题 4.某同学取新鲜的肝脏研磨液进行了三次 实验。回答下列问题: (1)在pH为7的条件下,取四支盛有等量过氧 化氢溶液的试管,分别保温在0 、30 、

29、60 、90 的恒温水浴锅中,再滴加2滴 肝脏研磨液探究温度对过氧化氢酶活性的 影响。该实验能得出正确结论吗?为什么? 。 解析 (1)过氧化氢稳定性较差,在放置 过程中会缓慢分解为氧气和水,随着温 度升高其分解速率加快,且在高温下过 氧化氢会大量分解。 不能,高温下过氧化氢会大量分解 教师备用习题 (2)在温度为37 的条件下,取等量研磨液 分别加到四支盛有等量过氧化氢溶液的试 管中,再滴加盐酸或氢氧化钠改变各试管 pH分别为3、5、7、9,以探究pH对过氧化 氢酶活性的影响。该实验能得出正确结论 吗?为什么? 。 解析 (2)在探究pH对酶活性的实验 中,pH是自变量,需要先控制好pH。如

30、 果取等量研磨液分别加到四支盛有等 量过氧化氢溶液的试管中,再滴加盐酸 或氢氧化钠改变各试管pH为3、5、7、 9,则控制pH之前H2O2已在酶的催化下 分解,会引起实验误差,不能得出正确的 结论。 不能,控制pH之前H2O2已在酶的催化下分解 教师备用习题 (3)取少量研磨液分别加入盛有等量pH分别为3、5、7、9的过氧化氢溶液的试管中, 保持37 的温度,结果如图中B曲线所示。改变某些因素后重复上述实验,得到曲线A。 则改变的因素可能是 (至少写两个), 曲线A和B中,过氧化氢含量的最低点位于 横坐标同一位置的原因是 。 肝脏研磨液的量或温度等 同一种酶的 最适pH是一定的,不会由于酶的浓

31、度、温 度等的不同而改变 教师备用习题 解析 (3)据图可知,改变某条件后,在不同的pH条件下,过氧化氢的剩余量增加,说明 过氧化氢的分解速率减慢。改变的因素可能是肝脏研磨液的量或温度等。过氧化 氢的含量在最低点所对应的pH是过氧化氢酶的最适pH,同一种酶的最适pH是一定 的,不会由于酶浓度、温度等的不同而改变,所以曲线A和B中,过氧化氢含量的最低 点位于横坐标同一位置。 专题二 细胞代谢 第4讲光合作用与细胞呼吸 1.光合作用的基本过程()。 2.影响光合作用速率的环境因素()。 3.细胞呼吸()。 考纲展示 网络构建 基础速查拾遗 1.下列关于细胞呼吸与光合作用的说法,正确 的划“”,错误

32、的划“”。 (1)光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼 吸过程中化学能转变为热能和ATP。() (2)线粒体利用葡萄糖氧化分解产生二氧化碳 和水。 () (3)无氧呼吸不需要O2参与,最终有H的积累。 () 解析 (1)ATP是直接能源物质,而不 是能量。 (2)葡萄糖分解发生在细胞质基质中。 (3)无氧呼吸第二阶段消耗H,无H 的积累。 基础速查拾遗 (4)人在剧烈运动时产生的CO2全部来自 有氧呼吸。() (5)无水乙醇在色素的提取和分离实验中 起到分离色素的作用。() (6)暗反应中14C的转化途径是14CO2 14C3 C5 (14CH2O)。 () (7)夏季晴天,植物光合作用的“

33、午休”现象 的主要原因是环境中CO2浓度过低。( ) (4)人的无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2。 (5)无水乙醇在色素的提取和分离实验中 起到提取色素的作用,层析液起分离色素 的作用。 (6)暗反应中14C的转化途径是 14CO214C3(14CH2O)。 (7)出现光合“午休”现象是因为夏季中午 温度高,引起气孔关闭,二氧化碳吸收减少, 而不是环境中CO2浓度过低。 基础速查拾遗 2.感悟考能,规范表达 (1)在农业生产中为避免出现“午休”现象应采取的措施是。 (2)落地生根(一种植物)与硝化细菌都能将无机物合成有机物,试分析两者在合成有机 物时的主要区别: 。 (3)短暂无光期间,植物体内

34、依旧能生产(CH2O)的原因是 。 适时进行合理灌溉 将无机物合成有机物利用的能量来源不同,前者利用的是光能,后者 利用的是体外无机物氧化分解时所释放的化学能 无光期间,光反应已经产生的H和ATP还能继续用于C3的还原 基础速查拾遗 (4)植物的CO2补偿点是指光照条件下由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境 中的CO2浓度,已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。将正常生长的甲、乙两种 植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养,培养后发现两种植物的光合速率都 降低,原因 ,甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光 合速率(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 植物在光下光合作用

35、吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小 室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低 大于0 基础速查拾遗 (5)将小球藻细胞中的叶绿体和线粒体采用一定方法分离后,进行了如下实验:将叶绿体 和线粒体分别加入甲、乙两支试管中,甲中盛有适宜浓度的NaHCO3溶液,乙中盛有适宜 浓度的丙酮酸溶液,当处于充足光照且其他条件适宜的环境中,两支试管内都会产生气 泡。若原实验在黑暗且其他条件相同的环境中进行,则甲、乙两支试管内的实验现象分 别是,原因是 。 甲试管中无气泡产生,乙试管中有气泡生成 黑暗条件下甲试管中光合作 用(光反应阶段)不能进行,乙试管在线粒体基质中丙酮酸和水反应产生CO2 考点互动

36、探究 考点一 光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系 主干整合 1.理清有氧呼吸“三”个阶段中的场所及物质和能量变化 (1)第一阶段:消耗葡萄糖,产生H和丙酮酸,释放少量能量。 (2)第二阶段:分解丙酮酸,产生H和,释放少量能量。 (3)第三阶段线粒体内膜:结合产生H2O,释放能量。 细胞质基质 线粒体基质CO2 H与O2 大量 考点互动探究 2.注意无氧呼吸的3点提醒 (1)不同生物无氧呼吸产物 参与催化的酶控制酶合成的基因 考点互动探究 (2)无氧呼吸只释放少量能量的原因:大部分能量储存在中。 (3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因:无氧呼吸产生的对细胞有毒害作用。 3.C3和C5含量变化的分析

37、方法 当光照强度或CO2浓度改变后,短时间内C3和C5的含量均可发生变化。无论分析哪种 物质的含量变化,都要从生成和消耗两个角度分析。C3产生于CO2的固定过程,消耗于 C3的还原过程,C5产生于C3的还原过程,消耗于CO2的固定过程。 酒精或乳酸 酒精 考点互动探究 条件 光照强度二氧化碳浓度 强弱弱强高低低高 C3 减少增加 C5减少增加 ATP、H减少 减少 增加减少 增加减少 增加增加 考点互动探究 4.综合分析光合作用与有氧呼吸过程 图4-1 考点互动探究 【易错提醒】 光合作用中H为NADPH,即还原型辅酶;有氧呼吸中H为NADH,即 还原型辅酶;二者不是同种物质。 (2)能量转化

38、关系 图4-2 考点互动探究 考法一考查细胞呼吸和光合作用过程 考法提炼 1.图4-3是酵母菌细胞中发生的呼吸作用过程示意图。下列叙述错误的是()A 图4-3 A.过程发生在细胞质基质中,M可能是丙酮酸 B.在有氧和无氧条件下,过程均有H的消耗 C.若N是水,则过程发生在线粒体且有ATP的生成 D.若N是酒精,则过程发生在细胞质基质且消耗水 考点互动探究 解析 无论示意图代表有氧呼吸过程还是无氧呼吸过程,葡萄糖在第一阶段转变为 H和丙酮酸的过程都发生在细胞质基质,M代表的物质可能是丙酮酸,也可能是生成 丙酮酸之前的某中间产物,A正确; 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸生成水和CO2,在无氧条件下

39、生成酒精和CO2,有 氧呼吸第三阶段和无氧呼吸第二阶段均有H的消耗,B正确; 若N是水,则该示意图代表有氧呼吸,过程代表有氧呼吸的第二和第三阶段,发生在 真核细胞的线粒体中,有ATP的合成,C正确; 若N是酒精,则该示意图代表无氧呼吸,第一阶段和第二阶段均发生在细胞质基质中, 水不参与无氧呼吸的反应,D错误。 考点互动探究 2.图4-4表示植物细胞中的某些代谢过程,其中代表各种物质。下列叙述错误的 是() B A.光照强度是影响间循环速率的重要因素 B.转化为时光能就转化成了活跃的化学能 C.物质和进行跨膜运输时都不需消耗能量 D.的循环速率与的循环速率相互制约 图4-4 考点互动探究 解析

40、光照强度直接影响间循环速率,进而间接影 响间循环速率,A项正确; 转化为时ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳 定的化学能,B项错误; H2O和O2通过自由扩散进行跨膜运输,自由扩散不需要 消耗能量,C项正确; 的循环速率减慢会导致ATP和NADPH的消耗减慢, 进而发生反馈抑制,导致的循环速率减慢,二者相互 制约,D项正确。 考点互动探究 考法二综合考查光合作用与细胞呼吸的内在关系 3.下列物质转化过程在绿色植物不同活细胞 中都会发生的是 () A.O2中的O转移到H2O中 B.CO2中的C转移到C6H12O6中 C.H2O中的O转移到O2中 D.C6H12O6中的H转移到C3H6O3(乳酸

41、)中 解析 O2中的O转移到H2O中,表 示有氧呼吸第三阶段,绿色植物不 同活细胞都可以进行有氧呼吸,A 符合题意; CO2中的C转移到C6H12O6中,表示 光合作用的暗反应,只有叶肉细胞 等含叶绿体的细胞可以进行,B不 符合题意; A 考点互动探究 3.下列物质转化过程在绿色植物不同活细胞 中都会发生的是 () A.O2中的O转移到H2O中 B.CO2中的C转移到C6H12O6中 C.H2O中的O转移到O2中 D.C6H12O6中的H转移到C3H6O3(乳酸)中 H2O中的O转移到O2中,表示光合作 用的光反应,只有叶肉细胞等含叶绿 体的细胞可以进行,C不符合题意; C6H12O6中的H转

42、移到C3H6O3(乳酸) 中,表示产生乳酸的无氧呼吸,而大多 数绿色植物无氧呼吸产生的是酒精 和二氧化碳,D不符合题意。 A 考点互动探究 4.2017全国卷 图4-5是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。 图4-5 考点互动探究 据图回答下列问题: (1)图中代表的物质依次是、 、,H代表的物质主 要是。 解析 (1)图中由H2O光解生成,同 时转化生成了NADPH,转化生 成了ATP,所以分别代表O2、 NADP+、ADP+Pi;可以将CO2固定 成C3,所以代表C5(五碳化合物);D 中H代表的物质主要是还原型辅酶 ,即NADH。 O2 NADP+ ADP+PiC5 NADH(

43、还原型辅酶) 考点互动探究 (2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D 代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发 生在(填“B和C”“C和D”或“B和 D”)。 (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种 情况的原因是。 解析 (2)B为暗反应阶段,消耗 ATP;C代表细胞质基质,是进行有氧 呼吸第一阶段的场所;D代表线粒体, 是进行有氧呼吸第二、三阶段的场 所。有氧呼吸的三个阶段均有ATP 生成。 (3)在缺氧条件下,丙酮酸在酶的催化 下会转变为酒精,并放出二氧化碳。 C和D 在缺氧条件下进行无氧呼吸 考点互动探究 考点二光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用 主干整合 1.把握与细胞呼吸

44、影响因素相关的“四类”曲线 (1)甲图:温度通过影响与细胞呼吸有关来影响呼吸速率。 酶的活性 考点互动探究 (2)乙图(酵母菌群体、大多数植物等): O2浓度=0时,只进行。 0O2浓度0时,植物因积累有机物而生长。 当净光合速率=0时,植物不能生长。 当净光合速率淀粉纤维素。 第阶段是吸水停滞期。亲水性物质吸水达到饱和,而大液泡未形成,所以吸水缓慢或 趋于停止。 微专题一种子 第阶段是重新迅速吸水期,由于根的形成,吸水主要以渗透作用吸水为主。 图W1-1 微专题一种子 (2)物质的变化 质量的变化:在适宜的条件下,种子开始萌发, 此时,种子吸水膨胀,鲜重增加,呼吸作用增强,细 胞分裂旺盛,种

45、子内储存的有机物因被消耗而逐 渐减少,直到子叶(或真叶)展开,可以进行光合作 用时则开始积累有机物,干重又开始增加。 有机物种类的改变:淀粉先水解为麦芽糖,再水 解为葡萄糖;脂肪水解为甘油和脂肪酸,干重减少(注意:油料作物干重先增加后减少),有 机物的种类在萌发过程中增加。脱落酸含量减少,赤霉素含量增加。 图W1-2 微专题一种子 例3 油料种子萌发时,脂肪水解生成脂肪酸和甘油,然后在多种酶的催化下形成葡萄糖, 最后转变成蔗糖,并转运至胚轴供给胚生长和发育利用(如图W1-3所示)。下列分析正 确的是()C A.由脂肪储存能量不利于胚的 生长和发育 B.琥珀酸在线粒体内转变为苹 果酸的过程形成了

46、大量ATP C.油料种子萌发初期(真叶长出之前),干重先增加,后减少 D.1分子蔗糖由2分子葡萄糖组成 图W1-3 微专题一种子 解析 大多数植物种子以储藏脂肪为主,这是因为与糖类相比,相同 质量的脂肪彻底氧化分解释放出的能量比糖类多,因此脂肪是更好 的储能物质,脂肪储存能量利于胚的生长和发育,A错误; 琥珀酸在线粒体内转变为苹果酸的过程没有形成大量ATP,B错误; 早期由于大量脂肪转变为蔗糖,相同质量的蔗糖氧元素含量高于脂 肪,导致干重增加,之后由于大量蔗糖用于细胞呼吸等异化作用,分 解为二氧化碳和水等代谢废物,导致干重减少,C正确; 1分子蔗糖水解,产物为1分子葡萄糖和1分子果糖,D错误。

47、 微专题一种子 (3)呼吸方式:种子萌发早期先进行无氧呼吸,然后进入有氧呼吸与无氧呼吸共 同进行的时期,但以无氧呼吸为主,当胚根长成为根进入土壤后,可大量吸收土 壤中的氧气,有氧呼吸大大加强,无氧呼吸逐渐降低直至中止。 微专题一种子 例4 图W1-4表示某植物种子萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势,下列 说法正确的是() C A.在1224 h期间,细胞呼吸的主要方式是有氧呼 吸 B.曲线相交时,有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等 C.从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总 量相对不变 D.胚根长出后,萌发种子的有氧呼吸速率明显增 大 图W1-4 微专题一种子 解析 据图可知

48、,在1224 h期间,氧气吸收量很少,而二氧化 碳释放量很多,表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸,A错误; 曲线相交时,吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量,不能说明 有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率,B错误; 种子萌发过程中,当胚根未长出时,种子不能进行光合作用, 只进行呼吸作用,消耗细胞中的有机物,为种子萌发提供能量 和营养,有机物的总量下降,C错误; 由图可知,胚根长出后,耗氧量迅速增加,说明种子的有氧呼 吸速率明显增大,D正确。 微专题一种子 (4)种子萌发时的代谢类型变化 种子萌发经历从异养到自养的过程。种子萌发时只能利用种子内储存的物质, 还不能制造足够的养分,这就是异养。当幼苗叶片进行较旺

49、盛的光合作用,制 造充足有机养料后,才进入自养的过程。 微专题一种子 例5 图W1-5中甲表示大豆种子在适宜萌发的条件下,鲜重的变化情况及对应阶段萌发 种子形态变化,图乙表示该大豆种子萌发时干重的变化情况,经检测大豆种子脂肪含量 到第10天时减少了90%。请据图分析回答问题: 图W1-5 微专题一种子 (1)经研究发现,图甲中在第阶段,种子呼吸产生CO2的量大大超过O2的消耗量,此时 种子的呼吸方式有,在第阶段种子O2的吸收速率超过CO2的 释放速率,其原因是细胞的呼吸底物中可能还有等物质。 有氧呼吸和无氧呼吸 脂肪 解析 (1)消耗氧气说明进行了有氧呼吸,但产生的CO2量大大超过O2的消耗量

50、,说明 种子同时也进行了无氧呼吸;脂肪含氧少,代谢消耗的氧气多,故可推知第阶段种子 细胞的呼吸底物中可能还有脂肪等物质。 微专题一种子 (2)图乙中,第46天,导致种子干重增加的主要元素是(填“C”“N”或“O”),理由是 。 O 种子萌发时脂肪转化为糖类,糖类含氧量比脂肪高 解析 (2)第46天时,萌发的种子不能进行光合作用,种子干重增加只有可能是细胞内 物质转化造成的。由大豆种子脂肪含量到第10天时减少了90%,可推知种子萌发时脂 肪转化为糖类,而糖类含氧量比脂肪高,所以导致种子干重增加的主要元素是O。 微专题一种子 (3)图乙中第天,大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。 10 解析 (3)