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文檔簡介

1、高一生物上冊第五章單元檢測題:細胞的能量供應和利用【例1】(2019廣東6)關于蛋白酶的敘述,不正確的 A.蛋白酶是蛋白質 B.蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病 C.蛋白酶可以水解所有的肽鍵 D.利用酶工程可以提高蛋白酶的穩定性 【思路解析】酶是活細胞產生的,具有催化作用的有機物,絕大多數的酶是蛋白質,少數是RNA。蛋白酶可以水解特定的肽鍵,將蛋白質水解為多肽,并不是可以水解所有的肽鍵;利用酶工程可以提高蛋白酶的穩定性,固定化酶比液體的穩定性高 【答案】C 拓展鏈接酶化學本質的實驗驗證:酶的化學本質還可利用酶的專一性原理進行證明,其方法是將某一待測酶分別用蛋白酶和核糖核酸酶進行處理,然后觀察該待

2、測酶是否還具有催化作用。 (1)證明某種酶是蛋白質: 實驗組:待測酶液+雙縮脲試劑是否出現紫色反應。 對照組:已知蛋白液+雙縮脲試劑出現紫色反應。 (2)證明某種酶是RNA: 實驗組:待測酶液+吡羅紅染液是否呈現紅色。 對照組:已知RNA溶液+吡羅紅染液出現紅色。 類型二 酶的特性 【例2】(2019上海13)-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麥芽糖分解為葡萄糖。這表明-半乳糖苷酶的催化作用具有 A.高效性 B.專一性 C.穩定性 D.多樣性 【思路解析】酶是具有催化作用的有機物,具有高效性、專一性,并受溫度和PH的影響。一種酶只能催化一種或一類化學反應是酶的專一性的概念。

3、【答案】B 拓展鏈接具有專一性的物質小結 酶 a.每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應,酶的專一性保證細胞代謝有條不紊地進行。 b.限制性核酸內切酶 一種限制性核酸內切酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并且只能在特定的切點上切割 DNA分子。 載體 物質以主動運輸方式通過細胞膜時需要載體,不同物質通過細胞膜時的載體不同,載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。 激素 激素具有選擇性地作用于器官、腺體和細胞的特異性。激素特異性的原因在于它的靶細胞的細胞膜或胞漿內存在著能夠與該激素發生特異性結合的受體。 tRNA tRNA的種類很多,但是,每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸,其原因在于t

4、RNA上具有反密碼子,翻譯時能夠與mRNA上的密碼子配對。 抗原(抗體) 一種抗原只能與相應的抗體或效應T細胞發生特異性結合。同樣,一種抗體也只能與相應抗原發生特異性結合。 類型二 ATP的合成與作用 【例3】(2019天津6)下列有關ATP的敘述,正確的是 人長時間劇烈運動時,骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等 若細胞內Na+濃度偏高,為維持Na+濃度的穩定,細胞消耗ATP的量增加 人在寒冷時,腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多,細胞產生ATP的量增加 人在饑餓時,細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態平衡 A、B、C、D、 【思路解析】人長時間劇烈運動時,骨骼肌相對缺氧,進行無氧

5、呼吸,安靜時進行有氧呼吸,無氧呼吸與有氧呼吸每摩爾葡萄糖生成ATP的量不同。Na+運出細胞是主動運輸,主動運輸需要消耗能量,因而維持Na+濃度的穩定,細胞消耗ATP的量增加。腎上腺素和甲狀腺激素能加強物質的氧化分解,因而細胞產生ATP的量增加。人在饑餓時,肝糖元轉化為血糖,血糖氧化分解釋放能量,使ATP與ADP的含量達到動態平衡。 【答案】B 第2講 ATP的主要來源細胞呼吸 要點一、“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的實驗分析 1.實驗探究過程 特別提醒實驗中的關鍵步驟 (1)將裝置(甲)連通橡皮球,讓空氣間斷而持續地依次通過3個錐形瓶,既保證O2的充分供應,又使進入A瓶的空氣先經過NaOH的錐形

6、瓶,洗除空氣中的CO2,保證第三個錐形瓶的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產生的CO2所致。 (2)B瓶應封口放置一段時間,待酵母菌將B瓶中的氧消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保是無氧呼吸產生的CO2通入澄清的石灰水。 要點二、有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析 1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解 2.有氧呼吸和無氧呼吸的比較 3.過程分析 (1)無氧呼吸的第二階段是第一階段產生的H將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸的過程。 (2)有氧呼吸中H2O既是反應物,又是生成物,且H2O中的氧全部來自于O2。 (3)有氧呼吸的三個階段共同的產物是ATP,無氧呼吸只在第一階段產生ATP。 特別提

7、醒 不同生物無氧呼吸的產物不同,其原因在于催化反應的酶不同。 原核生物無線粒體,有些原核生物(如硝化細菌、藍藻)仍可進行有氧呼吸。 只能進行無氧呼吸的真核生物(如蛔蟲).其細胞內無線粒體。 要點三、相關曲線的分析及應用 1.ATP產生速率與O2供給量之間的關系 (1)A點表示在無氧條件下,細胞可進行無氧呼吸分解有機物,產生少量ATP。 (2)AB段表示隨O2供應量增多,有氧呼吸明顯加強,通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多,ATP的產生速率隨之增加。 (3)BC段表示O2供應量超過一定范圍后,ATP的產生速率不再加快,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 2.酵母菌細胞呼吸類型的判斷 (1

8、)若只產生CO2,不消耗O2,則只進行無氧呼吸(圖中A點)。 (2)若產生CO2的物質的量比吸收O2的物質的量多,則兩種呼吸同時存在(圖中AC段)。 (3)若產生CO2的物質的量與吸收O2的物質的量相等,則只進行有氧呼吸(圖中C點以后)。 (4)B點表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等(用CO2釋放量表示),此時CO2的總釋放量最低。D點表示O2濃度超過一定值(10%)以上時,無氧呼吸消失,細胞只進行有氧呼吸。 3.影響細胞呼吸的環境因素及其在實踐中的應用 (1)呼吸速率與溫度的關系(如圖) 最適溫度時,細胞呼吸最強,超過最適溫度呼吸酶活性降低,甚至變性失活,細胞呼吸受抑制;低于最適溫度酶活性下降,

9、細胞呼吸受抑制。 生產上常利用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培過程中,夜間適當降,降低細胞呼吸,減少有機物的消耗,提高產量。 (2)呼吸速率與O2濃度的關系(如圖) O2濃度低時,無氧呼吸占優勢;隨O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制.有氧呼吸不斷加強;但當O2濃度達到一定值后,隨O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數量等因素的影響)。 生產上常利用適當降低氧氣濃度等能夠抑制細胞呼吸、減少有機物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間,中耕松土增加根的有氧呼吸;在醫療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創可貼”包扎傷口,可抑制厭氧病原菌的繁殖。 (3)呼吸速率與含水量的關系(如圖) 在一

10、定范圍內,細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快,隨含水量的減少而減慢。 在作物種子儲藏時,將種子風干,以減弱細胞呼吸,減少有機物的消耗。 特別提醒 種子、蔬菜和水果在儲藏時都應在低溫、低氧條件下,不同的是種子還應保持干燥,而蔬菜和水果應保持一定濕度。低溫以不破壞植物組織為標準,一般為零上低溫。 不同種類的植物呼吸速率不同;同一植物的不同器官呼吸速率不同;同一植物不同的生長發育時期呼吸速率不同。 【精典考題例析】 類型一 無氧呼吸 【例1】(2019廣東理科基礎,40)下列過程存在無氧呼吸的是 A.植物葉片在光下放出O2 B.動物細胞內的糖分解為H2O和CO2 C.酵母細胞不產酒精的呼吸過程 D.蘋

11、果貯藏期間果肉積累酒精 【思路解析】動植物在有氧氣存在的條件下進行有氧呼吸,將葡萄糖徹底分解為H2O和CO2,在無氧條件下一些細胞可進行無氧呼吸,生成乳酸或酒精,如蘋果貯藏期間果肉積累酒精就是無氧呼吸的結果,酵母菌是兼性厭氧型微生物,其無氧呼吸會產生酒精。 【答案】D 規律方法細胞呼吸方式的判斷: 在以C6H12O6為呼吸底物的情況下,CO2的釋放量和O2的消耗量是判斷細胞呼吸方式的重要依據,方法如下: (1)無CO2釋放時,細胞只進行產生乳酸的無氧呼吸,此種情況下,容器內氣體體積不發生變化,如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸。 (2)不消耗O2,但產生CO2時,細胞只進行產生酒精的無氧呼吸。此種情況下,

12、容器內氣體體積可增大,如酵母菌的無氧呼吸。 (3)當CO2釋放量等于O2的消耗量時,細胞只進行有氧呼吸。此種情況下,容器內氣體體積不變化,但若將CO2吸收,可引起氣體體積減小。 (4)當CO2釋放量大于O2的消耗量時,細胞同時進行產生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸兩種方式的細胞呼吸,如酵母菌在不同O2濃度下的細胞呼吸。此種情況下,判斷哪種呼吸方式占優勢,可進行如下分析(VCO2代表CO2釋放量,VO2代表O2的消耗量) 若VCO2/VO2=4/3,有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等; 若VCO2/VO2>4/3,無氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸; 若VCO2/VO2<4/3,有氧呼

13、吸消耗葡萄糖速率大于無氧呼吸。 類型二 呼吸作用的相關計算 【例2】(2019?上海,12)1個葡萄糖分子有氧呼吸釋放能量為m,其中40%用于ADP轉化為ATP,若1個高能磷酸鍵所含能量為n,則1個葡萄糖分子在有氧呼吸中產生ATP分子數為() A.2n/5m B.2m/5n C.n/5m D.m/5n 【思路解析】 由于ADP轉化形成ATP時,僅形成一個高能磷酸鍵,所以有一分子的葡萄糖轉化為ATP的分子數為m/n,由于只有40%能量能夠發生轉化,故再乘以2/5。此題出現錯誤的原因之一是由于部分同學對ADP形成ATP時只形成一個高能磷酸鍵沒有理解。 【答案】B 拓展鏈接有氧呼吸時1mol葡萄糖徹

14、底氧化分解釋放出2870KJ的能量,有1161KJ的能量儲存在ATP中。由此可見,有氧呼吸釋放出的能量多,所以有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式。無氧呼吸不管生成酒精和二氧化碳,還是轉化為乳酸,都只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP,而葡萄糖分子中大部分能量則存留在酒精或乳酸中。以乳酸為例,1mol葡萄糖在分解成乳酸后,只釋放出196.65KJ的能量,其中只有61.08KJ的能量儲存在ATP中。 類型三 影響細胞呼吸的因素分析 【例3】下圖表示大氣中氧的濃度對植物組織內產生CO2的影響,試根據圖完成問題: (1)A點表示植物組織釋放的CO2較多,這些是_的產物。 (2)由A到B,CO2的釋放

15、量急劇減少,其原因是_ (3)由B到C,CO2的釋放量又不斷增加,其主要原因是_。 (4)為了有利于貯藏蔬菜或水果,貯藏室內的氧氣應調節到圖中的_點所對應的濃度。采取這一措施的理由是_。 【思路解析】:此題主要考查氧氣濃度對呼吸作用的影響,關鍵在于抓住A點、B點、C點二氧化碳釋放的相對值與大氣中氧濃度的關系。由AB隨氧濃度增大,呼吸作用減弱.而由BC呼吸作用隨氧濃度增大又逐漸增強,至最高峰,這就說明了由AB無氧呼吸由于氧濃度的增大被抑制,當超過B點所對應的氧濃度時,植物進行的主要是有氧呼吸。 【答案】:(1)無氧呼吸 (2)氧氣增加,無氧呼吸受到抑制 (3)有氧呼吸加強,CO2釋放增多 (4)

16、B 此時植物組織呼吸最弱,有機物分解量最少 第3講 能量之源光與光合作用 要點一、對“綠葉中色素的提取和分離”實驗解讀 1.實驗原理: 利用色素溶于有機溶劑而不溶于水的性質,可以用無水乙醇等有機溶劑提取綠葉中的色素。 利用各種色素在層析液中溶解度不同,隨層析液在濾紙上擴散速度不同的原理可以使各種色素相互分離,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快,反之則慢。 2.實驗過程: 觀察結果:濾紙條上色素帶有四條,分別是(由上到下)橙黃色的胡蘿卜素,黃色的葉黃素,藍綠色的葉綠素a,黃綠色的葉綠素b。如圖: 3.實驗中幾種化學試劑的作用: 無水乙醇用于提取綠葉中的色素; 層析液用于分離綠葉中的色素; SiO

17、2可增加杵棒與研缽間的摩擦力,破壞細胞結構,使研磨充分;. 碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。 4.注意的問題: 剪取干燥的定性濾紙,雙手盡量不要接觸紙面,手要干凈、干燥(可以套上塑料袋),以免污染濾紙。 加入的SiO2和CaCO3一定要少,否則濾液混濁,雜質多,顏色淺,實驗效果差。 根據試管的長度制備濾紙條,讓濾紙條長度高出試管約1 cm,高出部分做直角彎折。 畫濾液細線時,用力要均勻,速度要適中。 特別提醒色素提取液呈淡綠色的原因:研磨不充分,色素未能充分提取出來。 稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多,色素溶液濃度小。未加碳酸鈣或加入過少,色素分子部分被破壞。 要點二、葉綠體的結構和功能及色素

18、的種類和作用的理解新課 標第 一網 1.葉綠體的結構和功能 (1)結構(如下圖所示) 雙層膜:分內、外膜,包圍著幾個到幾十個綠色基粒等細微結構。 基粒:每個基粒由許多圓餅狀的囊狀結構堆疊而成,這些囊狀結構稱為類囊體,色素就分布在類囊體的薄膜上。 基質:在基粒和基粒之間充滿基質,含有與光合作用有關的酶。 (2)功能:葉綠體內的基粒和類囊體擴展了其受光面積,含有許多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶,因此葉綠體是高等植物進行光合作用的場所。 2.葉綠體中的色素種類及作用 (1)色素的種類和作用 (2)色素與吸收光譜 (3)不同顏色溫室大棚的光合效率 無色透明大棚日光中各色光均能透過,有色大棚主

19、要透過同色光,其他光被其吸收,所以用無色透明的大棚光合效率最高。 葉綠素對綠光吸收最少,因此綠色塑料大棚光合效率最低。 特別提醒影響葉綠素合成的因素 (1)光照:光是影響葉綠素合成的主要條件,一般植物在黑暗中不能合成葉綠素,因而葉片發黃。 (2)溫度:溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性,進而影響葉綠素的合成。低溫時,葉綠素分子易被破壞,而使葉子變黃。 (3)必需元素:葉綠素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg將導致葉綠素無法合成,葉變黃。另外,Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分,缺Fe也將導致葉綠素合成受阻,葉變黃。 特別提醒將葉綠體長時間置于暗處,葉綠體則轉變成不含色素的白色體或只有類

20、胡蘿卜素的有色體,但光照后叉可恢復為具有葉綠素的葉綠體。基粒之間還有基粒類囊體與基粒的類囊體相連,從而使各類囊體的腔彼此相通。與光反應有關的色素和酶都分布在類囊體的膜上;與暗反應有關的酶則分布在基質上;葉綠體還含有少量的DNA、RNA。 3.正確分析光合作用的探究歷程中的幾個重要實驗 1.普利斯特利的實驗: (1)實驗過程及現象: (2)結論:植物可以更新空氣 (3)實驗分析: 由于缺少空白對照,實驗結果說服力不強,應將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于玻璃罩內,作為空白對照。 沒有認識到光在植物更新空氣中的作用,而將空氣的更新歸因于植物的生長。 限于當時科學發展水平的限制,沒有明確植物更新氣體的成

21、分。 2.薩克斯的實驗: (1)實驗過程及現象: (2)結論:綠色葉片在光合作用中產生淀粉。 (3)實驗分析: 設置了自身對照,自變量為光照,因變量是顏色變化。 實驗的關鍵是饑餓處理,以使葉片中的營養物質消耗掉,增強了實驗的說服力。 本實驗除了證明光合作用的產物有淀粉外,還證明光是光合作用的必要條件。 3.魯賓和卡門的實驗: (1)實驗過程及結論: 過程:H218O+C02植物1802 C18O2+H20植物02 結論:光合作用釋放的氧氣全部來自于水的分解。 (2)實驗分析:設置了對照實驗,自變量是標記物質(H218O和C18O2),因變量是O2的放射性. 特別提醒科學的發展和技術的關系:通過

22、這幾個實驗可以看出,光合作用的研究發展與物理學和化學的研究進展密切相關,同時科學技術的進步也推動了生物科學研究的發展。 要點四、對光合作用的過程的理解 光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧的過程。用反應式概括為:CO2+H2O (CH2O)+O2。其實光合作用的過程十分復雜,人們根據是否需要光能,把它分為光反應和暗反應兩個階段。具體過程用圖解來表示: 1.光反應和暗反應具有明顯的區別和聯系,如下表: 注:本表中“物質轉化”中的序號與上圖中的序號一致 特別提醒葉綠體處于不同條件下,C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的動態變化 2

23、.光合作用過程中的能量轉換過程 要點五、影響光合作用的環境因素分析及其應用 1.光合作用強度表示方法 單位時間內光合作用產生糖的數量 單位時間內光合作用吸收CO2的量 單位時間內光合作用放出O2的量 注意:最容易檢測的是。 2.環境因素對光合作用強度的影響及應用 (1)光照強度 曲線分析 A點光照強度為O,此時只進行細胞呼吸,釋放的CO2量可表示此時細胞呼吸的強度。 AB段:隨光照強度增強,光合作用強度也逐漸增強,CO2釋放量逐漸減少,這是因為細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用,此時細胞呼吸強度大于光合作用強度。 B點:細胞呼吸釋放的C02全部用于光合作用,即光合作用強度等于細胞呼吸強度

24、(光照強度只有在B點以上時,植物才能正常生長),B點所示光照強度稱為光補償點。 BC段:表明隨著光照強度不斷加強,光合作用強度不斷加強,到C點以上不再加強了,C點所示光照強度稱為光飽和點。 應用:陰生植物的B點前移,C點較低,如圖中虛線所示,間作套種農作物的種類搭配,林帶樹種的配置,可合理利用光能;適當提高光照強度可增加大棚作物產量。 (2)CO2 濃度 曲線分析:圖l和圖2都表示在一定范圍內,光合作用速率隨CO2濃度的增加而增大,但當CO2濃度增加到一定范圍后,光合作用速率不再增加。 圖1中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度,即CO2補償點;圖2中的A點表示進行光合作用所需C

25、O2的最低濃度。 圖1和圖2中的B和B點都表示CO2飽和點。 應用:在農業生產上可以通過“正其行,通其風”,增施農家肥等增大CO2濃度,提高光能利用率。 (3)溫度 曲線分析:溫度主要是通過影響與光合作用有關酶的活性而影響光合作用速率。 應用:冬天,溫室栽培可適當提高溫度,溫室栽培也可適當降低溫度。白天調到光合作用最適溫度,以提高光合作用;晚上適當降低溫室溫度,以降低細胞呼吸,保證植物有機物的積累。 (4)必需元素供應 曲線分析:在一定濃度范圍內,增大必需元素的供應,可提高光合作用速率,但當超過一定濃度后,會因土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水而萎蔫。 應用:根據作物的需肥規律,適時、適量地增

26、施肥料,可提高農作物產量。 (5)水分 影響:水是光合作用的原料,缺水既可直接影響光合作用,又會導致葉片氣孔關閉,限制CO2進入葉片,從而間接影響光合作用。 應用:根據作物的需水規律合理灌溉。 自主探究3將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室,調節小室CO2濃度,在適宜光照強度下測定葉片光合作用的強度(以CO2吸收速率表示),測定結果如圖。下列相關敘述,正確的是( ) A.如果光照強度適當降低,a點左移,b點左移 B.如果光照強度適當降低,a點左移,b點右移 C.如果光照強度適當增加,a點右移,b點右移 D.如果光照強度適當增加,a點左移,b點右移 【答案與解析】D 假定光照強度降低,要達到點a

27、,則需要濃度更高的二氧化碳,a點應右移;假定光照強度升高,二氧化碳利用率升高,要達到點a,在二氧化碳濃度低一些的時候即可達到,a點應左移。另外,光照強度升高.則需要更高濃度的CO2才能達到最大光合作用強度,b點應右移。 特別提醒 葉齡與光合效率之間的關系:如圖隨幼葉的生長,葉面積不斷增大,葉內葉綠體不斷增加,光合作用速率不斷增加;壯葉的葉面積、葉綠體和葉綠素都處于穩定狀態,光合速率也基本穩定;隨著葉齡的增加,葉內的葉綠素被破壞,光合速率隨之下降。 農業生產中主要通過延長光照時間,增加光照面積和增強光合作用效率等途徑提高光能利用率,如輪作、套種和間作等,合理密植。設法滿足光合作用的各種環境因素,

28、如利用大棚適當增加光照強度,提高CO2濃度和溫度,來提高光合作用效率。 要點六、光合作用與細胞呼吸的區別和聯系 1.光合作用與細胞呼吸的區別: 2.聯系: 物質方面 能量方面 總之,光合作用與細胞呼吸既有區別又相互聯系,是相輔相成的。 特別提醒光合作用與細胞呼吸的計算 植物進行光合作用吸收CO2的同時,還進行呼吸作用釋放CO2,而呼吸作用釋放的部分或全部CO2未出植物體又被光合作用利用,這時在光照下測定的CO2的吸收量稱為表觀光合速率或凈光合速率。表觀光合速率與真正光合速率的關系如圖: 在不考慮光照強度對呼吸速率影響的情況下,OA段代表植物呼吸速率,OD段表示植物表觀光合作用速率,OA+0D段

29、表示真正光合速率,它們的關系為:真正光合速率=表現光合速率+呼吸速率。 具體表達為:光合作用消耗總CO2=從外界吸收的CO2+呼吸產生的CO2; 光合作用產生的總O2=釋放到外界的O2+呼吸消耗的O2 一晝夜有機物的積累量(用CO2量表示):積累量=白天從外界吸收的CO2晚上呼吸釋放的CO2。 要點七、自養生物和異養生物以及化能合成作用的區分 【例1】(2019廣東6)關于蛋白酶的敘述,不正確的 A.蛋白酶是蛋白質 B.蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病 C.蛋白酶可以水解所有的肽鍵 D.利用酶工程可以提高蛋白酶的穩定性 【思路解析】酶是活細胞產生的,具有催化作用的有機物,絕大多數的酶是蛋白質,少

30、數是RNA。蛋白酶可以水解特定的肽鍵,將蛋白質水解為多肽,并不是可以水解所有的肽鍵;利用酶工程可以提高蛋白酶的穩定性,固定化酶比液體的穩定性高 【答案】C 拓展鏈接酶化學本質的實驗驗證:酶的化學本質還可利用酶的專一性原理進行證明,其方法是將某一待測酶分別用蛋白酶和核糖核酸酶進行處理,然后觀察該待測酶是否還具有催化作用。 (1)證明某種酶是蛋白質: 實驗組:待測酶液+雙縮脲試劑是否出現紫色反應。 對照組:已知蛋白液+雙縮脲試劑出現紫色反應。 (2)證明某種酶是RNA: 實驗組:待測酶液+吡羅紅染液是否呈現紅色。 對照組:已知RNA溶液+吡羅紅染液出現紅色。 類型二 酶的特性 【例2】(2019上

31、海13)-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麥芽糖分解為葡萄糖。這表明-半乳糖苷酶的催化作用具有 A.高效性 B.專一性 C.穩定性 D.多樣性 【思路解析】酶是具有催化作用的有機物,具有高效性、專一性,并受溫度和PH的影響。一種酶只能催化一種或一類化學反應是酶的專一性的概念。 【答案】B 拓展鏈接具有專一性的物質小結 酶 a.每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應,酶的專一性保證細胞代謝有條不紊地進行。 b.限制性核酸內切酶 一種限制性核酸內切酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并且只能在特定的切點上切割 DNA分子。 載體 物質以主動運輸方式通過細胞膜時需要載體,不同

32、物質通過細胞膜時的載體不同,載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。 激素 激素具有選擇性地作用于器官、腺體和細胞的特異性。激素特異性的原因在于它的靶細胞的細胞膜或胞漿內存在著能夠與該激素發生特異性結合的受體。 tRNA tRNA的種類很多,但是,每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸,其原因在于tRNA上具有反密碼子,翻譯時能夠與mRNA上的密碼子配對。 抗原(抗體) 一種抗原只能與相應的抗體或效應T細胞發生特異性結合。同樣,一種抗體也只能與相應抗原發生特異性結合。 類型二 ATP的合成與作用 【例3】(2019天津6)下列有關ATP的敘述,正確的是 人長時間劇烈運動時,骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖

33、生成ATP的量與安靜時相等 若細胞內Na+濃度偏高,為維持Na+濃度的穩定,細胞消耗ATP的量增加 人在寒冷時,腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多,細胞產生ATP的量增加 人在饑餓時,細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態平衡 A、B、C、D、 【思路解析】人長時間劇烈運動時,骨骼肌相對缺氧,進行無氧呼吸,安靜時進行有氧呼吸,無氧呼吸與有氧呼吸每摩爾葡萄糖生成ATP的量不同。Na+運出細胞是主動運輸,主動運輸需要消耗能量,因而維持Na+濃度的穩定,細胞消耗ATP的量增加。腎上腺素和甲狀腺激素能加強物質的氧化分解,因而細胞產生ATP的量增加。人在饑餓時,肝糖元轉化為血糖,血糖氧化分解釋放能量,使ATP

34、與ADP的含量達到動態平衡。 【答案】B 第2講 ATP的主要來源細胞呼吸 要點一、“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的實驗分析 1.實驗探究過程 特別提醒實驗中的關鍵步驟 (1)將裝置(甲)連通橡皮球,讓空氣間斷而持續地依次通過3個錐形瓶,既保證O2的充分供應,又使進入A瓶的空氣先經過NaOH的錐形瓶,洗除空氣中的CO2,保證第三個錐形瓶的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產生的CO2所致。 (2)B瓶應封口放置一段時間,待酵母菌將B瓶中的氧消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保是無氧呼吸產生的CO2通入澄清的石灰水。 要點二、有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析 1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解 2

35、.有氧呼吸和無氧呼吸的比較 3.過程分析 (1)無氧呼吸的第二階段是第一階段產生的H將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸的過程。 (2)有氧呼吸中H2O既是反應物,又是生成物,且H2O中的氧全部來自于O2。 (3)有氧呼吸的三個階段共同的產物是ATP,無氧呼吸只在第一階段產生ATP。 特別提醒 不同生物無氧呼吸的產物不同,其原因在于催化反應的酶不同。 原核生物無線粒體,有些原核生物(如硝化細菌、藍藻)仍可進行有氧呼吸。 只能進行無氧呼吸的真核生物(如蛔蟲).其細胞內無線粒體。 要點三、相關曲線的分析及應用 1.ATP產生速率與O2供給量之間的關系 (1)A點表示在無氧條件下,細胞可進行無氧

36、呼吸分解有機物,產生少量ATP。 (2)AB段表示隨O2供應量增多,有氧呼吸明顯加強,通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多,ATP的產生速率隨之增加。 (3)BC段表示O2供應量超過一定范圍后,ATP的產生速率不再加快,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 2.酵母菌細胞呼吸類型的判斷 (1)若只產生CO2,不消耗O2,則只進行無氧呼吸(圖中A點)。 (2)若產生CO2的物質的量比吸收O2的物質的量多,則兩種呼吸同時存在(圖中AC段)。 (3)若產生CO2的物質的量與吸收O2的物質的量相等,則只進行有氧呼吸(圖中C點以后)。 (4)B點表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等(用CO2釋放量表示),

37、此時CO2的總釋放量最低。D點表示O2濃度超過一定值(10%)以上時,無氧呼吸消失,細胞只進行有氧呼吸。 3.影響細胞呼吸的環境因素及其在實踐中的應用 (1)呼吸速率與溫度的關系(如圖) 最適溫度時,細胞呼吸最強,超過最適溫度呼吸酶活性降低,甚至變性失活,細胞呼吸受抑制;低于最適溫度酶活性下降,細胞呼吸受抑制。 生產上常利用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培過程中,夜間適當降,降低細胞呼吸,減少有機物的消耗,提高產量。 (2)呼吸速率與O2濃度的關系(如圖) O2濃度低時,無氧呼吸占優勢;隨O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制.有氧呼吸不斷加強;但當O2濃度達到一定值后,隨O2濃度增

38、大,有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數量等因素的影響)。 生產上常利用適當降低氧氣濃度等能夠抑制細胞呼吸、減少有機物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間,中耕松土增加根的有氧呼吸;在醫療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創可貼”包扎傷口,可抑制厭氧病原菌的繁殖。 (3)呼吸速率與含水量的關系(如圖) 在一定范圍內,細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快,隨含水量的減少而減慢。 在作物種子儲藏時,將種子風干,以減弱細胞呼吸,減少有機物的消耗。 特別提醒 種子、蔬菜和水果在儲藏時都應在低溫、低氧條件下,不同的是種子還應保持干燥,而蔬菜和水果應保持一定濕度。低溫以不破壞植物組織為標準,一般為零上低溫。 不同種類的植

39、物呼吸速率不同;同一植物的不同器官呼吸速率不同;同一植物不同的生長發育時期呼吸速率不同。 【精典考題例析】 類型一 無氧呼吸 【例1】(2019廣東理科基礎,40)下列過程存在無氧呼吸的是 A.植物葉片在光下放出O2 B.動物細胞內的糖分解為H2O和CO2 C.酵母細胞不產酒精的呼吸過程 D.蘋果貯藏期間果肉積累酒精 【思路解析】動植物在有氧氣存在的條件下進行有氧呼吸,將葡萄糖徹底分解為H2O和CO2,在無氧條件下一些細胞可進行無氧呼吸,生成乳酸或酒精,如蘋果貯藏期間果肉積累酒精就是無氧呼吸的結果,酵母菌是兼性厭氧型微生物,其無氧呼吸會產生酒精。 【答案】D 規律方法細胞呼吸方式的判斷: 在以

40、C6H12O6為呼吸底物的情況下,CO2的釋放量和O2的消耗量是判斷細胞呼吸方式的重要依據,方法如下: (1)無CO2釋放時,細胞只進行產生乳酸的無氧呼吸,此種情況下,容器內氣體體積不發生變化,如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸。 (2)不消耗O2,但產生CO2時,細胞只進行產生酒精的無氧呼吸。此種情況下,容器內氣體體積可增大,如酵母菌的無氧呼吸。 (3)當CO2釋放量等于O2的消耗量時,細胞只進行有氧呼吸。此種情況下,容器內氣體體積不變化,但若將CO2吸收,可引起氣體體積減小。 (4)當CO2釋放量大于O2的消耗量時,細胞同時進行產生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸兩種方式的細胞呼吸,如酵母菌在不同O2濃度下的

41、細胞呼吸。此種情況下,判斷哪種呼吸方式占優勢,可進行如下分析(VCO2代表CO2釋放量,VO2代表O2的消耗量) 若VCO2/VO2=4/3,有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等; 若VCO2/VO2>4/3,無氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸; 若VCO2/VO2<4/3,有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于無氧呼吸。 類型二 呼吸作用的相關計算 【例2】(2019?上海,12)1個葡萄糖分子有氧呼吸釋放能量為m,其中40%用于ADP轉化為ATP,若1個高能磷酸鍵所含能量為n,則1個葡萄糖分子在有氧呼吸中產生ATP分子數為() A.2n/5m B.2m/5n C.n/5m D.m/5n

42、【思路解析】 由于ADP轉化形成ATP時,僅形成一個高能磷酸鍵,所以有一分子的葡萄糖轉化為ATP的分子數為m/n,由于只有40%能量能夠發生轉化,故再乘以2/5。此題出現錯誤的原因之一是由于部分同學對ADP形成ATP時只形成一個高能磷酸鍵沒有理解。 【答案】B 拓展鏈接有氧呼吸時1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放出2870KJ的能量,有1161KJ的能量儲存在ATP中。由此可見,有氧呼吸釋放出的能量多,所以有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式。無氧呼吸不管生成酒精和二氧化碳,還是轉化為乳酸,都只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP,而葡萄糖分子中大部分能量則存留在酒精或乳酸中。以乳酸為例,1mol葡

43、萄糖在分解成乳酸后,只釋放出196.65KJ的能量,其中只有61.08KJ的能量儲存在ATP中。 類型三 影響細胞呼吸的因素分析 【例3】下圖表示大氣中氧的濃度對植物組織內產生CO2的影響,試根據圖完成問題: (1)A點表示植物組織釋放的CO2較多,這些是_的產物。 (2)由A到B,CO2的釋放量急劇減少,其原因是_ (3)由B到C,CO2的釋放量又不斷增加,其主要原因是_。 (4)為了有利于貯藏蔬菜或水果,貯藏室內的氧氣應調節到圖中的_點所對應的濃度。采取這一措施的理由是_。 【思路解析】:此題主要考查氧氣濃度對呼吸作用的影響,關鍵在于抓住A點、B點、C點二氧化碳釋放的相對值與大氣中氧濃度的

44、關系。由AB隨氧濃度增大,呼吸作用減弱.而由BC呼吸作用隨氧濃度增大又逐漸增強,至最高峰,這就說明了由AB無氧呼吸由于氧濃度的增大被抑制,當超過B點所對應的氧濃度時,植物進行的主要是有氧呼吸。 【答案】:(1)無氧呼吸 (2)氧氣增加,無氧呼吸受到抑制 (3)有氧呼吸加強,CO2釋放增多 (4)B 此時植物組織呼吸最弱,有機物分解量最少 第3講 能量之源光與光合作用 要點一、對“綠葉中色素的提取和分離”實驗解讀 1.實驗原理: 利用色素溶于有機溶劑而不溶于水的性質,可以用無水乙醇等有機溶劑提取綠葉中的色素。 利用各種色素在層析液中溶解度不同,隨層析液在濾紙上擴散速度不同的原理可以使各種色素相互

45、分離,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快,反之則慢。 2.實驗過程: 觀察結果:濾紙條上色素帶有四條,分別是(由上到下)橙黃色的胡蘿卜素,黃色的葉黃素,藍綠色的葉綠素a,黃綠色的葉綠素b。如圖: 3.實驗中幾種化學試劑的作用: 無水乙醇用于提取綠葉中的色素; 層析液用于分離綠葉中的色素; SiO2可增加杵棒與研缽間的摩擦力,破壞細胞結構,使研磨充分;. 碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。 4.注意的問題: 剪取干燥的定性濾紙,雙手盡量不要接觸紙面,手要干凈、干燥(可以套上塑料袋),以免污染濾紙。 加入的SiO2和CaCO3一定要少,否則濾液混濁,雜質多,顏色淺,實驗效果差。 根據試管的長度制備

46、濾紙條,讓濾紙條長度高出試管約1 cm,高出部分做直角彎折。 畫濾液細線時,用力要均勻,速度要適中。 特別提醒色素提取液呈淡綠色的原因:研磨不充分,色素未能充分提取出來。 稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多,色素溶液濃度小。未加碳酸鈣或加入過少,色素分子部分被破壞。 要點二、葉綠體的結構和功能及色素的種類和作用的理解新課 標第 一網 1.葉綠體的結構和功能 (1)結構(如下圖所示) 雙層膜:分內、外膜,包圍著幾個到幾十個綠色基粒等細微結構。 基粒:每個基粒由許多圓餅狀的囊狀結構堆疊而成,這些囊狀結構稱為類囊體,色素就分布在類囊體的薄膜上。 基質:在基粒和基粒之間充滿基質,含有與光合作用有關的酶。

47、(2)功能:葉綠體內的基粒和類囊體擴展了其受光面積,含有許多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶,因此葉綠體是高等植物進行光合作用的場所。 2.葉綠體中的色素種類及作用 (1)色素的種類和作用 (2)色素與吸收光譜 (3)不同顏色溫室大棚的光合效率 無色透明大棚日光中各色光均能透過,有色大棚主要透過同色光,其他光被其吸收,所以用無色透明的大棚光合效率最高。 葉綠素對綠光吸收最少,因此綠色塑料大棚光合效率最低。 特別提醒影響葉綠素合成的因素 (1)光照:光是影響葉綠素合成的主要條件,一般植物在黑暗中不能合成葉綠素,因而葉片發黃。 (2)溫度:溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性,進而影響葉綠素

48、的合成。低溫時,葉綠素分子易被破壞,而使葉子變黃。 (3)必需元素:葉綠素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg將導致葉綠素無法合成,葉變黃。另外,Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分,缺Fe也將導致葉綠素合成受阻,葉變黃。 特別提醒將葉綠體長時間置于暗處,葉綠體則轉變成不含色素的白色體或只有類胡蘿卜素的有色體,但光照后叉可恢復為具有葉綠素的葉綠體。基粒之間還有基粒類囊體與基粒的類囊體相連,從而使各類囊體的腔彼此相通。與光反應有關的色素和酶都分布在類囊體的膜上;與暗反應有關的酶則分布在基質上;葉綠體還含有少量的DNA、RNA。 3.正確分析光合作用的探究歷程中的幾個重要實驗 1.普利斯特利的實

49、驗: (1)實驗過程及現象: (2)結論:植物可以更新空氣 (3)實驗分析: 由于缺少空白對照,實驗結果說服力不強,應將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于玻璃罩內,作為空白對照。 沒有認識到光在植物更新空氣中的作用,而將空氣的更新歸因于植物的生長。 限于當時科學發展水平的限制,沒有明確植物更新氣體的成分。 2.薩克斯的實驗: (1)實驗過程及現象: (2)結論:綠色葉片在光合作用中產生淀粉。 (3)實驗分析: 設置了自身對照,自變量為光照,因變量是顏色變化。 實驗的關鍵是饑餓處理,以使葉片中的營養物質消耗掉,增強了實驗的說服力。 本實驗除了證明光合作用的產物有淀粉外,還證明光是光合作用的必要條件。

50、3.魯賓和卡門的實驗: (1)實驗過程及結論: 過程:H218O+C02植物1802 C18O2+H20植物02 結論:光合作用釋放的氧氣全部來自于水的分解。 (2)實驗分析:設置了對照實驗,自變量是標記物質(H218O和C18O2),因變量是O2的放射性. 特別提醒科學的發展和技術的關系:通過這幾個實驗可以看出,光合作用的研究發展與物理學和化學的研究進展密切相關,同時科學技術的進步也推動了生物科學研究的發展。 要點四、對光合作用的過程的理解 光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧的過程。用反應式概括為:CO2+H2O (CH2O)+O2

51、。其實光合作用的過程十分復雜,人們根據是否需要光能,把它分為光反應和暗反應兩個階段。具體過程用圖解來表示: 1.光反應和暗反應具有明顯的區別和聯系,如下表: 注:本表中“物質轉化”中的序號與上圖中的序號一致 特別提醒葉綠體處于不同條件下,C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的動態變化 2.光合作用過程中的能量轉換過程 要點五、影響光合作用的環境因素分析及其應用 1.光合作用強度表示方法 單位時間內光合作用產生糖的數量 單位時間內光合作用吸收CO2的量 單位時間內光合作用放出O2的量 注意:最容易檢測的是。 2.環境因素對光合作用強度的影響及應用 (1)光照強度 曲線分析 A點光照強度為O,此時只進行細胞呼吸,釋放的CO2量可表示此時細胞呼吸的強度。 AB段:隨光照強度增強,光合作用強度也逐漸增強,CO2釋放量逐漸減少,這是因為細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用,此時細胞呼吸強度大于光合作用強

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